2025年3月份的台灣心律醫學會的年會。林醫師有幸能參加脈衝電場消融(PFA, pulsed field ablation)的手術示範轉播工作。能夠現場看到最新的心房顫動電燒方式,對實務準備更加了解(圖1.)。
圖1.
脈衝場電燒 (PFA)原理是?
目前可使用的心律不整電燒能量來源有三種(圖2.)。傳統的射頻電燒 (Radiofrequency RF),已經有30年的歷史,以點對點的方式,以射頻『熱燒』左心房肺靜脈周圍不正常放電的心肌細胞,療效已有長期的證據證實。近10年來有冷凍氣球,以大的冷凍球囊(Cryoballooon)大範圍的將左心房肺靜脈周圍放電的心肌細胞,『大範圍快速』地『冰凍』,對於心房尚未擴大的陣發型心房顫動,過程相對舒適,療效也不輸給傳統的傳統的射頻電燒。這5年來,歐美開始進行脈衝電場消融(PFA),原理是『高電壓』『短時間』的電流,快速將左心房的心房顫動放電細胞『電』死。
圖2.
脈衝電燒PFA的原型,其實是來自1980年代的直流電燒灼(Direct Current ablation, D.C ablation)。直接以100-300焦耳的電流電擊不正常放電的心肌細胞或迴路。但是因為副作用過大,比如心臟破裂、心臟衰竭、又引發其他心律不整、甚至猝死等等。在1990年代以後逐漸被現行的射頻『熱燒』取代。這30年來醫學材料的科技有長足的進步。在不同的電壓,頻率,時間的控制之下,可以做出各種不同能量時間的電流組合,做到只有細胞膜開口而讓細胞迅速凋亡,盡量減少不必要的傷害(圖3.)。而人體不同細胞的細胞膜對於不同電流組合有不一樣的耐受性,故可以設計出僅能可以破壞心肌細胞細胞膜,但是又不會傷害到周圍組織的電流組合(圖4.)。
圖3.
圖4.
心房顫動的電燒,基本原理就是一定要將左心房的四個肺靜脈的放電處隔離(圖5.)。傳統電燒以點對點的方式,必須在左右肺靜脈周圍電燒起碼40個點以上,如果加上其他不正常的放電點,即使用放上高能量電燒管,整個電燒手術時間也要1-2個小時以上,如果是超過一年以上的持續性心房顫動,心房已經擴大了,可能需要3到4個小時。冷凍氣球可以大範圍的,將四個肺靜脈的開口快速地冰凍,但也需要1-2個小時左右的時間(圖6.)。
圖5.
圖6.
如果心房已經太擴大,冷凍氣球就無法地有效貼平肺靜脈開口,隔離效果就不好。那PFA有什麼好處呢?
1. 手術時間縮短
一般家用牆上插座電壓是110伏特。脈衝電場消融PFA的電壓是800-2400伏特,以毫秒(millisecond,10-3秒)到微秒(microsecond,10-6秒)為單位,反覆電擊心肌細胞,讓不正常放電的心肌的細胞膜開孔而迅速凋亡 。所以,以傳統電燒或冷凍氣球要1-2個小時才能完成的肺靜脈隔離,用脈衝電場消融PFA只需20分鐘到30分鐘就可以完成,整個手術時間通常控制,在60分鐘以內。
用在連續跳一年以上的持續性心房顫動,手術時間差別會更明顯。根據2024年Heart Rhythmy雜誌一項收錄533位持續性心房顫動病人的研究,分別用脈衝電場消融PFA(214人),冷凍氣球(190人),傳統電燒(129人)的方式進行。如果不用3D立體定位,冷凍氣球的平均手術時間要84分鐘,用脈衝電場消融PFA是60分鐘,。如果和要用3D立體定位的傳統電燒比較,傳統電燒平均手術時間是171分鐘,用上3D立體定位的脈衝電場消融PFA也只需要101分鐘。這時間差距是1小時以上,等於減少了40%的時間,也等於麻醉鎮靜少了1個小時。
在當教練嗎?
2. 減少心律不整復發的效果好
綜合各項研究來看,脈衝電場消融PFA之後的正常心跳維持率大約是80–82%(陣發性心房顫動)和 66–72%(跳超過一年以上持續性心房顫動),和技術純熟的傳統電燒及冷凍氣球比率相仿。
根據2024年美國心臟醫學會雜誌(JACC)一項收錄593位陣發性心房顫動病人的研究,以隨機分派的方式,分別用脈衝電場消融PFA(299人),冷凍氣球(132人),傳統電燒(162人)的方式進行。以每週手機線上傳送心電圖的方式,或是72小時心電圖貼片,追蹤是否心房性心律不整(包括心房顫動)又復發。就以往的文獻,如果心房性心律不整復發總量超過0.1%,病人就會容易不適,甚至必須就診。果然用脈衝電場消融PFA,其心房性心律不整復發時間總量小於0.1%的人數比例,明顯有效地多過其他兩種的總和(81.9% vs 74.8%; P= 0.035)。也就是說,脈衝電場消融PFA的病人,即使是復發,處於心律不整的時間也小於其他兩種方法。而心房性心律不整復發總量大於0.1%的人,相對心房性心律不整復發總量小於0.1%的人,,就多了許多再一次電燒(24.5倍),電擊整流(19.4倍),住院(14.5倍)的比例。想想看,以上三種治療程序都等於多支出很多醫療成本和時間。也就是說,脈衝電場消融PFA的病人,即使是復發,不舒服到必須進一步處理的比率,也小於其他兩種方法。
3. 副作用少
傳統電燒這10年來的技術有長足進步,副作用已經相當的少。根據2023年美國心臟醫學會雜誌(JACC)一個收集了2013-2022年各項論文的薈萃分析(meta-analysis),傳統電燒總體副作用比例是4.51%。其中各項嚴重的如心包膜出血或填塞需要引流或手術(0.43%),中風/短暫性缺血發作(0.17%) ,永久性膈神經傷害 (0.08%),有症狀的肺靜脈脈狹窄(0.05%), 需要手術的心臟食道瘻管(0.05%),因手術而死亡(0.06%)。其實嚴重的需要手術,甚至死亡的比率都小於1%
因為之前講的基本原理的緣故,脈衝電場消融PFA可以單一破壞心肌細胞細胞膜,但是減少對周圍組織的傷害(圖7.)。根據2025年美國心臟醫學會雜誌亞洲版(JACC Asia)一個收集了2018-2024年各項論文的薈萃分析,和冷凍氣球及傳統電燒相比,,脈衝電場消融PFA都可以有效減少嚴重常見的發症;如膈神經傷害 (減少64%),有症狀的肺靜脈脈狹窄(減少79%),各項食道併發症(減少86%)。
圖7.
結論
相較於傳統的兩種電燒方法而言,脈衝電場消融PFA長期追蹤效果,復發比率和已經純熟的過往方式差不多。但是他具有以下三項優點:
- 手術時間減少40%以上
- 復發時的總量時間少,症狀比較輕微。
- 副作用少 。
而手術時間減少,醫生在手術時,更有餘裕可以兼顧病人的狀況,減少可能的併發症,也能提高電燒的精細度。不過既然是新科技,相對安全有效地器材,費用勢必比較高昂。目前脈衝電場消融PFA的醫材必須要自費35萬。因為是電流電擊的基本原理,所以一定要麻醉,出院整體費用約40萬左右。如果有其他複雜的放電機制或是合併其他心律不整,必須使用高精密度立體定位的話,會多加7萬左右的費用。 病患們可衡量自身能力,和醫師討論,選擇最適合自己的治療方式。
https://doi.org/10.1016/j.jacc.2024.05.001
doi: 10.3389/fcvm.2023.1235317
https://www.scienceopen.com/hosted-document?doi=10.15212/CVIA.2023.0019
2017 HRS/EHRA/ECAS/APHRS/SOLAECE expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation
N Engl J Med 2016;374:2235-2245
Heart Rhythm 2024;21:1227–1235
J Am Coll Cardiol 2024;84:61–74
https://doi.org/10.1093/europace/euae134
J Am Coll Cardiol 2023;81:2089–2099
J Am Coll Cardiol 2019;74:315–26
JACC Asia. 2025;5:143–15