高功率短时程消融在心房颤动治疗中的经验与困惑

苗旺 王睿

030001 太原，山西医科大学，山西医科大学第一医院心血管内科(苗旺)；030001 太原，山西医科大学第一医院心血管内科(王睿)

心房颤动(简称“房颤”)是最常见的心律失常，当前研究肯定了导管消融在房颤治疗中的价值[1-2]，肺静脉隔离(pulmonary vein isolation，PVI)是房颤消融的基石，尽管改进了导管定位、压力和阻抗监测技术，但总体疗效仍不尽如人意。常规消融多采用低功率长时程(low power long duration，LPLD)消融策略，损伤灶深而局限，残留消融间隙影响PVI远期成功率，容易损伤邻近组织出现手术并发症[3]；同时，长时间左心房操作增加卒中风险[4]，大量盐水灌注加重心脏负荷[5]。更高的消融效率、成功率与安全性一直是研究的方向，近年来，高功率短时程(high power short duration，HPSD)消融策略诞生。HPSD消融损伤灶浅而宽大，可形成透壁损伤而不易损伤邻近器官，短时间消融提升效率，减少卒中、肺水肿等事件。然而，HPSD消融尚无统一标准，贴靠不良或时间过短时消融能量不足以达到PVI，过高压力或长时间消融伴随更多气爆、心包压塞与心房食道瘘等风险，这在实际操作中需格外注意。

1 HPSD消融的理论基础

射频消融的目的是控制能量的应用产生连续的透壁损伤，以达到治疗心律失常的目的。射频消融对心肌组织的热传递依赖于三个方面：阻抗热、传导热及对流热。射频消融时，电流方向从导管头端到患者背部的中性电极，由于尺寸较小，在导管头端的电流密度最高，因此实现了热效应。阻抗热是导管头端与心肌界面接触时产生的热量，随射频能量应用的开始和停止而开始和结束。传导热是一个被动的过程，由阻抗热传递而来，传导热需要一定时间达到稳定状态，射频能量停止应用后，传导热将继续产生，是常规消融方法产生损伤灶的主要热源。对流热是因血液良好的导电性以及灌注液体的冲洗，射频过程中流失的热量，对流热可降低导管尖端和心内膜表面温度，提升消融安全性。当射频应用使组织温度>50℃时，可实现不可逆的细胞损伤，但组织加热到>80℃会导致导管与组织接触面凝固和炭化，虽盐水灌注可带走部分热量，但随着深层组织的热量积累仍会发生气爆[6-8]。

研究发现，消融20 s后损伤灶大小已趋于稳定，进一步增加损伤依靠增加功率来实现[9-10]。HPSD消融是研究者摒弃增加消融时间以增加损伤这一理念而提出的新策略，该策略改变了阻抗热和传导热应用的比重，增加阻抗热实现心房透壁损伤，同时减少传导热以限制对深部或周边组织损伤。诸多研究在体外模型和动物实验证实了HPSD消融的理论优势，Bourier等[9]通过计算机模拟和体外消融研究显示，应用(50 W、13 s)，(60 W、10 s)，(70 W、7 s)和(80 W、6 s)消融时，病灶体积与常规(30 W、30 s)消融无明显差异，均可产生透壁损伤，且高功率模式病变直径增大，深度减小，增加了损伤的连续性，有利于提升PVI长期成功率。Bhaskaran等[11]通过体外模型和活体羊消融研究指出，(50 W、5 s)和(60 W、5 s)消融宽度与深度不亚于(40 W、30 s)消融，且安全性更高。Barkagan等[12]对活体猪消融显示，(90 W、4 s)较(30 W、30 s)消融时间缩短80%，无气爆等并发症，观察1个月，在连续性与透壁性方面，90 W消融3条后壁线均保持完整，而30 W消融仅有1条符合上述标准；在肌小梁部位，90 W消融3条线中1条完整，30 W消融无一完整，提示高功率消融策略具有更好的长期预后。Leshem等[13]的研究也支持上述观点。

2 HPSD消融在房颤治疗中的经验

HPSD消融在临床实践初期，大多研究旨在探索这一高效的消融策略能否保证手术安全；随着经验的不断积累，HPSD消融的安全性不断被肯定，进一步的研究方向是将HPSD消融的理论优势能否转化为临床获益。近年来，在HPSD消融开展的同时，导管操作技能与器械不断进步，诸多研究结果显示HPSD消融较LPLD消融有更好的临床获益。Nilsson等[14]第一次开展了HPSD消融(45 W、20 s)与常规功率消融(30 W、120 s)的对比研究，两组各45例患者，结果显示HPSD消融PVI时间减少26%，透视时间减少25%，辐射剂量减少33%，两组均未发生气爆、心包压塞、脑卒中、心房食道瘘等并发症，随访(15±7)个月，两组成功率无明显区别，良好的临床结局为之后的研究提供了可借鉴的经验。近年来，随着消融指数(ablation index，AI)或损伤指数(lesion index，LSI)量化消融参数的应用，HPSD消融结合量化消融参数在临床实践中取得了不错的效果，Okamatsu等[15]的研究纳入60例患者，前40例患者随机分为低功率组(左房前壁30 W，左房后壁20 W)和中功率组(前壁40 W，左房后壁30 W)，后20例为高功率组(前壁50 W，左房后壁40 W，食管30 W)，同一AI指导消融(前壁400，后壁360，食道260)，结果显示高功率组完成PVI时间最短，单圈PVI成功率最高，三组间长期预后无明显区别。Kumagai等[16]研究在相同LSI(5.0)指导下行后壁盒式消融，HPSD(50 W、5 s)消融与常规(30～40 W、30 s，食道附近20 W)消融各80例，结果显示HPSD模式较常规模式射频应用时间和手术时间明显缩短，无消融相关并发症，随访12个月，HPSD组成功率86.3%，常规组为76.3%(P=0.132)，成功率虽无统计学差异，但有增高趋势。Winkle等[17]在一项研究中，结合创新的消融方式，HPSD消融展现出了更好的临床结局，该研究应用了名为“永久运动”的消融方法，即在单个位置频繁移动导管，直到电位完全隔离，避免了长时间在固定区域消融造成过度损伤，消融线相比逐点消融连续性更好，这有助于提高PVI成功率，研究纳入843例患者，使用40 W、45 W、50 W三种不同功率消融，结果显示更高功率实现了更短手术时间与更低复发率，无消融相关并发症，这在持续房颤患者中获益更明显。HPSD策略结合特定参数，在安全高效的基础上，显示出更高的成功率，HPSD消融较LPLD消融获益更好的原因可能是，HPSD消融时更多地依赖阻抗热，这使得HPSD消融模式下热量输出的可控性更高，尤其在频繁移动导管时，阻抗热相比于传导热可以更好地依照导管移动的轨迹输出，有利于形成均匀、连续的损伤灶。另一项研究中，Ejima等[18]指出单极信号的负成分消除，即完全消除单极心房电图的负向成分与透壁损伤息息相关，可用作评价PVI的指标，该研究在超声引导下进行高功率(50 W、3～5 s)消融和常规功率(25～40 W、5～10 s)消融，两组各60例，结果显示高功率消融手术时间明显缩短[(119.3±28.1) min比(140.1±51.2) min，P=0.046]， 随访12个月，高功率消融术后窦律维持率高于常规功率消融(88.3%比73.3%，P=0.0423)，研究结果提示，随着器械进步或结合特定的观察指标，HPSD消融可能发挥更广阔临床价值。Yazaki等[19]在HPSD消融的研究中采用了相同的观察指标，结果显示，高功率消融急性PVI成功率更高。

随着HPSD消融的不断开展与经验积累，研究者尝试进一步增加消融功率，几项小样本量研究应用超高功率消融，显示出了良好的临床结局。Kottmaier等[20]将197例房颤患者分为两组，HPSD消融97例(70 W、5～7 s)，常规功率消融100例(30～40 W、20～40 s)，结果显示，与常规功率消融相比，高功率模式平均射频时间[(12.4±3.4) min比(35.6±12.1)min，P<0.001]和手术时间[(89.5±23.9)min比(111.15±27.9)min，P<0.001]明显缩短，两组均未发生心包压塞、血栓栓塞与心房食道瘘等并发症，随访1年显示高功率消融成功率明显高于常规功率消融(83.1%比65.1%，P<0.013)。QDOT-FAST试验[21]对52例患者采用(90 W、4 s)的消融模式，评价PVI成功率和安全性，手术时间为(105.2±24.7)min(包括20 mim等待时间)，透视时间为(6.6±8.2)min。总消融时间为(46±21.3)min，术中平均液体灌注量为(382.4±299.1)ml，无消融相关并发症，随访3个月，49例(94.2%)维持窦律，值得一提的是，研究中出现1例无症状血栓栓塞与1例食道溃疡出血，虽未进一步进展，但仍需注意。

3 HPSD消融的困惑

消融损伤的评估主要依赖三个方面：功率、时间与压力，HPSD消融模式下，对于心房邻近组织，临床实践能否实现体外实验相似的安全性[22-23]；选择合理功率是保证安全高效消融的前提，然而，目前研究结果尚无定论，甚至相似功率也会产生相悖的结果[11，21]；过长时间的消融热量积聚过度，并发症风险高[24]，而短时间不足以产生透壁损伤[25-26]；消融压力的把握同样值得注意，过高压力对损伤灶的形成并无益处[9]，反而增加并发症发生的风险[27]。此外，对于心肌组织较厚的部位，HPSD消融的价值仍需商榷[28]；HPSD消融模式是否减少消融点数仍未统一[29]；AI在HPSD消融中的价值仍需进一步研究[29]。上述困惑阐述如下：(1)邻近组织损伤：心房食管瘘系罕见但致命的并发症，令人欣慰的是，目前的研究结果显示高功率消融并未增加食道损伤。Winkle等[22]在一项多中心研究中纳入10 284例患者，观察其并发症发生率，其中，(45～50 W、2～15 s)后壁消融11 436次，(35 W、20 s)后壁消融2 538次，结果显示，高功率消融发生心房食道瘘1例，而常规功率消融则发生3例(P=0.021)。Baher等[23]的研究支持上述观点；(2)合理的消融功率尚无定论：Bhaskaran等[11]的动物实验显示，(80 W、5 s)模式下11%的消融过程出现气爆，而QDOT-FAST试验[21]在(90 W、4 s)模式下取得了良好的效果，目前研究功率大多选择45～50 W之间，超高功率安全性尚无法保证，可借鉴经验也较少；(3)HPSD消融时间窗口窄：增加消融时间可能产生气爆、血栓和邻近组织损伤。Kanj等[24]的研究将初始功率设置为30 W或10 W，每隔几秒增加5 W至最大50 W(高功率)或35 W(常规功率)，结果显示，高功率消融透视时间、左房操作时间明显短于常规功率消融，随访6个月，高功率消融成功率明显更高，然而，高功率模式下每例患者都发生气爆，心包积液和胃肠道不适的发生率较常规功率消融明显增加(17%比5%，P=0.031)，所幸未出现心房食道瘘，该研究不同功率消融时间无差异，过多的能量应用增加了并发症。然而，过度压缩射频消融时间不易产生透壁损伤，影响PVI成功率。Bunch等[25]报道了402例HPSD消融(功率50 W前壁5～15 s、后壁2～3 s)，与402例LPLD消融(功率30 W前壁10～20 s、后壁5 s)对比，结果显示两种消融策略安全性相似，长期房颤复发率无统计学差异，高功率模式相比常规功率消融减少了手术时间，但增加了心房扑动的风险，究其原因，后壁上每个消融点消融时间短，总能量减少，未能形成透壁损伤。Ücer等[26]的报道指出，消融时间不足导致更高比例的肺静脉重连；(4)虽应用压力导管，但贴靠压力仍需注意：体外实验显示，大于30 g的压力不会增加损伤，而增加了穿孔、气爆或结痂风险[9]，消融参数的细微差异均有可能影响病变形成，Chen等[27]报道了50例AI指导的HPSD消融，功率50 W，AI前壁550，后壁400，单圈PVI成功率92%，随访6个月，50例患者中有48例(96%)无临床房颤/房性心动过速复发，但HPSD消融术中发生4例气爆，均发生在消融左前段时，原因是消融压力大或时间长；(5)在心肌较厚的部位，HPSD消融能否产生透壁损伤，仍需商榷：Yavin等[28]对112例房颤患者采用(45～50 W、8～15 s)消融，与112例采用(20～40 W、20～30 s)消融对比，结果指出，两种消融策略对三尖瓣峡部均有效，而HPSD消融对二尖瓣环线效果较差，长时间消融则增加气爆的风险，此类情况下，常规功率长时间消融更合理；(6)消融点数是否减少仍未统一：理论上认为，HPSD消融模式产生的损伤灶较LPLD消融模式更宽，选取更少的点数即可实现PVI。Shin等[29]的研究中将150例患者平均分为3组，功率分别为30 W、40 W、50 W，在同一AI指导下消融，结果显示，更高功率消融时间明显缩短，三组并发症与复发率无明显区别，值得注意的是，该研究中随着消融功率的增加，PVI消融点数明显减少[(94.6±13.7)个 比(89.1 ± 10.9)个 比(83.6 ± 8.9)个，P<0.001]。然而，部分临床实践结果并非如此，Okamatsu等[15]的研究中，较高功率实现PVI时间更短，单圈PVI成功率更高，不同功率消融预后无明显区别，值得一提的是，该研究中消融点数无明显差异，甚至平均消融点数在高功率组中有增加的趋势[133 (124～142) 个 比128(121～150)个 比115(100～124)个，P=0.10]，由于损伤灶的深度在中央区域较深而边缘区域较浅，类似“碗”形，边缘区域可能未形成透壁损伤，只发生可逆性水肿而短暂失去电传导功能，该研究HPSD消融点数未减少的原因可能是为了降低PVI术后肺静脉重连的风险；(7)现阶段AI的应用：在低功率下(25～35 W)的安全性与有效性已被证实[30]，然而，AI设计的初衷不是为高功率消融设计，并且8 s以上才出AI值，有可能会导致过度消融，尤其是超高功率的应用[20-21]，未来，有必要通过更多大型研究为AI指导下HPSD消融提供循证医学证据，或结合创新的参数更好地实现HPSD消融的价值。

4 总结与展望

传统消融模式下，损伤灶深而局限，影响PVI成功率。理论上，HPSD消融模式较LPLD消融模式的优势是毋庸置疑的，诸多体外实验与动物研究证实了这一观点[9-13]，然而，由于研究设计、消融传递时间和消融功率不同，临床结果也大相径庭，对于设计相似的研究，也可能产生相悖的结果，且尚无法提取导致不同结果的单一或可量化因素，对于临床结局良好的研究，虽有可借鉴的经验，但难以提取出一套可复制的、普适的消融参数和流程实现[14-21]。基于当前文献总结，临床应谨慎、规范地开展HPSD消融。尽管现有结果指出HPSD消融对食管损伤小，但临床实践中仍需防微杜渐，避免心房食道瘘这一致命并发症[22-23]；HPSD模式应用初期，不建议应用超高功率(>50 W)，尤其是后壁消融，避免产生并发症[11，21]；HPSD消融窗口窄，消融时间与压力的选择与把握需一定经验[24-27]；对于不同部位，HPSD消融参数应灵活调整，某些心肌较厚部位，选择LPLD消融无可厚非[28]；HPSD消融时，消融点数是否需要减少，结论尚未统一[15，29-30]；AI在HPSD消融模式的适用性仍需进一步研究证实。HPSD消融仍在不断探索中，尽管部分临床实践结果差强人意，但有理由相信，随着大规模前瞻性临床研究的开展、导管消融技术与器械的革新，HPSD消融的优势定会由理论转化为实践，实现更高临床价值。

利益冲突：无