Картирование сердца позволяет оценить временные и пространственные параметры электрических потенциалов во время того или иного ритма сердца. Широкое понятие «картирование сердца» включает несколько методик: неинвазивное картирование с поверхности тела, эндокардиальное, эпикардиальное картирование, которые используют для оценки времени активации и/или амплитуды (вольтажа) регистрируемых сигналов между собой.
Основная цель картирования во время тахикардии — определить точный механизм или механизмы аритмии, оценить последовательность активации от инициации до момента завершения в пределах области интереса и определить источник или критический участок проводимости, который служит мишенью для выполнения катетерной аблации.
Ключевым моментом лечения любого вида аритмии является понимание механизмов ее возникновения и поддержания. Наиболее распространена методика активационного картирования, основанная на тщательном анализе электрокардиограммы (ЭКГ) и ее сопоставлении с внутрисердечными электрограммами (ЭГ), зарегистрированными с помощью катетеров в различных участках камер сердца. Анализ сигналов, полученных одновременно с нескольких участков, позволяет уточнить механизм аритмии.
Основная роль регистрации ЭКГ и ЭГ состоит в сравнении временных характеристик электрических сигналов и определении локализации и направления импульса. Оценка морфологии комплексов также может дать важную информацию.
Для построения точной активационной карты крайне важно правильно определить момент локальной активации миокарда на ЭГ, регистрируемой картирующим электродом. В основном для активационного картирования используют биполярные сигналы. Униполярные ЭГ позволяют получить дополнительную информацию на основе информации, полученной с биполярных ЭГ.
а) Униполярная электрограмма:
1.1 Время локальной активации. Основные компоненты униполярной ЭГ позволяют определить время локальной активации, однако существуют некоторые исключения. Для определения времени локальной активации на униполярной ЭГ могут быть использованы: точка максимальной амплитуды регистрируемого сигнала (maximal amplitude), точка пересечения нулевого значения (zero crossing), точки максимального значения первого отклонения (point of maximum slope, maximum first derivative) и минимального значения второго отклонения (minimal second derivative) (рис. 1).
Рисунок 1. Временные интервалы на униполярной электрограмме. Представлены II отведение ЭКГ и униполярная электрограмма (ЭГ) пациента с синдромом Вольфа-Паркинсона-Уайта. Вертикальная линия отражает начало дельта волны; пунктирная линия по горизонтали отражает изолинию униполярной ЭГ. На изображении представлены несколько параметров, которые отражают время активации на униполярной ЭГ относительно дельта-волны на ЭКГ.
В настоящее время считают, что наиболее точно время локальной активации определяется точкой наименьшего значения первого отрицательного отклонения (maximum downslope, т.е. максимальным значением разницы потенциалов, dV/dt) униполярной ЭГ, поскольку именно в этот момент происходит деполяризация миокарда в области расположения картирующего электрода. Сравнение этой точки активации с данными регистрации потенциала с использованием внутриклеточных электродов продемонстрировало разницу менее чем 1 мсек. Эти данные были достоверны как для отфильтрованных униполярных ЭГ, так и для сигналов без использования фильтров.
1.2 Направление локальной активации. Морфология униполярной электрограммы позволяет определить направление фронта волны возбуждения. Традиционно, картирующий электрод, который находится в контакте с миокардом, присоединен к положительному входу регистратора. При такой конфигурации распространение волны по направлению к электроду регистрируется как положительное отклонение (волна R), распространение волны от электрода — как отрицательное отклонение (комплекс QS) (рис. 2, рис. 3).
Рисунок 2. Гипотетическая схема записи с помощью многополюсного катетера. (А) Электрод расположен рядом с источником активации (красная точка в центре колец). Обратите внимание на продолжительность и форму электрограмм (ЭГ) в зависимости от расположения электродов, морфологию униполярной и биполярной ЭГ, а также ширину биполярной ЭГ. (Б) Кончик катетера (1) расположен в центре источника активации. Стоит отметить разницу во времени активации и морфологии ЭГ по сравнению с (А).
Рисунок 3. Униполярная и биполярная электрограммы (ЭГ) у пациента с синдромом Вольфа-Паркинсона-Уайта. Пунктирная линия отображает начало комплекса QRS (дельта волна). Справа — ЭГ из области успешной аблации, для которой характерна морфология QS на униполярной записи. Наиболее ранний компонент униполярной ЭГ опережает дельта-волну на 22 мсек (стрелки), который совпадает с пиком ЭГ на дистальным электроде аблационного катетера и опережает ЭГ на проксимальном. Слева — ЭГ вдали от области расположения ДПП имеет морфологию rS на униполярной записи; все биполярные ЭГ представлены предсердным сигналом. Abldist — дистальный аблационный электрод; Ablprox — проксимальный авиационный электрод; Abluni — униполярный аблационный электрод; His — электрод пучка Гиса; HRA — предсердный электрод; RV — правожелудочковый электрод
Если регистрирующий электрод находится в области источника активации (все волны распространяются в сторону от электрода), деполяризация на этом участке будет отражаться в виде монофазного комплекса QS.
Важно помнить, что комплекс QS может регистрироваться в случае колебания электрода в полости сердца или отсутствии контакта с миокардом. При этом нисходящая часть ЭГ имеет большую продолжительность, что говорит о том, что это far-field сигнал, который генерирует ткань, расположенная на расстоянии от записывающего электрода. Использование высокочастотных фильтров (в т.ч. 30 Гц) изменяет морфологию сигнала так, что ЭГ больше не отражает направление распространения волны. В этом случае наличие или отсутствие комплекса QS нельзя использовать для определения точки наиболее ранней активации (рис. 4).
Рисунок 4. Фильтрация сигнала внутрисердечных электрограмм (ЭГ). Электрограммы, обозначенные как "Bipolar 30-500 Гц" (биполярный сигнал) и все остальные представленные далее — это ЭГ пучка Гиса (Hisprox), отображенные с меньшей амплитудой сигнала. Все биполярные ЭГ имеют одинаковое усиление регистрируемого сигнала. Между собой они отличаются параметрами используемых фильтров, что отражается в уменьшении амплитуды по мере сужения диапазона фильтрации. Униполярные ЭГ, отображенные далее, также имеют одинаковое усиление регистрируемого сигнала
1.3 Преимущества униполярных электрограмм. Одним из важных достоинств униполярной ЭГ является высокая точность определения времени локальной активации, как при использовании фильтров, так и при анализе нефильтрованных сигналов. Нефильтрованная ЭГ также позволяет получить информацию о направлении прохождения импульса. Кроме того, униполярная ЭГ позволяет одновременно стимулировать и выполнять запись сигналов в той же области, исключая влияние положительного электрода на деполяризацию, что иногда встречается при биполярной стимуляции на высокой мощности. Это позволяет использовать другие картирующие техники, в частности стимуляционное картирование.
1.4 Недостатки униполярных электрограмм. Основным недостатком униполярной ЭГ является низкое соотношение «сигнал-шум» и высокая амплитуда far-field сигналов, которые отражают деполяризацию ткани, расположенную на расстоянии от регистрируемого электрода. Вследствие чего бывает сложно дифференцировать локальную электрическую активность от far-field сигналов.
Это особенно актуально у больных, перенесших инфаркт миокарда (ИМ). В данном случае часто регистрируется фракционированная активность и сложно выделить нисходящий участок dV/dt, в связи с чем наличие медленно нисходящего комплекса QS говорит о регистрации сигналов полости сердца. Кроме этого, электрограмма QS имеет низкое пространственное разрешение и, соответственно, низкую специфичность при расположении катетера на расстоянии более 1 см или при плохом контакте электрода с тканью сердца.
Большое количество шумов при стимуляции или сразу после нее является еще одним ограничением метода. Этот недостаток особенно важен при выполнении entrainment маневров в ходе активационного картирования во время тахикардии, поскольку в этом случае для правильной интерпретации результатов необходима регистрация электрического потенциала электродом, с которого производилась стимуляция, сразу после окончания стимуляции. Также в некоторых системах имеется дрейф изолинии униполярной ЭГ, что еще более затрудняет интерпретацию регистрируемых сигналов.
б) Биполярная электрограмма:
2.1 Время локальной активации. Для определения времени локальной активации с помощью биполярной ЭГ требуются более сложные алгоритмы, т.к. регистрация происходит с двух отдельных полюсов. В гомогенной ткани начальный пик отфильтрованного (30-300 Гц) биполярного сигнала совпадает с деполяризацией ткани в области катетера и наиболее точно соответствует локальной активации ткани. При использовании униполярной ЭГ этому соответствует максимальное отрицательное отклонение dV/dt (см. рис. 3).
Биполярная ЭГ — это сумма двух униполярных электрограмм и времени прохождения импульсом межэлектродного расстояния. При регистрации биполярной ЭГ в гомогенной ткани время межэлектродной задержки, как правило, минимальное. Однако в случае неоднородного проведения межэлектродная задержка между двумя униполярными ЭГ может быть значимой, что приводит к формированию фракционированной ЭГ при конвертации сигналов в биполярную электрограмму (рис. 5, рис. 6).
Рисунок 5. Формирование фракционированной биполярной электрограммы (ЭГ). Волна деполяризации распространяется от электрода 1 к электроду 2, расстояние между которыми составляет 2 мм. (А) При прохождении этого расстояния импульсом за 2 мсек формируется обычный биполярный сигнал. (Б) Увеличение времени прохождения до 1 мсек из-за увеличения межэлектродного расстояния или задержки при прохождении импульса приводит к появлению дополнительных отрицательного и положительного зубцов. (В) Пример двух униполярных ЭГ из реальной клинической практики у пациентов с фибрилляцией предсердий, записанных с помощью электродов диаметром 0,45 мм и межэлектродным расстоянием 2 мм, с фильтром 0,5-400 Гц. В данном случае задержка составила 12 мсек. При объединении сигналов формируется фракционированная биполярная ЭГ
Рисунок 6. Последовательность активации миокарда при обычной и фракционированной электрограммах. Сверху, однонаправленный фронт активации миокарда приводит к формированию обычной электрограммы (ЭГ). Снизу, разнонаправленный фронт активации клеток миокарда, при изменении вектора прохождения возбуждения, обусловленного или различными свойствами ткани миокарда (анизотропия), или наличием функциональных, или анатомических барьеров внутри миокарда, в итоге дает фракционированную разнонаправленную ЭГ
В случае многокомпонентной фракционированной биполярной электрограммы, которые регистрируются в областях со сложным паттерном возбуждения (например, в области медленного проведения макрореентри предсердной тахикардии [ПТ] и желудочковой тахикардии [ЖТ]), определение времени локальной активации является непростой задачей и требует оценки результатов картирования в каждом отдельном случае. Из-за удобства в применении при анализе высокофракционированных или низкоамплитудных ЭГ для определения локальной активации используют восходящую часть биполярной ЭГ (в отличие от максимальной и минимальной точки отклонения). Восходящая часть биполярной ЭГ обычно опережает -dV/dt на униполярной ЭГ на 15-30 мсек.
Для получения истинной локальной электрической активности предпочтительно использовать катетеры с межэлектродным расстоянием менее 1 см. Меньшее межэлектродное расстояние позволяет регистрировать преимущественно локальную электрическую активацию ткани (а не far-field сигналы). Полное удаление шума far-field сигналов обычно достигается использованием фильтров 30-500 Гц.
2.2 Направление локальной активации. На морфологию и амплитуду биполярной ЭГ влияют несколько факторов: (1) ориентация оси катетера к направлению фронта активации; (2) размер электрода; (3) межэлектродное расстояние; (4) плотность контакта электрода с тканью сердца (т.е. расстояние между источником потенциалов и записывающим электродом); (5) различия в проводимости участков (анизотропия электрической проводимости); (6) тканевые характеристики биологические свойства тканей сердца (т.е. нормальный миокард или рубец).
Волна возбуждения, вектор распространения которой строго перпендикулярен оси межэлектродного расстояния, не вызывает разницы потенциалов между двумя электродами, следовательно, на биполярной ЭГ электрический сигнал не регистрируется.
Хотя морфология биполярной ЭГ полностью не отражает направление фронта активации, изменения в морфологии могут предоставить важные подсказки о паттерне активации распространяющейся волны. Изменение полярности биполярной ЭГ по обе стороны от линии аблации говорит о полной блокаде проведения. К примеру, при регистрации сигналов в латеральных отделах кавотрикуспидального истмуса (КТИ) во время стимуляции с коронарного синуса изменение полярности сигналов биполярной ЭГ с положительной на отрицательную указывает на достижение полного блока проведения через КТИ.
Аналогично, при регистрации проведения импульса по ретроградному дополнительному пути проведения (ДПП) многополюсным диагностическим электродом, установленным в коронарный синус параллельно атриовентрикулярному кольцу, сигналы биполярных ЭГ, полученные с полюсов, расположенных по одну сторону ДПП, будут иметь морфологию RS (электрический импульс распространяется от дистального полюса к проксимальному), в то время как сигналы биполярных ЭГ, полученные с полюсов по другую сторону ДПП, будут иметь морфологию QS (импульс распространяется от проксимального полюса к дистальному).
Кроме того, «биполярную» ЭГ можно рассматривать как «мини-униполярную», если проксимальный электрод будет имитировать нулевой удаленный электрод в униполярной конфигурации, в таком случае морфология биполярной электрограммы может позволить определить источник фокальных аритмий. Следовательно, при расположении дистального электрода в области источника фокальной аритмии (в т.ч. желудочковой экстрасистолии [ЖЭС]), первое отрицательное отклонение биполярной электрограммы отражает направление фронта активации, противоположное вектору записывающей пары электродов (т.е. деполяризация достигает первый электрод раньше второго).
Последние данные сообщают, что наличие конкордантного отрицательного отклонения на униполярной и биполярной ЭГ (в дополнение к оценке временных параметров ЭГ) может быть признаком источника фокальных желудочковых аритмий.
2.3 Преимущества биполярной ЭГ. Биполярная запись позволяет достичь наилучшего соотношения сигнал-шум. Дополнительно удается достичь лучшего изображения высокочастотных сигналов, что позволяет зарегистрировать локальную активацию, в особенности, в области инфаркта или рубца.
2.4 Недостатки биполярной электрограммы. В отличие от униполярных сигналов, направление фронта активации не может быть достоверно установлено с помощью морфологии одной биполярной ЭГ; однако при записи двух граничащих биполярных ЭГ, наиболее ранний сигнал находится ближе к источнику аритмии. Кроме того, биполярная запись не позволяет одновременно осуществлять стимуляцию и проводить запись одной и той же области. Это можно выполнить одномоментно в случае, если эндокардиальная стимуляция будет выполняться с 1 и 3 электродов, а запись — со 2 и 4 электродов.
Точность определения локализации электрической активности зависит от расстояния между регистрирующими электродами, т.к. источник может располагаться под дистальной или проксимальной (либо обеими) парой электродов.
