心房颤动消融新尝试：从转子到离散度标测*

陈俊安 秦牧 刘旭

心房颤动(简称房颤)是临床上常见的心律失常类型，其发病率高，显著影响心脏功能，降低患者生活质量，提高死亡率[1]。现行的房颤的治疗方案以抗凝治疗及控制心室率作为主要点，对于有明显症状的患者，也提出通过药物或者消融的方式恢复其正常节律[2]。导管消融是目前可能根治房颤的一种方法。对于阵发性房颤，以环肺静脉隔离(CPVI)为中心的消融术式已被广泛认可，但对于持续性房颤的射频消融术式，却因为远期成功率低，房颤的维持机制尚不明确而始终未能达成一致。Narayan等[3]于CONFIRM研究中首次报告：发作房颤的患者心房内能标测到转子，针对性消融转子不仅能即刻终止房颤，还能提高术后成功率。该研究说明转子是房颤维持的重要机制，其发现对房颤的个体化消融策略有重大意义。笔者从转子的基本特征，临床标测方法进行简要综述，结合对于转子“离散度标测”的最新研究，阐述转子在房颤个体化消融的应用前景。

1 转子的发现及基本特征

在对房颤的维持机制的研究进程中，折返(reentry)长期占据着主导地位。上个世纪初，研究者认为围绕心房内解剖学障碍的折返活动是房颤维持的机制[4]。直到1977年，Allessie等[5]在家兔心房中发现不依赖解剖学障碍的功能性折返，并由此提出主导环(leading circle)假说，说明这些稳定存在的折返是房颤维持的基础。20世纪90年代，人们应用“光标测”(optical mapping)技术，在动物心脏中发现螺旋波(spiral waves)，并阐明其可以引起心电图上可见的室性心动过速[6]。随着先进的相位标测(phase mapping)技术的发展[7]，人们得以更好地研究螺旋波发出的核心——转子(rotor)的活动规律，后者也被证实是驱动房颤的重要因素。

纵观，“解剖学折返”是对房颤折返机制最直观的认识。其可被描述为[5]：激动波围绕着固定的解剖学屏障进行折返。激动传导路径的长度取决于障碍物的大小，通常大于一个兴奋周期内传递的距离，即周长(wave length)。因此折返环上存在一个未被激动的间隙，称为可激动间歇。折返外的刺激由此间隙进入从而干预折返活动。

Allessie等[5]提出的主导环假说则为功能性折返提供了理论依据。一些被记录的折返中心不存在解剖屏障，在此处标测的电位幅度比折返环上低，频率更快。他们认为折返中心同时受到折返环上向心性刺激的除极作用，此处心肌细胞跨膜电位不能达到钠通道开放的阈值电位，故而中心区域不能被激动。此种折返路径的长度等于周长，称为主导环，可激动间隙难以检测到。

转子则是一种特殊类型的功能性折返，却又与主导环假说存在差异，表现为以下几点：

①转子发出的螺旋波，其波前呈曲线形。螺旋波由转子发出并向远离转子的方向延续，围绕转子转动并不断激动心肌组织。已激动组织与即将激动组织的交界称为波前(wave front)，形状为曲线型，波前的曲率影响传导速度[8]。

②转子可激动且具有移动性。根据comtois等[9]的叙述，波前上曲率越大处传导速度越慢。转子处波前和波尾(wave tail)聚于一点，称为相位极点(phase singularity)。此处波前曲率最大，传导速度很慢，可以阻止波前向极点传导，故转子所在区域虽能被激动，却没有被激动。无论是前述的解剖学折返或主导环，其折返中心的障碍或者不应区域都能限制其移动。而转子发出的螺旋波围绕可被激动的核心旋转，故转子具有移动性。

③转子发出的螺旋波的周长是不定的。随着与转子距离的缩短，波前和波尾间的距离也随之减少，这与动作电位时程的缩短、传导速度减慢相关[10]。

现阶段人们可以通过两种方式研究转子引起的心律失常：一是进行高密度的心内光标测[11]，二是运用计算机数学模型，模拟心内激动传导[12]。无论运用何种研究方式，心内折返激动总是以转子的形式被诱发。这些转子或持续，或不稳定，抑或是产生更多的子波(daughter rotors)，其取决于所在心肌组织的特性。转子具有移动性，可以通过观察极点的运动得出其移动轨迹。当转子发出的波前在传导途中遭遇障碍时，能产生波裂(wave breaks)现象，形成新的转子，从而产生更多子波。正是因为这些特性，转子得以向外周发出颤动样激动，从而维持房颤的发作[13]。

转子的发现，得益于心内标测技术的精细化发展。而对转子活动的研究，则离不开相位标测技术：将转子活动分为数个清晰的、不同的相位，从而更加方便的研究所有相位的汇聚点——极点的活动[7]。囿于标测方式的限制，在很长一段时间内，人们只有在动物心脏中观察到转子的存在，部分研究者甚至质疑转子在人类心脏中存在的真实性。因此，发现一种适用于人体心内激动标测的方法就尤为重要了。

2 转子的临床标测方法

运用新的标测技术在人类心房内标测出转子是近年来转子研究领域的一项巨大突破。2010年，“无创心电图成像技术”(ECGi)首次被应用于标测并记录人类的房颤转子活动[14]。ECGi系统由镶嵌256个电极的背心和配套的计算机分析系统组成。术前，患者穿戴此背心并接受CT检查，重建三维CT模型。术中，系统收集经体表电极记录到的高密度单极信号，计算出心房激动规律，并将其呈现于三维CT模型上，指导后续消融。本次研究于发作房颤患者的心房中同时标测到转子和异位兴奋灶，其数量随房颤发作时间的延长而增加[15]。

2012年，Narayan等[3]利用一种新型的心内全景式电生理标测系统，对自发或诱发的房颤，进行多点同步标测。他们将64极篮状标测导管置入患者左房或右房，同步采集其接触范围内的电位活动，并利用自带计算机系统自动分析处理所记录电位，从而获得房颤转子和异位兴奋灶的位置信息，指导后续的导管消融。其研究结果显示，平均每个病人能标测到2.1个转子或异位局灶；对这些标测的靶点进行消融，有86%患者的房颤终止或减慢，达到即刻消融终点。与对照组(常规stepwise消融组)相比，近期单次消融成功概率显著提高(82% vs 45%，平均随访273天)，远期多次消融成功率亦有明显提升(78% vs 39%，平均随访时间890天)。对转子的活动分析后发现，转子具有移动性，但其活动局限在固定的范围内，可维持数千个旋转周期，具有一定的稳定性。这也为该中心针对转子和局灶的消融手术的高成功率提供了依据。

2014年，法国波尔多研究中心的Haissaguerre等[16]应用前述ECGi技术研究房颤驱动因子的分布区域(driver domains)，并指导射频消融的靶点位置。与Narayan等的研究结果不同的是，该研究标测出的转子存在时间短，平均仅449 ms，标测出的转子总数多，103例患者中标测出3 802个转子，平均同时出现2.6个转子。该中心的后续研究引入钆对比剂延迟强化磁共振显像技术(LEG MRI)，发现转子的聚集区域集中分布于心房纤维化的边缘区域，针对这些区域的消融能缩短消融放电时间[17]。对于两种标测技术标测出的转子的巨大差异，一种可能的解释为：由转子发出的规则的电活动传递到边缘区域后变得混乱，而体表接受的低电压心电图信号难以进行鉴别。运用主频(dominant frequency)分析的技术可以过滤掉干扰激动信号，从而减少“假”转子的数量[18]。

上述两项研究运用新的标测技术，证实转子在人类房颤发作时的真实存在性，针对转子本身或者转子聚集区域的射频消融能有效终止房颤，为转子是房颤驱动或维持的因素提供了有力依据。造成两项研究结果差异的因素从根本上源于标测方法的差异，但接触式标测似乎比非接触式标测更加可靠，前提是标测的精度要足够精细。然而64级篮状电极因在心房内贴靠不佳，单个电极记录面积过大等，其精确度也难以保障[3]。因此对于两种标测技术的有效性和完善性仍需进一步证实。

3 转子的离散度标测及应用

2017年，Seitz等[19]运用20极PentaRay导管，在发作房颤的患者心内，标测出一些有特殊顺序的电位活动。其认为，存在特殊电位图的位置，和既往研究的转子位置具有一致性，并在这些位置进行消融治疗，证实能有效的即刻终止房颤。该种特殊电位顺序表现为：若将PentaRay导管置于靠近转子的中心位置，则其分支覆盖转子发出的螺旋波的不同激动时相，各分支上记录的电位活动具有非同步性。若将PentaRay导管置于远离转子的边缘位置，则各分支记录的电位则失去这种非同步性，其电位周长也相应延长。这种对相近部位电位不一致性的标测方式称为离散度标测。

该中心运用离散度标测的方法，指导100余例房颤患者进行射频消融治疗。术中根据双房不同位置记录的电位周长确定房颤的平均周长。若PentaRay导管标测某一区域时，其相邻三个分支所记录的电位覆盖长度达到平均周长，则考虑此处离散度良好，即位于转子中心附近[19]。研究发现，针对离散度良好的区域的导管消融确实能即刻终止房颤，证明离散度能反应房颤维持因子的位置。然而仍值得一提的是，对于PentaRay导管是否能达到覆盖转子需要的最小电极密度的要求，尚需要进一步研究证实，抑或需要研制出更加精细的、便于操作的标测导管。

综上所述，转子的发现是对房颤折返机制的再认识，其在房颤维持机制中的证实是建立在高精度标测技术的基础之上。目前的标测技术仍具有一些缺陷，不同标测结果的不一致性，需要更多的后续研究来解答。这虽在一定程度上制约了转子标测在临床方面的应用，但不可否认的是：转子的证实，为真正意义上的、切实可行的房颤个体化治疗方案提供了可能。利用离散度标测定位转子的可行性已被初步证实。随着标测技术的改良以及对房颤机制认识的加深，个体化房颤消融或将成为一种主流发展趋势。

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