使用主动食管冷却确定心房颤动消融术的连续性指数值
Summary
该方案描述了用于确定使用射频消融术接受肺静脉隔离手术的患者连续性指数的方法，并展示了使用主动食管冷却的消融手术与使用传统管腔食管温度监测的手术之间连续性指数的差异。
Abstract
射频 （RF） 消融术进行肺静脉隔离 （PVI） 治疗心房颤动，对侧支结构（包括食管）存在一些风险。美国食品药品监督管理局 （FDA） 已授予使用专用设备的主动食管降温的上市许可，以降低 RF 心脏消融手术导致消融相关食管损伤的风险，最近的数据还表明，食管降温可能有助于改善治疗的长期疗效。解释这些发现的机制基础是通过量化定义为连续性指数 （CI） 的病变放置连续性而存在的。Kautzner 等人通过病灶放置的顺序量化了 CI，因此，每当病灶放置在与先前病灶不相邻的位置时，CI 就会增加导管尖端移动的节段数。
为了促进 CI 的实时计算并鼓励进一步采用该工具，我们提出了一种修改，其中非相邻病灶的位置仅使 CI 增加一个单位，避免了对心房分割的潜在模糊标志物进行计数的需要。该协议的目的是描述在实时 PVI 病例中前瞻性计算 CI 和使用记录的病例数据回顾性计算 CI 的方法。然后比较了使用主动食管冷却的病例和使用管腔食管温度 （LET） 监测的病例之间的结果。
Introduction
在全球心房颤动 （AF） 病例数量不断增加的情况下，使用射频 （RF） 导管消融术的肺静脉隔离 （PVI） 已成为恢复窦性心律的最常用方法之一1。研究表明，间接病变质量标志物，如阻抗下降、导管-组织接触力、导管稳定性和双极电图振幅降低，是跨壁性的证据，这有助于 PVI2 的有效性。尽管有这些可用的标志物，但改进成功隔离并最终实现长期无心律失常仍然是电生理学家的首要任务。临床数据表明，沿圆周隔离线放置相邻、重叠和连续病灶与较低的复发率和实现跨壁相关单极电图 （TUE） 的可能性较高相关2,3。
Kautzner 等人在 EFFICAS II 研究中开发了连续性指数 （CI） 来量化不连续的病变放置，以进一步了解消融过程中病变放置的顺序如何影响短期和长期疗效（图 1）3。CI 是指由于局部过热而提前停止射频电源后，导管尖端移动以将后续病灶放置在非相邻位置的位置数。较高的 CI 意味着连续病灶放置的不连续性更多。这项研究表明，与 CI ≥ 6 相比，低 CI （CI < 6） 的 PVI 由于连续导管移动导致成功隔离率显着增加，从而实现更有效的电隔离 63。观察到的与较高 CI 相关的长期疗效降低的一种可能机制是病变周围发生的快速水肿形成，这被认为会导致可逆的 PVI 4,5。当后续病变延迟时，快速水肿形成可能会阻止相邻位置的透壁或连续病变形成，并可能显着改变或隐藏受阻组织区域的局部电图 2,3。在 PVI 期间需要预防食管热损伤和可能致命的食管瘘 （AEF）;然而，由于在食管中检测到局部过热，使用传统的管腔食管温度 （LET） 监测通常会迫使射频能量应用停止 6,7,8。这反过来又会导致 CI 显著增加。
图 1：最初为两个消融模式示例定义的连续性指数计算示例3。该数字取自 Kautzner 等人 3。缩写：CI = 连续性指数。 请单击此处查看此图的较大版本。
美国食品药品监督管理局 （FDA） 已授予主动食管冷却装置（参见材料表）的上市许可，以降低射频心脏消融手术导致消融相关食管损伤的可能性，来自 25,000 多名患者的数据表明，冷却后 AEF 率显着降低9.长期随访数据还表明，与 LET 监测相比，使用降温时心律失常的发生率更高10,11。冷却装置是放置在食管中的非无菌多腔硅胶管，很像口胃管，用于冷却或加热患者。该管充当无意中传递到食管的射频能量的散热器，从而最大限度地减少食管组织损伤，而心包组织则阻止心房组织显着冷却12。通过将食管冷却装置连接到外部热交换器来控制设备温度，该热交换器在设备内循环蒸馏水（图 2）。该设备可由任何获准放置标准口胃管的提供者（护士、医生、护理人员）放置。对于消融手术，该装置通常由麻醉师或 CRNA 在麻醉诱导和插管后立即放置。通过在透视上观察胃腔中不透射线的远端尖端来确认放置。该装置也可以在消融术中常用的心内超声心动图 （ICE） 上看到。在手术过程中，可以通过常规方法（Foley、直肠、前额、腋窝或鼓膜温度探头）连续测量患者的体温，但不能通过食管探头测量。回想一下，腋窝温度通常比核心温度低 1.5°C，因此有必要将其添加到腋窝测量值中以反映患者核心温度13。
图 2：主动食管温度管理系统示意图。 市售的热交换装置产生温控水，然后通过标准管组输送到放置在食道中的设备中。在设备内以 ~1.5 L/min 的速率循环后，水返回热交换装置。独立的中央管腔允许胃减压和抽吸。装置远端的射线不透性允许在胃腔进行透视观察，以确认正确放置。 请单击此处查看此图的较大版本。
最近的烧伤文献发现，热损伤后降温与烧伤严重程度降低之间存在很强的关联，这种影响的机制延伸到热量消散之外，包括通过以下方式改变细胞行为：（i） 减少乳酸和组胺的释放，（ii） 稳定血栓素和前列腺素水平，（iii） 减缓局部新陈代谢， （iv） 改变膜通透性，以及 （iv） 抑制激肽释放酶活性14。对体温过低对烧伤的局部影响的日益了解为本研究中使用的食管冷却装置所看到的显着安全益处提供了机制基础15。主动食管冷却允许连续放置连续病灶而不会中断，并且无需因局部过热情况或温度警报而暂停，这可能是由于上述机制。这反过来又减少了操作员的认知负荷，减少了手术时间，并允许减少 CI，从而提高长期 PVI 成功率16,17。
我们在本协议中的目的是描述在实时病例中前瞻性计算修改后的 CI 的方法，并描述在记录的病例中用于回顾性计算修改后的 CI 的方法。然后，我们为利用主动食管冷却的实时观察以及采用冷却之前的回顾性数据的病例提供代表性结果。这种方法的一个优点是可以很容易地实时和回顾性地测量 CI。通过观察有和没有降温的 PVI 病例的 CI，可以进一步量化降温对长期疗效和病变连续性的影响，并且有可能进一步促进使用 CI 作为 PVI 质量指标。继续研究在 RF 消融和临床疗效方面探索 CI 和病变质量仍然很重要，尤其是当脉冲场消融似乎与新不良事件的风险相关而没有令人信服地改善长期结果时 18。
Protocol
Representative Results
Discussion
CI 是反映在 PVI 案例中获得的隔离质量的附加指标。Kautzner 等人在 EFFICAS II 研究中开发了测量这一关键变量的初始方法，并证明了 CI 对隔离完整性和由此产生的心律失常自由度的显着影响3。在此处描述的方案中，CI 计算是从 EFFICAS II 研究修改而来的，以进一步简化计算，并提供一种更简单的方法来在实时实时病例中前瞻性计算 CI，以及从常规获得的病例记录中回顾性计算 CI （图 4）。在活体病例中，查看肺静脉并评估任何给定病灶被放置在哪个象限可能具有挑战性（由于缺乏肺静脉节段的正式划分，并且导致适当数量的指数单位增加的歧义）。此处描述的拟议修改方法捕获了 EFFICAS II 中报告的基本假设和方法，同时提供了一种更可行的方法来获取每种情况的 CI，这反过来可能有助于现有标测系统的自动化。
图 4：用于实时和回顾性计算的修改后的连续性指数计算示例。 这些计算仅涉及将每个非相邻病灶增加一个单位。缩写：CI= 连续性指数。 请单击此处查看此图的较大版本。
在潜在病例中确定 CI 的关键是让一名工作人员能够在实时手术期间跟踪病变位置并记录数据。回顾性病例审查的关键部分是让一名能够访问 CARTO 3 绘图软件的工作人员能够轻松高效地访问病例并记录数据。对于回顾性病例，详细说明 CI 计数和汇总的方案的关键步骤（步骤 2.9.7-2.10）通常需要 ~10-15 分钟。但是，完成前面的步骤大约需要 30 分钟的额外时间，因为每个案例的下载可能需要 10 分钟以上。
该方法的局限性包括：在现场病例期间计算 CI 需要在医生消融时房间内有额外的人，以及这项工作所需的时间。在每种情况下，这个人通常会花费一个小时或更长时间，以确保他们从第一个到最后一个病灶放置都在场。许多实验室和控制室的空间有限，可能难以容纳额外的人员。测量回顾性案例的 CI 还需要一名专职人员在场。在这项研究中，提供了一个具有代表性的回顾性病例作为 LET 监测 PVI 中 CI 的比较。目前正在收集其他数据，以提供更正式和有充分把握度的比较分析。
其他限制包括收集的数据来自单个中心的 4 名操作员，用于前瞻性和回顾性病例。虽然回顾性评价可能最大限度地减少了偏倚，但电生理学家可能在前瞻性病例期间获取数据时改变了他们的病灶放置策略以最小化 CI。此外，每个病例的 CI 由一名评价员确定，而不是由另一名评价员独立验证。
该方法的未来应用或方向将是自动化 CI 采集过程。与导管-组织接触力类似，CI 理想情况下是在病例期间实时计算的自动生成值，通过导管放置病灶位置和现有的电解剖标测功能来测量。在病例中接近 5-6 个 CI 单位的医生可以调整他们下一个计划的病灶放置或采用其他方法来最大限度地减少病灶不连续性/高 CI。
在射频消融过程中使用 ensoETM（Attune Medical，芝加哥）进行主动食管冷却，可实现低 CI。以前的出版物表明，这可能是主动降温 PVI 病例长期无心律失常率较高的一种可能机制10,11。一项前瞻性随机对照试验 （NCT04577859） 正在进行中，该试验比较了主动食管降温与 LET 监测对长期手术效果的影响。这项多中心研究的入组目标是 250 名患者，研究中心将包括 CI 数据。在随机对照试验中进一步探索该变量有望提供更强的 CI 对长期无心律失常影响的估计。有力的证据表明存在重大影响，反过来可能支持消融导管制造商开发软件以包括这项措施的努力。
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
本出版物中报告的研究得到了美国国立卫生研究院国家心肺血液研究所的部分支持，奖项编号为 R44HL158375（内容完全由作者负责，不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点）
Materials
| Blanketrol III hyper-hypothermia system | Gentherm Medical, Cincinnati, OH | Model 233 | Programmable heat exchanger for temperature regulation |
| Carto 3 System | Biosense Webster, Inc. (J&J MedTech), Irvine, CA | FG-5400-00 | 3-D mapping system with the integration, scalability and insights to help electrophysiologists make optimal treatment decisions. |
| ensoETM | Attune Medical, Chicago, IL | ECD02A | Active esophageal cooling device |
| Esophageal Stethoscope with Temperature Sensor Level 1 | Smiths Medical ASD Inc., Minneapolis, MN | ES400-18 | Luminal Esophageal Temperature (LET) monitoring system |
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