希氏束起搏的研究现状和进展

李超 综述 任晓庆 审校



综述

希氏束起搏的研究现状和进展

李超 综述 任晓庆 审校

生理性起搏是当前起搏治疗研究的一个热点。长期随访发现右室心尖起搏会导致心脏收缩功能的不同步，导致心功能损伤。希氏束起搏(His bundle pacing，HBP)更接近于生理性起搏，在对心脏功能的改善方面比传统的右室心尖起搏更有优势。本文就HBP的研究现状和进展做一综述。

希氏束起搏；生理性起搏；心脏同步化治疗

1 希氏束起搏的靶点和标准

1.1 希氏束的解剖

希氏束(His bundle)又称房室束，由特殊分化的心肌细胞组成，长度约1.8 cm，由主干和分支组成，包裹在纤维管鞘内，自房室结前端前行，穿过右纤维三角，并沿室间隔膜部后下缘前行，至室间隔肌部上缘分为左、右束支。希氏束离开中心纤维体后的部分为分支区，此处希氏束最接近右室和左室腔，是希氏束起搏(His bundle pacing，HBP)的靶点。Corrrea等[1]通过对HBP患者的尸检证实，在三尖瓣环的心房侧起搏可以实现希氏束的直接夺获。人群中希氏束有一些解剖变异。 Kawashima等[2]研究了105例老年人心脏的希氏束结构后报道了三种类型的希氏束：类型Ⅰ(46.7%)，希氏束一直沿着室间隔膜部的下界走行，被一层很薄的从室间隔肌部延伸的心肌纤维所覆盖；类型Ⅱ(47.6%)，希氏束离开室间隔膜部的下界，延伸入室间隔肌部；类型Ⅲ(21.0%)，希氏束紧贴在心内膜下，然后延伸到室间隔的膜部(近乎裸露的希氏束)。这些变异可能有助于解释HBP时出现的不同的希氏束夺获类型。

1.2 希氏束起搏的标准

广义的希氏束起搏包括直接希氏束起搏(direct his bundle pacing，DHBP)和希氏束旁起搏。

目前，对于HBP的电生理标准仍存在争议。DHBP(或称为选择性HBP)指的是起搏后刺激只通过希氏束-浦肯野纤维系统实现心室的激动，心电图为窄QRS波。希氏束旁起搏低输出时不能直接激动希氏束，有较宽的QRS波(但是QRS波时间较右室心尖起搏时至少短50 ms，并且≤130 ms，起搏的QRS电轴与正常的QRS电轴一致)，按照正常心脏节律起搏时其起搏-心室间期(PV间期)较电生理检查时的希氏束-心室间期(HV间期)短，高输出时有较窄的QRS复合波。

目前较常用的DHBP的定义[3 ]：① 由希氏束-浦肯野纤维系统介导的心室除极和复极，表现为起搏的QRS-T波形态和间期与正常的自身心律时的QRS-T波完全一致；② 起搏后PV间期与电生理检查时的HV间期接近；③ 增加输出电压后可使部分患者QRS波增宽，以其激动周围心肌之故；④ 起搏导线上可以记录到希氏束电位。有的研究者认为第3条和第4条并不是必要的[4]。有研究者建议采用另一种简易的标准：① 在起搏刺激和QRS波之间有等电位线；② 起搏的QRS波和正常的QRS波波形与时间一致；③ 输出标准不是必备条件，但如果其满足则可更加确认HBP[5]。

除了满足上述的电生理标准外，起搏电极仍需满足一定的解剖学定位标准，置入起搏电极必须分别在后前位、左前斜位60°、右前斜位30°确认其位置[6]。

关于希氏束旁起搏的定义在各个研究中各不相同。通常应用输出标准[4]，即低输出起搏时有宽QRS波，而较高的输出时能缩短QRS间期，因为高输出时可以夺获局部心肌组织。其他增加的标准，包括在起搏导线上可以记录到希氏束电位、PV间期较HV间期短、正常的QRS波和起搏的QRS波电轴一致(差异<30°)、QRS波时间较右室心尖起搏时短(一般<130 ms)。通常，满足以下几点时认为有希氏束旁起搏：① 起搏低输出时出现较宽的QRS波，增加输出，当发生希氏束夺获时出现QRS波的缩短和变窄；② 起搏导线上能记录到希氏束电位。但在很多病例中，即使发生了希氏束夺获也很难记录到希氏束电位，此时应结合另一标准，即起搏的QRS波与正常的QRS波电轴应一致，伴有前部房间隔心肌早期激动的信号。与右室间隔或者心尖起搏相比，在希氏束旁起搏时，起搏的QRS间期应该明显缩短，平均QRS间期为105～110 ms[4]。

2 希氏束起搏的适应证

目前HBP用于以下情况：

(1) 治疗缓慢性心律失常。2011年Kronborg等[6]报道了32例房室阻滞合并窄QRS波(<120 ms)的患者，永久HBP的成功率为85%，结果显示永久HBP具有可行性，并且可以保持正常的心脏收缩活动。

(2) 房室结消融结合HBP，可用于治疗持续性房颤伴快心室率的患者。2000年Deshmukh等[7]报道了12例房室结消融的HBP患者，其中10例成功实现HBP，术后心脏超声显示心室射血分数明显提高，左室舒张末内径显著缩小。针对房颤行房室结消融的患者予HBP的同时植入双腔起搏器，分别以HBP与备用的右室心尖部(RVA)起搏比较两者的心功能指标(包括NYHA心功能分级、生活质量评分和6分钟步行法)，结果显示HBP明显优于RVA起搏。因此，对于房室结消融后双心室起搏无效甚至恶化的患者，HBP可能是更好的选择，但目前需要大样本量的临床研究证实。

(3) HBP应用于需再同步化治疗的完全性左束支阻滞(CLBBB)患者。通过HBP纠正近端阻滞的LBBB使QRS完全正常化，让部分具有心脏再同步化治疗(CRT)适应证的患者可以通过HBP来实现心室再同步化，目前的个案报道和小样本量研究均显示临床症状改善明显，治疗心衰效果反应良好，有术者认为HBP可以替代双心室起搏，同步性好于后者。Shan等[8]报道了一例因永久性房颤进行房室结消融的心衰患者，在安装双腔起搏器后心功能未见明显改善，遂改用HBP，结果心功能明显得到改善。

目前，文献中永久HBP导线的起搏参数与常规起搏比较，存在高阈值和低感知，特别是通过 HBP 实现的 CRT需要较高输出才能消除CLBBB，这会影响起搏器的使用寿命，也是影响永久HBP稳定性和安全性的主要原因。

3 希氏束起搏的临床实现方法

近年来，多采用新型的3830电极导线以及专用的输送系统施行HBP，C304L 69和C315HIS鞘可以满足多数患者的心脏解剖结构变异。HBP增加心室备用电极需要发生器为双腔，窦性节律的房室阻滞病例需要三腔发生器。

希氏束起搏导线的植入方法[9]：① 经股静脉穿刺电生理导管标测到最大的希氏束电位，同步记录体表12导联心电图和腔内心电图；② 将希氏束输送鞘经左腋静脉或左锁骨下静脉送至右房，尽量贴靠间隔部，接近希氏束，送入导线至头端出鞘；③ 连续单极起搏判断HBP定位是否成功，固定电极后适当牵拉电极，如果电极固定良好，撤鞘至电极露出鞘管口 3～4 cm后进行参数测定；④ 术中测定感知、阈值、阻抗参数及希氏束到心室的传导性。测定方法是以稍高于HBP阈值的输出电压及高频率(>150次/min)起搏HBP电极，如果心室以1∶1传导即考虑希氏束以下部位传导正常。用高频率起搏电极，如果H-V传导有类似房室结的文氏现象，则考虑是房室结起搏，由此可鉴别是房室结起搏还是真正的HBP。

HBP时主动固定导线在固定到心肌组织中后会出现损伤电流，其表现为心电图波形时限的延长、ST段的抬高等，其中ST段抬高的程度可以预测起搏导线的功能。一项关于HBP损伤电流的研究表明，在约37%的永久HBP患者中可以记录到损伤电流，与那些未记录到损伤电流的HBP患者相比，有损伤电流的患者有较低的起搏阈值。因而认为损伤电流的出现是HBP患者短期内较低起搏阈值的预测因子[10]。

总之，导线的植入步骤为希氏束定位和导线固定。有术者认为不需要预先标测即可定位，还可降低手术并发症风险和手术费用。2014年Sharma等[11]报道了97例患者(其中44.59%为三度房室阻滞患者)，未预先进行希氏束电位标测且没有放置心室备用电极行永久HBP，成功率也可达到80%,随访2年心衰住院率低于右室起搏的患者(P=0.02),因而认为HBP无需预先标测电极和备用电极是可行并且安全的。

4 希氏束起搏的优势和局限性

4.1 传统右室起搏的缺点

既往在安装右室导线时会选择心尖或室间隔，在这些部位安装的导线比较稳定，植入也较方便。但RVA起搏的起搏刺激在进入传导系统前要先经过心肌组织，延长了左心室的激动时间，进而导致心脏电活动不同步，其结果与左束支阻滞的患者相似，致使局部心室肌收缩的不协调，从而造成心室机械不同步。长期的不同步收缩会导致心脏从基因表达到结构、收缩方式及电生理特性的重塑。这种重塑过程会加重机械和电生理的不协调，损害心脏的收缩功能，使之进入一个恶性循环，导致起搏相关的心衰。近年来的研究表明，右室起搏会减弱左心室射血分数，改变局部心肌灌注，导致二尖瓣功能性反流以及心房重塑。有研究[12]证实，右室起搏会提高心衰患者的死亡率和住院率。右心室中位间隔组起搏后QRS波较窄，表明中位间隔部起搏较RVA起搏更符合生理特点，但与自身正常心电图相比，QRS波时限仍有明显增加，因为该部位与希氏束仍有一定距离，激动先通过肌间隙而非浦氏纤维传导，也有心室内及心室间收缩不同步。

4.2 希氏束起搏的优势

Wiggers提出，起搏位点和激动进入传导系统之间的距离与心室收缩的同步程度呈负相关。两点之间的距离越大，心室内电活动的同步性越差。理论上希氏束是最理想的起搏部位。

(1) HBP是唯一能模拟正常心脏激动和传导的起搏方式，最大限度地实现了心室的电-机械同步，改善心功能。一项纳入16位房颤房室结消融术后患者参与的交叉试验研究了希氏束旁起搏的价值。这些患者在右室心尖以及高位室间隔右室侧放置了起搏电极，确认导线在希氏束旁。这些患者被随机分为希氏束旁起搏或RVA起搏，随访了6个月，然后交叉互换，再随访6个月。研究结果显示，希氏束旁起搏时，平均的QRS间期为121 ms，而基线是88 ms，RVA起搏为179 ms。按照NYHA心功能分级评价患者的心功能，HBP的患者心功能平均1.8级，优于基线和RVA起搏的患者(分别是2.3和2.5)。HBP的患者二尖瓣反流和6分钟步行试验的结果也优于基线和RVA起搏的患者。

(2) HBP能纠正近端室内阻滞，使宽QRS变窄并正常化，因而对于部分患者HBP可以代替CRT来实现心室同步化治疗。一项纳入29 位患者参与的前瞻性随机交叉对照临床试验证实了这一点[13]。研究人员对29位患者安装了标准的CRT导线及希氏束导线，然后将患者随机分为两组，一组行HBP，一组行CRT起搏，观察随访6个月，然后通过生活质量评估、心脏超声评价、NYHA心功能分级、6分钟步行试验来判断患者的状态；6个月随访后再交叉互换，继续观察6个月，再同样地评价患者的状态。研究结束时，共有21人实现了心脏的电同步，12人完成了整个交叉试验，结果发现两种起搏方式对患者的生活质量均有改善。其中21位患者有QRS缩短，在左束支阻滞的患者中也可实行HBP，而且结果比原来预想的要好。结果证实了HBP在改善心脏功能、缩短QRS间期方面与双腔起搏有相似的作用。在另一项纳入16位研究对象的关于CRT的研究中，他们发现HBP在其中的9位患者中将QRS间期从166 ms缩短到97 ms。

(3) 由于HBP导线定位于三尖瓣瓣叶上方心房侧，不超过三尖瓣，与传统的右室起搏相比更少引起三尖瓣的反流。HBP术后超声还发现希氏束旁起搏能明显改善二尖瓣反流情况[14]，从而减少左心房的机械重构，降低房性心律失常发生率。

4.3 希氏束起搏的缺点

尽管HBP比较符合生理特点，研究也证实了其对心脏功能的改善作用，但目前仍未广泛应用。目前认为HBP存在的问题有如下几方面：

(1) 由于希氏束结构特殊，心肌组织较少，因此需要较高的起搏阈值。有研究采用左室右室组合，对16例患者成功进行了植入希氏束起搏导线的心脏再同步化起搏和除颤治疗(cardiac resynchronization pacing and defibrillation therapy，CRT-D),在术中和术后即刻、1个月随访时通过改变起搏及感知配置,测量组合双极[HBP tip+RV-coil]与传统双极[HB Ptip+HBP-ring]时的R波感知幅度、阈值及阻抗，并通过公式计算HBP消除CLBBB阈值输出时(脉宽为0.5 ms)的输出能量、导线电流和导线电流密度。结果在术中和术后即刻、1个月随访时,组合双极的感知幅度大于传统双极(P<0.05)；阻抗、阈值均低于传统双极(P<0.05)；组合双极在术中输出能量低于传统双极；术后即刻和1个月时比较，差异无统计学意义(P>0.05)。术后1个月随访，两种配置的阈值与术中比较，保持稳定(P>0.05)。结果表明，当HBP应用在CRT-D治疗时,通过改变不同的HBP(LV)起搏/感知配置，发现组合双极比传统双极表现出更大的R波感知幅度,更低的起搏阈值和阻抗,并且不增加能量消耗[15]。

(2) 希氏束距离三尖瓣较近，心脏的收缩舒张活动有可能导致电极较大的移位。

(3) 因为电极植入过程复杂、准确定位困难，安装HBP时成功率较低。传统的心室起搏成功率接近100%，而希氏束起博在不同的中心和不同人群中的成功率要明显的低。一项54例房颤患者参与的研究显示，永久性房颤行房室结消融后，在72%的患者中实行了HBP，其余28%的患者行希氏束旁起搏和右室起搏[16]。而在另一项相似的研究中，却仅有22%的患者成功实行了HBP，而67%的患者进行了希氏束旁起搏[17]。在一项关于缓慢性心律失常人群的研究中，绝大多数没有永久的房室阻滞，所报道的关于发生HBP的可能性为36%～92%。在房室阻滞伴窄QRS波的患者中，HBP的成功率普遍较低。在一系列伴有高度房室阻滞和窄QRS波的患者中，实现纯HBP的有11%，74%实现了希氏束旁起搏。在相似的人群中，纯HBP成功率是比较高的，希氏束旁稍低。

(4) 由于希氏束区域的阻滞可能会扩大，超过导线所在的位点，需要在心尖或右室流出道放置一根安全导线以免停搏，尤其是单纯HBP的患者。这样就延长了手术时间，并且花费较多。

(5) 目前对HBP获益人群的选择尚无明确而统一的标准。研究[18]发现，部分患者右室起搏后可以保留正常的左室射血分数，这部分人群就不必行希氏束起搏，但如何筛选这些患者仍是一个难题。

5 希氏束起搏的安全性

许多研究显示了HBP的安全性和可行性。由于HBP电极位置位于房室交界区、三尖瓣膈瓣的房侧、未跨越三尖瓣，因而不会引起导线相关的三尖瓣反流。Kawashima等[2]报道的永久HBP患者的心脏解剖结果也证实了这一点。希氏束的心肌组织少，纯HBP的常规参数中感知偏低(2～5 mV),阈值较常规心室起搏偏高(约2.5 W/0.5 ms)，这会影响起搏器的使用寿命。Zanon等[19]的研究对307例HBP患者随访两年的结果显示，有10例阈值升高超过5 V/0.5 ms, 2例感知低于2 mV, 1例电极脱位，其中导致2例电极重置，总体长期安全性可接受。尽管有小样本的研究证实了HBP的安全性和临床获益，但目前尚无HBP的大型前瞻性研究来提供确切可靠的证据来证明HBP的安全性和临床获益。

6 3D打印技术用于希氏束起搏导线的放置

Bauch等[20]报道了1例应用3D打印技术协助HBP导线放置的研究。他们利用低价的材料和公开的技术制作了拟行HBP患者的心脏模型。导线放置明显地避免了三尖瓣环与导线的接触。以后3D打印技术还将应用于减少导线和瓣膜的接触、理解复杂的心脏解剖结构以及技术复杂的手术过程等方面。3D打印技术促进了医学的发展，但其价格高昂，目前仍难以广泛应用。

7 总结

HBP可以保留需要起搏治疗的传导阻滞的患者正常或接近正常的心室功能。但其技术要求高，与RVA起搏及CRT相比成功率偏低。目前仍需要更合适的导线和植入装置。目前已有小样本的研究提示HBP对某些人群可以缓解心衰症状、增强心室泵血功能，但仍需要大样本的随机临床研究来明确临床实践中HBP的安全性和临床获益。另外，HBP的适应证也需要制定统一的标准，以指导临床实践。随着研究的不断深入，HBP将有广阔的临床应用前景。

[1] Correa de Sa DD, Hardin NJ, Crespo EM, et al. Autopsy analysis of the implantation site of a permanent selective direct his bundlepacing lead[J].Circ Arrhythm Electrophysiol,2012,5(1):244-246.

[2] Kawashima T，Sasaki H，A macroscopic anatomical investigation of atrioventricular bundle locational variation relative to the membranous part of the ventricular septum in elderly human hearts[J].Surg Radiol Anat,2005,27(3):206-213.

[3] CantùF, De Filippo P, Cardano P，et al.Validation of criteria for selective His bundle and para-hisian permanent pacing[J].Pacing Clin Electrophysiol,2006,29(12):1326-1333.

[4] Kronborg MB, Nielsen JC.His bundle pacing: techniques and outcomes[J].Curr Cardiol Rep,2016,18(8):76.

[5] Zanon F, Barold SS. Direct His bundle and paraHisian cardiac pacing[J].Ann Noninvasive Electrocardiol,2012,17(2)：70-78.

[6] Kronborg MB, Mortensen PT, Gerdes JC, et al.His and para-His pacing in AV block: feasibility and electrocardiographic findings[J]. J Interv Card Electrophysiol,2011,31(3):255-262.

[7] Deshmukh P, Casavant DA, Romanyshyn M，et al. Permanent, direct His-bundle pacing: a novel approach to cardiac pacing in patients with normal His-Purkinje activation[J].Circulation，2000，101(8):869-877.

[8] Shan P, Su L, Chen X, et al. Direct His-bundle pacing improved left ventricular function and remodelling in a biventricular pacing nonresponder[J]. Can J Cardiol, 2016,32(12):1577.

[9] Barba-Pichardo R, Mori a-V zquez P, Fern ndez-G mez JM, et al.Permanent His-bundle pacing: seeking physiological ventricular pacing[J]. Europace,2010,12(4):527-533.

[10] Dandamudi G, Vijayaraman P. How to perform permanent His bundle pacing in routine clinical practice[J],Heart Rhythm,2016,13(6):1362-1366.

[11] Sharma PS, Dandamudi G, Naperkowski A, et al.Permanent His-bundle pacing is feasible, safe, and superior to right ventricular pacing in routine clinical practice[J].Heart Rhythm,2015,12(2):305-312.

[12]Vijayaraman P，Dandamudi G，Worsnick S，et al. Acute His-bundle injury current during permanent his-Bundle pacing predicts excellent pacing outcomes[J].Pacing Clin Electrophysiol,2015,38(5):540-546.

[13] Lustgarten DL, Crespo EM, Arkhipova-Jenkins I, et al. His-bundle pacing versus biventricular pacing in cardiacresynchronization therapy patients: A crossover design comparison[J].Heart Rhythm,2015,12(7):1548-1557.

[14] Occhetta E，Bortnik M，Marino P. Permanent parahisian pacing[J].Indian Pacing Electrophysiol J,2007,7(2):110-125.

[15] 苏蓝，陈骁，吴圣杰，等.His 束起搏应用于心脏再同步化时导线不同极性配置的参数差异[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,2015,29(3):205-208.

[16] Deshmukh PM, Romanyshyn M. Direct His-bundle pacing: present and future[J].Pacing Clin Electrophysiol，2004，27(6 Pt 2):862-870.

[17] Occhetta E，Bortnik M，Magnani A，et al. Prevention of ventricular desynchronization by permanent para-Hisian pacingafter atrioventricular node ablation in chronic atrial fibrillation: a crossover, blinded, randomized study versus apical right ventricular pacing[J]. J Am Coll Cardiol，2006，47(10):1938-1945.

[18]Kaye GC，Linker NJ，Marwick TH，et al. Effect of right ventricular pacing lead site on left ventricular function in patients with high-grade atrioventricular block: results of the Protect-Pace study[J].Eur Heart J，2015，36(14):856-862.

[19] Zanon F, Svetlich C, Occhetta E，et al. Safety and performance of a system specifically designed for selective site pacing[J].Pacing Clin Electrophysiol,2011,34(3):339-347.

[20] Bauch T, Vijayaraman P, Dandamudi G,et al.Three-dimensional printing for in vivo visualization of His bundle pacing leads[J].Am J Cardiol,2015,116(3):485-486.

基金项目： 辽宁省自然科学基金资助项目(2013023032)

作者单位： 116001 辽宁 大连，大连大学附属中山医院心脏中心(张志鹏，刘吉义)；116011 辽宁 大连，大连医科大学附属第一医院心内科(高连君)

作者简介： 张志鹏，住院医师，主要从事心内科临床工作，E-mail: zhangzhipengdy@163.com

The current status and progress of research on His bundle pacing

LiChao,RenXiao-qing

Arrhythmia Center, Fuwai Hospital, Beijing 100037, China)

Physiological pacing is a hot topic in pacing-related research currently. It reveals by long-term follow-up that right ventricular apex pacing will result in asynchronous cardiac contraction and lead to cardiac function lesions. His bundle pacing(HBP) is closer to physiological pacing and has advantages in improving cardiac functions if compared with traditional right ventricular apex pacing. This paper reviews on the current status and progress of HBP research.

His bundle pacing; physiological pacing; cardiac resynchronization therapy

国家自然科学基金资助项目(81370286)

100037 北京，中国医学科学院阜外心血管病医院心律失常中心

李超，住院医师，主要从事心律失常的研究。

任晓庆，E-mail：rxq0220@163.com

R540.41

A

2095-9354(2016)06-0437-05

10.13308/j.issn.2095-9354.2016.06.013