FUNDAMENTO: O isolamento das veias pulmonares (IVP) tem sido usado como endpoint para a ablação da fibrilação atrial (FA) com cateter balão. OBJETIVO: Determinar a utilidade do ultrassom intracardíaco (USIC) para guiar o IVP, usando cateter balão a laser. MÉTODOS: 59 VP foram ablacionadas em 27 cães. Imagens de Doppler foram usadas para identificar os vazamentos do fluxo sanguíneo entre a VP e o balão. Após cada liberação de energia, o cateter de mapeamento circular foi reposicionado para verificar se o isolamento tinha sido obtido. A posição de vazamento foi então correlacionada com a posição do gap no estudo patológico. A análise de regressão logística multivariada foi realizada. RESULTADOS: Cinquenta e nove VP foram submetidas à ablação. O tempo médio de energia liberada foi de 279±177 seg., o diâmetro médio do balão era de 23±3 mm, e o comprimento médio do balão era 25±4 mm. O isolamento completo foi obtido em 38/59 (64%), e foi significantemente mais comum sem vazamento: [30/38 (79%) versus 8/23 (35%), p<0,001]. Isso foi independente do tempo de aplicação (302±223 seg. vs. 266±148 sec., p=ns), potência (3,5 W/cm, 4,5 W/cm, e 5,5 W/cm), diâmetro do balão (24± 3 mm vs. 22± 3 mm, p= ns) e comprimento (27±4 mm vs. 24±4 mm, p=ns). O valor preditivo positivo para previsão de isolamento completo foi de 65% e o valor preditivo negativo foi 83%. CONCLUSÃO: Um vazamento identificável entre a VP e o dispositivo de ablação por cateter-balão observado no USIC é preditor de menor taxa de isolamento de VP mais baixas. O USIC pode ser útil para detectar vazamentos a fim de evitar o uso ineficaz de aplicação energia durante a ablação circunferencial da VP. Isto também pode ser útil quando outras energias são utilizadas.
ARTIGO ORIGINAL
EXPERIMENTAL
Divisão de Doenças Cardiovasculares e Clínica Médica - Mayo Clinic, Rochester, Minnesota, USA
A Fibrilação Atrial (FA) é uma das arritmias cardíacas mais comuns na prática clínica. Recentemente, vários autores relataram que a maioria das FA paroxísticas pode ser iniciada pelo disparo de focos ectópicos das veias pulmonares (VP)1-3. Embora a FA seja resolvida com a eliminação desses focos de VP através de ablação por cateter com radiofreqüência (ACRF), as taxas de recorrência da FA são altas e algumas complicações são muito preocupantes4-6.
A fim de diminuir a recorrência da FA e evitar a estenose de VP, o isolamento da VP tem sido proposto como o
Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi determinar o papel do USIC ao guiar o isolamento da VP com ACBL e avaliar o papel do contato tecidual direto na formação de lesão e isolamento da VP.
O protocolo do estudo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Uso e Cuidados Animais da Mayo Foundation - Institutional Animal Care and Use Committee - e todos os procedimentos foram seguidos de acordo com as diretrizes internacionais. Vinte e sete cães machos sem raça definida (SRD), com peso de 30 a 40 kg, foram anestesiados com nembutal (30 mg/kg) em estudos agudos ou brevital (12.5 mg/kg) seguido de isoflurano (1-3%) em estudos crônicos. Ventilação mecânica foi fornecida durante os procedimentos com suplementação de oxigênio. Após a monitoração do ECG ter sido estabelecida, acesso venoso foi obtido percutaneamente ou através das veias jugulares externas direita e esquerda, usando bainhas 8-12 Fr. A veia femoral direita foi canulada com uma bainha 16 Fr para subsequente acesso à bainha transseptal, como descrito anteriormente12. Resumidamente, a punção transseptal foi realizada sob orientação fluoroscópica e do USIC através de uma bainha transseptal Mullins e agulha Brockenbrough. Finalmente, uma bainha 8 Fr foi utilizada para canular a artéria femoral direita para monitoração da pressão arterial. Heparina foi administrada para manter o Tempo de Coagulação Ativada (TCA) > 300 segundos.
O ultrassom intracardíaco foi realizado utilizando-se um cateter de ultrassom 10 Fr, 5,5-10 MHz, com ponta multidirecional dirigível (Acunav; Acuson, Mountain View, CA, EUA) com capacidade de Doppler. Detalhes do modelo do cateter foram relatados anteriormente11,14,15. O cateter de ultrassom foi avançado através de uma bainha 12 French na veia jugular externa e posicionada no átrio direito superior, de onde era possível visibilizar o átrio esquerdo e a VP e a posição do cateter-balão a laser. O cateter era então acoplado a uma plataforma de imagens ultrassonográficas Sequoia (Acuson, Mountain View, CA, EUA). Antes da aplicação do laser, o USIC com Doppler colorido foi usado para avaliar a presença de vazamento de fluxo sanguíneo entre a VP alvo e a ACBL para otimizar o contato balão-tecido. Além disso, o diâmetro (anterior-posterior e médio-lateral), a circunferencialidade, a área do átrio esquerdo, o diâmetro do óstio da VP e as velocidades de fluxo de Doppler foram medidos antes e depois da ablação usando o USIC.
Um cateter 7 Fr, deflectível, de mapeamento circular foi inserido via bainha transseptal e posicionado na VP-alvo para registro e estimulação. Um cateter de 7 Fr, 10-pólos também foi inserido através do acesso jugular e posicionado no seio coronário. Os eletrogramas intracavitários foram mostrados simultaneamente com o ECG de superfície e registrados em um sistema multicanal (Prucka Cardiolab System, GE Medical Systems, Waukesha, WI, EUA). O isolamento da VP foi avaliado durante o ritmo sinusal normal e estimulação do seio coronário distal usando o cateter de mapeamento circular (
A ablação por cateter-balão foi realizada próxima ao orifício da VP através de abordagem transseptal sob orientação fluoroscópica e do USIC. Devido à experiência inicial com este novo cateter-balão, para este protocolo, as VP superiores foram escolhidas para ablação. Após o posicionamento da ponta do balão a laser na VP-alvo, o balão de ablação foi inflado até uma pressão de 1 ATM com mistura de D2O/ contraste radiopaco. Dois tamanhos diferentes de anéis estavam disponíveis: 17 mm e 22 mm (CardioFocus). Ambos o comprimento e o diâmetro do balão foram medidos pelo USIC após o mesmo ter sido inflado. A energia laser foi liberada a 3,5 W/cm, 4,5 W/cm, e 5,5 W/cm por 120 a 720 seg. O sistema de ablação foi seletivamente acoplado à saída do gerador de energia a laser a uma onda contínua de 980 nm e transferido para o balão de ablação através de fibra ótica.
A potência e o tempo durante a ablação foram registrados. As veias pulmonares foram selecionadas para ablação e o cateter a laser foi avançado através de uma bainha 12 Fr posicionada no óstio da veia e a superfície de ablação foi posicionado contra o tecido na área desejada da VP. Utilizou-se fluoroscopia, reflexão luminosa e sensor de contato para determinar o contato do balão com o tecido e a posição do arranjo do cateter via ultrassom foram utilizados para ajudar a determinar a melhor posição. Um registro de ativação foi feito antes e após cada lesão ter sido criada usando um cateter de mapeamento circular. Se informação da posição fluoroscópica ou do US indicasse que o contato era grosseiramente sub-ótimo, o cateter era reposicionado. A energia a laser foi liberada de acordo com os parâmetros de liberação estabelecidos. A duração da liberação foi de 120 segundos. Após a liberação da energia, os limites dos eletrogramas e da estimulação foram repetidos. Este procedimento foi repetido por até 6 vezes ou até quando o isolamento da VP foi observado. O mapeamento longitudinal e circular da veia foi utilizado para avaliar bloqueio de entrada durante estimulação do átrio direito, seio coronário e ritmo sinusal.
Após cada sessão de ablação, os animais eram retornados ao biotério para monitoração pós-procedimento e 30 dias da fase de maturação. Após esse período, os animais foram novamente anestesiados profundamente com nembutal. A fibrilação ventricular foi induzida com estimulação de alta frequência e os animais foram exsanguinados. Uma toracotomia lateral direita foi realizada e o coração e o pulmão foram conjuntamente retirados com o pericárdio intacto. Uma avaliação macroscópica foi realizada, durante a qual as superfícies dos tecidos endocárdico e epicárdico foram revisadas para verificar a falta de continuidade das lesões de ablação (
Dados contínuos são apresentados como médias ± DP, exceto onde indicado em contrário. As diferenças entre a presença e ausência do isolamento da VP foram realizadas através do teste
A abordagem transseptal foi realizada de forma bem sucedida em todos os animais e o cateter balão e o cateter de mapeamento circular foram posicionados na VP-alvo. Cinquenta e nove VP foram submetidas à ablação em 27 cães adultos, incluindo 23 VP superiores direitas (VPSD), 27 VP superiores esquerdas (VPSE), 8 VP inferiores esquerdas (VPIE) e 1 VP inferior direita (VPID). Dezessete VP foram submetidas à ablação em 7 cães de forma aguda e 42 VP foram submetidas à ablação em 20 cães de forma crônica. Os potenciais das VP foram observados em todas as veias antes da ablação à laser durante o ritmo sinusal normal e estimulação do seio coronário distal.
O tempo médio total de ablação foi de 275 ± 88 minutos, e o tempo médio de fluoroscopia foi de 83 ± 18 minutos. De um total de 59 VP, 18, 30% (4 VPSD, 7 VPSE, 6 VPIE e 1 VPID) foram ablacionadas a 3,5 W/cm. Vinte e quatro, 40% VP (11 VPSD, 12 VPSE e 1 VPIE) foram ablacionadas a 4,5 W/cm, e 17, 30% (8 VPSD, 8 VPSE e 1 VPIE) a 5,5 W/cm. Um animal foi submetido à ablação de dois ramos separados da VPSD. A duração média da energia aplicada foi 279 ± 177 seg. O isolamento completo da VP foi obtido em 38/59 (64%) das VP submetidas à ablação. Não houve diferença na duração média da energia aplicada quando o isolamento da VP foi alcançado (266 ± 148 seg.) quando comparada com aquelas cujo isolamento não foi obtido (303 ± 223 seg.). A taxa de isolamento da VP foi significantemente mais alta (p=0,002) com uma potência de 5,5 W/cm (88,9%) e 4,5 W/cm (64,3%) quando comparadas com 3,5 W/cm (30,8%). Não houve diferença entre 4,5 and 5,5 W/cm.
Com a ponta do cateter do USIC localizado no átrio direito (AD), perto da junção da veia cava superior (VCS) e o AD, foi possível visibilizar o átrio esquerdo, determinar a localização e diâmetro do óstio de todas as VP e medir as velocidades de fluxo da VP pelo Doppler, medidas da ACBL e vazamentos entre a VP e a ACBL. A
O vazamento de fluxo sanguíneo identificado por Doppler colorido entre a ACBL e o tecido da VP foi detectado em 23 de 59 (39%) VP-alvo. A
Os 4 vazamentos visibilizados na VPSD estavam localizados na parte inferior. Da mesma forma, na análise patológica, o
Na análise por regressão logística multivariada, a ausência de vazamento foi um preditor independente de obtenção de isolamento da VP. Quando esses achados foram analisados por análise multivariada com todos os outros parâmetros testados, incluindo tempo de aplicação, potência, VP submetidas à ablação, diâmetro e comprimento do balão, a chance de obter o isolamento da VP foi significantemente maior quando o vazamento não era visível ao USIC (
Apesar da ênfase de vários estudos sobre a importância do contato cateter-tecido, quando uma corrente de radiofrequência é utilizada como fonte de energia, essa informação tem sido estudada recentemente ao utilizar-se energia a laser, especialmente para ablação circunferencial nas VP. O principal achado do presente estudo foi o estabelecimento da utilidade do USIC para guiar a ablação da VP, usando um novo tipo de ablação por cateter-balão de fibra ótica com energia a laser. Observamos que o isolamento elétrico completo da VP era significantemente mais comum quando não havia identificação de vazamento de luxo sanguíneo entre o tecido da VP e a ablação por cateter-balão, o que determina a importância do contato cateter-balão-tecido também com o uso da energia a laser. Um bom contato entre o balão e o orifício da VP é necessário para obter uma lesão circunferencial14-17. Essas necessidades estão provavelmente relacionadas à interações fotomecânicas e fototérmicas entre a energia a laser no tecido e a transferência de calor, o que pode ser influenciado pelas características da circulação sanguínea e tecido. O ultrassom intracardíaco usando um cateter de ultrassom com arranjo de fase com ponta multidirecional dirigível fornece uma excelente visão das veias pulmonares e dos cateteres colocados dentro desses vasos18-20. A posição do cateter-balão na VP-alvo foi confirmada antes de cada aplicação, e o uso de Doppler colorido mostrou a obtenção do contato entre a parede da VP e a superfície do cateter-balão. O USIC tem se mostrado muito útil na eletrofisiologia intervencionista, incluindo a cateterização transseptal, visualização de estruturas anatômicas-alvo e avaliação do contato cateter-tecido. Mangrum e cols.20 relataram a utilidade do USIC para guiar o isolamento da VP em seres humanos, mostrando a possibilidade de visualizar o posicionamento do cateter, contato com o tecido e formação de lesão, mas usando o sistema rotacional mecânico20. Como novas tecnologias para isolamento da VP usando cateter-balão circunferencial foram desenvolvidas, adicionamos a utilidade do Doppler de fluxo colorido para esse tipo de procedimento e, que seja de nosso conhecimento, este é o primeiro estudo que mostra a importância do contato com o tecido usando ablação a laser.
Desde o primeiro estudo relatado por Jais e cols.21 de uma origem focal da FA desencadeada por batimentos ectópicos originados nas VP vários investigadores demonstraram que a energia de RF dirigida a esses focos elimina os batimentos iniciantes da VP e a FA paroxística21. Entretanto, as taxas de recorrência da FA após a ablação bem sucedida ainda são altas e complicações podem se desenvolver após o procedimento22,23. A energia de RF também tem sido usada para isolar a VP ao criar uma lesão circunferencial contínua no orifício. Alternativamente, diferentes fontes de energia tem sido utilizadas para ablação circunferencial através de energia radial. Natale e cols.7 relataram o uso de cateter-balão de ultrassom para isolar a VP a partir do átrio esquerdo, o que foi obtido em 60% dos casos7. No presente estudo, o isolamento da VP foi obtida em 64% dos casos após uma duração média de liberação de energia de 280 ± 177 seg., o que é bastante similar àquela utilizada por Natale e cols.7 Entretanto, nossas taxas de isolamento de VP aumentaram para 79% quando não foram observados vazamentos de fluxo sanguíneo.
Este estudo apresenta varias limitações a serem consideradas. Embora a imagem do USIC tenha mostrado de forma clara o átrio esquerdo e a junção de todas as veias na VP, o número de veias inferiores submetidas à ablação é muito pequeno comparado ao número de veias superiores, e não fomos capazes de demonstrar a mesma utilidade para os dois tipos. Finalmente, estudos adicionais são necessários para comparar o uso do USIC com outras novas tecnologias desenvolvidas para estabelecer o contato cateter-tecido. Outra potencial limitação foi a comparação entre o tamanho da VP e o tamanho do balão, o qual não se ajustava. Entretanto, o fato de o diâmetro médio do balão depois de inflado ser significantemente maior do que o diâmetro da VP no orifício de fato melhora o contato cateter-balão-tecido.
O contato cateter-tecido mostrou ser importante também para a ablação circunferencial a laser usando o cateter balão. Para esse propósito, o ultrassom intracardíaco (USIC) poder ser útil ao mostrar o vazamento do fluxo sanguíneo durante a liberação de energia, o que aumenta a possibilidade de atingir o isolamento completo da VP. Como conseqüência, o uso do USIC poderia evitar a aplicação ineficaz de energia durante a ablação circunferencial da VP e isso diminuiria o risco de estenose da VP.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de tese de pós-doutorado de Luiz Roberto Leite da Silva pela Mayo Clinic Foundation.
Correspondência: Luiz Leite SHIS QI 15 Conjunto G Bloco 3 - Subsolo Lago Sul, Brasília, DF, Brasil E-mail:
Artigo recebido em 22/06/08; revisado recebido em 05/10/08; aceito em 22/10/08
FUNDAMENTO: Se usó el aislamiento de las venas pulmonares (AVP) como endpoint para la ablación de la fibrilación atrial (FA) con catéter-balón. OBJETIVO: Determinar la utilidad del ultrasonido intracardíaco (USIC) para guiar el AVP, usando catéter-balón láser. MÉTODOS: Se ablacionaron 59 VP en 27 perros. Se usaron imágenes de Doppler para identificar los derrames del flujo sanguíneo entre la VP y el balón. Tras cada liberación de energía, se reposicionó el catéter de mapeamiento circular para verificar si se obtuvo el aislamiento. Se correlaccionó, entonces, la posición del derrame con la posición del gap en el estudio patológico. Se realizó el análisis de regresión logística multivariada. RESULTADOS: Se sometieron 59 VP a la ablación. El tiempo promedio de energía liberada fue de 279±177 seg., el diámetro promedio del balón era de 23±3 mm, y la largura promedio del balón era 25±4 mm. Se obtuvo el aislamiento completo en 38/59 (64%), y fue significantemente más común sin derrame: [30/38 (79%) versus 8/23 (35%), p<0,001]. Eso fue independiente del tiempo de aplicación (302±223 seg. vs. 266±148 sec., p=ns), potencia (3,5 W/cm, 4,5 W/cm, y 5,5 W/cm), diámetro del balón (24± 3 mm vs. 22± 3 mm, p= ns) y largura (27±4 mm vs. 24±4 mm, p=ns). El valor predictivo positivo para la previsión del aislamiento completo fue del 65% y el valor predictivo negativo fue del 83%. CONCLUSIÓN: Un derrame identificable entre la VP y el dispositivo de ablación por catéter-balón observado en el USIC es predictor de menor tasa del aislamiento de la VP más baja. El USIC puede ser útil para detectar derrames a fin de evitar el uso ineficaz de la aplicación de la energía durante la ablación circunferencial de la VP. Ello también puede ser útil cuando se utilizan otras energías.
División de Enfermedades Cardiovasculares y Clínica Médica - Mayo Clinic, Rochester, Minnesota, USA
Correspondencia
La Fibrilación Atrial (FA) es una de las arritmias cardíacas más comunes en la práctica clínica. Recientemente, varios autores relataron que la mayoría de las FA paroxísticas puede iniciarse por el disparo de focos ectópicos de las venas pulmonares (VP)1-3. Aunque la FA se resuelve con la eliminación de esos focos de VP a través de la ablación por catéter con radiofrecuencia (ACRF), las tasas de recurrencia de la FA son altas y algunas complicaciones son muy preocupantes4-6.
A fin de disminuir la recurrencia de la FA y evitar la estenosis de la VP, se viene proponoiendo el aislamiento de la VP como el
Así, el objetivo del presente estudio fue determinar el rol del USIC al guiar el aislamiento de la VP con ACBL y evaluar el rol del contacto tisular directo en la formación de lesión y aislamiento de la VP.
El Comité Institucional de Uso y Cuidados Animales de la Mayo Foundation - Institutional Animal Care and Use Committee aprobó el protocolo del estudio y se siguieron todos los procedimientos de acuerdo con las directrices internacionales. Se anestesiaron 27 perros machos sin raza definida (SRD), con peso de 30 a 40 kg, con nembutal (30 mg/kg) en estudios agudos o brevital (12.5 mg/kg) seguido de isoflurano (1-3%) en estudios crónicos. Se suministró ventilación mecánica durante los procedimientos con suplementación de oxígeno. Tras establecerse la monitorización del ECG, se obtuvo acceso venoso percutáneo o a través de las venas yugulares externas derecha e izquierda, usando vainas 8-12 Fr. Se canuló la vena femoral derecha con una vaina 16 Fr para subsecuente acceso a la vaina transeptal, como descripto anteriormente12. En resumen, se realizó la punción transeptal bajo la orientación fluoroscópica y del USIC a través de una vaina transeptal Mullins y una aguja Brockenbrough. Por fin, se utilizó una vaina 8 para canular la arteria femoral derecha para monitorización de la presión arterial. Se suministró Heparina para mantener el Tiempo de Coagulación Activada (TCA) > 300 segundos.
Se realizó el ultrasonido intracardíaco utilizándose un catéter de ultrasonido 10 Fr, 5,5-10 MHz, con punta multidireccional dirigible (Acunav; Acuson, Mountain View, CA, EUA) con capacidad de Doppler. Se relataron anteriormente los detalles del modelo del catéter11,14,15. Se avanzó el catéter de ultrasonido a través de una vaina 12 French en la vena yugular externa, posicionada en el atrio derecho superior, donde se podía visualizar el atrio izquierdo y la VP y la posición del catéter-balón láser. Así que se acoplaba el catéter a una plataforma de imágenes ultrasonográficas Sequoia (Acuson, Mountain View, CA, EUA). Antes de la aplicación del láser, se usó el USIC con Doppler color para evaluar la presencia de derrame de flujo sanguíneo entre la VP objetivo y la ACBL para optimizar el contacto balón-tejido. Además, se midieron el diámetro (anterior-posterior y mediano-lateral), la circunferencialidad y el área del atrio izquierdo y el diámetro del ostio de la VP y las velocidades de flujo de Doppler antes y después de la ablación usando el USIC.
Se insertó un catéter 7 Fr, deflectable, de mapeamiento circular, vía la vaina transeptal, posicionada en la VP-objetivo para registro y estimulación. También se insertó un catéter de 7 Fr, 10-polos a través del acceso yugular, posicionado en el seno coronario. Se mostraron los electrogramas intracavitarios simultáneamente con el ECG de superficie y registrados en un sistema multicanal (Prucka Cardiolab System, GE Medical Systems, Waukesha, WI, EUA). Se evaluó el aislamiento de la VP durante el ritmo sinusal normal y estimulación del seno coronario distal usando el catéter de mapeamiento circular (
Se realizó la ablación por catéter-balón próxima al orificio de la VP a través del abordaje transeptal bajo la orientación fluoroscópica y del USIC. Debido a la experiencia inicial con este nuevo catéter-balón, para este protocolo, se eligieron las VP superiores para ablación. Tras el posicionamiento de la punta del balón láser en la VP-objetivo, se infló el balón de ablación hasta una presión de 1 ATM con mezcla de D2O/ contraste radiopaco. Dos tamaños distintos de anillos estaban disponibles: 17 mm y 22 mm (CardioFocus). Se midieron la largura y el diámetro del balón por el USIC tras inflarse el mismo. Se liberó la energía láser a 3,5 W/cm, 4,5 W/cm, y 5,5 W/cm por 120 a 720 seg. Se acopló selectivamente el sistema de ablación a la salida del generador de energía láser a una onda continua de 980 nm y se transfirió al balón de ablación a través de fibra óptica.
Se registraron la potencia y el tiempo durante la ablación. Se seleccionaron las venas pulmonares para ablación y se avanzó el catéter láser a través de una vaina 12 Fr posicionada en el ostio de la vena y se posicionó la superficie de ablación contra el tejido en el área deseada de la VP. Se utilizaron la fluoroscopia, la reflexión luminosa y el sensor de contacto para determinar el contacto del balón con el tejido y la posición de la preparación del catéter vía ultrasonido para ayudar a determinar la mejor posición. Se hizo antes un registro de activación, tras la creación de cada lesión, usando un catéter circular de mapeo. Si la información de la posición fluoroscópica o del US indicara que el contacto era groseramente sub-óptimo, el catéter sería reposicionado. Se liberó la energía láser de acuerdo con los parámetros de liberación establecidos. La duración de la liberación fue de 120 segundos. Tras la liberación de la energía, se repitieron los límites de los electrogramas y de la estimulación. Se repitió este procedimiento por hasta 6 veces o hasta cuando se observó el aislamiento de la VP. Se utilizó el mapeo longitudinal y circular de la vena para evaluar el bloqueo de entrada durante la estimulación del atrio derecho, seno coronario y ritmo sinusal.
Tras cada sesión de ablación, regresaron los animales al bioterio para monitorización postprocedimiento 30 días de la fase de maduración. Tras ese periodo, nuevamente anestesiaron profundamente los animales con nembutal. Se indujo la fibrilación ventricular con estimulación de alta frecuencia y se exanguinaron los animales. Se realizó una toracotomía lateral derecha y se retiraron conjuntamente el corazón y el pulmón con el pericardio intacto. Se realizó una evaluación macroscópica, durante la que se revisaron las superficies de los tejidos endocárdico y epicárdico para verificar la falta de continuidad de las lesiones de ablación (
Se presentan datos continuos como promedios ± DE, excepto donde se indica en contrario. Se realizaron las diferencias entre la presencia y la ausencia del aislamiento de la VP a través del test
Se realizó un abordaje transeptal de manera existosa en todos los animales y posicionaron el catéter balón y el catéter de mapeo circular en la VP-objetivo. Se sometieron 59 VP a la ablación en 27 perros adultos, incluyendo 23 VP superiores derechas (VPSD), 27 VP superiores izquierdas (VPSE), 8 VP inferiores izquierdas (VPIE) y 1 VP inferior derecha (VPID). Se sometieron 17 VP a la ablación en 7 perros de forma aguda y sometieron 42 VP a la ablación en 20 perros de forma crónica. Se observaron los potenciales de las VP en todas las venas antes de la ablación con láser durante el ritmo sinusal normal y estimulación del seno coronario distal.
El tiempo promedio total de ablación fue de 275 ± 88 minutos, y el tiempo promedio de fluoroscopia fue de 83 ± 18 minutos. De un total de 59 VP, 18, se ablacionaron el 30% (4 VPSD, 7 VPSE, 6 VPIE y 1 VPID) a 3,5 W/cm. Se ablacionaron 24, el 40% VP (11 VPSD, 12 VPSE y 1 VPIE) a 4,5 W/cm, y 17, el 30% (8 VPSD, 8 VPSE y 1 VPIE) a 5,5 W/cm. Se sometieron a un animal a la ablación de dos ramas separadas de la VPSD. La duración promedio de la energía aplicada fue de 279 ± 177 seg. Se obtuvo el aislamiento completo de la VP en 38/59 (64%) de las VP sometidas a la ablación. No hubo diferencia en la duración promedio de la energía aplicada cuando se alcanzó el aislamiento de la VP (266 ± 148 seg.) cuando comparada con aquéllas cuyo aislamiento no se obtuvo (303 ± 223 seg.). La tasa de aislamiento de la VP fue significantemente más alta (p=0,002) con una potencia de 5,5 W/cm (88,9%) y 4,5 W/cm (64,3%) cuando comparadas con 3,5 W/cm (30,8%). No hubo diferencia entre 4,5 y 5,5 W/cm.
Con la punta del catéter del USIC localizado en el atrio derecho (AD), cerca de la unión de la vena cava superior (VCS) y el AD, fue posible visualizar el atrio izquierdo, determinar la localización y el diámetro del ostio de todas las VP y medir las velocidades del flujo de la VP por el Doppler, medidas de la ACBL y derrames entre la VP y la ACBL (Tabla 1). La
Se detectó el derrame de flujo sanguíneo identificado por Doppler color entre la ACBL y el tejido de la VP en 23 de 59 (39%) VP-objetivo. La
Los 4 derrames visualizados en la VPSD estaban localizados en la parte inferior. De la misma forma, en el análisis patológico, el
En el análisis por regresión logística multivariada, la ausencia de derrame fue un predictor independiente de obtención de aislamiento de la VP. Cuando se analizaron esos hallazgos por análisis multivariado con todos los otros parámetros testados, incluyendo tiempo de aplicación, potencia, VP sometidos a la ablación, diámetro y largura del balón, la oportunidad de obtener el aislamiento de la VP fue significantemente mayor cuando el derrame no era visible al USIC (OR: 6.5, IC 95%: 1,4- 29,1). El aislamiento completo de la VP mostró una tendencia a ser independientemente más común con el uso de la potencia de 4,5 y 5,5 W/cm que con 3,5 W/cm (p = 0,076, OR: 5,3; IC 95%: 0,84- 33,0). Los vasos superiores, que fueron predictores del aislamiento eléctrico en el análisis univariado, no alcanzaron significancia estadística al nivel de 0,05 en el análisis multivariado.
Pese a la énfasis de varios estudios sobre la importancia del contacto catéter-tejido, cuando una corriente de radiofrecuencia se utiliza como fuente de energía, esa información se viene estudiando recientemente al utilizarse la energía láser, especialmente para la ablación circunferencial en las VP. El principal hallazgo del presente estudio fue el establecimiento de la utilidad del USIC para guiar la ablación de la VP, usando un nuevo tipo de ablación por catéter-balón de fibra óptica con energía láser. Observamos que el aislamiento eléctrico completo de la VP era significantemente más común cuando no había identificación de derrame del flujo sanguíneo entre el tejido de la VP y la ablación por catéter-balón, lo que determina la importancia del contacto catéter-balón-tejido también con el uso de la energía láser. Un buen contacto entre el balón y el orificio de la VP es necesario para obtener una lesión circunferencial14-17. Esas necesidades están probablemente relacionadas a interacciones fotomecánicas y fototérmicas entre la energía láser en el tejido y la transferencia de calor, lo que puede influenciarse por las características de la circulación sanguínea y del tejido. El ultrasonido intracardíaco usando un catéter de ultrasonido con preparación de fase con punta multidireccional dirigible brinda una excelente visión de las venas pulmonares y de los catéteres colocados dentro de esos vasos18-20. Se confirmó la posición del catéter-balón en la VP-objetivo antes de cada aplicación, y el uso del Doppler color mostró la obtención del contacto entre la pared de la VP y la superficie del catéter-balón. El USIC se ha mostrado muy útil en la eletrofisiología intervencionista, incluyendo la cateterización transeptal, visualización de estructuras anatómicas-objetivo y evaluación del contacto catéter-tejido. Mangrum et al.20 relataron la utilidad del USIC para guiar el aislamiento de la VP en seres humanos, mostrando la posibilidad de visualizar el posicionamiento del catéter, el contacto con el tejido y la formación de la lesión, pero usando el sistema rotacional mecánico20. Como se desarrollaron nuevas tecnologías para aislamiento de la VP usando catéter-balón circunferencial, adicionamos la utilidad del Doppler de flujo colorido para ese tipo de procedimiento y, de acuerdo con nuestro conocimiento, este es el primer estudio que muestra la importancia del contacto con el tejido usando ablación con láser.
Desde el primer estudio relatado por Jais et al.21 de un origen focal de la FA desencadeada por latidos ectópicos originados en las VP, varios investigadores demostraron que la energía de RF dirigida a esos focos elimina los latidos iniciantes de la VP y la FA paroxística21. Sin embargo, las tasas de recurrencia de la FA tras la ablación exitosa todavía son altas y complicaciones pueden desarrollarse después del procedimiento22,23. También se usó la energía de RF para aislar la VP al crear una lesión circunferencial continua en el orificio. Alternativamente, se utilizaron diferentes fuentes de energía para la ablación circunferencial a través de la energía radial. Natale et al.7 relataron el uso de catéter-balón de ultrasonido para aislar la VP a partir del atrio izquierdo, teniendo éxito en el 60% de los casos7. En el presente estudio, se logró el aislamiento de la VP en el 64% de los casos tras una duración promedio de liberación de energia de 280 ± 177 seg., lo que es bastante similar a aquélla utilizada por Natale et al.7 Sin embargo, nuestras tasas de aislamiento de VP aumentaron en un 79% cuando no se observaron derrames del flujo sanguíneo.
Este estudio presenta varias limitaciones que se tendrán en cuenta. Aunque la imagen del USIC reveló de forma clara el atrio izquierdo y la junción de todas las venas en la VP, el número de venas inferiores sometidas a la ablación es muy pequeño comparado al número de venas superiores, y no fuimos capaces de demostrar la misma utilidad para los dos tipos. Finalmente, estudios adicionales son necesarios para comparar el uso del USIC con otras nuevas tecnologías desarrolladas para establecer el contacto catéter-tejido. Otra potencial limitación fue la comparación entre el tamaño de la VP y el tamaño del balón, que no se ajustaba. No obstante, el hecho del diámetro promedio del balón ser significantemente mayor después de inflado que el diámetro de la VP en el orificio, mejora efectivamente el contacto catéter-balón-tejido.
El contacto catéter-tejido reveló ser importante también para la ablación circunferencial con láser usando el catéter-balón. Para ese propósito, el ultrasonido intracardíaco (USIC) puede ser útil al mostrar el derrame del flujo sanguíneo durante la liberación de energía, lo que aumenta la posibilidad de alcanzar el aislamiento completo de la VP. En consecuencia, el uso del USIC podría evitar la aplicación ineficaz de energía durante la ablación circunferencial de la VP y eso disminuiría el riesgo de estenosis de la VP.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.
Este artículo forma parte de la tesis de postdoctorado de Luiz Roberto Leite de la Silva, por la Mayo Clinic Foundation.
BACKGROUND: Pulmonary vein isolation (PVI) with balloon catheter has been used as the endpoint for AF ablation. OBJECTIVE: To determine the usefulness of intracardiac ultrasound (ICUS) to guide PVI using laser balloon catheter. METHODS: 59 PVs were ablated in 27 dogs. Doppler imaging was used to identify blood flow leaks between PV and balloon. After each energy delivery, the circular mapping catheter was repositioned to check if isolation had been achieved. The leak position was then correlated with the gap position at the pathological study. Multivariate logistic regression analysis was undertaken. RESULTS: 59 PV were ablated. Mean burn time was 279±177 sec, mean balloon diameter was 23±3 mm, and mean balloon length was 25±4 mm. Complete isolation was achieved in 38/59 (64%) cases, and it was significantly more common when there was no leak: [30/38 (79%) versus 8/23 (35%), p<0.001]. This occurred regardless of time of laser application (302±223 sec. vs. 266±148 sec., p=ns), laser power (3.5 W/cm, 4.5 W/cm, and 5.5 W/cm), balloon diameter (24± 3 mm vs. 22± 3 mm, p=ns) and length (27±4 mm vs. 24±4mm, p=ns). The positive predictive value for predicting incomplete isolation was 65% and the negative predictive value was 83%. CONCLUSION: An identifiable leak between PV and the LBA device seen at the ICUS is predictive of lower PV isolation rates. ICUS may be useful for leak detection to avoid ineffective energy application during circumferential PV ablation. This could also be helpful when other types of energy are used.
Divisão de Doenças Cardiovasculares e Clínica Médica - Mayo Clinic, Rochester, Minnesota, USA
Mailing address
Atrial Fibrillation (AF) is one of the most common cardiac arrhythmias in clinical practice. Recently, several authors have reported that most paroxysmal AF can be initiated by firing ectopic foci from the pulmonary veins (PV)1-3. Despite termination of AF by eliminating these PV foci with radiofrequency catheter ablation (RFCA), recurrence rates of AF are high and some complications are a cause of concern4-6.
In order to decrease recurrence of AF and avoid PV stenosis, PV isolation has been proposed as the endpoint for ablation, either with RF or alternative energy such as ultrasound and laser7-9. A novel laser balloon catheter ablation (LBCA) strategy was recently developed to electrically isolate the PV from the left atrium by creating circumferential lesions at the PV ostium10. Intracardiac ultrasound (ICUS) has been applied in the electrophysiology laboratory to guide RF ablation lesions, to perform transseptal puncture, and to guide catheter placement during AF ablation11-13. Although the usefulness of ICUS is still unclear in LBCA, it may help to determine catheter position and adequate tissue contact. Therefore, the purpose of the present study was to determine the role of ICUS in guiding PV isolation with LBAC and to assess the role of direct tissue contact in lesion formation and PV isolation.
The study protocol was approved by the Mayo Foundation - Institutional Animal Care and Use Committee, and all procedures were followed in accordance with institutional guidelines. Twenty-seven male mongrel dogs (weight, 30 to 40 kg) were anesthetized with nembutal (30 mg/kg) in acute studies or brevital (12.5 mg/kg) followed by isoflurane (1-3%) in chronic studies. Mechanical ventilation was provided during the procedures with to supplement oxygen. After ECG monitoring was established, venous access was obtained percutaneously or by accessing the right and left external jugular veins using 8-12 Fr sheaths. The right femoral vein was cannulated with a 16 Fr sheath for subsequent transseptal sheath access, as previously described12. Briefly, left atrial transseptal puncture was performed under intracardiac ultrasound and fluoroscopic guidance using a standard Mullins transseptal sheath and a Brockenbrough needle. Finally, an 8 Fr sheath was used to cannulate the right femoral artery for arterial pressure monitoring. Heparin was given to keep ACT > 300 seconds.
Intracardiac ultrasound was performed using a 10-Fr 5.5-10 MHz, phased-array ultrasound catheter with a multi-directional steerable tip (Acunav; Acuson, Mountain View, CA, USA) with Doppler capabilities. Details of catheter design have been previously reported11,14,15. The ultrasound catheter was advanced via a 12-French sheath in the external jugular vein and positioned in the high right atrium, from where it was possible to visualize the left atrium and the PV, and the LBC position. The catheter was then coupled to a Sequoia ultrasound imaging platform (Acuson, Mountain View, CA, USA). Before laser energy application, ICUS with color Doppler was used to assess the presence of a blood flow leak between the targeted PV and the LBCA to optimize the balloon-tissue contact. Furthermore, diameter (anterior-posterior and medium-lateral), circumferentiality, and area of the left atrium and PV ostium diameter and Doppler flow velocities were measured before and after ablation using ICUS.
A 7 Fr, deflectable, circular mapping catheter was inserted via a transseptal sheath and positioned into the PV targeted for recording and pacing. A 7 Fr, 10-pole catheter was also inserted via the jugular access and positioned into the coronary sinus. Electrograms were displayed simultaneously with surface ECG and recorded on a multichannel system (Prucka Cardiolab System, GE Medical Systems, Waukesha, WI, USA). PV isolation was evaluated during normal sinus rhythm and distal coronary sinus pacing at twice the diastolic threshold using a circular mapping catheter (
Laser balloon catheter ablation was performed next to the PV orifice via a transseptal approach under fluoroscopic and ICUS guidance. Because of the initial experience with this new balloon catheter, superior PVs were preferably selected for ablation with this protocol. After positioning the laser balloon tip in the target PV, the ablation balloon was inflated to a pressure of 1 ATM with D2O/radiopaque contrast mix. Two different balloon ring sizes were available: 17 mm and 22 mm (CardioFocus). Both the balloon length and diameter were measured by ICUS after inflated. Laser energy was delivered at 3.5 W/cm, 4.5 W/cm, and at 5.5 W/cm for 120 to 720 sec. The ablation system was selectively coupled to the output of the laser generator at 980nm continuous wave and transferred to the ablation balloon via fiber optics. Power and time during ablation was recorded. The pulmonary veins were selected for ablation and the laser catheter was advanced through a 12 Fr sheath positioned at the ostium of the vein and the ablation surface was positioned against the tissue in the desired area of the pulmonary vein. The fluoroscopic view, light reflectance, contact sensed and ultrasound position of the catheter array was used to achieve the best position. An activation recording was made before and after each lesion was created using a circumferential mapping catheter. If the fluoroscopic or ultrasound position information indicated that the contact was grossly sub-optimal, the catheter was repositioned. Laser energy was delivered according to established delivery paradigms. The delivery duration was 120 seconds. Following energy delivery, electrograms and pacing thresholds were repeated. This procedure was repeated up to 6 times or when PV isolation was observed. Longitudinal and circular mapping of the vein was used to assess entrance block during NSR, RA and DCS pacing.
After each ablation session, animals were returned to the
Continuous data are presented as mean ± SD, unless otherwise stated. Differences between the presence and absence of PV isolation were performed with Student's
The transseptal approach was successfully accomplished in all dogs, and the balloon catheter and the circular mapping catheter were positioned in the targeted PV. Fifty-nine PV were ablated in 27 adults mongrel dogs, including 23 right superior PV (RSPV), 27 left superior PV (LSPV), 8 left inferior PV (LIPV), and 1 right inferior PV (RIPV). Seventeen PV were acutely ablated in 7 dogs and 42 PV were chronically ablated in 20 dogs. PV potentials were observed in all veins before laser ablation, during both normal sinus rhythm and distal coronary sinus pacing.
The mean total ablation time was 275 ± 88 minutes, and the mean fluoroscopy time was 83 ± 18 minutes. Of a total of 59 ablated PV, 18, 30% (4 RSPV, 7 LSPV, 6 LIPV, and 1 RIPV) were ablated at 3.5 W/cm. Twenty-four, 40% PV (11 RSPV, 12 LSPV, 1 and LIPV) were ablated at 4.5 W/cm, and 17, 30% (8 RSPV, 8 LSPV, and 1 LIPV) were ablated at 5.5 W/cm. In one dog 2 separate RSPV branches were ablated. The mean duration of energy applied was 279 ± 177 sec. Complete PV isolation was achieved in 38/59 (64%) of the ablated PV. There was no difference in mean duration of energy applied when PV isolation was achieved (266 ± 148 sec) compared to those in which isolation was not achieved (303 ± 223 sec). The rate of PV isolation was significantly higher (p=0.002) using a power of 5.5 W/cm (88.9%) and 4.5 W/cm (64.3%) than with 3.5 W/cm (30.8%). There was no difference between 4.5 and 5.5 W/cm.
With the ICUS catheter tip located at the right atrium (RA), near the junction of the superior vena cava (SVC) and the RA, it was possible to visualize the left atrium, determine location and diameter of all PV ostia, and measure PV Doppler flow velocities, LBCA measurements and leaks between PV and LBCA.
Color Doppler blood flow leak between the LBCA and the PV tissue was detected in 23 out of 59 (39%) targeted PV.
All 4 leaks visualized in the RSPV were located inferiorly. Additionally, at the pathological analysis, a gap was present inferiorly in 3 RSPVs. Similarly, 11 leaks were visualized in the LSPV: 10 inferiorly and 1 laterally. The gross pathology assessment showed 9 gaps located inferiorly and no lateral gaps.
At the multivariate logistic regression analysis, the absence of blood flow leak was an independent predictor of achieving PV isolation. When these findings were run in multivariate analysis with all other tested parameters, including: time of application, laser power, ablated PV, balloon diameter and length, the chance of achieving PV isolation was significantly greater when a leak was not visible at the ICUS (OR: 6.5, 95% CI: 1.4; 29.1). Complete PV isolation tended to be independently more common when the laser power used was 4.5 and 5.5 W/cm than with 3.5 W/cm (p = 0.076, OR: 5.3, 95% CI: 0.84; 33.0). Superior vessels, which were a predictor of electrical isolation at the univariate analysis, did not reach significance at the level of 0.05 at the multivariate analysis.
Despite the emphasis given by several studies on the importance of catheter-tissue contact when radiofrequency current is used as energy source, this information has been recently studied when using laser energy, especially for circumferential ablation in the pulmonary veins. The main finding provided by the present study was to establish the usefulness of ICUS to guide PV ablation using a new fiber-optic balloon-catheter ablation with laser energy. We observed that complete electrical PV isolation was significantly more common when no blood flow leaks were identified between PV tissue and balloon catheter ablation, which determines the importance of catheter-balloon tissue contact also with laser energy. Good contact between the balloon and the PV orifice is necessary to obtain a circumferential lesion14-17. These requirements are probably related to photothermal and photomechanical interactions between laser energy on the tissue and heat transfer, which can be influenced by blood stream and tissue characteristics. Intracardiac ultrasound using phased-array ultrasound catheter with a multi-directional steerable tip provides an excellent view of the pulmonary veins and of the catheters placed within these vessels18-20. The balloon catheter position in the targeted PV was confirmed before each single application, and the use of the color flow Doppler yielded the determination of the contact between the PV wall and the catheter balloon surface. The intracardiac ultrasound has shown to be very useful in interventional electrophysiology, including transseptal catheterization, visualization of targeted anatomical structures and evaluation of catheter-tissue contact. Mangrum et al20 reported the usefulness of ICUS for guiding PV isolation in humans, showing the possibility of visualizing the catheter positioning, tissue contact and lesion formation, but using the mechanical rotational system20. As new technologies for PV isolation using circumferential balloon catheter have been developed, we added the usefulness of color Doppler flow to this kind of procedure, and to the best of our knowledge, this is the first report showing the importance of tissue contact using laser ablation.
Since the first report by Jais et al.21, of a focal origin of AF triggering by ectopic beats from the PV, several investigators have demonstrated that radiofrequency energy delivered at these foci eliminates the PV-initiated beats and paroxysmal AF21. However, recurrence rates of AF after successful ablation is still high and complications may ensue after this procedure22,23. Radiofrequency energy has also been used to isolate PV by creating a continuous circumferential lesion at the orifice. Alternatively, different energy sources have been used for circumferential ablation through radial energy delivery. Natale et al7 reported the use of ultrasound balloon catheter to isolate PV from the left atrium, which was accomplished in 60%7. In the present study, PV isolation was achieved in 64% after mean energy delivery duration of 280 ± 177 sec, which is very similar to that reported by Natale et al.7 However, our rates of PV isolation increased to 79% when no blood flow leaks were observed.
This study has several limitations to be considered. Although the ICUS imaging showed very well the left atrium and PV junction of all veins, the number of inferior veins ablated is very small when compared to the superior veins, and we were not able to prove the same usefulness for both. Finally, further studies are necessary to compare the use of the ICUS with other new technologies developed to establish catheter-tissue contact. Another potential limitation was the comparison between PV size and the balloon size, which did not fit. However, as the mean balloon size diameter, after inflated, was significantly greater than the PV diameter at the orifice, this would actually improve the balloon catheter-tissue contact.
The catheter-tissue contact showed to be important also for circumferential laser ablation using balloon catheter. For this purpose, intracardiac ultrasound may be useful in showing blood flow leaks during energy delivery, which decreases the possibility of achieving complete PV isolation. As a consequence, the use of ICUS would avoid ineffective energy application during circumferential PV ablation and would decrease the risk of PV stenosis.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of post doctoral submitted by Luiz Roberto Leite da Silva, from Mayo Clinic Foundation.