引用本文： 鄭帥, 張海波, 李巖, 韓杰, 賈一新, 孟旭. 一種新型左心耳閉合裝置的初步實驗研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(6): 572-577. doi: 10.7507/1007-4848.20150146 復制
心房顫動（atrial fibrillation，AF）患者中風風險明顯增加。Framingham研究提示非瓣膜性AF中風風險是無AF患者的5.6倍，而瓣膜病合并AF患者中風風險是對照組的17.6倍[1]。非瓣膜性AF每年的中風發生率約為5%[1]，因此預防中風是AF治療的一個重要組成部分。華法林能夠有效降低中風風險，但仍存在療效不確定、需定期監測、易受食物藥物影響、達標率低等缺點[2]。新型口服抗凝藥如達比加群、利伐沙班等雖然能彌補華法林的不足，但其證據來源于非瓣膜性AF，其價格昂貴且缺乏有效的拮抗劑。
左心耳（left atrial appengdage，LAA）是AF左心房血栓的主要來源。對于非瓣膜性AF，91%的左心房血栓來源于LAA；對于瓣膜性AF，57%的左心房血栓來源于LAA[3]。因此去除LAA將有助于減少左心房血栓和中風事件。經心外膜切除縫合、結扎、經心內膜縫合以及Stapler技術等是外科去除LAA的經典方法，但這些方法去除LAA成功率較低，一般不超過80%[4-5]，而去除不徹底的LAA血栓風險會進一步增加[4]。近年來，內外科涌現出多種LAA閉合裝置，內科經導管LAA封堵裝置雖然成功率可達90%以上[6]，但仍然存在閉合不完全、出血、血栓、空氣栓塞、心臟壓塞等風險[7]，而且價格不菲。既往文獻曾報道了數個外科經心外膜LAA閉合裝置[8-11]，取得了良好療效，但目前國內尚沒有類似的器械被研發。北京邁迪頂峰醫療科技有限公司自主研制了一種新型經心外膜LAA閉合裝置，本研究旨在評價該裝置的有效性和安全性。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 心耳夾的構造
根據U形彈簧可以給兩個平行桿桿間施加一定閉合力的機械原理，北京邁迪頂峰醫療科技有限公司研發了一款經心外膜夾閉LAA的裝置（心耳夾）。該裝置最內層為U形鎳鈦彈簧，鎳鈦彈簧由不銹鋼管連接，外面依次包被聚氨酯套管和滌綸外套管（圖 1）。用特制的輸送系統將心耳夾放置于LAA根部，釋放后夾閉LAA。心耳夾開口約15 mm，張開3 mm時其閉合力大于5.6 N，心耳夾有35 mm、40 mm、45 mm、50 mm等規格，適用于根部長度29～50 mm的LAA，該產品已通過國家食品藥品監督管理局北京醫療器械質量監督檢驗中心審批：報告編號W(X)-0325-2013。
圖1
心耳夾結構圖
注：A為心耳夾及輸送系統大體外觀；B為心耳夾構造
1.2 方法
1.2.1 動物模型
動物實驗得到北京安貞醫院動物倫理委員會批準，并嚴格按照《北京市實驗動物管理條例》進行。健康雜種犬6只，體重27～37 kg。戊巴比妥50 mg/kg靜脈麻醉，維持量50～100 mg/h，術中給予芬太尼和維庫溴銨。全身麻醉后氣管內插管，呼吸機輔助呼吸，持續心電監測。股動脈插管監測動脈血壓；經股靜脈插管持續輸液。動物右側臥位，經左側第4肋間進胸，沿膈神經前方切開并懸吊心包，暴露LAA。選擇合適大小的心耳夾放置在LAA根部，釋放心耳夾閉合LAA（圖 2）。隨后在LAA頂端剪一約5 mm小口，觀察即刻夾閉效果。逐層關胸，術后常規給予抗生素7 d。
圖2
心耳夾安全植入左心耳根部
注：A為正常左心耳；B為標尺測量左心耳；C為心耳夾釋放前；D為心耳夾釋放后；E為心耳夾釋放后心耳頂端剪開小口（*所示）未有血液流出；F為縫合心包后
1.2.2 大體觀察與組織學觀察
分別在術后7 d（n=2）、60 d（n=1）、90 d（n=2）、180 d（n=1）經胸骨正中開胸，自心外膜面進行大體組織學觀察。隨后相繼經靜脈注射肝素鈉（1.5 mg/kg）和15%氯化鉀20 ml處死動物，整體取下心臟。游離左心房和LAA，自心內膜面觀察LAA閉合情況及血栓形成情況。
隨后將心耳夾的兩端剪斷并拔除鎳鈦彈簧、不銹鋼管和聚氨酯套管。取橫斷面組織10%中性福爾馬林固定48 h，石蠟包埋、固定，切片（4 μm），HE染色。
1.2.3 心房利尿鈉多肽檢測
兩次手術前分別取4 ml靜脈血樣，3 000 r/min離心10 min，取上清，-80℃冰箱保存。Elisa檢測血清心房利尿鈉多肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量。
1.3 統計學分析
統計分析采用SPSS 15.0軟件，術前術后ANP的比較采用配對t檢驗，結果以均數±標準差（
2 結果
2.1 圍術期結果
心耳夾均準確放置動物LAA根部（圖 2）。植入的心耳夾的大小分別為30 mm（n=2）、40 mm（n=2），45 mm（n=2），心耳夾閉合良好，未發生移位，未對周圍組織產生明顯擠壓和摩擦。LAA頂端剪開小口，未發現有血液流出，說明LAA即刻夾閉效果好。2只動物術中出現短暫心率減慢和早搏，給予阿托品和利多卡因后緩解，術后7 d再次開胸時心律已恢復正常。
2.2 大體觀察
術后7 d，心耳夾與周圍組織粘連輕，LAA存在（圖 3A）。術后60 d（圖 3B）、90 d（圖 3C）、180 d（圖 3D）LAA完全萎縮纖維化、消失，心耳夾被纖維組織包裹，與左心房連成一體。術后各時間點自心內膜面觀察，LAA開口完全閉合，觀察不到梳狀肌，且無血栓形成（圖 3E～H）。術后7 d，自心耳夾橫斷面觀察，回旋支通暢，無壓迫跡象（圖 4）。
圖3
術后自心外膜和心內膜大體觀察
注：A、E為術后7 d；B、F為術后60 d；C、G為術后90 d；D、H為術后180 d；A、B、C、D心外膜觀；E、F、G、H心內膜觀；A圖*為左心耳頂端的切口；B、D*為心耳夾兩端
圖4
心耳夾對冠狀動脈回旋支的影響
注：*為回旋支；#為心耳夾位置
2.3 組織學觀察
HE染色提示術后7 d心耳組織及心耳夾下心房組織有大量炎癥細胞浸潤（圖 5）。術后60 d，炎癥反應減輕，炎癥細胞減少，LAA完全萎縮纖維化，LAA心房開口完全內皮化（圖 6A～C）。術后90 d（圖6 D～F）和術后180 d（圖 6G～I）的組織學結果與60 d相似。
圖5
術后7 d心耳夾周邊組織炎癥反應情況
注：A、C×40 HE；B、D×100 HE；A、B為左心耳；C、D為左心房；*為梳狀肌，#為心外膜；△為左心耳大量炎癥細胞浸潤；▲為心房心外膜炎癥細胞浸潤
圖6
組織學評價 HE染色
注：A～C為術后60 d；D～F為術后90 d；G～I為術后180 d；B、E、H ×40；C、F、I×100；*為心耳夾所在位置；#為心耳夾外層滌綸布殘留的顆粒狀物質；△為心房肌；▲為心耳夾下形成的纖維組織；★為纖維組織心內膜面由內皮組織覆蓋
2.4 ANP檢測
與基線比較，夾閉心耳后血清ANP水平無顯著降低，差異無統計學意義[275.64±60.00）pg/ml vs.（248.34±56.10）pg/ml，P=0.529]。
3 討論
研究發現90%以上的左心房血栓來源于LAA，故有學者將LAA稱為“最致命的人體附屬結構”[12]，而去除LAA也就成為了預防AF中風的有效手段。但實際上去除LAA是Maze手術的重要組成部分[13]，其意義可以提高到：治療AF，應該加上LAA的處理；若忽視了LAA，則AF治療是不完整的。鑒于去除LAA對于預防AF中風的重要性，Cox等建議應積極采用機械性方法閉合LAA[14]，認為所有不適合服用抗凝藥的AF患者、AF導管消融患者、不適合導管消融或外科消融的AF患者、心臟手術有AF病史的患者、所有進行心臟外科手術患者以及無癥狀AF患者均應采用機械方法閉合LAA。而2014 AHA/ACC AF指南推薦AF患者心臟手術同期應使用外科方法去除LAA（Ⅱb，C）[15]。
外科處理LAA的方法包括經心外膜切除縫合、經心外膜結扎、經心內膜縫合以及Stapler技術等，而這些方法最大的不足是手術成功率低。經心內膜縫合為避免回旋支損傷，往往縫合較淺；而對于LAA開口的遠側邊緣則很難做到良好的連續縫合。直接切除縫合失敗的最主要原因是心房心耳間殘余分流，且一般僅用于體外循環手術。Stapler技術會導致心耳殘端過長（>1cm）。經心外膜結扎常因回旋支及其分支的經過而不能徹底結扎，而心臟復跳后心房的充盈也會增加縫線撕脫的幾率。當心房心耳間存在殘余分流時，心耳內血流瘀滯會更加嚴重，更容易形成血栓[16]；而單純切除和Stapler造成殘端過長時，46%～67%的患者會有左心房血栓形成[4]。在此背景下，一系列經心外膜外科閉合LAA的裝置被研發出來，如AtriClip、Anchorage Closure Device、Cardioblate LAA Occlusion System、TIGERPAW?System及Aegis?system等，其中Atriclip是研究最為成熟，已獲得歐盟和美國認證，動物實驗證實LAA閉合率可達100%[17]，人體試驗LAA閉合率也可達95.7%[8]。
本研究中我們自主開發了一種新型的LAA閉合裝置——心耳夾，該裝置的機械性能、組織相容性均符合植入器械的標準。手術即刻及術后7 d、60 d、90 d、180 d均能有效閉合LAA，無明顯移位；周圍組織未受到明顯壓迫和摩擦，回旋支沒有受到明顯擠壓。此外，心耳夾植入后心耳的炎癥反應、萎縮纖維化過程以及心內膜內皮化的過程也基本符合機體炎癥反應、纖維化及內皮化的變化規律。本研究中LAA閉合前后血清ANP水平有一定程度降低，但差異無統計學意義，也可能與樣本量較小有關。理論上講LAA萎縮可能會影響ANP水平，但LAA僅分泌30%的ANP[18]，右心耳仍有分泌功能，因此單純去除LAA對動物的生存狀態不一定有明顯改變。LAA切除是Maze手術的重要組成部分，目前尚沒有研究報道Maze術后因ANP水平的變化而對患者產生不良影響的。
采用心耳夾閉合LAA最大的擔心是心耳夾不能完全放置在心耳根部，而導致LAA殘端過長。但實際上心耳夾并不一定要完全放置在心耳和心房連接部，因為心耳內梳狀肌距離心耳心房連接部尚存在一定距離，只要心耳夾能夠將梳狀肌隔離開，就會大大降低血栓風險。雖然從理論上講LAA殘端過長會增加血栓風險，但確有研究發現在1 cm的LAA殘端中并沒有血栓形成[4-5]。而本研究中我們發現術后經心內膜已看不到任何梳狀肌。
本研究的不足之處在于僅通過組織學觀察證實了心耳夾沒有擠壓回旋支，而沒有進行冠狀動脈造影。此外我們沒用超聲心動圖觀察心房與心耳間是否存在殘余分流，僅在術中觀察到LAA頂端切口中無血流流出。
AF左心耳的處理是當前研究的熱點，隨著各種LAA閉合裝置的出現，AF治療必將進入一個嶄新的時期。我們自行研制的心耳夾能夠準確定位和釋放到目標位置，并能夠有效閉合LAA，不良事件較少，有良好的安全性和有效性。該裝置未來應用于臨床將有助于減少AF患者心房血栓和中風風險。
心房顫動（atrial fibrillation，AF）患者中風風險明顯增加。Framingham研究提示非瓣膜性AF中風風險是無AF患者的5.6倍，而瓣膜病合并AF患者中風風險是對照組的17.6倍[1]。非瓣膜性AF每年的中風發生率約為5%[1]，因此預防中風是AF治療的一個重要組成部分。華法林能夠有效降低中風風險，但仍存在療效不確定、需定期監測、易受食物藥物影響、達標率低等缺點[2]。新型口服抗凝藥如達比加群、利伐沙班等雖然能彌補華法林的不足，但其證據來源于非瓣膜性AF，其價格昂貴且缺乏有效的拮抗劑。
左心耳（left atrial appengdage，LAA）是AF左心房血栓的主要來源。對于非瓣膜性AF，91%的左心房血栓來源于LAA；對于瓣膜性AF，57%的左心房血栓來源于LAA[3]。因此去除LAA將有助于減少左心房血栓和中風事件。經心外膜切除縫合、結扎、經心內膜縫合以及Stapler技術等是外科去除LAA的經典方法，但這些方法去除LAA成功率較低，一般不超過80%[4-5]，而去除不徹底的LAA血栓風險會進一步增加[4]。近年來，內外科涌現出多種LAA閉合裝置，內科經導管LAA封堵裝置雖然成功率可達90%以上[6]，但仍然存在閉合不完全、出血、血栓、空氣栓塞、心臟壓塞等風險[7]，而且價格不菲。既往文獻曾報道了數個外科經心外膜LAA閉合裝置[8-11]，取得了良好療效，但目前國內尚沒有類似的器械被研發。北京邁迪頂峰醫療科技有限公司自主研制了一種新型經心外膜LAA閉合裝置，本研究旨在評價該裝置的有效性和安全性。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 心耳夾的構造
根據U形彈簧可以給兩個平行桿桿間施加一定閉合力的機械原理，北京邁迪頂峰醫療科技有限公司研發了一款經心外膜夾閉LAA的裝置（心耳夾）。該裝置最內層為U形鎳鈦彈簧，鎳鈦彈簧由不銹鋼管連接，外面依次包被聚氨酯套管和滌綸外套管（圖 1）。用特制的輸送系統將心耳夾放置于LAA根部，釋放后夾閉LAA。心耳夾開口約15 mm，張開3 mm時其閉合力大于5.6 N，心耳夾有35 mm、40 mm、45 mm、50 mm等規格，適用于根部長度29～50 mm的LAA，該產品已通過國家食品藥品監督管理局北京醫療器械質量監督檢驗中心審批：報告編號W(X)-0325-2013。
圖1
心耳夾結構圖
注：A為心耳夾及輸送系統大體外觀；B為心耳夾構造
1.2 方法
1.2.1 動物模型
動物實驗得到北京安貞醫院動物倫理委員會批準，并嚴格按照《北京市實驗動物管理條例》進行。健康雜種犬6只，體重27～37 kg。戊巴比妥50 mg/kg靜脈麻醉，維持量50～100 mg/h，術中給予芬太尼和維庫溴銨。全身麻醉后氣管內插管，呼吸機輔助呼吸，持續心電監測。股動脈插管監測動脈血壓；經股靜脈插管持續輸液。動物右側臥位，經左側第4肋間進胸，沿膈神經前方切開并懸吊心包，暴露LAA。選擇合適大小的心耳夾放置在LAA根部，釋放心耳夾閉合LAA（圖 2）。隨后在LAA頂端剪一約5 mm小口，觀察即刻夾閉效果。逐層關胸，術后常規給予抗生素7 d。
圖2
心耳夾安全植入左心耳根部
注：A為正常左心耳；B為標尺測量左心耳；C為心耳夾釋放前；D為心耳夾釋放后；E為心耳夾釋放后心耳頂端剪開小口（*所示）未有血液流出；F為縫合心包后
1.2.2 大體觀察與組織學觀察
分別在術后7 d（n=2）、60 d（n=1）、90 d（n=2）、180 d（n=1）經胸骨正中開胸，自心外膜面進行大體組織學觀察。隨后相繼經靜脈注射肝素鈉（1.5 mg/kg）和15%氯化鉀20 ml處死動物，整體取下心臟。游離左心房和LAA，自心內膜面觀察LAA閉合情況及血栓形成情況。
隨后將心耳夾的兩端剪斷并拔除鎳鈦彈簧、不銹鋼管和聚氨酯套管。取橫斷面組織10%中性福爾馬林固定48 h，石蠟包埋、固定，切片（4 μm），HE染色。
1.2.3 心房利尿鈉多肽檢測
兩次手術前分別取4 ml靜脈血樣，3 000 r/min離心10 min，取上清，-80℃冰箱保存。Elisa檢測血清心房利尿鈉多肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量。
1.3 統計學分析
統計分析采用SPSS 15.0軟件，術前術后ANP的比較采用配對t檢驗，結果以均數±標準差（
2 結果
2.1 圍術期結果
心耳夾均準確放置動物LAA根部（圖 2）。植入的心耳夾的大小分別為30 mm（n=2）、40 mm（n=2），45 mm（n=2），心耳夾閉合良好，未發生移位，未對周圍組織產生明顯擠壓和摩擦。LAA頂端剪開小口，未發現有血液流出，說明LAA即刻夾閉效果好。2只動物術中出現短暫心率減慢和早搏，給予阿托品和利多卡因后緩解，術后7 d再次開胸時心律已恢復正常。
2.2 大體觀察
術后7 d，心耳夾與周圍組織粘連輕，LAA存在（圖 3A）。術后60 d（圖 3B）、90 d（圖 3C）、180 d（圖 3D）LAA完全萎縮纖維化、消失，心耳夾被纖維組織包裹，與左心房連成一體。術后各時間點自心內膜面觀察，LAA開口完全閉合，觀察不到梳狀肌，且無血栓形成（圖 3E～H）。術后7 d，自心耳夾橫斷面觀察，回旋支通暢，無壓迫跡象（圖 4）。
圖3
術后自心外膜和心內膜大體觀察
注：A、E為術后7 d；B、F為術后60 d；C、G為術后90 d；D、H為術后180 d；A、B、C、D心外膜觀；E、F、G、H心內膜觀；A圖*為左心耳頂端的切口；B、D*為心耳夾兩端
圖4
心耳夾對冠狀動脈回旋支的影響
注：*為回旋支；#為心耳夾位置
2.3 組織學觀察
HE染色提示術后7 d心耳組織及心耳夾下心房組織有大量炎癥細胞浸潤（圖 5）。術后60 d，炎癥反應減輕，炎癥細胞減少，LAA完全萎縮纖維化，LAA心房開口完全內皮化（圖 6A～C）。術后90 d（圖6 D～F）和術后180 d（圖 6G～I）的組織學結果與60 d相似。
圖5
術后7 d心耳夾周邊組織炎癥反應情況
注：A、C×40 HE；B、D×100 HE；A、B為左心耳；C、D為左心房；*為梳狀肌，#為心外膜；△為左心耳大量炎癥細胞浸潤；▲為心房心外膜炎癥細胞浸潤
圖6
組織學評價 HE染色
注：A～C為術后60 d；D～F為術后90 d；G～I為術后180 d；B、E、H ×40；C、F、I×100；*為心耳夾所在位置；#為心耳夾外層滌綸布殘留的顆粒狀物質；△為心房肌；▲為心耳夾下形成的纖維組織；★為纖維組織心內膜面由內皮組織覆蓋
2.4 ANP檢測
與基線比較，夾閉心耳后血清ANP水平無顯著降低，差異無統計學意義[275.64±60.00）pg/ml vs.（248.34±56.10）pg/ml，P=0.529]。
3 討論
研究發現90%以上的左心房血栓來源于LAA，故有學者將LAA稱為“最致命的人體附屬結構”[12]，而去除LAA也就成為了預防AF中風的有效手段。但實際上去除LAA是Maze手術的重要組成部分[13]，其意義可以提高到：治療AF，應該加上LAA的處理；若忽視了LAA，則AF治療是不完整的。鑒于去除LAA對于預防AF中風的重要性，Cox等建議應積極采用機械性方法閉合LAA[14]，認為所有不適合服用抗凝藥的AF患者、AF導管消融患者、不適合導管消融或外科消融的AF患者、心臟手術有AF病史的患者、所有進行心臟外科手術患者以及無癥狀AF患者均應采用機械方法閉合LAA。而2014 AHA/ACC AF指南推薦AF患者心臟手術同期應使用外科方法去除LAA（Ⅱb，C）[15]。
外科處理LAA的方法包括經心外膜切除縫合、經心外膜結扎、經心內膜縫合以及Stapler技術等，而這些方法最大的不足是手術成功率低。經心內膜縫合為避免回旋支損傷，往往縫合較淺；而對于LAA開口的遠側邊緣則很難做到良好的連續縫合。直接切除縫合失敗的最主要原因是心房心耳間殘余分流，且一般僅用于體外循環手術。Stapler技術會導致心耳殘端過長（>1cm）。經心外膜結扎常因回旋支及其分支的經過而不能徹底結扎，而心臟復跳后心房的充盈也會增加縫線撕脫的幾率。當心房心耳間存在殘余分流時，心耳內血流瘀滯會更加嚴重，更容易形成血栓[16]；而單純切除和Stapler造成殘端過長時，46%～67%的患者會有左心房血栓形成[4]。在此背景下，一系列經心外膜外科閉合LAA的裝置被研發出來，如AtriClip、Anchorage Closure Device、Cardioblate LAA Occlusion System、TIGERPAW?System及Aegis?system等，其中Atriclip是研究最為成熟，已獲得歐盟和美國認證，動物實驗證實LAA閉合率可達100%[17]，人體試驗LAA閉合率也可達95.7%[8]。
本研究中我們自主開發了一種新型的LAA閉合裝置——心耳夾，該裝置的機械性能、組織相容性均符合植入器械的標準。手術即刻及術后7 d、60 d、90 d、180 d均能有效閉合LAA，無明顯移位；周圍組織未受到明顯壓迫和摩擦，回旋支沒有受到明顯擠壓。此外，心耳夾植入后心耳的炎癥反應、萎縮纖維化過程以及心內膜內皮化的過程也基本符合機體炎癥反應、纖維化及內皮化的變化規律。本研究中LAA閉合前后血清ANP水平有一定程度降低，但差異無統計學意義，也可能與樣本量較小有關。理論上講LAA萎縮可能會影響ANP水平，但LAA僅分泌30%的ANP[18]，右心耳仍有分泌功能，因此單純去除LAA對動物的生存狀態不一定有明顯改變。LAA切除是Maze手術的重要組成部分，目前尚沒有研究報道Maze術后因ANP水平的變化而對患者產生不良影響的。
采用心耳夾閉合LAA最大的擔心是心耳夾不能完全放置在心耳根部，而導致LAA殘端過長。但實際上心耳夾并不一定要完全放置在心耳和心房連接部，因為心耳內梳狀肌距離心耳心房連接部尚存在一定距離，只要心耳夾能夠將梳狀肌隔離開，就會大大降低血栓風險。雖然從理論上講LAA殘端過長會增加血栓風險，但確有研究發現在1 cm的LAA殘端中并沒有血栓形成[4-5]。而本研究中我們發現術后經心內膜已看不到任何梳狀肌。
本研究的不足之處在于僅通過組織學觀察證實了心耳夾沒有擠壓回旋支，而沒有進行冠狀動脈造影。此外我們沒用超聲心動圖觀察心房與心耳間是否存在殘余分流，僅在術中觀察到LAA頂端切口中無血流流出。
AF左心耳的處理是當前研究的熱點，隨著各種LAA閉合裝置的出現，AF治療必將進入一個嶄新的時期。我們自行研制的心耳夾能夠準確定位和釋放到目標位置，并能夠有效閉合LAA，不良事件較少，有良好的安全性和有效性。該裝置未來應用于臨床將有助于減少AF患者心房血栓和中風風險。
