使用多极导管和三维标测系统进行高密度电-解剖重建消融缺血性室性心动过速

摘要

通过以下方案，我们提供了一种使用多极导管和三维标测系统进行高密度标测以提高室性心动过速（VT）消融手术成功率的方法。

摘要

缺血性心肌病患者中的室性心动过速（VT）主要由心肌梗死后的心内膜瘢痕引起；这些瘢痕区域表现为传导缓慢，从而为折返环路的形成和维持提供了条件。导管消融可通过改变这些低电压区域的基质，进而改变瘢痕组织的特性，使心律失常不再发生。接受治疗患者的住院次数减少，生活质量与预后均得到改善。因此，室性心动过速消融已成为电生理学领域日益重要的治疗手段，尤其适用于心肌梗死后缺血性心脏病伴有心内膜瘢痕的患者。然而，室性心动过速的消融仍是电生理实验室中最具挑战性的操作之一。精确界定瘢痕范围并定位异常电位对于消融的成功至关重要。以下文稿描述了使用多极标测导管和三维（3D）标测系统，对左心室构建高密度电-解剖图谱的方法，包括精确的瘢痕显示以及碎裂电位和晚电位的标测，以实现高度精准的基质改良。

引言

冠状动脉疾病和心肌梗死仍然是工业化国家发病率和死亡率的主要原因¹。穿壁性心肌梗死后形成的心肌瘢痕表现为低电压区域，因而成为电传导缓慢的区域，并促进大折返环路的形成与维持。室性心动过速（VT）可导致反复住院、植入式心律转复除颤器（ICD）的疼痛性电击，从而降低生活质量并导致不良预后^2,3。导管消融可减少VT的发生，尤其是在缺血性心脏病患者中⁴，对于存在ICD的室性心律失常合并结构性心脏病患者，应考虑进行导管消融（IIa类B级推荐）⁵。对于已有ICD电击史的结构性心脏病合并室性心律失常患者，推荐进行导管消融（I类B级推荐）⁵。然而，考虑到此类患者通常健康状况较差，多伴有左心室射血分数降低及多种合并症，导管消融仍属于高风险操作。此外，准确识别瘢痕区域和异常电位具有挑战性，但对消融成功至关重要。三维标测系统与多极导管的应用可实现心内膜高密度电生理-解剖标测，显著促进电生理信息的采集，从而提高三维模型的质量与可靠性，进而提升消融成功率和患者预后。目前已有三种不同的三维标测系统可供使用，其中一种在VT消融领域应用较为广泛。以下方案描述了一种在VT消融领域较少使用的三维标测系统联合多极导管（见材料表）进行心内膜缺血性VT消融的方法，用于高密度电生理-解剖重建。

方案

以下方案符合维也纳Hietzing医院内科/心脏病学部门人类研究伦理委员会的指导方针。

1. 初步措施

1. 对于计划进行室性心动过速（VT）消融的患者，至少在手术前2天于病房开始进行相关处理。
2. 采集血液样本，进行胸部X线检查和经胸超声心动图检查。若患者已知患有心房颤动（持续性或阵发性），则需在手术前一天进行经食管超声心动图检查。
3. 在VT消融当天，停用口服抗凝药物（若患者因心房颤动或其他需要使用口服抗凝药物的合并症而正在服用此类药物），并给予静脉注射抗生素。

2. 手术过程中的患者准备

1. 按照标准位置，在患者胸前（见补充图1）和四肢贴上自粘式心电图电极，用于12导联心电图监测；同时贴上与指定的三维标测系统兼容的体表贴片、中性电极和系统参考电极（参见材料表），并在标准位置为消融导管放置另一个中性电极（另见补充图2）。
2. 将自粘式除颤贴片按建议位置贴于患者皮肤（右锁骨下方和左心室心尖部），并开启除颤仪。
3. 使用适当的程控仪关闭植入式心律转复除颤器（ICD）的心动过速治疗功能，必要时可关闭所有可能干扰消融电流的设备功能。
   注意：在整个手术过程中，ICD的心动过速治疗功能将保持关闭状态。必须确保对外部除颤仪进行严密监控，并始终保持其处于就绪状态。
4. 使用脉搏血氧仪监测血氧饱和度。
5. 通过左侧桡动脉插入鞘管，用于有创血压监测，可采用Seldinger技术⁶，或使用带集成导管的动脉穿刺系统（参见材料表）。
6. 使用75%异丙醇对患者双侧腹股沟区域皮肤进行消毒（参见材料表），并用无菌布单覆盖患者身体，仅暴露腹股沟区域。
   注意：此时所有进入导管室并靠近患者操作的人员均需佩戴头罩和口罩。

3. 腹股沟穿刺与导管定位

1. 通过皮下注射在双侧腹股沟区域给予局部麻醉（利多卡因），并采用Seldinger技术经左股静脉置入中心静脉导管，经右股静脉置入3个鞘管（5、6和12 Fr）⁶。
2. 在X线透视引导下（投照体位：正位、右前斜30°和左前斜60°），将四极导管置于右心室心尖部，将八极可操控导管置于冠状窦。
   注意：一旦启动X线设备，所有进入导管室的人员均须穿戴铅防护服。
3. 将诊断导管连接至电生理系统和刺激器（参见材料表）。
4. 通过以600 ms周长（若患者心动过速，则更短）进行起搏，确认右心室内的四极导管具有足够的夺获，并观察是否产生适当的反应。
5. 经腹股沟静脉鞘给予5000 IU肝素。使用适当设备每半小时检测一次活化凝血时间（ACT）（参见材料表，ACT目标值：超过300秒）。
6. 经右股静脉将长型可操控鞘管（参见材料表）送入右心房，并使用连接压力传感器导线的合适穿刺针进行房间隔穿刺（投照体位为正位和左前斜90°，或右前斜20°和左前斜50°，具体取决于操作者选择）。穿刺房间隔后，断开压力传感器导线，经穿刺针注入造影剂以确认其在左心房内的正确位置。随后在X线透视引导下，将鞘管沿扩张器推送进入，并将长型可操控鞘管远端置于左心房内，方向指向左心室。
7. 通过给予丙泊酚和瑞芬太尼启动全身麻醉。

4. 左心室的电生理解剖重建

1. 引入多极标测导管（可操控的16极导管，电极间距3-3-3，电极长度1 mm，参见 材料表通过可操控鞘管将导管送入左心室，并使用三维标测系统采集左心室内膜的解剖和电生理数据（参见 材料表）和多极导管。
2. 将心室信号的电压定义如下：瘢痕区域低于0.5 mV，低电压区域介于0.5至1.5 mV之间，正常电压区域高于1.5 mV。需注意仅纳入相同类型的心室搏动：即窦性心律下的固有心室激动，或起搏器依赖患者中的起搏刺激心室搏动。避免使用室性早搏。利用形态匹配功能剔除不需要的心室波群（参见 图1).
3. 可选地，将下限电压调至 0.2 mV，以识别瘢痕内具有活性的传导组织（参见 图2 和 3).
4. 密切关注碎裂电位（心室激动包含多个成分）和晚电位（在某一电极上，第二个心室激动与第一个心室激动明显分离），并分别标注它们（例如. 带有特殊标签，参见 图4A).
5. 可选择从右心室起搏，以清晰区分晚电位与首次心室激动（参见 图 4B).
6. 移除多极电极 标测导管，并引入带传感器的灌注尖端消融导管（电极间距2-2-2，参见 材料表）连接至冷却泵后插入左心室。使用消融导管补充电解剖图，添加缺失的解剖结构（在多极导管无法放置的区域采集电生理解剖点），并验证重点关注区域（即存在高度碎裂且延迟电位的区域——将这些区域单独标记，参见 图1-2).

5. 程控心室刺激（PVS）

1. 执行PVS⁷ 通过右心室心尖部的导管和电生理刺激器（见材料表），采用最多9个步骤的预设方案进行刺激，直至诱发出持续性室性心动过速（VT）：
   1. 以6次搏动的刺激序列（10 V，2 ms）开始，周长为500 ms，在刺激序列末尾的刺激后，以350 ms的耦合间期引入一次额外刺激。随后，至少暂停5秒，重复此操作，每次递减额外刺激的耦合间期10 ms，直至达到右心室的不应期。
   2. 然后，添加第二个额外刺激（起始耦合间期为350 ms），并重复上述方案，直至心室不应期。将第一个额外刺激与以下间期耦合：不应期加20–30 ms，视情况而定（确保第一个 额外刺激捕获右心室。
   3. 将驱动时程依次减少至430 ms、370 ms，最后至330 ms，并重复上述步骤。
   4. 最后，加入3^rd 向传动系统施加500 ms的额外刺激，并重复上述方案。
   5. 若无法诱发出持续性室性心动过速（VT），则在右心室流出道（RVOT）重复该方案。
   6. 确保在整个操作过程中，体外除颤器随时处于可放电状态，并在进行PVS之前重新检查。
2. 如果可诱发出持续性单形性室性心动过速（VT）（在标测或消融过程中发生 VT 时亦适用）：
   1. 如果室性心动过速（VT）血流动力学稳定，使用三维标测系统创建左心室的激动图（LAT图：局部激动时间）。必要时可进行拖带标测。
   2. 通过右心室心尖部导管进行超速刺激终止室性心动过速，若无效且室性心动过速血流动力学不稳定时，采用体外电复律/除颤。
   3. 标记并标注所有可诱发出的室性心动过速（VT），将其与自发出现的VT进行比较，或用于起搏标测。
   4. 若无法诱发出持续性室性心动过速（VT），对于缺血性心肌病患者，若存在明确的瘢痕区域，可继续进行基质改良（步骤6）。然而，若在手术开始时无法诱发出VT，则缺乏明确的终点指标，难以评估消融治疗的疗效。

6. 导管消融

1. 使用消融导管，以35至45 W的功率开始灌注射频消融。可选择使用可提供组织接触信息的接触力导管。每个病灶持续施加能量，直至达到450 gs的力-时间积分。通过消融病灶包绕瘢痕区域，随后消融所有先前标测出的异常电位（基质改良）。在电学特征区域进行起搏标测，并与先前标记的室性心动过速（VT）进行匹配。
2. 密切注意消融导管的阻抗（通常在90至150 Ohm之间）、导管温度（最高43 °C）以及患者血压（与初始值比较）。若阻抗较初始值显著下降或上升，应立即停止消融。

7. 消融术后

1. 消融后，重复进行PVS。
   1. 如果可诱发出室性心律失常，则重新评估基质并继续消融（参见第5和 6步）。
   2. 如果无法诱发出心律失常，则停止手术。
2. 停止全身麻醉（可由麻醉科医师负责，在手术结束时逐步停用所有镇静药物）。
3. 从心脏中移除所有导管和鞘管。
4. 重新激活植入式心律转复除颤器（ICD）的心动过速治疗功能，并恢复所有先前停用的功能。
5. 进行经胸超声心动图检查，以排除心包积液。
6. 进行最后一次ACT测量，并在适当情况下给予鱼精蛋白。
7. 移除右侧腹股沟的鞘管并加压包扎；左侧腹股沟的中心静脉导管保留。
8. 一旦患者清醒并拔管，立即将其转移至重症监护室进行进一步监护。

结果

本方案详细描述了对一名既往前壁心肌梗死并伴有近端左前降支动脉闭塞的缺血性心脏病患者，实施单形性室性心动过速的导管消融术。该患者曾多次接受植入式心律转复除颤器（ICD）电击治疗。经胸超声心动图显示左心室收缩功能显著降低（射血分数为30%），并伴有较大的心尖部室壁瘤。室速消融术使用三维标测系统（见材料表）和一种多极（16极）可操控标测导管（见材料表，电极尺寸1 mm，电极间距3-3-3）进行。通过同步采集大量标测点，实现了左心室快速而精确的电-解剖重建（见图1、图2和图3）。多极导管紧密的电极间距使其能够检测到关键电位信号，如碎裂电位和晚电位。从右心室额外进行起搏，可清晰地将晚电位与最早的心室激动分离，从而确认所标测区域为传导缓慢区，因此在室性心律失常的发生与维持中具有重要意义（见图4）。对于多极导管无法到达的区域，则使用消融导管（见材料表）进行标测和处理，该导管电极间距也为2-2-2。

通过上述所有标测策略，可生成一幅非常精确的图像，显示左心室心尖部及邻近区域存在瘢痕区（见图1、2和3，瘢痕区面积为54 cm²）。然而，标测时间仅需27分钟。

在程序性心室刺激和消融过程中，共可诱发4种室性心动过速（VT）。其中一种（见补充图3）可在瘢痕侧缘的边界区进行拖带并成功消融。此外，通过环绕瘢痕区域，消融所有晚发异常电位，以及消融起搏标测与所诱发VT形态匹配的部位，进行了基质改良。

在手术结束时，最初可诱发室性心动过速（VT）的刺激序列已无法再诱发VT。仅在极为强烈的刺激下可诱发一次可能起源于心外膜的VT。因此我们决定在此时终止手术。

所述方法有助于提高消融手术的成功率和患者预后。

补充图1：心电图电极位置。体表心电图电极在前胸部的位置（摘自三维标测系统用户手册⁸并作修改）。请点击此处查看该图的放大版本。

补充图2：三维标测系统贴片位置。 EnSite Precision™ 贴片在身体上的放置位置（取自三维标测系统用户手册并经修改⁸）。请点击此处查看该图的放大版本。

补充图3：临床心动过速。手术过程中诱发的四种室性心动过速之一，走纸速度为50 mm/s，周期长度为440 ms。请点击此处查看该图的放大版本。

图1：电压图范围为0.5至1.5 mV。 左心室心内膜电压图的右前斜位（RAO，左侧）和左前斜位（LAO，右侧）投图。小黄色点代表电-解剖标测点。心室信号的电压定义如下：低于0.5 mV为瘢痕区（灰色），0.5至1.5 mV为低电压区（由红色到蓝色），高于1.5 mV为正常电压区（紫色，请参见图左侧的标尺）。较大的绿色点代表晚电位。请点击此处查看该图的放大版本。

图2：电压图范围为0.2至1.5 mV。 同一电压图的RAO（左侧）和LAO（右侧）投图，此次显示的低电压范围为0.2至1.5 mV。注意瘢痕内部现在呈现斑片状但仍存活且具有传导功能的组织。晚电位（绿色点）位于这些可能代表缓慢传导区域的部位。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3：包含消融病灶的电压图。左心室心内膜电压图的右前斜位（RAO，左侧）和左前斜位（LAO，右侧）投影，显示低电压区域（0.2 至 1.5 mV 之间），并包含消融病灶（大红色圆点）。请点击此处查看该图的放大版本

图4：伴有晚电位的心内电图。 可记录到晚电位的部位所获取的心内电图。屏幕上方为12导联心电图；RVAd：位于右心室心尖部的导管；Grid：多极导管（16极）；CS：位于冠状窦的8极导管。（A）窦性心律时。多极导管上可见的晚电位（红色箭头标记）位于首次心室激动之后。（B）在同一部位进行右心室心尖部刺激时。多极导管上可见的晚电位（红色箭头）此时与首次心室激动明显分离。请点击此处查看该图的放大版本。

讨论

在复杂的电生理手术中，使用三维标测系统是一种成熟的方法，可获取详细且精确的解剖信息，减少辐射暴露时间，并能够构建基质图和激动图⁹。然而，由于导管移动困难，尤其是在左心室中，数据采集可能具有挑战性。此外，逐点标测采集耗时较长，从而延长了电生理手术的总时长。标测导管头端电极间距较宽会降低所构建图像的分辨率和质量，关键信号可能因此被遗漏。使用多极导管进行心室标测可解决上述问题：可同时采集多个标测点，显著缩短手术时间。紧密排列的电极可确保标测图具有极高的分辨率，重要信号不再容易被遗漏。

目前有3种不同的三维标测系统可供使用，它们均支持多极标测导管的应用。

目前，其中一种利用磁场的方法因其操作简便以及高精度的电生理解剖重建，已在室性心动过速（VT）消融中得到广泛应用。一种合适的标测导管——具有窄电极间距的20极可操控导管，因其特殊的星形结构，能够到达复杂的解剖区域，并可提供精确的高密度标测图¹⁰。

一种相对较新的三维标测系统还可通过具有篮状结构的64电极标测导管，快速而精确地采集多个标测点^11,12。

本方案中使用的3D建模系统（参见材料表）结合了阻抗和磁场技术，因此可实现对建模导管和消融导管（无论是传统导管还是带传感器的导管）的精确定位与准确追踪。所生成的电-解剖图具有高度准确性，与早期版本的建模系统相比，无需进一步的后期处理。精确建模的一大优势在于其QRS波形匹配功能，可在建图过程中持续比较QRS波形形态。合适的16极建模导管（参见材料表）能够同时采集多个点位数据，因其电极间距较窄（3-3-3），可实现高分辨率，并有助于检测出即使非常微小的关键信号。

为进一步提高标测图的质量并识别关键电位，我们将低电压范围从0.5-1.5 mV调整为0.2-1.5 mV（以识别瘢痕内部的存活和具有传导功能的组织）。有趣的是，大多数晚电位均在瘢痕内的存活区域中被检测到（见图 1和图2）。

通过右心室导管起搏，晚电位可以明显与心室首次激动分离（见图4B）。

尽管16极标测导管具有可操控性，但我们仍无法到达左心室的所有区域。这些部位必须使用消融导管进行处理，该导管同样具有较近的电极间距（2-2-2），并配备压力传感器以确保与心壁的充分接触。

尽管具有上述所有优点，但方法越复杂，就越容易受到干扰。导管噪声可能出现，使信号的解读变得非常困难。伪影可能模拟出具有电生理意义的电位，从而误导研究人员。多极导管需要更多的电缆，这些电缆可能受损，连接可能中断，故障排查将耗费时间。
尽管存在这些缺点，但如果由经验丰富的研究人员正确使用，多极导管在复杂的电生理操作中仍具有很高的应用价值，并在未来具有广阔的发展潜力。缩短手术时间有助于预防这些通常病情严重的患者发生不良事件。所获得的额外电生理信息必须结合其他可用参数进行谨慎解读

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
NaVX EnSite Precision 3D 映射系统	Saint Jude Medical
EnSite Precision 体表电极套件	St. Jude Medical	EN0020-P
Ampere 射频消融发生器	St. Jude Medical	H700494
EP-4 心脏刺激器	St. Jude Medical	EP-4I-4-110
LabSystem PRO EP 记录系统，v2.4a	Boston Scientific
八极诊断导管，EP-XT	Bard	200797	电极间距 2-10-2
Supreme 四极诊断导管	St. Jude Medical	401441	电极间距 5-5-5
Agilis NxT 8.5F，71/91 cm 可操控鞘管，大卷曲型	St. Jude Medical	G408324
BRK 穿间隔针，98 cm	St. Jude Medical	407206
Advisor HD Grid 标测导管，带传感器	St. Jude Medical	D-AVHD-DF16	电极间距 3-3-3
四极灌注尖端消融导管，TactiCath SE	St. Jude Medical	A-TCSE-F	电极间距 2-2-2，带压力传感器
灌注消融用 Cool Point 泵	St. Jude Medical	IBI-89003
Cool Point 管路套装	St. Jude Medical	85785
GEM PCL Plus 仪器实验室	IL Werfen India Pvt. Ltd.		活化凝血时间测量装置
X 射线设备	Philips
Heartstart XL 除颤器及配套电极贴片	Philips
12 F Fast-Cath 鞘管	St. Jude Medical	406128
6 F 鞘管	Johnson-Johnson
5 F 鞘管	Johnson-Johnson
BD Floswitch™	Becton Dickinson
Isozid®-H gefärbt	Novartis