希浦系统起搏对心功能影响的研究进展.pdf

第 45卷 第1期2024 年 1月Vol.45 No.1January 2024中山大学学报（医学科学版）JOURNAL OF SUN YATSEN UNIVERSITY（MEDICAL SCIENCES）希浦系统起搏对心功能影响的研究进展成之卉，周淑娴（中山大学孙逸仙纪念医院心内科 广东 广州 510120）摘要：心脏起搏是心脏起搏、传导功能障碍及严重心力衰竭的有效治疗手段，但传统右心室起搏可增加心力衰竭、心房颤动发生率，双心室起搏具有相对较高的无应答率。近年来多项研究显示，希浦系统起搏作为生理性起搏新技术，起搏参数稳定，心脏同步性好。本文就目前希浦系统起搏对心功能影响的研究现状及进展进行综述，为促进希浦系统起搏技术发展提供理论依据。关键词：希氏束起搏；左束支起搏；左室同步性；右心室起搏；心律失常；心力衰竭中图分类号：R54 文献标志码：A 文章编号：1672-3554（2024）01-0001-06DOI：10.13471/ki.j.sun.yat-sen.univ（med.sci）.20240004.001Research Progress in the Effect of His-Purkinje Conduction System Pacing on Cardiac FunctionCHENG Zhihui，ZHOU Shuxian（Department of Cardiology，Sun Yat-sen Memorial Hospital of Sun Yat-sen University，Guangzhou 510120，China）Correspondence to：ZHOU Shuxian；E-mail：Abstract：Cardiac pacing is an effective treatment for cardiac pacing and conduction dysfunction and severe heart failure.However，the conventional right ventricular pacing may increase the incidences of heart failure and atrial fibrillation，and biventricular pacing has a relatively high non-response rate.As a new technique of physiological pacing，a number of studies in recent years have been conducted to show the stability of pacing parameters and good cardiac synchronization of his-purkinje system pacing.This article reviews the current status of research and progress in the effects of his-purkinje conduction system pacing on cardiac function，so as to provide a theoretical basis for promoting the development of this technology.Key words：His bundle pacing；left bundle branch pacing；left ventricular synchronization；right ventricular pacing；arrhythmia；heart failureJ SUN Yatsen Univ（Med Sci），2024，45（1）：1-6心脏起搏作为一种治疗心脏起搏、传导功能障碍及严重心力衰竭的方法已经使用了半个多世纪。传统右心室起搏（right ventricular pacing，RVP）起搏时首先激动右室心尖部、间隔部，再向上激动右室其他部位和左心室，这种非生理性激活顺序会影响心室同步性，长期且持续的心室起搏可导致心内膜肌细胞和肌原纤维的改变，促进纤维化，导致心室重构1，发生起搏诱导性心肌病（pacing-induced cardiomyopathy，PICM），PICM 定义为右室起搏比例20%的患者的左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）较基线下降10%且LVEF50%，临床上增加发生心衰和房颤等疾病的风险，综述 收稿日期：2023-09-10 录用日期：2023-12-01基金项目：国家自然科学基金（81870294），广州市市校（院）联合资助项目（202102010299）作者简介：成之卉，第一作者，E-mail：；周淑娴，通信作者，教授，主任医师，E-mail：第45卷中山大学学报（医学科学版）一项荷兰研究显示2，右心室起搏比例每增加10%，心衰死亡风险增加 8%。右室心尖部起搏（right ventricular apical pacing，RVAP）或右室非心尖部起搏（right ventricular non-apical pacing，RVNA）起搏对左室重构和功能状态的影响相似3，可根据QRS波宽度调整右室间隔部起搏电极放置位置4。对于宽QRS间期心力衰竭患者，目前已有大量临床研究证实双室起搏（biventricular pacing，BVP）可改善其预后，且优于RVP5，但临床上无应答率相对较高（30%40%），超应答率相对较低（20%30%），因解剖差异性较大，在部分患者中存在左心室电极导线植入困难的问题6。因而更优的起搏方式仍在不断探索研究中，如希-浦系统起搏（his-Purkinje conduction system pacing，HPCSP）。希-浦系统起搏包括希氏束起搏（his bundle pacing，HBP）和左束支起搏（left bundle branch pacing，LBBP），理论上希氏束起搏能产生最生理性的心室激动顺序。多项临床研究表明与传统的非生理性起搏如右心室起搏和双心室起搏相比，希浦系统起搏可获得更窄的QRS波，左室电同步性与机械同步性良好，短期随访起搏参数稳定，改善心功能等。希-浦系统起搏近年来在临床实践中的应用越来越广泛。本文将介绍目前希-浦系统起搏的定义、适应症、优势与局限性，并就其对心功能影响的研究现状及进展进行综述。1 希氏束起搏1.1希氏束起搏定义希氏束起搏最早临床应用于2000年7，是指直接刺激希氏束，可达到主要通过希氏-浦肯野纤维系统传导心脏电活动、同步激动心室的作用8。1.2希氏束起搏对心功能影响的临床研究1.2.1 用于心脏再同步治疗适应症患者 BVP是心 脏 再 同 步（cardiac resynchronization therapy，CRT）公认治疗方法，用于纠正严重左室收缩功能障碍患者的室间和室内传导延迟，但多达1/3接受BVP治疗患者未获得明显临床或超声益处，其原因可能是BVP通过右心室心内膜和左心室心外膜缓慢细胞传导形成的融合波实现CRT，但这种融合波是非生理性的。而HBP作为生理性起搏方式可以实现更优的心室电同步。Lustgarten等 9探究永久性HBP替代BVP进行CRT方案的可行性研究是第一个HBP和BVP对比的研究，共纳入29例患者，随机分为BVP组和HBP组，随访6个月后改为另一种起搏方式继续随访6个月，结果显示，与基线相比，两组患者的NYHA分级、LVEF等指标均有明显改善，两组间临床终点结果相似，但相较于BVP，HBP组在进行手术时不需要造影剂、操作更为简单、植入时有高度特异性靶点。Ahran等10则首次使用血流动力学量化不同起搏方式对心脏再同步化治疗的效应，研究共纳入23例患者，最终17例患者获得HBP 和 BVP 的完整的 ECG 和血流动力学数据。HBP在83%患者中成功实现了心室再同步化。两种起搏方式均可显著缩短左心室激动时间（left ventricular activation time，LVAT）及左心室不同步指数（left ventricular dyssynchrony index，LVDI），但HBP具有更好的心室同步性，且可显著改善急性血流动力学参数，主要表现在收缩压的改善，与BVP相比，HBP使收缩压增加了约60%。1.2.2 联合房室结消融用于房颤心室率控制不佳患者 对于慢性且药物控制心室率不佳的患者，房室结消融联合永久起搏器植入是一种成熟的治疗方案。但研究发现长期右心室起搏可造成左室不同步。Tops等11的研究共纳入55例药物控制心室率不佳的慢性房颤患者，基线时左室收缩功能均正常，至少1年右心室起搏术后随访，27例（49%）出现左室不同步，NYHA分级明显恶化，LVEF明显下降，左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD）显著增加，而在无左室不同步的患者中，LVEF、LVEDD 均无明显差异。与BVP 相比，Brignole 等12的研究表明术后 6个月随访，右心室起搏患者LVEF明显低于双心室起搏。Huang等13研究共纳入52例房颤合并心衰伴药物控制心室率不佳患者，其中43例（80.8%）完成永久性HBP和房室结消融术，平均随访20个月。与基线相比，随访 3 个月时 LVEDD、LVEF 均有改善，1年后随访改善更为显著，提示心室反向重构，并且研究发现LVEDD、LVEF改善程度与基线时心室功能显著相关，射血分数降低的心衰（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）改善程度明显高于射血分数保留的心衰（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）患者。在 Vijayaraman等14的研究中也证实永久性HBP联合房室结消融术可改善房颤患者心功能。1.2.3 窦房结功能障碍和房室传导阻滞患者 心2第1期成之卉，等.希浦系统起搏对心功能影响的研究进展脏起搏是病窦综合征和房室传导障碍的有效治疗手段之一。Sharma等15对因窦房结功能障碍或房室传导阻滞、符合起搏器植入适应症的192例患者进行对比研究，94例患者尝试HBP，98例患者接受RVP治疗，最终HBP成功治疗75例（80%），未成功患者转为 RVP治疗。HBP组 QRSd明显短于 RVP组，RVP组心衰再住院率明显增加，在心室起搏比例40%患者中更为显著。长期的右心室起搏可能造成PICM。Vijayaraman等 16纳入85例因房室传导阻滞（atrioventricular block，AVB）曾接受过RVP手术的患者，改行HBP，有79例（93%）成功接受HBP，RVP期QRS波较基线延长，改为HBP后甚至较基线有所缩短。在其中60例PICM患者中，57例成功接受HBP（95%），RVP后LVEF从基线时的54%7.7%下降到34.3%9.6%（P0.001），改HBP后射血分数改善到48.2%9.8%（P0.001）。这表明HBP不仅具有电同步优势，而且可逆转长期右心室起搏引起的心脏电学和结构改变。1.2.4 左束支传导阻滞患者 左束支传导阻滞（left bundle branch block，LBBB）导致左心室的不同步收缩，导致整体左室功能障碍。BVP 用于LBBB时，心室激动时间减少，但激动时间和模式未恢复到正常生理值17。HBP 可恢复 LBBB 患者电同步，其理论基础主要源于纵向分离学说18，在HIS束内已经纵向分离左右束支，且大部分最终都分离为左束支，病变部位可能发生在希氏束内而表现为LBBB，此类传导病变可被希氏束起搏所纠正。Teng等19的研究回顾性评估并最终纳入29例已完全LBBB接受HBP治疗的患者，术后QRSd较基线均显著缩短，有21例（72%）显示QRS完全正常化。Huang 等20的研究则显示 HBP 可纠正 97%经典LBBB。1.3希氏束起搏应用局限性虽然HBP较既往起搏方式在生理性起搏及心功能改善方面具有很大优势和潜力，但依然存在较多应用局限性，主要体现为以下方面。1.3.1准确定位困难，阈值高，低感知，成功率较低因被纤维组织包绕造成起搏阈值高且不稳定，早期导联重置发生率较高，且起搏阈值随植入时间延长不断增高，存在失夺获风险8；同时高阈值造成起搏器电池消耗增多，缩短电池生命周期，特别是在束支传导阻滞患者中。目前有研究可通过双导管法等提高植入成功率、降低起搏阈值21。同时HBP还存在低感知，从而出现心房交叉感知，安全性低，HBP理想位置是心房和心室信号振幅比值（A：V比值）为1：3或更低，以避免心房捕获和过感知22，这对手术操作者具有一定技术要求。1.3.2 传导系统病变的进展可能造成HBP无法成功捕获 部分研究显示可植入右心室电极导线备用以降低风险。1.3.3 HBP不适合用于纠正希氏束以下的远端阻滞，或心肌病变导致心室内弥漫性传导阻滞的患者 左束支区域起搏或许可解决这一问题。1.3.4 长期起搏对希氏束造成损伤 Li等23研究发现HBP随植入时间延长起搏阈值不断增高，可能由于HIS束解剖特征、固定不良、局部纤维化、三尖瓣活动、病理进展等。2 左束支起搏2.1左束支起搏的首次提出Huang等24在2017年首次报道了左束支起搏，其创新处在于将电极头端向心室移动并深拧进入左心室内膜下。术中首先行双心室起搏但左室电极植入失败，后行希氏束起搏但无法纠正高输出电压，而左束支起搏则可以在低阈值下纠正 LBBB。术后随访显示患者心功能明显改善且起搏参数稳定。Qian 等25在动物实验也证实窦律、HBP 和LBBP左室激动快速同步传播，而 RVP扩散缓慢；LBBP区域电活动和窦性心律相似，左室激动时间（global left ventricular activation time，gLAVT）无差异，RVP则更长。2.2左束支起搏的解剖基础、定义左束支发自房室束的分叉部，由希氏束延伸而来，行于室间隔左侧心内膜下，解剖特点为粗而短，呈带状分布，在心室内走行过程中分支为左前和左后分支，形成复杂的传导网络，在个体间具有显著差异性。LBBP可捕获左侧传导系统，并能以更低和更持久的阈值保留或恢复左室的生理激活。希氏束直径只有12 mm，而左束支纤维包裹较少，相比于HBP更容易定位；且因绕过希氏束薄弱区域以及3830电极导线的实心主动固定特性，手术操作相对简单，术后稳定性好、起搏阈值稳定，并且与RVP相比可保持良好的电和机械同步性，相当于综合了RVP和HBP优点，有很好的应用前景，特别是在结下房室传导阻滞和LBBB中。3第45卷中山大学学报（医学科学版）2.3左束支起搏对心功能影响的临床研究2.3.1 窦房结功能障碍和房室传导阻滞患者 Li等23首次研究LBBP治疗AVB的可行性和安全性。研究纳入33例有心室起搏适应症的AVB患者，其中 12 例合并窦房结功能障碍，成功率 90.9%（30/33），束支传导阻滞矫正率为68.7%。术后3个月短期随访，与基线相比，起搏参数稳定，LVEDD呈下降趋势，左室同步性略有改善。与传统右心室起搏相比，Chen等26首次报道了接受起搏器治疗的患者中使用LBBP的临床可行性。LBBP组术后3月起搏阈值保持稳定，相对于RVP组，LBBP组QRSd更窄。Liu 等27对 LBBP、右室流出道间隔部起搏（right ventricular outflow tract septal pacing，RVOP）短期效应进行了研究，共纳入84例患者，比较植入前及术后七天，发现BNP均下降且有显著意义，左房应变改变虽无统计学意义，但在LBBP组绝对值上升，RVOP 组下降。长期右心室起搏可能出现PICM，Wu等28的研究对1例76岁因AVB接受右室室间隔起搏、出现PICM的患者升级为LBBP，术前LVEF 为 34%，LVEDD 为 62 mm，LBBP 术后 6 月，LVEF 增加到 63%，LVEDD 下降到 46 mm，这表明LBBP 可能逆转 RVP 造成的心室重构。Hasumi等29的研究纳入 21 例因 AVB 需行永久起搏器植入、但HBP失败的患者，从而尝试LBBP，成功率为17/21（81%），与基线相比，QRSd显著缩短，左室整体纵向应变无明显恶化。与其他新型起搏方式对比研究，Zhou 等30的研究比较左室间隔起搏（left ventricular septal pacing，LVSP）和 LBBP 治疗 AVB患者疗效，进行术后12个月随访，LBBP手术时间虽对比LVSP显著延长，但QRSd及LAVT更短，这表明LBBP在心室同步性改善方面有明显优势。蔡彬妮等31研究显示，与自身传导束下传相比，LBBP心室起搏状态下室内及室间传导性均无差异，电机械同步性良好。这些研究初步表明，LBBP提供了一种新的、更生理的起搏方法，甚至比HBP更稳定。而关于LBBP的更长期效应研究目前则仍较少。2.3.2 用于心脏再同步化治疗 Huang 等32的研究纳入63例非缺血性心肌病（LVEF50%）合并完全性左束支传导阻滞（complete left bundle branch block，CLBBB）、有CRT或心室起搏指征的患者，这些患者均未能成功 HBP，后行 LBBP 手术，成功率97%（61/63），进行术后 1 年随访，起搏参数稳定，QRSd 显著缩短，LVEF 显著增加，75%的患者在 1年后 LVEF 恢复正常（50%），LVEDD、左心室收缩 末 期 内 径（left ventricular end-systolic dimension，LVESD）均显著减少，随访期间无死亡或因心衰住院事件发生。Wu 等33的研究纳入 137 例LVEF40%、CLBBB的有CRT指征的患者，大多为非 缺 血 性 心 肌 病，其 中 49 例 行 HBP，32 例 行LBBP，54 例行 BVP，进行 1 年随访，HBP、LBBP 和BVP 组 1 年 LVEF 正常化率分别为 74.4%、70.0%和 44.9%（P0.001）。与 BVP 组 相 比，HBP 和LBBP 在 QRSd、LVEF、临床效应方面均有显著改善，LBBP和 HBP之间无显著性差异，两者在电同步方面改善相当。与 HBP 组相比，LBBP 与更高的 R 波振幅和更低的起搏阈值相关。LBBP 因为导线位于左室间隔深部更靠近心肌组织，更低的起搏阈值可以延长起搏器使用时间。带有 adaptive 算法的 CRT（BVP-aCRT），通过动态优化 AV间期，能最小化右室起搏，相比传统 BVP-CRT 能进一步缩窄 QRS 波宽度、提高 CRT 有反应率。Chen等34的研究比较LBBP-CRT和BVP-aCRT对HFrEF 合并典型 LBBB 患者的疗效和可行性，证实 LBBP-CRT 具有更好的电同步性、更高的临床和超反应率。研究前瞻性纳入100例经最佳药物治 疗 后 的 症 状 性 心 衰（NYHA-）、LVEF35%、窦性心律、QRSd150 ms 并合并 LBBB 的患者，属于 CRT 植入类适应症人群，其中 LBBP-CRT 组 49 例，BVP-aCRT 组 51 例，植入成功率分别 为 98.00%和 91.07%，与 BVP-aCRT 对 比，LBBP-CRT 组透视时间显著缩短、起搏阈值显著低，且随访时保持稳定，VP%显著高，LVEF增加绝对值、心超超反应率也均显著增加，左室舒张末期内径、左室收缩末内径、左房内径则显著降低。这为HFrEF合并LBBB治疗领域LBBP疗效优于BVP添加新证据。Wang等35的LBBP-RESYNC研究也提示LBBP-CRT是一种有效的CRT手术策略，相比于传统 BVP-CRT 可更显著改善 LVEF，促进左室逆 重 构。早期行 LBBP 治疗也是非常重要的，Zeng等36的研究将接受 LBBP加指导性医疗疗法（guideline-directed medical therapy，GDMT）的患者与仅接受 GDMT 的患者对比，结果显示在射血分数轻度降低心衰（heart failure with mildly reduced ejection fraction，HFmrEF）合并LBBB患者中，早期行LBBP治疗可显著改善心功能和临床症状，并可4第1期成之卉，等.希浦系统起搏对心功能影响的研究进展逆转左室重构。2.4左束支起搏的应用优势左束支起搏手术操作简单，成功率高，且适用范围广，可纠正不同阻滞位点的传导阻滞，从而弥补希氏束起搏不足之处，如对于传导系统远端或者弥漫性病变患者，可在更远端植入跨越病变或者部分纠正弥漫性病变，且可达到更低阈值、更好疗效。LBBP可以通过起搏相邻的室间隔心肌来提供备用起搏21。程控随访起搏参数稳定，安全性高。2.5左束支起搏的应用局限性LBBP须在监测下确定捕获LBB电位或定位V1导联呈“W”，并反复测试起搏阈值和阻抗，以防止电极穿透左心室膜进入心室，这导致其手术时间较长，并可能会增加发生室间隔内血肿、室间隔穿孔、冠状动脉间隔支损伤、血栓形成等的并发症的风险。3 总 结希浦系统起搏是目前新兴的生理性起搏方式，多项临床研究证实其短期起搏参数稳定，显著改善心功能，具有较好的心脏电和机械同步性。这使其不仅成为RVP或BVP植入失败时的补救措施，甚至一线治疗方案，还可以逆转长期心室起搏造成的心室重构，在缓慢性心律失常和心力衰竭的治疗中，填补了传统右心室起搏、双心室起搏的局限性，具有很大的发展潜力和应用前景。其长期有效性及安全性仍有待于大规模多中心随机临床研究进一步验证。参考文献1 Tops LF，Schalij MJ，Bax JJ.The effects of right ventricular apical pacing on ventricular function and dyssynchronyJ.J Am Coll Cardiol，2009，54（9）：764-776.2 Udo EO，van Hemel NM，Zuithoff NP，et al.Risk of heart failure and cardiac death gradually increases with more right ventricular pacing J.Int J Cardiol，2015，185：95-100.3 Zografos TA，Siontis KC，Jastrzebski M，et al.Apical vs.non-apical right ventricular pacing 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