心臟電生理及心律失常的研究進展

唐爾聞 鐘國強 朱立光 劉 浩 陳 偉 曾 偉

（1 廣西醫科大學第一附屬醫院心導管室，廣西 南寧 530027；2 廣西醫科大學第一附屬醫院心內科，廣西 南寧 530027）

心臟電生理及心律失常的研究進展

唐爾聞1鐘國強2朱立光2劉 浩2陳 偉1曾 偉1

（1 廣西醫科大學第一附屬醫院心導管室，廣西 南寧 530027；2 廣西醫科大學第一附屬醫院心內科，廣西 南寧 530027）

本文介紹了心臟電生理的特征與發展歷程，分析了其在心律失常診斷和治療中的臨床應用。進而闡述了新興標測系統的優缺點和發展方向，預測了治療心律失常新技術的發展動態。

心臟電生理；心律失常；診斷和治療；射頻導管消融

臨床心臟電生理學自誕生以來已經有40多年的歷史，成為心臟病領域內的一個重要分支，這一學科的發展對心律失常的診斷和治療具有重要的推動作用。在這之前，診斷心律失常以及闡釋其可能機制的主要手段是心電圖法，這也是心臟電生理學發展的基礎。目前，心臟電生理檢查內容不斷豐富、應用范圍不斷擴大，尤其在心臟的起搏治療和射頻消融治療中有著不可替代的作用。

1 心臟電生理學與心律失常簡介

心臟的生理特性包括自律性、興奮性、傳導性和收縮性，其中自律性、興奮性和傳導性與心電產生有關，為心臟的電生理特性，因此，心律失常產生的異常脈沖可以通過電生理學方法檢測。心臟電生理學研究采用多極電極導管，通過靜脈或動脈引入到心臟的某一特定位置，用來記錄這一位置的電學活性。這些導管也可用來傳遞電脈沖，從而對心房或心室內某一特定位置產生刺激。心臟電生理學研究的主要目的就是闡釋心律失常的機理并對其進行有效治療。

心律失常通常分為慢性心律失常和快性心律失常，快性心律失常又被稱為心動過速。折返性是造成患病和死亡最常見的心律失常病因，大多數心動過速，包括室上性和室性過速、心房和心室顫動等的產生機制都與折返性有關。從另一個角度來說，折返性心律失常也是很理想的心電生理學研究對象，因為它們可以通過合適的定時脈沖被重復地誘導和終止。

我們可以通過電極導管測量某一脈沖從心內某一位置傳到另一位置的傳導速率，進而判斷這一區間的病變情況。找到了致心律失常的起因和位置焦點，就可通過藥物或者導管消融法進行針對性的治療。

2 心臟電生理學應用于心律失常的歷史與現狀

20世紀四五十年代，Hecht等開始使用導管法測量心律失常患者的心內電活動[1]，Furman等發現房室傳導阻滯患者的心臟可以通過連接刺激器的導管重新“激活”[2]。到了1967年，Furman等人通過使用心內電位圖和起搏導管程序點刺激法，使人們對心律失常起源位置的分析和心律失常機制的闡釋成為可能，而這一年也被國際公認為心臟電生理學的起始年。1968年Scherlag首創導管法記錄希氏束電圖技術，不僅能夠對房室傳導紊亂進行準確定位和危險分級，而且對心動過速的脈沖傳導路徑識別更加清晰[3]。1971年第一本關于室上性心動過速程序刺激治療法的書籍誕生，作者Wellens等對心臟程序刺激法作了詳細規范和指南[4]。

電生理學方法應用于心律失常治療，早期常見的方法有植入性起搏器和植入性自動除顫器[5]。20世紀80年代出現了心內導管消融技術，它的原理是采用高能量沖擊來打斷心律失常傳導通路，或破壞異常搏動的起源[6]。隨后導管消融術得到了廣泛的臨床應用，進一步發展為射頻導管消融術。將一個套在導管中的電極置于心內將要消融的嚴格目標區域，另一個電極置于胸腔[7]。高能量沖擊對目標心肌產生多種物理效應，包括機械作用、熱作用、電流和電解作用。這一方法的根本目的就是快速瓦解引起心律失常的病變組織[8]。

科學家發現，心律失常也有可能起源于心外連接到心房或心室的肌肉。目前，已經可以通過心電圖識別心外膜引起的心動過速，進而成功進行消融治療[9]。另外，也實現了對不可成心電圖像或血流不穩定的室性心動過速和心室纖維性顫動的引發器進行消融去除[10]。

20世紀90年代中后期又發展形成了心臟再同步治療法，利用電生理的雙心室起搏來恢復左右心室電和機械不同步的失調狀態，從而糾正或改善心律失常[11]。

3 新興心電生理標測系統

隨著導管消融技術臨床應用范圍的擴大，尤其是心房撲動、心房纖維性顫動和室性心動過速消融的開展，極大地推動了導管標測技術的發展。每一例患者在進行射頻消融治療之前，都必須進行詳細精確的心電生理標測，以判斷造成心律失常的源頭和病因。常規的心臟電生理標測是在X射線透視指引下，使用接觸式導管電極，在患者的心內膜逐點接觸進行的。但存在采集信號耗時長，只能采集到局部電信號，無空間分辨、定位和記憶功能等缺點，另外，長時間的標測使醫務人員和患者都要長時間暴露在X射線下，潛在危險較大。

為了克服以上缺點，新興的標測系統逐漸出現和完善。目前新興標測系統主要有三維電磁標測定位系統（CARTO 系統）、接觸式網籃電極標測系統以及非接觸式球囊電極標測系統（Ensite 3000）[12]。

CARTO三維電磁解剖標測系統是1996年Biosense Webster公司推出的產品[13]。它有三個特點，一是可以將心電生理與心腔內的三維解剖結構結合在一起，進行三維重建；二是它的導管也是射頻導管，從而大大降低了系統的復雜性，提高了消融的準確性；三是CARTO系統準確性非常高，消融導管重復回到同一標測和消融部位的平均誤差不大于0.5mm，因而可大量減少X射線透射時間和射頻消融放電次數。據報道，CARTO系統可用于所有的可經常規電生理標測和消融的心動過速。

CARTO系統在心動過速時建立一個較精確的電激動和解剖圖形，往往至少需要50～100個標測點，對多數血流動力學不能耐受的患者無法使用。因此，CARTO系統的研究方向一方面是實現快速標測，更好的應用于血流動力學不穩定和不能反復誘發的非持續性心動過速；另一方面是實現與三維CT或三維MRI的融合，這一技術已于2005年誕生并發布，被稱為CArtoMerge技術。

接觸式網籃電極標測系統采用網籃電極，這大大減少了插入導管的數量。另外，在信號分析及顯示方面也有較大進步。但這同時也帶來了缺點，一是柔軟性差，橢圓形的外廓與心腔三維解剖結構不夠吻合，導致許多電極不能緊密貼靠心臟內壁，記錄到的心電圖不理想；二是部分使用該標測系統的患者出現了血栓等并發癥。這都是有待改進的地方。

非接觸式球囊電極三維標測系統（EnSite 3000系統）是Endocardial Solutions公司推出的產品，將64個電極（8×8陣列）排列在球囊表面。與接觸式標測系統不同的是，該系統的電極與心內膜沒有直接接觸，故稱非接觸式標測。因此，它不依賴于目標位置的幾何形狀，不會出現因心臟形態變化而記錄不到某些部位心電生理的情況。該系統的最大特點是可以根據一次心跳或相鄰的幾次心搏，確定心律失常的起源部位、激動順序、折返環路、異常徑路及緩慢傳導區的出口，確定消融靶點，并即時判斷消融效果。

非接觸式標測系統電激動標測和解剖重建的精確性不如CARTO系統。因此，其研究發展的方向主要是與其它解剖重建方法相結合，提高標測和消融速度以及精確度。

4 展 望

在接下來的很長時間，心律失常仍將是威脅人類健康的一大心臟疾病。但是隨著計算機技術和微電子技術的快速發展，心臟電生理檢查技術也必定會有一個全新的突破。我們將有能力更好的預防和控制這一疾病，治愈更多的患者。我們對心律失常的防治將會朝著更多地使用電生理設備方向發展，這種趨勢必然促進植入式心臟轉復除顫器（ICD）和心臟再同步化起搏器（CRT）以及新興標測系統的更新換代[14]，從而減少并發癥的發生。同時，借助抗心律失常藥物的引入，有望減少對患者進行高能量沖擊的次數[15]。另外，導管設備的改進、影像技術的雜交、新的消融能源代替射頻能源，這些都有助于改善治療效果和減少并發癥。

在生命科學領域，隨著干細胞技術和細胞克隆技術在臨床上實際應用的實現，我們有望通過這些技術來取代心臟內死亡或者損傷的某些組織[16]，從而對心律失常進行根本性治療。對于遺傳性的心律失常疾病，則希望通過基因治療的手段來實現徹底根治。但是，所有這些治療技術都離不開基礎電生理學技術對心律失常病情的診測和反饋。

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The Progress of Studies in Cardiac Electrophysiology and Cardiac Arrhythmia

TANG Er-wen1, ZHONG Guo-qiang2, ZHU Li-guang2, LIU Hao2, CHEN Wei1, ZENG Wei1

(1 Cardiac Catheterization Laboratory, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530027, China; 2 Department of Cardiology, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning 530027, China)

This paper introduces the characteristics and development history of cardiac electrophysiology, analyses its clinical application in the diagnosing and treating of cardiac arrhythmia. Then it elaborates the merits and demerits as well as development direction of burgeoning cardiac electrophysiological mapping system, and predict the new technology would apply in treating cardiac arrhythmia.

Cardiac electrophysiology; Cardiac arrhythmia; Diagnosing and treating; Radio- frequency catheter ablation

R541.7

A

1671-8194（2013）18-0092-03