临床电生理学兴起与发展

电生理学的兴起给整个生理学乃至医学带来了辉煌发展，近代生理学绝大部分实验和大部分理论都是直接地来自电生理技术。

临床心脏电生理学的发展过程虽然只有40余年，它以有创性心脏导管技术为主要手段，迅速成为诊断和研究心律失常的一项可靠方法和有效工具，极大地提高了人们对心脏电活动和各种心律失常发生机制的认识；并在心律失常的正确诊断、治疗方法选择和预后判断等方面，为临床医生提供了重要的甚或决定性的依据。更为重要的是，今天的临床心脏电生理学不仅是心律失常的检查方法和研究工具，而且已成为有效的直接治疗手段，例如经导管消融术。

一、心脏电生理检查方法学的形成

临床心脏电生理学诞生于20世纪60年代。形成这一学科的重要标志和核心部分是经静脉导管法记录希氏束电图和心脏程序电刺激技术。为促成这两项技术成熟，使之能够在临床得以广泛应用而作出突出贡献的分别是Scherlag、Durrer和Wellens医生，他们是临床心脏电生理学的奠基者。

1960年，法国Graud和Peuch首次采用经静脉导管技术，在1例法洛四联症患者的心脏记录到希氏束电图（His bundle electrogram，HBE），并将其描述为在P波起始之后130ms的1个快速本位曲折，呈三相波，时限约20ms。1966年，Watson等采用顶端附有电极的中空心脏导管，在经历了对700多例患者的心脏进行细致探测之后，最终于1例Ebstein畸形患者的房化右心室和右心房交界处，记录到一个正负双向的希氏束电位。1969年，Scherlag等在6只犬的心脏记录到可靠的希氏束电图，所采用的是远端2cm弯曲的J型6极电极导管。Scherlag等详细报道了在病人经Seldinger法穿刺股静脉，采用多极电极导管记录希氏束电图的结果。另外20例患者都成功地记录到了希氏束电位。这一成果不仅证实了电极导管记录希氏束电图的可靠性和安全性，而且基本规范了这项技术的操作，使之更易于在临床上推广应用，为嗣后的心脏电生理学的快速发展铺设了道路。从此，记录希氏束电图的导管技术被广泛用于研究各种生理和病理状况下的房室传导，诊断不同部位的房室和室内阻滞，观察药物对房室传导的作用，同时也极大地提高了心电图对房室阻滞的诊断水平。

几乎同时，另一项具有历史意义的检查技术——心脏程序刺激，也开始从实验研究逐步被用于临床。1967年，Durrer等和Courmel等各自独立地对患者心脏进行了程序刺激，标志着临床心脏电生理学第1个10年的开始。1971年，Wellens改进和规范了心脏程序刺激方法，并将其与心内电图记录技术相结合，这样做的结果导致了临床心脏电生理学的巨大飞跃，由早期被动式记录各种自发的生理或病理状态下的心电活动，发展成为能够诱发或模拟各种心律失常的主动式研究方法，形成了心脏电生理检查（研究）的方法学。

此后不久，为了在心脏的不同部位记录电活动和发放电刺激，放置在心腔内的电极导管数目增加，形成了能够准确定位房室旁路和正确诊断室上性心动过速发生机制的心内膜导管标测技术（endocardial catherer mapping technique）。20世纪70年代中期，Josephson等对有持续性室性心动过速（室速）病史的患者，首次采用激进的程序刺激（连续2或3个期前刺激）诱发方法，在90%以上的患者诱发出室速。通过开展对室速的心内标测（mapping），Josephson等不仅证明了在左心室内放置电极导管的安全性，而且首先阐明了绝大多数冠心病患者的室性快速心律失常起源于心内膜下心肌，由此发展和形成了治疗这种心律失常的心内膜切除术。

二、研究心律失常的发生机制

临床心脏电生理学的第2个10年中，对心律失常发生机制的研究有两项较大的进展。一项是充分证实了绝大多数持续的阵发性室速是折返激动机制。另一项是发现心肌梗死区内存在具有电活动能力的岛状的存活心肌细胞，是陈旧性心肌梗死患者发生室速的电生理学基础。

为更好地了解人类心律失常的发生机制，许多学者将人体心脏对电刺激的反应，与在体或离体动物试验所发现的多种心律失常发生机制（例如异常自律性、早期和延迟后除极引发的触发活动和解剖学或功能性折返径路）进行了对比研究。为此而采用的电生理检查方法和观察的指标，包括程序刺激能否重复诱发和终止心动过速，电刺激和药物对心动过速的作用，心内膜导管标测的局部电图，尤其电刺激对心动过速的重整（reset）和拖带（entrainment），成为确定心动过速折返机制的一个重要标准。

20世纪80年代，开始采用心内膜导管标测技术，在窦性心律时对心肌梗死后室速患者的左心室内膜面进行多部位的标测。1985年，Cassidy等首次描述了一种在窦性心律时的左心室局部异常电图，即碎裂电位（fractionated potential），表现为振幅极低（＜0．5mV）、碎裂（多个高频波折）和时限长（＞133ms，超出体表心电图QRS波的终末）。

三、辅助和直接治疗心律失常

第三阶段是临床心脏电生理学的一个飞跃，标志着从单纯对心律失常的“研究”和“检查”时代，进入了对心律失常的“治疗”时期。

早在1968年，Cobb等就已经报道以外科手术方式，在右房室沟下3mm处切断首例预激综合征患者的房室旁路。随着心外膜标测技术的开展，房室旁路的定位更加准确，提高了外科手术切断房室旁路的成功率。在心外膜标测或心内电极导管标测指导下，1978年，Guiraudon等介绍了环形心内膜切除心室肌切断术和1980年，Harken等报道了心内膜切除手术治疗冠心病心肌缺血引起的严重室性心律失常。1987年，Cox根据心房颤动的“多子波折返”的机制理论，采用将患者的左、右心房切割成多个电活动不连续区域的外科迷宫手术，成功地治疗第1例心房颤动患者。

20世纪60年代后期，Mirowski医生萌发了将体外除颤器微型化后置入高危患者体内的设想。1969年研制出了最初的原型器械，并在实验犬上获得成功。1972－1979年Mirowski与Medrad／Intec公司合作，研究和生产置入型自动除颤器（automatic implantable defibrillation，AID）。在临床前期的动物试验之后，经过FDA批准，1980年2月，Mirowski将AID首次置入一位有多次心脏骤停幸存史的女性患者体内，这例患者在AID的预防性治疗下，继续存活了20多年。随后又研制出能识别和转复室速的置入型自动心律转复除颤器（automatic implantable cardioverter defibrillator，AICD）。这些无任何程控功能的第一代置入型心律转复除颤器（implantable cardioverter defibrillation，ICD），需要开胸手术将电极片放置在心外膜。1986年，经静脉除颤导线首次用于临床，避免了开胸手术置入。在以后几年当中，ICD的设计不断更新，工艺日趋精巧，功能渐臻完善。1988年，具有程控功能的第二代ICD进入临床实验。1989年，第三代ICD增加了抗心动过速起搏、低能量心律转复、高能量电击除颤3个层次的治疗功能，以及抗心动过缓的支持性VVI起搏功能。1993年，因ICD脉冲发生器的小型化，可以埋植于患者的胸壁，置入方法几乎与心脏起搏器一样简易便捷。1995年问世的双腔ICD，可提供DDD或DDDR起搏，识别持续性室性快速心律失常的特异性提高，明显减少了误识别和误放电。

一次偶然的意外，引发了经导管直流电消融技术在临床的应用。1例患者在电生理检查术中发生心房颤动，体外电复律时，除颤电极碰到已放置在希氏束部位的电极导管连线上，导致完全性房室阻滞。这一出乎预料的结果被Gonzales在动物试验中重复出来，形成了经导管直流电消融技术。1981年4月在美国旧金山医学中心，Scheinman采用此技术，首次对1例慢性心房颤动伴快速心室反应患者的房室交界区进行消融，成功阻断了希氏束，随后置入了心脏起搏器。次年，Scheinman等和Gallagher等分别报道了对5例和9例患者的消融结果，引起了广泛注意。临床应用表明，经导管直流电消融房室交界区是治疗顽固性室上性心动过速的一个可行方法，能达到有效控制心室率和改善患者症状的目的。1983年和1984年，Weber等和Hartzler分别采用这项技术成功治疗预激综合征和室速。

与直流电消融的诸多缺陷形成鲜明对照，用射频电流为能源的消融损伤是由单纯的热效应所致，损伤病灶的界面规整、范围小和程度均匀。射频消融的另一特点是能够在以1W为单位，滴定式地逐步调节消融能量。所以，经导管消融的能源很快从直流电转为射频电流，这是临床心脏电生理学领域的又一次突破。1985年，Huang等首次报道经导管射频消融犬房室交界区的试验结果，750kHz的射频电流通过常规的电极导管，消融房室交界区，造成完全性房室阻滞。1987年，Borggreffe等进行了世界上首例患者的经导管射频消融，成功消融阻断了右侧房室旁路。从此经导管射频消融术开始被广泛用于临床。自1990年，Jackman等首创选择性消融慢径路的技术之后，治疗的成功率和安全性得到显著提高，明显减少了完全性房室阻滞的发生率。随后不久，经导管射频消融术很快地被用于治疗局灶性房性心动过速、典型心房扑动、束支折返性室速和特发性室速。1993年，Cosio等以线性消融下腔静脉－三尖瓣环峡部的方法，首先报道了对9例典型心房扑动的消融结果。1995年Poty等通过Halo电极导管标测消融前后的右心房激动顺序，提出右心房峡部双向性完全阻滞作为成功消融终点，不仅显著地降低了心房扑动的术后复发率，而且也能在窦性心律下实施有效的消融治疗。

心房颤动是临床最常见的持续性心律失常，明显增加患者的致残率和病死率。作为最早接受经导管消融治疗的心律失常类疾病，一直是近十几年来研究的热点，多种经导管射频消融的治疗方法已经或正在临床使用。首先采用的是经导管射频消融和改良房室交界区，完全阻断或减少房室传导，然后置入永久性心脏起搏器。1998年，APT多中心临床试验和其他学者的报道结果显示，术后患者的运动耐量、生活质量和左心室射血分数均明显提高。1994年，Swartz等采用仿外科迷宫手术的方法，首次报道在右、左心房和房间隔进行8条线径的消融，使1例患者的慢性心房颤动转复为窦性心律。近几年来，经导管射频消融治疗阵发性心房颤动有了较大的进展。首先是1997年Haissaguerre和Jais等发现，9例阵发性心房颤动患者的肺静脉开口部存在异位兴奋灶，由其发放的单个或连续的冲动可以引起房性期前收缩、短阵房性心动过速和阵发性心房颤动；通过对异位兴奋灶的成功点状消融，9例患者的阵发性心房颤动（当时被命名为局灶性心房颤动）不再发生。这一发现和消融结果立即引起了广泛的注意。不久，法国Haissaguerre等、意大利和中国台湾学者分别对数百例阵发性房颤患者进行了消融治疗，他们的研究结果再次证明了以下事实：①阵发性心房颤动发生机制中的诱发因素主要是由异位兴奋灶发出；②70%～90%的异位兴奋灶位于肺静脉内，可能与肺静脉的心房肌肌袖有关，其他的则分布于上腔静脉、左心房后壁、界嵴、冠状静脉窦和Marshall韧带等部位；③经过一次或多次针对异位兴奋灶的点状消融手术后，最终50%～70%患者在较长时期随访中不再出现心房颤动。在此基础之上，通过不断探索和实践，形成了目前对肺静脉开口部的环状或节段消融，以电隔离肺静脉为成功终点的治疗方法。总的来讲，经导管射频消融治疗心房颤动已取得了一定的成绩，但仍处于研究阶段，除了进一步改进和完善射频消融治疗的方法学外，应当重视和加强对心房颤动发生机制进行更深入研究。

总之，临床电生理的兴起与发展，使电生理学理论和技术临床应用发生了革命性的变化，使人类体验到自己发展的科学技术又为自身的健康服务，这才是科学技术发展的真谛。

在当代，新技术的突破总是和理论融合在一起；理论向技术渗透促进新技术的诞生，技术向理论渗透，完善着理论的内容。现代医学技术不是单一的因素，它既是各种现代技术的综合，又是科学理论与技术融合的结果。现代医学技术较之经典技术更带有理论性，更需要各种理论概念的支持，更需要自觉地依靠已经被认识的科学规律进行周密的设计，更需要创造性地应用科学理论形成可行性的构想。离开了对理论的追求，技术就会失去光彩，失去了广泛的价值。正是由于这种规律，使得现代技术的创造者必然是科学家，必须有合理的知识结构与较高的科学素质。

新技术突破的可能性广泛地存在于医学发展的各个领域，问题在于是否敏感地抓住了科学提出的要求，是否掌握技术突破的规律，是否能把科学发展的需求和技术存在的潜势结合起来。在这里需要的是把理论知识与先进的技术结合起来的勇气，缜密的构想，不懈的实践。

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