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心力衰竭的电学治疗:从病理生理学到治疗

 hghhphf 2023-01-05 发布于新疆

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摘要

摘要:大多数心力衰竭( HF )患者存在房颤( AF )、房室不同步、心动过速和室性早搏( PVCs )等电学异常。虽然这些电学异常可能是 HF 的结果,但越来越多的证据表明,它们也可能导致或加重 HF 。动物实验表明,持续时间较长的左束支传导阻滞、心动过速、房颤和室性早搏会导致器官、细胞和分子水平的功能紊乱。相反,电学治疗可以逆转或减轻 HF 。临床研究表明,在房颤患者中,心房和肺静脉消融在节律控制、房室结消融的心率控制方面优于药物治疗。室性早搏消融也可改善左心室功能。心脏再同步化治疗( CRT )是一种公认的辅助治疗方法,目前正在经历一些有趣的创新。目前的指南建议反映了这些消融疗法和 CRT 的安全性和有效性,但目前这些疗法尚未得到充分利用。本文主要介绍射血分数降低的 HF 的电学治疗方法。我们认为,治疗 HF 患者的专家团队应该包括一名电生理学家,以便在 HFrEF 的管理中更广泛地使用电学治疗,并且还应该在治疗微调时考虑患者的个体情况,如体型和性别。

关键词:心力衰竭,心动过速,房颤,室性早搏,室性不同步,再同步化治疗,消融

名词解释

Premature ventricular complex (PVC):室性早搏 

Cardiacr esynchronization therapy (CRT):心脏再同步化治疗 

Intraventricular conduction delay (IVCD):室内传导阻滞 

Phospholamban ( PLB ):受磷蛋白,是对serca2a直接发挥调节作用的钙调节蛋白

Sarcoplasmic reticulum ATPase 2a pump( SERCA ):SERCA 是心肌肌浆网 Ca2+-ATP 酶,在心肌细胞钙稳态的调节中起重要作用。

Tachycardia - mediated cardiomyopathy ( TCM ):心动过速介导的心肌病

前言

心力衰竭( HF )有许多原因,最常见的原因是容量超负荷、炎症、缺血、瓣膜功能障碍或遗传紊乱。治疗主要基于恢复冠脉血流、治疗瓣膜异常和使用 HF 药物。 
HF 患者经常出现电学异常。大约1/3的 HF 患者会出现心室传导异常,1/3-1/2的患者合并房颤( AF ),几乎一半的患者可能会出现室性早搏( PVCs )。这些电学异常可导致 HF 或者是 HF 的主要原因。这提示进行相关治疗或可作为 HF 的一线治疗方法或辅助治疗方法。
在这篇综述中,我们主要介绍以下四种不同类型的心电性心肌病: 
①心动过速:在频繁的房性心动过速( AT )和室性心动过速( VT )期间,由于心室率增加而导致的可逆性心功能障碍。
②心律失常:房颤导致的频繁的 PVC 、房性早搏( PAC )等心律不齐引起的心功能障碍。
③房室分离(心房收缩对充盈的贡献不足或很低):临床上出现在 PR 间期显著延长、室性起搏逆传至心房或 VT 、 PVC 、房颤期间。
④心室不同步激活和收缩引起的心功能障碍由左束支传导阻滞( LBBB )、右束支传导阻滞( RBBB )、室内传导阻滞( IVCD )、慢性右室起搏( RV )、 VT 、 PVC 等引起的心功能不全。

主体内容

图1描述了 LBBB 、频繁的 PVC 、 AT 、 VT 和 AF 抑制心脏泵功能的可能机制,从而导致其中一种心肌病。然而,在特定的患者中,这些机制的不同组合可能是 HF 的病因。心脏再同步化治疗( CRT )是电学治疗改善患者预后最明显的例子。CRT 是治疗射血分数降低( HFrEF )和电学不同步的 HF 患者的有效治疗方法,可显著改善患者的生活质量,逆转心肌重构,降低发病率和死亡率。
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图1:各种心律失常和传导异常与4种心电性心肌病病理生理机制/触发因素相互作用的示意图。
上图( A ):各种心律失常和传导异常( AF 、 AT 、 PVC 、 VT 、 LBBB )与四种病理生理机制/触发因素(心律不齐,心动过速、 AV 解偶联、非同步)之间的相互作用及其对心脏重塑和心力衰竭进展的影响的示意图。框中的红色文本(消融和 CRT )表示主要治疗电学异常的治疗方法。
下图( B ):在狗的实验研究中,五种电生理干预后左室射血分数的相对减少:射频消融左束支传导阻滞并维持正常心率,心房( A )和室( V )起搏180b.p.m 3周,一种模拟室性早搏的起搏方案,平均室性早搏负荷为约50%。在心率没有本质变化的情况下,心室不同步( LBBB )会导致左心室射血分数( LVEF )相对下降约20%,而快速的心房和心室起搏以及50%的 PVCs 负荷也会导致 LVEF 下降25%-33%。

本文旨在从病理生理学角度解释电素乱与 HFrEF 是如何相互交织的,以更好地了解'电学疗法'对 HFrEF 的潜在价值。对于 HFrEF 患者的电学异常的最佳治疗方法的选择必须在其他 HF 干预措施和合并症的情况下进行(图表摘要)。正如欧洲心脏病学会( ESC )心力衰竭协会最近联合编写的立场文件所建议的那样,日益增长的 HF 治疗设备需要在每个中心设置一个多学科 HF 团队和早期转诊/评估。

病理学

与心律失常或电紊乱相关的心肌病的病理生理学经常有重叠的内在心脏触发因素,主要包括与收缩期后电位增强( PESP )相关的不规则心律、心室非同步化引起的心室力学异常、心动过速和房室解偶联(图1A)。为了解这些触发因素的后果而建立的实验模型显示,在器官、组织和细胞水平上,常见的心脏重构(尤其是氧化和代谢应激、偏心性肥厚、钙调控不当)(表1),可导致收缩功能障碍和自主神经重构。 
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表1:与心律失常或电紊乱相关心肌病的病理生理机制。
表中列出了快速性心肌病、 PVC 相关的心肌病、 AF 相关的心肌病、 LBBB 相关的心肌病的触发因素、心脏内在效应、外在(非心脏)效应以及康复情况。提示在器官、组织和细胞水平上,常见的心脏重构(尤其是氧化和代谢应激、偏心性肥厚、钙调控不当)可导致收缩功能障碍和自主神经重构。

不规则节律是 PVC 、房性早搏( PAC )和房颤的结果。不规则节律的一个重要方面是 PESP ,这是一种与钙离子超载相关的收缩能力增加的现象。

心室不同步

心室不同步指的是两个心室内部和之间的不协调收缩,当心室激活发生在正常传导系统之外时,如 LBBB 、 VT 、慢性 RV 起搏、预激综合征和室性早搏。非同步性导致室壁运动不协调的中断和进展,导致收缩功能障碍和 HF ,最广泛的研究在 LBBB中。

心动过速

动物和临床研究表明,快速性肌病的机制是多因素的,包括舒张期短、血压降低和需求增加导致灌注不足引起的亚临床缺血、细胞能量异常、氧化还原应激和钙超载。

方式分离

房室之间的最佳耦合意味着在收缩开始之前完成了心房收缩和随后的心房充盈。房室分离可以是完全的(房室收缩之间的随机间隔),也可以是两者之间的间隔不断延长(在 ECG 上 PR 间期延长的情况下)。房室分离可导致心房压升高,心室充盈不足,和/或舒张期二尖瓣返流,所有这些因素都会降低心室每搏输出量,因此可能导致 HF 的发展。)
这些心肌病的其他潜在触发因素的作用,包括血流动力学损害、心肌流量减少和内在自主神经活动,由于与上述主要诱因重叠,理解它们的作用是很困难的。

心动过速介导的心肌病(T-CM)

心动过速介导的心肌病( T-CM )的发生时间和严重程度取决于心动过速的类型、发生率和持续时间。尽管可能被低估,但据报道,在所有接受导管消融的患者中, T-CM 的发生率接近3%。尽管不太常见,但 AT 和永久性交界性往复式心动过速也经常与 T-CM 相关,患病率分别高达59%和23%。然而, AF 和心房扑动是 T-CM 最常见的原因,因为它们在成年人群中的发病率很高。
T-CM 的主要治疗方法是用抗心律失常药物和/或导管消融术以终止心动过速。在 ESC 指南中,当 T-CM 可能发生时,导管消融具有逆转 AF 患者左心功能不全的指征(ⅠB )。然而,为了最大限度地恢复左心功能,标准的 HF 药物治疗不应被忽视。

室性早搏介导的心肌病

室性早搏( PVC )是最常见的室性心律失常,常与 HF 、室性心律失常和 SCD 有关。频发 PVC 被认为是导致左心室收缩功能不全的可逆原因,被称为 PVC 介导的心肌病( PVC-CM ),在这种情况下,抑制 PVC 可以改善甚至恢复左心功能。在频发 PVC 患者中, PVC-CM 的患病率在10%-29%之间(>5-10%)。
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表2:诊断室性早搏所致心肌病的临床和室性早搏特征。
比较了导致 PVC 的 CM 和引起 CM 的 PVC 特点,前者多为患有已知患有心脏病的老年人,合并 CAD 、心肌病、右室发育不良,心脏超声提示节段性运动减退,左心室射血分数<25%,心脏 MRI (晚期 Gd 增强)提示明显痰痕,24小时 PVC <5000(<5%),多源性病灶, QRS 波形无明显特征,对 PVC 抑制后左心功能无变化;后者多为健康人,既往无心源性疾病,心脏超声提示全局运动减退,左心室射血分数35±10%,核磁提示心肌缺失或轻微的疤痕负担(≤9g), QRS 形态表现为右室流出道/左室流出道/心外膜,对 PVC 抑制后可改善左心功能。

PVC-CM 可伴有或不伴疲劳、心衰症状、晕厥和 SCD 。
如果 PVC 负荷>5%-10%且排除其他心衰原因,则应怀疑 PVC-CM ,但仅在 PVC 改善,甚至左室功能恢复正常时才能被确诊。

治疗

虽然 PVC-CM 或抗心律失常药物总体上提供了良好的长期抑制,但标准的 HF 指南指导的药物治疗是必要的,应该进行优化,但 β-受体阻滞剂和抗心律失常药物在抑制 PVC 方面往往不成功或不耐受。室性期前收缩消融是首选,因为 PVC 消融率较高,复发率低。
据报道,室性早搏消融可以逆转重构,改善左心室和二尖瓣功能、 B 型利钠肽水平和肾功能。

心房颤动

心房颤动和心力衰竭常常合并存在,并伴有较差的不良预后。可通过心率控制和节律控制来管理房颤合并心衰患者。这两种策略都有侵入性(消融)和非侵入性(药物)治疗方法。
尽管心率控制是 AF 的一种管理策略,但目前尚未明确 AF 患者的最佳心率目标。心率控制是所有 AF 患者的背景治疗,包括那些接受节律控制策略治疗的患者。
对于预后,节律和心率控制的药理学方法在预后方面似乎是相当的。 
用于控制心率和节律的电生理学方法提供了更具体和明确的解决方案。
因此,最近的临床实践指南建议,对于阵发性或持续性 AF 合并 HF 患者,推荐导管消融作为一种替代药物治疗的Ⅰ类适应症。
当控制心率的药物无效时,可以考虑房室结消融和起搏器植入。该手术相对简单,并发症发生率低,长期死亡风险低,尤其是在房室结消融前几周植入起搏器,消融后初始起搏频率设定为>70 b.p.m 时。虽然这不会恢复窦性心律和房室耦合,但该手术不会恶化左室功能,甚至可能改善特定患者的LVEF 。

不同步和再同步化治疗

疾病患病率

因此,心室非同步化是 HFrEF 患者的一个重要治疗靶点。据估计,每百万人口中至少有400名患者有资格接受 CRT ,但实际上,在欧洲,至少只有德国和意大利达到了这样的植入数量。 

心脏再同步化治疗

根据目前的指南,有 HFrEF 和 QRS 波群异常( LBBB 形态和/或 QRS 时限>130ms)的患者是进行 CRT 的良好候选者。
正如指南文件中所回顾的那样,随机试验已清楚且一致地表明 CRT 在心力衰竭症状、心力衰竭住院时间和存活率方面的获益。

患者选择

决定 CRT 效果的最重要因素是患者体内是否存在'电基质',即可重新同步化的存活组织的数量。
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图2:左图:在一项对1500名患者的研究中,心脏再同步治疗的心电图选择标准及其与终点(无,左室辅助装置植入、心脏移植或死亡的复合生存终点)的关系。
图 A:为常规标准(左束支传导阻滞和 QRS 间期>150ms)。
图 B:为 QRS 波群下面积( QRSarea )。
左束支传导阻滞的存在是心脏再同步治疗结果的决定因素,特别是当 QRS 时限为>150ms时,但 QRSarea >109uV比左束支传导阻滞更能决定心脏再同步治疗的结果。右图:心脏再同步治疗当前选择的示意图概述。位置1和2表示常规的右室和左室起搏位置。心内膜心脏再同步化治疗可以通过将常规起搏导线通过卵圆孔和二尖瓣插入左心室(3)或使用无线起搏电极(4)来实现,该电极由超声换能器刺激。希氏束(5)、左束支(6)和左室间隔起搏(7)是使用经导管插入并拧入间隔的4Fr导线进行的。

先前提出的一种改善患者选择的方法是在 ECG 标准之外使用机械非同步标记物,尤其是使用斑点跟踪超声心动图。
即使右心室起搏的比例低至20%,也可能引起右心室非同步化和随时间推移的 HF 。

提供治疗服务

除提供≥95%的双心室起搏外,左室导联的位置是决定 CRT 结果的第二个因素。鉴于不同患者的最佳左室导联位置不同,因此需要个性化选择。
为了提高 CRT 的生理活性,已经采用了几种方法在心内膜进行左室起搏。
最近发展的和生理上更优越的再同步化方法是心内膜 CRT,HBP,LBBP 和左室深间隔部起搏( LVSP )(图2)。 

其他电学治疗方法

心脏收缩力能调节( CCM )包括在心脏绝对不应期将非兴奋性电信号传递到右室间隔。
FIX试验在纽约心脏协会(NYHA)Ⅲ-Ⅳ级HF患者中进行,LVEF为≥25-≤45%,QRS持续时间<130 ms。在这些研究中,心肌收缩力调节与运动耐量和生活质量的小幅改善有关。
心脏功能差会造成自主神经系统失衡。对于不适合 CRT 的患者而言,近年来研发的自主神经系统调节方法,如迷走神经刺激,肾交感神经消融、压力感受器刺激等或具有一定的疗效。尽管这些方法已在临床前模型中取得了较好的结果,但临床试验显示其不能使患者获益或获益有限。

心力衰竭电学治疗的指南与实施

目前的 ESC /欧洲心脏节律协会( EHRA )指南建议无论患者的心衰症状如何,房颤导管消融均可逆转左心室功能障碍(Ⅰ 类);在选定心衰患者中进行房颤导管消融,可提高生存率,减少心衰住院风险(Ⅱa 类)。对于左室功能降低,且心率频繁或持续增快>100bpm的患者(与 T-CM 一致),建议进行导管消融 SVT ( ⅠB 类)。
对于症状性或无症状频发单形性 PVC 和疑似 PVC-CM 患者(Ⅰ类),以及因双心室起搏反应欠佳导致对 CRT 无反应的患者(Ⅱ类),可通过导管消融治疗PVC。
窦性心律和 QRS 波持续时间≥130ms的症状性 HFrEF 患者,可在最佳药物治疗基础上进行 CRT 治疗(根据 QRS 波宽度和形态分为Ⅰ-Ⅱ类推荐)。
基于上述证据和指南建议,我们提出了图3所示的决策流程。应评估每个 HFrEF 患者是否有非同步化、持续性心动过速、房颤和室性早搏。 
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图3:基于指南和证据的心衰电学异常治疗流程图。
对于接受了最佳药物治疗的 HFrEF 患者,如为非同步,则再同步化治疗;如为房颤,则 PV 隔离,节律控制,或房室结消融,心率控制;如 PVC>10000/天,则 PVC 消融,节律控制;如为其他心动过速,则消融行心率控制。

在 CRT 的情况下,对少数符合 CRT 条件的患者进行药物治疗和 CRT 的最佳组合。欧洲的数据表明,只有三分之一符合条件的患者实际上接受了 CRT 。 
ESC 的几个心脏学会最近发表的一份联合立场声明描述了深入的理论和实践战略,以实现更全面的 CRT 转诊和术后护理,重点放在四个可操作的领域:
①克服 CRT 利用不足;
②更好地了解植入前的特点;
③放弃'无反应'一词,代之以疾病改变的概念;
④实施专门的植入后 CRT 护理路径。
不幸的是,由于缺乏长期的动态监测来识别亚临床和间歇性心律失常, T-CM 和 PVC-CM 经常被漏诊。

心力衰竭电学治疗的性别差异和治疗

HF 的个体化电学治疗管理应考虑性别因素。目前,设备治疗和消融在患有心力衰竭的女性中应用不足。值得注意的是,尽管与男性相比女性接受 CRT 的可能性较小,但其在该疗法中的获益或更多。
女性较低的 CRT 转诊率可能与转诊模式中的性别/性别偏见有关,并且与 HFrEF 相比,女性更经常患有射血分数保留的心衰。
女性患者的房颤消融率也较低,接受 ICD 治疗的人数明显少于男性。

讨论

结论

文献资料表明,房颤、 AT 、 PVCs 、 LBBB 和房室分离等电学疾病可能严重影响心脏泵的功能,并引起或加重心衰。
消融和 CRT 等电生理疗法有助于这些电学疾病的治疗,且得到了心衰指南的推荐。
尽管如此,这些治疗方法在心衰患者中的利用率仍较低。因此,本文建议心衰治疗团队配备心电专家。除此之外,进行电生理疗法时,还应注意患者的个体化差异,如性别、体型。


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