食管腔內溫度監(jiān)測在心房顫動導管消融中的應用*

梁曉蕓 吉立雙 劉剛

由于食管與左房相互毗鄰的特殊解剖關系，心房顫動(atrial fibrillation，AF)導管消融時會對食管造成附帶損害，尤其是在消融左房后壁，這種損害尤其明顯。心房食管瘺(atrio-esophageal fistula，AEF)是AF 導管消融圍手術期最嚴重的并發(fā)癥之一，雖然罕見，但其死亡率非常高[1]。

目前相關研究表明AF 消融術后發(fā)生食管損傷的機制主要有：①消融能量直接導致食管損傷；②消融能量損傷食管表面血管從而導致食管繼發(fā)缺血性損傷；③消融能量損傷食管周圍神經。選擇冷凍消融的AF 患者術后食管損傷的風險和胃腸功能障礙多達17%[2]。降低食管損傷發(fā)生率的預防策略有很多，包括食管腔內溫度(luminal esophageal temperature，LET)監(jiān)測、于左房后壁消融時使用低功率短時程或者高功率更短時程、冷水沖洗食管、機械食管偏離等[3]。其中使用食管溫度探頭(esophageal temperature probes，ETPs)進行持續(xù)LET 監(jiān)測是AF消融過程中廣泛采用的方法，2017年AF 導管和外科消融專家共識中其推薦級別為IIa[4]。筆者就LET監(jiān)測在臨床中的研究進展進行討論，旨在探討其在預防AF消融術對食管損傷中的應用價值。

1 AF消融術后AEF及食管熱損傷發(fā)生率

1.1 AF消融術后AEF發(fā)生率及死亡率 食管損傷包括食管的糜爛、潰瘍或穿孔。食管損傷可為輕度并發(fā)癥(糜爛或潰瘍)或重度并發(fā)癥(穿孔)。Barbhaiya等[5]在2013～2014年收集到的全球191 215個AF 患者導管消融術后食管穿孔、AEF 發(fā)生率分別為0.016%和0.011%。Gandjbakhch等[6]對法國2006～2019年進行AF消融的129 286名患者調查顯示AEF發(fā)生率為0.026%，并提出隨著每年手術量增加AF圍手術期并發(fā)癥的發(fā)生率逐年下降，但AEF 年發(fā)病率并無下降趨勢。雖然AEF的發(fā)生率低，但是AEF一出現(xiàn)可迅速導致死亡。Medeiros等[7]報道的10例AEF 患者，6例行手術修補，1例行食管支架治療，3例采取保守治療，最終7例死亡，2例發(fā)生永久性神經后遺癥，僅有1例未留下后遺癥幸存。Gandjbakhch等[6]的研究報道AEF 的死亡率為60%，提出僅立即手術糾正可以降低死亡率。張曦等[8]的研究顯示AF射頻消融后食管損傷的發(fā)生率為48%(20/42)，而無AEF 發(fā)生。目前國內尚未有AF 消融術后AEF發(fā)病率及死亡率的大數(shù)據研究，多以病例個案進行報道。

1.2 AF消融術后食管熱損傷發(fā)生率 各研究顯示消融溫度和功率設置、消融能源以及消融導管不同，術后食管損傷發(fā)生率相差較大。由于AEF 相對少見[9－10]，許多研究使用通過內鏡檢查(內鏡下發(fā)現(xiàn)的食管病變)確定的熱致食管病變作為發(fā)展成AEF 的可能性的替代指標。同時，Halbfass等[10]的研究也證實經內鏡檢查發(fā)現(xiàn)的食管潰瘍是食管穿孔的重要預測因素。Ha等[11]綜合分析的25項研究顯示食管損傷和潰瘍發(fā)生率分別為11%和5%，但是這些研究包含了各種預防食管損傷的措施。Kaneshiro等[12]的研究對比消融后壁采用高功率短時程(40～50 W)與常規(guī)功率組(20～30 W)的食管熱損傷率，結果顯示高功率短時程組食管熱損傷發(fā)生率明顯高于常規(guī)組。Sarairah等[13]的研究顯示冷凍球囊消融食管熱損傷的發(fā)生率為22%。而Yavin等[14]的研究證實脈沖場消融對食管無損傷；并且Koruth等[15]在豬動物模型中對比脈沖場消融與射頻消融術后食管熱損傷發(fā)生情況，結果顯示脈沖場消融動物組尸檢無食管病變，而所有射頻消融組動物均發(fā)生食管熱損傷。

2 ETP 及其工作原理和瞬態(tài)熱響應(transient thermal response，TTR)

2.1 ETP 的類型及其工作原理 在臨床中常規(guī)使用的ETPs種類繁多，但是傳感器主要是熱敏電阻與熱電偶。熱敏電阻為含有金屬氧化物的傳感器，其電阻隨著溫度的升高而降低；熱電偶的工作原理是兩種不同金屬的結合可產生可測量的電壓，該電壓會隨溫度升高而增加。這兩類傳感器均是通過相鄰組織或空氣接觸其表面來加熱或冷卻后才能檢測到溫度變化。最近，一種紅外熱成像導管[16](infrared thermography catheter，IRTC)可以非接觸的采集左房后部食管發(fā)出的紅外輻射，轉為數(shù)字信號后構成偽色彩熱圖，利用專用分析軟件從而構成導管消融時食管內溫度的時空變化圖。

2.2 ETPs的TTR 準確的LET 監(jiān)測需要ETPs有效、準確反映導管消融時LET 變化。目前使用的常規(guī)ETPs種類多樣，包括探頭設計(有無食管聽診器)、傳感器數(shù)量、直徑(9～24F)和傳感器外部成分(金屬或塑料)。Gianni等[17]的研究顯示18F具有食管聽診器探頭與9F單傳感器、塑料覆蓋探頭的峰值溫度和溫度升高存在顯著差異，后者優(yōu)于前者。Turagam 等[18]對美國臨床上常用的22種探頭的TTR 進行對比(圖1)，結果顯示：①與較小的9F探頭相比，較大的24F和18F 探頭平均熱時間常數(shù)明顯更高；②與18F探頭相比，9F升1℃的時間、達到峰值溫度的時間、衰減的時間更短；③與具有聽診器探頭相比，無聽診器探頭的平均熱時間常數(shù)、上升1 ℃的時間和達到峰值溫度的時間更短；④與單傳感器相比，多傳感器的平均熱時間常數(shù)、上升1 ℃的時間和達到峰值溫度的時間更短。綜上目前常規(guī)ETPs的TTR 的差異很大，如果ETP不能準確反應食管腔內溫度，極有可能導致不良事件發(fā)生。IRTC[16]的設計類似于常規(guī)帶有聽診器的ETPs，可旋轉和平移的紅外光學元件封裝在9F 聚乙烯鞘內，可以經鼻腔或口腔插入到左房后部的食管。紅外光學元件可以每秒鐘在60 mm 食管中360°的采取7 680個位置的表面溫度并映射到對應的顏色，從而形成食管表面溫度的紅外熱成像圖，其空間分辨率為1 mm 并且可以瞬時檢測到溫度變化并時刻刷新。相對于常規(guī)ETPs來說，IRTC 可以有效、準確反映消融時LET 變化。

圖1 實心軸與含有聽診器的ETPs[18]

3 ETPs對食管損傷的影響

Singh等[19]的研究比較了81例因AF行射頻消融的患者在有無LET 監(jiān)測時食管損傷的發(fā)生率，兩組左房后壁消融功率均為35 W，LET 組的溫度截止點為38.5℃，顯示使用單一傳感器ETP進行LET 監(jiān)測食管潰瘍發(fā)生率為6%，而無LET 監(jiān)測其發(fā)生率為36%；Fürnkranz等[20]的研究對比94例患者使用第二代冷凍球囊導管消融時有無LET 監(jiān)測時食管損傷的發(fā)生率，兩組冷凍時間均為2×240 s，LET組的溫度截止點＜12℃或者15℃，顯示使用多個傳感器的ETP監(jiān)測將食管損傷的發(fā)生率從18.8%降低到3.2%。

而Deneke等[21]的研究對比90例AF射頻消融有無7F Esotherm 探頭時食管損傷的發(fā)生率，LET 組的溫度截止點為40℃，但是只有LET 溫度＞39℃時才進行術后內鏡檢查，而無LET 組所有患者均術后行內鏡檢查，結果顯示在LET 組食管損傷發(fā)生率為19%，而對照組中無食管損傷發(fā)生；Deneke等[22]的研究對比有無使用7F Sensitherm 探頭對145例射頻消融時食管損傷發(fā)生率，兩組左房后壁消融功率均為20～25 W，LET 組的溫度截止點為39.5℃，結果示使用LET 組的食管損傷發(fā)生率28%，而無LET 組無食管損傷發(fā)生。同時，Müller等[23]的研究也使用7F SensiTherm 探頭，兩組左房后壁消融功率為25 W，LET 組的溫度截止點為39.5℃，結果示LET 組食管損傷發(fā)生率30%，無LET 組為2.5%，并指出食管損傷的患者AF消融時LET 最高溫度大于無食管損傷患者的。研究認為食管損傷發(fā)生率升高的原因是ETP的非絕緣金屬組件吸引電流導致熱量傳遞到食管[24]，從而抵消ETPs的優(yōu)點。

而Schoene等[25]的前瞻性、隨機性研究也使用Deneke、Müller的研究中的ETP，LET 組的溫度截止點為40℃，后壁消融的功率為25～30 W，結果示食管損傷在LET 組為11%(10/90)，在無LET 組為9%(8/90)，兩組比較無差異(P＝0.62)。Halbfass等[26]的研究在使用S-Cath TM ETP，兩組消融左房后壁功率20 W，LET 組的溫度截止點為39℃，也顯示LET 組的食管損傷發(fā)生率與對照組無差異。Chen等[27]的研究對比120例在消融指數(shù)引導下的高功率50W 消融時，以39 ℃為截斷點時有無Circa探頭監(jiān)測時食管損傷的發(fā)生率，結果示LET 組3.3%(2/60)，無LET 組1.7%(1/60)，兩組之間無差異。

綜上ETP對食管損傷的研究發(fā)現(xiàn)，使用常規(guī)ETPs食管損傷并沒有明顯下降。并且Ha等[11]的研究對7項前瞻性非隨機性的綜合分析示有無使用ETP對食管損傷無顯著差異(合并OR＝1.65，95% CI 0.22～12.55，P＞0.05)。上述Schoene等的前瞻性、隨機性研究也證實兩組之間無差異，并指出使用LET 測的峰值溫度與內鏡檢查發(fā)現(xiàn)的食管病變的發(fā)生率不相關。而目前尚沒有紅熱外成像的LET 對食管損傷的研究報道。

4 發(fā)生食管熱損傷相關的溫度動力學特征

AF消融引起的食管熱損傷的病理生理學很復雜。不同組織對熱損傷的敏感性存在顯著差異[28]，食管熱損傷所需的溫度-時間關系不明確。研究證實當溫度大于50℃才發(fā)生不可逆的心肌損傷[29]。然而，食管內襯有保護性的復層鱗狀上皮，相對于心肌細胞其對熱損傷有一定的抵抗力，能夠短暫耐受類似的溫度而不會發(fā)生不可逆的損傷。例如常規(guī)熱飲，如茶和咖啡，通常會使食管上皮層暴露在遠遠高于40℃的溫度，甚至一過性高于50℃，卻沒有出現(xiàn)明顯的的急性損傷[30]。Lequerica等[31]對孤立的食管發(fā)生熱損傷時溫度與時間關系研究表明，不可逆轉的食管損傷發(fā)生在溫度大于50°C且持續(xù)30 s以上。

臨床研究中，在使用常規(guī)食管溫度探頭行肺靜脈隔離的患者中，食管損傷患者的腔內最高溫度為42.6℃，而IRTC的腔內最高溫度為66℃[16，32]。Halm 等[32]的研究發(fā)現(xiàn)射頻消融期間食管損傷患者的最大腔內溫度(42.6℃±1.7℃)明顯高于無食管損傷患者的食管內溫度(41.4℃±1.7 ℃)，食管內溫度小于41℃時無食管損傷的病例出現(xiàn)，該研究提示消融術期間連續(xù)食管腔內溫度監(jiān)測可預防熱損傷。Deneke等[33]的研究對比食管損傷陽性與陰性患者，發(fā)現(xiàn)食管峰值溫度顯著升高(56.3℃±4.6℃vs 45.7℃±5.5℃，P＜0.000 1)，該研究進一步分析食管損傷陽性病例，顯示1病灶的峰值溫度為53.2℃，并且＞40℃持續(xù)2 min，另2個病灶數(shù)據顯示長時間溫度＞50℃。顯然紅外系統(tǒng)檢測到的溫度大大高于使用標準熱電偶和熱敏電阻系統(tǒng)的臨床研究中報告的溫度，并且與Lequerica等[31]的研究具有相似性。需要進一步的研究來證實這些差異。

5 結論

綜上，AF導管消融術后食管損傷的發(fā)生率不低，雖然AEF發(fā)生率極低，但一旦發(fā)生，致死率極高。紅熱外成像系統(tǒng)較常規(guī)食管溫度探頭可以提供動態(tài)、高分辨率的食管溫度制圖。AF消融圍術期通過傳統(tǒng)的LET 監(jiān)測指導消融降低食管損傷的發(fā)生率并不明顯。紅熱外成像系統(tǒng)檢測到射頻消融食管內的溫度大大高于常規(guī)食管溫度探頭監(jiān)測的溫度。目前需要更多的證據來全面評估紅熱外成像系統(tǒng)在食管溫度監(jiān)測方面的有效性，以及為了更好地降低食管損傷的發(fā)生率，需要進一步分析內鏡下發(fā)現(xiàn)的病變與特定的消融灶及其特征。