脉冲场消融，未来已来！

近期在美国ACC 2023年会上公布、发表于Circulation杂志的PULSED AF Pivotal临床研究，探讨了一种新的导管消融能量——脉冲场消融，在有阵发性或持续性房颤病史的患者中的安全性和有效性。

PULSED AF Pivotal试验是一项前瞻性、全球性、多中心、非随机、配对的单臂研究，纳入9个国家、41个中心的150例阵发性及50例持续性症状性房颤患者，所有患者均为≥1种I类或Ⅲ类抗心律失常药物治疗失败或不能耐受，接受脉冲场消融治疗。对所有患者进行为期1年的每周监测和有症状的电话转诊监测；3、6和12个月的12导联心电图监测；以及6个月和12个月的24小时动态心电图监测。在消融术后7天、30天、3个月、6个月和12个月时，尚进行额外的随访。

结果显示，脉冲场消融的急性肺静脉隔离成功率为100%。在主要有效性终点方面，阵发性房颤组和持续性房颤组分别有66.2%、55.1%的患者未发生终点事件，均达到预设目标值要求。1年随访显示，接受脉冲场消融术后，79.7%的阵发性房颤患者和80.8%的持续性房颤患者无房性心律失常事件的发生，与传统热消融方式结果基本一致，主要安全性不良事件发生率（0.7%）明显减低。

这项全球性试验证实，脉冲场消融技术的手术相关严重不良事件发生率低、心律失常复发率低、生活质量较基线有显著改善，并可缩短手术时间。

什么是脉冲场消融？

脉冲电场消融也被称为不可逆电穿孔，是近年来发展起来的全新的心律失常导管消融能源，能在短时间内将高电压电脉冲作用于细胞膜的磷脂双分子层，导致跨膜电位形成，产生不稳定的电势。

除了脉冲场消融之外，心律失常导管消融方式还包括射频消融和冷冻消融，三者的原理各不相同。

射频消融用导管顶端的电极在心肌组织内产生阻力性电热效应，使心肌细胞干燥坏死，治疗快速性心律失常。用电极导管头端紧紧贴靠该处，在局部释放射频电流（100 kHz~1.5 MHz），在很小范围内（约3~4 mm直径及深度）产生热效应，使局部组织内水分蒸发，直接摧毁关键病灶。此方法适用于阵发性和持续性房颤，除环绕肺静脉外还需要在心房的其他部位进行连续线性消融；房扑、房速。特点是“逐点式”消融手术时间较长，对术者的操作水平要求较高，需要操作50-100例才能掌握这一技术和缩短手术时间。

冷冻消融通过冷冻能源造成低温引起靶点心肌细胞坏死，液化制冷剂通过系统内置毛细管到达球囊内胆中，解除压缩并气化膨胀，使球囊大幅度降温而产生冷冻消融效应。高压下的液化制冷剂被储存于常温下与外界隔绝的钢瓶中。此方法可用于阵发性房颤的环肺静脉隔离。其特点是易于医生操作，一次性对所有靶点治疗，缩短手术时间提高手术成功率，降低并发症风险，减少患者痛苦。

脉冲消融理论基础源于电穿孔，在外加电场的作用下，利用脉冲发生器发放微秒、纳秒级电脉冲使细胞膜产生不定的电位刺激导致跨膜电位的形成，局部克服磷脂双层的介电强度，在脂质双层中形成亲水性纳米级孔隙，使细胞膜通透性发生改变，超过阈值能量水平导致细胞膜永久通透，破坏细胞内环境稳态，导致细胞凋亡（不可逆电穿孔）。适用于阵发性房颤的环肺静脉隔离。其特点是对食管、隔神经等周围组织造成损伤小，保持组织基质的完整性，并且不依赖贴靠就可实现消融。

脉冲消融具有以下特点：

① 消融过程不会引起蛋白质变性，不会形成炎症和疤痕，也不会导致肺静脉狭窄的发生。

② 脉冲场消融为非热消融，不产生热量，血栓的风险低。

③ 组织特异性，只破坏心肌细胞，对其他细胞没有作用，例如膈神经、食道没有影响，安全性较高。

④ 速度极快，高效快捷，通常以毫秒为单位甚至更小。

影响脉冲场消融的因素

1.电场强度

使组织产生电穿孔效应的基础是电场强度，施加的电场越强，对目标组织的影响就越大。虽然人们希望提供尽可能高的能量，但随着电场强度的增加，发生热损伤的风险也会增加。目前普遍认为心肌细胞发生不可逆电穿孔（IRE）的电场强度阈值较低，约为400 V/cm，而心脏周围的其他组织阈值则要高得多，如神经细胞约为3800 V/cm，这为脉冲场消融的组织选择性提供了良好的基础。

2.脉冲持续时间（脉宽）

脉冲持续时间（脉宽）的增加将对细胞产生更大的电穿孔效应。随着暴露时间的延长，膜充电时间增加，因而更可能出现电穿孔效应。较长的脉冲需要较低的电压来维持相同数量的细胞电穿孔，同理较短的脉冲需要较高的电压来达到同样的效果。

3.脉冲数 

增加脉冲数和脉冲重复率通常会增加观察到的组织损伤效果，一些研究表明脉冲产生的损伤效应可以叠加，但这种关系不是完全线性的，并且存在饱和现象，即叠加到一定程度时，脉冲数量的增加不会产生进一步的效果。

4.脉冲波形

脉冲波形种类众多，从方向上分类，分为单相波和双相波，从形态上，分成方波和指数波。方波可能是医学上最常用的，它可以以相对较高的频率发放多个脉冲。

5.电极尺寸和间距

电极配置在电场产生和组织效应中起着至关重要的作用。电极的几何形状是电场在目标组织分布的重要决定因素，因此电极大小和形状对消融病变的形成至关重要。

6.单极消融与双极消融

对脉冲场消融来说，有两种主要方法可以将电场传递到组织：单极与双极。目前大多数心脏脉冲场消融研究都集中在双极输送。

总结

脉冲场消融因其具有的组织特异性、迅速、非热消融、效果持久及安全等优点，使得其在房颤消融的应用得到广泛关注。随着脉冲场消融系统的不断完善，消融导管的研发及脉冲参数的优化、消融技术水平的提高和临床研究不断深入，操作经验正逐渐积累。脉冲场消融有望充分发挥安全性优势、提高房颤消融的近期及远期成功率，并显著缩短手术时间，从而成为可能替代射频、冷冻等热能消融房颤的新技术或者常规操作技术，进一步提升导管消融在房颤治疗中的疗效。

参考文献

1.脉冲场消融治疗房颤 ——PULSED AF Pivotal试验解读. 中国医学论坛报今日循环. 2023-03-09.

2. 中国心血管医疗器械产业创新白皮书2021.

3. 【睿正富研究】心脏电生理脉冲消融（PFA）——下一代能量消融技术. 睿正富投资. 2022-9-30.

4. 探秘PFA第二篇：锋芒初露——PFA的早期探索Part2. 心电生理小美讲堂. 2022-8-22.