消融指数指导下高功率短时程消融对房颤射频导管消融术后食管损伤的研究进展

孙建英 魏飞宇,2 范洁,2

(1.昆明理工大学医学院,云南 昆明650100;2.云南省第一人民医院心血管内科,云南 昆明650100)

射频导管消融(radiofrequency catheter ablation,RFCA)是房颤患者转复窦性心律的重要治疗手段之一。环肺静脉隔离(circumferential pulmonary vein isolation,CPVI)是RFCA的基石[1-2],形成连续、透壁且永久的心房肌损伤是CPVI成功的关键。CPVI必然经过左心房后壁,解剖上食管与左心房毗邻,在左心房后壁消融时,热能向深部组织扩散可引起食管损伤,严重时可进展为心房食管瘘(atrio-esophageal fistula,AEF)。AEF是房颤消融的严重并发症之一,其死亡率为79%[3-4]。因此,探究如何减少食管损伤发生,又能保证心房肌形成透壁损伤是目前心脏电生理学家关注的热点。消融指数(ablation index,AI)的出现使得消融损伤程度有了精确的量化评价指标,基于AI的理念,近年来为了提高消融病灶损伤的透壁性、减少消融时间,提出使用高功率短时程(high-power short-duration,HPSD)消融策略进行CPVI[3]。有研究[5]显示AI指导的HPSD消融可提高CPVI成功率,提高RFCA的中远期成功率,减少消融相关并发症的发生。现就AI指导下HPSD消融对房颤RFCA术后食管损伤的发生进行综述。

1 房颤RFCA术后食管损伤研究现状

1.1 房颤RFCA术后食管损伤的发生率

房颤是目前最常见的快速性心律失常之一。2020年ESC房颤管理指南将RFCA推荐为房颤节律控制的一线治疗方案[6]。随着RFCA技术的发展,房颤人群中选择接受RFCA治疗的数量逐年增加,消融相关并发症备受关注。食管损伤是房颤RFCA术后常见的一种并发症,包括食管黏膜红斑、糜烂、溃疡以及食管蠕动减弱。其中,黏膜红斑、糜烂是食管损伤的常见类型。

目前食管不同损伤类型的具体发病率尚不确定。国内外报道的房颤RFCA术后食管损伤的发生率为2%～48%[7-8],这种差异可能与各中心采取的消融策略及消融经验等因素相关。Yarlagadda等[9]开展了一项回顾性研究,结果表明在所有纳入分析的4 473例患者中,有3 921例在术后1周内进行了上消化道内镜检查,有570例患者存在食管病变,食管损伤发生率为15%。其中,食管红斑占36%,浅表溃疡占39%,深层溃疡占25%,5例食管穿孔不穿通心房,1例形成AEF。食管损伤是房颤RFCA的常见并发症,严重时可进展为AEF。有文献[3-4,10]报道,AEF的发生率为0.01%～0.25%。Barbhaiya等[11]开展了一项全球多中心的临床研究,该研究向Heart Rhythm Society的3 080位注册医生以及所有进行房颤RFCA术的医生分发了一项在线调查,共收集了191 215例房颤RFCA后发生食管损伤的患者,其中,食管穿孔发生率为0.016%,AEF的发生率为0.011%。马长生教授团队[12]分析了中国11家心脏中心2010—2019年行房颤RFCA的44 794例患者,结果发现,有0.035%的患者发生了AEF,其中75%的患者最终死亡。有报道称,AEF约占房颤RFCA死亡原因的16%[13],是房颤RFCA的第二大死亡原因,且由于AEF的临床表现出现较晚,缺乏临床早期特征和早期诊断方法,其发生率可能被低估。

1.2 房颤RFCA术后食管损伤的解剖基础

左心房与食管的毗邻关系是房颤CPVI术后发生食管损伤的解剖基础。Zellerhoff等[14]的研究发现,食管中段前壁紧靠左心房后壁,食管与左心房后壁的平均垂直接触长度为(4.4±1.5)cm,食管前壁与左心房心内膜的平均距离为(2.6±0.8)mm,食管和下肺静脉之间的最短距离<4 mm,在此部位进行消融时,将有很高的食管灼伤风险[15]。食管与左心房后壁之间有一薄层脂肪组织,这层脂肪组织有一定的隔热作用,这对RFCA术后发生食管损伤有一定的保护作用。但这层脂肪组织大多是不连续的,脂肪组织缺损绝大部分位于左心房后壁中部水平与上、下肺静脉之间[16]。研究表明,通过术前用计算机改进的图像分析左心房后壁食管路径的主要类型,并分析其与左心房后壁消融线的关系,结果显示不管食管位置如何,左心房后壁消融线不可避免会穿过食管位置。因此,在此部位进行线性消融时,应十分谨慎。

1.3 房颤RFCA术后食管损伤的发生机制

房颤消融的组织学原理主要为心房肌肉组织的损伤,从而导致细胞坏死和凋亡,2～3个月后消融损伤部位的心房组织被脂肪和纤维等间叶组织取代,以达到治疗房颤的目的。RFCA造成的心房肌损伤可分为两个阶段:阻抗热损伤和传导热损伤。射频消融导管加热电极在与心肌组织接触部位可产生特定的阻抗,导致加热电极周围浅表的心肌组织损伤,称为阻抗热损伤;当浅表的热能向更深层的组织传导,造成深部组织损伤时,称为热传导损伤。房颤消融的消融终点是形成心房肌的连续透壁损伤,为了达到这个目标,临床上先后出现了多种新的消融策略,如增加消融导管的功率,在放电瞬间加热心房肌全层;增加消融时长,通过热传导致深层心房肌损伤,使心房肌达到透壁损伤。但阻抗热和传导热的增加可能导致心房毗邻组织(如食管和肺)的损伤。因此,如何在保证心房透壁损伤的同时减少毗邻组织损伤是房颤消融进展中的难点。

2 临床上减少房颤RFCA术后食管损伤的研究现状

临床上先后出现了多种方法来减少房颤RFCA相关食管损伤的发生,如术前提前标记食管位置、术中持续监测食管内温度、控制消融能量和消融时间、控制消融导管压力、改变后壁消融径线、食管牵拉位移、引入AI指导的高功率消融等。其中,术中持续食管内温度监测和采用AI指导的高功率消融是目前减少食管损伤的研究热点。

有文献[7]报道,房颤RFCA期间食管损伤的发生与食管内温度升高有关。Halm等[8]针对这一问题开展了临床研究,结果显示,食管损伤组与无食管损伤组患者相比,食管内最大温度有统计学差异[(42.6±1.7)℃ vs(41.4±1.7)℃],且当食管内温度< 41 ℃时无食管损伤发生。既往研究[17-18]表明,房颤RFCA术中进行食管温度监测有助于降低食管损伤的发生。2017年房颤导管消融专家共识[19]指出,在RFCA过程中使用食管温度探头进行食管内温度监测可减少RFCA术后食管损伤的发生,并建议当食管腔内温度较基线温度升高1～2 ℃或腔内温度达到39～40 ℃时应停止消融。然而,这一方法具有一定局限性,主要包括:(1)消融期间难以持续保持温度探头和食管壁的最佳接触;(2)食管腔内温度不能直接反映食管壁内热损伤的情况;(3)温度监测装置限制了食管的移动,而这一潜在的位移可保护食管在房颤消融时不易被损伤[20-21];(4)进行持续温度监测时患者需全身麻醉,全身麻醉时患者食管的动力降低、黏液分泌减少,导致消融期间热量无法及时播散而损伤食管[22-23];(5)无法评估温度监测器置入是否会对食管造成一定的损伤。

3 HPSD消融策略的提出

目前普遍接受的观点为:使用较低的消融能量作用于左心房后壁或减少消融时长能降低食管损伤的发生率。2017年房颤导管消融与外科消融专家共识[24]提出使用较低的消融能量(≤25 W)、缩短消融时间(≤20 s)和/或降低接触压力(≤10 g)可减少食管损伤的发生率。但这种方法可能会潜在地增加手术总时长和影响CPVI单圈隔离率。HPSD消融是近年来房颤消融的研究热点。高功率消融近年来在房颤消融中被广泛应用,但仍缺乏大样本证据,各研究对于高功率的参数设置各有不同,目前普遍接受的高功率定义为≥40 W的功率。HPSD消融通过增加阻抗热、减少传导热进行消融,使用这种设置可在电阻加热阶段实现均匀的跨壁损伤,通过缩短热传导时间减少邻近组织损伤,尤其是食管损伤,国内外已有多个研究[25-26]证实了HPSD消融在房颤消融中的有效性和安全性。

HPSD消融主要是利用阻抗热而非传导热,其消融灶更均匀,消融面积和消融深度更可控,有利于形成更宽且连续性更好的消融灶[27],这一特点使得HPSD消融既能提高肺静脉隔离率,又能减少消融相关食管损伤的发生。目前关于HPSD消融对食管的影响报道不一。有文献[28]报道,与传统低功率消融相比,HPSD消融能显著减少消融时间和手术透视次数,具有更高的首次隔离率,且不增加食管内温度,从而减少食管损伤的发生。为探究HPSD消融的安全性,韩国进行了一项前瞻性研究[29],结果显示,亚洲人群使用高功率消融(50 W)食管损伤的发生率非常低,约为1.3%。Winkle等[30]开展了一项临床研究,证实了HPSD消融的安全性。研究显示,与传统低功率消融相比,HPSD消融的食管损伤发生率更低(0.008 7% vs 0.12%)。Park等[31]的研究结果也侧面证实了这一点。许轶洲等[32]在Medline、 PubMed、 Embase、 the Cochrane Library和Elsevier’s ScienceDirect databases检索了发表于2020年9月之前关于HPSD消融对食管损伤的研究,共纳入2 467例患者进行最终分析,结果表明,HPSD消融与传统低功率消融的食管损伤发生率相似,但HPSD消融组可降低轻度食管损伤的发生率。然而,仍有文献报道HPSD消融可能增加食管损伤的发生率。有学者认为,高功率消融本身并不能消除左心房外附加结构损伤的风险。

4 AI指导下HPSD消融食管损伤发生的研究现状

提高肺静脉永久隔离率是房颤消融成功的关键,而消融损伤的足够深度是肺静脉永久隔离的重要保障。既往房颤导管消融主要根据导管的贴靠压力,设定消融功率和时间,缺乏量化指标来评估消融损伤深度,手术成功率相差较大,与术者的经验密切相关。随着房颤量化消融技术的发展,出现了通过数学模型组合导管贴靠压力、消融时间、消融功率的AI,AI可较准确地预测导管消融的损伤深度[33],误差在±1 mm以内。有研究[34-35]证实,AI指导下进行房颤消融在缩短手术时间、减少并发症、提高肺静脉的单圈隔离率及消融成功率方面具有明显优势,且不降低安全性。有学者提出,将AI与HPSD消融相结合进行房颤消融,使消融损伤程度更加可控,从而有效地避免组织过热,使HPSD消融的普及成为可能。

既往研究表明,AI指导下消融灶的大小和形态随功率设置的不同而变化,与低功率长时程消融相比,HPSD消融能形成宽而浅的消融灶[36],能显著减少心房深部及邻近组织损伤,提高消融安全性[37]。Müller等[38]的研究表明,AI指导下的高功率(50 W)消融食管损伤的发生率相对较低,约为6%。Chen等[39]的研究结果表明这一发生率更低,约为2%。Kaneshiro等[40]的研究显示,HPSD消融与传统低功率消融在食管病变的发生率方面无显著差异,但HPSD消融的食管病变主要表现为蠕动减弱和浅表损伤。为探究AI指导下HPSD消融对食管内温度的影响和食管损伤的程度,Yavin等[41]开展了一项临床研究。结果表明,HPSD消融与传统消融对食管温度的影响无显著差异,二者对食管损伤的深度和宽度也无显著差异。为进一步研究AI指导下HPSD消融的安全性和有效性,刘铮等[42]开展了一项前瞻性临床研究,共纳入134例患者,随机分成高功率组和低功率组,结果表明两组患者均未出现食管损伤及AEF。其中,HPSD消融组患者的复发率显著低于低功率组。苗旺等[43]和陈少杰等[44]做了进一步临床研究,结果表明,AI指导下HPSD消融较低功率消融在缩短手术时间和消融时间、降低手术并发症方面具有显著优势,且具有同等的手术成功率及更少的手术复发率。一项前瞻性临床随机对照研究[45]表明,AI值相同时,增加消融功率可显著提高阵发性房颤的消融效率,减少中远期复发率,但在左心房后壁进行消融时AI值设置过高(>460)或接触力过大(>30 g),可增加食管病变的风险。

5 小结

HPSD消融较传统低功率长时程消融有很多优势。如HPSD消融可增强阻抗热使消融灶宽度增加,同时可避免传统低功率长时程消融对于贴靠度和稳定性的挑战。此外,还有降低传导热使消融灶深度减少的优势,可在保证消融灶的透壁性和连续性的同时减少左心房后壁毗邻组织的损伤。虽然目前已有大量的临床研究证明了HPSD消融的安全性和有效性,但绝大多数属于观察性研究,缺乏大量的随机对照研究进一步验证。由于HPSD消融的安全界限较窄,HPSD消融是否能减少食管损伤存在一定争议,使用AI指导消融可能是解决HPSD消融安全界线较窄的有效方法,但仍需更多的临床研究加以证明。