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三维心电生理模式及其临床意义
作者:姚焰[1] 
单位:中国医学科学院阜外医院[1]  
文章号:W082394  
2012/10/23 14:53:23    
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导管消融治疗的出现成为现代医学史上具有划时代意义的重大突破,彻底改变了心律失常甚至是内科学的治疗模式和疗效。心脏电生理学也在过去的20多年里迅速发展为一门欣欣向荣的学科,并先后攻克了室上性心动过速、各种房性心动过速、心房扑动、期前收缩、特发性室速等疾病,目前正将器质性恶性室性心律失常、心房颤动做为重点研究的领域并已取得了令人鼓舞的突破。
1 背 景 365医学网 转载请注明
    导管消融治疗的出现成为现代医学史上具有划时代意义的重大突破,彻底改变了心律失常甚至是内科学的治疗模式和疗效。心脏电生理学也在过去的20多年里迅速发展为一门欣欣向荣的学科,并先后攻克了室上性心动过速、各种房性心动过速、心房扑动、期前收缩、特发性室速等疾病,目前正将器质性恶性室性心律失常、心房颤动做为重点研究的领域并已取得了令人鼓舞的突破。 365医学网 转载请注明
    自心脏电生理学问世以来,由于其微创的基本要求,二维的放射显影一直是其工作基础,而心内电标测也一直是二维模式,换言之,心脏电生理学迄今为止的基本工作模式仍然是二维的,与心脏的三维结构存在一个维度的差异,其影响主要表现在两个方面:(1)较高的入行门槛:目前的心脏X影像只能给电生理医生提供粗略的二维投影。而长期在二维模式下工作,导致即使经验非常丰富的电生理医生对心脏解剖仍然存在不同程度的理解欠缺。更遑论初学者或者病例数较少的医生了。可以说,正是当前心脏电生理的二维模式与三维心脏的差异使得心脏电生理成为现代医学中与神经科学并列的两大门槛最高的学科。初学者必须花费大量的时间和精力去尝试在脑中虚拟重构三维图像并在手-脑之间建立二维与三维之间的关联,显然,其结果就是导致心脏电生理专科医生的培养周期长且水平参差不齐。(2)潜在的放射损伤:由于放射显影必不可缺,使得医患双方都面临放射损伤的潜在危害。众所周知,放射损伤存在必然效应和或然效应。前者在达到一定剂量后必定会发生,后者与个体敏感性相关。其必然效应在临床表现存在约10-20年的滞后期。考虑到心脏电生理学科得以普及也仅有20年,必须意识到,放射损伤对医者的潜在危害恐怕还远远未能充分表现出来。值得注意的是,由于其门槛高,导致患者向一些大中心集中,使得国内外都出现了一批年消融量过千例的电生理大中心,较之于患者,这些中心里的术者恐怕是放射损伤最主要的潜在受害者。 365医学网 转载请注明
    因此,随着心脏电生理诊疗的普及,更加精准、高效和安全的标测模式成为必然的趋势。心脏三维电生理模式为此应运而生。 365医学网 转载请注明
2 心脏的三维电标测 365医学网 转载请注明
    事实上,在上世纪90年代后期,随着室上性心动过速的标测和消融迅速得以普及,临床上很快将器质性心脏病并发的折返性房性和室性心动过速也作为攻克的目标,为此出现了三维标测的雏形---电-解剖标测技术(CARTO)。尽管它所提供的三维图像非常粗陋,但仍然具备独特的价值。遗憾的是,由于其工作原理和技术手段的制约,使得其应用范围被局限在缺血性心脏病和外科手术后瘢痕性低电压区的标测。本世纪初,由于意大利的Pappone医生采用该系统做为房颤肺静脉大环隔离术的消融定位导航技术,很大程度上挽救了此技术,迄今,其在房颤导管消融治疗中的角色仍然主要被用作引导消融导管的定位系统而非三维电标测,但也正因为其在房颤消融中的广泛应用,使得厂家不断改进,目前的最新第三代(CARTO 3)无论是在三维解剖的细致程度还是系统的精确度方面均较以往有了较大改进,使得其应用范围得以拓展。 365医学网 转载请注明
    上世纪末期出现的EnSite标测系统最早着眼于心房、心室各种复杂疑难心律失常的标测,为此发展了心内非接触式标测技术,从严格意义上说,它是第一个真正的三维电标测系统。由于其类似卫星遥感标测的工作原理,使得其理论上仅需“一次心跳”即可进行全心腔三维电解剖标测,尤其适用于多形、多种单形、多源、非持续性或难诱发以及血流动力学不稳定的心律失常。有趣的是,由于其技术的先进性,造成了临床普及困难,以至于厂家随后在系统中增加了另外一套类似CARTO的三维标测导航系统—NavX系统。 365医学网 转载请注明
    NavX与CARTO最大的不同是NavX的信号采集和定位主要依靠普通心内电极导管和体表粘贴的电极片,而CARTO则是靠特制的心内带磁电极导管和体外电磁片。其临床意义在于NavX是开放的平台,可以使用任何厂家的心内电极导管,术中患者可以移动身体;而CARTO系统需要原厂专门的导管,且要避免患者身体与体外电磁片发生位移。 365医学网 转载请注明
     值得指出的是,Ensite目前最新的版本Velocity 3提供了二维、三维NavX和Array三种标测模式,使得术者可以根据患者的病种和经济条件采用不同的标测技术并且随时在系统间切换,为临床标测和消融提供了最多的选择,也由于其为开放的平台,可以选用任何厂家的导管甚至在保证安全的前提下合理复用,从而减轻患者的经济压力。 365医学网 转载请注明
    我们自2000年开始采用EnSite技术,最早是针对诸如致心律失常性右室心肌病(ARVC)、缺血性心脏病室速、心房扑动、心房颤动等房性和室性复杂、疑难心律失常的标测和治疗,取得了良好的疗效和突破。随着新系统的出现,尤其是在Ensite Velocity 3于2011年春在中国获准临床应用其,本团队率先探索转为“全三维”电生理模式。换言之,自那时起,我们所有的心律失常患者的心内电生理标测和消融均在三维模式下进行。 365医学网 转载请注明
3 全三维电生理模式的范例和意义 365医学网 转载请注明
    如前所述,在绝大多数的房颤和器质性室速的标测和消融中,三维标测系统早已成为不可或缺的部分。那么,推行“全三维”心电生理工作模式的主要应用范畴就在于室上性心动过速、局灶性房速或折返性房扑、各种特发性室性期前收缩和室性心动过速。这些心律失常在导管消融的早期即以二维的方式取得了较满意的成功率,三维标测的价值何在? 365医学网 转载请注明
根据我们的研究和经验,我认为其价值主要表现在如下几方面:(1)明显减少医患双方的辐射照射剂量;(2)缩短电生理医生入门时间并有助于其操作技能的长期提高;(3)提高工作效率和治疗安全性。 365医学网 转载请注明
    首先,由于采用了三维定位导航技术,对放射影像的依赖大大减少。因此,可以讲透视的条件大大降低,以较粗略的影像结合三维空间立体导航达到标测和消融要求。我们进行的两组室上速消融对比观察,在透视条件设置相同的情况下,采用三维标测系统辅助一组的辐射剂量仅为优化后常规二维标测组的20%左右,与绝大多数未经优化的二维显影相比差异可达10倍设置更高。图1为三维标测下一例房室结双径路慢径消融的病例。常规二维标测下靠近房室结的消融因其具有较高的房室阻滞风险,使得绝大多数术中会在放电中持续透视检测消融电极位置,极大地增加了放射剂量。而巩固和改变消融位点也因为透视图像无法精确标记、导航而进一步增加照射时间。采用NavX导航,可以无需对心房进行解剖三维重建,仅靠观察冠状静脉窦电极和大头电极的空间关系即可导航,在标记His束位置后即可在“零照射”下进行定位、消融。房室旁路的标测和消融也可采用相似的策略。 365医学网 转载请注明

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除了单纯的解剖导航外,三维标测本身还具有电标测的优势,这对于一些复杂疑难病例尤其有价值。图2为1例特殊的右侧隐匿性房室旁路患者,既往在外院二维标测下消融4小时失败,采用NavX三维标测提示其旁路的心房插入点远离三尖瓣环达1.5cm,精确的标测使得一次放电消融即获得成功,且总放射剂量仅8mGy。图3则是在希氏束旁旁路应用的例子。患者为14岁女性,既往二维标测消融失败,NavX三维标测清楚地标定出希氏束部位及旁路逆传插入点,使得消融不仅可以在非透视下施行,更大大提高了消融安全性。这些特点使得入门者很快能够建立起直观的三维理解图像并在手-脑-眼之间更快地建立联系。即使对于具有较长从业经验的操作者来说,三维模式也能纠正其以往的理解偏差并使其操作技能得以明显提高。365医学网 转载请注明

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    对一些合并多种心律失常或者多病灶的患者,三维标测的价值和优势更加得以彰显。某些医生甚至尝试完全不用放射透视而仅依靠NavX三维标测完成整个电生理检查和消融过程。值得指出的是,这种策略对于儿童、孕妇等特殊人群确实有意义,但个人不主张对普通患者也如此极端,既因为目前的三维系统尚有较大的完善空间,其设计尚不具备完全替代放射透视的目的,也因为完全依赖目前三维技术防止导管可能导致较多的血管并发症。要完全摆脱放射显影,磁导航也是一个选择,但因其高昂的价格,恐难以在国内普及。 365医学网 转载请注明
    总之,结果20余年的努力,我们对各种快速心律失常的机制更加明确,标测和消融策略也更加优化,生物电子和材料技术的进步,使得“全三维”心脏电生理成为可能。而出于安全和提高效率的角度,三维心电生理模式具有重要的意义,值得广大从业人员予以足够的重视。 365医学网 转载请注明
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作者简介
姚焰
单位:中国医学科学院阜外医院
简介:  医学博士,主任医师,教授,博士生导师,国家心血管病中心阜外医院心律失常中心副主任,二病区主任。协
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