Arq Bras CardiolabcArquivos Brasileiros de CardiologiaArq. Bras. Cardiol.0066-782X1678-4170Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBCqv8RNwgK43sNnBWSkxLy5VFS0066-782X201700090026610.5935/abc.20170108Case ReportBalloon Cryoablation for the Treatment of Paroxysmal Atrial FibrillationFenelonGuilherme12ScuottoFrederico12FischerClaudio12PerinMarco Antonio1MakdisseMarcia1PaolaAngelo Amato Vincenzo de12Hospital Israelita Albert EinsteinSão PauloSPBrazilHospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP;Hospital Israelita Albert EinsteinUniversidade Federal de São PauloSão PauloSPBrazilUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, SP - BrazilUniversidade Federal de São PauloMailing Address: Guilherme Fenelon, • Rua Borba Gato, 331, Bouganville, 242, Santo Amaro. Postal Code 04747-030, São Paulo, SP - Brazil. E-mail: guifenelon@cardiol.br
Author contributions
Conception and design of the research: Fenelon G, Perin MA, Makdisse M, Paola AAV; Acquisition of data: Fenelon G, Scuotto F, Fischer C, Paola AAV; Analysis and interpretation of the data: Fenelon G, Scuotto F, Paola AAV; Writing of the manuscript: Fenelon G.
Potential Conflict of Interest
Dr. Guilherme Fenelon received assistance from the manufacturer of the product for participation in congress. The rest have no conflicts.
0920171093266269280120161302201627062016This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.KeywordsAtrial Fibrillation / therapyCatheter Ablation / methodsCryosurgery / methodsCryosurgery / trendsIntroduction
Radiofrequency ablation (RFA) aiming at the electrical isolation of the pulmonary vein (PV) is more effective in controlling the rhythm than drugs, especially in young individuals with symptomatic paroxysmal atrial fibrillation (AF) without structural heart disease.1-3 Electrical isolation is performed with point-by-point RFA around the PV, constituting a complex and lengthy procedure.2,3 Recently, technologies have been developed aiming to simplify PV isolation, among them the balloon cryoablation.2,4 In this approach, the cryoballoon is inflated in the PV ostium in order to completely occlude it. The release of cryoenergy cools the balloon surface, having the potential to isolate the vein with a single application. The efficacy and safety of cryoablation are similar to RFA, but the procedure is faster.4-7
Although used worldwide,2-4 only recently cryoablation was made available in Brazil. The objective of this study was to report the first three cases performed in our country using this technology.
Case Reports
Patients were included in a study approved by the National Research Ethics Commission (Comissão Nacional de Ética em Pesquisa - CONEP), number 03094112.9.0000.0071, after signing the Free and Informed Consent form. All patients met the following inclusion criteria: (1) documented symptomatic paroxysmal AF; (2) at least two episodes in the last 3 months; (3) refractory to at least one antiarrhythmic drug.
Case 1
Male patient, 36 years old, hypertension controlled with losartan, with paroxysmal AF for the last 5 years, had used sotalol without success. He remained symptomatic (palpitations) with the use of propafenone, atenolol and dabigatran (CHA2DS2-VASc score 1).8 The echocardiogram showed a slight increase in the left atrium (anteroposterior diameter of 44 mm) and normal ventricular function (left ventricular ejection fraction of 65%).
Case 2
Female patient, 67 years old, with hypertension, dyslipidemia and hypothyroidism, controlled with enalapril, metoprolol, levothyroxine and rosuvastatin. She had paroxysmal AF crisis for the last 3 years and remained symptomatic (palpitations) while using propafenone and rivaroxaban (CHA2DS2-VASc score 3).8 She used amiodarone, withdrawn due to hypothyroidism. Echocardiography showed normal left atrium (anteroposterior diameter of 39 mm) and ventricular function (left ventricular ejection fraction of 74%).
Case 3
Male patient, 50 years old, hypertension controlled with losartan and chronic bronchitis due to smoking, paroxysmal AF for the last 10 years, had used sotalol and amiodarone without success. He was symptomatic (palpitations) while using propafenone and dabigatran (CHA2DS2-VASc score 1).8 The echocardiogram showed a slight increase in the left atrium (anteroposterior diameter of 44 mm), normal ventricular function (left ventricular ejection fraction of 63%) and mild mitral escape.
The procedures were performed on November 3, 2014, by the same team, with the help of an instructor, using standardized techniques.9 Antiarrhythmic and anticoagulant drug use was suspended five days before and on the day before the procedure, respectively. Imaging methods for anatomical definition of the PV were not used. Transesophageal echocardiography was performed under general anesthesia, to exclude thrombi. Then, femoral venous access was obtained for allocation of decapolar and quadruple catheters in the coronary sinus and right atrium. With the aid of transesophageal echocardiography, a single transseptal puncture was performed and an 8F sheath (SL1, St. Jude Medical) was placed in the left atrium, which subsequently was replaced by a 15F deflectable sheath (Flexcath, Medtronic), through which the second-generation, 28-mm diameter 10.5F balloon catheter (Arctic Front Advance, Medtronic) was introduced. Selective catheterization of the PV was performed with the Achieve octapolar circular catheter (Medtronic), which was also used to measure real-time electrical insulation. After cryoballoon insufflation and occlusion of each vein (measured by contrast luminal retention), two applications of cryoenergy were performed, lasting 3 minutes, aiming at a temperature of -40°C in the catheter thermistor. The second application was a reinforcement one, for longer lasting of the lesion. To prevent injury to the phrenic nerve, applications in the right veins were performed under continuous phrenic stimulation through the decapolar catheter located in the upper right atrium (Figure 1). Esophageal temperature monitoring and full heparinization (ACT 300-350 seconds) were maintained.
The upper left panel shows the 28-mm diameter cryoballoon and the octapolar circular catheter, used to measure real-time isolation of the pulmonary veins. In the lower left panel, fluoroscopic image showing the balloon catheter inflated in the ostium of the right superior pulmonary vein of the third case. Contrast retention inside the vein indicates vessel occlusion. Observe the circular catheter inside the vein and the decapolar catheter (arrow) placed in the upper right atrium for phrenic stimulation. In the right panel, intracavitary tracings showing the isolation of the same vein. From top to bottom, surface electrocardiogram (leads I, II, III, aVF, V1 and V6); electrograms recorded inside the vein by the circular catheter (ACH 1, 2 ACH, ACH 3, 4 ACH, ACH 5 and ACH 6); atrial and ventricular electrograms collected by the catheter positioned in the bundle of His (His D and His P); and electrograms of the two pairs of distal electrodes of the decapolar catheter in upper right atrium. Observe the sudden disappearance of the pulmonary vein potentials (arrows) 40 seconds after application of cryoenergy, indicating electrical isolation. The asterisks indicate the spicules of the continuous phrenic nerve stimulation by the catheter in the upper right atrium at 60 bpm cycles. Observe that the stimulation also commands the atria. Tracings at 50 mm/second<italic>.</italic>
Twelve PV were treated (Figure 2), and electrical isolation was achieved in all (100%), with a mean of 2.3 adequate applications (-40°C) of cryoenergy per vein (mean of three applications per vein in the first patient and two per vein in the remaining). Applications with inadequate temperature were discontinued after approximately 30 seconds, and the balloon was repositioned. The mean procedure time (skin to skin) was 125 minutes (150, 150 and 75 minutes) and of fluoroscopy, 47 minutes (63, 47 and 33 minutes). The esophageal temperature did not change during the applications. At the end of the procedure, heparin was neutralized with protamine, hemostasis was obtained and a compressive dressing was performed. After recovery from anesthesia, the patients were sent to the infirmary, receiving enoxaparin (half the full dose - 0.5 mg/kg every 12 hours) during the first 24 hours. There were no complications, and all patients were discharged in the following morning, receiving the usual antiarrhythmic and anticoagulation drugs, in addition to omeprazole (for 30 days). The exams at hospital discharge (electrocardiogram and chest X-ray) were normal.
Fluoroscopic images in the left anterior oblique projection showing the position of the balloon catheter inflated in the ostium of the four pulmonary veins of the third case: (A) upper right; (B) upper left; (C) lower right; (D) lower left. In the B and C panels, observe the decapolar catheter positioned in the coronary sinus. This same catheter is subsequently used for phrenic stimulation in the upper right atrium during cryoablation of the right veins (A and D). Also, observe the esophageal thermometer (projecting on the spinal column).
After a follow-up of 14 months, all patients remained asymptomatic and in sinus rhythm without antiarrhythmic drugs (withdrawn after 12 months), but receiving anticoagulants. There were no AF recurrences and the 24-hour Holter monitoring at 3, 6 and 12 months showed no arrhythmias.
Discussion
These were the first cases in the country that used the cryoballoon for treatment of paroxysmal AF. It was possible to safely isolate the PV, attaining adequate control of the arrhythmia in the 14-month follow-up. These observations support the literature.4-6 In a multicenter randomized controlled trial comparing cryoablation with drugs, 70% (114/163) of the cryoablation group showed no recurrence after 1 year, compared with 7.3% (6/82) of the medication group. A systematic review reported 98% of immediate success with PV isolation, with maintenance of sinus rhythm of 72% after 1 year.4 Considering these results, cryoablation and point-by-point RFA were classified as standard techniques for ablation of paroxysmal AF.2
Studies comparing RF ablation with cryoballoon indicated success and similar complications, but cryoablation is faster.4,6,7 In this regard, one of our procedures was completed (skin to skin) in 75 minutes. While the overall rate of complications is similar, RFA tends to have a higher incidence of esophageal lesions and PV stenosis.4 This is because, compared to the heat lesion in RFA, cryothermic cooling lesions show less tissue breakdown, are more homogeneous and less thrombogenic.4 In contrast, cryoablation causes more phrenic lesions. Therefore, it is necessary to stimulate the phrenic nerve during the isolation of the right veins, immediately interrupting the application if there is any reduction in diaphragm contractions (Figure 1). With these measures, the incidence of permanent phrenic lesion is less than 0.3%.4,7,9 We had no complications in our series. It is noteworthy the fact that a randomized controlled trial was recently published, demonstrating the non-inferiority of cryoablation in relation to RFA regarding safety and efficacy.10
Cryoablation has a faster learning curve than the RFA.4,5 However, it is currently indicated only in paroxysmal AF, as the cryoballoon lesions are restricted to the PV antrum.4,9 The formation of linear lesions or the approach of other atrial regions require RF ablation.1-3
A limitation of this report is the sample size, which was small and obtained during the learning curve. The follow-up without antiarrhythmic drugs (two months) was short, but all patients were very symptomatic with frequent crises, despite the medication. The cost-effectiveness of the technique was not assessed.
This initial experience suggests that balloon cryoablation is effective and safe for fast PV isolation in patients with paroxysmal AF.
Sources of Funding
This study was funded by Medtronic do Brasil.
Study Association
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
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Developed in partnership with the European Heart Rhythm Association (EHRA), a registered branch of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Cardiac Arrhythmia Society (ECAS); and in collaboration with the American College of Cardiology (ACC), American Heart Association (AHA), the Asia Pacific Heart Rhythm Society (APHRS), and the Society of Thoracic Surgeons (STS). Endorsed by the governing bodies of the American College of Cardiology Foundation, the American Heart Association, the European Cardiac Arrhythmia Society, the European Heart Rhythm Association, the Society of Thoracic Surgeons, the Asia Pacific Heart Rhythm Society, and the Heart Rhythm Society. 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Contribuição dos autores
Concepção e desenho da pesquisa: Fenelon G, Perin MA, Makdisse M, Paola AAV; Obtenção de dados: Fenelon G, Scuotto F, Fischer C, Paola AAV; Análise e interpretação dos dados: Fenelon G, Scuotto F, Paola AAV; Redação do manuscrito: Fenelon G.
Potencial conflito de interesses
Dr. Guilherme Fenelon recebeu auxílio do fabricante do produto para participação em congresso. Os demais não possuem conflitos.
A ablação por radiofrequência (RF) visando ao isolamento elétrico das veias pulmonares (VP) é mais eficaz no controle do ritmo do que os fármacos, especialmente em jovens com fibrilação atrial (FA) paroxística sintomática sem cardiopatia estrutural.1-3 O isolamento elétrico é realizado com aplicações de RF ponto a ponto ao redor das VP, sendo um procedimento complexo e demorado.2,3 Recentemente, foram desenvolvidas tecnologias buscando simplificar o isolamento das VP, dentre elas a crioablação com balão.2,4 Nessa abordagem, o criobalão é insuflado no óstio da VP de modo a ocluí-la completamente. A liberação da crioenergia resfria a superfície do balão, tendo o potencial de isolar a veia com uma única aplicação. A eficácia e a segurança da crioablação são semelhantes às da RF, porém o procedimento é mais rápido.4-7
Embora difundida mundialmente,2-4 apenas recentemente a crioablação foi disponibilizada no Brasil. O objetivo deste trabalho foi relatar os primeiros três casos realizados em nosso meio utilizando essa tecnologia.
Relato dos Casos
Os pacientes foram incluídos em pesquisa aprovada pela Comissão Nacional de Ética em Pesquisa (CONEP), número 03094112.9.0000.0071, tendo assinado Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Todos eles preenchiam os seguintes critérios de inclusão: (1) FA paroxística sintomática documentada; (2) no mínimo dois episódios nos últimos 3 meses; (3) refratários a pelo menos uma droga antiarrítmica.
Caso 1
Paciente do sexo masculino, 36 anos, hipertenso controlado com losartana, FA paroxística há 5 anos, tendo utilizado sotalol sem sucesso. Mantinha-se sintomático (palpitações) em uso de propafenona, atenolol e dabigatrana (escore 1 de CHA2DS2-VASc).8 O ecocardiograma mostrava aumento discreto do átrio esquerdo (diâmetro anteroposterior de 44 mm) e função ventricular normal (fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 65%).
Caso 2
Paciente do sexo feminino, 67 anos, apresentava hipertensão arterial, dislipidemia e hipotireoidismo controlados com enalapril, metoprolol, levotiroxina e rosuvastatina. Crises de FA paroxística há 3 anos, persistindo sintomática (palpitações) em uso de propafenona e também rivaroxabana (escore 3 de CHA2DS2-VASc).8 Utilizou amiodarona, suspensa pelo hipotireoidismo. O ecocardiograma mostrava átrio esquerdo (diâmetro anteroposterior de 39 mm) e função ventricular (fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 74%) normais.
Caso 3
Paciente do sexo masculino, 50 anos, hipertenso controlado com losartana e bronquítico crônico por tabagismo, FA paroxística há 10 anos, tendo usado sotalol e amiodarona sem sucesso. Vinha sintomático (palpitações) em uso de propafenona e dabigatrana (escore 1 de CHA2DS2-VASc).8 O ecocardiograma mostrava aumento discreto do átrio esquerdo (diâmetro anteroposterior de 44 mm), função ventricular normal (fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 63%) e escape mitral leve.
Os procedimentos foram realizados em 3 de novembro de 2014 pela mesma equipe, com o auxílio de um instrutor, usando técnicas padronizadas.9 Antiarrítmicos e anticoagulantes foram suspensos 5 dias antes e na véspera do procedimento, respectivamente. Não foram utilizados métodos de imagem para definição anatômica das VP. Sob anestesia geral, foi realizado ecocardiograma transesofágico para excluir trombos. Em seguida, foram obtidos acessos venosos femorais para alocação de cateteres decapolar e quadripolar no seio coronariano e átrio direito. Com auxílio do ecocardiograma transesofágico, foi realizada uma única punção transeptal com colocação de bainha 8 F (SL1, St Jude Medical) no átrio esquerdo, que, em seguida, era trocada por bainha 15 F deflectível (Flexcath, Medtronic), pela qual foi introduzido o cateter balão 10,5 F com 28 mm de diâmetro de segunda geração (Arctic Front Advance, Medtronic). A cateterização seletiva das VP foi feita com o cateter octapolar circular Achieve (Medtronic), também usado para aferição do isolamento elétrico em tempo real. Após insuflação do criobalão e oclusão de cada veia (aferida pela retenção luminal de contraste), foram feitas duas aplicações de crioenergia com duração de 3 minutos, objetivando temperatura de -40°C no termistor do cateter. A segunda aplicação era de reforço, para maior durabilidade da lesão. Para prevenir lesões ao nervo frênico, as aplicações nas veias direitas foram feitas sob estimulação contínua do frênico pelo cateter decapolar locado no átrio direito alto (Figura 1). Monitorização da temperatura esofágica e heparinização plena (TCA 300 a 350 segundos) foram mantidas.
No painel superior esquerdo, o criobalão de 28 mm de diâmetro e o cateter circular octapolar utilizado para aferir em tempo real o isolamento das veias pulmonares. No painel inferior esquerdo, imagem fluoroscópica mostrando o cateter balão insuflado no óstio da veia pulmonar superior direita do paciente do terceiro caso. A retenção de contraste no interior da veia indica oclusão do vaso. Note o cateter circular dentro da veia e o cateter decapolar (seta) colocado no átrio direito alto para estimulação frênica. No painel à direita, traçados intracavitários mostrando o isolamento dessa mesma veia. De cima para baixo, estão dispostos o eletrocardiograma de superfície (derivações I, II, III, aVF, V1 e V6); os eletrogramas registrados no interior da veia pelo cateter circular (ACH 1, ACH 2, ACH 3, ACH 4, ACH 5 e ACH 6); os eletrogramas atriais e ventriculares coletados pelo cateter posicionado no feixe de His (His D e His P); e os eletrogramas dos dois pares de eletrodos distais do cateter decapolar no átrio direito alto. Note o desaparecimento súbito dos potenciais da veia pulmonar (setas) com 40 segundos de aplicação da crioenergia, indicando o isolamento elétrico. Os asteriscos apontam as espículas da estimulação contínua do nervo frênico pelo cateter no átrio direito alto a ciclos de 60 bpm. Observe que a estimulação também comanda os átrios. Traçados a 50 mm/segundo.
Foram tratadas 12 VP (Figura 2), e o isolamento elétrico foi obtido em todas (100%), com média de 2,3 aplicações adequadas (temperatura de -40°C) de crioenergia por veia (média de três aplicações por veia no primeiro paciente e duas por veia nos restantes). Aplicações com temperatura inadequada eram interrompidas após cerca de 30 segundos, e o balão era reposicionado. O tempo médio do procedimento (de pele a pele) foi de 125 minutos (150, 150 e 75 minutos) e o de fluoroscopia, 47 minutos (63, 47 e 33 minutos). A temperatura esofágica não se alterou durante as aplicações. Ao final do procedimento, a heparinização era neutralizada com protamina, obtinha-se hemostasia e era feito curativo compressivo. Após recuperação anestésica, os pacientes foram encaminhados à enfermaria, recebendo enoxaparina (metade da dose plena - 0,5 mg/kg a cada 12 horas) nas primeiras 24 horas. Não houve complicações, e todos tiveram alta na manhã seguinte, em uso dos antiarrítmicos e anticoagulantes habituais, além de omeprazol (por 30 dias). Os exames na alta (eletrocardiograma e raio X de tórax) foram normais.
Imagens fluoroscópicas em projeção oblíqua anterior esquerda mostrando o posicionamento do cateter balão insuflado no óstio das quatro veias pulmonares do paciente do terceiro caso: (A) superior direita; (B) superior esquerda; (C) inferior direita; (D) inferior esquerda. Nos painéis B e C, note o decapolar, posicionado no seio coronariano. Esse mesmo cateter é posteriormente utilizado para estimulação frênica no átrio direito alto durante a crioablação das veias direitas (A e D). Observe também o termômetro esofágico (projetando sobre a coluna vertebral).
Após seguimento de 14 meses, todos se mantiveram assintomáticos e em ritmo sinusal sem antiarrítmicos (suspensos após 12 meses), mas em uso de anticoagulantes. Não foram detectadas recorrências da FA e os Holters de 24 horas aos 3, 6 e 12 meses não revelaram arritmias.
Discussão
Estes foram os primeiros casos no país utilizando o criobalão para tratamento da FA paroxística. Foi possível isolar as VP com segurança, obtendo-se adequado controle da arritmia no seguimento de 14 meses. Essas observações corroboram a literatura.4-6 Em ensaio multicêntrico randomizado e controlado comparando a crioablação com fármacos, 70% (114/163) do grupo crioablação não apresentou recorrências após 1 ano, contra 7,3% (6/82) do grupo fármacos. Revisão sistemática registrou 98% de sucesso imediato no isolamento das VP, com manutenção do ritmo sinusal após 1 ano de 72%.4 Diante desses resultados, a crioablação e a RF ponto a ponto foram classificadas como técnicas padrão para ablação da FA paroxística.2
Estudos comparando a ablação por RF com o criobalão indicaram sucesso e complicações semelhantes, porém a crioablação é mais rápida.4,6,7 Nesse aspecto, um de nossos procedimentos foi concluído (de pele a pele) em 75 minutos. Embora a taxa global de complicações seja similar, a RF tende a apresentar maior incidência de lesões esofágicas e estenose de VP.4 Isso porque, comparada à lesão por aquecimento da RF, as lesões por resfriamento da criotermia apresentam menor ruptura tecidual, são mais homogêneas e menos trombogênicas.4 Em contraste, a crioablação provoca mais lesões frênicas. Daí ser necessário estimular o nervo frênico durante o isolamento das veias direitas, interrompendo imediatamente a aplicação, se houver redução das contrações do diafragma (Figura 1). Com essas medidas, a incidência de lesão frênica permanente é inferior a 0,3%.4,7,9 Não tivemos complicações na nossa série. Digno de nota é o fato de que recentemente foi publicado ensaio controlado e randomizado que demonstrou a não inferioridade da crioablação em relação à RF no tocante à segurança e à eficácia.10
A crioablação apresenta curva de aprendizado mais rápida do que a RF.4,5 No entanto, atualmente é indicada apenas na FA paroxística, vez que as lesões do criobalão se restringem ao antro das VP.4,9 A criação de lesões lineares ou abordagem de outras regiões do átrio requerem a ablação por RF.1-3
Um limitação encontrada neste relato é o tamanho da casuística, que foi pequena e obtida durante a curva de aprendizado. O seguimento sem antiarrítmicos (2 meses) foi curto, porém todos os pacientes eram muito sintomáticos e com crises frequentes, apesar da medicação. A custo-efetividade da técnica não foi avaliada.
Essa experiência inicial sugere que a crioablação com balão é eficaz e segura para isolar rapidamente as VP em pacientes com FA paroxística
Fontes de financiamento
O presente estudo foi parcialmente financiado pela Medtronic do Brasil.
Vinculação acadêmica
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.