预测起搏器电极稳定性能的另一参数——损伤电流（COI）

姚 芳，张文波，杨玉雯

（1. 皖南医学院2019级硕士研究生；2. 皖南医学院第一附属医院弋矶山医院心内科，安徽 芜湖 241000）

心脏起搏器不仅维持心率和提高生存率，同时可改善患者的生活质量及疾病预后。然而电极的稳定性是起搏器正常工作的保障，故如何评估电极的稳定性显得极其重要。除传统的评价导线稳定性的方法，损伤电流（current of injury，COI）在判断起搏器电极稳定性方面同样有极其重要的作用。

1 COI的定义及测量方法

起搏阈值、电极感知、阻抗和X线影像是评价电极稳定性的主要指标，但上述指标却存在一定程度的局限性。1979 年PARSONNET V 等［1］在起搏电极植入的过程中发现电极与心内膜接触后会在短期内产生一定的电位变化，类似于心肌缺血损伤，称之为COI，并发现存在COI 提示植入电极的位置恰当和起搏参数良好。起搏电极以主动或被动方式固定于心内膜，两者均可产生COI。沙来买提·沙力等［2］通过对比主动电极和被动电极的COI 大小提示，主动电极在固定10 min 内多数时间点的COI 大小均大于被动电极。推测其原因可能和电极与所接触组织的损伤程度有关。主动电极需完全旋入心肌，对与之接触的组织损伤较大，所产生的COI值亦较大；而被动电极则只需嵌入肌小梁中，对所接触心肌的损伤较小，相应COI 亦较小。该实验通过动态观察COI 变化还发现，主动电极的COI 在电极固定10 min 内仍保持在较高水平，而多数被动电极的COI 在10 min 内迅速减小甚至消失。由此可知，电极头端对所接触心肌的损伤决定了COI 的大小，同时可能与其持续时间有关［3］。目前主动电极在临床上应用越来越广泛，主动电极可固定于心腔内任意部位，但其脱位率仍在1.0%～5.2%［4-5］。既往研究表明，COI 的高度可以作为预测电极固定良好的急性期（术中及术后1 周内）指标［6-7］，其幅度在心房≥2 mV，在心室≥5 mV（图1）。SAXONHOUSE S J等［7］为了避免在ST 段测量中包含P 波或QRS 波振幅，故通过测量从基线（腔内心电图的等电部分）到固有偏转后的ST 段抬高的最高处作为COI 的测量标准（图2）。

图1 心房及心室电极的COI值

图2 COI的测量方法

2 COI的高度、宽度及持续性对起搏器电极稳定性的预测

2.1 COI 的高度、宽度对起搏器电极稳定性的预测早在2007年REDFEARN D P等［6］评估了COI的动态变化，以评估急性期电极稳定性和起搏阈值。近期陈凯等［8］的临床研究提示，COI 的测定在主动电极植入中有重要的预测价值，临床上可应用COI预测起搏阈值及电极稳定性，既能缩短手术时间，又能减少反复旋出主动固定电极造成的心内膜损伤和减少术后脱位等并发症的发生。起搏电极植入后，通过腔内心电图发现无或ST 段抬高幅度小，或在固定后10 min 内起搏阈值较高的，则应考虑重新寻找电极植入位置，特别是需要植入除颤起搏器患者或完全依赖起搏器的患者，然而对于不依赖起搏器的患者，经数次起搏器电极位置调整后，ST 段抬高幅度仍较小的，则需考虑更换电极植入位置［9］。故可以肯定COI 在电极急性期的价值，然而COI 作为主动固定电极的中期（起搏器植入后的前6个月）表现预测指标的临床相关数据却有限。HAGHJOO M等［9］选取了150 例符合条件的患者，对起搏器植入术中COI 及术后的前6 个月的传统起搏参数进行测定。术中通过在腔内心电图中，测量从基线到固有偏转后的ST 段抬高的最高处作为COI 的测量方法，并将心房电极ST段抬高≥1 mV，心室电极ST段抬高≥5 mV 作为COI 的存在标准。随访中，心房电极起搏P波振幅≥1.5 mV，起搏阈值＜1.5 V，心室电极起搏R波振幅≥5 mv，起搏阈值＜1.0 V，且均无脱位为电极稳定性“表现良好”的评价标准，而未达上述标准的电极，则“表现欠佳”，通过以上数据的统计分析，结果显示，在多个起搏参数中，COI 是主动电极中期稳定性的独立预测指标。通过对心房和心室电极术中的COI 进行ROC 曲线分析，以确定预测“表现良好”电极COI的最佳值。最终该实验首次证明了在心室电极记录的腔内心电图中ST 段抬高10.0 mV 和心房电极ST 段抬高2.0 mV 预示良好的中期结果（良好的电极稳定性和电机械性能），具有最佳的敏感性和特异性。然而，本研究并无证据证明足够的COI 也可以预测良好的电极起搏阈值。REDFEARN D P 等［6］实验显示，固定良好且阈值良好的电极ST段抬高幅度明显高于阈值较差的电极。综上所述，未来为了进一步确保电极的稳定性可能需要寻找能产生更大COI 的电极固定位置，这似乎表明，以前提出的COI 标准可能增加假阳性病例数量，然而，尝试寻找能产生高COI 的位置，可能增加电极尝试次数以及增加手术时间，故是否COI越大，预示着电极起搏阈值、阻抗等越好、稳定性越好，而COI的高值具体数值多少，需要进一步研究探查。

2.2 COI 的持续性对起搏器电极稳定性的预测

目前可确定在电极固定时，COI 幅度大小可评定电极稳定性，然而SHALI S 等［10］在Langendorff 灌注的兔心内膜上或在体心脏的心外膜上，将电极分别以不旋转、半旋转和全旋转的方式固定，动态监测腔内心电图，从COI 的起始到消退，测量R 波和COI的大小，包括ST 段抬高、ST/R 和心内EGM 持续时间（Intracardiac EGM duration，IED）评价电极的稳定性，该实验设置中，发现随着时间的推移COI值有下降的趋势，且此特性与电极的稳定性有关，COI强度的初始测量可能具有误导性，而对COI 持续的动态监测可能有益于指导起搏器电极的固定。基于上述实验基础，SHALI S 等［10］试图测试COI 的持续性是否可预测主动电极起搏的表现，实验中对右心室起搏电极固定后10 min 的COI 进行监测，不可接受的起搏阈值无论是否存在电极脱位均被认为是电极植入失败。该研究显示，根据最初COI 大小很难区分电极植入的成功和失败，COI 持续时间在5 min和10 min 仍是急性期电极性能的独立预测因素。在5 min 时，COI 持续时间为50%，在10 min 时为20%，两者都表明在评价急性期电极性能方面具有相当高的精确度。在2 年的随访中，植入后5 min COI 持续率为50%的患者无事件生存率更高；COI值的突然降低与电极的低稳定性相关，甚至可能需要电极的重新定位，特别是在起搏依赖的患者中。这突出了COI的持续性，这是一个很有价值的指标，这不仅影响急性期电极的稳定性，也影响长期的表现［1，10-11］。然而，上述研究实验未涉及在电极植入后5 min 和10 min 传统起搏参数（起搏阈值、感知和阻抗）。因此，暂时很难证明COI衰减是否确实比传统的起搏参数更好地预测电极的稳定性。此外，监测COI 的好处是否可能仅仅与植入后5 min 和10 min内对电极稳定性的评估，而术中也可用传统起搏参数进行评估。REDFEARN D P 等［6］的一项研究表明，起搏阈值、感知和阻抗在电极植入过程中无变化，而电极植入失败时COI 下降。SHALI S 等［11］最近的一项研究显示，5 min COI 呈线性衰减，而电极植入失败时COI 则呈现为5 min 后快速的衰减，而10 min 后COI 进一步衰减的幅度很小。故5 min 后的COI 的评价足以预测电极的稳定性，而在10 min后的COI 可能不能提供更多额外的评估相关信息。所以在电极植入后5 min 重新监测COI 可能确实不会严重延长手术时间。因此，强烈建议对COI 进行至少5 min 的动态追踪，以便减少根据现有证据行再次手术的风险。

3 COI在HBP与LBBP中的应用价值

右心室起搏被认为是常规传统的起搏方式，然而人们逐渐认识到右心室起搏可能导致心脏电机械同步化失调、房颤（Atrial fibrillation，AF）和心力衰竭（Heart failure，HF）的发病率增加、心力衰竭的住院率和患者心室起搏比率增加。现有希氏束起搏（His bundle pacing，HBP）和左束支起搏（Left bundle branch，LBBP）是目前较公认的接近生理性的起搏方式，然而其仍然存在一定的脱位、穿孔等风险，故评价其电极的稳定性仍然必要。为了证明COI 在HBP 的临床价值，有研究［12］在37%的HBP 患者中记录到了HB 损伤电流（HB injury current，HBIC），63%的患者未记录到IC，有可能IC 被记录的患者，电极直接固定在HB上而导致IC，而未记录到IC的患者，很可能电极植入的位置接近HB 而未穿透它，或HB位于更深的位置。该研究通过对上述两组HBP 患者术后2 周、2 个月和1 年的HBP 阈值、感知和阻抗进行随访，得知与未记录到IC 的HBP 患者相比，HB中的IC 与起搏阈值显著降低相关。虽然从理论上，在HB 上进行IC 记录可能会导致HB 损伤和房室传导阻滞，但在为期1年的随访中未见HB损伤及房室传导阻滞。同样ZANON F 等［13］报道了在24 个月随访中得知HBP 的长期稳定性特征，但尚不明确HB处的IC 是否会导致纤维反应增加，从而导致起搏阈值增加。虽然上述研究中未见起搏阈值显著增加，但为了确定HBP 起搏阈值的长期稳定性，长期随访是必要的。

HBP 是目前被认为最生理的起搏方式，研究表明，与右心室起搏（Right ventricular pacing，RVP）相比较，HBP 可缩短QRS 时限，改善心脏同步协调性及心功能［14-15］，更有大样本非随机对照研究显示，相较于RVP，HBP 更能降低死亡以及心力衰竭的复合终点事件［16-17］。然而受限于解剖等因素，HBP 却存在一系列缺陷：起搏阈值偏高、感知偏低且容易出现远场感知、有导致远端束支传导阻滞的可能，一旦传导系统病变进展可能导致失夺获，故其远期的稳定性及安全性仍令人担忧［18-21］，所以这使得HBP难以在临床上广泛应用。

2017年，HUANG W J等［22］首次全球范围内报道了LBBP，是将起搏电极的头端从右心室经室间隔到达左心室心内膜下的左束支区域，通过起搏夺获传导束，是一种新的生理性起搏方式，因LBB 位于左室心内膜下并呈扇形向外延伸，形成更宽的起搏靶区，故相对于HBP 具有操作简单、手术成功率高、术后参数稳定等优点［23］，但由于LBB 位于左室间隔［22-24］，因此，在LBBP 过程中可能出现室间隔穿孔。SU L 等［25］首次探讨了LBB COI 在QRS 波时限小于120 ms 的LBBP 患者中的价值。LBB COI 产生是由于电极头端对左束支及周围心肌细胞的损伤导致，以在LBB 电位（QRS 波前20～30 ms 的高频信号）后出现的PV段（LBB电位至心室电位之间称为PV段）较基线相比抬高或降低幅度＞25%的LBB 电位振幅为其存在标准。文中将LBB COI 分为3 个类型（图3）：Ⅰ型：PV段呈拱形或水平升高；Ⅱ型：LBB电位及COI 隐藏于心室电位中，但有转变为Ⅰ型的可能，故可被忽略；Ⅲ型：PV 段呈深度负向，这可能表明电极穿透了LBB 纤维鞘，电极刺激周围心肌纤维产生的电流传播到LBB产生深度抑制的COI。

图3 不同类型LBB COI

该研究将所有行LBBP 患者按照是否存在LBB COI分为COI（+）和COI（-）组，以QRS呈右束支传导阻滞（Right bundle branch block，RBBB）波形、电极阻抗的变化、达峰时间（Left ventricular activation time，LVAT）参数确定LBB 捕获，与COI（-）患者相比，100%COI（+）患者在低阈值（＜1.5 V/0.5 ms）下实现了LBB 的捕获。因此，LBB COI 的存在可能是确认电极捕获LBB 的另一参数。该研究在一个可接受的参数（0.5 V/0.5 ms）下实现LBBP 的病例中记录到LBB COI 及心室COI，然而，因在记录LBB COI 后又将电极进行了两次额外的旋转，导致室间隔穿孔，此时LBB COI及心室COI突然消失，阻抗由580 Ω 骤降至320 Ω，故联合心室COI，LBB COI在穿孔的早期识别中亦有一定的价值（图4）。

图4 腔内心电图显示LBB捕获、未捕获及室间隔穿孔情况下的COI及LVAT

在主动电极植入急性期，起搏阈值急剧增加，然而在随后几分钟内阈值可下降到可接受的水平［7，26］。同样的现象也在LBBP 患者中可见。有研究表明［26］，当发现LBB COI 时，随着心肌损伤的解除，起搏阈值可能会改善，故不应该过早重新定位电极。在LBBP 患者6 个月的随访中发现其起搏阈值只轻微升高。对COI（+）和COI（-）两组患者1 年的随访发现，LBB 起搏阈值、R 波振幅和起搏阻抗保持不变，组间差异无统计学意义。综上所述，LBB COI 在LBBP 中较为常见。LBB 的捕获标记除了LBB 电位、LVAT、选择性或/非选择性LBBP 外，LBB COI则可作为LBB 捕获的补充标记。对研究中手术患者超过6 个月的随访得出，LBB 电位与LBB COI可提示电极稳定性和稳定的LBB 起搏阈值。但该研究仅涉及COI 在QRS 波时限＜120 ms 的LBBP 患者中的价值，COI在QRS波时限＞120 ms的LBBP患者中是否有价值还有待于进一步研究。

4 小结与展望

COI 大小、持续性不仅可预测主动电极植入急性期的稳定性，在预测其中期表现亦有一定的价值，亦可能影响着电极的长期表现。COI 在不同的起搏位置（心尖、右室间隔、HB、LBB）中均有临床应用价值，并认为是较传统起搏参数更加能预示电极稳定性的参数，能减少术中、术后的电极穿孔几率，减少术中为寻找合适的电极植入位置而行的电极尝试次数，进而一定程度上减少了心肌损伤。虽然COI 在电极植入的临床价值可以肯定，但仍然不能完全取代传统起搏参数对电极稳定性的评估。COI的存在标准目前尚未统一，是否数值越大越能预示电极起搏阈值、阻抗等越好、稳定性越好亦尚无相关研究数据。其在HB、LBB生理性起搏中的价值研究数据较少，其在上述起搏方式中的临床应用价值还需进一步的研究验证。

为了进一步评估在植入过程中监测COI真实的临床价值，我们需要更多的样本、数据及研究方法，最好是有一个前瞻性的方法。面对目前仍然无法接受的电极植入高失败率，在这一领域的进一步研究可能是值得的。