范建華 劉慶軍

肺靜脈電隔離(pulmonary vein isolation,PVI)是目前心房顫動(dòng)(atrial fibrillation,AF)消融治療的基石,現(xiàn)階段應(yīng)用的主要技術(shù)為射頻消融(radiofrequency ablation,RFA)及冷凍消融。RFA 是利用大頭導(dǎo)管頂端的電極在心肌組織內(nèi)產(chǎn)生電熱效應(yīng),使心肌細(xì)胞干燥壞死,而冷凍消融是通過冷凍能源造成低溫導(dǎo)致心肌細(xì)胞壞死。這兩種消融方法均依賴消融導(dǎo)管的貼靠,且無組織特異性,可能會損傷肺靜脈周圍器官,如食管、肺靜脈及膈神經(jīng)等鄰近結(jié)構(gòu)而造成心房食管瘺、肺靜脈狹窄和膈神經(jīng)損傷等并發(fā)癥。

脈沖電場消融(pulsed field ablation,PFA)是一種新的消融方法,其通過不可逆電穿孔機(jī)制,利用高電壓和短持續(xù)時(shí)間的脈沖序列來造成組織損傷,不會產(chǎn)生明顯的加熱反應(yīng),且具有組織選擇性,其在AF治療方面受到越來越多的關(guān)注。

1 PFA的心臟消融之路

2007年Lavee等[1]利用PFA 在5頭豬心耳部位進(jìn)行心外膜消融,數(shù)秒內(nèi)電極作用的心房部位完全透壁破壞,且局部沒有溫度變化,說明PFA 在心房消融是一種迅速、透壁、無熱反應(yīng)的治療方法。2011 年Wittkampf等[2]首次應(yīng)用PFA 對10頭豬的肺靜脈進(jìn)行隔離,術(shù)后3周進(jìn)行電壓標(biāo)測證明肺靜脈前庭存在低電壓區(qū),肺靜脈造影未見肺靜脈狹窄,首次證實(shí)了PFA 應(yīng)用于PVI的可行性。2018年Reddy等[3]首次將PFA 應(yīng)用于人AF消融,15例患者57根肺靜脈完全隔離,且消融導(dǎo)管從進(jìn)入至撤出時(shí)間間隔為(19.0±2.5)min,使得AF介入治療進(jìn)入組織特異性、超快速消融的時(shí)代。目前均有PFA 在陣發(fā)性及持續(xù)性AF患者進(jìn)行成功消融的報(bào)道,且越來越多的臨床研究工作正在進(jìn)行中,期待更多的臨床研究以便指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

2 PFA的機(jī)制

PFA 通過電脈沖發(fā)生器釋放單相或雙相脈沖電場,特點(diǎn)是高電場強(qiáng)度、快脈沖頻率和短脈沖寬度,在正、負(fù)電極間形成局部高電壓差,極短時(shí)間內(nèi)釋放高電場的非熱能量,選擇性作用于心肌區(qū)域,即刻實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞膜的不可逆電穿孔,造成透壁損傷,細(xì)胞內(nèi)容物泄露,破壞細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[4－5]。

3 PFA的優(yōu)勢

PFA 具有組織特異性,心肌細(xì)胞是最敏感的組織,使得PFA 在進(jìn)行環(huán)肺靜脈消融時(shí)對鄰近組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)降到最低,即使PFA 時(shí)導(dǎo)管靠近冠狀動(dòng)脈主支,即時(shí)及隨訪發(fā)現(xiàn)也不會導(dǎo)致冠脈嚴(yán)重狹窄或閉塞[6]。PFA 為非熱能組織消融,在消融過程中不會破壞組織支架結(jié)構(gòu),不會產(chǎn)生消融局部血栓。PFA 對消融強(qiáng)電場區(qū)域內(nèi)的心肌組織均能有效消融,消融過程中對導(dǎo)管貼靠力依賴性較小。

4 PFA的相關(guān)研究

4.1 PFA 在動(dòng)物中的進(jìn)一步研究 Witt等[7]對5條狗的10根肺靜脈用球形PFA 導(dǎo)管進(jìn)行環(huán)肺靜脈消融,27天后進(jìn)行肺靜脈CTA 檢查未見肺靜脈狹窄,組織學(xué)評估均見肺靜脈消融部位透壁性損傷,且消融未損傷食管。Stewart等[8]對6頭豬的上腔靜脈、右心耳和右上肺靜脈進(jìn)行PFA。對電隔離后進(jìn)行急性評估,并在4周后通過尸檢和組織病理學(xué)評估慢性病變。在PFA 過程中,沒有動(dòng)物出現(xiàn)室性心律失常。肺靜脈消融后呈環(huán)狀、連續(xù)和透壁性,心內(nèi)膜均轉(zhuǎn)化為一致的慢性纖維化。消融是非熱產(chǎn)生的,在消融過程中電極頭端溫度升高很小且沒有心外損傷、肺靜脈狹窄、心內(nèi)膜破裂或血栓形成的證據(jù)。Yavin等[9]探討了PFA 在16頭豬進(jìn)行上腔靜脈及下腔靜脈的線性消融的可行性,所有消融線均成功完成,急性阻斷率達(dá)100%,平均用時(shí)14 s,且91.7%(11/12)的消融線在平均28天后仍能保持阻斷。Zhu等[10]通過PFA 導(dǎo)管對8頭豬的上腔靜脈進(jìn)行PFA,3周后再次評估未見上腔靜脈狹窄、竇房結(jié)損傷及膈神經(jīng)麻痹等不良反應(yīng)。對比RF,動(dòng)物研究的結(jié)果更進(jìn)一步確定了PFA 在心臟消融中的安全性及有效性。

4.2 PFA 在AF 患 者 中 的 研 究 2018 年Reddy等[3]首 次報(bào)道了在AF患者中進(jìn)行PFA 實(shí)現(xiàn)了環(huán)PVI,之后PFA 應(yīng)用于AF消融的臨床研究相繼報(bào)道。Verma等[11]對38 例AF患者運(yùn)用PFA 進(jìn)行環(huán)肺靜脈消融,152根肺靜脈均完全隔離,術(shù)中沒有發(fā)生PFA 導(dǎo)致的嚴(yán)重并發(fā)癥,且通過30天隨訪未發(fā)現(xiàn)膈神經(jīng)損傷、心房食管瘺及卒中等不良心血管事件。2021年Reddy等[12]統(tǒng)計(jì)IMPULSE、PEFCAT 和PEFCAT II三項(xiàng)研究共121例患者進(jìn)行的PFA,所有患者均達(dá)到100%環(huán)PVI,其中110例在術(shù)后平均93天時(shí)再進(jìn)行肺靜脈標(biāo)測,84.8%(364/429)肺靜脈仍呈雙向阻滯,64.5%(71/110)患者仍保持雙PVI。所有再標(biāo)測患者根據(jù)治療方式分組,11例接受單相能量PFA 的患者,45.2%(19/42)肺靜脈呈雙向阻滯,18.1%(2/11)患者保持雙PVI;55例患者接受非優(yōu)化PFA 的患者,86.3%(179/214)肺靜脈呈雙向阻滯,58.2%(32/55)患者保持雙PVI;44例患者接受優(yōu)化PFA 的患者,96.0%(166/173)肺靜脈呈雙向阻滯,84.1%(37/44)患者保持雙PVI。隨訪1年,消融成功率(未有AF)為81.1%,單次手術(shù)成功率(未有AF)為79.4%,接受優(yōu)化PFA 的成功率(未有AF)為84.6%;消融成功率[(未有AF、房性心動(dòng)過速(簡稱房速)、心房撲動(dòng)(簡稱房撲)]為78.5%,單次手術(shù)成功率(未有AF、房速、房撲)為79.3%,接受優(yōu)化PFA 的成功率(未有AF、房速、房撲)為84.5%。手術(shù)并發(fā)癥包括1例心包壓塞,1例心包積液,1例短暫性腦缺血發(fā)作,1例穿刺處血腫。國內(nèi)余鋰鐳等[13]對5 例陣發(fā)性AF 患者行PFA,20根肺靜脈100%隔離,消融線雙向阻滯,消融后消融部位電壓明顯降低,消融術(shù)中疼痛感較輕,未出現(xiàn)膈肌運(yùn)動(dòng)幅度改變,未出現(xiàn)急性腦血管事件。Kawamura等[14]通過對20例進(jìn)行PFA 的陣發(fā)性AF 患者在術(shù)后即刻及平均隨訪84天進(jìn)行電壓標(biāo)測對比,發(fā)現(xiàn)左右上下PVI面積,后壁非消融面積及左房頂部線、左房后壁中線、左房后壁下線距離均未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,表明PFA 具有持久性。這些研究表明PFA 行環(huán)肺靜脈消融具有持久性及安全性,尤其對心肌組織具有選擇性而對其臨近組織損傷較小。

對于持續(xù)性AF患者,往往需要加行線性消融及基質(zhì)消融。Reddy等[15]在對25例持續(xù)性AF患者應(yīng)用一種特殊多樣條PFA 導(dǎo)管進(jìn)行環(huán)肺靜脈消融,急性期成功率為100%,平均消融時(shí)間22 min;24例應(yīng)用PFA 導(dǎo)管行左房后壁線消融,平均消融時(shí)間10 s;13例再利用局灶PFA 導(dǎo)管行瓣峽部線消融,平均消融時(shí)間9 min。平均手術(shù)時(shí)間125 min,包括28 min電壓標(biāo)測時(shí)間,16 min X 線透視時(shí)間。21例術(shù)后胃鏡檢查未見粘膜損傷,CTA 未見肺靜脈狹窄。在術(shù)后平均82天時(shí),22 例接受侵入性標(biāo)測,X 線透視未見膈肌損傷,86%(19/22)仍保持環(huán)PVI,21 例(100%)后壁線仍保持阻滯;在行峽部線消融的12 例患者中,僅有25%的患者仍有峽部線雙向阻滯。1例出現(xiàn)心包滲出,1例出現(xiàn)腹股溝血腫,未出現(xiàn)其它并發(fā)癥。說明在持續(xù)性AF患者中應(yīng)用PFA 也是可行的。且最新的一種集合脈沖電場及射頻兩種能量的消融導(dǎo)管,術(shù)中患者不同部位消融時(shí)可根據(jù)術(shù)者的意愿選擇合適的消融方式,不需要中途更換另種消融能量的導(dǎo)管,為持續(xù)性AF患者進(jìn)行PFA 提供了另一種選擇[16]。

5 PFA后左房結(jié)構(gòu)及機(jī)械特性變化

Nakatani等[17]對PFA 及熱消融患者術(shù)后急性期(＜3 h)及慢性期(術(shù)后3個(gè)月)進(jìn)行磁共振檢查。在急性期,與熱消融相比,PFA 后晚期釓增強(qiáng)體積增加60%(P＜0.001),T2成像水腫減少20%(P＝0.002),且PFA 后組織變化比熱消融更均勻。在慢性期,大部分急性晚期釓增強(qiáng)在PFA后消失,而大多數(shù)晚期釓增強(qiáng)在熱消融后仍然存在。肺靜脈前庭最大應(yīng)變、左房擴(kuò)張指數(shù)及左房主動(dòng)排空分?jǐn)?shù)在PFA及熱消融組均降低,而只有PFA 組在慢性期恢復(fù)。Kuroki等[18]通過研究37例行PFA 及43例行RFA 的患者,對比其術(shù)前及消融術(shù)后3個(gè)月肺靜脈口狹窄程度。與RFA 相比,PFA 組的肺靜脈開口減少百分比更少(長軸:＋0.9%±8.5%vs－11.9%±16.3%,P＜0.001;短軸:＋3.4%±12.7%vs－12.9%±18.5%,P＜0.001)。通過組合定量/定性形態(tài)學(xué)方法分析輕度(30%～49%)、中度(50%～69%)或重度(70%～100%)狹窄患者百分比在RFA 組為9.0% (15/166),1.8% (3/166)和1.2% (2/166),而PFA 組均無。說明PFA 可能有助于保存組織順應(yīng)性和左房儲備及增強(qiáng)心臟泵血的功能。

6 PFA的不足

PFA 時(shí)間按照毫秒計(jì)算,消融能量不像RFA 那樣可以滴定。目前的脈沖導(dǎo)管設(shè)計(jì)多為單相或直流電,存在肌肉顫抖、咳嗽,多數(shù)中心為了避免術(shù)中患者不適,采用全身麻醉,且有脈沖消融過程中心腔內(nèi)超聲監(jiān)測發(fā)現(xiàn)消融過程中產(chǎn)生微泡,考慮可能與過量的電流有關(guān),雖然至今沒有證據(jù)表明這些微泡能夠?qū)е履X卒中或者急性冠狀動(dòng)脈事件。Gunawardene等[19]報(bào)道在PFA 進(jìn)行二尖瓣峽部線性消融時(shí),出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈痙攣。

7 總結(jié)與展望

PFA 因其具有的組織特異性、迅速、非熱消融、效果持久及安全等優(yōu)點(diǎn)使得其在AF 消融的應(yīng)用得到廣泛關(guān)注。隨著動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及人體實(shí)驗(yàn)的成功開展,說明PFA 是一種有前途的心律失常導(dǎo)管消融技術(shù)。但仍有很多參數(shù)會影響PFA 治療的效果,比如電極形態(tài)、配置,脈沖的強(qiáng)度、數(shù)量、波形,結(jié)合實(shí)際患者參數(shù)的優(yōu)化等方面仍需要不斷的臨床研究。雖然現(xiàn)在無PFA 相關(guān)的大規(guī)模臨床試驗(yàn),但目前的臨床證據(jù)已證明PFA 在實(shí)現(xiàn)持久PVI方面有著顯著療效。