摘要
背景
由于溶血导致的急性肾损伤(AKI)是心房颤动(AF)脉冲场消融(PFA)的潜在并发症。
目的
本研究旨在评估AKI的发生率和风险因素，以及在使用五螺旋导管进行PFA的未经筛选患者队列中，基于方案的水化方案的保护作用。
方法
前瞻性分析了501名连续接受PFA治疗的患者数据。前232例(46.3%)手术未进行水化，而随后的269例(53.7%)包括预定义的水化方案(≥2000 mL液体)。
结果
AKI发生于6.4%(501例中的32例)患者(3.8% AKI 1级，1.4% AKI 2级，1.2% AKI 3级)。AKI患者的平均PF应用次数显著更高(105.1 ± 26.2 vs 73.4 ± 22.2, P < .001)。多变量分析确定慢性肾病(CKD)(比值比[OR] 3.29，95%置信区间[CI] 1.45-7.46, P = .005)、广泛左心房消融(OR 6.67，95% CI 1.47-63.79, P = .01)和更高次数的PF应用(OR 1.37每10次应用，95% CI 1.17-1.61, P < .001)为AKI风险因素，而水化具有保护作用(OR 0.33；95% CI 0.14-0.75, P = .008)。AKI风险的预测模型定义了在非CKD患者中118次脉冲时风险为5%，在CKD患者中78次脉冲时风险为5%。
结论
PFA后AKI发生于约6.4%的患者，主要为轻度病例。风险随CKD、广泛消融和高PF脉冲计数而增加。基于方案的围手术期水化显著降低了AKI风险。
关键词
- 心房颤动
- 脉冲场消融
- 急性肾损伤
- 溶血
- 水化
缩略语
- AF: 心房颤动 (atrial fibrillation)
- AKI: 急性肾损伤 (acute kidney injury)
- CKD: 慢性肾病 (chronic kidney disease)
- CTI: 腔静脉三尖瓣峡部 (cavotricuspid isthmus)
- LV: 左心室 (left ventricle)
- PF: 脉冲场 (pulsed field)
- PFA: 脉冲场消融 (pulsed field ablation)
- PVI: 肺静脉隔离 (pulmonary vein isolation)
- SCr: 血清肌酐 (serum creatinine)
正文
使用脉冲场(PF)进行消融已证明在心房颤动(AF)患者中具有高手术有效性和出色的手术安全性。随着脉冲场消融(PFA)临床应用的逐渐扩大，溶血风险及相关急性肾损伤(AKI)风险逐渐显现。
PFA期间AKI的主要机制是溶血，溶血程度似乎与PF应用次数呈线性依赖关系。然而，其他重要参数在AKI风险中也起着重要作用，如水化、预先存在的肾功能障碍、造影剂使用和围手术期低血压。关于AKI，初始数据将临床上显著AKI的发生定义为罕见，与极高次数的PF能量应用相关。然而，几项观察性研究表明，各种程度AKI的实际发生率远高于最初假设。其中大多数研究规模相对较小，涉及有限数量的PF脉冲，并且缺乏明确定义的围手术期水化方案。因此，AKI的发生率报告范围广泛，从1%到7%不等。
我们的研究旨在确定AKI的发生率，在使用明确定义的水化方案对AF患者进行PF消融的完全连续、大型患者队列中，识别其风险因素。
方法
研究人群和研究设计
这项单中心、前瞻性、观察性研究纳入了2023年9月至2025年7月期间所有连续接受AF PFA治疗的患者。所有手术均使用五螺旋导管(FARAWAVE, Boston Scientific)和PFA发生器(FARASTAR, Boston Scientific)进行。仅排除未提供知情同意的患者。
对每位患者，收集手术前1天和手术后1天(通常在消融后18-22小时)的手术细节和肾功能参数。监测的参数包括：尿素、肌酐、钠、钾和血常规。基线估计肾小球滤过率(eGFR)使用2021年慢性肾病(CKD)流行病学合作公式计算。所有eGFR <60 mL/min的患者均被归类为患有CKD。在符合AKI标准的情况下，将监测肾功能参数直至恢复正常或明确改善迹象。初始手术未进行预定义的水化方案。在认识到水化在预防AKI中的重要性后，将特定的预先定义的肠外水化方案纳入围手术期患者护理中。该方案包括至少2000 mL液体(生理盐水)。初始500 mL在手术开始前1小时给药，500-1000 mL在消融过程中给予，取决于手术持续时间，1000 mL在手术后4-5小时内给予。对于有容量负荷过重风险的患者，可以在维持最低给药液体量的同时调整输液速率。在出现明显充血的情况下，可以在水化的同时给予呋塞米。
根据改善全球肾脏疾病预后组织(KDIGO)指南，AKI被定义为48小时内血清肌酐(SCr)增加>26.5 μmol/L；或7天内SCr增加至>基线的1.5倍；或尿量<0.5 mL/kg/h持续6小时。一旦诊断AKI，严重程度通过3个阶段确定：AKI 1期为SCr绝对增加≥26.5 μmol/L或基线的1.5-1.9倍，AKI 2期为基线的2-2.9倍，AKI 3期为≥基线的3倍或SCr≥353.6 μmol/L。对于AKI分类，使用记录的最高SCr值。此外，进一步比较了水化与无水化患者亚组中AKI的发生率。
根据消融范围，我们将患者分为仅进行肺静脉隔离(PVI)±腔静脉三尖瓣峡部(CTI)消融的组(PVI-only / PVI+CTI组)，以及在左心房进行广泛消融的患者组(PVI-plus组)，其中在PVI基础上添加额外病灶(后壁隔离和/或二尖瓣峡部消融)。
所有患者均提供知情同意以进行手术并参与导管消融的本地登记。该项目已获得机构伦理委员会批准，并遵循赫尔辛基宣言原则。
消融手术特点
所有手术均在全身麻醉下进行，抗凝治疗不间断或最小程度中断。在心腔内超声引导下使用FARADRIVE导引器(Boston Scientific)进行房间隔穿刺。在房间隔穿刺前开始充分肝素化。所有患者均使用FARAWAVE 31-mm导管(Boston Scientific)。对于PVI，每根静脉至少输送8次应用。在整个手术过程中，使用心腔内超声监测最佳导管-组织接触。手术过程中未给予造影剂。根据操作者判断——对于持续性AF——可以在左心房单独部署额外病灶(PVI-plus组)，包括后壁、顶部和二尖瓣峡部。在记录到典型房扑的情况下，添加CTI的PFA。在手术结束3-5小时后重新开始口服抗凝。在整个研究过程中，工作流程保持一致，所有消融均由2名经验丰富的电生理学家进行。
统计分析
分类变量以具有百分比的绝对值(n,%)表示，连续变量以平均值(±标准差)或中位数(四分位距[IQR])表示。使用Welch t检验或Wilcoxon秩和检验进行组间连续变量的比较。使用χ²检验和Fisher精确检验分析分类变量。统计显著性设定为P值<.05。使用AKI的发生作为因变量进行偏差减少Firth逻辑回归分析。使用逐步Akaike信息准则和最小绝对收缩和选择算子统计技术选择候选协变量。使用基于倾向评分的稳定逆概率治疗加权(IPTW)处理混杂，进行修剪。使用标准化均值差异评估协变量平衡，并使用具有稳健标准误差的加权逻辑回归估计治疗效果。对于统计分析，使用R统计软件版本4.4.3(2025年2月28日)。
结果
患者和消融
纳入501名患者(年龄62岁，34%为女性，体重指数29 kg/m²，CHA₂DS₂-VASc评分2)。38.5%的患者存在阵发性AF，21%的患者接受的是首次消融以外的再次手术。前232例手术(46.3%)未进行特定的水化方案。对于随后的269例手术(53.7%)，使用了基于方案的肠外水化方案。基线临床和手术特征如表1所示。基本统计比较显示水化和无水化组之间特征非常相似。仅在射血分数、X光持续时间和口服抗凝剂的使用比例方面观察到细微差异。153名患者(30.5%)进行了无额外病灶的PVI，93名患者(18.6%)进行了PVI联合CTI消融，255名患者(50.9%)进行了PVI联合左心房额外消融(PVI-plus)。PF脉冲的平均数为75(±24)。
AKI发生率
在总队列中，检测到32例(6.4%)AKI。大多数患者SCr水平轻度升高，对应AKI 1期(19名患者，占整个队列的3.8%)，但7名患者(1.4%)符合AKI 2期标准，6名患者(1.2%)出现AKI 3期。因此，在AKI病例中，1期AKI占59%，2期占22%，3期占19%。发生AKI的患者与无AKI患者在几个方面存在差异：他们年龄更大，CHA₂DS₂-VASc评分更高，并且更频繁地出现非阵发性AF，包括再次手术(表2)。在合并症方面，他们更频繁地预先存在CKD，并且左心室(LV)射血分数略低。在基线实验室参数方面，AKI患者的SCr水平显著更高，eGFR更低，血红蛋白水平更低。关于手术特点，发生AKI的患者更常接受PVI-plus消融手术；手术时间更长，X光时间更长。重要的是，AKI在无水化亚组(23名患者，71.9%)中比在水化患者(9名患者，28.1%)中更常被检测到。在9名尽管水化但仍发生AKI的患者中，仅1例检测到AKI 3期，PF应用次数过多(148次)。
最大肌酐水平和临床结局
所有记录到AKI的患者均延长住院时间并接受保守治疗。没有一名患者需要肾脏替代治疗。密切监测尿量和肾功能参数，只有在观察到SCr水平下降后才允许出院。19名患者(59.4%)在第1天观察到最大SCr浓度，8名患者(25%)在第2天，3名患者(9.4%)在第3天，2名患者(6.3%)在第4天。所有患者在出院前均观察到SCr水平下降。随着AKI阶段的增加，SCr最接近基线的返回时间逐渐延后。在AKI 1期，发生在手术后中位数第2天(IQR 2-3)，在AKI 2期为第4天(IQR 4-7)，在AKI 3期为中位数第7天(IQR 6-8)。
PF应用次数与肌酐增加的关系
AKI组的平均应用次数显著高于非AKI组(105.1 ± 26.2 vs 73.4 ± 22.2, P < .001)。在AKI患者中，PF应用次数随AKI严重程度增加：AKI 1期为95.5 ± 17.6，AKI 2期为102.0 ± 27.2，AKI 3期为139.0 ± 22.5。
为了确定与术后SCr显著增加相关的PF应用阈值(Δ肌酐，即术后-术前SCr浓度)，我们使用了数据驱动的切点方法。系统评估了候选PF切点(5th-95th百分位)；对于每个切点，比较了PF脉冲>切点与≤切点的Δ肌酐，并选择了产生最小P值(即最大化选择统计量)的切点。在无水化亚组中，最佳切点为69，在水化组中为100。超过这些应用阈值与两组中Δ肌酐的增加相关，特别是在无水化亚组中。在无水化亚组中，中位Δ肌酐增加范围从1到6，平均从0.4到14.8 μmol/L (P < .001)。在水化亚组中，中位数从-1增加到4，平均从-1.9到11.6 μmol/L (P = .02)。因此，水化似乎将这一风险阈值向上移动到约100次脉冲。
AKI发生率的预测因素
进行单变量分析以评估与各个变量相关的AKI相对风险(RR)。高龄(≥75岁)与AKI风险强烈相关(RR 4.1，95%置信区间[CI]：1.96-8.42, P < .001)，CHA₂DS₂-VASc评分>3 (RR 2.3，95% CI 1.17-4.43, P = .01)，LV功能障碍存在(RR 2.72，95% CI 1.32-5.61, P = .006)，包括再次手术的非阵发性AF (RR 9.40，95% CI 2.27-38.89, P < .001)，以及CKD病史(RR 3.01，95% CI 1.55-5.84, P = .0008)。仅PVI或PVI+CTI手术与AKI风险极低相关(RR 0.03，95% CI 0.00-0.24, P < .001)，而PVI-plus手术则携带显著更高的AKI RR (RR 29.91，95% CI 4.11-217.39, P < .001)。重要的是，水化方案与AKI发生率显著降低相关(RR 0.34，95% CI 0.16-0.71, P = .003)。相反，无水化与AKI风险几乎高3倍相关(RR 2.96，95% CI 1.40-6.28, P = .003)。在接受超过100次PF应用的患者中(即仅在PVI-plus消融的背景下)，AKI风险增加了八倍以上(RR 8.57，95% CI 4.43-16.59, P < .0001)。
回归分析
为了识别AKI的最相关风险因素，建立了多变量回归模型。为了在仅32例AKI事件的情况下提高可靠性，我们进行了变量缩减(使用逐步Akaike信息准则和最小绝对收缩和选择算子)，然后使用所选预测因子的联合拟合偏差减少Firth逻辑回归。通过限制性立方样条评估模型假设，用于非线性(应用次数)并测试预先指定的交互作用(CKD×水化；CKD×应用)。通过受试者工作特征和曲线下面积评估区分度。
变量选择保留了4个预测因子：CKD、PVI-plus手术、水化和PF应用次数。CKD(调整后比值比[OR] 3.29；95% CI 1.45-7.46, P = .005)、PVI-plus手术(调整后OR 6.67；95% CI 1.47-63.79, P = .011)和更高次数的PFA应用(调整后OR 1.37每10次应用；95% CI 1.17-1.61, P < .001)与AKI风险增加相关，而水化具有保护作用(OR 0.33；95% CI 0.14-0.75, P = .008)。模型区分度高，曲线下面积为0.876，应用效应无非线性证据(似然比检验，P = .211)，未检测到CKD×水化(P = .43)或CKD×应用(P = .755)的显著交互作用。这些变量的效应可视为相加的。在IPTW调整后，水化和无水化组之间的基线特征得到良好平衡，倾向评分分布显示足够的重叠。在IPTW调整队列中，水化与AKI几率降低相关(OR 0.28，95% CI 0.13-0.63, P = .002)，在双重稳健规范中结果一致(OR 0.19，95% CI 0.05-0.75, P = .02)。
这些数据使我们能够开发基于PF应用次数、CKD存在和水化方案的AKI风险预测曲线。可视化描绘了低(<5%)、中(5%-15%)和高(>15%)风险区域。
在未选择的患者人群中，不使用基于方案的水化，AKI风险增加超过5%的关键PF应用次数约为90。在127次脉冲时，风险超过15%。水化方案的使用显著压平了风险曲线，5%风险水平在143次应用时被越过，在模型中未达到15%风险。
在无CKD且无水化的患者中，5%和15%风险的关键PF应用次数分别为118和148。CKD将此阈值移至较低值：78和112次脉冲。基于方案的水化方案显著压平了风险曲线；无CKD患者中5%风险阈值移至150以上，而CKD患者中为130次PF应用。
讨论
在我们接受PF消融的非选择患者队列中，AKI的发生率达到6.4%。我们发现PF脉冲次数、CKD、手术类型(PVI-plus)和手术水化与AKI发生率之间存在显著关联。前3个变量与AKI风险显著相关，而后者则是显著的保护因素。
AKI的发生率
早期流行病学数据显示AKI发生率非常低，如MANIFEST-17K研究(评估17,000多名AF患者中PFA临床使用的安全性)所示。然而，如果没有系统地监测术后肾功能，这些数据只能涵盖完全明显的AKI病例(3期，需要透析)，从而低估了真实风险。随着对溶血风险及其相关肾脏损伤的更好理解，更多关注这一主题，后续报告系统地监测了术后肾功能和AKI的发生率。根据患者特征、PF系统和持续性AF的消融方法，报告的发生率范围很广。在仅需PVI且PF应用次数较少的患者中，AKI风险似乎可以忽略不计。相反，对于非阵发性AF，随着广泛消融(PVI-plus手术)和更高次数的PF脉冲，AKI风险增加，特别是在手术水化不存在的情况下。
Jordan等人报告了1%的AKI发生率(3/306)，但PF脉冲中位数仅为32。Popa等人报告了124名患者队列，AKI发生率为3.2%(主要是1期)，PF应用平均次数为61.6 ± 27.4。Mohanty等人在28名患者的小组中报告了4例AKI 3期病例，这些患者接受了PVI外的广泛消融。
Martinez等人最近的一项研究纳入了连续患者，包括70%的患者在肺静脉外进行消融，PF应用平均次数为75，报告AKI发生率为7%(115例中的8例)。超过50%的患者接受了≥70次应用。这些特征似乎更好地对应于当前现实生活中的患者，他们经常表现为持续性AF并需要在肺静脉外进行消融。
在我们的研究中，在501名患者的更大队列中，AKI的总体发生率为6.4%。更大规模的患者群体使我们能够定义各个AKI阶段的发生率，并与PF应用次数和其他风险因素相关联。
PF脉冲次数与AKI风险
尽管在非阵发性AF患者中，与单独PVI相比，PVI外额外消融的优越性尚未明确证明，但许多中心在非阵发性AF患者中常规进行肺静脉外消融。因此，非阵发性AF的PF手术通常更广泛，PF脉冲次数通常超过70。重要的是，几乎所有报道的高级别AKI病例都与这种PVI外消融和高次数的PF脉冲相关。如前所述，PFA期间AKI的主要机制是溶血，其程度与PF应用次数呈线性依赖关系。先前报告中显著溶血的阈值在使用五螺旋导管时在54-74次应用之间。大多数严重AKI病例与非常高的PF脉冲次数相关，显著超过100次。Popa等人建议，严重肾脏损伤不太可能发生在100次PF输送以下。在Martinez等人的研究中，70-100次应用被建议为安全范围，在此范围内PFA相关AKI的风险最小，而Fazia等人报告85次PF脉冲为AKI风险增加的阈值。
在我们的系列中，PF输送次数是AKI的风险因素，每10次应用的调整后OR为1.37。与术后SCr显著增加相关的阈值在无水化患者中为69次PF脉冲，在具有预定义水化方案的患者中为99次。在临床实践中，此阈值可以大致定义基本安全线，超过该线可观察到肌酐水平升高。
与先前报告相比，先前报告大多包括较少数量的患者，我们研究中相对较大的患者队列使我们能够估计与发生各种程度AKI相关的脉冲次数。
与先前报告一致，由于其他变量(CKD、水化、围手术期低血压等)的重要作用，仅基于PF脉冲次数无法精确预测AKI。因此，与AKI风险相关的应用次数的确切阈值无法完全确定。
然而，基于我们队列中建立的预测AKI风险曲线，在CKD患者中将PF应用的最大次数限制在<80，在无CKD患者中限制在<120似乎是合理的。这些阈值定义了无水化患者中AKI风险为5%。此外，方案水化方案显著压平了风险曲线并降低了预测风险。由于我们队列中患者数量众多且有两种不同的水化方案，这似乎是迄今为止最全面的风险分层。
水化作为AKI的保护机制
在我们的研究中，基于方案的水化与AKI风险显著降低相关。水化作为保护因素的机制可以通过稀释溶血产物、增加肾血流量和尿量来解释。血液稀释和游离血红蛋白积累的减少可防止管型形成和对肾小管的氧化损伤。
水化在预防AKI中的保护作用也已在先前得到证实。Mohanty等人将术后水化组(>2000 mL生理盐水)与无水化组进行了比较。在无水化组中，75%出现血红蛋白尿，4/28例出现AKI 3期。相比之下，水化组中既未观察到血红蛋白尿也未观察到AKI。同样，Fazia等人比较了两种水化方案，包括在消融前1-2小时静脉给予1 L与2 L生理盐水。与其他结果一致，水化更广泛的组(超过100次应用)中没有AKI病例。相比之下，在限制为1000 mL水化的组中，应用少于70次的患者AKI发生率为4.6%，超过100次应用的患者为21%，包括2例需要血液透析的病例。在我们的队列中，由于对预先存在严重收缩功能障碍患者容量负荷过重的担忧，我们选择了组合水化策略(手术前500 mL，手术中500-1000 mL，随后手术后1000 mL)。我们仅记录了1例容量负荷过重，伴有预先存在严重LV功能障碍患者的术中肺水肿。
CKD作为AKI发展的风险因素
在我们的队列中，CKD作为一个独立风险因素使AKI风险增加3倍以上。肾脏代表血红蛋白的主要消除途径，在血红蛋白结合蛋白触珠蛋白和血红素结合蛋白饱和后。因此，它们易受溶血相关器官损伤的影响。Popa等人报告，在预先存在GFR <50 mL/min的患者中，SCr增加更大。这表明CKD加剧了溶血对肾功能的负面影响。这些发现得到了PFA相关AKI已发表病例中预先存在肾病更频繁发生的事实支持，也与我们的结果一致。
研究局限性
这是一项观察性、单中心研究，水化方案的分配未随机化，可能存在选择偏差。研究期间未收集溶血生物标志物，因此无法直接将AKI病例与溶血程度相关联。因此，一些AKI病例可能与PFA和溶血无直接关系。所有患者均使用31-mm五螺旋导管和FARAPULSE系统进行消融，这些结果不能外推到35-mm导管或其他PF系统。大多数eGFR <60 mL/min的患者处于CKD 3期，这排除了在CKD晚期精确量化AKI风险的可能性。可能在一些患者中，术后第2天进行的实验室检查未能检测到SCr的晚期升高。由于未评估尿量标准，AKI分类仅基于SCr测量。最后，所有患者均在SCr下降时出院；然而，未监测其肾功能的长期结果。
结论
我们的研究表明，与PFA相关的AKI风险增加与PVI外的广泛消融、高PF应用次数和预先存在的CKD相关。在总人群中，92次脉冲时存在显著AKI风险，在CKD患者中为78次脉冲，在无CKD患者中为118次脉冲。因此，在CKD患者中应有意将PF脉冲数量限制在尽可能低的水平。包括≥2000 mL的围手术期水化是预防AKI的明确保护机制。
数据可用性
当前研究期间生成和/或分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。
致谢
特别感谢技术人员在获取研究数据方面提供的宝贵帮助和支持。
资金来源
本研究未从公共、商业或非营利部门的资助机构获得任何特定资助。
披露
作者声明无利益冲突需要披露。
作者身份
所有作者确认他们符合当前ICMJE作者身份标准。
补充数据
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