消融損傷指數(shù)與基礎(chǔ)阻抗之間關(guān)系推導(dǎo)及驗(yàn)證

2022消融損傷指數(shù)與基礎(chǔ)阻抗之間關(guān)系推導(dǎo)及驗(yàn)證（全文）心臟射頻導(dǎo)管消融術(shù)的消融損傷范圍與心律失常的成功率、術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率密切相關(guān)。臨床上采用功率模式消融時(shí)，常用消融損傷指數(shù)（ablationindex,AI）預(yù)測(cè)消融損傷深度，但AI計(jì)算公式中沒(méi)有將阻抗計(jì)算在內(nèi)。本文動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示，相同AI值情況下，損傷范圍與阻抗呈負(fù)相關(guān)。該研究依據(jù)焦耳定律（Q=I2RT）控制消融能量以達(dá)到控制損傷深度的目的。并在相同損傷深度情況下觀察基礎(chǔ)阻抗（R）與AI之間相關(guān)性，進(jìn)而得出經(jīng)驗(yàn)公式。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)反向驗(yàn)證該公式可靠性。結(jié)論顯示:基礎(chǔ)阻抗與消融指數(shù)關(guān)系符合AAI=（AI0-203）/R0x/Ro（R0為臨床常見(jiàn)基礎(chǔ)阻抗大小，AI0為常見(jiàn)基礎(chǔ)阻抗消融時(shí)的AI值）。經(jīng)驗(yàn)證，運(yùn)用公式AAI=（AI0-203）/R0x/R指導(dǎo)不同基礎(chǔ)阻抗（R）時(shí)消融指數(shù)（AI）量化調(diào)整，消融深度大致相同，該公式可用于指導(dǎo)不同基礎(chǔ)阻抗時(shí)相同消融損傷范圍的AI值量化調(diào)整。本研究首次提出運(yùn)用AI與基礎(chǔ)阻抗之間關(guān)系公式，指導(dǎo)臨床不同基礎(chǔ)阻抗時(shí)量化調(diào)整AI，最終達(dá)到相同目標(biāo)深度。并通過(guò)大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法可行性。在韓雅玲院士指導(dǎo)下，王祖祿、梁明教授團(tuán)隊(duì)已將該研究在線發(fā)表于CardiologyResearchandPractice，因內(nèi)容新穎，對(duì)臨床應(yīng)用有較大的指導(dǎo)意義，于2021年7月12日被順利接收。［方法與結(jié)果］采用離體豬心，取左室外膜光滑平整處心肌，浸泡在0.9%氯化鈉溶液及純凈水配比溶液(約0.45%)中，設(shè)定水浴溫度為36~38C。采用ST消融導(dǎo)管，消融過(guò)程中導(dǎo)管與心肌組織垂直。設(shè)置鹽水灌注速度為10m1/min，壓力為10(±5)g。通過(guò)調(diào)整背部環(huán)路電極皮膚分散電極)與水浴槽內(nèi)溶液接觸面積和導(dǎo)管與電極片距離，以調(diào)整基礎(chǔ)阻抗數(shù)值。消融時(shí)記錄AI值、時(shí)間、消融功率、阻抗變化等參數(shù)，每消融20個(gè)點(diǎn)更換水浴槽里的液體一次，消融后測(cè)量消融損傷寬度及深度。Figure1為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)備具體連接方法，實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制電極貼(surfacereturnpatch)與液體接觸面積控制基礎(chǔ)阻抗。Figure1Schenialicdiiijzr^mofEh-:inYilFUdbliilioniihxJcI.保持消融損傷指數(shù)AI不變，不同基礎(chǔ)阻抗時(shí)消融損傷范圍變化趨勢(shì)控制消融損傷指數(shù)AI=4不變，調(diào)整基礎(chǔ)阻抗分別為120Q、140Q、160Q、180Q、2Q，于離體豬心心外膜模擬人體環(huán)境消融，記錄各點(diǎn)消融損傷深度、寬度及實(shí)際AI值，消融結(jié)果見(jiàn)Figure2。Figure2Thelesiondhaicnsian^ininereaxedhuxdinc：inipcdanwcandsiniilurALOepltiK-'^Lmm)basicimped孫mW(白)Ta/get航dHionii)McActual^Nation)ndex-vl3_8I冶一3?3.39倍一。35.26/5A7.3,11/532,2^V4..9^1Z0>HQIMISO2QQ!409伽癡：fiQO4皿花—402404.嗎：控制損傷深度相近，建立基礎(chǔ)阻抗R與消融損傷指數(shù)AI數(shù)學(xué)模型根據(jù)焦耳定律Q=I2RT（Q=熱量，I=電流，R=電阻，T=時(shí)間），消融產(chǎn)生能量與I2、導(dǎo)管與心肌接觸處阻抗R、射頻消融時(shí)間成正比。控制消融導(dǎo)管處電流、局部阻抗不變，且消融時(shí)間相同時(shí)，消融導(dǎo)管處釋放能量Q不變。伽iTHerc]i]4ion^hiip"5呼擊"enzmh^^iciiii|WMlLiin￡x,pm-er,占mlihefiirgoolnJhJaiifwidniimpwheniNcurrcfii^ndpressurewererclaiixclymnslant.EiiapeihricvfjQ)PtiWT(WjAfACniprtssuTvfgpWidihy{mm}worn253^6±65mu土1.04.13±0.2K6.40±0.20H9.H±1,5知^52,2±7,?ILZ±U,R4.H±{1.24fi.57±0,W3144).4±R*35朝心宣11.0±1.IF4.41tiJ.2340im)l(h<F±U,54.Jt±(1.32fi.GI±0,44j湃而士]i.3wyi,Q4-J7±024Al=AhLtLSnTable1為根據(jù)P（功率）=I2R得出I2=P/R（），保持I2不變則P1/R1=P2/R2，依據(jù)公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)相同電流的阻抗、功率分別為：1U/25W、120U/30W、140U/35W、160U/40W、180U/45W，控制平均壓力為10g（允許±2g波動(dòng)），以離體豬心模擬人體環(huán)境每點(diǎn)消融30S得出數(shù)據(jù)。X心pu.nc=FigureX心pu.nc=Figure3Thtrddlivibliipbciwwiuli*Afiind臼ic拋聲部帕inipc比hihin中世對(duì)布北「“州面啊i加州m1J101201如140ISO160170180190Baselineinipcdancc(G)Figure3為根據(jù)Table1數(shù)據(jù)擬合基礎(chǔ)阻抗R與消融損傷指數(shù)AI學(xué)模型。擬合出AI及R關(guān)系為AI=1.9933R+203.61（相關(guān)系數(shù)r0.9823）。經(jīng)推導(dǎo)出公式為&I=（AI0-203）/R0x.°驗(yàn)證基礎(chǔ)阻抗R與消融損傷指數(shù)AI關(guān)系公式可靠性研究設(shè)計(jì)了消融心房常用的基礎(chǔ)阻抗120C/AI4常規(guī)組和消融三尖瓣環(huán)時(shí)用到的阻抗120C/AI550高AI組兩個(gè)目標(biāo)深度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。Figure4TheIchiaiiiii2pths.hLtscljjicimpcxlance,nndAly?洞limititori]hi];i-yLiidctilonincojinniHiAlgmups.IX*pnh燈!>(men}n-anrlinuimpcd;tn<c{Q)'largjutabhlionh】&xAaualablationindcn;Ml用出3.制時(shí).如耶M.53&榆良神"1W\I八I1的HCl做IRC2<Ki4OT4ism4麗5^1鉛5431'H應(yīng)；&W"5必Figure4為目標(biāo)深度為120C/AI4時(shí)消融離體豬心的損傷深度/寬度、基礎(chǔ)阻抗、目標(biāo)AI和實(shí)際AI，各組之間損傷范圍大致相同。Figure5為目標(biāo)深度為120C/AI4時(shí)消融損傷范圍變化趨勢(shì)，可見(jiàn)常規(guī)目標(biāo)損傷范圍時(shí)，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式無(wú)論損傷深度或?qū)挾融厔?shì)都基本趨于水平。Table2TftcKir^ciAL；KiLi；ilAl,訓(xùn)mh」;”"基cmr重cnii；tlil^remimpc<Ijutcufttlcri3iepEiddiiixolcitipidtiLlIhriuutii.hnpedcLiKC仰TurgaiAlActoalATDcpih?(nim}Widih*(nini)120l&±1.14()0402.4土L63.70±0.356,30±0.3343343^±3.43出I±0436用7土mu⑶9±044664隔4士2.6S.85±ft3SMl±03X17^.9+0.S499497.6±1.73.87±0.20SJ8±0^8204)4±0.75315刃月上p.6Table2為常規(guī)目標(biāo)損傷范圍時(shí)各組數(shù)據(jù)結(jié)果，140Q、160Q、180Q、2Q組與標(biāo)準(zhǔn)組120Q之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P均大于0.05）。Figure6HgclinrirnjicdjnceamiAEvjlucsinitichighAleeihip、undihcuorrespondingInionstreatediindcrlhcHCscilin^s.Figure6為目標(biāo)損傷范圍120Q/AI550時(shí)消融離體豬心的損傷深度/寬度、基礎(chǔ)阻抗、目標(biāo)AI和實(shí)際AI。180Q、2Q組與其余幾組相比，寬度及深度明顯變小。Table3ThiilesionJepl面intheIkigbAlgiuupKaiklll^ePv：i]ucsbeiweenLhcex四rinim帕1gfoupsundcorn心g-foup.608/140Q665/J6O12723/180￡1781/2ADepths(mm)5,778土0.2825,766±0.2055.77K±0.4525,472±0.3955.23±0325Pvalues.().94I10J9S0.022Table3為高AI組時(shí)消融離體豬心各組深度均值和與標(biāo)準(zhǔn)組之間比較的P值。在AI過(guò)高時(shí)，深度與標(biāo)準(zhǔn)組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Table4TheIcs-intiwidihxintheh電hAlnndlhePvilucjibmc^rciidieandgnnip-666/160U林1叫￡17S1/2(X)QWidths,(mm)B).2±(140193DS±0.5069.4S6±O.5S1X.I9H±0.47()S4^±Pvalues0.0510.141ftD02Table4為高AI組消融離體豬心各組寬度均值和與標(biāo)準(zhǔn)組之間比較的P值。在AI過(guò)高時(shí)，寬度與標(biāo)準(zhǔn)組也存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。［背景與發(fā)現(xiàn)］臨床中房顫肺靜脈電隔離射頻導(dǎo)管消融時(shí)常用消融損傷指數(shù)AI做指導(dǎo)，其整合輸出功率、導(dǎo)管貼靠壓力及消融時(shí)間這三個(gè)因素，可較準(zhǔn)確的前瞻性預(yù)測(cè)損傷深度，誤差＜1mm。AI在房顫射頻導(dǎo)管消融當(dāng)中的應(yīng)用大大提高了手術(shù)即刻成功率，減少了消融時(shí)間、術(shù)中并發(fā)癥、術(shù)后復(fù)發(fā)率。但行房顫肺靜脈電隔離時(shí)，人體基礎(chǔ)阻抗波動(dòng)較大。而所采用AI公式未考慮阻抗變化時(shí)對(duì)消融結(jié)果的影響。臨床出現(xiàn)高阻抗時(shí)，可將體表電極貼片從左大腿肌肉上方的標(biāo)準(zhǔn)位置重新定位到左側(cè)髂骨和胸腔之間皮下脂肪組織較少的阻抗低區(qū)域，降低阻抗至正常范圍可使消融效率更高，術(shù)中并發(fā)癥減少。但仍有較多時(shí)候即使通過(guò)調(diào)整電極片，阻抗仍保持較高，且術(shù)中改變電極貼位置有時(shí)會(huì)導(dǎo)致患者移位，從而使之前構(gòu)建心臟解剖模型不準(zhǔn)確。該文章在關(guān)于AI、基礎(chǔ)阻抗和損傷范圍大小之間關(guān)系的研究中，有3個(gè)主要發(fā)現(xiàn)。⑴在AI不變時(shí)，基礎(chǔ)阻抗增加，損傷范圍減小。