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Review:PFA:a promise that came true

 语心士 2022-02-25

【文章来源:Curr Opin Cardiol. 2021 Jan;36(1):5-9.以下为个人翻译结果


Introduction

       导管消融治疗心律失常的目的一直很简单:使导致致心律失常的组织永久性丧失功能,同时保留不参与心律失常发生/持续的心脏部分,并避免损伤周围结构(血管、食道、膈神经)。房颤消融术传统上受到周围结构损伤的威胁。尽管随着标测和消融工具的发展,房颤消融在很大程度上耐受性和有效性得到提高,但仍然存在较高的并发症风险,如肺静脉狭窄、食管损伤(很少导致灾难性的心房-食管瘘形成),膈神经麻痹(1,2)。由于PFA作为一种颠覆性的概念,具有优越的安全性和有效性。

PFA的基本科学原理

       弄懂PFA的基本科学原理对了解其生物学效应非常重要,因而对帮助理解其临床可行性研究得出的安全性和有效性数据非常有益。简言之,在PFA过程中,应用超快(微秒到纳秒)电脉冲在导管周围形成强电场。由于持续时间短,导管-组织界面的温度升高不具有临床意义,因此这是一种非热消融方式。电场中的组织会因不可逆纳米级孔隙的形成而使其细胞膜不稳定,最终导致细胞死亡即所谓的一种叫做电穿孔的现象 (3-6)。不同的组织类型对这个过程有不同的敏感性。心肌组织坏死的阈值场强低于血管或神经纤维等其他组织(7–9)。一系列临床前实验证实了PFA具有相当好的组织选择性(10-12,13-15) 。这种不同的组织对脉冲电场的敏感性促使其应用于心律失常的导管消融领域,目的是通过减少邻近组织损伤来提高安全性。

研发中的PFA平台

       目前尚未有PFA平台获得CE认证或FDA批准。不过,已经有4种PFA平台相继发布了在AF患者中FIM结果,而其他平台则计划在不久的将来开始进行FIM的研究 (表1)。

       需要了解的是,用于单次PVI的导管采用了各种设计,其中有一些导管在导线上,并设计为可调节的形状以适应解剖变异(可调节为多种形态的多极导管,Farapulse,Menlo Park,CA, USA) ;另一种是固定在导线上的形状(圆形多极射频导管,Medtronic, Minneapolis, MN, USA) ;还有一些与用于PV标测的常规环形标测导管相似(雅培,Plymouth,MN, USA)(16-18)。最近开发了一种在RFA和PFA之间自由切换的点阵尖端状导管,用于更多的“局灶性”消融(Affera,Watertown, MA USA)(19)。所有平台都测试了PVI的安全性和可行性,一些平台还报告了除PVI以外的应用(19-21)。由于创建具有治疗目的的电场取决于多个参数(导管设计、提供的电压、波形形状和倾斜度、相位和相间延迟、细胞顶端的脉冲数/串与电场对齐),因此没有一个平台可以照搬另一个平台的数据,而不需要了解每个平台的全套安全性和有效性特征

脉冲电场的安全性

      由于PFA的非热性,PFA的应用应避免由于射频或低温作为消融能源的非歧视性而引起的并发症。尽管如此,仍在开发中的PFA平台被测试了这些安全结果的倾向,除了那些对于任何经皮左侧介入都是不可避免的(与导管插入、安置和机械操作相关的并发症)。

       在动物实验中,几个平台的PFA已被证明不会对食管造成伤害(15,22)。临床研究中通过在手术后的前几天内进行食管-胃-十二指肠镜检查也证实了食管的安全性(16)。仅使用PFA的平台没有报告任何食管热损伤的迹象,而在使用可在PFA和RFA之间切换的晶格状导管消融的24名接受内镜检查的患者中有2名出现轻微的粘膜热损伤效应,考虑可能与射频能量释放有关(23)。

       关于发生与能量输送导致食管损伤、膈神经损伤或严重PV狭窄有关的其他并发症的报道,迄今还没有此类不良事件的报道(11,24)。

       在房颤消融的背景下,无症状脑血管事件发生率已成为越来越重要的安全结果。尽管心内超声心动图检查报告在 PFA 期间会形成微泡,但似乎不同 PFA 平台的无症状脑血管事件发生率均较低,与目前临床实践中使用的其他技术相当,且主要是与其他参数相关(导管设计、ACT时间、长鞘止血阀的质量、导管更换策略等)(16,17,25)。

       一旦PFA进入常规临床实践,可能会引发另一个安全问题,就是操作者有可能会将 PFA 应用于超PVI以外的除持续性AF患者消融(如CTI、PWI等),这可能最终导致左心房壁的很大一部分被消融,进而造成左心房僵硬综合征(26)。单中心应用CMRI追踪左心房应变的报告显示,单激发PFA平台PVI术后3个月对心房功能无影响(27)。这可能是因为胶原、弹性蛋白和其他细胞外基质成分被排除IRE之外,这再次体现了PFA的选择性优势。  

       PFA在传导系统附近的应用尚无临床研究开展。传导系统对PFA的敏感性与工作心肌相同。当在这些位置面对致心律失常的罪魁祸首时,操作员可能会有几种选择。无论是使用RFA代替PFA,或是随着时间的推移而开发可逆的、能量可滴定的PFA。

PFA的有效性

      PFA消融的安全性不太可能因不同的脉冲配置而受到影响,但它的有效性可能会改变。应该对每个平台进行前瞻性验证,最理想的方式是通过对PVI、PWI、CTI消融后3个月的进行侵入性重新标测实现。此外,尽管现有的能量来源证明了PVI的持久性与临床成功率相关,但应该前瞻性地证明PVI的持久性与PFA具有相同的相关性。有研究报道了1年的成功率(29),这篇报道中,96%的靶PV应用的是优化后的PFA波形,在3个月的重新标测中显示出持久的电隔离能力,在单次消融尝试后1年,无房颤患者的比率为91%。 尽管其他正在开发的平台的长期临床随访数据尚待确定,但它们都显示了PVI的即刻有效性 (17-19)。

        其他消融对象的即刻有效性,例如PWI或CTI消融也有报道(21,30)。 能够在不到60分钟的总手术时间内使用同一根导管进行PVI+PWI,听起来我们似乎正走在一条最佳的道路上,能治愈约85%的短程持续性AF患者(长期随访尚待完成,并将与该特定平台3个月重新标测的研究数据相关联)。 用于CTI消融的导管设计与用于PVI的导管设计不同,旨在用于更多的局部消融,但在设计上不是实心尖端。

室性心律失常消融

       室性心律失常消融从PFA获得的收益可能比房颤消融领域的收益更大,在房颤消融领域,目前可用的“热”平台已经达到了令人满意的成功率。

       很容易推测,对于起源于LV顶端的特发性室性心律失常,PFA消融将减少对冠状动脉损伤引起的并发症,而15-16 mm的穿透深度应该足以达到之前的经皮导管消融无法触及的区域。在大多数结构性室性心动过速中,可能不需要经心外膜入路进行消融。事实上,足够的靶点识别将变得更加重要,因为PFA随意应用可能会因为其有效性而影响心室收缩功能。

       用于心房颤动消融的导管设计不能令人满意,不能在复杂的心室解剖中进行操作。因此,数十年来用于标准射频消融的固体尖端导管设计一直备受追捧。在猪模型上进行病灶消融的初步报告显示,病灶深度可赶上当前的射频标准,当PFA能量被滴定时,损伤深度超过了完全的跨壁电位(31)。外加电场与心肌纤维长轴夹角对PFA消融室性心律失常效果的影响可能比心房更大,这需要进一步的临床前研究和详细的临床研究。

结论

      PFA用于AF消融的1年随访数据成功率令人满意。在可预见的将来,PFA有可能成为PVI的主要方式。真正的“局灶性”PFA,使用实心晶格状导管,正在动物实验室进行研究,而我们也在等待FIM的结果报告。这将为室性心律失常消融提供更广泛的应用。


参考文献:略

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