肺静脉---房颤万恶之源

前言

 1998年，法国电生理医生Michel Haissaguerre在《NEJM》上发表了房颤治疗的划时代文章，提出大多数PAF是由肺静脉起源的反复异位兴奋触发所引起。并于2000年开创了PAF根治性疗法的肺静脉隔离CA法(PVI)。在过去二十几年里，PVI已成为各种房颤消融方案的基石。因此，对肺静脉解剖学及肺静脉电位的深入了解，是进行PVI治疗的先决条件。

图1 Michel Haissaguerre

01.肺静脉的解剖学特点

肺静脉的解剖变异性很大，大多数被检心脏发现有4个肺静脉，独立开口，即左上肺静脉（LSPV）、左下肺静脉(LIPV)，右上肺静脉(RSPV)、右下肺静脉(RIPV)（如图2）。但也存在多或少于4根（如图3），约25%有共同开口，左肺静脉多见。左肺静脉开口形状更偏于椭圆形，同一根肺静脉最大直径与最小直径差别较大，右肺静脉相对偏圆。肺静脉开口直径可以由8 mm～21 mm不等，平均约12.5±3 mm。上肺静脉直径一般较下肺静脉直径大，右下肺静脉直径最小。右上肺静脉靠近上腔静脉或右房，右下肺静脉水平投射。左上肺静脉靠近左心耳的边界，左下肺静脉走行于降主动脉附近。AF患者与正常人群相比，男性与女性相比，持续性AF与阵发性AF相比，肺静脉要大一些。为避免肺静脉狭窄的发生，PVI术前进行核磁共振或者CT扫描判断肺静脉走行与开口的形状是必要的。

图2 A从背面看，显示了4条肺静脉进入左心房的“典型”模式；B从左后角度显示LSPV靠近左心耳（LAA）， 其肌肉袖比LIPV长;

图3 心血管CT造影显示肺静脉的各种结构变异，其中IV列显示罕见变异

02.肺静脉肌袖的组织学特点

肺静脉近心端组织学分布表现为内皮层、中间层、心肌袖层和外膜层，心肌袖位于中间层与外膜层之间。心肌袖层的心肌纤维整体可以呈各种方向排列，如平行于肺静脉纵轴、或者与纵轴成一定角度，甚至垂直于纵轴排列。这些肌袖从左房延续至肺静脉，长度2~25mm，平均长度为13mm（如图4）。一般来讲，靠近外膜的心肌纤维相对多平行于静脉的长轴，而越靠近中膜心肌纤维排列越混。上肺静脉的肌袖比下肺静脉的更长，发育更好，这可解释为什么致心律失常局灶在上肺静脉比下肺静脉更常见。肌袖厚度不一，上肺静脉下壁和下肺静脉的上壁外肌袖要厚一些（如图5）。

对于肺静脉，越靠近心房端，心肌袖越厚，环绕肺静脉周径越完整；越向肺静脉远心端，肌袖越少。这种变化并非所有肺静脉肌袖向远端均匀的变化，而是出现束状或者节段样变化，因而延肺静脉走行可以出现纵向分离的肌袖分布。这一解剖特点提示我们电隔离肺静脉时，不一定必须环绕整根肺静脉开口进行电隔离；同时根据肌袖分布厚薄的特点，可以帮助进行消融能量的选择。类似的肌袖在下腔静脉发育很少，而在上腔静脉与心房连接处较发达。这帮助解释了上腔静脉存在相对常见的异位兴奋灶，而下腔静脉很少发生。

图4 a和b为肺静脉和肌袖的长轴切面，染色后心肌呈红色，纤维组织呈绿色。可见心肌呈环行(circ)和纵行(long)分布，外膜分布有丰富的神经纤维(箭头所示)；c为绘制图。d为局部放大，显示肌袖远端的纤维化变性。e显示肌袖分布不规则、不完整。

图5 显示左右肺静脉的连续组织横断切片，肌袖(红色)呈环状包绕上肺静脉。显示上肺静脉下壁和下肺静脉的上壁外肌袖要厚一些

03.肺静脉肌袖的电生理特点

肺静脉心肌袖细胞，部分具有自律性，而且不应期较短。肺静脉肌袖纤维排列紊乱，使得肺静脉局部的电活动易形成微折返。在肺静脉与心房交界部的肺静脉前庭，心肌纤维排列具有高度不均一性，是心房内各向异性传导最显著的部位，不但容易形成致心律失常局灶，而且容易形成肺静脉-左房折返，起源于肺静脉的局灶快速激动在通过肺静脉前庭容易形成折返及颤动样传导，并进而导致房颤维持。心肌袖内肌纤维复杂的排列及相互交错的结缔组织和脂肪组织的不均匀分布，是肌袖内递减传导的程度比左房大的原因，也是产生肌袖肌束之间传导特性和不应期异质性的原因。因此，期前收缩刺激时常可观察到的碎裂肺静脉电位(通常提示局部传导减慢)与肌袖内肌束的复杂排列而引起的各向异性一致。

04.肺静脉电位识别

只要有可能，最好在正常窦性心律或心房起搏下进行肺静脉标测。因为房颤可以降低肺静脉电位（PVP）的振幅，使之难于识别。正常窦性心律时肺静脉标测通常表现为两个或多个电位，通常是按照逐渐延迟的时间顺序记录的，与窦性P波的第一部分(右肺静脉)或第二部分(左肺静脉)同步发生。第一个低频电位反映的是左房邻近部位的激动，最后的高频电位代表肺静脉（如图6）。肺静脉肌袖细胞发出多个连续的尖峰电位的机制尚未完全阐明，可能存在自律性增高、触发活动和折返等多种机制参与的可能。在窦性心律、心房起搏或房性早搏时，肺静脉开口周径上的激动顺序常不一致，有激动顺序时差在在，提示左心房与肺静脉间的电传导并非均一，存在优势传导部位或突破部位。

图6 当标测导管放置在PV中时看到的肺静脉电位的特征是远场左心房电图，然后是等电周期，最后是肺静脉激活的近场电位（PVP）静脉肌肉组织

05.致心律失常肺静脉

同一个肺静脉局灶发放的激动除可发动房颤或房早外，随其频率的变化还可按比例夺获心房，体表心电图呈现为房性心动过速，这个肺静脉称之为致心律失常性肺静脉。窦性心律或起搏冠状静脉窒或起搏左心耳时，若在肺静脉内记录到左房传人电位，则说明肺静脉与左房存在电连接，表现为心房远场电位在前，PVP在后。与窦性心律比较，在肺静脉早搏时，PVP跃至心房远场电位前方（如图7），而在房颤发生时，若肺静脉内能记录到高频电活动，则为致心律失常肺静脉。心律失常肺静脉内局灶激动的周长比心房激动的周长要短一些（如图8）。相反，被动激动的肺静脉内的局灶周长与心房激动周长相似或长一些。

图7 将环状导管放置在LIPV口部。左图，从CS远端起搏时，PVP(左侧箭头)在左房电位后。在正常窦性心律时(中间波群)，左房和PVP重叠，它们发生在P波的第二部分。右图，在起源于LIPV的房性早搏发作时，可以观察电位顺序倒转，PVP(右侧箭头)早于左房电位，并且在体表心电图的P波之前发生。

图8 RSPV内出现快速紊乱的电活动，局部除极频率远快于冠状静脉窦。这是致心律失常肺静脉的重要特征

06.远场电位的鉴别方法

PVI过程中鉴别肺静脉自身的电位还是左心房的远场电位非常重要，但是有时会比较困难。由于肺静脉在解剖学上与其他几个电活动结构接近，因此放置在肺静脉中的导管可能会记录复杂的信号（如图9）。例如，放置在LSPV的导管可以记录左心耳、Marshall静脉和左心房的电活动。RSPV不仅会记录到PVP，还可以记录到上腔静脉电位（如图10）。如果错误判断PVP就可能无法达到隔离，或者反复进行无效的消融。

图9 在实践中，从肺静脉记录的电位通常很复杂，具有多个远场和近场信号。主要原因是检测到与肺静脉相邻的电活性组织。

图10 右上肺静脉的解剖关系。放置在该静脉中的导管可以检测到右上静脉以及右心房和左心房的电活动。请注意右下肺静脉明显更靠后并且远离右心房结构，使得这条静脉中的复杂电位不太可能。

方法一：电位的形状

环状导管直接记录的电位是PVP，因此高尖呈棘状的电位很可能是肺静脉。但是需要注意由于反复消融的影响，局部电位有时会变钝或呈双电位。

方法二：电位的消失

消融使电位消失可以说是最确切的方法。因此从消融开始就要将肺静脉内的环状导管固定在一定位置，尽量不移动非常重要。肺静脉大多数只是在开口部存在心肌，导管送人肺静脉远端后就无法记录到电位(如图11)。肺静脉内部放电会使PVP振幅下降，导致判断困难，需要加以注意。

图11 A.环状导管在静脉内的位置过深，记录提示没有PVP;B.环状导管回撤1.5cm，显示出大量的PVP。

方法三：起搏

窦性心律时，左肺静脉前壁的PVP与左心耳远场电位常常融合，难以区别。若起搏冠状静脉蜜远端或左心耳，则有助于准确判定左肺静脉电位。窒性心律时，右肺静脉的双电位通常较为清楚，在右肺静脉开口近端记录到的高频电位即为右肺静脉电位，该处心房远场电位较低。在右上肺静脉还可记录到一个相对高频的电位，此时需验证该电位是否为上腔静脉电位。若起搏高位右心房或冠状静脉窦近端，观察激动顺序，则有助于鉴别诊断。以下几种起搏方法可以用于区别PVP及远场电位。

①递减起搏及早搏刺激

方法：在心房同一位点递减起搏周长（如图12）和心房早搏刺激（如图13）

机制：肺静脉口部存在递减传导特性

观察指标：刺激至肺静脉电位间期变化

图12 当从心房或冠状窦更快地起搏时，PVP将显示远场左心房激活的进一步延迟。这是验证PVP的一种间接方法。

图13 肺静脉口处递减传导。在CS起搏时，放置在LSPV口的环状导管记录到复合电位(左侧箭头)。来自冠状窦远端的心房期外刺激在肺静脉口处导致左房和肺静脉之间的传导延迟。因此，PVP(右侧箭头)延迟，并与心房电位分离。

②多部位差异起搏

方法：两个以上部位相同频率起搏（通常是高位右房或冠状窦远端）（如图14、15）

机制：肺静脉口部存在传导各向异性；激动通过不同部位进入肺静脉；

观察指标：刺激至肺静脉电位间期变化；PVP激动顺序变化；

图14 当在心房或CS的不同位置起搏时，可能会看到电位之间的可变延迟。主要原因是在肺静脉中看到的远场电位叠加。在导管上可以看到左心耳 (LAA) 信号以及远场左心房信号。从起搏部位到这些结构的相对激活时间决定了肺静脉标测导管上所见的电描记图之间的间隔。

图15 于心房不同部位起搏来鉴别肺静脉电位。左侧，在正常窦性心律时，心房电位和LSPV电位是重叠的，鉴别比较困难。中间，在CS起搏时，肺静脉电位相对于左房电位有所延迟，因此容易辨别。右侧，在左上肺静脉内起搏也可以清楚显示肺静脉电位和左房电位;此时，肺静脉电位先于左房电位。

③特殊部位起搏

方法：在远场电位的可能起源部位直接起搏（如图16、17）

机制：远场电位被直接夺获

观察指标：远场电位是否提前出现

图16 CS 和右心房距离肺静脉相当远，可直接与肺静脉相邻的结构处进行起搏。当起搏左心房 (LA) 时，靠近起搏刺激的信号是左房远场信号。当从LAA特定部位起搏时，远场 LAA 信号会更靠近刺激物，对PVP没有显着影响。

图17 不同部位起搏来鉴别PVP。在正常窦性心律电隔离LSPV时，尽管多次进行射频消融，仍然存在残余电位。最初的电位(箭头)是左房远场电位。然而，后面的电位(阴影部分)可能是肺静脉激动。从冠状窦(CS)远端起搏产生前后两个电位。通过放置在左心耳(LAA)处的消融导管进行起搏，导致后面电位(即与起搏波相关信号相融合的电位)的消失，提示那些电位实际上代表左心耳电位。因此，排除了肺静脉电位，不需要进一步射频消

07.PVI后电生理评价

PVI消融达到终点时，最常见的表现是肺静脉电位突然完全消失。消融终点是经Lasso环状电极标测证实的两侧肺静脉均已实现电学隔离， 即左心房-肺静脉电连接完全阻断。窦律或心房起搏，甚至房颤持续时，左房电位完全不能传导至肺静脉，肺静脉电位完全消失（如图18）。肺静脉内起搏时，肺静脉起搏电位也完全不能传导至左房。然而，在肺静脉完全隔离的病例，仍可记录到肺静脉自发电位，不过这种自发肺静脉节律和心房电活动无关，即肺静脉-心房电分离现象，出现几率约为12%，多见于右上肺静脉（如图19）。在肺静脉完全隔离的病例，若房颤仍然存在，则需进行电转律，然后在窦性心律下重新评价消融效果，如仍不有残留的肺静脉电位则需进行节段性补充消融。

图18 Lasso电极在LEPV记录到肺静脉电位(第1~4个心动周期），电隔离成功时，肺静脉电位立即消失。

图19 Lasso电极在LEPV记录到肺静脉电位(第1~4个心动周期），电隔离成功时，肺静脉电位立即消失。

08.总结

了解肺静脉解剖及识别PVP是完成PVI的基础，PVP电位特征及不同心房起搏手段可有效甄别PVP，实时记录PVP是观察PVI的有效手段，避免标测电极位置过深、与消融导管操作干扰。

参考文献：

1.M Haïssaguerre, P Jaïs, Shah D C , et al. Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins.[J]. N Engl J Med, 1998, 339(10):659-666.

2.Asirvatham SJ. Pulmonary vein-related maneuvers: part I. Heart Rhythm. 2007 Apr;4(4):538-44.

3.Imnadze G, Sciacca V, Fink T, et al.What the ablationist should know about pulmonary vein anatomy. Herzschrittmacherther Elektrophysiol. 2022 Jun;33(2):154-160.

4.S. Yen Ho, Sabine Ernst原. 心脏电生理解剖实用手册[M]. 北京大学医学出版社, 2014.

5.伊萨, Z. F. 临床心律失常与电生理学: 《Braunwald心脏病学》姊妹卷[M]. 北京大学医学出版社, 2011.

6.马长生, 赵学. 心脏电生理及射频消融[M]. 辽宁科学技术出版社, 2008.