| 导管射频消融治疗心房颤动(房颤)经历了近10年的不断探索,近年来取得了很大进展。1998年Haissaguerre等的一篇关于肺静脉内异常电活动在房颤触发中的作用和导管消融治疗研究的报告,成为了房颤导管消融治疗的重要里程碑。从此,肺静脉在房颤触发机制中的重要作用不断得到重视,而针对房颤触发灶,尤其是肺静脉内房颤触发灶的各种消融方法也不断涌现,如针对心房内触发灶的局灶性消融,针对肺静脉内触发灶的肺静脉开口部的节段消融电隔离以及肺静脉前庭部的电隔离等。针对房颤触发机制进行消融治疗阵发性房颤已取得了确切疗效,国内外房颤治疗指南已明确将导管消融列为阵发性房颤的一线治疗。但对大多数慢性房颤患者,肺静脉的作用远不如阵发性房颤,Oral等的研究认为肺静脉电学隔离对慢性房颤的成功率仅为25%。Haissaguerre对一组60例持续性房颤患者肺静脉电隔离后,仅有一例房颤发作终止。因而,针对房颤维持基质进行消融是治疗慢性房颤的终极目标。目前针对房颤基质消融的主要策略包括:以肺静脉为重点的心房内线性消融;针对迷走神经脂肪垫进行消融;针对碎裂电位进行消融。
1. 以肺静脉为核心的心房内线性消融
目前研究表明肺静脉及其前庭具有心房和肺静脉双重组织学特性。Nathan等研究首先证实该部位具有血管系统的共有特性,即内膜、中层、外膜,但中层及外膜部分有心房肌分布。Sait 及 Ho等研究亦证实此处肌纤维除了环形走行外还有纵向走行、相互交错,连接具有立体性。另外,肺静脉及其附近部位心房肌不应期较短,并分布着大量的迷走神经。这些都为折返提供了物质基础。因而,围绕肺静脉进行心房内线性消融治疗慢性房颤是目前主流术式。
Haissaguerre等对长期自发性或诱发性房颤进行肺静脉消融,同时,在远离消融点的冠状静脉窦监测房颤周期,发现肺静脉隔离使房颤周长逐渐延长,在部分病人,房颤可以停止。而在房颤未终止的病人,房颤周长延长的程度较小。房颤终止及房颤周长延长与需要隔离的肺静脉数量和房颤发作持续时间密切相关。肺静脉隔离后,约有57%的病人房颤不能为快速刺激所诱发。这一结果提示肺静脉在房颤的维持中亦起到重要的作用。
相应的以肺静脉电隔离为主要消融重点的术式可以达到较高的手术成功率,也证实了肺静脉在房颤发生与维持中的重要作用。外科迷宫术被认为是针对母女环路折返与多折返学说和多发小波学说这几个机制而起作用。借鉴外科迷宫术,CARTO指导下环肺静脉解剖消融术建立了起来。Pappone等在三维解剖标测基础上,从最初的分别于两侧肺静脉口外1-2cm处作环状消融,到进一步的环肺静脉8字形消融,并辅以左房后顶部连线(连接左、右肺静脉消融环)、左房后底部连线(连接左、右肺静脉消融环)和二尖瓣环峡部线(连接左下肺静脉和二尖瓣环)消融。手术成功率在持续性房颤达到80%以上。尤其在增加完成去迷走化消融后阵发性房颤成功率可以进一步增加。需要指出的是,此种消融策略并不强调肺静脉的电学隔离,消融过程中也不对肺静脉进行标测,依此也可以得到较高的成功率。部分研究甚至显示,环肺静脉消融可以不必产生肺静脉的完全电隔离而同样达到治疗效果。这一系列研究结果也引发了肺静脉电隔离是否必要的争论。
采用双 Lasso 结合三维解剖标测相结合的方法,Ouyang等进行了左房环肺静脉线性消融肺静脉电隔离。他们对40例持续性房颤消融研究发现,12例患者环形电隔离后转为窦性心率,另有10例转变为大折返房速,并进而消融成功。其余仍维持房颤的患者予以直流电复律。随访8±2月成功率达到95%(38/40)。显然,这一术式的高成功率,提示肺静脉电隔离重要性的同时,提示肺静脉隔离也可能干预了房颤其他机制。与之相近,心内超声引导下的左房前庭部消融肺静脉电隔离与这一术式有着异曲同工的作用,也达到了较高的成功率。环肺静脉口部线性消融肺静脉电隔离治疗房颤的机制可能包括以下几点:(1)肺静脉电隔离;(2)破坏或隔离了肺静脉口周围的心房组织;(3)可能消融了其它潜在的触发灶,如 Marshall 静脉和左房后壁;(4)可能损伤了左右心房之间连接;(5)左房后壁,特别是肺静脉口周围,存在着丰富的迷走神经纤维,因此环状消融可能起到“去迷走”作用。
2.针对迷走神经脂肪垫进行消融
迷走神经在房颤的发生与维持中起着重要作用。其机制可能与迷走神经分布异常或迷走神经兴奋所致的心房不应期的缩短、不应期离散度的增加、传导速度的不均一性改变及波长指数降低有关。支配心房的迷走神经节后纤维主要围绕心外膜脂肪垫分布到心房的相应区域。通过导管消融导致心房局部去迷走神经可能是改变房颤赖以维持基质的机制之一。
分布于心脏的迷走神经系统是由脑干的结前神经元发出的迷走神经干、迷走神经丛和迷走神经节后神经元组成。近年来对狗的心脏进行研究表明:分布到窦房结的迷走神经结后神经元位于右肺静脉和左心房交接处的心外膜脂肪垫内(RPV),通常称为第一脂肪垫;分布到房室结的迷走神经结后神经元位于下腔静脉和左心房交接处的心外膜脂肪垫(IVC-LA),通常称为第二脂肪垫;大部分分布到第一及第二脂肪垫的迷走神经首先经右肺动脉上方主动脉根部和上腔静脉中部的心外膜脂肪垫(SVC-AO),通常称为第三脂肪垫,极少部分迷走神经纤维绕过第三脂肪垫直接连接到第一或第二脂肪垫或直接分布到到心房肌,因此,第三脂肪垫是迷走神经节后纤维分布到心房、窦房结和房室结的第一站。迷走神经先分布到右房后再到左房,因此,当右房去神经可以导致左房部分去神经,但反过来则不可能。Adell和Randall的研究表明:左侧和右侧迷走神经投向窦房结和房室结的纤维分布路径不完全相同,左侧迷走神经投向窦房结和房室结的纤维分布路径较广泛,从右肺动脉至左上肺静脉之间穿入心肌,右侧迷走神经的投射纤维分布路径较窄,从右肺动脉至右上肺静脉之间穿入心肌。
动物及人体标本研究证明肺静脉周围分布大量自主神经纤维。在人心脏的左房顶部和肺静脉周围广泛分布着大量无髓纤维末梢。
Schauerte等研究发现肺静脉内有迷走神经丛,刺激肺静脉内的神经丛能够诱发房颤。对心房神经丛深入研究显示44%的神经元或神经丛位于肺静脉开口处,12%在肺静脉远端,其中12%的心房神经丛位于左肺静脉。最近也有人发现人类肺静脉壁中含有神经节细胞和大量神经纤维。我们的研究发现左侧肺静脉及右下肺静脉口部消融可以导致左心房局部去迷走神经,单一右上肺静脉隔离不但可以导致左心房(以冠状静脉窦远端为代表)去迷走神经效应,也可以引起右心房(以右心房游离壁及窦房结区域为代表)去迷走神经效应,提示肺静脉周围区域是迷走神经节后纤维分布到左房的重要组成部分。Nakagawa等最近通过心房内高频刺激观察迷走神经反射情况,发现发生迷走神经反射位点主要集中在肺静脉口部,提示肺静脉口部是迷走神经在心房内集中分布的主要区域。总之,肺静脉口周围的大量迷走神经节和迷走神经纤维
,调节肺静脉血流、左心房压力和心率,影响心房肌的电生理特性。当肺静脉受到缺血,扩张或其他因素刺激时,肺静脉神经纤维空间分布和功能发生改变,这种空间分布的调整和功能的改变导致肌袖细胞电生理特征空间不均一性增加,可能是最终导致肺静脉源性心律失常发作的原因之一。
由于肺静脉毗邻心外膜脂肪垫,而且, 肺静脉周围及肺静脉内分布着大量迷走神经纤维,因而,PVI可能导致心房去迷走神经及降低心房颤动易感性。早期的心律变异性分析显示局灶性肺静脉消融治疗房颤的过程中,心率短暂升高,心率变异性短暂下降,而在房间隔穿刺而没有肺静脉消融的对照组则无此变化。提示局灶性肺静脉内或肺静脉口部消融可以刺激迷走神经或导致不同程度的迷走神经损伤。Razavi等通过测量心房不应期及房颤易感窗口发现PVI可导致左房去迷走神经效应,并且降低迷走神经刺激下的房颤易感性。PVI导致的左房局部去迷走神经并不需要完全地隔离肺静脉。近期研究表明左心房内环肺静脉线性消融出现的去迷走神经效应可以使房颤消融的成功率明显增加,发生去迷走神经效应的位点大多位于左上肺静脉口与心房顶部连接的部位,左下肺静脉口外后下方,右下肺静脉口周围。对221例患者的回顾性分析表明术中发生去迷走神经效应的患者手术成功率明显增加。这些证据都说明迷走神经尤其是肺静脉周围的迷走神经丛在房颤的发生和维持中起着重要作用;PVI导致的心房去迷走神经效应可能是其去除房颤触发机制的重要原因之一;采用损伤更小、方法更简单的迷走神经脂肪垫消融可能会成为房颤治疗的新手段之一。
在动物心房内膜模仿外科“迷宫术”进行线性消融,结果表明术后房颤诱发率降低,应用低强度颈部迷走神经干刺激及低浓度乙酰胆碱静脉点滴不能使房颤持续,而使用高强度迷走神经刺激及高浓度乙酰胆碱注射能够维持房颤,提示房内线性消融部分去迷走神经从而降低房颤诱发率。在犬的肺静脉口周围消融可引起左房去迷走神经反应,导致心房在迷走神经刺激时不应期缩短的程度降低,从而产生迷走神经刺激所致的房颤易感窗口减小。临床研究进一步阐明,围绕肺静脉进行消融过程中发生迷走反射的患者,在长期随访中,房颤复发率明显低于未发生迷走反射的患者。上述研究结果提示心房局部去迷走神经的方法可使房颤(至少部分迷走神经介导的房颤)得到治疗。
由于迷走神经节前纤维集中分布于心房内三个脂肪垫,较少神经纤维跨过三个脂肪垫直接进入心房肌,因而,通过射频消融脂肪垫去除心房迷走神经并不困难。由此,近年来通过消融脂肪垫治疗房颤的研究较为活跃。通过胸腔镜进行心外膜消融能够降低迷走神经介导的房颤诱发率。在犬的心外膜应用苯酚及心内膜应用射频消融,结果表明射频消融脂肪垫去除心房迷走神经是切实可行的,并且心房去迷走神经后房颤诱发率明显下降。相似的心内膜脂肪垫消融治疗房颤的研究也同样表明消融术后,迷走神经刺激所致的心房不应期短缩程度明显降低,不应期离散指数明显减小,迷走神经刺激所诱发的房颤发生率明显下降。
上述研究提示通过心房内脂肪垫消融可能为房颤(特别是迷走神经介导性房颤)提供新的介入治疗手段。但是,也有较少的相反观点的报告,需要引起临床医生的注意。心外膜应用苯酚消融能够导致心脏自主神经分布异质性增加,导致不应期离散度增加,引起房颤诱发率增高。单纯的右心房脂肪垫的消融可导致心房不应期离散度增加,房颤诱发率(特别在左心房进行诱发)增高,房颤易感性增加。提示心房内局部消融(如后间隔,房室结,肺静脉,上腔静脉等),由于比较靠近脂肪垫而导致心房局部去神经反射,引起心房神经纤维分布的不均一性增加,或由于局部去神经而产生心房对神经递质的超敏反应,从而,可能成为新的心律失常(特别是房颤)发生的物质基础。动物实验也表明脂肪垫消融4周后神经节功能部分恢复,提示脂肪垫消融并不能达到治疗房颤的远期目的。
3.针对碎裂电位消融
碎裂电位确切的形成原因仍不清楚,通常认为是不同的微小折返波扩散碰撞以及局部缓慢传导等原因所至,而这两个因素常常被认为是房颤发生以及维持的重要机制,所以针对碎裂电位的消融发展起来。Nademanee等利用三维电解剖系统建立双心房的几何构型,于房颤节律下标测碎裂电位区域,这些碎裂电位区域常位于心房间隔、肺静脉口部、左心房顶部、左后间隔靠二尖瓣环处以及冠状静脉窦口周围,提示左房的的肌纤维较右房有着更大的不均一性。在这些碎裂电位区域消融可使95%的患者房颤终止,而随访 1 年的成功率为91%。随后,Oral等在CARTO指导的环肺静脉解剖消融基础上增加碎裂电位消融,并获得了更好的随访结果。Haissaguerre等对持续性房颤患者在肺静脉电隔离,左房线性消融等基础上结合碎裂电位消融,也获得了满意的疗效。
我们对11例持续性房颤患者,分别在上腔静脉、右心房游离壁、右心房后壁、右心耳、右心房间隔部、左心房后壁、左心耳、肺静脉及冠状静脉窦记录2分钟房颤心内电图。根据Wells对房颤电活动的分类,人工计算Ⅲ型房颤占所记录的2分钟心电图的百分比(房颤紊乱指数)
。结果表明在所有720次采样中,房颤紊乱指数成双峰分布,第二峰起始点为75%。在左心房后壁(包括肺静脉)采样326次,房颤紊乱指数大于75%占22.14%,在间隔部(包括冠状静脉窦开口部)采样118次,房颤紊乱指数大于75%占37.13%,在心房其它部位(包括右心房游离壁、右心房后壁、上腔静脉、左心耳及冠状静脉窦左房部)采样276次,房颤紊乱指数大于75%占6.12%。左心房后壁及间隔部与心房其它部位比较有统计学差异。
最紊乱的心房电位(碎裂电位)主要围绕肺静脉分布,与迷走神经心外膜脂肪垫分布一致。我们对10条成年杂种犬通过双侧颈部交感-迷走神经干刺激诱发并维持房颤,在房颤过程中标测并记录碎裂电位的分布部位,并对碎裂电位进行消融。测量碎裂电位消融前后基础状态及迷走神经刺激下的窦性周长(SCL)及右心耳(RAA)、左心耳(LAA)、冠状静脉窦近端(CSp)和冠状静脉窦远端(CSd)的有效不应期(ERP)及心房易感窗口(VW)。消融后应用福尔马林固定心脏标本,对消融区域的心脏标本进行连续切片,应用HE染色观察消融对心房肌的影响,并选择相同区域未消融的犬心脏标本做对照。结果表明:消融后,迷走神经刺激导致的SCL缩短值明显降低,提示碎裂电位消融减弱了迷走神经对窦房结的调节作用。消融前后迷走神经刺激导致的ERP缩短值明显降低。提示碎裂电位消融能导致迷走神经介导的全心房不应期缩短效应明显下降。消融前后基础状态下测得的VW无变化。消融后迷走神经刺激诱发房颤的能力明显下降。提示碎裂电位消融能够减少由于迷走神经兴奋所诱发的房颤。组织病理学分析显示碎裂电位区域心外膜脂肪垫存在大量自主神经纤维的分布,碎裂电位区域消融明显损伤了神经纤维。提示碎裂电位消融能导致迷走神经介导的窦房结抑制、心房不应期缩短效应及心房颤动易感窗口增加效应明显下降。提示碎裂电位的发生于迷走神经密切相关,针对碎裂电位消融能引起心房局部去神经反应,进而减少迷走神经对心房的支配,抑制迷走神经介导的房颤的发生。
上述结果提示,碎裂电位在房颤的发生与维持上起着重要作用。需要注意的是,有研究表明,心房内碎裂电位的区域可以产生变化,部分碎裂电位仅呈一过性的特点,部分时候这种碎裂电位为远端折返播散被动所致,而非参与房颤维持的主动因素,在消融过程中需要加以分析判断。(大连医科大学附属第一医院 作者:张树龙) |