左束支起搏与左室间隔部起搏

朱凯伦 常栋 李强

对于症状性心动过缓的患者,心脏起搏是唯一有效的治疗方式。右室心尖部(right ventricular apex,RVA)是心脏起搏导线植入的传统部位,已有40多年的历史。然而,现已证实RVA 起搏(right ventricular apex pacing,RVAP)带来的长期心脏电学激动和机械收缩不同步性,与左室功能障碍和心房颤动发生风险增加相关[1-2]。右室其他的起搏导线植入部位,包括右室室间隔或右室流出道,长期结果也并不优于传统RVAP[3-4]。这引发了心内科医生和心电生理学者对生理性起搏的思考。

His束起搏(His bundle pacing,HBP)将起搏导线植入His束(His bundle,HB)区域同时夺获左束支(left bundle branch,LBB)和右束支(right bundle branch,RBB),最大程度的保留了左右室的电学激动和机械收缩同步性[5]。然而,由于HBP起搏导线植入困难、起搏感知偏低易出现心房交叉感知、起搏阈值有随时间增加的趋势甚至出现失夺获等众多局限性限制了HBP 在临床上的广泛开展[6]。2016 年,Mafi-Rad等[7]对病窦综合征(sick sinus syndrome,SSS)患者,将起搏导线植入左室室间隔心内膜下完成左室间隔部起搏(leftventricularseptalpacing,LVSP),缩短QRS波时限并保留即时的左室收缩功能。2017 年Huang 等[8]改善了LVSP 并首次提出LBB 起搏(left bundle branch pacing,LBBP)的概念,将Medtronic 3830主动电极(Medtronic Inc.,Minneapolis,MN,United States)在 C315 HIS 鞘 管(Medtronic Inc.,Minneapolis,MN,United States)指引下从右室间隔面经室间隔途径拧至左室心内膜下直接夺获LBB,缩短了一名扩张型心肌病合并左束支传导阻滞(left bundle branch block,LBBB)患者的QRS波时限,并显著提升其左室收缩功能,改善心力衰竭(简称心衰)症状。LBBP根据夺获起搏成分不同可分为选择性LBBP 和非选择性LBBP,前者仅夺获LBB 主干或其近端分支,后者夺获LBB及其周围部分心肌[9]。目前已经有大量研究评估了LBBP对于高度房室传导阻滞、SSS、房室结消融治疗后等患者的中长期结果,均证实LBBP 具有可靠的起搏导线稳定性、理想的起搏阈值和感知,这些独特的起搏优势克服了HBP 的局限性[10-14]。

LVSP与LBBP起搏导线植入过程相似,在起搏导线自右室间隔面拧向左室间隔面心内膜下的过程中也会产生由LBBB向形似RBB 传导阻滞(right bundle branch block,RBBB)起搏形态的变化,但常由于起搏导线头端未能精准拧入LBB 区域或植入深度不够,致使起搏电流无法直接夺获LBB[15]。相较于LVSP,LBBP的植入过程中确认夺获LBB需要更先进的心电生理学知识[16],常用起搏输出电压递减起搏测量V5或V6导联起搏信号至左室达峰时间(Stimulito left ventricular activation time,Stim-LVAT);3830 主动电极记录到高频的LBB电位;利用寻找His电位作为LBBP定位的初始部位等方式。而LVSP的植入过程更为直接,因为它不需要确认夺获LBB,仅通过在体表心电图上起搏QRS波形态的变化就能判断LVSP起搏导线头端在室间隔内的大致位置。当V1导联表现为qR 的起搏形态,提示LVSP已到达左室间隔深部,通过导线造影可进一步确定LVSP的起搏位置。因此,将起搏图形表现为形似RBBB但没有直接夺获LBB证据的起搏方式定义为LVSP。目前尚缺乏对LBBP与LVSP的临床对照研究,仅有少数研究报道了两者的差异,但大多是回顾性、小样本、短期的研究[17-20]。笔者对LVSP和LBBP的理论基础、临床进展、异同点等进行综述。

1 LVSP的理论基础及临床应用

1.1 LVSP的理论基础 在窦性心律下,电激动通过希浦系统快速传导激动心室。在左室中,3 个心内膜面最早激动,分别位于二尖瓣下方的前室间隔旁、左室间隔面中央,以及心尖部到心室基底部距离约1/3 处的后室间隔旁[21]。因此,假设在这些激动出口位置附近进行起搏可以产生更加生理性的左室电学激动。1982年,Little等[22]对实验犬进行左室间隔面心内膜起搏,产生与窦性心律相似的心脏电学激动和机械运动:①室间隔从左向右激动;②左室射血前压力大于右室射血前压力;③室间隔机械运动与窦性心律下室间隔机械运动相同。在2003 年的一项犬类实验中,Peschar等[23]比较LVSP与左室心尖部起搏、RVAP、不同位点左室心外膜起搏对左室收缩功能等影响,通过测量即刻左室容量和左室内压力绘制左室压力-容积曲线的方法评估各个起搏部位的左室收缩功能(左室等容收缩期压力上升速度,即LVdP/d Tposmax)和舒张功能(左室等容舒张期压力下降速度,即LVdP/d Tnegmax),并通过计算左室压力-容积曲线的面积评估左室收缩做功。结果表明左室收缩功能和舒张功能与起搏部位密切相关,而与起搏QRS波时限无关,LVSP或左室心尖部起搏时左室收缩功能与正常窦性心律下表现相似。

1.2 LVSP的临床应用 在动物研究中证明LVSP的可行性和安全性之后,Mafi-Rad等[7]在2016年率先对10例SSS患者经静脉途径进行LVSP,并通过测量LVdP/d Tmax测量评估LVSP与RVAP、RVSP 对急性血流动力学的影响。最终10例SSS患者全部完成LVSP,起搏QRS波时限短于RVAP[(144±20)ms vs(172±33)ms,P＝0.02]和RVSP[(144±20)ms vs(165±17)ms,P＝0.004];在左室收缩功能方面,LVSP与心房起搏所测LVdP/d Tmax相似(1.0±4.3%,P＝0.001);起搏参数在6个月随访中保持稳定,无导线相关并发症。近期,Salden等[24]比较了LVSP 与传统双心室起搏(biventricular pacing,BVP)、HBP 对于具有心脏再同步化治疗(cardiac resynchronization therapy,CRT)指证的27例患者的即刻电生理和血流动力学影响,这些患者的入选标准是存在窦性心律、NYHA Ⅱ～Ⅲ级、最佳抗心衰药物治疗不能改善、左室射血分数＜0.35、合并LBBB 时的QRS波时限≥130 ms或合并不典型LBBB 时的QRS波时限＞150 ms。他们采用QRS波时限、QRS波面积和多电极体表标测来评估电激动变化,采用LVdP/d Tmax评估血流动力学变化,发现单部位LVSP可以提供与传统BVP相仿,甚至好于HBP的短期电激动再同步和血流动力学改善。有趣的是,其研究中LVSP联合RVSP产生的血流动力学改善明显不如单独LVSP。此外,LVSP在左室间隔面基底部、中间和心尖部产生的电激动再同步和血流动力学改善结果相似,这表明LVSP的起搏电极植入部位不是关键[24]。

2 LBBP的理论基础及临床应用

2.1 LBBP的理论基础 LBB为HB主干穿透中心纤维体的延续,起源于主动脉无冠窦和右冠窦交界的下方,呈条带状分布于左室室间隔心内膜下,向下并稍向前延伸达到最宽部位后发出细长的左前分支(left anterior fascicular,LAF)支配前乳头肌和粗大的左后分支(left posterior fascicular,LPF)支配后乳头肌[25]。间隔分支常由LPF发出,交织成网状结构扩布到左室室间隔下1/3处的心内膜表面。这种束支间丰富的网状结构使LBB某一分支发生传导阻滞时QRS波时限并不会明显延长[26]。LBB的条带状结构和丰富的束间连接为LBBP提供了解剖学基础,使LBBP 较HBP 具有操作相对简单的优势。

此外,根据纵向分离学说,LBB和RBB在HB内部就已经被绝缘的纤维鞘膜纵向分割,彼此绝缘[25,27]。大多数束支传导阻滞发生在HB水平,Narula等[28]对27例LBBB患者进行远端HBP,发现在远端HBP 恢复正常QRS波时限后原本延长的HV 间期也大多可以缩短到正常范围内,这表明LBBB的HV 间期延长可能发生在HB 水平某一部分。这为LBBP提供了电生理学基础,使起搏导线电极跨越HB阻滞水平激动LBB,克服了HBP 夺获远端传导阻滞部位所需的高起搏阈值及远期可能失夺获的缺陷。

2.2 LBBP的临床应用 2017年Huang等[8]对1例在高起搏输出电压下HBP仍无法纠正的LBBB合并终末期心衰的患者,通过将起搏导线向心尖部移动约15 mm 后自右室间隔面拧至左室间隔面心内膜下夺获LBB,以满意的起搏参数纠正LBBB,并通过优化房室起搏间期,消除LBBP 产生的RBBB起搏形态。在1年的随访中,LBBP 起搏参数保持稳定,患者临床症状改善,左室功能提升。目前已有许多研究证明了LBBP 的中长期安全性和稳定性[10-12,14,29]。对于QRS波时限延长、左室射血分数降低的终末期心衰患者,LBBP可作为传统CRT 双心室起搏的新选择。Huang等[30]对63 例有CRT 指证的患者试行LBBP(成功率97%),LBBP术后起搏QRS 波时限显著缩短[(169±16)ms vs(118±12)ms,P＜0.001]、左室收缩功能提升,起搏参数保持稳定。Chen 等[31]前瞻性比较LBBP 与传统BVP 作为CRT 对左室射血分数≤0.35合并LBBB的心衰患者的可行性和有效性,结果表明LBBP 作为CRT 有更好的电学和机械学再同步性,更高的临床和超声心动图反应,在伴有LBBB的射血分数降低的心衰患者中,LBBP较传统BVP有更高的超反应。

3 LBBP和LVSP比较

3.1 LBBP和LVSP电学差异 Zhou等[17]回顾比较46例LBBP和LVSP患者的心电参数、起搏参数和左室收缩功能情况,发现LBBP较LVSP有更长的手术时间[(53.52±14.39)min vs(38.13±11.52)min,P＜0.001]和稍短的起搏QRS波时限[(104.26±19.00)ms vs(118.09±23.20)ms,P＝0.032]。在1年随访结束时,两者的起搏参数和左室收缩功能情况无明显差异。Curila等[18]应用超高频心电图比较LBBP与LVSP的电激动顺序,结果表明相较于LVSP,LBBP可以加快左室侧壁去极化,但同时增加左右室间电学不同步性。其进一步研究LVSP 在靠近LBB 处起搏时,相较于LBBP,LVSP不会显著延长左室侧壁去极化,且可以获得更好的左右室间电学同步性[19]。LVSP可以获得更好的左右室间电学同步性的原因可能在于LVSP立即发生左至右经室间隔去极化,结合左侧传导系统的延迟激动使左右室去极化更为平衡。Heckman等[20]通过体表心电图和心电向量图对LBBP和LVSP进行比较,发现LBBP较LVSP有更小的QRS波面积,但两者Stim-LVAT 无明显差异[(73±15)ms vs(81±13)ms,P＝0.138],起搏QRS波时限相仿[(118±24)ms vs(123±22 ms)],提示与LVSP 相比,LBBP对心室同步性可能有微小的改善。Chen等[32]利用冠状窦电极标测27例LBBP 和16例LVSP 的左室电激动顺序,结果表明所有27例LBBP 左室电激动顺序和原本窦性心律下左室电激动顺序相同,最早激动部位为左室侧壁,而LVSP最早激动部位为左室侧壁或后壁。但两者起搏QRS波时限差异无统计学意义[(135.6±10.9)ms vs(141.6±13.6)ms,P＝0.118],起搏参数均在理想范围内。

3.2 LBBP和LVSP 鉴 别 方 法 LVSP 和LBBP 起 搏 导 线植入过程相似,区别在于是否夺获LBB。目前文献报道中,LBB夺获率在60%～90%之间,因此高达1/3 的LBBP 实际上是LVSP[20,33]。有研究等评估了多种心电学参数对确认夺获LBB的预测价值:在非LBBB和LBBB中,起搏QRS波表现为形似RBBB形态(qR 型或rsR′型)是确认夺获LBB的必要不充分条件[9,34],敏感性为100%;而在LVSP中,非LBBB和LBBB两者起搏QRS波表现为形似RBBB 形态的比例则分别下降至23.4%和44.4%[16]。理论上来说对于非LBBB患者,LBBP均应能记录到LBB 电位[9],但实际上仅76.3%～98.3%能 记 录 到LBB 电 位[32,35],LBB 电 位 至V 间期为20～30 ms。起搏导线电极记录到LBB 电位预示着电极头端已接近LBB区域而非夺获LBB的直接证据,可能的解释是LBB束支间存在丰富的网状结构使起搏导线电极未到达LBB主干或其分支就可以记录到LBB 电位[36]。对于非LBBB,高低起搏输出电压下起搏信号逆向传导至记录到His电位间期或顺向传导至左侧传导系统间期保持恒定且最短是夺获LBB 的直接证据,此时起搏信号逆向传导至记录到His电位间期应等于His电位至LBB电位间期[16]。此外,可以通过在不同起搏输出电压下测量Stim-LVAT 的方式判断夺获LBB。当增加起搏输出电压时Stim-LVAT 缩短≥10 ms,则为LVSP;当不同起搏输出电压下Stim-LVAT保持最短且恒定,则为LBBP,特异性为100%[16]。对于非LBBB,测量Stim-LVAT 为75 ms时,证实夺获LBB的特异性为95%,敏感性为82%;对于LBBB,测量Stim-LVAT 为85 ms时,证实夺获LBB的特异性为93%,敏感性为76%。Jastrzbski等[33]研究报告对于窄QRS波时限或RBBB患者,Stim-LVAT 的cutoff值为74 ms对确认夺获LBB的特异性为100%。此外还可以通过Stim-LVAT 与V1导联终末R波达峰时间(测量自起搏信号至终末部R 波顶点)的差值进行鉴别,差值为33 ms是区分非选择性LBBP和LVSP的最佳值,特异性为90.0%,敏感性为71.8%;而当记录到LBB电位且差值≥33 ms时,确认夺获LBB的特异性为94.2%,敏感性为78.2%;当差值＞44 ms时则100%夺获LBB[37]。最近,Chen等[32]也报道了鉴别LBBP和LVSP的方法,当记录到LBB电位且Stim-LVAT≤85 ms时确认夺获LBB 的特异性为93.7%,敏感性为95.2%;若没有记录到LBB 电位,当Stim-LVAT≤70 ms时也可认为夺获LBB,反之则为LVSP。

4 结论

LBBP作为新兴的生理性起搏技术,通过直接夺获LBB保持左室电学和机械收缩同步性,同时通过优化房室起搏间期消除LBBP伴随的右室激动延迟。对于原本存在RBB病变患者,目前也有少数研究提出LBBP可以纠正或部分纠正自身RBBB。但LBBP较LVSP需要更丰富的电生理学知识和复杂的起搏方式以验证夺获LBB,在手术时间有限或结构异常等限制因素下,LVSP 是一种可替代的理想起搏方式。LBBP和LVSP室内和左右室间电学和机械同步性的差异对于心功能的影响需要进一步探究。