Dit protocol beschrijft de methoden die worden gebruikt om de continuïteitsindex te bepalen bij patiënten die isolatieprocedures voor de longader ondergaan met behulp van radiofrequente ablatie en toont de verschillen in continuïteitsindex tussen ablatieprocedures met proactieve slokdarmkoeling in vergelijking met procedures met behulp van traditionele luminale slokdarmtemperatuurbewaking.
Radiofrequente (RF) ablatie om longaderisolatie (PVI) uit te voeren voor de behandeling van boezemfibrilleren brengt enig risico met zich mee voor collaterale structuren, waaronder de slokdarm. Proactieve slokdarmkoeling met behulp van een speciaal apparaat heeft een vergunning gekregen van de Food and Drug Administration (FDA) om het risico op ablatiegerelateerd slokdarmletsel als gevolg van RF-cardiale ablatieprocedures te verminderen, en recentere gegevens suggereren ook dat slokdarmkoeling kan bijdragen aan een verbeterde werkzaamheid van de behandeling op de lange termijn. Een mechanistische onderbouwing die deze bevindingen verklaart, bestaat uit de kwantificering van de aaneengesloten laesieplaatsing, gedefinieerd als de continuïteitsindex (CI). Kautzner et al. kwantificeerden de CI in de volgorde van plaatsing van de laesie, zodat wanneer een laesie niet naast de eerdere laesie wordt geplaatst, de CI wordt verhoogd met het aantal segmenten waarover de kathetertip is bewogen.
Om de real-time berekening van het CI te vergemakkelijken en verdere acceptatie van dit instrument aan te moedigen, stellen we een wijziging voor waarbij de plaatsing van niet-aangrenzende laesies het CI met slechts één eenheid verhoogt, waardoor het niet nodig is om potentieel vage markers van atriale segmentatie te tellen. Het doel van dit protocol is om de methoden te beschrijven voor het berekenen van de CI, zowel prospectief tijdens real-time PVI-gevallen als retrospectief met behulp van geregistreerde casusgegevens. Vervolgens wordt een vergelijking gemaakt van de resultaten die zijn verkregen tussen gevallen die proactieve slokdarmkoeling gebruikten en gevallen waarin luminale slokdarmtemperatuurbewaking (LET) werd gebruikt.
Isolatie van de longader (PVI) met behulp van radiofrequente (RF) katheterablatie is een van de meest gebruikelijke methoden geworden om het sinusritme te herstellen in het toenemende aantal gevallen van atriumfibrilleren (AF) wereldwijd. Onderzoek heeft aangetoond dat indirecte laesiekwaliteitsmarkers, zoals impedantieafname, contactkracht tussen katheter en weefsel, katheterstabiliteit en bipolaire elektrogramamplitudereductie, dienen als bewijs van transmuraliteit, wat bijdraagt aan de effectiviteit van PVI2. Ondanks deze beschikbare markers blijft het verbeteren van succesvolle isolatie en uiteindelijk langdurige vrijheid van aritmieën een hoge prioriteit voor elektrofysiologen. Klinische gegevens hebben aangetoond dat de plaatsing van aangrenzende, overlappende en continue laesies langs de omtreksisolatielijn geassocieerd is met lagere recidiefpercentages en een grotere kans op het bereiken van transmuraliteit-geassocieerd unipolair elektrogram (TUE)2,3.
Kautzner et al. ontwikkelden in de EFFICAS II-studie de continuïteitsindex (CI) om de plaatsing van discontinue laesies te kwantificeren in een poging om beter te begrijpen hoe de volgorde van laesieplaatsing tijdens een ablatie de werkzaamheid op zowel korte als lange termijn beïnvloedt (Figuur 1)3. De CI verwijst naar het aantal posities waar de kathetertip naartoe is verplaatst om volgende laesies in niet-aangrenzende posities te plaatsen nadat de RF-stroom voortijdig is gestopt vanwege lokale oververhitting. Een hoger BI impliceert meer discontinuïteit in de plaatsing van sequentiële laesies. Deze studie suggereerde dat een PVI met een laag CI (CI < 6) resulteerde in een significante toename van succesvolle isolatie als gevolg van aaneengesloten katheterbeweging, waardoor een effectievere elektrische isolatie mogelijk is in vergelijking met een CI ≥ 63. Een mogelijk mechanisme voor de waargenomen afname van de werkzaamheid op lange termijn geassocieerd met een hogere CI is de snelle oedeemvorming die optreedt rond laesies, waarvan wordt gedacht dat het resulteert in omkeerbare PVI 4,5. Wanneer volgende laesies worden uitgesteld, kan snelle oedeemvorming de vorming van transmurale of aaneengesloten laesies op aangrenzende posities voorkomen en kan het lokale elektrogrammen in het gebied van verdoofd weefsel aanzienlijk veranderen of verbergen 2,3. Er bestaat behoefte aan het voorkomen van thermisch letsel aan de slokdarm en mogelijk dodelijke atrio-oesofageale fistel (AEF) tijdens PVI; het gebruik van traditionele luminale slokdarmtemperatuurbewaking (LET) dwingt echter vaak tot stopzetting van de RF-energietoepassing als gevolg van lokale oververhitting die in de slokdarmwordt gedetecteerd 6,7,8. Dit zorgt er op zijn beurt voor dat het BI aanzienlijk toeneemt.
Figuur 1: Voorbeeld van continuïteitsindexberekening zoals oorspronkelijk gedefinieerd voor twee voorbeelden van ablatiepatronen3. Dit cijfer is ontleend aan Kautzner et al.3. Afkorting: CI = continuïteitsindex. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Een proactief slokdarmkoelapparaat (zie de materiaaltabel) heeft van de Food and Drug Administration (FDA) een vergunning gekregen voor het in de handel brengen om de kans op ablatiegerelateerd slokdarmletsel als gevolg van radiofrequente cardiale ablatieprocedures te verkleinen, en gegevens van meer dan 25.000 patiënten suggereren een significante vermindering van het AEF-percentage bij afkoeling9. Follow-upgegevens op lange termijn suggereren ook een verbeterde vrijheid van aritmie bij gebruik van koeling in tegenstelling tot LET-monitoring10,11. Het koelapparaat is een niet-steriele siliconenslang met meerdere lumen die in de slokdarm wordt geplaatst, net als een orogastrische buis, om een patiënt af te koelen of op te warmen. De buis fungeert als een koellichaam voor RF-energie die per ongeluk aan de slokdarm wordt afgegeven, waardoor schade aan het slokdarmweefsel wordt geminimaliseerd, terwijl pericardiale weefsels aanzienlijke afkoeling van atriumweefsel voorkomen12. De temperatuur van het apparaat wordt geregeld door het slokdarmkoelapparaat aan te sluiten op een externe warmtewisselaar die gedestilleerd water in het apparaat laat circuleren (Figuur 2). Het apparaat kan worden geplaatst door elke zorgverlener die toestemming heeft om een standaard orogastrische sonde te plaatsen (verpleegkundigen, artsen, paramedici). Voor ablatieprocedures wordt het apparaat meestal onmiddellijk na inductie van anesthesie en intubatie door de anesthesioloog of CRNA geplaatst. De plaatsing wordt bevestigd door de radiopake distale punt in de maagruimte te visualiseren bij fluoroscopie. Het apparaat is ook te zien op intracardiale echocardiografie (ICE) die vaak wordt gebruikt tijdens ablaties. Tijdens de procedure kan de temperatuur van de patiënt continu worden gemeten met de gebruikelijke middelen (Foley, rectaal, voorhoofd, axillair of trommelvliestemperatuursonde), maar niet via een slokdarmsonde. Bedenk dat de okseltemperatuur doorgaans 1,5 °C lager is dan de kerntemperatuur, en dat het toevoegen hiervan aan de okselmeting noodzakelijk is om de kerntemperatuur van de patiënt weer te geven13.
Figuur 2: Diagram van het actieve temperatuurbeheersysteem van de slokdarm. De in de handel verkrijgbare warmtewisselaar genereert temperatuurgecontroleerd water, dat vervolgens via standaard slangsets in het in de slokdarm geplaatste apparaat wordt geleverd. Na circulatie met een snelheid van ~1.5 l/min in het apparaat, keert het water terug naar de warmtewisselaar. Het onafhankelijke centrale lumen maakt maagdecompressie en afzuiging mogelijk. De radiopaciciteit van de distale punt van het apparaat maakt fluoroscopische visualisatie in de maagruimte mogelijk om de juiste plaatsing te bevestigen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Recente literatuur over brandwonden heeft een sterk verband gevonden tussen afkoeling na thermisch letsel en een vermindering van de ernst van brandwonden, waarbij de mechanismen van dit effect verder gaan dan de afvoer van warmte, en de verandering van cellulair gedrag omvatten door (i) het verminderen van de afgifte van lactaat en histamine, (ii) het stabiliseren van de tromboxaan- en prostaglandinespiegels, (iii) het vertragen van het lokale metabolisme, (iv) het veranderen van de membraanpermeabiliteit en (iv) het remmen van de kallikreïne-activiteit14. Het groeiende begrip van de lokale effecten van onderkoeling bij brandwonden biedt een mechanistische onderbouwing voor het aanzienlijke veiligheidsvoordeel dat wordt waargenomen met het slokdarmkoelapparaat dat in deze studie wordt gebruikt15. Proactieve slokdarmkoeling zorgt voor de aaneengesloten plaatsing van de opeenvolgende laesies zonder onderbreking en zonder de noodzaak om te pauzeren voor lokale oververhittingsomstandigheden of temperatuuralarmen, waarschijnlijk als gevolg van de hierboven beschreven mechanismen. Dit vermindert op zijn beurt de cognitieve belasting van de operator, verkort de proceduretijd en maakt een verminderde CI mogelijk, wat het PVI-succes op de lange termijn kan vergroten16,17.
Ons doel in dit protocol is om de methoden te beschrijven voor het prospectief berekenen van een gewijzigd CI in real-time gevallen en om de methoden te beschrijven die worden gebruikt om een gewijzigd CI retrospectief te berekenen in geregistreerde gevallen. Vervolgens bieden we representatieve resultaten voor gevallen waarin zowel real-time observaties met behulp van proactieve slokdarmkoeling als retrospectieve gegevens werden gebruikt voorafgaand aan de invoering van koeling. Een voordeel van deze aanpak is dat de CI zowel real-time als retrospectief eenvoudig kan worden gemeten. Door de CI te observeren in PVI-gevallen met en zonder koeling, kan de impact van koeling op de werkzaamheid op lange termijn en de continuïteit van de laesie verder worden gekwantificeerd en kan het gebruik van de CI als PVI-kwaliteitsmaat mogelijk verder worden bevorderd. Voortgezet onderzoek naar de kwaliteit van CI en laesies in termen van RF-ablatie en klinische werkzaamheid blijft belangrijk, vooral wanneer pulsed field-ablatie geassocieerd lijkt te zijn met het risico op nieuwe bijwerkingen zonder de langetermijnresultaten overtuigend te verbeteren 18.
De CI is een aanvullende maatstaf die de kwaliteit van de isolatie weerspiegelt die is verkregen in PVI-gevallen. Kautzner et al. ontwikkelden in de EFFICAS II-studie de eerste methode voor het meten van deze sleutelvariabele en toonden de significante invloed van CI aan op de volledigheid van isolatie en de daaruit voortvloeiende vrijheid van aritmie3. In het hier beschreven protocol is de CI-berekening gewijzigd ten opzichte van de EFFICAS II-studie om de berekening verder te vereenvoudigen en om een eenvoudigere manier te bieden om CI te berekenen, zowel prospectief in real-time live cases, als retrospectief op basis van routinematig verkregen casusopnames (Figuur 4). Het bekijken van de longaders en het beoordelen in welk kwadrant een bepaalde laesie is geplaatst tijdens een live geval kan een uitdaging zijn (vanwege het ontbreken van formele afbakeningen van longadersegmenten en de daaruit voortvloeiende dubbelzinnigheid van een geschikt aantal indexeenheden om te verhogen). De voorgestelde gewijzigde methode die hier wordt beschreven, houdt rekening met de onderliggende veronderstellingen en methodologie die in EFFICAS II worden gerapporteerd, maar biedt een meer haalbare benadering voor het verkrijgen van het CI voor elk geval, die zich op zijn beurt kan lenen voor automatisering in bestaande karteringssystemen.
Figuur 4: Voorbeeld van een gewijzigde continuïteitsindexberekening voor real-time en retrospectieve berekening. Deze berekeningen omvatten het verhogen van elke niet-aangrenzende laesie met slechts één eenheid. Afkorting: CI= continuïteitsindex. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Het cruciale onderdeel bij het bepalen van de CI in toekomstige gevallen is het beschikbaar hebben van een medewerker met de mogelijkheid om de plaatsing van de laesie te volgen en gegevens vast te leggen tijdens real-time procedures. Het cruciale onderdeel voor retrospectieve beoordeling van zaken is het hebben van een medewerker met toegang tot de CARTO 3-kaartsoftware om gemakkelijk en efficiënt toegang te krijgen tot de zaak en de gegevens vast te leggen. De kritieke stap van het protocol die het tellen en optellen van het CI (stappen 2.9.7-2.10) voor retrospectieve gevallen gedetailleerd beschrijft, duurt doorgaans ~10-15 minuten. Er zijn echter ongeveer 30 minuten extra nodig om de voorgaande stappen te voltooien, aangezien het downloaden meer dan 10 minuten per geval kan duren.
Beperkingen in de methode zijn onder meer het feit dat voor het berekenen van de CI tijdens een live casus een extra persoon in de kamer moet zijn terwijl een arts aan het ablateren is, en de tijd die nodig is voor deze inspanning. Deze persoon besteedt in elk geval meestal een uur of langer om ervoor te zorgen dat ze aanwezig zijn van de eerste tot en met de laatste plaatsing van de laesie. Veel laboratoria en controlekamers hebben beperkte ruimte en het kan moeilijk zijn om een extra persoon te huisvesten. Het meten van het BI voor een retrospectieve casus vereist ook dat er een toegewijde persoon beschikbaar is. In deze studie werd één representatief retrospectief geval gegeven als vergelijking van CI in een LET-gemonitorde PVI. Aanvullende gegevens worden momenteel verzameld om een meer formele en adequaat onderbouwde vergelijkende analyse te bieden.
Aanvullende beperkingen zijn onder meer dat de verzamelde gegevens afkomstig waren van 4 operators in één centrum voor zowel de prospectieve als de retrospectieve gevallen. Hoewel retrospectieve beoordeling waarschijnlijk de vertekening heeft geminimaliseerd, is het mogelijk dat de elektrofysioloog zijn strategie voor het plaatsen van laesies heeft gewijzigd om CI te minimaliseren terwijl gegevens werden verkregen tijdens de prospectieve gevallen. Bovendien werd de CI van elk geval bepaald door één beoordelaar en niet onafhankelijk gevalideerd door een tweede beoordelaar.
Toekomstige toepassingen of richtingen van de methode zouden het automatiseren van het CI-acquisitieproces zijn. Net als bij de contactkracht tussen katheter en weefsel, zou CI idealiter een automatisch gegenereerde waarde zijn die in realtime wordt berekend tijdens de casus, gemeten aan de hand van de plaatsing van de laesielocatie via de katheter en de bestaande elektro-anatomische mappingmogelijkheden. Artsen die tijdens een casus 5-6 CI-eenheden benaderen, kunnen dan hun volgende geplande laesieplaatsing aanpassen of andere methoden toepassen om laesiediscontinuïteit/hoge CI’s te minimaliseren.
Proactieve slokdarmkoeling met behulp van de ensoETM (Attune Medical, Chicago) tijdens RF-ablatie maakt het mogelijk om een laag CI te bereiken. Eerdere publicaties suggereren dat dit een mogelijk mechanisme kan zijn voor de hogere percentages langdurige vrijheid van aritmie die worden gezien in PVI-gevallen met proactieve koeling10,11. Er is een prospectieve gerandomiseerde gecontroleerde studie (NCT04577859) aan de gang waarin het effect van proactieve slokdarmkoeling wordt vergeleken met LET-monitoring op de werkzaamheid van de procedure op de lange termijn. Deze multicentrische studie heeft een inschrijvingsdoel van 250 patiënten en locaties zullen CI-gegevens bevatten. Verdere exploratie van deze variabele binnen een gerandomiseerde gecontroleerde studie zal naar verwachting sterkere schattingen opleveren van de invloed van CI op de langdurige vrijheid van aritmie. Sterk bewijs van een significante invloed kan op zijn beurt de inspanningen van fabrikanten van ablatiekatheters ondersteunen om software te ontwikkelen waarin deze maatregel is opgenomen.
The authors have nothing to disclose.
Onderzoek dat in deze publicatie wordt gerapporteerd, werd gedeeltelijk ondersteund door het National Heart, Lung, And Blood Institute van de National Institutes of Health onder Award Number R44HL158375 (de inhoud valt uitsluitend onder de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de National Institutes of Health)
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 |