曾莉鈞 田穎 石亮 王彥江 李學(xué)勛 盧曉英 劉興鵬

心房顫動(簡稱房顫)是臨床最常見的住院心律失常，可增加患者死亡率和卒中風(fēng)險，加重心功能不全[1]。根據(jù)發(fā)作特點，房顫可以簡單分為陣發(fā)性房顫和持續(xù)性房顫兩大類。陣發(fā)性房顫多由肺靜脈觸發(fā)，通過導(dǎo)管消融隔離肺靜脈治療的成功率可達到80%以上[2]。但持續(xù)性房顫單次導(dǎo)管消融后隨訪5年的竇性心律維持率僅在30%左右，即使是多次消融后，5年成功率也只是在50%左右[3-4]。導(dǎo)管消融治療持續(xù)性房顫的成功率低，究其原因在于其維持機制尚不明確。

近年該領(lǐng)域的一項重要進展是發(fā)現(xiàn)持續(xù)性房顫的維持是被某些特定心房區(qū)域所驅(qū)動的，進而以這些驅(qū)動區(qū)域作為消融靶點，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)術(shù)中急性終止房顫，而且遠期療效亦較好[5-11]。持續(xù)性房顫的驅(qū)動形式主要包括轉(zhuǎn)子(rotor)和局灶快速激動，其在心房內(nèi)的分布、時空穩(wěn)定性和靶向消融是目前房顫機制研究的熱點。筆者就轉(zhuǎn)子概念的認識和特征進行綜述。

1 房顫學(xué)說的演變

1907年，Winterberg等[12]提出房顫由心房的局灶快速激動引起。1914年Mines等[13]推出了基于解剖障礙的折返激動機制；Lewis等[14]將這類研究提出的概念整合為“折返所致的環(huán)形激動假說”，認為折返環(huán)圍繞解剖障礙，根據(jù)折返環(huán)的大小和組織不應(yīng)期不同，可產(chǎn)生心房撲動(簡稱房撲)或房顫，即單環(huán)即可造成顫動樣激動。1949年，Scherf和Terranova[15]發(fā)現(xiàn)犬右心耳心外膜少量給予烏頭堿可誘發(fā)房性心動過速或房顫，認為房顫機制仍為局灶激動。

直至1959年，Moe和Abildskow等[16]提出多子波學(xué)說，并在1964年發(fā)表了經(jīng)典的電腦模型研究，即由一個沖動經(jīng)不應(yīng)期不一的介質(zhì)傳導(dǎo)，形成紊亂、可自我維持的多個波[17]。這個理論歷經(jīng)20余年后才由于多極導(dǎo)管和高密度標(biāo)測出現(xiàn)，在動物房顫模型上得到驗證。1985年，Allessie等[18]發(fā)現(xiàn)在體犬房顫的維持至少需要4～6個子波。之后，Wang等[19]發(fā)現(xiàn)，Ic類抗心律失常藥物可通過減少子波數(shù)量達到抑制房顫的作用；并且基于這一學(xué)說的外科心房“切和縫”手術(shù)治療效果較為理想，因此多子波機制廣為學(xué)者接受[20-22](圖1A)。

圖1 房顫的機制假說

也有學(xué)者提出疑問：①Moe等[17]研究模型的必要基礎(chǔ)為心房肌不應(yīng)期不規(guī)則分布，這在目前關(guān)于細胞連接和動作電位的研究來說不成立。②Moe等[17]研究模型需要15～30個子波維持房顫，但Allessie等[18]僅在犬模型中標(biāo)測到4～6個子波，如此小的數(shù)量，雙心房是很可能從前一次激動恢復(fù)，致使子波融合和房顫終止；那么這些子波的維持的結(jié)構(gòu)和電生理基礎(chǔ)是什么？是否可能存在一個高頻的“母轉(zhuǎn)子(mother rotor)”，經(jīng)碰撞和碎裂形成多個子波？③另外該學(xué)說亦無法解釋房顫轉(zhuǎn)化為房撲，以及房撲轉(zhuǎn)化為房顫的機制。

2 轉(zhuǎn)子學(xué)說的提出

1973年，Allessie等[23]提出折返性激動并不完全基于解剖障礙，也可由功能性阻滯造成；其后隨著功能性折返心律的研究增多，出現(xiàn)了“螺旋波”的概念。螺旋波最早于1992年在離體心肌切片中光學(xué)測繪有所描述，并且隨后在離體兔心臟中發(fā)現(xiàn)，在心室快速移動的螺旋波可造成心電圖上表現(xiàn)為心室顫動(簡稱室顫)，自此在心房/室顫機制中有了一席地位[24-25]。但在羊離體心臟房顫模型中，使用等時激動標(biāo)測未能檢測到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動樣激動，直至更復(fù)雜的信號分析——相位標(biāo)測出現(xiàn)，對螺旋波有了更詳細的定義和描述[26-27]。

自此，折返環(huán)有幾種類型：①圍繞固定解剖障礙(如瘢痕)的激動為經(jīng)典折返(圖2A)，最短路徑由傳導(dǎo)速度和不應(yīng)期決定，激動傳導(dǎo)頭尾相接時折返完成。這類折返具有可激動間隙，通過電刺激可以重整環(huán)路。許多常見心律失常，如房撲或室性心動過速均為這類折返。②由上述Lewis提出的主導(dǎo)環(huán)折返(leading circle reentry)，是圍繞功能上不易激動的核心轉(zhuǎn)動，波陣面向心性地向內(nèi)除極(圖2B)。雖然表面上與轉(zhuǎn)子相似，但核心是完全或幾乎不易激動的，因此折返環(huán)在空間上非常穩(wěn)定，無法旋動；波長也是穩(wěn)定的，不像轉(zhuǎn)子的波長發(fā)生動態(tài)變化。③螺旋波是折返激動其中特殊的一個類型(圖2C-F)，發(fā)射螺旋波的核心被定義為“轉(zhuǎn)子”，以“極易激動但并未激動的組織(unexcited but eminentlyexcitable tissue)”為中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子定義最關(guān)鍵的是波陣面的曲率極大，在靠近核心的部位減小，使波陣面的頭和尾的可激動間隙小到無法使用拖帶重整折返環(huán)。因此轉(zhuǎn)子的定義有三大關(guān)鍵特點：波陣面曲率極大，在核心處頭尾相連；有一個易激動并且旋動的核心；波長高度不一致，可激動間隙不可測。

A:經(jīng)典折返環(huán)；B:主導(dǎo)環(huán)折返；C-F:轉(zhuǎn)子圖2 折返環(huán)的類型

隨后的離體心臟房顫模型標(biāo)測顯示，轉(zhuǎn)子核心的部位與心房最高主頻部位一致[28](圖3)；心房內(nèi)具有明顯的頻率梯度[29]；在人類房顫患者的心房標(biāo)測中顯示，心房激動的傳導(dǎo)方向是有重復(fù)性和規(guī)律性的，而非完全隨機[30]；以上研究均支持轉(zhuǎn)子學(xué)說。但轉(zhuǎn)子與早期提出的房顫機制假說并不矛盾：轉(zhuǎn)子可以由局灶激動的波裂所始動；心房壁內(nèi)轉(zhuǎn)子可作為心內(nèi)膜或心外膜反復(fù)突破現(xiàn)象的成因；移動的轉(zhuǎn)子也可形成多發(fā)子波[31](圖1B)。

3 轉(zhuǎn)子認識的進展和爭議

因不同的標(biāo)測手段和電位分析軟件層出不迭，各研究對轉(zhuǎn)子的定義和描述也各不相同(圖3)。2012年，Narayan等[5]首先報道了人類房顫的轉(zhuǎn)子標(biāo)測研究，即利用64極籃狀高密度標(biāo)測導(dǎo)管對左右心房進行同步接觸式標(biāo)測，獲取標(biāo)測部位的單極信號，計算出等時圖，用顏色編碼心房激動的規(guī)律顯示心臟全景標(biāo)測。該研究將房顫維持機制稱為“驅(qū)動(driver)”，包括局灶激動和轉(zhuǎn)子，后者定義為圍繞核心的順時針或逆時針的激動，開啟了以“驅(qū)動”為標(biāo)測和消融靶點的序幕。2017年，Pathik等[7]利用軟件將心房信號進行Hilbert轉(zhuǎn)換和相位分析，從而顯示激動傳導(dǎo)路徑，其中轉(zhuǎn)子定義為至少2個完整轉(zhuǎn)動360度以上的激動；Calvo等[9]研究中的相位分析將轉(zhuǎn)子定義為至少3個連續(xù)轉(zhuǎn)動樣激動；Lim等[10]利用可穿戴式高密度電極背心行心臟體外標(biāo)測，將驅(qū)動灶定義為局灶激動和轉(zhuǎn)子，后者定義為圍繞核心的2個以上的完整轉(zhuǎn)動(圖4)。在近年來涌現(xiàn)的大量相關(guān)研究中，不僅對轉(zhuǎn)子的描述不同，對轉(zhuǎn)子的命名也各不相同，包括轉(zhuǎn)動樣激動、局灶折返性驅(qū)動、相位奇點等[32]。

頻譜分析顯示轉(zhuǎn)子中心與最高主頻一致；轉(zhuǎn)子周圍，激動傳導(dǎo)的方向和時間發(fā)生變化，波碰撞表現(xiàn)為碎裂電位；遠處激動頻率減低，波碰撞減少，電位較為規(guī)整圖3 心房電位頻率梯度

以上研究中，不同方法之間在性質(zhì)上沒有相似性，亦各有其優(yōu)缺點，例如籃狀電極具有足夠的分辨率，但仍有標(biāo)測不到的位置；體外標(biāo)測目前無法標(biāo)測肺靜脈和間隔；相位分析的精確性和解讀依賴于操作者[10,32]。由于目前沒有隨機對照研究驗證轉(zhuǎn)子的標(biāo)測和消融方法的有效性，關(guān)于標(biāo)測方法孰優(yōu)孰劣無法定論，因此轉(zhuǎn)子的定義和價值仍存在爭議。

轉(zhuǎn)子是目前心房顫動機制研究的熱點之一，其本質(zhì)為圍繞高頻核心的轉(zhuǎn)動樣激動。隨著標(biāo)測技術(shù)不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)子得到了更為詳盡的描述，但也由于各項技術(shù)的多樣化，轉(zhuǎn)子目前沒有統(tǒng)一以及公認的定義，目前也缺乏隨機對照研究證實轉(zhuǎn)子的價值，期待將來更多研究填補這些空白。

圖4 心臟全景標(biāo)測(上圖)和體外標(biāo)測(下圖)顯示房顫轉(zhuǎn)子