希氏束起搏进展

2020-01-11高洁张文娟

中国心血管杂志 2020年1期

高洁张文娟

300052 天津医科大学总医院心内科

心脏起搏是治疗不可逆性缓慢性心律失常的唯一有效方式，单腔起搏器因房室收缩不同步，增加心力衰竭和房颤的风险。因此右心室心尖起搏、流出道起搏、左室起搏、双腔起搏等起搏方式逐渐发展。尽管双心腔起搏能够改善心衰患者的结局，并降低左束支传导阻滞(left bundle branch block， LBBB)合并严重左心室收缩功能障碍患者的死亡率，但并未改善左心室收缩功能保留的患者的预后。因此探寻一种生理性起搏方式：希氏束起搏(His bundle pacing，HBP)，其电激动沿生理传导系统下传，改善了电-机械活动延迟、房室不同步性、心肌性能参数、左心室射血分数等血流动力学[1]。本文就希氏束的组织结构、发展历史、定义、临床应用及面临挑战等方面做一综述。

1 希氏束组织结构

1893年，Wilhelm His，瑞士的解剖学家和心脏学家首次描述了希氏束结构和在传导系统中的生理特性；1903年，Sunao Tawara，日本的病理学家发现房室结结构的存在并详细描述了希氏束-浦肯野纤维系统(His purkinje system，HPS)。希氏束是由特殊分化的心肌细胞组成，是房室结解剖上的延续.通过左右束支独立的完成房室结至左右心室的电信号传导。希氏束和近端束支起源于原始的室间隔的一部分，沿着房室结的下方和左侧延伸，经过室间隔膜部的后方和下方边缘，在室间隔肌部的室上脊上分出左右束支，在心内膜下形成细小间隔支并相互联系。

Kawashima等[2]研究105例老年人心脏的希氏束结构，发现了三种不同的类型。Ⅰ型 (46.7%)，希氏束穿行于室间隔膜部，并被一薄层由室间隔肌部伸展下来的心肌纤维覆盖；Ⅱ型(32.4%)，希氏束走行于室间隔肌部的内部；Ⅲ型(21.0%)，希氏束在心内膜下，走行至室间隔膜部(裸露的希氏束)。希氏束位置的变异性可能在希氏束起搏阈值方面有重要的临床意义，术中因位置变异损伤希氏束可导致可逆或永久的束支传导阻滞。

Kaufmann和Rothberger在1919年首次提出了希氏束功能上的纵向分离，认为连接纤维和希氏束具有相同的起源部位，形成独立的束支，先后有多个研究在动物和人体中证明纵向分离学说。1971年，James和Sherf用显微镜等描述了希氏束的结构，认为希氏束内纤维纵向排列，左右束支纤维可在希氏束主干内提前分化并相互分离，此能够解释希氏束在临床上的生理特性。

2 希氏束应用发展

在2000年，在人体应用永久性HBP；在左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)<40%、QRS间期<120 ms及慢性房颤的患者中，18例患者成功植入12例，平均随访(23±8)个月，LVEF明显改善，起搏阈值及QRS间期稳定。2004年，Deshmukn增大样本量，在54例LVEF平均23%±11%的患者中，成功植入36例。随访42个月后，29例存活，LVEF、临床症状及血流动力学等显著改善。2007年，Eraldo等在68例心力衰竭及房室传导阻滞的患者中，17例随机双盲应用HBP及右心室起搏(right ventricular pacing，RVP)，16例手术成功。随访1年，与RVP相比，HBP显著改善LVEF。2008年，在12例患者的右心室心尖及希氏束分别植入电极，连接起搏器不同的端口，先后行HBP及RVP。应用同位素扫描Tc99m-Sesta MIBI、组织多普勒等评估心肌灌注，HBP显著优于RVP。2011年，在38例Ⅱ-Ⅲ°房室传导阻滞患者应用HBP，4例希氏束起搏，28例希氏束旁起搏，6例未成功。在希氏束及束支旁起搏QRS波显著窄于右室间隔起搏。2013年，在26例患者先后行HBP及RVP，随访34个月后发现在HBP期间，LVEF明显改善。这些研究为永久性HBP治疗心功能不全、束支传导阻滞等提供实用性及可靠性依据。

3 希氏束起搏分类

目前现有数据缺乏HBP的明确定义，一致认为其包括直接希氏束起搏(direct His bundle pacing，DHBP)及希氏束旁起搏(para-hisian pacing)。DHBP定义为心室激动仅发生在希氏束-浦肯野纤维系统。DHBP现用的起搏标准：(1)12导联心电图上QRS波群和T波的形态、时限与自身心律相一致；(2)起搏-心室间期与希氏束-心室间期基本一致； DHBP包括两种夺获形式：选择性希氏束起搏(selective HBP，S-HBP)以及非选择性希氏束起搏(nonselective HBP，NS-HBP)；S-HBP通过起搏刺激仅夺获希氏束这一种组织：在S-HBP中，心室激动完全发生在希浦系激动后并且伴随下列情况：(1)起搏信号至心室激动间期(S-QRS)基本等同于希氏束至心室激动(H-QRS)间期；(2)起搏后的局部心肌电描记图是不连续的；(3)起搏QRS波形态应和正常的QRS波形态一致；(4)通常单一的夺获阈值信号(希氏束夺获)是可以被观察到的。NS-HBP通过起搏刺激夺获希氏束和临近的心室组织：(1)起搏点局部因心肌的夺获出现delta波导致S-QRS间期为0，起搏刺激信号和QRS之间等电位线消失；(2)局部心肌组织的电描记图是被夺获的；(3)起搏QRS波通常比H-QRS波形态宽，全部的起搏QRS电轴和原本的是完全一致的；(4)通常有两种不同的夺获阈值——右心室和希氏束；希氏束的夺获阈值可能高于或低于心室夺获阈值；心室和希氏束的夺获阈值差异通常是非常小的，因为设定的输出阈值包括S-HBP的安全阈值。S-HBP及NS-HBP取决于局部起搏电极对希氏束、周围的心房、心室组织的影响以及心室起搏电极的输出电压[3]。

2017年，在37例患者中，23例应用S-HBP，14例应用NS-HBP。术后1周用单光子发射计算机断层成像术-心肌灌注成像扫描评估心室机械同步性，认为S-HBP在低电压及高电压起搏时心室机械同步性无明显差异；在NS-HBP中高电压起搏优于低电压起搏模式；评估电信号同步性，认为S-HBP的QRS间期在低电压及高电压之间无明显差异；NS-HBP的QRS间期在低电压起搏时比高电压宽。该研究认为，S-HBP及高电压起搏的NS-HBP可以获得生理性的电信号传导及心室同步性收缩，NS-HBP 阈值较S-HBP低且植入较为方便，二者均能提高心室的电及机械同步性。

4 希氏束起搏临床应用

4.1 希氏束起搏应用于房室传导阻滞

随着对单腔起搏器引起血流动力学紊乱认知的深入，HBP治疗房室传导阻滞逐渐应用于临床。目前研究表明HBP在多方面优于传统的右心室起搏。2010年，Barba-Pichardo等[4]选择了182例房室传导阻滞的患者，宽窄QRS波分别为98例、84例。133例中成功植入HBP，42例因阈值高(>2.5 V)未成功。术后平均随访3个月，宽窄QRS波两组LVEF均显著提高(P<0.01)。分析QRS波宽度对预后的影响发现，窄QRS波组成功率高于宽QRS波组，但随访期间两组阈值、阻抗、R波振幅均稳定。研究认为，HBP可预防左心室收缩不同步性且可能能够恢复已发生的不同步性。研究中，导线脱落、移位等情况发生率<5%，比传统的右心室起搏发生率显著降低。在2014年，在37例高度房室传导阻滞的患者中植入HBP，备用右心室电极，应用HBP、RVP各三个月，比较两组中收缩期、舒张期电-机械延迟(systolic-diastolic electromechanical delay，S-D EMD)、室间不同步性、起搏QRS间期等方面，HBP均优于RVP。研究认为，与RVP相比，HBP更接近生理性起搏且能够预防心房功能恶化，降低房性心律失常及心力衰竭的发生率。在2015年，100例患者，46例房室结阻滞及54例结下希-蒲系病变者，在84例患者中成功植入HBP。比较不同病变两组患者，房室结阻滞组成功率高于结下病变组，但手术及X线暴露时间无明显差异。本次研究中手术时间(71±21) min，暴露时间(11±6) min；Kronborg等在研究中植入HBP的手术时间(85±31) min，暴露时间(23±13) min。该研究的手术时间及暴露时间均短于先前研究，并证明在HBP植入过程中标记希氏束位置的电生理导管及右室电极是不必需的。

4.2 希氏束起搏联合房室结射频消融

Deshmukn等首次在18例心房颤动行射频消融术后的患者中应用永久HBP，12例患者获得成功，证明HBP在射频消融术后应用的实用性及安全性；近期，52例有房颤、心力衰竭并行射频消融术的患者中植入永久HBP；42例中获得成功，并显著改善左室舒张末径、LVEF、心功能分级。QRS波形态在基线水平及起搏器植入后无明显差异。42例药物难以控制房颤患者中同时行永久HBP及房室结射频消融术，在40例患者中成功植入HBP完成射频消融术。长期随访(19±14)月后评估参数，显著改善了LVEF、心功能分级；随访起搏阈值较基线升高，起搏阻抗降低(P<0.05)，但QRS间期和R波振幅等方面无明显差异。相关研究表明，HBP联合房室结射频消融治疗药物难以控制的房颤是安全有效的。

4.3 希氏束起搏替代心脏再同步化治疗

经冠状动脉静脉窦(coronary sinus，CS)放置导线的心脏再同步化(cardiac resynchronization therapy，CRT)治疗已经成为心功能不全(NYHA分级Ⅱ～Ⅳ级)、左心室收缩功能不全、LBBB、QRS间期≥150 ms患者的一线治疗方式。尽管随着植入工具和技术的发展，植入CRT过程相对容易，但仍有30%～40%患者对CRT无反应。基于CRT植入后较高的无反应率，HBP以实现生理性电-机械起搏而成为一种新型起搏模式。

5 希氏束起搏面临的问题

尽管早期研究结果证明HBP是有效的，但未能明确HBP在室内传导阻滞及广泛左心室瘢痕患者中的有效性，并且HBP仍不能治疗10%～30%的束支传导阻滞。HBP在临床的广泛应用仍面临很多问题。首先，由于希氏束解剖位置的特殊性，希氏束的夺获阈值远高于传统的右心室起搏。此外，在长期随访过程中，希氏束夺获阈值会显著升高，但其机制尚不清楚。可能是由于HBP环状导线的邻近位置，由于三尖瓣运动造成缓慢移位，也不能除外由于导线放置点的心肌纤维化。Vijayaraman等[6]随访75例植入HBP患者，希氏束夺获阈值在随访5年过程中显著升高。其次，HBP最主要的早期风险是导线植入失败，许多术者需常规植入备用右心室导线。近期研究[6-8]表明HBP导线相对稳定，在大多数患者不需要常规备用右心室导线。近期研究100例房室传导阻滞患者中植入HBP，3例发生导线移位。在一项75例植入HBP患者研究的长期随访过程中，5个患者发生导线移位(发生率6.7%)[6]。最后，HBP问题在于因较高的希氏束夺获阈值导致电池提前耗竭。近期研究表明，大多数病人不会因电池耗竭提前更换电池[6]。但在束支传导阻滞中因阈值偏高，早期电池耗竭仍然是一大障碍；未来我们仍然需要电池技术的进展以及长时间希氏束特定起搏系统的高输出阈值。