对心房颤动电复律治疗的认识

王传慧　王群山



·综述·

对心房颤动电复律治疗的认识

王传慧王群山

201900上海，上海交通大学医学院附属第三人民医院(王传慧)；上海交通大学医学院附属新华医院(王群山)

【关键词】心房颤动；电复律；导管消融

心房颤动(房颤)是最常见的慢性心律失常之一。该疾病的发病率随着年龄增加和伴随的心脏疾病而急剧上升。房颤患者发生血栓栓塞性事件的风险是窦性心律者的5.6倍[1]。房颤使患者的心肺运动能力降低，心搏量和心输出量减少，及时转复为窦性心律可增加心搏量，改善心功能，减少心房内血栓形成和血栓栓塞等并发症的发生率。房颤患者因快速的、不规则的心室率而产生症状，有症状的房颤是施行节律控制的强适应证[2]。目前已有的几项研究显示，实施节律控制可显著改善患者症状和生活质量，逆转心房和心室的电重构，降低复合终点(包括死亡、缺血性脑卒中、心肌梗死和因心力衰竭住院)、全因死亡和心血管事件的发生率[3-6]。房颤是进展性疾病，继发的电重构和心肌重构可能随着时间延长进展为不可逆，阵发性房颤可向持续性房颤进展。节律控制对防止房颤进展可能有益[7-8]。电复律是控制房颤节律的主要方法之一。临床最常采用的电复律方法有经胸体外电复律、经静脉导管心腔内电复律、经食管超声引导下电复律、外科手术直视下体内电复律等。

1电复律的原理

心脏电复律是运用瞬间高能电脉冲通过心脏，消除心脏快速的异位节律如房颤，通过瞬间强电流使心肌细胞膜电位同时除极化，导致异位节律点与折返环全部失活，随后具有最高自律性的窦房结恢复主导性，控制心脏节律收缩与舒张，从而转复为正常的窦性心律。影响电复律成功的因素主要有能量选择、电波类型、电极位置及大小、阻抗。

1.1能量选择

电复律除颤时能量在心肌上分布不均匀，为了使心肌得到足够的复极能量，要求施加高能除颤脉冲，但这样不仅造成了患者的疼痛，心肌也会出现损伤，选择低能量的除颤仪是必然趋势。利用计算机多点同步标测技术，邬小玫等[9]设计了可灵活调节放电脉冲宽度和准确测量实际放电能量的用于低能量除颤的除颤器，具有在线准确测量并计算实际放电能量的特点，根据不同的除颤对象寻找最优放电脉冲宽度，从而减少除颤能量。

1.2电波类型

为了更有效地减少除颤电量，Jones等[10]发现双相除颤波在相对于单相波而言较低的除颤强度下，有效延长了心肌动作电位的时程，从而以较低的电击强度降低心肌不应期的离散度，恢复心脏电活动的正常节律。Clark等[11]也发现在输出能量低于100 J的情况下，双相波的除颤成功率接近单相波成功率的2倍，输出能量为100 J的双相波除颤成功率已接近100%，而单相波输出能量为200 J时才能实现，故得出双相波用于除颤优于单相波的结论。

1.3电极位置及大小

临床选用双相波进行除颤时，研究者探索优化除颤位置以减少除颤电量。王璁等[12]利用计算机建模和仿真技术，证实经静脉心腔内导管电复律中，在右心房及左心房游离壁放置电极较传统方法电极放置位置(右心房及冠状静脉窦或肺动脉)使用的除颤能量更低，从而提出除颤电极放置位置不同可对除颤效果产生显著影响。该研究还认为，当电极与心脏的接触面积不断增大时，相应的除颤电压阈值会不断减小，除颤能量也相应减小，高场强率也相应降低，从而减轻了心肌损伤。提示临床医师在条件允许的情况下选择面积较大的除颤电极，用更小的能量来完成除颤。在经胸外电复律的电极研究中，Ewy[13]认为单片电极板直径在8～12 cm时较适合，两电极板之间的距离一般大于10 cm，避免形成经胸壁电流，电流不流经心脏，导致无法复律。Botto等[14]证实心尖-后位复律(成功率87%)与心尖-前位复律的成功率比较，差异有统计学意义(87%比76%，P<0.05)。方祖祥等[15]利用计算机仿真技术研究发现，右前胸第1～3肋-左腋中线第9肋区的除颤电量阈值最低，优于已有文献报道的位置。回顾以上文献，无论选择何种电极位置，实施胸外电复律的除颤能量多低于常规推荐电量。Kirkland等[16]纳入13项研究进行系统性回顾，认为电极板位置并不是影响房颤复律成功的主要因素，需要一项使用高能量水平、双相波的除颤研究来得出最后的结论。

1.4阻抗

影响经胸体外电复律成功的因素中还包括经胸阻抗。导致经胸阻抗增高的因素主要有肺气肿、肥胖、胸廓畸形等。经静脉心腔内导管电复律的患者不存在经胸阻抗的问题。对于射频消融术中需要电复律维持窦性心律的患者来说，可以无需考虑阻抗带来的电复律失败的可能，故优势明显。

2电复律方法

2.1经胸体外电复律

经胸体外直流电复律终止房颤发作最早于1962年由Lown等[17]报道。传统的胸外直流电复律是近30余年来临床常用的一种转复手段，其优点包括：(1)操作者手持除颤器手柄，可以直接给予胸壁一定压力。(2)复律在体外进行，电击部位直观，易于确定位置，可粘贴式电极板放置位置灵活，方便实施。其缺点包括：(1)成功率相对较低，有时需要2～3次电击才能转复。传统的胸外电复律的成功率只有5%～50%[18-20]。(2)需全身麻醉后才能进行，但应用静脉麻醉药物后可发生低血压、呼吸抑制和误吸，甚至窒息。低血压多为一过性，部分患者有时需要升压药物才能纠正。呼吸抑制后出现氧饱和度降低，需要气管插管或球囊挤压机械辅助呼吸。患者需要提前禁食水6～8 h，以减少误吸甚至窒息的发生。(3)复律时仅有少量能量(约6%)作用于心脏组织，其余均作用于胸壁和胸腔其他组织，易导致胸壁皮肤软组织、乳房损伤，局部红肿，瘢痕，疼痛。(4)对于合并窦房结功能不全等快慢综合征的患者，复律成功后出现窦性停搏、静止，缓慢性结性逸搏心律等，需给予起搏保护，甚至紧急心脏起搏[21]。国外一些心脏中心已设有房颤复律门诊，对部分持续性房颤患者择期进行体外电复律。但由于房颤复律后，窦性心律很难维持，房颤容易复发，国内大多中心不再常规单纯进行房颤胸外直流电复律，仅在病房或急诊处理快速性房颤、导管消融治疗术中房颤未终止、外科术后房颤复发时应用。

2.2经静脉心腔内导管电复律

针对体外直流电复律的弊端，人们开始研究并不断改进经静脉心腔内心房除颤技术。该技术是将多极电极导管放置在心腔内，导管连接正负极，电极间直接放电进行复律。Boriani等[22]通过实验方法形成动物房颤，证实体内电复律在房颤治疗的有效性及可行性。1993年Cooper等[23]报道了用多极导管心腔内电复律的动物实验结果，证实心腔内电复律的可行性，同时提出放电与QRS同步可以避免室性心律失常的发生。1992年Lévy等[24]选择112例房颤患者分别给予胸外电复律(300～360 J)及心内电复律(200～300 J)进行效果比较，证实心内电复律与胸外电复律一样安全且更加有效。1994年Alt等[25]报道了对25例患者使用平均能量为(4.5±2.4)J的低能量心腔内复律，其中22例成功的临床应用结果。Gorenek等[26]比较心腔内电复律患者术前、术后心肌肌钙蛋白I(cTnI)、肌钙蛋白T(cTnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)等心肌损伤指标，发现并无显著升高，提示心腔内电复律对心肌细胞无损害，具有安全性。同期的多中心试验结果进一步证明了低能量复律的相对安全性[27]。在以上研究的基础上，有研究者对右心房高位、中位、低位不同部位进行除颤观察，提出除颤电极在冠状静脉窦远端和右心耳处用于转复时的能量最低，该方向可覆盖左、右心房的全部心肌[28-30]。但临床也有在电生理检查过程中诱发心室颤动，继而发作阿斯综合征的报道[31]。这种情况虽少见，但却是心腔内电复律最危险的并发症，为避免诱发心室颤动，应采用与QRS波同步电复律的方式。目前临床上采用Sra等[32]的方法检测并标识房颤，精确识别R波，电击前RR>500 ms才放电，从而有效地减少室性心律失常的发生率。

导管消融术是目前重要的房颤治疗方法，但在术中出现房颤、心房扑动等房性心动过速的患者也很常见，特别是现在接受导管消融的持续性或持久性房颤患者中越来越多见，而这些患者通过消融和药物转复的比例较低，大部分患者常需要电复律才能转复为窦性心律。术中经静脉心腔内导管电复律方法相比经胸体外电复律的优势进一步显现。目前采用的传统的经静脉心腔内电复律是分别行颈内或右侧股静脉穿刺置入除颤导管电极，一个电极放置在冠状静脉窦或肺动脉，另一电极放置在右心室前侧壁。上海交通大学医学院附属新华医院心血管内科于2009年1月对这一方法进行了改进。新的方法将两根各10极的除颤电极导管分别经股静脉鞘管置入左、右心房：一根借助消融术中穿过房间隔的鞘管，将除颤电极导管置入左心房；另一根置于右心房。两根电极导管均位于心房游离壁，电极导管与心房壁紧密贴合，并在10个电极记录到心房电位。选择双相波，然后进行R波同步放电复律。使用能量显著降低，大部分导管消融后的房颤患者仅需2～5 J即可转复成功，至今无一例心室颤动发生。患者术中无疼痛感，复律后也无明显不适，术中不需镇静麻醉药物，无需患者移位，减少了对导管消融术中标测的干扰。

心腔内电复律方法的临床优势体现在：复律成功率高(对于阵发性房颤，心腔内电复律的有效率达到92%～100%；对于慢性持续性房颤，心腔内电复律的有效率也有70%～100%[33-34])。经胸壁体外电复律失败后，仍可以选择经静脉低能量体内电复律，以提高复律成功率。特别肥胖的人经胸阻抗大，胸外复律成功率低，采用经静脉低能量体内电复律可减少能量，减少对患者损伤，增加复律成功率。复律所需能量根据患者的基础疾病、心房大小、房颤持续时间而有所不同，一般在小于15 J时，术中即使未全身麻醉，患者也无疼痛经历，对患者的心理及身体创伤小。部分患者(老年、严重呼吸系统疾病、心排血量过低等)不能做或者不愿意做全身麻醉，经静脉低能量体内电复律可不需要或仅需少量镇静药。电生理检查导管刺激或起搏刺激引发心房颤动时，无需搬动患者，进行经静脉低能量体内电复律，无需污染手术区域即可进行。心腔内电复律操作前只需经静脉穿刺，不需穿刺动脉，降低了出血、皮下血肿等不良反应的风险，且术中较少出现心脏穿孔和心脏压塞等并发症。

当然，经静脉心腔内导管电复律也存在其局限性，例如手术技术相对复杂，对操作的临床医师有一定技术及资质要求，手术费用也较高，电复律需要经静脉导管下进行。虽然如此，心腔内电复律的诸多优点仍让这一技术成为对于药物或体外电复律无效的房颤患者的另一种安全有效的选择。

2.3经食管超声引导下电复律

尽管在20世纪50年代就已报道了将食管电极置入犬的体内对犬心脏进行低电压电除颤，但由于缺乏稳定的电极系统，这项技术的应用受到限制。郑方胜等[35]也自行研制设计了经食管导电球囊电极导管进行探索，和以往的食管电极系统相比，其表面积较大，且膨胀后与食管接触密切，降低了电极与组织间的阻抗，以减少能量在心外组织的消耗，给予房颤和房扑低能量复律，提高复律成功率。Goktekin等[36]选用单电极经食管超声引导放置在左肺动脉进行心内电复律成功，证实该方法可行，同时具有减少使用透视技术，在超声波室进行电复律的优点，但该方法的成功率低。经食管超声引导电复律方法是一种非介入方法，不需要X线透视、严格消毒及心脏导管的置入，转复心房扑动与房颤具有低能量、不需麻醉等优点。该方法的缺点在于超声电极置入食管给患者带来不适感，同时需要患者良好配合，这限制了该技术在临床的广泛应用。

2.4外科手术直视下心脏电复律

该方法多用于心外手术结束后、心脏复跳过程中，通过两个勺形电极放置在心脏的心尖及心底部，一般给予10 J的能量进行心脏电复律，最大不超过30 J，电复律的原理同胸外电复律。该方法局限在胸外手术中，所使用的除颤仪与胸外电复律相同，区别在于使用的是勺形的电极，且使用的除颤能量较低，一般除颤可进行3次。该方法有效地用于开胸后直视下的心脏复跳过程中，但仅限于开胸术中进行。

3总结与展望

房颤是常见的慢性心律失常性疾病。如何维持房颤患者的窦性心律治疗是临床常见问题。电复律在临床上仍作为有效的治疗方法被应用。随着房颤患者中射频消融术的广泛开展，对于术中、术后仍有房颤发作的患者，采用经静脉心腔内导管电复律的优势进一步显现，其安全性和有效性已在临床被证实。通过利用计算机仿真技术，探索改良电极技术、电压强度、放电频率和电极位置以获得更小的电复律能量，更好地改善患者电复律时的感受，将提高复律成功率成为可能。与此同时，我们关注电复律术后房颤患者复发的影响因素研究，以探寻有效预测患者电复律后能否维持窦性心律的因素。目前对于经静脉心腔内导管电复律后复发的预测因素研究较少，将成为我们关注的研究方向之一。

参考文献

[1] Flegel KM, Shipley MJ, Rose G. Risk of stroke in non-rheumatic atrial fibrillation. Lancet, 1987, 1(8532):526-529.

[2] Singh BN, Singh SN, Reda DJ, et al. Amiodarone versus sotalol for atrial fibrillation. N Engl J Med, 2005, 352(18):1861-1872.

[3] Akoum NW, Wasmund SL, Lux RL, et al. Reverse electrical remodeling of the ventricles following successful restoration of sinus rhythm in patients with persistent atrial fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol, 2010, 33(10):1198-1202.

[4] Friberg L, Hammar N, Edvardsson N, et al. The prognosis of patients with atrial fibrillation is improved when sinus rhythm is restored: report from the Stockholm Cohort of Atrial Fibrillation (SCAF). Heart, 2009, 95(12):1000-1005.

[5] Okcun B, Yigit Z, Yildiz A, et al. What should be the primary treatment in atrial fibrillation: ventricular rate control or sinus rhythm control with long-term anticoagulation? J Int Med Res, 2009, 37(2):464-471.

[6] Steg PG, Alam S, Chiang CE, et al. Symptoms, functional status and quality of life in patients with controlled and uncontrolled atrial fibrillation: data from the RealiseAF cross-sectional international registry. Heart, 2012, 98(3):195-201.

[7] Cosio FG, Aliot E, Botto GL, et al. Delayed rhythm control of atrial fibrillation may be a cause of failure to prevent recurrences: reasons for change to active antiarrhythmic treatment at the time of the first detected episode. Europace, 2008, 10(1):21-27.

[8] Van Gelder IC, Haegeli LM, Brandes A, et al. Rationale and current perspective for early rhythm control therapy in atrial fibrillation. Europace, 2011, 13(11):1517-1525.

[9] 邬小玫, 王旭, 李维姣, 等. 用于低能量除颤的除颤器设计. 仪器仪表学报, 2009, 30(12):2664-2668.

[10] Jones JL. The mechanism of defibrillation and cardiovemion. Proceedings(IEEE Int Conf Bioinformatics Biomed), 1996, 84(3):392-403.

[11] Clark CB, Zhang Y, Davies LR, et al. Transthoracic biphasic waveform defibrillation at very high and very low energies: a comparison with monophasic waveforms in an animal model of ventricular fibrillation. Resuscitation, 2002, 54(2):183-186.

[12] 王璁, 杨圣均, 郑懿, 等. 心房除颤电场分布仿真的电极位置与尺寸优化. 中国医疗器械杂志, 2014, 38(2):88-93.

[13] Ewy GA. The optimal technique for electrical cardioversion of atrial fibrillation. Clin Cardiol, 1994, 17(2):79-84.

[14] Botto GL, Politi A, Bonini W, et al. External cardioversion of atrial fibrillation:role of paddle position on technical efficacy and energy requirements. Heart, 1999, 82(6):726-730.

[15] 方祖祥, 赖大坤. 经胸电场仿真对除颤电流分布和导管定位方法的研究. 复旦大学，2008.

[16] Kirkland S, Stiell I, AlShawabkeh T, et al. The efficacy of pad placement for electrical cardioversion of atrial fibrillation/flutter: a systematic review. Acad Emerg Med, 2014, 21(7): 717-726.

[17] Lown B, Amarasingham R, Neuman J. New method for terminating cardiac arrhythmias. Use of synchronized capacitor discharge. JAMA, 1962, 182:548-555.

[18] Lown B. Electrical reversion of cardiac arrhythmias. Br Heart J, 1967 ,29(4):469-489.

[19] Mancini GB, Goldberger AL. Cardioversion of atrial fibrillation: consideration of embolization, anticoagulation, prophylactic pacemaker, and long-term success. Am Heart J, 1982, 104(3): 617-621.

[20] Benditt DG, Benson DW Jr, Dunnigan A, et al. Atrial flutter, atrial fibrillation, and other primary atrial tachycardias. Med Clin North Am, 1984, 68(4):895-918.

[21] 黄震华. 心房颤动的经静脉低能量体内电复律. 临床心血管病杂志, 2003, 19(5):315-317.

[22] Boriani G, Biffi M, Camanini C, et al. Transvenous low energy internal cardioversion for atrial fibrillation: a review of clinical applications and future developments. Pacing Clin Electrophysiol, 2001, 24(1):99-107.

[23] Cooper RA, Alfemess CA, Smith WM, et al. Internal cardioversion of atrial fibrillation in sheep. Circulation, 1993, 87(5):1673-1686.

[24] Lévy S, Lauribe P, Dolla E, et al. A randomized comparison of external and internal cardioversion of chronic atrial fibrillation. Circulation, 1992, 86(5):1415-1420.

[25] Alt E, Conen M, Schmitt C, et al. Intracardiac electrical conversion of atrial fibrillation: which energies should be used. Circulation, 1994, 90(2): I14.

[26] Gorenek B, Kudaiberdieva G, Goktekin O, et al. Cardiac biomarkers after internal cardioversion for atrial fibrillation:detection of myocardial injury. Int J Cardiol, 2003, 90(1): 115-116.

[27] Murgatoroyed FD, Johnson EE, Cooper RA, et al. Safety of low energy transvenous atrial defibrillation-world experience. Circulation, 1994, 90(2):I14.

[28] Murgatroyd FD, Slade AK, Sopher SM, et al. Efficacy and tolerability of transvenous low energy cardioversion of paroxysmal atrial fibrillation in humans. J Am Coll Cardiol, 1995, 25(6):1347-1353.

[29] Saksena S, Prakash A, Mangeon L, et al. Clinical efficacy and safety of atrial defibrillation using biphasic shocks and current nonthoracotomy endocardial lead configurations. Am J Cardiol, 1995, 76(12):913-921.

[30] Lok NS, Lau CP, Ho DS, et al. Hemodynamic effects and clinical determinants of defibrillation threshold for transvenous atrial defibrillation using biatrial biphasic shocks in patients with chronic atrial fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol, 1997, 20(4 Pt 1):899-908.

[31] 覃绍明, 邓金龙, 覃丽萍, 等. 心房颤动心内直流电复律诱发心室颤动一例. 中国心脏起搏与心电生理杂志, 2005, 19(5):350-350.

[32] Sra JS, Maglio C, Dhala A, et al. Feasibility of atrial fibrillation detection and use of a preceding synchronization interval as a criterion for shock delivery in humans with atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol, 1996, 28(6):1532-1538.

[33] Sra J, Bremner S, Krum D, et al. The effect of biphasic waveform tilt in transvenous atrial defibrillation. Pacing Clin Electrophysiol, 1997, 20(6):1613-1618.

[34] Cooklin M, Olsovsky MR, Brockman RG, et al. Atrial defibrillation with a transvenous lead: a randomized comparison of active can shocking pathways. J Am Coll Cardiol, 1999, 34(2):358-362.

[35] 郑方胜, 祁学文, 康宁宁. 经食管导电球囊电极导管转复心房扑动与心房颤动. 中华心律失常学杂志, 2004, 8(3):163-164.

[36] Goktekin O, Melek M, Timuralp B, et al. Internal cardioversion of atrial fibrillation under transesophageal echocardiography guidance without fluoroscopy using single-lead catheter technique. Am J Cardiol, 2002, 90(3): 328-331.

DOI:10.3969/j.issn.1004-8812.2016.04.009

通信作者：王群山，Email：mrqunshanwang@yahoo.com

【中图分类号】R541.75

(收稿日期:2016-02-03)