心房顫動（房顫）是臨床常見的心律失常，目前臨床上成熟的房顫消融能源主要包括射頻消融和冷凍消融。近年來，具有組織特異性的新型消融方式—脈沖電場消融逐漸應用于臨床。本文介紹了全球首例房顫患者接受經外科途徑脈沖電場消融治療的診治經過，患者同期接受瓣膜與冠狀動脈的外科干預，術中復律后呈竇性心律。1、3個月后復查24 h動態心電圖均未見房顫，患者癥狀、心功能及生活質量明顯改善。
引用本文： 劉健, 劉方舟, 郭海江, 林煒東, 劉浩忠, 譚桐, 馬堅銳, 黃煥雷, 薛玉梅, 陳寄梅, 莊建, 郭惠明. 全球首例外科途徑脈沖電場消融技術治療心房顫動. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2023, 30(11): 1656-1659. doi: 10.7507/1007-4848.202307020 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國胸心血管外科臨床雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
心房顫動（房顫）是發病率較高的心律失常類型之一[1]。房顫常伴隨卒中、心力衰竭等不良事件的出現，房顫患者發生卒中的風險是普通人5倍以上[2]。房顫的非藥物治療方式主要分為導管消融和外科迷宮消融術，較為成熟的房顫消融能源包括射頻消融和冷凍消融。Cox-Maze Ⅳ作為外科射頻消融的首選術式，對于有癥狀合并瓣膜病或冠心病的房顫患者建議同期進行開放式手術消融（Ⅰ類推薦，證據級別B），此類患者術后1年維持非房顫心律比例達60%～90%，同時有約9%的患者術后發生各種不良反應[3]。為提高射頻消融的有效性、降低復發率，可采取提高電消融能量以增加心肌組織透壁率[4]，但這也可能引起影響房顫射頻消融安全性相關的并發癥，如肺靜脈狹窄、周圍組織損傷、冠狀動脈損傷及術后心力衰竭、低心排血量等。冷凍消融技術同樣存在類似的局限性，對血管結構的損傷可能引起組織出血、血腫、血栓等并發癥[5]。脈沖電場消融（pulsed field ablation，PFA）因其心肌組織選擇性和操作便捷性彌補了現有技術的缺陷。隨著真實世界的數據積累，PFA治療成果不斷得到驗證。本研究基于PFA和外科治療房顫原理，首次提出使用外科脈沖電場消融（pulsed field surgical ablation，PFSA）技術治療房顫，該技術將擴大脈沖消融的適應證，為房顫消融治療開拓了全新思路。
臨床資料 患者，女，57歲，以“心悸、活動后氣促1個月余”入院。1個月余前因感染新型冠狀病毒后出現心悸、氣促不適，休息后可緩解，無咳嗽、發熱、胸痛等不適。至當地醫院檢查提示二尖瓣、三尖瓣重度反流，予利尿等治療后癥狀緩解但仍反復發作。既往房顫病史多年，規律口服利伐沙班抗凝治療。
入院查體：體溫36.6℃，房顫心律，心率100次/分，呼吸16次/分，血壓140/70 mm Hg，身高165 cm，體重71.5 kg。經胸超聲心動圖提示雙房擴大，左房49 mm，右房70 mm，左室舒張期末及收縮期末內徑分別為54 mm、36 mm；瓣膜形態可，瓣環擴張，重度二尖瓣反流，重度三尖瓣反流，輕度主動脈瓣反流；左室射血分數61%，右心室面積變化分數37%。常規15導聯心電圖及24 h動態心電圖示快速型房顫，平均心率119次/分。冠狀動脈造影提示左前降支中段狹窄80%，狹窄以遠并心肌橋，前向血流心肌梗塞溶栓（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）0級。術前診斷：重度二尖瓣反流，重度三尖瓣反流，輕度主動脈瓣反流，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病，房顫，紐約心臟協會心功能Ⅲ級。經多學科討論與協商，擬行外科二尖瓣成形術、三尖瓣成形術、一根橋的冠狀動脈移植術，同期行PFSA。其余檢查未見手術禁忌。
手術過程：患者靜脈吸入復合麻醉，行雙腔氣管內插管。胸骨正中切口開胸，先行取左側乳內動脈備用。切開并提吊心包，暴露心臟。肝素化后行主動脈及上下腔靜脈插管，置左心引流，建立體外循環。運用PFSA系統（圖1）行Maze-Ⅳ消融。用一次性脈沖消融鉗先行隔離鉗夾右肺靜脈（圖2a），后阻斷上下腔靜脈，右房做縱切口；按照消融路線，繼續消融上腔靜脈-下腔靜脈連線、切口至心耳和三尖瓣前瓣環連線（圖2b）；三尖瓣峽部采用一次性消融筆進行補充消融（圖2c）。而后降溫，阻斷主動脈，灌注心肌保護液，停跳心臟，于心包腔置入冰屑。繼續進行消融，鉗夾和隔離左肺靜脈，并切斷馬氏韌帶。切除并縫閉左心耳，消融左心耳-左肺靜脈連線。經房間隔暴露左房，經右上肺靜脈消融左房頂作左肺靜脈-右肺靜脈連線，經右下肺靜脈分別消融右下肺靜脈-左下肺靜脈連線以及右肺靜脈-二尖瓣連線。而后再次使用一次性脈沖消融筆補充消融二尖瓣峽部，完成完整的Maze-Ⅳ消融術。PFSA總時間為110 s。分別探查二尖瓣、三尖瓣，可見二尖瓣、三尖瓣瓣環明顯擴大。測量二尖瓣瓣環大小，予間斷縫合固定人工成形環，注水檢查未見明顯反流即縫合房間隔。繼續行三尖瓣成形術，步驟基本同前。最后完成冠狀動脈旁路移植術，跨過左前降支狹窄部位，吻合左乳內動脈-左前降支中段。排氣，開放主動脈及左乳內動脈-左前降支橋血管，復溫，縫閉右房。分別于下腔靜脈、左心房外膜上縫合荷包，預埋標測導管；心臟自動復跳，逐漸轉為竇性心律，應用環肺電極通過預埋鞘管分別在左右房心內膜進行激動標測及基質標測（Ensite Navx 三維標測系統），標測提示肺靜脈電位消失，后壁隔離，三尖瓣峽部阻滯。經食管超聲檢查明確瓣膜功能良好，橋血管通暢，術畢。出院當天復查心電圖提示竇性心律。體外循環總時間277 min，主動脈總阻斷時間104 min。患者術后轉至ICU行監護治療5 d，住院時間8 d。
圖1
外科脈沖電場消融系統
圖2
外科脈沖電場消融的手術應用
a～b：脈沖消融鉗的應用；c：脈沖消融筆的應用
術后隨訪：患者遵囑服用胺碘酮、地高辛等藥物，按時完成術后1、3個月兩次門診隨訪。術后1個月隨訪，患者稱癥狀較前明顯好轉，復查心臟彩色超聲提示二尖瓣未見明顯反流，三尖瓣輕度反流；24 h動態心電圖提示：（1）竇性心律；（2）陣發性心房撲動。術后3個月動態心電圖隨訪維持竇性心律。
倫理審查：本研究經廣東省人民醫院倫理審查委員會批準， 倫理批準號：QX2023-003-02。
討論 近年來，隨著在房顫治療領域對能源的探索和發展，PFA突破“冰與火”的界限，并迅速在導管消融中得到應用。PFA的原理來自庫倫定律，即兩個點電荷之間的相互作用力同它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，當在細胞膜的磷脂雙分子層結構施加一定強度的電場力時，會導致心包膜出現“穿孔”，從而使細胞膜失去維持滲透性的功能，當細胞內平衡喪失的程度足夠大或持續時間足夠長，細胞就不能恢復正常功能，并通過直接壞死過程或各種程序性細胞凋亡實現對心房細胞的不可逆損傷，從而達到消融的目的[6]。Reddy等[7-9]在2019—2021年先后報道經皮導管PFA治療房顫的初步和隨訪結果，一致表明PFA具有良好的隔離肺靜脈效果且不致其狹窄。PULSED AF Pivotal試驗[10]評估了陣發性和持續性房顫患者接受PFA治療術后12個月內的安全性和有效性，結果顯示技術并發癥發生率僅0.7%，表現為輕度腦血管不良事件和心包積液；而術后肺靜脈隔離率則達100%，房顫治療臨床成功率達到約80%。對于PFA與傳統能源消融效果的對比研究目前仍較少，其中一項非隨機對比研究[11]結果發現，PFA術后S-100β與高敏肌鈣蛋白I的含量比值低于冷凍球囊消融術（P<0.001），說明PFA導致神經元損傷更少，對組織的保護作用優于冷凍消融。上述研究均表明PFA在導管消融中具有廣闊應用前景，但用于外科手術的PFA技術仍無報道。
本例同時罹患心臟瓣膜疾病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病合并房顫，病情復雜，有明確的手術適應證。對患者而言，若在外科手術同期處理房顫是相對較好的時機，可避免術后再次消融手術，利于改善患者癥狀且提高術后生活質量。然而實現一站式手術的難題是本次消融術式的選擇：Maze-Ⅳ手術治療房顫的應用最為廣泛，但無論使用射頻或冷凍能源，在此復雜手術中仍會導致主動脈阻斷時間、體外循環時間延長，擴大創傷并增加并發癥出現的風險。經討論，決定對患者實施全球首例PFSA以治療房顫。PFSA操作順利并成功達到術中竇性心律轉歸的良好效果。我們認為，其優質的治療效果源自PFSA的能源選擇和獨特設計帶來的優勢。首先，PFSA具有高選擇性—區別于射頻消融使用熱能產生的細胞凝固性壞死和冷凍消融利用降溫破壞細胞組織電活動，PFSA在高電壓電場的作用下，永久改變細胞膜的通透性并導致細胞凋亡[12]。這種不可逆電穿孔僅在電勢超過心肌細胞對應閾值能量水平（400 V/cm）時產生[13]，且該閾值在心肌周圍組織中最低，因此對食管、膈神經、冠狀動脈等組織無損傷，展現了該技術良好的安全性[14-15]。其次，PFSA是基于外科途徑設計的技術，在保留外科消融技術優勢的基礎上，運用新型能源消融治療房顫，使術者在心房、瓣膜、心耳等結構充分暴露的環境中，直視下進行操作，對于部分消融鉗難以夾持的位置，可用脈沖消融筆進行補充，提升了峽部消融的安全性和組織透壁率，同時加強了消融治療房顫的有效性。另外，PFSA在短時間內即可產生高電壓電脈，無論是對比傳統的“逐點式”導管消融還是外科射頻消融，都極大地縮短了操作時間、消融時間及主動脈阻斷時間。本例組織消融時間累計2 min內，說明該技術在外科手術中操作直觀、便捷，對于合并房顫的復雜外科手術案例更加具備推廣普及的潛質。
本文報道了全球首例PFSA治療房顫，術后患者即刻轉復竇律，術后1、3個月短期隨訪結果良好，維持竇性心律。本例為治療復雜房顫提供指導意義，但該技術的有效性與安全性仍待前瞻性臨床研究及長期隨訪結果驗證。
利益沖突：無。
作者貢獻：劉健負責臨床診治和手術操作、初稿撰寫、修改；劉浩忠、譚桐負責臨床數據整理；陳寄梅、莊建負責文章修改；馬堅銳負責文獻檢索；黃煥雷、薛玉梅負責臨床診治；劉方舟、郭海江、林煒東負責臨床診治和手術操作；郭惠明負責臨床診治和手術操作、全文審校。
致謝 本文受廣東省屬科研機構創新能力建設穩定性支持專題2021［Guangdong Special Funds for Science and Technology Innovation Strategy, China (Stability Support for Scientific Research Institutions Affiliated to Guangdong Province-GDCI 2021)］支持。
心房顫動（房顫）是發病率較高的心律失常類型之一[1]。房顫常伴隨卒中、心力衰竭等不良事件的出現，房顫患者發生卒中的風險是普通人5倍以上[2]。房顫的非藥物治療方式主要分為導管消融和外科迷宮消融術，較為成熟的房顫消融能源包括射頻消融和冷凍消融。Cox-Maze Ⅳ作為外科射頻消融的首選術式，對于有癥狀合并瓣膜病或冠心病的房顫患者建議同期進行開放式手術消融（Ⅰ類推薦，證據級別B），此類患者術后1年維持非房顫心律比例達60%～90%，同時有約9%的患者術后發生各種不良反應[3]。為提高射頻消融的有效性、降低復發率，可采取提高電消融能量以增加心肌組織透壁率[4]，但這也可能引起影響房顫射頻消融安全性相關的并發癥，如肺靜脈狹窄、周圍組織損傷、冠狀動脈損傷及術后心力衰竭、低心排血量等。冷凍消融技術同樣存在類似的局限性，對血管結構的損傷可能引起組織出血、血腫、血栓等并發癥[5]。脈沖電場消融（pulsed field ablation，PFA）因其心肌組織選擇性和操作便捷性彌補了現有技術的缺陷。隨著真實世界的數據積累，PFA治療成果不斷得到驗證。本研究基于PFA和外科治療房顫原理，首次提出使用外科脈沖電場消融（pulsed field surgical ablation，PFSA）技術治療房顫，該技術將擴大脈沖消融的適應證，為房顫消融治療開拓了全新思路。
臨床資料 患者，女，57歲，以“心悸、活動后氣促1個月余”入院。1個月余前因感染新型冠狀病毒后出現心悸、氣促不適，休息后可緩解，無咳嗽、發熱、胸痛等不適。至當地醫院檢查提示二尖瓣、三尖瓣重度反流，予利尿等治療后癥狀緩解但仍反復發作。既往房顫病史多年，規律口服利伐沙班抗凝治療。
入院查體：體溫36.6℃，房顫心律，心率100次/分，呼吸16次/分，血壓140/70 mm Hg，身高165 cm，體重71.5 kg。經胸超聲心動圖提示雙房擴大，左房49 mm，右房70 mm，左室舒張期末及收縮期末內徑分別為54 mm、36 mm；瓣膜形態可，瓣環擴張，重度二尖瓣反流，重度三尖瓣反流，輕度主動脈瓣反流；左室射血分數61%，右心室面積變化分數37%。常規15導聯心電圖及24 h動態心電圖示快速型房顫，平均心率119次/分。冠狀動脈造影提示左前降支中段狹窄80%，狹窄以遠并心肌橋，前向血流心肌梗塞溶栓（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）0級。術前診斷：重度二尖瓣反流，重度三尖瓣反流，輕度主動脈瓣反流，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病，房顫，紐約心臟協會心功能Ⅲ級。經多學科討論與協商，擬行外科二尖瓣成形術、三尖瓣成形術、一根橋的冠狀動脈移植術，同期行PFSA。其余檢查未見手術禁忌。
手術過程：患者靜脈吸入復合麻醉，行雙腔氣管內插管。胸骨正中切口開胸，先行取左側乳內動脈備用。切開并提吊心包，暴露心臟。肝素化后行主動脈及上下腔靜脈插管，置左心引流，建立體外循環。運用PFSA系統（圖1）行Maze-Ⅳ消融。用一次性脈沖消融鉗先行隔離鉗夾右肺靜脈（圖2a），后阻斷上下腔靜脈，右房做縱切口；按照消融路線，繼續消融上腔靜脈-下腔靜脈連線、切口至心耳和三尖瓣前瓣環連線（圖2b）；三尖瓣峽部采用一次性消融筆進行補充消融（圖2c）。而后降溫，阻斷主動脈，灌注心肌保護液，停跳心臟，于心包腔置入冰屑。繼續進行消融，鉗夾和隔離左肺靜脈，并切斷馬氏韌帶。切除并縫閉左心耳，消融左心耳-左肺靜脈連線。經房間隔暴露左房，經右上肺靜脈消融左房頂作左肺靜脈-右肺靜脈連線，經右下肺靜脈分別消融右下肺靜脈-左下肺靜脈連線以及右肺靜脈-二尖瓣連線。而后再次使用一次性脈沖消融筆補充消融二尖瓣峽部，完成完整的Maze-Ⅳ消融術。PFSA總時間為110 s。分別探查二尖瓣、三尖瓣，可見二尖瓣、三尖瓣瓣環明顯擴大。測量二尖瓣瓣環大小，予間斷縫合固定人工成形環，注水檢查未見明顯反流即縫合房間隔。繼續行三尖瓣成形術，步驟基本同前。最后完成冠狀動脈旁路移植術，跨過左前降支狹窄部位，吻合左乳內動脈-左前降支中段。排氣，開放主動脈及左乳內動脈-左前降支橋血管，復溫，縫閉右房。分別于下腔靜脈、左心房外膜上縫合荷包，預埋標測導管；心臟自動復跳，逐漸轉為竇性心律，應用環肺電極通過預埋鞘管分別在左右房心內膜進行激動標測及基質標測（Ensite Navx 三維標測系統），標測提示肺靜脈電位消失，后壁隔離，三尖瓣峽部阻滯。經食管超聲檢查明確瓣膜功能良好，橋血管通暢，術畢。出院當天復查心電圖提示竇性心律。體外循環總時間277 min，主動脈總阻斷時間104 min。患者術后轉至ICU行監護治療5 d，住院時間8 d。
圖1
外科脈沖電場消融系統
圖2
外科脈沖電場消融的手術應用
a～b：脈沖消融鉗的應用；c：脈沖消融筆的應用
術后隨訪：患者遵囑服用胺碘酮、地高辛等藥物，按時完成術后1、3個月兩次門診隨訪。術后1個月隨訪，患者稱癥狀較前明顯好轉，復查心臟彩色超聲提示二尖瓣未見明顯反流，三尖瓣輕度反流；24 h動態心電圖提示：（1）竇性心律；（2）陣發性心房撲動。術后3個月動態心電圖隨訪維持竇性心律。
倫理審查：本研究經廣東省人民醫院倫理審查委員會批準， 倫理批準號：QX2023-003-02。
討論 近年來，隨著在房顫治療領域對能源的探索和發展，PFA突破“冰與火”的界限，并迅速在導管消融中得到應用。PFA的原理來自庫倫定律，即兩個點電荷之間的相互作用力同它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，當在細胞膜的磷脂雙分子層結構施加一定強度的電場力時，會導致心包膜出現“穿孔”，從而使細胞膜失去維持滲透性的功能，當細胞內平衡喪失的程度足夠大或持續時間足夠長，細胞就不能恢復正常功能，并通過直接壞死過程或各種程序性細胞凋亡實現對心房細胞的不可逆損傷，從而達到消融的目的[6]。Reddy等[7-9]在2019—2021年先后報道經皮導管PFA治療房顫的初步和隨訪結果，一致表明PFA具有良好的隔離肺靜脈效果且不致其狹窄。PULSED AF Pivotal試驗[10]評估了陣發性和持續性房顫患者接受PFA治療術后12個月內的安全性和有效性，結果顯示技術并發癥發生率僅0.7%，表現為輕度腦血管不良事件和心包積液；而術后肺靜脈隔離率則達100%，房顫治療臨床成功率達到約80%。對于PFA與傳統能源消融效果的對比研究目前仍較少，其中一項非隨機對比研究[11]結果發現，PFA術后S-100β與高敏肌鈣蛋白I的含量比值低于冷凍球囊消融術（P<0.001），說明PFA導致神經元損傷更少，對組織的保護作用優于冷凍消融。上述研究均表明PFA在導管消融中具有廣闊應用前景，但用于外科手術的PFA技術仍無報道。
本例同時罹患心臟瓣膜疾病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病合并房顫，病情復雜，有明確的手術適應證。對患者而言，若在外科手術同期處理房顫是相對較好的時機，可避免術后再次消融手術，利于改善患者癥狀且提高術后生活質量。然而實現一站式手術的難題是本次消融術式的選擇：Maze-Ⅳ手術治療房顫的應用最為廣泛，但無論使用射頻或冷凍能源，在此復雜手術中仍會導致主動脈阻斷時間、體外循環時間延長，擴大創傷并增加并發癥出現的風險。經討論，決定對患者實施全球首例PFSA以治療房顫。PFSA操作順利并成功達到術中竇性心律轉歸的良好效果。我們認為，其優質的治療效果源自PFSA的能源選擇和獨特設計帶來的優勢。首先，PFSA具有高選擇性—區別于射頻消融使用熱能產生的細胞凝固性壞死和冷凍消融利用降溫破壞細胞組織電活動，PFSA在高電壓電場的作用下，永久改變細胞膜的通透性并導致細胞凋亡[12]。這種不可逆電穿孔僅在電勢超過心肌細胞對應閾值能量水平（400 V/cm）時產生[13]，且該閾值在心肌周圍組織中最低，因此對食管、膈神經、冠狀動脈等組織無損傷，展現了該技術良好的安全性[14-15]。其次，PFSA是基于外科途徑設計的技術，在保留外科消融技術優勢的基礎上，運用新型能源消融治療房顫，使術者在心房、瓣膜、心耳等結構充分暴露的環境中，直視下進行操作，對于部分消融鉗難以夾持的位置，可用脈沖消融筆進行補充，提升了峽部消融的安全性和組織透壁率，同時加強了消融治療房顫的有效性。另外，PFSA在短時間內即可產生高電壓電脈，無論是對比傳統的“逐點式”導管消融還是外科射頻消融，都極大地縮短了操作時間、消融時間及主動脈阻斷時間。本例組織消融時間累計2 min內，說明該技術在外科手術中操作直觀、便捷，對于合并房顫的復雜外科手術案例更加具備推廣普及的潛質。
本文報道了全球首例PFSA治療房顫，術后患者即刻轉復竇律，術后1、3個月短期隨訪結果良好，維持竇性心律。本例為治療復雜房顫提供指導意義，但該技術的有效性與安全性仍待前瞻性臨床研究及長期隨訪結果驗證。
利益沖突：無。
作者貢獻：劉健負責臨床診治和手術操作、初稿撰寫、修改；劉浩忠、譚桐負責臨床數據整理；陳寄梅、莊建負責文章修改；馬堅銳負責文獻檢索；黃煥雷、薛玉梅負責臨床診治；劉方舟、郭海江、林煒東負責臨床診治和手術操作；郭惠明負責臨床診治和手術操作、全文審校。
致謝 本文受廣東省屬科研機構創新能力建設穩定性支持專題2021［Guangdong Special Funds for Science and Technology Innovation Strategy, China (Stability Support for Scientific Research Institutions Affiliated to Guangdong Province-GDCI 2021)］支持。
