聚焦·PFA丨殷跃辉专访：房颤“室上速时代”有力的推动者

严道医声网 2022-02-14 13:24

医疗器械的发展是医生提升诊疗能力的重要驱动力，每一个亚专科领域的科技突破都影响着一类疾病诊疗的未来发展走向。正发生于电生理领域的则是脉冲电场消融技术（Pulsed Field Ablation，PFA）一个一个好消息的接连出现。

重庆医科大学附属第二医院殷跃辉教授正是这一变革的最直观感受者。

时隔多年，殷跃辉教授同样还记得某位学者曾在本世纪初说过，房颤的室上速时代即将来临，届时房颤的消融治疗会如同处理室上速一般，只需要30~40分钟就能解决问题。

如今，PFA的出现则真正让殷跃辉教授感受到了房颤治疗进入室上速时代的希望，并且他已经在临床上看到了这种效应。

殷跃辉教授重庆医科大学附属第二医院

电穿孔是一切的基础

谈一项新技术，就要从它的原理开始，再由其发散出其它内容。

据殷跃辉教授介绍，与上世纪80年代的直流电消融不同，PFA的能量要比直流电高得多。其原理是利用短时程、高电压的多个电脉冲释放消融能量，在细胞膜上产生不可逆的纳米级微孔，导致细胞衰亡。它的电压一般介于1000～3000伏，电流强度10～25安，脉冲长度70～100微秒。

恰恰是这种高电压在短时间内的释放催生了脉冲电场消融技术，使得其能在消融过程中产生微秒级脉冲电场，并在细胞膜上产生纳米级微孔，实现“电穿孔”。

“出现电穿孔后，细胞内液外泄，外部细胞间液进入细胞内部，慢慢地这个细胞就会发生变性，最终导致坏死。”殷跃辉教授说。

而电穿孔的组织性效应还分为两种：一种是可逆性损伤，当电压为50～1000伏，产生可逆性的电穿孔，常常在三小时以后就会闭合；第二种是不可逆性损伤，电压为1500～3000伏高压电脉冲，可以使细胞膜产生多个纳米级微孔，导致细胞凋亡坏死。

从临床的角度来看，电穿孔对局部组织的作用效果会受到脉冲特性的影响，其中包括强度、波形、频率、极性、持续时间以及脉冲数和电场方向。

这里，殷跃辉教授着重阐述了三点脉冲特性：

首先，是脉冲长度。

“由于PFA使用的能量不同，有些可以导致局部出现热效应。”殷跃辉教授特别指出，脉冲的长度与造成细胞不可逆性穿孔的机会呈正相关。当脉冲的长度越长，造成细胞不可逆穿孔的机会就越大。反之，细胞不可逆穿孔的概率就会越低。但脉冲越长，就越有可能导致局部出现热损伤、左房后壁穿孔的概率也会增加。

这是影响PFA消融效果的主要因素。

因此，对于某些植入起搏器又发生房颤、冠脉曾经植入支架、曾经植入过金属支架的患者，在脉冲电场消融下，极有可能出现局部组织灼伤、坏死以及血栓的形成，甚至导致死亡。

其次，两个电极之间的距离也是影响电穿孔对局部组织作用效果的因素之一。

电极之间的距离太长会造成脉冲长度不达标，从而无法有效破坏组织；太短则使得脉冲长度太过，向周边辐射的损伤也会增大。

最后，是电场强度。

电场强度越大，对肌肉、神经的刺激就会越强，从而导致神经肌肉的强烈收缩。这时就需要采用全身麻醉的方式来避免因肌肉收缩带来的影响。但在真实世界中，电生理医生面对的病人还有胖瘦之分，心肌组织的薄厚之分等不同的类别。

“太瘦的人反应更激烈一些，胖一点的人这种反应可能会稍微弱一点，相应的这些因素都会影响到我们临床实践的一些医疗行为；总体上来讲我们国内刚刚开始这项工作，大部分病人都是给了静脉麻醉来进行治疗。”

殷跃辉教授介绍，当前PFA主要应用于房颤的肺静脉隔离、上腔静脉隔离。美国也有基于脉冲电场设计出新的消融系统，它的导管是一种密密麻麻的网络状，直径为9mm，在进行消融时可以在一瞬间破坏9mm范围内的细胞组织，时间也要快得多。理论上，它或许可以用作房扑的治疗。

对于PFA在阵发性房颤和持续性房颤两者之间临床效果的对比，殷跃辉教授则还是倾向于用临床研究说话。他指出，当前学界还没有开展相关方面的研究，但依据他所掌握的PFA国外研究数据来看，肺静脉电击的远期成功率更高、复发率更低。

“秒秒钟的事情”

“我们现在还在伦理审批阶段，但之前已经在动物身上已经使用过了，效果非常好，我们在动物身上做一个心耳的隔离，或者肺静脉的隔离都是秒秒钟的事情，一瞬间就可以。”

目前国内尚没有获批上市的PFA商业化设备，但殷跃辉教授已经开始使用一些正在研发中的设备开展动物实验。

谈到脉冲电场能量与传统的冷冻或射频消融能量形式之间的差异，殷跃辉教授明确指出，在这方面，国内尚没有基于临床的循证证据出现，但已经有电生理医生在开展相关研究。国外就有学者曾经在早期通过动物实验进行了PFA引起心肌损伤的组织学和电生理学研究。总体上来说，该项实验的主要结果就是双极的消融方式要优于单极。任何一项技术都不是完美的，各自有各自的局限性。

冷冻或射频这些基于‘冰与火’传统的消融方式有一定局限性，会对消融区域组织的破坏缺乏选择性，容易对邻近的食管、膈神经等周围组织造成损伤。

而与传统的射频和冷冻能量相比，脉冲电场能够有选择性地消融心肌组织，而不损伤血管、神经及心脏周围组织。而且，脉冲电场对心肌组织进行不可逆的电穿孔消融，不需要热能的传导，消融过程高效快捷，显著缩短消融时间。

“上次听王炎教授（华中科技大学同济医学院附属同济医院）说他们医院一个工作日可以做10例房颤患者。”殷跃辉教授解释，这就意味着每40~45分钟，一堂课的时间，术者就能完成包括房间隔穿刺、血管穿刺、消融、拔鞘等操作在内的一整台房颤消融手术。

同时，殷跃辉教授指出，目前PFA主要应用于房颤消融，相对来说，掌握了房间隔穿刺技术，熟悉心房解剖结构，经过一定时间的练习之后，就可以独立完成，学习曲线相对比较短。

面对当前我国千万以上的房颤患者基数，学习曲线的缩短和消融效率的跃升带来的影响是不可小觑的。

可以想象，如若PFA能在之后大范围进入临床，会有更多医生和更多时间让更多的房颤患者接受治疗。最关键的是，相对于射频消融，PFA并发症的发生率会大大降低。因为，PFA的原理是作用在细胞层面上造成不可逆的损伤，而非整块组织。

“所以很多时候我们虽然可以看到瞬间的电位消失掉了，但是组织学上肉眼看不出太多显著的变化，过几天才发现这部分组织一开始在细胞水平上就被破坏了。”

诚如前文所提，PFA也有自己的局限性。

首先是消融参数组合未实现标准化，PFA效果的影响因素包括脉冲持续时间、脉冲数、相位、峰值电压、脉冲形状和脉冲频率等，虽然这些因素可以通过不同的数值自由组合，但目前相对标准化的组合尚未确定；

其次是心肌损伤的持久性缺乏远期随访证据，随着PFA消融参数的不同，加之患者存在个体差异性，PFA所造成心肌损伤的持久性也不同。为了更深入地了解心肌损伤的持久性，需要今后进一步开展消融患者的远期随访研究。

另外，以前采用单相波进行PFA，必须进行全身麻醉和插管，因为单相波的应用会导致骨骼肌收缩，对消融定位和导管稳定性等造成影响。现在普遍使用双相波，可在产生有效损伤的同时防止肌肉收缩。

殷跃辉教授认为PFA将来成为主流的消融方式还有很长一段路要走。而射频、冷冻和PFA三者各有优势，在接下来的一段时间内，将会是三者共存的状态，不会出现某种技术被完全取代的可能。

不过医疗器械领域的长江后浪推前浪是必然。以射频取代直流电长达40多年的统治地位为例，随着能量形式整体上的不断完善，后来者总是会以更新的姿态、更巧妙的方式追赶。

可能对于PFA来说，这个追赶的时间不会是40年，也许是20年、15年，或者更短。

新技术，创造新精彩

在脉冲电场逐渐成为房颤消融领域“新贵”的同时，企业也一直在扮演着推动者的角色。

从国外市场来看，目前仅有波科旗下的Farapulse PFA获证，美敦力、强生等外资企业也纷纷布局PFA赛道。

从国内市场来看，我国脉冲场消融行业处于市场早期，多家企业在此布局，但国内尚无产品获得上市许可。诺茂医疗研发的CardioPulse™脉冲消融产品2020年12月在云南阜外心血管病医院成功完成了全球首例临床应用。四川锦江电子脉冲电场消融系统是全球首款整合磁电三维电生理标测系统，并且于2021年11月在中国顺利完成阵发性房颤治疗多中心注册临床试验的入组。

据殷跃辉教授介绍，除了诺茂医疗和锦江电子外，国内还有许多医疗企业正在开展PFA设备的研发。

医学领域一项新技术方兴未艾之时，也是相关临床研究大有可为之时。因为每一个有价值的研究都有可能会促进这项技术进一步发展，回答学界所困惑的问题。

正在从事PFA临床研究的殷跃辉教授自然也深有感悟。

结合当前已有的工作经验，殷跃辉教授也谈到了他所认为的未来PFA器械发展和临床研究中的关注点和建议：

第一是要有多种结构的导管，现在的花瓣状结构，电极长度都是一样的，实际上肺静脉是椭圆形的结构，需要对消融导管的结构做一定的调整。

第二，根据不同的消融部位，消融能量也设置成可调的范围。

第三，在临床实践中积累更多经验，调整和优化消融参数设置如电场强度和波长，以获得更好的临床效果。

第四，开发不同结构类型的导管，适应不同消融需要，扩展临床适应证。

最后，也是最重要的一点，在设计一个“好的”研究时，研究者应该明确一点，我们无法通过一项研究去回答或解决所有问题。当一项研究涉及的因素过多，相互之间就有可能出现制衡，一方有偏差，就有可能波及另一方。因此，研究者在设计研究时，一定要根据需要解决的问题而来设计。

同时，殷跃辉教授也呼吁厂家在牵头开展不同的临床研究时也需要重视这一方面，尽量做得更精细，更专业。此外，他也鼓励大家踊跃参与PFA的应用研究，但是要科学理性地有序推进，避免蜂拥而上，造成资源的浪费。

以PFA为支点，撬动的是整个电生理领域的无限未来。

殷跃辉教授认为，未来国内会有更多的电生理医生，尤其是在国内外具有一定影响力的专家投身于PFA领域，牵头开展一些大型临床试验，这些试验的结果很有可能在国际上拥有更大的影响力。

殷跃辉教授同大家一样，十分看好这项技术。

“我觉得PFA对房颤消融将会带来巨大的影响。虽然这还需要大规模的RCT研究和数据分析来证实，但这也只是时间问题。”

PFA风起时，现在我们可以想象未来的发展场景：

以技术发展和社会责任为愿景，在持续发展的同时， PFA的临床应用领域也会衍生出更多研究和探索，它们不断突破技术的边界，随之而来的是房颤消融领域更务实的创新。

专家简介

殷跃辉

重庆医科大学附属第二医院

二级教授，博士生导师

心血管内科主任、重庆市心律失常介入诊疗质量控制中心主任、国家心律失常介入培训基地主任、国家冠心病介入培训基地导师、重庆市卫生局心律失常重点研究室主任、中华医学会心电生理和起搏分会常务委员、中国医师协会心律学专委会委员、重庆市医学会心电生理和起搏专业委员会前任主委，重庆医师协会心律学专委会主任委员，重庆市医学会心血管病学分会副主委。从医三十余年来，潜心致力于临床心脏电生理研究，在快速性心律失常的导管消融治疗，特别是疑难复杂快速性心律失常的标测与导管消融方面造诣精深，尤其擅长RDN治疗顽固性高血压及心力衰竭、复杂心律失常的导管消融、冠状动脉复杂病变的介入治疗等。发表SCI论文58篇, 累计IF超过150分。获得国家实用新型专利1项，承担国家自然科学基金面上项目3项，重庆市卫生局重点项目和教育部高等学校博士点专项基金各1项，重庆市渝中区科委重点研究基金1项，重庆市卫生适宜技术推广项目1项。参编专著5部。2006年发表在欧洲心脏杂志（European Heart Journal）的论文被引97次，并被2010年的欧洲房颤指南引用，这是我国心律失常领域的研究成果首次被国际权威的房颤指南所引用。

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