5 左房与肺静脉连接区双极电图的特征
心房颤动(简称房颤,AF)是最常见的心律失常,65岁人群中AF的发病率在4%左右,而75岁时AF的发病率为5%。血栓栓塞性并发症是AF最大的危害之一,非瓣膜性AF使患者的脑卒中率升高5.6倍,而瓣膜性AF患者的栓塞率高达非AF患者的17倍。随着年龄的增长,心力衰竭、冠心病、高血压等危险因素对脑卒中发生率的影响越来越弱,而AF的影响则持续增加。近年来,在相继发表的几项大规模临床试验充分证实药物治疗局限性的同时,AF经导管消融治疗方面的研究正在迅速发展。1998年,法国的Haissaguerre等发现,肺静脉内的异位兴奋灶发放的快速冲动可以导致AF的发生,并首先采用经导管射频消融肺静脉局灶和(或)其冲动引起的房性期前收缩来治疗阵发性AF,并取得了成功。其后的十余年来,虽然AF经导管消融治疗的术式和方法得到不断的发展,以肺静脉电位隔离为靶点的术式从最初的肺静脉内的局灶消融,逐渐发展到肺静脉口节段消融、环肺静脉前庭消融等,以三维标测指导的左房线性消融、心房迷走神经节消融、心房碎裂电位消融等方法不断的进行探索,但在大多数中心,针对肺静脉和(或)环肺静脉前庭的电隔离仍作为房颤消融的基石。对于以肺静脉电隔离为基本策略的消融术来说,肺静脉电位的标测和识别至关重要。由于左房与肺静脉(LAPV)连接区所组成的肺静脉前庭记录到的电位包含局部的肺静脉电位和远场的心房电位,所以肺静脉电隔离的识别是非常有挑战性的。本文旨在对LA-PV连接区双极电位的特征进行综述,希望对今后的AF肺静脉电隔离有所帮助。
一 LA-PV连接区的组织解剖学特点
LA-PV连接区之所以成为各种消融策略共同关注的焦点,与其特殊的解剖结构分不开。PV和LA在胚胎起源上不同,LA起源于原始心房,而PV由单个胚胎PV分化而来,LA后壁、尤其PV前庭是发育过程中PV与LA融合、吸收逐渐形成的。研究发现,在LA-PV连接部位有心房肌纤维延伸进入PV内,称为心肌袖细胞。这些细胞的超微结构与窦房结的特殊结样细胞非常相似,从而提示肺静脉内的结样细胞有潜在的起搏功能。Weiss等对30例尸体解剖心脏的118根肺静脉开口周围组织进行组织学和免疫组化分析,肺静脉开口至肺静脉1cm内有心肌束分布,分别有78%的右上肺静脉(RSPV)、81%左上肺静脉(LSPV)、81%左下肺静脉(LIPV)和81%右下肺静脉(RIPV)存在心肌束分布,各肺静脉之间无差异。心肌袖厚度及长度不等,同时发现在LA-PV连接处肌袖最厚,其中部分心肌袖细胞具有自律性,而且不应期较短。同时,LA-PV连接区的心肌纤维排列具有高度的非均一性,是心房内各向异性传导最为显著的部位,不但容易形成致心律失常局灶,而且容易形成LA-PV折近,当快速激动通过这一部位时易导致颤动样传导。LA-PV连接区的肌袖主要由环形或螺旋形走行的肌纤维组成,两种肌束彼此交错,并有纵向或斜形的肌束穿插其中。环形或螺旋形走行的肌纤维之间存在许多的缝隙,主要由形状、大小不规则的纤维结缔组织充填。纵向或斜形起源的肌束穿插走行于环形或螺旋形的肌束内或与环形的肌束伴行,呈复杂的筛状排列。这种纵向肌束在PVA部位分布最广,进入PV后逐渐变薄、消失,部分纵向肌束还可贯穿环形肌束一端至心外膜下,另一端与心内膜融合,双侧LA-PV连接区的结构复杂程度差别不大。此外Tan等研究发现,在LAPV连接区分布有大量的交感和副交感神经,交感神经密度高于副交感密度,两种神经分布密度在LA-PV连接区的心房侧5mm范围内分布最高。另外,上腔静脉解剖位置上与RSPV前庭相邻,对RSPV来源的肺静脉电位需与上腔静脉电位进行鉴别,而LSPV前庭与左心耳、冠状静脉窦及Marshall韧带相邻。由于LA-PV连接区组织结构的复杂性,使得激动在该部位传导时发生缓慢传导或阻滞,在AF的发生、维持中具有重要作用。
二 LA-PV连接部位双极电图的特征
LA-PV连接区所记录到的电位包含局部的肺静脉电位和远场的心房电位。PV的肌细胞是肺静脉电位的来源,肺静脉毗邻的结构是心房远场电位的来源。当心房的电活动传向肺静脉的肌纤维系统,就会产生一个电活动,这个电活动被电极导管记录下来,就是肺静脉电位。窦性心律时肺静脉内通常可记录到双电位,前一个电位多数情况下振幅较低,为心房电位或远场电位,后一个电位多成高频尖锐图形,为肺静脉电位。肺静脉电位具有快速、高频短周期的特征,波形曲折、升支尖锐,时间<50毫秒,电压>0.05mV。窦性心律时肺静脉电位在心房电位之后,心房起搏时在心房远场电位之后。
目前关于肺静脉隔离(PVI)前后LA-PV连接区心内电图的资料有限。Shahet等报告了左肺静脉PVI前肺静脉电位和远场电位的特点。在窦性心律时,LSPV 63%和LIPV 70%的情况下肺静脉电位和远场电位重叠成一个单一电位。在CS起搏时,单一电位变成双电位。第一位电位为远场电位,特点是低振幅(LSPV:0.4mV±0.3mV,LIPV:0.15mV±0.13mV)和低斜率(LSPV:0.039mV/ms±0.03mV/ms,LIPV:0.015mV/ms±0.014mV/ms),而第二电位为肺静脉电位,特点是高振幅(LSPV:0.9mV±0.6mV,LIPV:0.8mV±0.5mV)和高斜率(LSPV:0.17mV/ms±0.08mV/ms,LIPV:0.16mV/ms±0.09mV/ms)。然而,两个电位的振幅和斜率有相当大的重叠,说明它们不是区分肺静脉电位和远场电位可靠的参数。Tada等报道了RSPV、LSPV和LIPV PVI前肺静脉电位和心房远场电位的特征。左侧LA-PV连接区的心房电位大于右上肺静脉前庭部位的心房电位,而上肺静脉前庭部位的肺静脉电位大于左下肺静脉前庭部位肺静脉电位。窦性心律下,左房和肺静脉电位在RSPV是非常容易区分的,冠状静脉窦远端或左心耳起搏后左肺静脉电位和心房远场电位多数情况下分开,有助于区分两者。他们观察到,与远场电位相比所有肺静脉电位的幅度较高、宽度较窄。Shah等报道了RSPV PVI后远场电位的特征。远场电位(主要是上腔静脉电位)存在于23%的RSPV PVI后,特点是低幅度(0.29mV±0.17mV)和电位距P波起始的时间短(17毫秒±12毫秒)。Shah认为,在PVI后电位距P波起始<30毫秒时考虑该电位为远场电位,该指标的敏感性为92%,特异性为100%。但上述报道没有对各个肺静脉双极心内电图进行详细的研究,也没有系统地比较窦性心律下PVI前后双极电图的变化。因此寻找能够客观、准确区分肺静脉电位和心房远场电位的方法是非常必要的。
为此,El Haddad等通过对61位患者消融前后LA-PV连接区电位的标测试图寻找能准确判断肺静脉电位是否被隔离的方法。他们记录了肺静脉隔离前后一系列的心内电图,来研究每个肺静脉(甚至将肺静脉分成前后两部位)LA-PV连接区部位的波形特点及其分布。他们发现,由于肺静脉电位和心房远场电位重叠,在PVI前除RSPV前壁和LIPV前壁外,其他部位的LA-PV连接区的电位多表现为多个波峰(呈三相波、多相波和双电位)。而在PVI后,该部位的电位表现为低电压、单相和双相电位。具体来说,PVI前后三相波出现率为22%±5%和11%±13%,P=0.036;多相波为26%±7%和3%±3%,P<0.001;而双电位为11%±5%和2%±1%,P<0.001。低电压发生率10%±7%和36%±15%,P<0.001,单相波为13%±4%和27%±9%,P=0.001。另外,文章发现,与PVI后相比,PVI前LA-PV连接区电位表现为更高的振幅(0.97mV±0.21mV和0.35mV±0.23mV,P<0.0001)、更大的斜率(0.179mV/ms±0.033mV/ms和0.071mV/ms±0.029mV/ms,P<0.0001)和更尖锐的波峰(1.82±0.26和3.45±0.85,P=0.0015)。然而,尽管PVI前后波形等有诸多不同,但所有参数间都存在很多的交叉重叠。因此,文章进一步总结了两步法用来区分LA-PV连接区肺静脉电位和心房远场。第一步根据该部位电位的形态来区分两者,如果计算出的估计值大于临界值(每个肺静脉均有各自的临界值),考虑肺静脉电位未被隔离,如果小于临界值,考虑已无肺静脉电位,当介于临界值之间时,进入第二步。需要说明的是,估计值越远离临界值,那么断定肺静脉被隔离或未被隔离的准确性越大。第二步根据电位的形态及形态相关特定参数的进一步分析来计算校正的估计值,从而区分两者。当大于0时考虑肺静脉电位未被隔离,如果小于0,考虑已无肺静脉电位。其中第二步鉴别有无肺静脉电位的敏感性为100%,特异性为87%。该研究还邀请6位电生理专家同时判断肺静脉电位是否被隔离,结果其敏感性为90%,特异性为68%。通过对比发现经过两步法判断LA-PV连接区肺静脉电位和心房远场优于临床专家的判断。因此文章总结两步法有助于阻止不必要的消融和发现未真正隔离的情况,从而提高AF消融的成功率及安全性。同时文章指出消融导管的良好接触对于心内电图记录至关重要。为此,在使用该方法时务必要保证导管的良好接触。
总之,由于LA-PV连接区组织结构的复杂性,使得该部位的心内电图有其特有的特点,了解这些特点有助于准确识别肺静脉电位和心房远场电位,从而提高AF消融的成功率及安全性。
(张 涛)
参考文献
[1]Corley SD,Epstein AE,DiMarco JP,et al. Relationships between sinus rhythm,treatment,and survival in the AtrialFibrillation Follow-Up Investigation of Rhythm Management(AFFIRM)Study. Circulation,2004,109:1509-1513.
[2]Benjamin EJ,Wolf PA,D’Agostino RB,et al. Impact of atrial fibrillation on the risk of death:the Framingham Heart Study. Circulation,1998,98:946-952.
[3]Haissaguerre M,Jais P,Shah DC,et al. Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in thepulmonary veins. N Engl J Med,1998,339:659-666.
[4]Natale A,Raviele A,Arentz T,et al. Venice Chart international consensus document on atrial fibrillation ablation. J Cardiovasc Electrophysiol,2007,18:560-580.
[5]Calkins H,Kuck KH,Cappato R,et al. 2012 HRS/EHRA/ECAS Expert Consensus Statement on Catheter and Surgical Ablation of Atrial Fibrillation:recommendations for patient selection,proceduraltechniques,patient management and follow-up,definitions,endpoints,and research trial design. Europace,2012,14:528-606.
[6]Shah D. Electrophysiological evaluation of pulmonary vein isolation. Europace,2009,11:1423-1433.
[7]Marrouche NF,Martin DO,Wazni O,et al. Phased-array intracardiac echocardiography monitoring during pulmonary vein isolation in patients with atrial fibrillation:impact on outcome and complications. Circulation,2003,107:2710-2716.
[8]Tan AY,Li H,Wachsmann-Hogiu S,et al. Phased-array intracardiac echocardiography monitoring during pulmonary v. Autonomic innervation and segmental muscular disconnections at the human pulmonary vein-atrial junction:implications for catheter ablation of atrial-pulmonary vein junction. J Am Coll Cardiol,2006,48:132-143.
[9]Shah D,Haissaguerre M,Jais P,et al. Left atrial appendage activity masquerading as pulmonary vein potentials. Circulation,2002,105:2821-2825.
[10]Tada H,Oral H,Greenstein R,et al. Differentiation of atrial and pulmonary vein potentials recordedcircumferentially within pulmonary veins. J Cardiovasc Electrophysiol,2002,13:118-123.
[11]Shah D,Burri H,Sunthorn H,et al. Identifying far-field superior vena cava potentials within the right superiorpulmonary vein. Heart Rhythm,2006,3:898-902.
[12]El HM,Houben R,Berte B,et al. Bipolar electrograms characteristics at the left atrial-pulmonary vein junction:Toward a new algorithm for automated verification of pulmonary vein isolation. Heart Rhythm,2015,12:21-31.