冷冻消融术治疗心房颤动的研究进展

Research Progress of Cryoablation in the Treatment of Atrial Fibrillation

摘要: 在医学研究不断深入的背景下，心房颤动作为一种临床上的常见疾病，以环肺静脉电隔离作为核心，通过二代冷冻球囊导管来实施肺静脉的电隔离，并且逐渐将其作为房颤消融肺静脉隔离(PVI)的主要方法。鉴于此，本综述立足房颤及冷冻消融术相关概述，对冷冻球囊的选择和进展、适应症进行论述，最终对冷冻消融术的策略做出阐述，希望能为相关工作提供参考。

Abstract: In the context of the ever-increasing medical research, atrial fibrillation, as a common disease in clinical practice, catheter ablation is centered on electrical isolation of the circumflex pulmonary vein, which is performed by a second-generation cryoballoon catheter, and it is gradually being used as the main therapy for ablative pulmonary vein isolation (PVI) in atrial fibrillation. In view of this, this review is based on an overview of atrial fibrillation and cryoablation, and discusses the selection and progression of cryoballoons, indications, and ultimately strategies for cryoablation, in the hope of informing related work.

1. 引言

心房颤动(Atrial fibrillation, AF)属于一种心律失常范畴，目前影响全球超过3300万人，预计其患病率将在未来40年内增加一倍以上[1]。该病也是导致患者心功能恶化、脑卒中等疾病的重要原因，其发病因素和患者的年龄和身体基础情况有关，不及时治疗会对患者身体健康造成严重威胁。将冷冻能源和专门为肺静脉设计的二代球囊导管相结合，应用于AF导管消融治疗领域的一项新技术，这种治疗操作相对简单且疗效显著，对房颤治疗具有里程碑意义，研究其发展进程，并对患者的预后具有积极意义。

2. 房颤及冷冻消融术的相关概述

2.1. 房颤的治疗现状

AF在临床上属于心律失常范畴，会导致患者心功能恶化，甚至出现残疾或者死亡，严重威胁患者健康[2]。其发病机制较为复杂，而目前公认的被作为AF触发机制的是肺静脉的异常电活动，这一研究也为其治疗做出重要贡献[3]。房颤的治疗目前主要遵循ABC管理原则，通过控制症状、转复和维持窦性心律、抗凝治疗及心脑血管栓塞事件的预防为主。针对药物治疗无效，病情反复不断的患者首选导管消融治疗，而不同能源的应用将其分为热消融和冷消融，即射频消融(Radiofrequency Ablation, RFCA)和冷冻球囊消融(Cryoballoon Ablation, CBA)。逐点式进行的RFCA手术时间较长，术中患者的体验欠佳，导致配合度降低，而CBA恰好改善了上述缺点，通过二代球囊封堵肺静脉口，操作简单有效，手术时间短，安全性更好[4] [5]。

2.2. 冷冻球囊的有效性与安全性

冷冻球囊消融主要是将装有液氮的二代球囊导管送至靶肺静脉消融的部位，通过制冷剂吸收热量降低患处的温度，彻底地损伤病变的细胞组织。目前临床上已经有足够多的研究表明冷冻球囊治疗房颤的远期成功率和射频消融技术相差不大，同时表现比射频消融技术更加安全，其并发症的发生率并不比射频消融技术更高[6]。

2.3. 冷冻球囊消融系统的组成及原理

术中主要应用二代冷冻球囊、冷冻控制仪、可调控型导管鞘、Achieve电极等进行冷冻消融。冷冻球囊能够观察患者肺静脉电位的变化。冷冻消融的过程包括冷却和复温阶段。通过在球囊表面形成冰晶核，直接地冻伤心肌组织的为冷却时期；而在复温阶段时冰晶核会被融化，导致微循环的障碍，会对细胞组织造成二次且不可逆的伤害，在不破坏组织正常结构，也能保存细胞内部超微结构，进而降低肺静脉狭窄等并发症[7] [8]。

3. 冷冻球囊器械的选择及进展

随着医学发展，传统环肺静脉“逐点式消融”已经逐渐消失，取而代之的是冷冻球囊(Arctic Front)导管，通过球囊充气完全封堵肺静脉口的血流，释放液氮开始进行冷冻消融，随后去判断肺静脉隔离的成功与否，这将通过置入的Achieve环状标测导管进行各个靶肺静脉电位变化的实时观察[9]。目前国内的冷冻消融主要以第1代球囊为主，而第2代球囊已在一些发达的欧美国家被采用。两者相比，2代球囊对于患者的肺静脉隔离会更加充分，疗效也会有所提升。这是因为其在1代设计的基础上将原先的球囊表面有效冷源释放的带状面改进为半球面，将整个球囊远端的制冷变得均匀，扩大了肺静脉组织的接触面积。但是有研究发现，2代球囊的应用中，患者食管和膈神经等周围组织损伤的发生概率较前明显增加，说明2代球囊的安全性目前仍需加强重视[10]。

冷冻球囊的肺静脉隔离的适应症

大部分典型的房性心律失常主要起源于肺静脉，而被设计来顺应肺静脉的解剖形态的正是2代冷冻球囊，因此该类患者治疗的应用中经常采用2代冷冻球囊[11] [12]。而部分患者的触发病灶是由非肺静脉起源的，常合并有心房扑动等，治疗中2代球囊则不适用，可采用导管消融方式[13] [14] [15]。目前导管消融技术在临床上已经被不断实践，并且在治疗有症状、且药物疗效较差的持续性慢房颤的患者中发挥着重要的作用。而部分持续性房颤患者的治疗中，仍然需要进行PVI [16]，同时在此基础上改进消融策略，这并不能表明可以降低术后房颤的复发风险，因此仍需要通过大量的研究[17]来进一步探索这类患者适合的最佳消融方法。

4. 球囊冷冻消融的临床应用新进展

4.1. 手术操作技巧

分段的消融方式主要适用于封堵无法被一次性的情况，这主要是由肺静脉共干以及及肺静脉开口问题所导致；近端封堵技术可以避免肺静脉撕裂或狭窄，这是因为该技术可确保肺静脉前庭能够被球囊完全封堵，能够有效降低周围组织损伤的发生风险[18] [19]。

4.2. 冷冻消融策略

4.2.1. 扩大消融

针对扩大消融的探索从未停止，主要是扩大肺静脉前庭的损伤面积，形成以肺静脉口到心房10~15 mm处的肺静脉前庭区域的带状消融径线，来帮助患者消除更多的病灶，这种扩大冻伤范围的新术式，被称为扩大肺静脉前庭冷冻消融术(Wide Antral Circumferential Ablation, WACA)。第一个应用射频导管进行比较WACA与常规肺静脉隔离环成功率的前瞻性随机对照研究，表明使用射频导管的WACA术成功率较单纯的环肺静脉口部消融更高，因此针对扩大消融的探索和尝试[20] [21]在临床上逐渐展开。

4.2.2. 量化消融

在临床治疗中，患者在肺静脉受到持续隔离后，肺静脉和左心房之间的电信号传导被中断，房颤治疗的目的也由此达到。在临床上常见的冷冻策略为每支肺静脉行“180 s + 180 s”的消融，在新一代CB2球囊使用中，加入消融面积不断增加，消融能量有效性超过一定范畴，很有可能导致患者发生食道及膈神经损伤类疾病[22] [23]。在临床上既要保证消融术的治疗效果，还要尽量降低并发症的发生风险，进而人们开始逐渐尝试量化消融治疗。阵发性房颤患者的治疗中，医生会通过肺静脉隔离时间来计算冷冻剂量的方法进行消融，与传统的“180 s + 180 s”的消融方法进行对照研究，并完成为期1年的随访，发现缩短患者总的手术时间及冷冻消融时间，成功率在两中方法下无明显差异。在实际操作中，建议每次的消融时间低于180 s，不可连续消融，若有球囊与靶肺静脉的前庭区域贴靠不好的情况时，建议在保证肺静脉前庭大环隔离的前提下，通过另外的分支来完成第2次的消融[24] [25]。

4.2.3. 肺静脉外的冷冻球囊消融

非肺静脉触发灶的起源点可采用PVI之外的消融策略，这包含了顶部消融、左心耳嵴部的消融、左心房后壁消融等方法。结合相关研究表明，在常规消融的基础上，同时对患者肺静脉以外的起源点进行消融，结果患者1年内无房性心律失常的发生[26] [27] [28]，这证实了房间隔、左房顶部、左房后壁、二尖瓣峡部线、SVC等外解剖部位的消融也是安全有效的。同时另一项研究表明，在持续性房颤患者中，进行基础术式联合非常见起源点的消融方法具有可行性，其即刻的手术成功率高，冷冻消融时间较短。

4.2.4. 结合心腔内超声(ICE)进行冷冻球囊消融

国内近些年的冷冻消融术的完成主要还是暴露在射线下，而国外巧妙地应用了ICE来辅助冷冻消融环境术，提供了零射线的环境。术中主要借助ICE来引导，实现房间隔的穿刺、创建左房与肺静脉的几何形状的目的。术中仍可通过显示的调弯鞘和球囊位置，以此来反映和评估冷冻球囊的封堵情况[29] [30] [31]。该手术安全有效，部分肾功能障碍患者可采用该种方式。

4.2.5. 房颤一站式治疗

在非瓣膜性房颤患者治疗中，由于心房的颤动引起左心耳血栓的形成，为防止心耳内的血栓脱落进入到体循环，为实现预防脑卒中等血栓栓塞事件发生的目的，在术中可同时完成左心耳的封堵。临床上可以采取导管消融联合左心耳封堵(LAAC)的一站式手术，这种方式可以一次性兼顾异常电信号的消融和心脑血管事件的预防，不仅避免了反复的住院、手术和抗凝治疗，同时也减少了术中可能出现的各种并发症。在进行了为期2年的随访实践中，完成了一站式手术治疗的患者中，发现约有90%以上的患者停用了抗血栓药物，脑卒中和出血率均明显下降到3%以下，心脑血管栓塞的风险明显降低[32] [33]。

5. 结语

总而言之，冷冻消融技术发展至今已经比较成熟，在临床上操作比较简单，学习起来时间比较短，整个手术过程中能尽可能降低患者的伤害，目前发展和应用前景比较广阔。冷冻球囊治疗效果和射频消融差异不大，但其高安全性、低并发症的特征，助力AF患者的治疗更加顺利，这需要不断地深入研究。

基金项目

自治区区域协同创新专项(科技援疆计划)——《穿戴式12导联心电设备早期预警监测体系在心房颤动筛查和术后随访中的临床应用及推广》(No. 2021E02076)。