心房颤动的高功率短时程射频消融相关的心房食管瘘研究状况

卢亚文 肖模超

心房颤动(atrial fibrillation,AF)是最常见的心律失常之一,导管消融是治疗药物难治性AF的重要方法。高功率短时程(high-power short-duration,HPSD)射频消融在2006年首次被提出并应用于AF的治疗[1],目前关于HPSD 的标准没有明确的定义,一般指的是功率≥40 W,持续时间2～20 s。其术后相关并发症包括心包积液、心脏压塞、肺静脉狭窄、食管溃疡或穿孔、心房食管瘘(atrio-esophageal fistula,AEF)、卒中/短暂性脑缺血发作、膈神经损伤、穿刺部位血肿、股动静脉瘘等[2],其中尤以AEF的临床并发症最为严重。临床上采取了一系列的方法来预防AEF的发生。

1 AEF流行病学

近年来,随着消融相关技术及工具的发展,AF 导管消融相关并发症的发生率有下降的趋势,但是AEF 是一个例外,其发生率一直保持较低但是相对稳定的状态,并且与术者的经验及消融中心无关。2004 年首次描述了射频消融相关AEF[3]。一项调查总结了2006 年1 月至2019 年6 月 来 自 法 国 的24 家 中 心 近130 000 例AF 患者的消融相关并发症,研究结果显示AEF的发生率为0.022%[4]。与AEF的低发生率相比,有高达40%的患者可能出现内镜检测到的无症状食管病变,而在这些食管病变中深部溃疡被认为是AEF 的先兆[5]。AEF 的发生率虽低,但是一旦出现可迅速导致死亡,据统计其死亡率高达80% 以上[6－7],最常见的症状是发热(63% ～73%)、神经症状(23%～72%)、胸痛、吞咽困难或吞咽时疼痛(41%～47%)[4]。80.82%的患者在消融后30 天内发生AEF[8],此时绝大多数患者已出院,且因症状隐匿及不典型,为其及时诊断及治疗带来困难。

2 HPSD消融的特点

由于左房后壁与食管的距离较近,射频消融时很容易造成食管损伤。射频消融损伤的形成是电阻加热和传导加热损伤的结果,电阻加热阶段对组织直接造成损伤,而传导加热是以电阻加热为热源逐渐向周围扩散[9]。如果要减少附带组织损害,那么就要改变电阻加热和传导加热的关系,提高电阻加热的比例。传统的低功率长时程(low-power longduration,LPLD)射频消融有较长时间的传导加热,而左房毗邻食管,随着射频应用时间的延长可能导致损伤深度过大,增加了食管热损伤的风险[10]。在HPSD 消融中,大部分组织死亡是通过电阻加热发生的[11]。对不同功率和持续时间设置下的病变几何结构的研究表明,总能量输送与病变深度之间存在明显的相关性,并表明总能量输送是关键变量,而不是传递速率,总能量与病灶深度之间存在线性关系,对于相同的能量传递,HPSD 消融比LPLD 消融的病变宽度更大,而深度更浅[12]。综上所述,HPSD 消融主要依靠电阻加热形成病变,而且所造成的病变几何形状宽而浅,有利于减少左房后壁消融相关附带组织损伤。

3 HPSD消融食管损伤的特点

Baher等[13]的研究中在消融后24 h内通过延迟钆增强(late gadolinium enhancement,LGE)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)评估HPSD 消融后食管热损伤模式。其中,28.3%的患者表现为轻度强化,11.5%为中度强化,2.8%为重度强化,没有AEF发生。进行重复LGE MRI检查后,大多数食管强化减弱,最初中度强化的患者未出现食管溃疡,最初重度强化后出现持续强化的3 例患者中,1例发生了食管溃疡。所有患者3 个月的LGE MRI显示食管强化减小或无食管强化。Chen等[14]的研究中对122 例患者采取消融指数(ablation index,AI)指导的HPSD 消融(50 W),术中采用食管温度(luminal esophageal temperature,LET)监测(LET 达到39℃时消融切断),术后1～3天对术中LET 升高的患者进行食管内窥镜检查,结果显示只有2例无症状患者(57例LET 升高患者中的2例,占3.5%)出现单一的浅表的(最大直径1.5 cm)内镜食管病变。Piringer等[15]的研究中对45例患者进行HPSD 消融(50 W,后壁目标AI为350),最终31例进行了食管内镜检查,其中有5例(16%)在内镜下发现食管病变(糜烂2 例,溃疡3 例)。Kaneshiro等[16]的研究共纳入271 例患者,分为LPLD 组(20～30 W,n＝101)和HPSD 组(45～50 W,n＝170),研究结果显示HPSD 组的食管热损伤(食管粘膜损伤和食管周围神经损伤导致胃运动障碍)发病率明显高于常规组(37%vs 22%),但两组之间的食管病变患病率没有差异(7%vs 8%)。然而,HPSD 组大部分食管热损伤为胃动力低下,且损伤仅限于食管周围壁浅层。此外,HPSD 组的所有食管病变均为红斑,而LPLD 组的食管病变显示溃疡。综上所述,HPSD 消融相关食管损伤发生率与LPLD 消融相似,但是HPSD消融的损伤严重程度较LPLD 消融轻,证明其可用于左房后壁消融,但是目前的研究仅限于单中心、小样本研究,仍需要大规模的多中心随机对照试验来进一步证明其安全性。

4 HPSD消融AEF的预防

4.1 LET 监测食管热损伤可以作为食管穿孔并发症的潜在替代风险参数(因为严重的食管热溃疡标志着穿孔的风险),在消融期间进行LET 监测能否降低食管热损伤及AEF的发病率,不同研究显示了不同的结果。Kar等[17]的实验中将新鲜的猪心脏和食管切片固定在一个定制的支架上,消融过程中,热敏电阻记录导管尖端-心房界面、食管-心房界面和食管腔内的温度。样本随机分LPLD 组和HPSD组,参数如下:接触力(15/25 g),功率(LPLD 组10/20/30 W;HPSD 组40/45/50 W),持 续 时 间(LPLD 组10/20/30 s;HPSD 组5/10/15 s)。结果显示HPSD 组患者食管外表面和食管腔内温度升高较LPLD 组更多[食管外表面:(5.9±5.6)℃vs(2.2±2.0)℃,P＜0.01;腔内:(0.7±0.5)℃vs(0.4±0.2)℃,P＜0.01],同期食管外和腔内温度差异更大[(5.1±5.3)℃vs(1.7±2.0)℃,P＜0.01]。在HPSD 消融过程中,腔内温度明显低估了食管外表面温度。食管外部损伤与腔内温度升高(2.2±2.1)℃相关,对应食管外部温度升高(10.2±6.5)℃。Barbhaiya等[18]的研究中利用12点食管温度监测仪对16例接受左房后壁消融的患者进行LET 监测,结果显示当病灶距离温度传感器＞2 mm 时,未检测到明显的LET 增加。尽管HPSD 左房后壁消融将深度传导热降至最低,但在50 W、6s的射频应用(接触力10～15 g)下,观察到LET 升高高达5.8℃。在Vassallo 等[19]的研究中HPSD 组对比常规组显示了更低的LET 升高率(38.7%vs 83.54%),两组均显示左肺静脉是LET 升高最常见的部位,其次是右肺静脉。Grosse等[20]的研究显示监测LET 并不能有效地预防消融诱发的食管病变,有无LET 监测并未改变食管热损伤的发生率,但是LET≥42℃与粘膜病变增加有关。同时功率的增加并未显示食管热损伤的差异。LET监测的准确性取决于温度监测探头的大小、热探头的数量、实时的探头定位、探头与腔内表面的接触等,而且在停止射频应用后30 s内会有LET 峰值出现,食管温度升高和射频传输之间的时间滞后会导致更多的无法预测的食管损伤,而且使用LET 探针本身可能就是有害的,因为其将食管固定于某个位置,增加了左房后壁与食管的接触[17－18,21]。

4.2 食管冷却一些研究采用食管冷却技术来预防食管热损伤的发生。Tschabrunn等[22]的研究中患者被分为LET监测组和食管冷却组,结果显示两组的食管热损伤总发生率无差异。LET 监测组中40%的食管热损伤被归类1 级,60%的患者被归类为更严重的3级热损伤,而食管冷却组大多被归类为1级(12%)或2级(75%),只有1例(12%)被归类为3级严重热损伤,接受主动食管冷却的患者严重热损伤发生率降低了48%(P＝0.12)。De Oliveira等[23]的研究中将患者分为无任何保护组和LET 监测组,所有患者术前术后进行了食管胃十二指肠镜联合放射状腔内超声检查,结果显示4例(8.9%)食管/食管周围损伤,且均发生于食管冷却组,此外食管冷却组在左房后壁导致了更高的能量传递。在术前进行放射状腔内超声测量左房-食管距离,发现食管冷却组上述距离更近可能是该组食管损伤发生率较高的原因之一。在John等[24]的研究显示食管冷却对消融术后食管病变等级没有显著影响,并未降低食管损伤的发生率。综上所述,食管冷却并未降低消融后食管热损伤的发生率,而且不同的冷却方式、最佳的溶液温度、间歇或持续冲洗食管冷却、开始食管冷却的时机、冷却溶液的性质等对冷却效果的影响尚不清楚。此外,食管冷却期间冷却球囊可能将食管固定,而且手术全程患者采用全身麻醉,减少了食管的蠕动等因素可能进一步增加相关损伤风险。

4.3 避免全身麻醉清醒镇静状态下进行导管消融术时,食管会移动,而全身麻醉会降低食管的正常运动,使得食管在消融期间更容易发生热损伤。在全身麻醉期间给予麻痹药物会减弱食管对外界热量的正常反射收缩,患者没有吞咽,从而阻止生理降温[24]。研究显示,清醒状态下镇静对比全身麻醉可降低食管热损伤的发生率,分别为4% 和48%[25]。所以在进行射频消融手术时应尽量避免全身麻醉,减少食管损伤的发生。

4.4 食管可视化/成像在术前可进行CT/MRI检查,显示食管解剖,确定食管的位置信息[26]。也可以在消融手术开始之前口服可溶性造影剂在透视下确定食管走行,术中进行消融时尽量减少与食管直接接触[27]。术中可采用心脏内超声心动图或者三位电解剖标测系统对食管进行实时标测显示其动态位置,对于避免在食管附近直接施加能量更有帮助[25]。确定食管走行后术者可以调整消融路线,避免在食管附近施加能量或者在食管附近降低功率。但是,在实际消融过程中食管是可以随时移动的,这就造成了实时定位食管的困难,所以上述方法的可行性有待更多的研究进一步证实。

4.5 质子泵抑制剂(PPI)食管损伤的理论假设可能包括两步:最初的热损伤,随后的胃酸返流导致病变进一步扩大,这一理论得到了犬类模型研究的支持[21]。在Ugata等[28]的研究中,共纳入141 649例患者,分为PPI组(62 558名)和非PPI组(79 091名)。PPI组在住院期间导管消融前或消融当天给药(口服或静脉输注)。初步分析结果表明,PPI的使用与全因30天死亡率和消融后30天内的严重食管损伤无关,PPI可能无法预防严重的食管损伤。造成上述结果的原因可能是PPI治疗的食管炎和消融术后创伤性损伤的机制不同。消融相关损伤可能是热损伤或者包括经食管超声心动图或LET 监测过程中的机械性损伤。作为胃酸分泌抑制剂,PPI的使用可能不足以防治上述机制造成的食管损伤,因此反复检查和早期发现严重并发症相当重要。

5 HPSD消融AEF的诊断和治疗

对于AEF 的诊断,胸部计算机断层扫描(异常率91.24%)是首选的诊断方法,其次是脑部MRI成像(异常率90.91%),独特的影像学结果包括纵隔游离空气(发生率81.73%)和脑空气栓塞(发生率57.53%)[8]。

AEF的发生率虽然很低,可是一旦发生则患者的死亡率高达80%以上。AEF的治疗方法包括外科手术、食管支架植入和保守治疗[5,29]。食管支架植入过程中要充气,这会增加空气栓塞的风险。并且当瘘管坏死时植入支架的后果是瘘口控制不佳,且支架施加于食管壁的压力致坏死进一步加重导致病变更加难以修复。所以手术干预被认为是首选,但是关于具体的手术方式并未达成共识[30]。Kim 等[31]报道了5例AF 射频消融术后AEF 的处理,其中1例接受了内镜下修补术,最终因为感染控制不佳而死亡,1例仅接受食管修复的患者术后2天发生脑空气栓塞死亡,剩下3例同时进行了左房和食管的外科手术一期修复,仅1 例患者存活。综上所述,AEF重在预防,因为一旦发生患者存活的机会渺茫,需要临床工作者积极筛查、规律随访。

6 总结

HPSD 射频消融近年来越来越多地应用于AF 导管消融,因其所造成的损伤病变宽而浅,用于左房后壁消融能够减少相关附带组织损伤,在食管损伤方面,HPSD 消融较LPLD 消融损伤病变浅、损伤程度轻。作为消融的并发症之一,AEF虽然罕见,但是其死亡率很高。而且其临床表现不典型,早期诊断困难,胸部计算机断层扫描是其主要诊断方法。有关AEF的预防措施很多,包括LET 监测、食管冷却、避免全身麻醉、术前术中食管可视化/成像和质子泵抑制剂等。一旦发生AEF,最好的办法是紧急外科手术干预。虽然目前研究了诸多预防及治疗AEF的方法,但是并未获得让人满意的结果,希望能够研发出更多的预防及治疗工具来帮助减少AEF的发生。