疲劳断裂与频率的关系（消融损伤指数与基础阻抗之间关系推导及验证）

　　心脏射频导管消融术的消融损伤范围与心律失常的成功率、术后并发症的发生率密切相关。临床上采用功率模式消融时，常用消融损伤指数（ablation index，AI）预测消融损伤深度，但AI计算公式中没有将阻抗计算在内。本文动物实验研究显示，相同AI值情况下，损伤范围与阻抗呈负相关。该研究依据焦耳定律（Q= I2RT）控制消融能量以达到控制损伤深度的目的。并在相同损伤深度情况下观察基础阻抗（R）与AI之间相关性，进而得出经验公式。再通过实验反向验证该公式可靠性。结论显示：基础阻抗与消融指数关系符合ΔAI=(AI0-203)/R0×ΔR。（R0为临床常见基础阻抗大小，AI0为常见基础阻抗消融时的AI值）。经验证，运用公式ΔAI=(AI0-203)/R0×ΔR指导不同基础阻抗（R）时消融指数（AI）量化调整，消融深度大致相同，该公式可用于指导不同基础阻抗时相同消融损伤范围的AI值量化调整。

　　本研究首次提出运用AI与基础阻抗之间关系公式，指导临床不同基础阻抗时量化调整AI，最终达到相同目标深度。并通过大量动物实验验证该方法可行性。在韩雅玲院士指导下，王祖禄、梁明教授团队已将该研究在线发表于Cardiology Research and Practice，因内容新颖，对临床应用有较大的指导意义，于2021年7月12日被顺利接收。

[方法与结果]

　　采用离体猪心，取左室外膜光滑平整处心肌，浸泡在0.9%氯化钠溶液及纯净水配比溶液（约0.45%）中，设定水浴温度为３６~３８℃。采用ST消融导管，消融过程中导管与心肌组织垂直。设置盐水灌注速度为 10ｍｌ/ｍｉｎ，压力为１０（±5）ｇ。通过调整背部环路电极(皮肤分散电极)与水浴槽内溶液接触面积和导管与电极片距离，以调整基础阻抗数值。消融时记录ＡＩ值、时间、消融功率、阻抗变化等参数，每消融２０个点更换水浴槽里的液体一次，消融后测量消融损伤宽度及深度。

　　Figure 1 为动物实验设备具体连接方法，实验通过控制电极贴（surface return patch）与液体接触面积控制基础阻抗。

1．保持消融损伤指数AI不变，不同基础阻抗时消融损伤范围变化趋势

　　控制消融损伤指数AI=400不变，调整基础阻抗分别为120Ω、140Ω、160Ω、180Ω、200Ω，于离体猪心心外膜模拟人体环境消融，记录各点消融损伤深度、宽度及实际AI值，消融结果见Figure 2。

2.控制损伤深度相近，建立基础阻抗R与消融损伤指数AI数学模型

　　根据焦耳定律Q= I2RT(Q=热量，I=电流，R=电阻，T=时间)，消融产生能量与I2、导管与心肌接触处阻抗R、射频消融时间成正比。控制消融导管处电流、局部阻抗不变，且消融时间相同时，消融导管处释放能量Q不变。

　　Table 1为根据P（功率）=I2R得出I2=P/R（），保持I2不变则P1/R1=P2/R2，依据公式计算出对应相同电流的阻抗、功率分别为：100Ω/25W、120Ω/30W、140Ω/35W、160Ω/40W、180Ω/45W，控制平均压力为10g（允许±2g波动），以离体猪心模拟人体环境每点消融30S得出数据。

　　Figure 3为根据Table 1数据拟合基础阻抗R与消融损伤指数AI数学模型。拟合出AI及R关系为AI = 1.9933R 203.61 （相关系数r = 0.9823）。

　　经推导出公式为ΔAI=(AI0-203)/R0×ΔR。

3．验证基础阻抗R与消融损伤指数AI关系公式可靠性

　　研究设计了消融心房常用的基础阻抗120Ω/AI 400常规组和消融三尖瓣环时用到的阻抗120Ω/AI 550高AI组两个目标深度进行实验。

　　Figure 4 为目标深度为120Ω/AI400时消融离体猪心的损伤深度/宽度、基础阻抗、目标AI和实际AI，各组之间损伤范围大致相同。

　　Figure 5 为目标深度为120Ω/AI400时消融损伤范围变化趋势，可见常规目标损伤范围时，运用经验公式无论损伤深度或宽度趋势都基本趋于水平。

　　Table 2 为常规目标损伤范围时各组数据结果，140Ω、160Ω、180Ω、200Ω组与标准组120Ω之间无统计学差异（P均大于0.05）。

　　Figure 6 为目标损伤范围120Ω/AI550时消融离体猪心的损伤深度/宽度、基础阻抗、目标AI和实际AI。180Ω、200Ω组与其余几组相比，宽度及深度明显变小。

　　Table 3 为高AI组时消融离体猪心各组深度均值和与标准组之间比较的P值。在AI过高时，深度与标准组存在统计学差异。

　　Table 4 为高AI组消融离体猪心各组宽度均值和与标准组之间比较的P值。在AI过高时，宽度与标准组也存在统计学差异。

[背景与发现]

　　临床中房颤肺静脉电隔离射频导管消融时常用消融损伤指数AI做指导，其整合输出功率、导管贴靠压力及消融时间这三个因素，可较准确的前瞻性预测损伤深度，误差 <１ｍｍ。AI在房颤射频导管消融当中的应用大大提高了手术即刻成功率，减少了消融时间、术中并发症、术后复发率。但行房颤肺静脉电隔离时，人体基础阻抗波动较大。而所采用AI公式未考虑阻抗变化时对消融结果的影响。临床出现高阻抗时，可将体表电极贴片从左大腿肌肉上方的标准位置重新定位到左侧髂骨和胸腔之间皮下脂肪组织较少的阻抗低区域，降低阻抗至正常范围可使消融效率更高，术中并发症减少。但仍有较多时候即使通过调整电极片，阻抗仍保持较高，且术中改变电极贴位置有时会导致患者移位，从而使之前构建心脏解剖模型不准确。该文章在关于AI、基础阻抗和损伤范围大小之间关系的研究中，有3个主要发现。(1)在AI不变时，基础阻抗增加，损伤范围减小。(2)相同损伤深度时，基础阻抗与AI的关系为ΔAI=(AI0-203)/R0×ΔR。(3)验证了当AI不超过700时，可以用经验公式指导AI在不同基础阻抗时的定量调整，达到的病变深度基本相等。这些发现将有助于指导临床情况下的参数调整。

[局限性]

　　前期拟合公式时，我们取阻抗跨度较大（20Ω），数据样本相对较少，因此拟合公式的数据可能存在偏倚性。此外，我们使用的溶液不同于体内动物实验或实际临床条件下的血液介质，因此推导出的经验公式可能与临床实践不完全一致。

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