压力感知导管技术治疗室性心律失常的研究进展
2018-01-23董潇男综述唐闽张澍审校
董潇男综述,唐闽、张澍审校
压力感知技术是近年来迅速发展的新技术,可使消融导管头端在标测和消融时实时感知和反馈与组织贴靠的压力大小。临床研究证实,注重压力监测可显著改善射频消融效率,提高操作安全性。贴靠压力逐步成为影响射频消融治疗心房颤动成功率的关键[1];新近研究表明,心脏不同位置的压力分布不同,压力感知技术亦可影响室性心律失常消融治疗后的短期和长期预后[2-5]。本文旨在总结压力导管治疗室性心律失常的最新研究进展,为今后临床应用提供文献依据。
1 贴靠压力影响消融损伤效果
射频消融是利用消融导管头端的热效应造成心肌组织持续性透壁损伤,进而起到治疗心律失常的效果。其释放出的能量常常受心动周期、呼吸运动、导管移位和血流散失等的影响。目前传统指导贴靠的指标,包括透视下导管位置、消融时阻抗变化、心内单极电图ST段改变等[6,7]都难以全面评价导管与组织贴靠的优劣。
离体和在体实验均证实,导管头端与组织贴靠的压力大小显著影响消融区域坏死直径和深度。随着贴靠压力增加,消融坏死面积增大,越易产生透壁损伤和气爆[8,9]。在基质标测中,导管贴靠不良会降低电解剖图的精确程度,影响局部电位辨别。
2 心内膜标测时的压力特征
2.1 左心室心腔内的压力特征
左心室内的压力特征因消融导管路径不同(动脉逆行法和穿间隔法)而存在差异。导管头端与心肌垂直贴靠时轴向力最大,有人将此时的导管矢量方向定义为贴靠良好。研究发现,在左心室进行标测时,导管头端多数情况下与心肌组织方向垂直[10]。因此,在左心室构建三维解剖图,寻找靶点过程中,可不必对导管矢量方向过分重视。Jesel等[10]发现,运用穿间隔法在左心室内进行三维标测和消融时的平均感知压力为15 g。一项动物实验提示,左心室内标测时的平均压力为(39±18)g[2]。导管在左心室的贴靠压力相对较高,主要原因是左心室心肌组织较厚,导管与心肌贴靠稳定,致使轴向压力增加。
不同路径影响导管贴靠压力。Mizuno等[3]用动脉逆行法标测时,左心室平均压力为(10.5±9.2)g。而同时换用穿房间隔入路时,压力增加到(13.9±10.2)g。穿房间隔和动脉逆行法相结合,比单用逆行法获得的压力高。Jesel等[10]也强调,穿房间隔与动脉逆行法相比,导管头端压力从16 g下降到了14 g。同时发现,导管由房间隔进入左心室时,41%的标测点压力>20 g;而采用动脉逆行法时,仅有30%的标测点压力>20 g。由此可见,两种不同导管路径可显著影响导管头端的贴靠压力,影响消融效率。
左心室不同区域压力特征也不同。左心室前基底部和间隔部的压力较低[10]。Tilz等[4]将左心室分成11个区,最高压力值位于左心室下基底部和后基底部,与Jesel等[10]结果一致。同时,Jesel等[10]也发现,靠近心尖的间隔部和心尖偏下区域,穿房间隔法得到的压力值更大。造成压力分布不均的原因很多。导管逆行动脉的弯型使轴向力减低,贴靠压力下降。穿间隔用可控鞘管亦可增加导管稳定性和贴靠压力[11]。
2.2 右心室心腔内的压力特征
右心室心腔内的标测压力特征和左心室相似,总体上压力比左心室低。Jesel等[10]发现,右心室的5个解剖区域的压力分布有显著的统计学差异;右心室心尖部的压力最低,约为9 g。而在实际临床操作中,右心室心尖比较容易到位,压力较高。但当患者病情较重时,术者为避免心包填塞而更加仔细操作导管,或使用可控鞘进行标测和消融,则获得的压力值可能相对较低[11]。同时,Jesel等[10]也发现,右心室游离壁的压力值较高,这与致心律失常性右心室心肌病的靶点分布特点有关,术者更多地集中在右心室游离壁进行导管操作,导致局部压力值较高,分布特征与其他解剖区域差异明显。根据临床经验,在导管不易到位的情况下,长鞘的使用也会在一定程度上增加导管的稳定性,从而提高贴靠程度,增加标测消融时的压力值。故低压力区一般位于游离壁底部或者右心室流出道偏后的位置,但也有可能因心脏结构异常或者个体差异,导致压力分布特点不一致。另外,也可因解剖分区过于细致,统计上的困难导致计算时不够精确,使结果存在争议。截至目前,关于报道右心室标测和消融的压力特征的文献仍十分有限[10]。
2.3 主动脉根部的压力特征
本研究小组[12]发现,在主动脉窦内(左冠状动脉窦、右冠状动脉窦)进行三维标测和消融时,不同解剖区域也存在着明显的压力特征:主动脉瓣上的压力虽然略低于瓣下压力,但差异无统计学意义;左冠状动脉窦的压力值最高,平均压力为(17.1±5.9)g,明显高于右冠状动脉窦[(9.4±6.6)g]和主动脉二尖瓣复合体[(14.4±7.9)g],右冠状动脉窦中的压力值往往最低;在心大静脉远端进行标测和消融时的压力为(22.1±7.9)g,其压力均值在主动脉根部和附近区域中最高。这可能与左冠状动脉窦和右冠状动脉窦的解剖位置不同、导管到位时所需弯型不同有关,左冠状动脉窦由于和导管弯型方向一致,故贴靠较高,导管的轴向力较大。同时,该研究还发现,贴靠力-时间积分(FTI)的分布和贴靠压力与压力分布特点一致。分析表明,校正年龄和性别后,主动脉窦内导管头端标记到的压力高低与患者体重指数呈负相关,与主动脉瓣环直径呈正相关。这进一步说明,心脏本身的形状以及主动脉瓣环的大小都会影响导管贴靠的好坏。
2.4 肺动脉窦的压力特征
本研究小组[13]对肺动脉瓣进行三维标测时发现,肺动脉瓣上的平均压力显著高于肺动脉瓣下(即高位右心室流出道)的压力[(18.58±6.61)g vs (9.53±6.46)g],差异有统计学意义;肺动脉左瓣、右瓣和前瓣的平均压力分别为(18.56±8.2)g、(16.38±5.6)g 和(11.83±6.7)g,高位右心室流出道偏间隔部和偏游离壁部分别为(8.79±4.3)g 和(10.84±8.7)g。研究者分析认为,瓣上压力较高可能与导管呈倒“U”型有关,导管头端与肺动脉窦紧密贴靠,产生较高的轴向力,故平均压力值较高。而在瓣下进行消融时,由于导管在右心室流出道的可移动性较大,尤其在高位右心室流出道标测时,导管不易到位,同轴性也不好,压力值明显较低,反映出一定程度的贴靠不良。同时,分析显示,肺动脉窦内的标测压力与患者的体重指数、右心室流出道直径、主肺动脉直径有关。由此可见,影响压力大小的不仅包括解剖区域的差异,还与个体心脏形状和右心室流出道、肺动脉直径等解剖值的差异相关。
3 心外膜标测时的压力特征
在心外膜标测和消融时,导管贴靠方向尤为重要。贴靠方向不好会导致消融靶点不精确,使消融面积增加,不仅影响治疗效果,也可增加潜在手术风险。由于心包腔空间狭小,导管操作难度大,保持良好贴靠压力的难度更大。当术者使导管头端垂直贴靠心肌时,与导管接触的组织凹陷,同时导管头端也会被壁层心包覆盖,严重影响头端的贴靠压力。
心外膜不同区域的压力特征也不同,主要原因是导管贴靠方向存在差异。因前位法穿刺心包,使得导管不易垂直贴靠,故心尖部和心脏侧壁的压力值较低。此外,使用可调弯鞘可在一定程度上保持导管和头端方向稳定,有助于导管贴靠[10]。动物实验显示,在心外膜消融时,因为导管维持良好贴靠所需的轴向力较大,所以心外膜压力整体高于心内膜。而壁层心包作用于导管的压力会影响心外膜消融效果,这也是心外膜消融点比心内膜消融点较浅、较宽的原因[2]。在心外膜消融时,压力<10 g即可形成一个有效的消融点,但消融处导管贴靠压力大小与心肌坏死深度和范围没有统计学差异。Jesel等[10]发现,心外膜标测和消融时压力值较心内膜高的主要原因是导管头端贴靠方向不良。
此外,由于导管方向未完全指向心肌,误消融也时常发生,尤其是肺,因此在消融心外膜时,首要考虑的是操作的安全性,故导管贴靠方向十分重要,其次才是贴靠时的压力大小。
4 导管贴靠压力影响双极电位振幅
王靖等[14]发现,右心室流出道室性早搏多起源于电压移行区。Mizuno等[3]和Okumura等[8]报道了组织贴靠压力和心电图双极电位振幅存在相关性。Jesel等[10]发现,7 g是左心室内标测正常双极电压(>1.5 mV)的最佳预测值。Mizuno等[3]也发现,双极电压振幅随压力增大,到20 g后不再变化,而贴靠压力过低可导致电压振幅小。统计分析显示,8 g是左心室舒张期达到正常双极电压的最佳压力预测值,而在右心室内,达到正常双极电压(>1.5 mV)的最佳压力值是9 g[3,10]。在心外膜标测时,导管头端双极电压随着贴靠压力的增大而升高,但在10 g后不再增加。Jesel等[10]发现,达到正常电压(>1.5 mV)的最佳预测值是4 g。但受心外膜脂肪的影响,有些区域的点可能无法达到正常双极电压。Mizuno等[3]计算出在心脏舒张期心外膜的贴靠压力达到8 g时,可标测出正常的电位振幅。由于Jesel等[10]的研究只将符合垂直贴靠的点纳入分析,所以得到的结果与Mizuno等[3]的研究结果不同。总体上,二者报道的压力和电压振幅的变化趋势是一致的。
5 压力感知导管消融室性心律失常的安全性和有效性研究
压力感知导管治疗室性心律失常不增加手术并发症,在治疗效果上和非压力感知导管无显著差异[5]。以往研究已证实,射频消融治疗阵发性心房颤动时,贴靠压力过低和心房颤动高复发风险呈正相关[1,15]。与心房颤动消融不同,导管在心室内的活动空间相对较大,可移动自由度更高,位置难以维持,导管头端贴靠不容易稳定,导致消融时能量更易散失,消融点损伤范围和深度不够理想。这是目前压力感知导管治疗室性心律失常的获益尚未得到公认的重要原因。但也有研究报道,将压力感知导管和机器人技术相结合,通过磁场定位和体表心电图标测,采用远程操控的方法,也可以实现心律失常的射频消融治疗[16]。未来随着该项新技术的临床应用增加,可能会极大提高室性心律失常的标测和消融效率,在减少放电次数和手术时间、降低射线剂量、增加患者获益和远期成功率等方面获得新的突破。
6 展望
压力感知导管技术是心律失常领域近年来快速发展和应用的技术,通过实时显示导管-组织贴靠压力,弥补了传统电生理指标指导标测的不足。该技术不仅在心房颤动消融中广泛使用,更在室性心律失常的治疗中发挥着重要作用;并结合高密度标测技术,三维和X线影像融合技术及心腔内超声导管技术,共同促进了绿色电生理的发展。相信未来该技术会不断改进和提高,为室性心律失常的消融提供更好的指导。