心律失常射频导管消融的放射防护

熊青松 综述 凌智瑜 审校

(重庆医科大学附属第二医院心内科，重庆400010)

心律失常是指心脏冲动的频率、节律、起源部位、传导速度或激动次序的异常，其包含的种类繁多复杂，反复发作可影响患者生活质量，心房颤动增加卒中风险，室性心动过速、心室颤动等恶性心律失常甚至可危及生命。近年来，射频导管消融已成为非药物治疗的重要手段之一，在目前各类相关指南推荐中占有重要的地位[1-4]；但长期以来介入手术都需要X射线的引导及定位，患者在接受治疗的同时，也要受到X射线的辐照。研究表明，放射暴露对人体具有不同程度的损伤，长期暴露于X射线辐照对健康有确切危害。一直以来电生理专家都在探索减少辐射的方法,“ALARA”原则(即As Low As Reasonably Achievable，最低合理辐射量)的提出使得医疗活动中放射剂量暴露的防护意识进一步得到加强。

在电生理实验室中，目前针对放射防护的方式主要有以下几种：(1)物理隔离(铅衣、铅裙、甲状腺围脖等)：为最早且最常用的方式，其有效性得到的证实相对全面，可见于大多数电生理室；(2)技术方式(优化系统程序、训练操作水平)：随着技术和工艺的发展，技术方法亦成为减少放射剂量的重要措施，经验技术的成熟，设备调校对于减少放射暴露有明显效果；(3)新设备和技术：自2002年以来，三维电生理系统引入国内并迅速发展，对于减少放射暴露具有明显价值，近年来取得长足发展的磁导航系统及超声技术进一步强化了放射的防护能力。现就射频导管消融的X射线防护措施及发展做一综述，重点阐述三维电生理及超声技术在放射防护的现实价值。

1 放射原理及其暴露危害

透视成像基于X射线与物质的相互作用，由电极管产生的X射线粒子在组织中被不同地吸收后其余透过人体被另一侧图像检测器吸收形成图像。在与人体组织相互作用中，辐射暴露被吸收到组织后引起直接的细胞损伤和水解自由基导致的间接损伤，对人体不同组织器官可导致皮炎、皮肤肿瘤、关节炎、白内障、甲状腺功能改变及恶性肿瘤[5-10]；孕妇接受射线可能引起胎儿畸形及流产，儿童接受过多射线可能导致发育不全、畸形、残疾[11-13]。近年相关研究发现，放射暴露对心血管亦有不良影响，导致心血管微循环障碍、心脏毒性改变等[14-15]。

2 介入手术中的放射防护

2.1 物理防护

物理防护方式为最早的放射防护措施，长期运用于临床各类辐射的防护，常用的防护装备以铅制品为主，如铅衣、铅帽、甲状腺围脖、床上及床侧铅屛等，可明显减少手术中的放射暴露。铅衣、铅裙是标准电生理室均配备的设备，可减少术中近一半的放射暴露，但传统铅衣、铅裙平均重量超过7 kg，长期穿着会影响术者脊柱、腰背的健康，新出现的复合铅及非铅制品防护衣其质量减轻近50%，放射隔离效果方面与常规铅衣相当，具有相当大的运用前景[16]。防护服使用时其与机体间的间隙与放射吸收成正相关，所以选择适合术者身材尺寸的铅衣尤其重要；防护品每年应进行质量检查以确保防护效果，使用后需平顺放置，减少折叠损伤。目前电离辐射对头部、手部损伤尚不完全明确，针对甲状腺的研究结果受研究的年龄范围的限制，暴露于20岁以后的风险研究有限[17]，绝大多数电生理实验室对防护尚无明确要求，故相关的防护用具并不作为必备的基本防护要求，但甲状腺是一个对放射极其敏感的器官，外部的放射损伤可明显增加其损伤风险，且手术中术者的甲状腺会从患者身上收到明显的散射辐射，因此建议术者手术全程佩戴甲状腺围脖。介入手术中头部接受的放射剂量与术者身高负相关，身高>180 cm的患者头部放射剂量明显减少，且随着身高的增加放射剂量逐步减低，故铅帽对于身高较低的术者可能获益更高。

物理隔离装备的放射保护主要是针对术者的保护，由于患者胸部在手术中需接受透视，物理隔离方式会影响透视效果，且有研究表明患者进行物理防护可能反而增加放射暴露[18]，目前并不针对患者常规使用。物理防护在放射隔离中也并非最优方案，但由于射频导管消融中辐射对术者具有确切的影响，不同电生理中心的水平与设备相差较大，物理防护目前仍为大多数电生理实验室的防护方式。

2.2 技术防护

2.2.1 参数优化

高分辨率的固定式C臂荧光透视系统可以获得高质量的血管内成像，但代价是更大的散射辐射和增加放射照射，由于电生理手术过程中不需要精确的图像，因此可以对其进行调整。Lee等[19]分析了心房颤动消融中低帧率荧光检查方案降低放射暴露的有效性，结果表明对比传统的7.5帧/s、4帧/s与2帧/s可减少放射暴露，手术成功率及并发症率无明显统计学差异。相对于影像检查，电生理的透视可降低相应要求，减少放射暴露，有利于医护人员及患者整体的健康。

2.2.2 手术技术

射频导管消融术中放射总量与手术时间及术中透视频率相关，提高手术操作熟练度可减少放射使用时间及频率。de Ponti等[20]进行的模拟训练器对于减少放射暴露的非随机对照实验表明经学习后放置导管所需时间、放射暴露时间均明显减少，学习后患者接受透视时间缩短，表明提高手术操作熟练度对于减少放射暴露时间具有明显价值。Jastrzebski等[21]对旁道消融的学习周期与放射暴露的回顾性分析也表明，随着术者手术经验的增加，手术过程中射线的使用次数及放射暴露时间明显减少。

3 技术和设备

3.1 远程磁导航系统

20世纪90年代以来，磁导航技术在全球各大医学中心得到推广应用，其原理为将心脏置于一个多维磁场中，将导管装上磁铁将其牵引到心脏中去，通过磁场的变化使导管接触到心壁的各个位置，通过电脑控制达到定位、消融、检测和验证的目的。该系统改变原来手动消融模式，术者将磁导管送至心腔后就完全不用在导管室，也不用穿铅衣，有效降低了手术的放射暴露。Yuan 等[22]运用最新远程磁导航系统用于心房颤动消融，远程磁导航系统组相对于常规组显著缩短透视时间[(10.4±6.4)min vs(16.3±10.9)min，P<0.001]。Reents 等[23]对房室结折返性心动过速(AVNRT)前瞻性随机研究也显示，远程磁导航在减少透视时间及剂量上有明确的效果[术者透视时间/剂量：(3±5)min vs (7±9)min/(209±444)cGy/cm2vs (482±689)cGy/cm2，P<0.001]。远程磁导航的使用降低了术者的放射接触机会，对于患者而言缩短了透视需要的时间，从而减少术者及患者双方的放射暴露，随着其一代代的更新，磁导航与三维标测系统的结合更加合理化、智能化、精准化，特别是在心房颤动手术中的独特优势使得其在高危疑难病例中的使用日渐广泛。

3.2 三维标测系统

三维电解剖标测系统(EAM)是通过导管在心脏中不断位移，根据其位置相对于固定系统所形成的空间位置变化，重构心脏的三维立体解剖图。通过电极导管在心脏或心脏表面的逐点位移，感知心脏的电流变化，在解剖图上描绘电位变化图，激动顺序标测图，完成三维电解剖标测。其直观性强，有机地将心内电生理信息与腔内空间解剖结构结合在一起，可以确定激动的起源、传导序列、环形激动及瘢痕组织等，便于消融致心律失常病灶。国内传统使用的三维标测系统主要有CARTO、Ensite系统，随着对标测精确性和分辨率的要求提高，高密度的RHYTHMIA HDxTM三维标测系统及其特有的Orion网篮导管使现有EAM得到极大改进和补充。

自从2000年报道三维标测系统在射频导管消融术中的使用以来，不断有研究证实三维标测系统在减少甚至消除手术中的放射暴露的作用。Razminia等[24]在回顾分析了5年使用EAM在各类型心律失常中的安全性、有效性及可行性，研究包括心房颤动、心房扑动、普通室上性心动过速及室性心动过速共计500例患者，除了1例心房颤动确认静脉入路使用透视外，其余手术均实现零射线，平均随访20.5个月，复发率及严重并发症的发生率与常规透视手术无统计学差异，证实了三维标测可常规开展，未减少手术的有效性及安全性。一项纳入44例心房颤动患者的前瞻性随机单盲试验表明[25]：EAM手术组较普通手术组术中放射暴露明显减少(平均透视时间由10 min 42 s减少至1 min 45 s；放射剂量由2 440 cGy/cm2降低至 652 cGy/cm2)，运用三维标测手术并未明显增加手术时间，两组手术的复发率无明显差异。Razminia等[24]也对室上性心动过速进行了多中心前瞻性随机试验，6个电生理实验中心262例患者中三维引导手术组的放射剂量、总放射时间、术者放射剂量对比常规手术组明显减少，两组的急性和远期手术并发症差异对比无明显意义。Yang等[26]进行的meta分析也显示出与传统的射频导管消融方法相比，三维标测系统显著降低了荧光检查时间、消融时间和放射剂量。

三维标测系统是电生理中的巨大进步，其临床运用实现了放射防护从物理隔离到放射消除的跨越，因其学习周期短，目前在电生理实验室消融手术中得到广泛使用，随时间的推移其熟悉程度及使用经验日趋成熟。此外，已经公布的一些数据表明在考虑恶性并发症的高治疗费用时，3D-EAM与常规透视指导相比，EAM的效用在费用上并非劣效性，更加坚固了其目前的使用地位。

3.3 超声系统

超声系统在电生理的应用早期主要为术前检查，随着心内超声及食管超声技术的发展，其在电生理中的辅助及独立作用愈发突出，目前使用超声与三维标测系统相结合可代替X射线透视完成左侧消融时的房间隔穿刺，成为实现零射线的最后一步。在Ferguson等[27]所报告的心内超声对心房颤动手术的相关研究中，所有21例患者房间隔穿刺均由心内超声引导,其中19例患者均完成了零射线穿刺及消融，所有患者无术后并发症发生,de Gennaro等[28]其后发表的研究数据亦支持了同样的结论。使用食管超声与心内超声相比，食管超声无需其余的静脉穿刺入路，为无创性检查手段，且经食管超声视野的宽度较广，在针对鞘管、扩张器、穿刺针的穿刺前后确认位置能力更强。

除了配合三维标测系统在左侧心脏消融中使用之外，超声作为唯一成像工具的电生理消融在一些特定类型的心律失常也逐渐得到证实,Luani 等[29]调查了仅使用心内超声心动图(ICE)进行血管内和心内导管可视化对有症状性AVNRT的低温慢径消融的可行性和安全性。25例AVNRT患者使用ICE进行导管导航的电生理研究中，22例实现了仅依靠ICE指导完成电生理检查及消融。证实了AVNRT患者ICE引导下的低温消融安全可行，真实的血管内边界和心脏结构的实时可视化允许在ICE引导的电生理检查期间安全地导管导航，并且可能是使用几何重建的可视化技术的替代方案。

虽然目前超声独立应用于射频导管消融的研究尚不多，但其独特的优势预示着其巨大的使用潜力。除开其在费用方面的大幅度降低之外，ICE超过3D-EAM引导射频导管消融的更多优点是真实的心内膜结构和导管尖端的可视化，允许直接控制和精确评估消融导管尖端和目标解剖结构在整个电生理期间的空间关系程序。在消融手术过程中，ICE超过EAM系统导管引导的另一个优点是可以即时和实时获得血管内和心内膜的可视化，从而节省构建下腔静脉、右心房和冠状窦的解剖外壳所需的手术时间。

4 小结

随着射频导管消融在心律失常的治疗地位逐步提高，手术中射线防护的意识也逐步加强，减少术中射线暴露是全世界电生理研究者所面临的重要问题。从传统的物理防护措施到技术的改善，再到三维标测系统的出现及超声技术的进步，针对射频导管消融中放射防护也从最初的以术者为主转变为术者及患者的全面保护，从单纯的放射防护进入到放射消除；但对于部分有血管畸形、复杂心脏畸形以及起搏器植入后有导丝断裂或需要拔出的患者，尚须结合传统的X射线造影技术来完成手术；此外，目前对于相关设备技术的开展时间及经验水平的差异使得零射线消融尚未完全得以实现，其在技术及设备方面的发展成熟需要一定的时间，物理防护方式短时间内仍将作为减少放射暴露的基础。