近十年来，心房颤动（房颤）导管消融技术得到长足发展，特别是电解剖标测系统的出现使得心腔解剖可以进行实时的三维重建，从而将电标测部位和消融损伤部位直观地联系起来。最新的技术将电解剖标测系统与CT、磁共振及心腔内超声联合应用更是大大提高了标测的准确性。与此同时，远程导航系统和新型消融导管的出现和应用极大地促进了房颤的消融治疗。本文就房颤导管消融的器械进展作一概述。
1 实时心脏三维影像技术
借助于各种标测系统和设备可构建心脏实时的三维影像图。实时心脏三维影像技术包括旋转式血管造影、局部心腔内超声心动图和经食道三维超声心动图。
旋转式血管造影是通过对患者注射造影剂，当造影剂通过肺血管床进入左房和肺静脉时，即旋转X线透视机头部（C臂）180~270度以构建左房和肺静脉的三维腔内影像[1,2]。此种腔内三维影像可以覆盖在X线影像之上或整合在电解剖标测系统中，类似术前所做的CT或磁共振图像。该技术的缺点是左心耳显影不足故而无法完全看清结构，另外大部分患者需要全麻。
局部心腔内超声心动图即在原有二维心腔内超声探头上增加了磁定位传感器，从而有助于电解剖标测系统显示每幅二维心腔内超声心动图的三维图像。它可与CT、磁共振等技术进行图像融合，也能通过多个心内膜的心腔内超声信号构建其三维解剖外形。其不足是此种局部心腔内超声探头价格昂贵且不能重复利用。
经食道三维超声心动图探头的临床应用使得左房和肺静脉的实时二维和三维影像得以显示。尽管前景可观，但对获得图像进行处理需要花费时间。同时病人需要气管插管和全麻。
2 远程导航系统
2.1 磁导航系统（magnetic navigation system，MNS）
磁导航系统的原理是大型永磁体置于病人胸廓两侧，内含3个磁体的特制标测导管平行于磁场，通过计算机调整和改变磁场的方向，进而改变心腔内磁性标测和消融导管的弯曲、旋转和进退方向，使其到达靶点进行精细标测[3,4]。新型导管的问世使其得以和电解剖标测系统进行整合，CARTO-RMT技术即是CARTO系统和MNS结合的产物。自从Faddis等[3]于2002年首次介绍MNS后，其安全性和有效性在随后治疗各种室上性和室性心律失常中得到了证实[5-10]。MNS应用初期即显示其优点在于导管稳定性好、无穿孔并发症并可实现半自动化标测。其缺点则包括缺乏灌注导管、不适用于植入金属设配的患者、仅限于与CARTO系统联合应用以及费用昂贵。尤其是缺乏灌注导管而使MNS用于肺静脉隔离大受限制。Di Biase等[11]应用MNS采用4mm大头导管对房颤患者进行肺静脉隔离发现，尽管导航性能良好且无严重并发症，但90％以上的患者无法达到肺静脉完全隔离。此外，在三分之一的病人中发现导管头端过度烧焦。Pappone等[12]亦证实了MNS操作较好但没有对环形标测导管的肺静脉隔离效果进行评价。
随着MNS应用3.5mm开放式灌注导管进行房颤肺静脉隔离消融术后，即有研究证实了MNS用于肺静脉隔离是可行的[13]。其安全性和有效性在后来的多个研究中也相继得到了证实[14-17]。临床试验[14-16]显示，与传统手术相比，MNS指导肺静脉隔离术有着可观的急性和远期成功率，并发症发生率也相似，不同的是应用MNS消融可以显著减少X线曝光时间，但延长了消融和手术操作的时间。Konstantinidou等[18]比较了MNS指导下的磁性灌注导管和传统手术的非磁性灌注导管消融时对食管的潜在热效应，用热感应器监测食管温度，患者术后常规进行食管镜检查，结果发现MNS组显著增加食管腔温度，易造成食管热损伤。
2.2 机器人导航系统（robotic navigation system）
机器人导航系统（RNS）是通过两个可操控的鞘管和一个消融导管实现导航标测的电机械系统[19,20]。外鞘和内鞘都是由载有机器手的鞘管通过牵引的钢丝进行操作。机器手听从于计算机工作站发出的指令，其导管导航通过三维的操作杆实现并可在任何一个方向大范围移动。早期研究报道了RNS可用于穿房间隔标测左房[21]。近来，RNS已用于室上性心律失常和房颤的消融[22]。Reddy等[20]报道了应用RNS在动物和人身上隔离肺静脉的研究，结果显示除了优良的标测性能外，所有病人都达到了肺静脉隔离且无严重并发症，只是手术时间较长而已。随着RNS更广泛的用于肺静脉心房隔离，操作技术逐渐熟练，多项临床试验已证实与传统方式相比应用RNS同样可行[23]，而且有着相似的安全性和有效性[24-26]，应用RNS隔离肺静脉心房还可以显著减少操作和X线曝光的时间。RNS的优点体现在可与任何三维标测系统联合使用且导管稳定性好。其不足之处则是没有途径到达左室和冠状窦、外鞘的直径过大及花费高。
3 新型消融导管
3.1 球囊导管
房颤患者传统的肺静脉隔离是应用射频能量以点消融的形式逐步完成环形消融。理想的新能量应该是安全且能一次性达到心肌的透壁性损伤。球囊导管即是伴随新的消融能量如高强度聚焦超声能量（high-intensity focused ultrasound，HIFU，ProRhythm?, Inc, USA)、冷冻能量(cryothermal energy，CRYO，CryoCath? Technologies, Inc, Canada)及激光能量的出现而诞生。新型的球囊导管包括：HIFU球囊导管，CRYO球囊导管、直视化激光球囊导管（visually guided balloon laser catheter）及“热”球囊导管。
3.1.1 HIFU球囊导管
HIFU消融的基本原理是采用高能量超声波使局部组织温度迅速升高造成组织发生快速的凝固性坏死[27]。HIFU球囊导管即是将超声晶体管置于充满液体的球囊中，导管中心管腔用于插入螺旋标测导管(ProMap?, ProRhythm?, Inc)以判断是否有肺静脉电位的存在。HIFU球囊导管消融的主要优点是不需要直接接触组织即可产生组织损伤，其损伤范围取决于超声处理时间、组织原始温度和声波输出功率[28,29]。依照球囊大小不同，发放一次HIFU通常可在40~90秒之内造成环形的组织损伤。
有报道显示，应用HIFU球囊导管行肺静脉隔离的急性成功率可达87％~89％[30,31]。在长期随访中，25％~41％的患者复发快速性房性心律失常。HIFU的主要缺陷是其安全性问题。Klinkenberg等[32]在右侧辅助胸腔镜手术下利用HIFU对15名孤立房颤患者进行心外膜肺静脉隔离，结果术中出现1例心包压塞和1例出血，需要紧急开胸处理；Neven等[33]用HIFU对28名房颤患者进行肺静脉隔离，术后内镜检查发现2例患者有轻度食管损伤，还出现其他并发症包括2例持久性膈神经麻痹，1例缺血性中风，术后31天出现1例心房食管瘘，术后48天出现1例细胞积液，术后49天出现1例无法解释的死亡；此外，还有一项长期随访（平均1400天）研究[34]结果显示，对阵发性房颤患者用HIFU肺静脉隔离与传统肺静脉隔离消融术的远期成功率相似，但32名患者中HIFU造成2例不能逆转的膈神经麻痹。HIFU消融虽然具有与传统消融相似的有效性，但其可能带来严重的并发症，限制了其在临床上的应用，这就使得HIFU球囊需要重新设计和配备能量消散区域以减小副作用。
3.1.2 CRYO球囊导管
CRYO球囊导管的特别之处在于球囊有双层，冷冻剂N2O填充于内腔，N2O由液态变为气态时可使周围温度冷却到近-80度，从而造成组织损伤。导管中心管腔用于插入指引导管和注射造影剂行肺静脉造影。与HIFU球囊不同，CRYO球囊需要与局部组织良好接触才能造成组织透壁性损伤，是否接触良好可通过肺静脉造影证实。CRYO的消融特点表现为内皮组织完整从而减少血栓形成[35,36]，并可最大程度降低胶原形成和组织萎缩期[37]。动物实验表明，即使在同一肺静脉进行多次冷冻消融亦未造成肺静脉狭窄[38,39]。
对于CRYO球囊导管，一项由三个中心实施、纳入346名房颤患者的大型试验研究显示，隔离肺静脉的急性成功率可达97％[40]。然而，约10％的患者需要使用两种不同大小的球囊或使消融部位上移。在随访中，只有74％阵发性房颤患者和42％永久性房颤患者维持窦律。患者均未发生肺静脉狭窄，主要的并发症是右侧膈神经麻痹。另有单中心研究报道的结果与之相似[41-43]。心房食管瘘是射频消融治疗心房颤动的常见并发症，Ripley等[44]比较了6.5mm的CRYO导管以＜—80℃冰冻消融5分钟和8mm的导管以50W能量和50℃温度消融45-60秒分别对食管的损伤情况，结果显示二者在食管损伤的宽度、深度或容量均无显著性差异，14天后CRYO球囊导管组无一例出现食管溃疡，射频消融组出现了9例（22％）。所以与射频消融相比，CRYO球囊导管消融伴有更低的食管溃疡的风险。
3.1.3 直视化激光球囊导管
直视化激光球囊导管是将一内窥镜置于球囊的近端以直接观测到组织，通过光纤将激光投射到肺静脉口部以判断球囊和组织接触部位（苍白色区域）以及球囊和血液接触部位（红色区域），随后旋转激光器将能量释放到消融靶点。激光能量释放大小及时间要依组织厚度而定并从安全性加以考虑。
第一代球囊消融导管（BAC）初步的临床试验显示，直视化隔离肺静脉的急性成功率为91％，在一年的随访中60％（18/30）的患者无房颤复发，其副作用包括1例心包填塞、1例中风但无后遗症及1例无症状性膈神经麻痹[45]。目前第二代BAC改进了球囊直径和成型性，使球囊与组织有最大接触面积，同时拥有逐点消融的能力。第二代BAC的动物和临床试验[46]均显示较高的急性成功率和较低的随访复发率，其中临床试验27名阵发性房颤患者，急性期100％肺静脉保持电隔离，随访3月仍有90％肺静脉保持电隔离，而且在此研究中改进后的导管通常仅需1个球囊足以隔离所有的肺静脉，没有出现包括膈神经损伤在内的主要的不良事件。另有一项临床研究[47]报道结果与之相似，急性期98％肺静脉保持电隔离，随访168天80％患者无房颤复发。
3.1.4 “热”球囊导管
“热”球囊导管仍以射频能量消融。射频仪释放高频能量加热球囊中的盐水使其维持在60~75°C之间的稳定温度，采用热电偶监测导管电极温度将血栓形成的风险降至最低[48]。尽管实验研究显示此导管前景可观，临床应用还很少见。
3.2 黄金大头导管
因黄金的导热性约为铂金的4倍，有学者推测黄金大头导管可能比铂金大头导管产生的损失面积更大、深度更深。近来，Linhart等[49]在体外分别比较了4mm和8mm黄金大头导管和铂金大头导管的损失效果。实验结果显示，对于非灌注导管，相同功率下黄金大头导管的损失深度更深，但碳化的频率也较高。对于灌注导管，二者并未达到统计学差异。黄金大头导管目前还处于体外研究阶段，能否用于临床还有待进一步的研究。
3.3 可实时显示接触力的导管
导管与组织之间接触力（contact force）的大小直接影响着导管消融的效果。当接触力过大时，消融造成的损伤深，在房颤消融时容易造成心房穿孔和心房食管瘘；而接触力过小时，消融造成的损伤较为表浅，在房颤消融时难以完全隔离肺静脉。实时显示的接触力有利于针对性的控制消融深度。近来Jackman实验室[50]报道的新型、可实时显示接触力的导管获得了动物实验的肯定，这一导管的问世将进一步有助于提高房颤消融的效果。
3.4 56孔灌注导管
在导管消融时，当电极与组织接触面（electrode-tissue interface, ETI）温度超过80°，就易形成气泡和穿孔。开放式灌注电极可以有效的冷却ETI，允许较高的消融能量同时拥有较低的穿孔的风险。但这种方式将大量的盐水灌注到患者体内。近来，Ikeda等[51]在动物实验中比较了12孔和56孔灌注导管的消融效果。实验结果显示在30-50W的功率范围内，两种导管的损伤面积相似，但56孔导管ETI温度更低，所需灌注的盐水流速更小，显著降低穿孔的发生率。
总之，图像融合技术、远程导航系统和新型消融导管的不断研制和改进将进一步简化和易化房颤消融的标准化程序，使术者和患者均受益。
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