Определение значений индекса непрерывности при абляции фибрилляции предсердий с проактивным охлаждением пищевода
Summary
В этом протоколе описаны методы, используемые для определения индекса непрерывности у пациентов, перенесших процедуры изоляции легочных вен с использованием радиочастотной абляции, и продемонстрированы различия в индексе непрерывности между процедурами абляции с использованием проактивного охлаждения пищевода по сравнению с процедурами с использованием традиционного мониторинга температуры просвета пищевода.
Abstract
Радиочастотная (РЧ) абляция для проведения изоляции легочных вен (ПВИ) для лечения фибрилляции предсердий сопряжена с некоторым риском для коллатеральных структур, включая пищевод. Проактивное охлаждение пищевода с использованием специального устройства получило разрешение на продажу от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для снижения риска повреждения пищевода, связанного с абляцией, из-за процедур радиочастотной абляции сердца, и более поздние данные также свидетельствуют о том, что охлаждение пищевода может способствовать повышению долгосрочной эффективности лечения. Механистическая основа, объясняющая эти результаты, существует посредством количественной оценки смежности места поражения, определяемой как индекс непрерывности (ДИ). Kautzner et al. количественно определили ДИ в порядке размещения очага поражения, так что всякий раз, когда поражение размещается не рядом с предыдущим поражением, ДИ увеличивается на количество сегментов, через которые переместился кончик катетера.
Чтобы облегчить расчет ДИ в режиме реального времени и стимулировать дальнейшее внедрение этого инструмента, мы предлагаем модификацию, при которой размещение несмежных поражений увеличивает ДИ всего на одну единицу, что позволяет избежать необходимости подсчета потенциально туманных маркеров сегментации предсердий. Целью данного протокола является описание методов расчета ДИ как перспективно в случаях ПВИ в реальном времени, так и ретроспективно с использованием записанных данных случаев. Затем приводится сравнение полученных результатов между случаями, в которых использовалось упреждающее охлаждение пищевода, и случаями, в которых использовался мониторинг температуры просвета пищевода (ЛЭТ).
Introduction
Изоляция легочной вены (ПВИ) с использованием радиочастотной (РЧ) катетерной абляции стала одним из наиболее распространенных методов восстановления синусового ритма в растущем числе случаев фибрилляции предсердий (ФП) во всем мире1. Исследования показали, что косвенные маркеры качества поражения, такие как снижение импеданса, сила контакта катетера с тканью, стабильность катетера и снижение амплитуды биполярной электрограммы, служат доказательством трансмуральности, что способствует эффективности PVI2. Несмотря на эти доступные маркеры, улучшение успешной изоляции и, в конечном счете, долгосрочное освобождение от аритмий остается высоким приоритетом для электрофизиологов. Клинические данные показали, что размещение соседних, перекрывающихся и непрерывных поражений вдоль кольцевой линии изоляции связано с более низкой частотой рецидивов и более высокой вероятностью достижения трансмурально-ассоциированной униполярной электрограммы (ТИ)2,3.
Kautzner et al. в исследовании EFFICAS II разработали индекс непрерывности (CI) для количественной оценки прерывистого расположения очага поражения с целью дальнейшего понимания того, как порядок размещения очага поражения во время абляции влияет как на краткосрочную, так и на долгосрочную эффективность (Рисунок 1)3. КИ относится к количеству положений, через которые переместился кончик катетера для размещения последующих поражений в несмежных позициях после досрочного прекращения радиочастотного питания из-за локального перегрева. Более высокий уровень ДИ подразумевает больший разрыв при последовательном размещении поражения. Это исследование показало, что ПВИ с низким уровнем ДИ (ДИ < 6) приводит к значительному увеличению успешной изоляции в результате непрерывного движения катетера, что обеспечивает более эффективную электрическую изоляцию по сравнению с КИ ≥ 63. Одним из возможных механизмов наблюдаемого снижения долгосрочной эффективности, связанного с более высоким ДИ, является быстрое образование отека вокруг поражений, что, как считалось, приводит к обратимому ПВИ 4,5. При задержке последующих поражений быстрое образование отека может предотвратить образование трансмурального или смежного поражения в соседних местах и может значительно изменить или скрыть локальные электрограммы в области оглушенной ткани 2,3. Существует необходимость в предотвращении термического повреждения пищевода и потенциально летального атриоэзофагеального свища (ФЭП) во время ПВИ; однако использование традиционного мониторинга температуры просвета пищевода (ЛЭТ) часто приводит к прекращению применения радиочастотной энергии в результате локального перегрева, обнаруженного в пищеводе 6,7,8. Это, в свою очередь, приводит к значительному увеличению ДИ.
Рисунок 1: Пример расчета индекса непрерывности, как он был первоначально определен для двух примеров шаблонов абляции3. Эта цифра взята из Kautzner et al.3. Сокращение: CI = индекс непрерывности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Проактивное устройство для охлаждения пищевода (см. Таблицу материалов) получило разрешение на продажу от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для снижения вероятности повреждения пищевода, связанного с абляцией, в результате процедур радиочастотной абляции сердца, и данные более чем 25 000 пациентов свидетельствуют о значительном снижении частоты AEF при охлаждении9. Данные долгосрочного наблюдения также свидетельствуют об улучшении свободы от аритмии при использовании охлаждения по сравнению с мониторингом ЛЭТ10,11. Охлаждающее устройство представляет собой нестерильную многопросветную силиконовую трубку, помещаемую в пищевод, подобно орогастральному зонду, с целью охлаждения или согревания пациента. Трубка действует как поглотитель тепла для радиочастотной энергии, непреднамеренно доставленной в пищевод, тем самым сводя к минимуму повреждение тканей пищевода, в то время как ткани перикарда предотвращают значительное охлаждение ткани предсердий12. Температура устройства контролируется путем подключения устройства охлаждения пищевода к внешнему теплообменнику, который циркулирует дистиллированную воду внутри устройства (рис. 2). Устройство может быть установлено любым поставщиком медицинских услуг, имеющим разрешение на установку стандартного орогастрального зонда (медсестры, врачи, фельдшеры). Для процедур абляции устройство обычно устанавливается анестезиологом или CRNA сразу после индукции анестезии и интубации. Размещение подтверждается визуализацией рентгеноконтрастного дистального кончика в желудочном пространстве при рентгеноскопии. Устройство также можно увидеть на внутрисердечной эхокардиографии (ICE), обычно используемой во время абляции. Во время процедуры температура пациента может непрерывно измеряться обычными способами (датчиком Фолея, ректальным, лбовым, подмышечным или барабанным датчиком), но не с помощью пищеводного зонда. Напомним, что подмышечная температура обычно на 1,5°C ниже температуры ядра, и добавление этого значения к подмышечным измерениям необходимо для отражения внутренней температуры пациента13.
Рисунок 2: Схема активной системы управления температурой пищевода. Коммерчески доступный теплообменник генерирует воду с регулируемой температурой, которая затем подается по стандартным трубкам в устройство, расположенное в пищеводе. После циркуляции со скоростью ~1,5 л/мин внутри устройства вода возвращается в теплообменный узел. Независимый центральный просвет позволяет проводить декомпрессию и отсасывание желудка. Рентгеноконтрастность дистального кончика устройства позволяет проводить рентгеноскопическую визуализацию в желудочном пространстве для подтверждения правильного размещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
В недавней литературе по ожоговым травмам была обнаружена сильная связь между охлаждением после термической травмы и снижением тяжести ожоговой травмы, причем механизмы этого эффекта выходят за рамки рассеивания тепла и включают изменение клеточного поведения через (i) уменьшение высвобождения лактата и гистамина, (ii) стабилизацию уровней тромбоксана и простагландинов, (iii) замедление местного метаболизма. (iv) изменение проницаемости мембраны и (iv) ингибирование активности калликреина14. Растущее понимание местных эффектов гипотермии при ожоговой травме обеспечивает механистическую основу для значительного преимущества в области безопасности, наблюдаемого при использовании устройства охлаждения пищевода, используемого вэтом исследовании. Проактивное охлаждение пищевода позволяет непрерывно размещать последовательные поражения без перерыва и без необходимости делать паузы для локальных условий перегрева или сигнализации температуры, вероятно, из-за описанных выше механизмов. Это, в свою очередь, снижает когнитивную нагрузку на оператора, сокращает время процедуры и позволяет снизить КИ, что может увеличить долгосрочный успех ПВИ16,17.
Наша цель в этом протоколе — описать методы проспективного вычисления модифицированной ДИ в случаях реального времени и описать методы, используемые для ретроспективного вычисления модифицированной ДИ в зарегистрированных случаях. Затем мы предоставляем репрезентативные результаты для случаев, в которых использовались как наблюдения в реальном времени с использованием проактивного охлаждения пищевода, так и ретроспективные данные до внедрения охлаждения. Преимущество этого подхода заключается в том, что КИ можно легко измерить как в режиме реального времени, так и ретроспективно. Наблюдая за ДИ в случаях с ПВИ с охлаждением и без него, можно дополнительно количественно оценить влияние охлаждения на долгосрочную эффективность и непрерывность поражения, а также потенциально можно еще больше продвинуть использование ДИ в качестве показателя качества ПВИ. Продолжение исследований по изучению КН и качества поражения с точки зрения РЧ-абляции и клинической эффективности остается важным, особенно в тех случаях, когда абляция импульсного поля, по-видимому, связана с риском новых нежелательных явлений без убедительного улучшения долгосрочных исходов.
Protocol
Representative Results
Discussion
ДИ является дополнительным показателем, отражающим качество изоляции, полученной в случаях ПВИ. Каутцнер и др. в исследовании EFFICAS II разработали первоначальный метод измерения этой ключевой переменной и продемонстрировали значительное влияние ДИ на полноту изоляции и результирующую свободу отаритмии. В описанном здесь протоколе расчет ДИ был изменен по сравнению с исследованием EFFICAS II, чтобы еще больше упростить расчет и предоставить более простые средства для расчета ДИ как перспективно в реальных случаях в реальном времени, так и ретроспективно на основе регулярно получаемых записей случаев (Рисунок 4). Просмотр легочных вен и оценка того, в какой квадрант было помещено то или иное поражение во время живого случая, может быть сложной задачей (из-за отсутствия формальных демаркаций сегментов легочной вены и, как следствие, неоднозначности соответствующего количества единиц индекса для приращения). Предлагаемый модифицированный метод, описанный здесь, отражает основополагающие предположения и методологию, изложенные в EFFICAS II, предлагая в то же время более осуществимый подход к получению КИ для каждого случая, что, в свою очередь, может быть автоматизировано в существующих системах картирования.
Рисунок 4: Пример расчета модифицированного индекса непрерывности для расчета в реальном времени и ретроспективных расчетов. Эти расчеты включают в себя увеличение каждого несмежного поражения всего на одну единицу. Сокращение: CI = индекс непрерывности. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Критически важной частью определения КИ в предполагаемых случаях является наличие сотрудника, способного следить за расположением очага поражения и записывать данные во время процедур в режиме реального времени. Критически важным моментом для ретроспективного рассмотрения случая является наличие сотрудника, имеющего доступ к картографическому программному обеспечению CARTO 3, чтобы иметь возможность легко и эффективно получить доступ к делу и записать данные. Критический этап протокола, который детализирует подсчет и суммирование ДИ (шаги 2.9.7-2.10) для ретроспективных случаев, обычно занимает ~10-15 минут. Однако для выполнения предыдущих шагов требуется примерно 30 дополнительных минут, так как загрузка может занять более 10 минут на каждый случай.
Ограничения метода включают в себя тот факт, что для вычисления ДИ во время реального случая требуется присутствие дополнительного человека в комнате, пока врач удаляет пластику, а также время, необходимое для этой работы. Этот человек обычно тратит час или дольше в каждом случае, чтобы убедиться, что он присутствует от первого до последнего места поражения. Многие лаборатории и диспетчерские имеют ограниченное пространство, и может быть трудно разместить еще одного человека. Измерение ДИ для ретроспективного случая также требует наличия специального специалиста. В данном исследовании был представлен один репрезентативный ретроспективный случай в виде сравнения ДИ в ЛПЭ, контролируемом ПВИ. В настоящее время ведется сбор дополнительных данных для проведения более формального и адекватного сравнительного анализа.
Дополнительные ограничения включают в себя то, что данные были собраны от 4 операторов в одном центре как для проспективных, так и для ретроспективных случаев. В то время как ретроспективный обзор, вероятно, минимизировал систематическую ошибку, возможно, что электрофизиолог мог изменить свою стратегию размещения поражения, чтобы свести к минимуму ДИ, пока данные были получены в ходе проспективных случаев. Кроме того, КИ каждого случая определялся одним рецензентом, а не проверялся независимо вторым рецензентом.
Будущими приложениями или направлениями этого метода будут автоматизировать процесс сбора данных CI. Подобно силе контакта катетера с тканью, CI в идеале должна быть автоматически генерируемым значением, рассчитываемым в режиме реального времени во время дела, измеряемым размещением очага поражения через катетер и существующими возможностями электроанатомического картирования. Врачи, приближающиеся к 5-6 единицам ДИ в течение одного случая, могут затем скорректировать следующую запланированную позицию поражения или использовать другие методы для минимизации разрыва поражения/высоких ДИ.
Проактивное охлаждение пищевода с использованием ensoETM (Attune Medical, Чикаго) во время радиочастотной абляции позволяет достичь низкого уровня ДИ. Предыдущие публикации предполагают, что это может быть возможным механизмом для более высоких показателей долговременной свободы от аритмии, наблюдаемых в случаях PVI с проактивным охлаждением10,11. В настоящее время проводится проспективное рандомизированное контролируемое исследование (NCT04577859), в котором сравнивают влияние проактивного охлаждения пищевода с мониторингом ЛП на долгосрочную эффективность процедуры. Это многоцентровое исследование планирует охватить 250 пациентов, и центры будут включать данные КИ. Ожидается, что дальнейшее изучение этой переменной в рамках рандомизированного контролируемого исследования позволит получить более точные оценки влияния ДИ на долгосрочное отсутствие аритмии. Убедительные доказательства значительного влияния могут, в свою очередь, поддержать усилия производителей абляционных катетеров по разработке программного обеспечения, включающего эту меру.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Исследования, представленные в этой публикации, были частично поддержаны Национальным институтом сердца, легких и крови Национальных институтов здравоохранения под номером R44HL158375 (содержание является исключительной ответственностью авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения)
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 |
References
- Scott, M., et al. Contemporary trends in cardiac electrophysiology procedures in the United States, and impact of a global pandemic. Heart Rhythm O2. 4 (3), 193-199 (2023).
- Jankelson, L., et al. Lesion sequence and catheter spatial stability affect lesion quality markers in atrial fibrillation ablation. JACC Clin Electrophysiol. 7 (3), 367-377 (2021).
- Kautzner, J., et al. EFFICAS II: optimization of catheter contact force improves outcome of pulmonary vein isolation for paroxysmal atrial fibrillation. Europace. 17 (8), 1229-1235 (2015).
- Thomas, S., et al. Higher contact force during radiofrequency ablation leads to a much larger increase in edema as compared to chronic lesion size. J Cardiovasc Electrophysiol. 29 (8), 1143-1149 (2018).
- Ren, J. F., Callans, D. J., Schwartzman, D., Michele, J. J., Marchlinski, F. E. Changes in local wall thickness correlate with pathologic lesion size following radiofrequency catheter ablation: an intracardiac echocardiographic imaging study. Echocardiography. 18 (6), 503-507 (2001).
- Della Rocca, D. G., et al. Clinical presentation, diagnosis, and treatment of atrioesophageal fistula resulting from atrial fibrillation ablation. J Cardiovasc Electrophysiol. 32 (9), 2441-2450 (2021).
- Shen, K. R. Commentary: The rising storm of atrioesophageal fistulae after catheter ablation for atrial fibrillation. JTCVS Tech. 6, 169 (2021).
- Tan, M. C., et al. Causes of early mortality after catheter ablation of atrial fibrillation. Circ Arrhythm Electrophysiol. 16 (5), e011365 (2023).
- Sanchez, J., et al. Atrioesophageal fistula rates before and after adoption of active esophageal cooling during atrial fibrillation ablation. JACC Clin Electrophysiol. 9 (12), 2558-2570 (2023).
- Wm Leung, L., et al. Effect of esophageal cooling on ablation lesion formation in the left atrium: insights from ablation index data in the IMPACT trial and clinical outcomes. J Cardiovasc Electrophysiol. 33 (12), 2546-2557 (2022).
- Joseph, C., et al. Improved 1-year outcomes after active cooling during left atrial radiofrequency ablation. J Interv Card Electrophysiol. 66 (7), 1621-1629 (2023).
- Mercado Montoya, M., et al. Proactive esophageal cooling protects against thermal insults during high-power short-duration radiofrequency cardiac ablation. International Journal of Hyperthermia. 39 (1), 1202-1212 (2022).
- Sessler, D. I. Temperature monitoring and perioperative thermoregulation. Anesthesiology. 109 (2), 318-338 (2008).
- Griffin, B. R., Frear, C. C., Babl, F., Oakley, E., Kimble, R. M. Cool running water first aid decreases skin grafting requirements in pediatric burns: a cohort study of two thousand four hundred ninety-five children. Ann Emerg Med. 75 (1), 75-85 (2020).
- Bender, D., et al. The acute impact of local cooling versus local heating on human skin microcirculation using laser Doppler flowmetry and tissue spectrophotometry. Burns. 46 (1), 104-109 (2019).
- Cooper, J., et al. Active esophageal cooling during radiofrequency ablation of the left atrium: data review and update. Expert Rev Med Devices. 19 (12), 949-957 (2022).
- Joseph, C., et al. Reduced procedure time and variability with active esophageal cooling during radiofrequency ablation for atrial fibrillation. JoVE. (186), (2022).
- Bunch, T. J. Hope, hype, and reality of pulsed field ablation for atrial fibrillation. N Engl J Med. 389 (18), 1720-1721 (2023).
