第9章 希氏-浦肯野系统起搏技术
自1958年开始植入了世界上第一台人永久工心脏起搏器以来,数以万计的患者得以获益。将导线植入右心室心尖部,稳定可靠,操作简单,但经过数十年的临床实践,人们发现心尖部起搏会导致部分患者出现起搏介导的心肌病。由此相继发展出现了间隔部起搏、双室起搏(BVP,包括左心室导线植入心外膜冠状静脉窦内以及左心室多位点起搏等),同时算法和器械不断更新,但从起搏位点来说都不是真正意义上的生理性起搏。
通过夺获希氏-浦肯野系统(希浦系统)的传导,能产生最生理性的心室激动顺序。早在20世纪六七十年代,人们就在动物实验和电生理检查上初步尝试了希氏束起搏并成功夺获希氏束,但由于缺乏有效的固定工具,永久希氏束起搏的临床应用一直未能实现。直至2000年Deshmukh等运用普通主动螺旋固定导线在塑性钢丝帮助下成功尝试了希氏束起搏及2004年鞘导入的主动导线用于临床后,明显提高了永久性希氏束起搏的成功率,推动了生理性起搏的进展。希氏束起搏虽是公认的最生理的起搏方式,但由于其解剖特点,起搏阈值偏高,操作难度相对较大,即便经过植入方法的改良,其长期的安全性顾虑仍限制了希氏束起搏的发展,尤其对于希氏束以下或更远端病变的患者。由温州医学院第一附属医院原创的另一生理性起搏——经间隔左束支起搏(left bundle branch pacing,LBBP),正是对希氏束起搏不足的补充。不同于希氏束的细小,人左侧传导系统宽大、网状、交互,位于左心室内膜面下,且电激动可交叉传导,这些特征使得左束支更容易被夺获,能获得最佳的起搏参数,周边丰富的心肌组织,更保证导线参数长期随访的稳定性。
本章节从如下几点对希浦系统起搏(包括希氏束起搏及左束支起搏)植入技术简要阐述:①希浦系统解剖特点;②希浦系统起搏的定义与判断标准;③希浦系统起搏操作方法;④左束支起搏与左心室间隔起搏鉴别。
一、希浦系统的解剖与电生理特性
希氏束起于房室结远端,经中心纤维体从心房侧到心室侧,在室间隔膜部下方穿过,至左侧室间隔肌部,于左侧室间隔心内膜下形成左束支。希氏束近端位于右心房侧与左心室之间,远端位于右心室与左心室之间的膜部室间隔,主动脉根部下方。Kawashima等将希氏束分为三种类型(图9-1):Ⅰ型,行走于间隔膜部,被一层薄的心肌纤维鞘覆盖(46.7%);Ⅱ型,希氏束穿行于室间隔心肌内,形态、边界与周围心肌难以区分(32.4%);Ⅲ型,希氏束裸露于心内膜(21.0%)。房侧和室侧希氏束均能进行永久性希氏束起搏,从希氏束近端到远端,HV间期逐渐缩短。以上这些解剖特性解释了大部分患者(Ⅰ型和Ⅲ型)容易描记到大的希氏束波,且往往是可以获得选择性希氏束起搏,但房侧希氏束深部是中心纤维体,所以很难深拧,而室侧希氏束更接近心室和室间隔肌部,因此起搏能获得更低的阈值、更好的感知及避免交叉感知。另外有部分患者希氏束起搏操作相对困难可能跟希氏束位置比较深有关系。
图9-1 希氏束解剖变异示意图
A.传导束走行示意图;B.希氏束解剖图Ⅰ型,行走于间隔膜部,被一层薄的心肌纤维鞘覆盖;C.Ⅱ型,希氏束束穿行于室间隔心肌内,形态、边界与周围心肌难以区分;Ⅲ型:希氏束裸露于心内膜。
左束支起源于三尖瓣、无冠窦与右冠窦之间,在室间隔偏后部分分为左前分支、左后分支。左前分支长而细、变异大,跨过左心室流出道止于前乳头肌,左后分支为左束支的主要延续,短而粗,形态、长度较恒定,止于后乳头肌。此区域冠脉间隔支分布较少,因此左束支起搏导线较易植入左后分支区域,且不易造成冠状动脉分支损伤(图9-2)。浦肯野纤维网由心内膜下纤维和“壁内纤维”组成,前者公认存在,保证从心尖到基底部的收缩顺序,后者仅在羊、奶牛、猪等动物中发现,在人类中尚未发现,因此左束支起搏时导线需旋入间隔一定深度,直至左心室间隔内膜下才可能夺获心内膜下的浦肯野纤维网(图9-2A)。相比较希氏束的细小,分布成片状、交互的左束支更容易被定位夺获,且周边丰富的心肌组织保障了电极参数的稳定性(图9-2B)。
图9-2 左束支解剖示意图
A.左束支位于左心室内膜面下;B.左束支起搏位置示意图。
二、希浦系统起搏的定义
1.希氏束起搏的定义
为规范希氏束起搏的临床运用,便于推广和进一步研究,2018年初国际希氏束工作专家组发表了《永久希氏束起搏的专家共识》(简称《共识》)。《共识》规范了希氏束起搏的类型:①选择性希氏束起搏(selective HBP):只夺获希氏束,无局部心肌进行融合;②非选择性希氏束起搏(non-selective HBP):同时夺获希氏束及局部心肌。需要注意的是,无论何种起搏类型,均是建立在传导束夺获的基础上。在判断选择或非选择性希氏束起搏是以心电学为标准,并不是解剖意义上的起搏位点,规范了以往容易引起混淆的希氏束旁起搏(para-His)的概念。共识中希氏束起搏定义较为复杂,主要通过下列标准判断:①QRS波起搏形态与宽度;②His-QRS与刺激-QRS间期关系;③是否存在心肌夺获(体表是否有等电位线,腔内信号是否连续);④周边心肌和传导束夺获阈值差。
2.左束支起搏的定义
左束支起搏导线经静脉,穿间隔至左心室内膜面下,除了单纯室间隔起搏的电学特征外,还具有左侧传导束夺获的特征。
(1)起搏形态呈右束支阻滞图形:
左束支起搏时,由于夺获左侧传导系统,左心室激动早于右心室,故起搏形态为右束支传导阻滞图形,且起始上升陡峭。但起搏具体形态还取决于导线位置,如左前分支或左后分支区域,是否合并远端传导系统疾病,起搏电压大小,是否选择性起搏,是否能逆传右束支,3830导线环端(Ring)是否夺获等。故起搏QRS时限不能作为传导束是否夺获的判断标准。
(2)左束支电极记录到左束支电位:
自身为非左束支阻滞的患者,理论上应该都能记录到左束支电位,P-V间期一般为20~30ms。而左束支传导阻滞患者,左侧激动延迟,导致电位与心室激动重叠,无法被观察到,但可采用双电极法,通过希氏束起搏纠正完左恢复希氏束到左束支近端的传导,或当出现窄QRS波或来自左束支的早搏或逸搏时,可记录到左束支电位。需要注意的是,记录到电位仅提示导线接近传导束,但并非可低输出夺获传导束;如记录左束支损伤电流,则提示电极到位且能以较低输出夺获传导束。
(3)起搏脉冲到左心室激动时间(stimulus to left ventricular activation time,Sti-LVAT):
即起搏钉到R波顶峰的时间,简称达峰时间,通常测量V4~V6导联,反映左心室侧壁的除极时间。因电激动经传导束传导远快于心肌,如当达峰时间在增高输出过程中突然缩短(通常>10ms)且之后不再变短,提示夺获左束支被夺获;如在各种电压输出时,达峰时间保持最短且恒定,也可能提示传导束夺获,因部分患者最高输出时,仍是单纯心肌起搏。左束支起搏达峰时间与自身LVAT相近通常短于希氏束起搏的达峰时间。
(4)选择性和非选择性左束支起搏:
选择性左束支起搏仅夺获左束支,可见腔内起搏钉与V波之间存在分离,体表的起搏心电图为典型的右束支阻滞图形。当输出电压增高时出现非选择性左束支起搏,即同时夺获左束支和其周边的间隔内膜心肌,腔内起搏钉与V波之间没有分离,体表的起搏心电图呈不完全右束支阻滞图形。虽然选择性和非选择性左束支起搏体表和腔内心电图存在差异,但是其R波达峰时间是相同的,即前述的在不同输出电压时保持最短和恒定。
(5)左束支夺获的直接证据:
左束支导线起搏时,当希氏束导线上观察到逆传的电位,或位于左束支导线远端的电极记录到左侧传导系统电位,且电位与脉冲间期及顺序符合经传导束传导的特征,为左束支起搏的直接证据,但这点临床上并非常规使用。
临床实践中,在满足导线定位及标准(1)基础上,结合标准(3)(4),可近乎100%判断左束支夺获与否;如符合上述标准越多,证据越充足。
三、希浦系统起搏操作技术
1.常用器械准备
目前使用的鞘导入的植入方法成功率较以往明显提升。近期对26项希氏束临床研究的荟萃分析显示,希氏束起搏的成功率由无传送鞘的54.6%提高到使用由鞘管导入主动固定导线(3830)的92.1%。起搏常用导线、鞘管及设备见图9-3。
图9-3 操作常用器械设备
(1)导线:
目前广泛使用的是3830导线,其头端导电螺旋1.8mm,导线外径4.2F,内无钢丝,需配合外鞘操作。
(2)鞘管:
美敦力C315希氏束鞘是目前最常用的希氏束起搏鞘,为有两个固定弯度的立体结构,长43cm,内径5.5F,外径7F。第一个弯度协助导线到达三尖瓣环上部,第二个弯度协助导线对准间隔。另一种鞘管是C304(常规为69cm,加长的74cm),可调弯,但仅一个弯度,非立体结构,内径5.7F,外径8.4F,适用于解剖异常或者有难度的病例,如右心房右心室扩大,希氏束位置较低等。C304希氏束鞘,国外已上市,具有可调弯+双弯的立体结构,更便于希浦系统起搏的操作。
(3)外鞘:
建议C315希氏束鞘外套上普通的可撕开短外鞘,以便于操作C315希氏束鞘,防止折鞘和切鞘。
(4)多导电生理仪:
记录12导联心电图和腔内心电图,将3830导线直接连接于电生理仪,在术中操作时为单极连接,一般不需要电生理标测导管定位,除非是困难病例或需要房室结消融时。(滤波设置详细)
(5)起搏分析仪:
建议使用美敦力程控仪进行测试,其腔内也可记录电位。
2.希氏束起搏标准操作步骤
(1)电位标测法:
RAO 30°可显示房室沟及充分暴露右心房、右心室,有利于判断导线在房侧或室侧。当鞘管和导线在右心房里时,顺时针旋转移动鞘管以接近三尖瓣环;当鞘管和导线在右心室里时,小心逆时针旋转鞘管退回到三尖瓣环附近。导线头端稍出鞘(ring端未出鞘),接触心肌标测寻找希氏束。
(2)起搏标测法:
术中采用单极起搏,可使用高电压起搏,用5V以上起搏来寻找希氏束位点。其优点在于可连续记录起搏心电图,观察起搏形态变化。当发现起搏窄QRS波时,可迅速确定希氏束区域,再进行微调,提高效率,尤其适用于解剖异常或起搏依赖,无法标测到希氏束电位的患者及用于LBBB寻找可纠正的位点。
(3)导线固定:
确定起始旋入的位置后适当推送导线,以确定导线头端在三尖瓣环上的贴靠是否稳定及鞘管的支撑力是否足够。在导线旋入过程中,边旋边观察导线头端的位置,调整鞘管的方向,可结合RAO 30°和LAO 35°体位以判断导线头端是否垂直。建议在间隔更深的部位起搏,解剖上约1/3患者希氏束走行在间隔较深的位置,为获得更理想及稳定的参数,可将导线头端固定到间隔深部,夺获希氏束远端。对于房室传导阻滞的患者,起搏位点越过阻滞点,除较好的阈值感知外,还能尽可能减少病变进展的影响。同时,可为消融房室结提供更大的安全空间,以免损伤起搏位点及远端。
(4)双导线法(dual-leads):
以第1根导线确定的希氏束大概位置为路标,第2根导线在周边区域寻找更佳的起搏位点,以提高希氏束起搏的植入效率和获得更好的起搏参数,将参数相对不满意的导线置于心房(患者需要植入心房导线时)或右心室间隔(患者需要右心室起搏备用时)。
(5)操作过程中的特殊征象
1)损伤电流(current of injury):
固定即刻会出现阈值升高,腔内见损伤电流,一般10min内阈值逐渐下降,损伤电流也逐渐消失,提示远期起搏阈值良好。
2)回弹试验(rebound test):
顺时针旋转数圈导线,然后松开导线,导线尾端会逆时针回弹相同圈数,提示导线固定良好。
3)张力调整(slack test):
调整导线张力后,腔内电位不变,参数稳定,阈值变化<0.5V,提示导线固定良好。
4)参数稳定测试:
现有资料显示如果植入时阈值高(>3V/1ms),而且单极和双极起搏阈值之间存在较大差异,很可能提示后期随访时阈值会进一步恶化,甚至失用需要导线重置。若阈值稳定,单双极测试差异不大,无较大的波动,多次测试变化不大(固定后、ring出鞘后、退鞘至心房后、撤鞘后),则说明导线固定良好。
(6)参数测试:
单、双极均测试感知、阈值、阻抗。HV传导测试:以稍高于阈值(0.5V)的输出,如1∶1 HV传导>120~140次/min,提示希氏束以下传导正常。测试阈值时注意起搏频率的影响,频率快可能伴随阈值升高;记录不同输出电压时的起搏形态,记录选择性和非选择性夺获的阈值。共识中提出在非起搏依赖的患者中希氏束夺获阈值应低于2.5V/1ms,起搏依赖患者除了传导束阈值外,应有较低的内膜阈值作为自身备份。
(7)撤鞘和确认导线固定良好:
需先把其他电极植入完成,然后将鞘管退到仅留导线足够切开固定的最小长度,让导线自然下垂,释放扭力。推荐使用配套的美敦力公司6232切开刀,在数字减影血管造影(DSA)影像下撤鞘。撤鞘后调整合适的导线张力,并再次测试阈值。
3.左束支起搏标准操作步骤
(1)术前评估及准备:
术前评估间隔厚度、是否存在瘢痕、心脏大小及三尖瓣反流情况。对左束支传导阻滞的患者,建议先植入心室起搏备用导线,连接临时起搏器,作为右束支损伤导致完全性房室传导阻滞的安全备份起搏。术中建议单极测定起搏阈值和阻抗,双极测定最终的R波感知。
(2)左束支起搏的初始定位:
可预先确定希氏束位点,然后以此影像作为标记,植入左束支起搏导线。在右前斜位,将远端希氏束部位与心尖连线方向的1~1.5cm处的右心室面作为初始部位,如果起搏时V1导联呈W形,顿挫在QRS波底部,提示更高的成功率(图9-4)。双电极法可用于复杂的病例,提高成功率或获得左束支夺获的直接证据。
图9-4 左束支起搏操作(右心室面定位与深部间隔起搏)
A.自身心电图;B、C.右心室面起搏形态V1导联呈W形及与希氏束电极影像学定位;D、E.在深度1进行低高电压测试,高电压达峰时间骤变短,提示左束支在高电压被夺获。
(3)深拧导线至间隔内:
左前斜有助于判断导线方向及深度。逆时针旋转鞘,鞘方向垂直于间隔,同时具备足够的支撑力。旋入导线过程中操作应“先快后慢”。在初始阶段,建议单手或者双手快速旋转导线3~4圈/次,以突破间隔内膜,然后松开导线并再次重复快速旋转。在旋入过程中会发现:①起搏时V1导联上QRS波底部的顿挫会逐渐移至终末,直至出现终末部分的R’波;②单极起搏阻抗增加;③影像上看到导线位置变化出现Fulcrum征,即导线植入间隔内的部分保持相对固定,不随心脏收缩而移动,而其未植入间隔内的部分则随心脏收缩而摆动,整个导线呈现支点运动或鞘内打造影剂确定大致深度(图9-4、图9-5);其他确定导线深度的方法还有术中或术后心脏超声、术后CT。
图9-5 左束支起搏操作(左心室内膜面下起搏)
A,B.导线影像学提示左束支导线深度;C.在此深度不同电压测试,可见0.5V/0.5ms夺获传导束(选择性起搏),高电压达峰时间不变(非选择性起搏),希氏束纠正左束支传导阻滞,左束支导线可见电位。
如导线旋入困难,常见原因包括导线头端螺旋上有组织嵌顿、鞘管或导线螺旋变形、旋入位置有瘢痕或纤维化,以及鞘管支撑力不够等。去除螺旋上的嵌顿组织,替换新的鞘管或者导线以及重新定位植入可能有效。当导线拧入过深而出现穿孔至左心室腔时,仅回退导线是不可取的,应将导线完全旋回后重新更换植入部位。
(4)证实左束支夺获及撤鞘:
当导线头端旋入间隔6~8mm时和/或起搏形态呈右束支传导阻滞图形时和/或出现右束支阻滞图形的室早时,此时导线旋入已接近左侧间隔内膜面,建议进行高低电压起搏,若高电压起搏能缩短达峰时间则提示导线已接近左侧传导系统。此刻应小心缓慢旋转导线,0.5~1圈/次及仔细监测起搏形态和阻抗(单极即刻阻抗应>500Ω),避免导线穿孔至左心室腔内。当确定能以低输出夺获左束支时(通常<1.5V/0.5ms),停止旋入导线。
与希氏束起搏不同的是,不建议用回弹试验来判断电极固定良好,因会导致穿孔可能。将鞘管撤到心房同时送入导线保持一定张力。再次测定起搏参数确认导线稳定性。切鞘后调整合适的导线张力,避免导线穿孔或脱位(表9-1)。
表9-1 希氏束与左束支起搏的特征区别
(5)潜在的并发症与预防
1)术中损伤右束支:
较为常见,但大部分术后可恢复。当导线跨过三尖瓣进入心室时,始终保持导线头端在鞘管内操作,轻微逆时针旋转鞘管将导线固定在后下间隔可减少右束支损伤。另外,避免在有电位的间隔部位旋入导线,因为此电位很可能即是右束支电位。若在此处旋入则很有可能造成右束支的不可逆损伤。
2)导线脱位和间隔穿孔:
术前超声心动图或心脏MRI评估间隔情况,如是否存在心室致密化不全、间隔薄或存在瘢痕等,避免导线植入上述部位。术中每个步骤都监测起搏形态和阻抗可预防术中出现脱位或穿孔。适当的调整导线张力可避免术后导线脱位(张力不够)或间隔穿孔(张力过多)。
3)潜在冠状动脉损伤可能:
目前尚无因为左束支起搏导致冠状动脉损伤引起明确心肌梗死并发症的报道,因冠状动脉的间隔支在前间隔分布较多且较粗大,因此建议避免导线植入位置过前、过高损伤较大冠脉分支(标准位置损伤冠脉的可能性小;前室间沟有前降支及大分支分布;导线植入位置过前、过高,尤其是导线在间隔内斜扎至前间隔;注意术中监测)。
四、左束支起搏与左心室深部间隔起搏的鉴别
研究证实,左心室间隔起搏在电同步性及急性血流动力学上优于右心室心尖部及间隔部起搏。与文献报道的左心室间隔起搏相比,左束支起搏有如下特点:①定位更接近左心室内膜面;②更佳的左心室同步性;③具有传导束夺获的特征(图9-6、表9-2)。经间隔的左束支起搏定位左心室内膜面下,即使未夺获传导束,也将呈现左心室间隔起搏的优势,但其临床获益,需进一步的验证。
图9-6 左束支起搏(A)与左心室间隔起搏(B)影像学定位
LBBP=左束支起搏导线;LVS=左心室。
表9-2 左束支起搏与左心室间隔起搏特征区别
注:RBBB=右束支传导阻滞。
(黄伟剑)
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