常规心脏消融导管在肾动脉交感神经消融术中的安全性研究和临床方法初探

【摘要】背景：根据《2010中国高血压防治指南》所提供的全国27万人营养与健康状况调查资料,我国18岁以上成人高血压患病率高达18.8%,估计全国患病人数已逾2亿；其中15%-20%为顽固性高血压。所谓顽固性高血压,是指规则足量服用包括-种利尿剂在内的3种或3种以上降血压药物,但血压仍不能达标者。此类患者是高血压治疗研究中的难点。肾交感神经的激活在高血压的发生发展中起重要作用。肾交感神经分为传出神经和传入神经。传出神经节后纤维呈藤蔓状缠绕于肾动脉血管壁,沿肾动脉走行,进入肾脏分布于小血管、皮质及近髓肾单位；传入神经上行纤维则投射于中枢神经系统的多个区域,对交感信号的传出起调节作用。肾交感神经激活对血压的影响主要通过刺激肾素分泌、增加容量负荷及传入纤维激活交感中枢等机制来介导。2009年,国外学者首次利用经皮肾动脉交感神经丛射频消融技术(renaldenervation,RDN),对包绕于肾动脉外膜的肾交感神经进行选择性毁损,在确保手术安全性的前提下取得了肯定的降压疗效。消融采用Symplicity导管系统,经股动脉入路,导管头端以不超过8瓦的低能量,紧贴每侧肾动脉内壁螺旋形消融不超过6个位点,每点消融不超过120秒。随访对比45位患者的消融前及消融后1、3、6、9、12个月血压水平,以及不良反应的发生情况。经过射频消融治疗者血压平均分别改变-14/-10(95%CI4/3),-21/-10(7/4),-22/-11(10/5)、-24/-11(9/5)和-27/17(16/11)mmHg。对其中10例通过核素方法检测去甲肾上腺素溢出率,较试验前减少47%。2010年国外学者发表了第一个肾动脉交感神经消融治疗顽固性高血压的多中心随机对照研究,射频消融治疗组(n=52)和对照组(n=54)相比,6个月时血压相差33/11mmHg(P<0.0001)。射频消融治疗中未发生显著不良反应,随访期间两组患者的肾功能均无明显变化,6个月后在消融治疗患者中随访肾血管影像学未见进展性病变。该研究提示,导管消融术可作为一种安全有效的手段选择性应用于治疗药物控制效果不佳的高血压患者。以上国外研究已初步证实了肾动脉交感神经消融治疗的安全性,以及其两年内持续的降压效果,而目前国内尚未报道相关临床试验,该方法对我国高血压患者的有效性有待证实,但Symplicity系统目前未在我国获准上市,导致该技术的推广应用存在困难。考虑到该系统采用的是非灌注的消融导管,与目前用于心脏的常规温控型心脏消融导管的结构及原理相似；如能使用常规心脏消融导管进行手术,则能为推广该种治疗方法提供很大的便利。因此有必要开展常规心脏消融导管在肾动脉交感神经射频消融术中的相关研究。目的：1.探索常规心脏消融导管在肾动脉交感神经消融术中的消融参数。2.验证常规心脏消融导管在肾动脉交感神经消融术中的可行性及安全性。3.初步探索临床使用心脏消融导管进行肾交感神经消融的技术方法。方法：通过在模拟环境中对离体肾动脉进行射频消融,探索心脏消融导管合适的消融参数,使之达到既能透壁性损伤肾交感神经丛、又不过度损伤肾动脉和周围组织的目的。在此基础上,用此参数进行小香猪肾动脉交感神经射频消融的在体研究,并与冷盐水灌注导管作对比。收集血液标本、造影资料,制作组织切片。评估使用常规心脏消融导管进行肾动脉交感神经消融的效果及安全性,初步探索使用该导管进行临床治疗的方法。1.小香猪肾动脉条离体消融研究选择新鲜小香猪肾动脉组织条,采用德国StokertWetlab体外消融池系统,以林格氏液20-30cm/s速度38℃恒温灌流,持续2L/min氧气灌注。在消融池中,将猪肾动脉剪开固定于消融池的载物台；从垂直于标本的导管固定器中插入常规心脏消融导管。参照文献消融参数,固定消融功率6W、8W、10W、12W,温度上限60℃,进行动脉条消融,消融时间30s、60s、120s,共12组参数,每组参数重复12次,探索不同的消融功率对猪肾动脉组织条消融效果的影响。消融结束后取出动脉条,4%多聚甲醛固定,常规切片,HE染色,显微镜下测量损伤深度,分析最佳消融参数。2.小香猪在体肾动脉射频消融的实验研究2.1动物分组：采用三月龄雌性五指山小香猪12头,将实验用猪称重,编号,按照编号顺序进行随机化,分为假手术组(n=3)、即刻处死组(n=5)以及长期随访组(n=4)。假手术组进行麻醉、穿刺、将导管插入肾动脉而不放电,然后行肾动脉造影后处死；即刻处死组行肾动脉交感神经消融(具体方法见2.3),消融结束后、造影处死；长期随访组消融结束后复苏,继续饲养至3个月。再次行双肾动脉造影后处死。2.2消融器材：BiosenseWebsterCelsiusTMA-Type/Yellow电生理消融导管(以下简称黄把导管)Johnson-JohnsonCo.Ltd.美国,灌注消融导管(以下简称灌注导管,微创医疗器械有限公司中国。BiosenseWebster消融仪：Johnson-JohnsonCo.Ltd.美国；GEAdvantxLCV+DSA机(SerialNo.082409131109):GECo.Ltd.美国；Swartz鞘,St.JudeMedicalCo.Ltd.美国。2.3常规心脏消融导管的肾动脉消融方法：小香猪麻醉,备皮,固定,心电监护,消毒铺巾,单侧股动脉切开,置入L1/8FSwartz鞘管于腹主动脉,肝素钠800μg/Kg抗凝。用Swartz鞘管行左、右肾动脉造影。参考前期体外射频参数,对每头动物使用美国强生公司黄把心脏消融导管,从右肾动脉第一分叉部位至肾动脉开口处,选择6个点进行螺旋形消融。每条动脉消融后均经Swartz鞘注射硝酸甘油200μg,对比剂5mL重复进行肾动脉造影。由于贴靠良好的导管头端阻抗会随消融而逐渐减低,所以可以根据造影和消融中阻抗变化规律判断贴靠是否保持良好。再对每头动物使用微创医疗公司研制的冷盐水灌注导管进行对照消融,以同样方法和参数对左肾动脉进行消融,作为对照。观察和记录消融过程中阻抗、功率及心电变化情况。2.4确定交感神经损伤：将实验动物处死后,取出左右肾脏、近端输尿管、肾动脉(必须包含完整的肾动脉外膜脂肪)、将带外膜的肾动脉常规4%多聚甲醛固定、切片,分别用HE染色、改良交感神经嗜银染色,评估交感神经损伤程度。并于实验前和术后三月测定长期随访组实验动物血浆肾素活性(PRA)。2.5评估安全性：观察长期随访组动物生存、健康情况。测定其术前和三月后的血常规、肝功能、肾功能、电解质水平。收集术前、术后和三月后所有造影资料,观察有无肾动脉狭窄、穿孔、夹层。如有狭窄,统计每条血管的最大狭窄程度。通过HE染色观察各组动物的肾动脉(每组观察不少于20个切面)。根据组织学血管损伤分级标准评估动脉各层损伤程度。在确定消融造成了有效的肾交感神经损害的前提下,结合各组动物血液学检查结果、肾动脉造影结果和肾动脉病理学检查结果对消融的安全性进行判定。3.临床研究方法初探在动物实验进行的安全性探索的基础上,参考国外临床研究方法、制定实用的肾动脉消融手术方案；判断分析将心脏消融导管应用于临床肾动脉交感神经消融的安全性,探索临床研究的入选和排除标准,必须进行的检测项目,安全性和有效性的判断标准。最后归纳临床研究的流程。4.实验数据应用EXCEL软件制作数据库,SPSS17.0统计软件包进行数据统计分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示。组间均数比较中,实验室结果采用非参秩和检验,Spearman相关系数用于检验变量的相关关系,其余独立样本差异采用t检验。造影资料采用Goldarchive10软件制作和提取,AdobePhotoshopElement2.0软件后期制作。以P<0.05为差异有统计学意义。结果：1.小香猪离体肾动脉组织条消融结果各种功率下总共消融动脉条144处,所有动脉条均顺利完成消融,消融过程中未见肾动脉穿孔。采用镜检计算损伤范围,在60s以上时间,8W、10W、12W功率下造成的肾动脉损伤深度无统计学差异。因8W-60s以上各消融功率下均可见肾动脉全层透壁性损伤,故消融深度无法进一步增加,相关性分析显示仅增加消融表面积。为避免不必要的肾动脉内膜面损伤及周围组织(如肾静脉、肾脏、肾盂和近段输尿管损伤)损伤,在体实验拟采用8W、60s作为最佳消融参数。2.小香猪在体肾动脉射频消融的实验研究结果2.1常规心脏消融导管对肾动脉交感神经丛消融效果的评价研究中12头动物均完成实验,无动物意外死亡。假手术组交感神经束结构完整未见损伤；而即刻处死组和长期随访组的肾交感神经丛均存在损伤。病理切片主要表现为为神经束内部原有结构被破坏,部分为纤维结缔组织所替代,部分交感神经外膜及束膜有增生性或炎症性改变,交感神经嗜银染色示神经轴索内部主要改变为空泡状变性。黄把导管造成的神经束内部损伤程度与灌注导管无统计学差异(P>0.05)。2.2常规心脏消融导管消融即刻安全性的评价2.2.1影像学评价2.2.1.1术前造影：诱导及维持麻醉过程均顺利完成。术前造影示肾动脉主干长度为36.17±10.22mm,最小者18.5mm,主干直径4.58±0.55mm,最小者3.7mm。所有肾动脉均符合消融标准。2.2.1.2手术结果：所有实验动物均顺利完成手术,存活12只,死亡0只,没有出现肾动脉穿孔,肾动脉夹层等并发症。根据功率-阻抗变化推测导管头端贴靠始终良好。2.2.1.3术后造影：所有肾动脉在接受射频消融处理后即刻均出现消融位点局部不同程度的狭窄。狭窄程度为40.8%±17.3%,在两种导管之间未见统计学差异(P>0.05)。狭窄程度在推注硝酸甘油后可有所减轻。2.2.2组织学评价对即刻处死组的动物肾动脉进行肉眼观察,未见明显内、外膜变化。病理切片显示动脉中膜平滑肌组织出现局灶坏死,与正常组织分界明显,部分标本可见动脉中膜断裂、出血、动脉中、外膜炎症细胞浸润。动脉外膜可见组织结构紊乱,片状凝固性坏死。假手术组未见病变部位。2.3消融长期效果及安全性的评价2.3.1消融术3个月后影像学评价4头动物均完成长期随访研究,消融手术后饲养3月重复行肾动脉造影,发现术后即刻造影中存在的肾动脉狭窄消失。可观察到的手术消融48个位点在3月后仅有4个位点存在<5%的狭窄。其中经黄把导管和灌注导管消融的各2个位点。2.3.2消融后3个月后组织学评价血管呈以消融位点为中心的增生性改变,周径30%-50%的内膜-中膜增生明显。局部内膜呈凸起样增生,其病变面积、深度均较即刻处死组增加。两种导管造成的病理学损伤(深度,表面积和组织学损伤分级)无统计学差异(P>0.05)。各标本肾静脉、肾盂、近段输尿管、肾脏均未见到明显的病理改变。3.常规心脏消融导管肾动脉消融的临床治疗方法初探3.1试验设计类型：自身对照临床试验,研究方案获得华山医院伦理委员会批准(申请材料及批准函分别见附件2、附件3),、并报上海市卫生局审批通过。3.2受试者入选标准及排除标准：3.2.1入选标准：(?)既往确诊原发性高血压病史5年以上,规则服用降血压药物1年以上。(?)年龄在18岁以上,75周岁以下,性别不限。(?)符合顽固性高血压标准：规则服用3种或3种以上降血压药物(包括一种利尿药)大于3个月的高血压患者,血压不能控制到目标水平以下,即可诊断为顽固性高血压。(?)愿意参加本研究并签署知情同意书。3.2.2排除标准：(?)存在导致继发性高血压的原发疾病：肾血管性高血压,原发性醛固酮增多症,嗜铬细胞瘤,库兴综合症或其他已知的可导致继发性高血压的疾病。》妊娠期内。(?)半年内曾发生不稳定型心绞痛、急性心肌梗死或脑血管意外。(?)难以控制的出血倾向。(?)严重肝肾功能不全,终末期病人,估计生存期在一年以内。(?)各类活动性感染性疾病。(?)已有明显肾脏病病史,肾功能异常者,或者存在肾动脉的结构异常：包括肾动脉狭窄,既往接受肾动脉支架术或肾动脉血管成形术,或其他类型的肾动脉畸形。(?)存在经股动脉途径介入治疗的禁忌症,如斜疝、腹股沟感染、股动脉严重狭窄等(?)拒绝签署受试者知情同意书。3.3样本量：查阅文献,假设24小时平均收缩压下降不低于l0mmHg(标准差22mmHg),α=0.05,β=0.1,则所需样本量为30人,考虑10%的可能失访率,计划招募人数应为33人。3.4研究流程：3.4.1根据入排标准,入选患者,签署知情同意书；3.4.2每一例患者均进行编号,分别建立病例研究表；3.4.3术前检查和术前准备：采集病史、一般资料和体格检查；胸片、心电图、超声心动图、双肾动脉超声、24小时动态血压、体格检查、血常规、空腹血糖、凝血全套、肝肾功能、血及尿电解质、尿白蛋白/肌酐、血浆肾素活性、血管紧张素Ⅱ。术前3天内累计服用阿司匹林300mg和氯吡格雷300mg充分抗血小板。3.4.4肾动脉交感神经射频消融术：术前常规监护、消毒、铺巾,吗啡4mg-7mg肝素800μg/kg体重抗凝,2%利多卡因局麻穿刺右侧股动脉,置入8.5F鞘,经鞘置入JR4.0造影导管。分别于左、右肾动脉口行常规肾动脉造影,在DSA下确认肾动脉无斑块形成且无任何狭窄性病变,则考虑可以进行消融。经鞘置入常规心脏消融导管,先从左肾动脉内开始,在肾动脉从开口到第一分支的范围内,由远及近,以功率8W,温控60℃逐点消融6点,每点消融60s。记录阻抗、温度变化以了解是否贴壁良好。如患者在消融过程中出现弥漫性内脏痛,可予适量吗啡或咪达唑仑镇痛。再用上述方法消融右肾动脉。术中监测血压、心率、呼吸和氧饱和度。消融后拔出消融导管,复查造影。如造影正常则拔鞘、压迫止血、包扎安返。3.4.5随访：随访：患者随访频率定为术后每个月1次随访动态血压,1天、1月、3月、6月时记录血肌酐、血浆肾素活性、血管紧张素Ⅱ,6个月随访肾动脉超声或CTA。3.5临床方案的初步实施情况：目前已有3例患者,其中两例随访超过3月。均未出现消融相关并发症,肾功能检查和肾血管超声均正常。24小时动态血压较术前降低幅度均超过有效标准。3.6临床初步应用结果介绍：应用黄把导管行肾动脉交感神经消融术3例病例1：患者女性,68岁,因“阵发性胸闷不适40余年”入院。服药血压203/67mmHg。以黄把导管行双侧肾动脉交感神经消融,功率8W,每侧6点,每点60s。手术顺利,术后未出现并发症。出院血压137/76mmHg。随访肾动脉超声未见肾动脉狭窄。目前血压波动于140-150/70-80mmHg。病例2：患者男性,62岁。因”反复头昏、发现血压升高20余年,加重10天”入院。服药血压210/100mmHg。以黄把导管行双侧肾动脉交感神经消融,功率8W,每侧6点,每点60s。手术顺利,术后未见并发症。目前诊室血压波动于140-150/70-80mmHg。肾动脉超声未见肾动脉狭窄。病例3：患者女性,47岁,因“发现血压升高四年,控制不佳半年余”入院。服药后诊室血压180-230/110-120mmHg。予行双侧肾动脉交感神经射频消融术,以功率8w,每点60秒的参数,两侧肾动脉各消融6点。消融后复造影,示双肾动脉正常。术后患者无不适主诉,予出院。目前随访中。结论：1.经离体实验探索得出应用常规心脏消融导管进行肾动脉交感神经消融的合适参数是功率8瓦,每点消融60秒。2.应用此参数进行小香猪肾动脉交感神经在体消融具有良好的安全性。3.在此基础上,采用常规心脏消融导管进行顽固性高血压治疗的临床治疗,可行性及安全性良好。
【作者】熊楠青；
【导师】罗心平；
【作者基本信息】复旦大学，临床医学（专业学位），2013，博士
【关键词】肾动脉；交感神经；射频消融；导管；安全性；

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