Circulation:心律失常导管消融术的历史、现行面临的问题,以及未来发展方向
在过去的五十年里,导管消融已经发展成为一种有效且安全的心律失常治疗方法。导管消融的演变关键在于新颖的电生理观察和演绎推理,这些促进了对心律失常机制的清晰理解,从而定义了消融的潜在目标。消融主要通过对单一或线性靶点的标测来指导,这些目标通常是固定的、定义明确且可重复的心律失常机制,通常通过激动标测、复极化或起搏标测技术来确定。
技术进步也很重要,包括开发新型的标测和消融导管、各种能量源,以及与超声、计算机断层扫描和磁共振成像等高级成像技术相结合的三维电解剖标测系统,这些都促进了导管消融的临床应用。因此,一个由实验、临床和生物医学研究推动的临床学科和产业诞生了,并继续快速发展。
随着发现肺静脉心肌袖过早重复放电在房颤(AF)起始和维持中的作用,一个新的科学研究和技术进步时代开始了。AF的消融涉及多个靶向部位。目标可能难以捉摸,因为AF的机制通常是多因素的,特别是在经过广泛的电解剖重构之后。为了促进标测和消融,开发了新型阵列导管、标测系统和各种能量源,包括射频、激光、超声、冷冻,以及最近的脉冲场。与此同时,因缺血性心脏病和心力衰竭管理的进步,广泛使用植入式心律转复除颤器(ICD)以及随后的生存率提高,越来越多的患者需要对复杂的室性心律失常进行消融治疗,这进一步推动了研究和技术创新。
然而,实现透壁损伤仍然是一个挑战,特别是在针对壁内和心内膜下病灶、进入关键心外膜部位以及邻近重要结构的目标时。此外,高时空分辨率下精准实时标测血流动力学不稳定的室性心律失常、多形性室性早搏以及室颤触发等也同样面临困难。为了靶向定位血流动力学不稳定和多形性室性心律失常,越来越多地进行基质修饰,但这种方法存在大规模消融的风险,缺乏足够的特异性,可能导致已经受损的心室中的心肌细胞无意间丧失。
心脏电生理学有望发展成一个更全面和整体的学科,而不仅仅是专注于标测和消融技术。从社会角度来看,除了安全性和有效性,成本、效率和资源利用将变得越来越重要,以实现更广泛的采用和全球范围内的公平获取。
尽管为了改善AF的标测和消融进行了大量研究,但由于导管和能量源的广泛应用、手术成本的增加以及需要重复消融,效果已趋于平稳。一方面,通过采用新技术来提高消融损伤的效率、安全性和持久性,持续的进步将得以实现。随着这些努力带来手术结果和效率的逐步改进,它们也将改善医疗照护的可及性。然而,正如我们在过去十年中见证的使用几项新技术的情况,除非我们首先从心律失常机制入手,否则总体效果不太可能有显著改善。
一种新的重要治疗组成部分将包括上游疗法以改变疾病过程,类似于在肿瘤学中已经确立的新辅助治疗。认识到标测和消融在准确识别和消除多重、动态和进展性房颤机制方面的局限性,使用能够调节钙动力学、肾素-血管紧张素-醛固酮系统、细胞外基质、细胞间耦合、氧化应激、葡萄糖/能量稳态和自主神经调节的药物进行上游干预将是有帮助的。
及时进行肥胖、糖尿病、高血压、运动能力、限制酒精摄入和阻塞性睡眠呼吸暂停等生活方式的改变将继续发挥越来越重要的作用。上游疗法将成为治疗的重要组成部分,通常与导管消融结合使用。正如最新指南中所提到的,识别高风险个体并进行早期干预以改变疾病进程,将进一步改善人群的整体健康结果,并为精准治疗铺平道路。
然而,根本的挑战在于缺乏对房颤(AF)确切机制的全面理解,这些机制应该首先得到预防,然后才能进行有效治疗。因此,需要尽早加强对机制研究的关注。在初期许多新型标测技术失败之后,投资于机制研究和开发精确标测系统的热情有所降低。然而,这些步骤对于进一步提高导管消融的成功率至关重要。早期失败很可能是由于技术限制、持续性房颤的基础机制异质性,以及参与临床试验的中心经验和专业知识差异所导致。时空分辨率的限制、远场干扰的过滤以及集成的多域标测可能导致了早期结果不理想。
在未来几年中,这些技术限制将被克服。标测技术将通过在时空分辨率、信号处理、接触和非接触记录的精度、近实时和实时多域(时间、频率、相位)以及多模态(电图、电荷密度、光学、热、机械等)标测与图像集成方面的改进而实现重大飞跃。尽管进展缓慢,但实时磁共振成像引导的导管消融将继续发展,使得能够精确识别消融的解剖目标成为可能。尽管早期临床经验效用有限,体表标测与集成立体定向远程消融也可能取得进展。除了基于电图的标测以定义传导和激动模式外,还可能通过使用示踪剂来进行钙动力学、氧化应激或心肌细胞中葡萄糖和其他代谢物利用的功能和代谢标测。
消融技术将继续发展。脉冲场消融和电穿孔将进一步优化。很可能将结合各种能量源和消融方式,如脉冲场、射频、冷冻和相控消融,以最好地利用每种技术的独特优势。实时损伤评估以调整消融参数将变得容易实现。现代绘图和消融系统的设计、材料、机械和能量源将继续优化。特定细胞靶向消融将实现。将识别并标记对心律失常机制至关重要的特定细胞,使用钙、氧或葡萄糖/代谢状态的示踪剂。这些敏化剂将与促进细胞死亡的药剂结合,并使用各种形式的光、超声、化学药剂或其他增强剂激活,以实现特定细胞的消融。这种方法将消除无意的附带损伤,最小化组织损伤,并仅靶向在AF和其他心律失常的生成和维持中活跃的细胞。
消融技术将继续发展。脉冲场消融和电穿孔技术将进一步优化。很可能会结合多种能量源和消融方式,如脉冲场、射频、冷冻消融,以最佳利用每种技术的独特优势。实时损伤评估以调整消融参数将变得更加容易实现。现代标测和消融系统的设计、材料、机械和能量源将不断优化。特定细胞靶向消融将成为现实。通过使用钙、氧或葡萄糖/代谢状态的示踪剂,可以识别并标记对心律失常机制至关重要的特定细胞。这些示踪剂将与促进细胞死亡的药剂结合,并通过各种形式的光、超声、化学药剂或其他增强剂激活,实现特定细胞的消融。这种方法将消除无意的附带损伤,使组织损伤最小化,并仅靶向处理在房颤(AF)和其他心律失常的生成和维持中活跃的细胞。
对于室性心律失常,两个主要领域的进一步进展将带来帮助。首先,使用接触、非接触以及体表标测方法的即时标测技术将得到改进,以更好地描绘血流动力学不稳定的心律失常机制,可能包括室颤。其次,新型消融技术将能够在保护冠状动脉血管和膈神经的同时,通过较厚且通常纤维化的室性心肌实现透壁损伤。使用各种类型辐射或超声的立体定向消融将进一步优化并逐步改进。
学习过去的经验,基于成功和失败的教训,以焕然一新的视角和方向调整,走向整体的、机制驱动的、全面的方法应是前进的道路。患者、社会和学习者的光明未来在很大程度上依赖于科学家、临床医生、行业和资助机构之间的真正合作伙伴关系。
来源: Ablation of Cardiac Arrhythmias: Past, Present, and Future. Circulation. 2024 Jul 2;150(1):4-6. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA. 124.068298. Epub 2024 Jul 1.
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