微波消融治疗心房颤动

易忠 郭继鸿

 

摘要　自1998年以来,微波消融治疗心房颤动经历了从开胸、体外循环、心内膜途径到小切口、心脏不停跳、无泵、心外膜途径以及目前的经胸腔镜甚至机器人操作的发展历程。疗效在80%左右,目前尚未见相关并发症的报道。微波是介于射频和超声之间的电磁波,具有组织穿透力强、能量集中,能迅速形成连续、透壁的阻滞线而不对周围组织造成损伤;消融深度可调控;组织表面不形成炭化或焦痂等特点,适用于各型心房颤动的治疗。航天中心医院心血管内科易忠

关键词　消融  微波 心房颤动

 

　　心房颤动(简称房颤)是最常见的持续性心律失常,占普通人群的0. 4～1%^{[ 1 ]}。随年龄增长其发病率增加,在年龄大于70岁的老年人可达10%。非风湿瓣膜病房颤患者发生血栓的危险增加2～7倍(风湿瓣膜病的房颤患者高达17倍) ,去除一切可能的影响因素之后,房颤患者死亡率是窦性心律(简称窦律)者的2倍。来自埋藏式心脏转复除颤器( ICD)记录的资料表明,房颤触发了大约18%的心室颤动,并由此引起猝死。

现代房颤治疗效果尚不能令人满意:药物治疗窦性转复率低而房颤复发率高,目前抗心律失常的药物主要用于控制心室率;房颤的导管射频消融术虽然近年得到迅速发展,但存在手术时间长、术后易复发、对慢性房颤疗效欠佳以及术后肺静脉狭窄等问题。外科心房迷宫术后有高达90%的窦律转复率,但术式复杂、并发症多、死亡率高等因素而未能普遍推广。

近年来,根据心房迷宫术治疗房颤的思路,已相继开展了射频、冷冻、微波、超声和激光等多种能量的外科消融技术^{[ 2 ]}。其中,微波消融术可以迅速形成透壁阻滞线,疗效确切,正在悄然兴起并引起临床医师的浓厚兴趣。

 

1　发展简史

房颤的微波消融术始于1988年,由德国Dresden大学心脏中心的Knaut教授最初用于二尖瓣换瓣手术合并房颤的患者[ 3 ]。其根据Cox迷宫术的切开缝合路径,在心外科换瓣的同时用微波经心内膜途径隔离左房和肺静脉。长期随访,有70 - 80%的慢性房颤患者能维持窦律。为减少手术创伤,随后开始尝试房颤的微创式微波消融术。2000年, 意大利Garrido医生成功开展了心外膜途径的房颤微波消融术,减少了手术创伤[ 4 ]。次年,无泵微波消融房颤技术问世。2002年,开始应用经胸腔镜及机器人操作的微波消融术,使手术创伤进一步减少[ 5 ]。短短6年间,房颤的微波消融术经历了从开胸、体外循环、心内膜途径到小切口、心脏不停跳、无泵、心外膜途径以及目前的经胸腔镜甚至机器人操作的发展历程。美国FDA已于2001年批准该项技术应用于临床。

 

2　微波消融术原理和特点

2. 1　微波消融原理　微波是介于射频和超声之间的电磁波,波频在1GHz (每秒振荡10亿次)到300GHz之间^{[ 3 ]}。微波消融仪发射2. 45 GHz 的高频电磁波, 经微波探头( FLEX2, FLEX4, FLEX10)传到心肌组织,引起双极水分子的快速旋转、震动而摩擦产热。电磁场能透过血液、正常的心肌组织及瘢痕组织传播。微波的这些特性使其很适于心房肌的消融。微波对组织的穿透力主要取决于消融的时间

和功率。

2. 2　微波消融特点　以射频为能量的点状消融,其穿透力较弱、对周围组织有一定的辐射损伤、表面可形成炭化或焦痂,微波消融术与其不同,具有以下特点^{[ 6 ]} : ①组织穿透能力强,能迅速形成连续的透壁阻滞线。与射频消融时热量由热导体传导组织被动产热不同,微波消融时组织是直接被微波能量加热。微波加热时组织受热程度并不取决于电极通过电流的大小,而且微波通过脂肪和血液时的能量衰减很少,因此,微波消融时不需很高的电流便有较强的组织穿透力,可透过局部坏死心肌和斑痕组织,消融术后不易复发; ②通过调节消融时的功率和时间,可较精确控制组织的损伤深度,从而减少并发症; ③微波能量集中,不会对周围组织造成损伤。④由于微波能量穿透性良好,能量主要沉积在组织中,微波消融术可以获得深层组织的消融而不使组织表面过热而形成炭化或焦痂,降低了血栓栓塞的风险。⑤直视下的微波消融术,可直接检验消融路径连贯性和连接情况。

 

3　微波消融术设备

微波消融术设备主要包括微波发射仪和治疗探头(图1) 。微波消融仪发射2. 45 GHz电磁波,能量输出范围是20～75W,每档5W。探头装有热电耦,用来记录在消融过程中设备的内部温度(在微波发射仪上自动显示) ,温度超过5 5℃时微波的发射仪便自动停止工作,温度降至40℃后可继续消融,防止温度过高对心肌组织造成不可控制的损伤。目前,常用的微波治疗探头有3种: FLEX 2、FLEX 4和FLEX 10。其中, FLEX 2最早应用于临床,仅适用于心内膜消融^{[ 7 ]}。探头的末端为消融部位,消融单元长度为2. 5 cm。一般使用40W功率,消融25 s。应用功率为40 W的微波时,经过8 s、16 s、24 s消融,心肌组织消融穿透深度大致分别为3 mm、4 mm、4 mm～5. 5 mm。FLEX 4的消融单元长度为4 cm,其消融探头单向且可伸缩,操作者可以控制消融的方向和位置,可用于停跳或不停跳的心脏、心内膜或心外膜途径的消融。FLEX10是新近研发且通过美国FDA认证的一种治疗探头,消融的长度为20 cm,主要用于微创途径下的心外膜微波消融。探头的外鞘是由聚四氟乙烯制成,易于操作,操作者可通过手柄控制消融的节段,触角从治疗探头每次伸出2 cm,用65W消融90～120 s (图2) ,直到消融完成。发生器的输出功率为65 W,但由于同轴电缆的固有损失,从发生器到天线之间有40%的功率损失,因此,从治疗探头实际只发射出39W。

 

4　微波消融术适应证和禁忌证

4. 1　适应证　理论上,房颤的微波消融术适用于各类药物难治的慢性、持续性或阵发性房颤,尤其适用于需进行换瓣手术的风心病患者或需冠状动脉搭桥(CABG)的冠心病患者。此外,还适用于症状明显的药物难治性孤立性房颤者。一般地,对于二尖瓣置换或冠状动脉血运重建的患者左室射血分数应大于0. 30, CABG患者射血分数应大于0. 40。

4. 2　禁忌证　左房或肺动脉血栓的患者,尤其在采用经胸腔镜心外膜途径消融时禁用。此外,慎用于下列情况:急诊或有可预见性手术风险增高;最近3个月内有卒中或心肌梗死史;充血性心衰(NYHA心功能Ⅵ级) ;严重的阻梗性或限制性呼吸紊乱;肾功能和/或肝功能不全。

 

5　微波消融术方法

术前停用抗凝药4天,如需使用可换用肝素。抗心律失常药可以持续使用至术前1天。术前行食管超声评价左房大小和血栓情况。常用的消融术可以分为经心内膜途径、小切口经心外膜途径以及内窥镜心外膜途径。关于微波消融术线路^{[ 7, 8 ]} ,文献报道不尽一致,但都以改良迷宫Ⅲ型手术为基础,在四个肺静脉周围制造阻滞线,阻止肺静脉的电位向邻近的心房传导; 在心房的其他部位(如右房和左房峡部)形成阻滞线,中断大折返环路。为减少心房扑动的发生,不少学者还对下腔静脉入口后壁至三尖瓣后瓣环之间也进行消融。由于左心耳梳状肌的特殊结构,易于造成血液淤滞,是血栓形成的主要部位。有学者术中同时行左心耳的离

断或缝合。目前最新应用的微创技术是经右胸腋前线3个直径1厘米的小切口送入Flex10探头,消融肺静脉和心房组织,同时用机器人辅助装置暴露和切除左心耳^{[ 9 ]}。手术成功的关键在于清楚暴露左房、探头位置准确。微创微波消融术常选用两条阻滞线:第一条线是穿过房间沟,通过下腔静脉的后方,沿着横窦和斜窦,绕4个肺静脉一圈,从下腔静脉的后方回到房间沟;第二条线是在上下肺静脉的左、右两侧之间划线(图3) 。

大部分患者手术时都有房颤,术后则有窦性心律转变。但在术后3～4天大部分患者可出现间歇性房颤。对这些患者应心脏电复律。如果没有禁忌证,术后常规服用胺碘酮或索他洛尔。此外,需服用华发令抗凝治疗, INR控制在2～3之间。一般可在术后当天、1个月、3个月、6个月以及1年应用动态心电图评估房颤负荷、应用心脏彩色超声评价心脏结构,如左房大小和血栓情况。

 

6　病理改变

微波消融术组织的急性期病理改变主要是凝固性坏死和周围炎性细胞浸润。术后6个月,密集的瘢痕组织会与周围心肌组织形成一条分界清楚的阻滞线^[10]。

 

7　并发症

由于微波消融能量集中,不会对周围组织造成损伤、消融深度可控,一般不产生额外心脏损伤,尚未见经证实因微波技术导致的伤害。但部分患者由于存在肺与胸膜粘连,无法行内镜下消融,可改为胸小切口经胸外膜途径的微波消融术;内镜下途径消融中,在将FLEX10 20 cm长的探头环绕上下腔静脉和肺静脉时,由于暴露不良或术者经验有限,可能会导致上下腔静脉出血,严重者可导致血压下降甚至休克。此外,个别患者消融后出现严重窦性心动过缓或结区心律,考虑与长期房颤心律对窦房结或房室结的抑制有关,不能恢复者需安装永久起搏器^{[ 6 ]}。

 

8　临床应用情况

迄今全世界完成了超过5 000例房颤的心内膜微波消融术、超过2 500例的心外膜消融以及超过300例的微创小切口技术治疗独立房颤手术。对慢性房颤术后窦律维持率在70%～91%之间。关于经胸腔镜心外膜微波消融的疗效尚未见大样本报道。

国内的第1例房颤微波消融术是2001年在上海市第一人民医院开展的,为一位53岁合并房颤的风心患者在换瓣术后进行了心内膜的微波消融术。南京医科大学2004年开展了全国第1例内镜下房颤微波消融术。随后,北京大学人民医院为3例房颤患者施行了内镜下房颤的微波消融术。

 

9　展望

从1998年开始微波消融术治疗房颤以来的短短6年间,微波消融设备和技术都得到了飞速的发展。内镜下房颤微波消融这一新技术的应用,可能为目前困难又极有前景的房颤治疗带来突破性进展。专家预计,在未来的2～3年间,经皮穿刺导管微波消融房颤技术即将问世。

尽管微波消融治疗房颤已取得了较好的效果,但关于房颤的起源和自然病史,我们仍有许多未知的领域,微波术治疗房颤开始的时间不长,临床病例(尤其是经心外膜途径)尚不多,远未达到完美的阶段,远期疗效需要进一步评价。未来的研究将集中于选择更佳的消融能源、更合理的消融部位以及经导管介入途径消融房颤。

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　　图1　微波消融术设备示意图 　图2　65W微波消融90 s时的局部温度与深度关系

图3　微创微波消融术线路