【醉仁心胸】肥胖患者心房颤动的双重与单次电复律效果的对比研究：一项随机临床试验

摘要

研究的重要性  

心房颤动和肥胖是常见且日益增多的健康问题。房颤患者合并肥胖时，即使是使用高输出复律能量，使用单次标准除颤器电极板进行电复律失败率仍然增高。

目的  

比较在合并肥胖的心房颤动患者中，使用两组电极板同时施加200焦耳的双重直流电复律（DCCV）与传统的单次200焦耳电复律的疗效和安全性。

设计、地点和参与者

这是一项前瞻性、研究人员发起的、患者单盲的随机临床试验，历时3年（2020年8月至2023年）。作为一项多中心试验，研究在路易斯安那州的三个地点进行。参与者的纳入标准包括体重指数（BMI）不低于35（计算公式为体重/身高的平方），年龄18岁或以上，并计划进行非紧急的心房颤动电复律。排除标准包括自发性心律转复、血流动力学不稳定、血栓或BMI低于标准。

干预措施

双重电复律对比单次电复律。

主要结局和测量指标

首次心房颤动电复律尝试后，无论持续时间长短，恢复窦性心律的情况；心血管不良事件；术后胸部不适。

结果

在接受电复律的2079名连续患者中，276名符合入组标准。在这些患者中，210名参与者被随机以1:1比例进行分配。最终共有200名患者完成了研究并纳入分析，年龄的中位数[四分位距]为67.6 [60.1-72.4]岁；其中男性127名[63.5%]），BMI的均值（标准差）为41.2（6.5）。与单次电复律相比，双重电复律成功率更高（99名患者中有97名[98%] vs 101名患者中有87名[86%]；P = 0.002）。双重电复律预测成功的优势比为6.7；95%置信区间，3.3-13.6；P =0.01。在单次电复律组中，首次尝试失败的患者均接受了双重电复律进行后续尝试（最多3次），且均成功转复：在第二次电复律后，14名患者中的12名成功，第三次电复律后，14名患者中的2名成功。两组之间的术后胸部不适评分无显著性差异（两组中位数均为0分，满分10分；P = .40）。未发生心血管并发症。

结论与意义

在接受心房颤动电复律的肥胖（BMI ≥35 kg/m²）患者中，双重电复律比单次电复律成功率更高，且未增加并发症或患者不适感。

背景

心房颤动（AF）和肥胖的患病率持续上升，对医疗系统和患者生活质量带来了巨大的影响。心房颤动是最常见的心脏节律紊乱，预计到2050年，美国将有600万至1600万人受到该疾病的影响。此外，预计到2030年，约二分之一的成年人将被诊断为肥胖（BMI ≥30kg/m²），这种情况与50%的心房颤动发病风险增加有关。当对持续性心房颤动患者采用节律控制策略时，外部直流电复律（DCCV）是恢复窦性心律的主要治疗方法。

研究表明，即使使用最大能量的双相波电击，肥胖患者使用单次电极板进行电复律的失败率仍为20%至35%，而在普通人群中失败率不到10%。这种失败通常归因于较高的胸廓电阻、心房扩张和能量分散，导致心房肌肉组织的电流密度不足。电复律失败可能导致患者经历多次电击和延长镇静时间，同时对生活质量产生负面影响，并丧失恢复窦性心律带来的心脏益处。肥胖患者可能特别容易受到此类并发症的影响。

双重DCCV不同于传统的单次电极板（单次DCCV）方法，它使用两组除颤器电极板同时施加电击，从而在心房肌肉组织上产生更高的累计能量和电流密度。既往双重DCCV曾作为对最大能量单次DCCV无反应的心房颤动患者的补救疗法，之前的病例报告和回顾性分析表明这种策略可能更有效且安全。由于肥胖患者中电复律失败率明显升高，本研究旨在评估并比较双重DCCV与单次DCCV作为该特定患者群体的初始治疗方法的效果。

方法

试验设计与监督

这项多中心、平行组、单盲随机临床试验旨在研究双重DCCV作为肥胖患者心房颤动电复律的初始治疗策略是否优于单次DCCV。研究方案获得了Ochsner健康机构审查委员会的批准，并按照《赫尔辛基宣言》的原则进行。试验方案和统计分析计划见补充资料1和补充资料2。本试验遵循了《整合标准临床试验报告》（CONSORT）报告指南。

患者群体

从2020年8月至2023年8月，在三个中心（Ochsner医学中心，新奥尔良，路易斯安那州；Ochsner医学中心–西岸，Gretna，路易斯安那州；和路易斯安那健康科学中心–什里夫波特，什里夫波特，路易斯安那州）进行的选择性心房颤动电复律的患者中筛选了合适的对象。这三个中心招募的患者数量存在显著差异。入组标准为年龄18岁及以上，BMI为35或以上（计算公式为体重/身高的平方），并接受治疗性抗凝治疗。排除标准包括紧急电复律、妊娠和/或监禁状态。所有临床试验数据均直接由参与中心输入一个基于网络的安全REDCap数据库（范德堡大学）。患者的种族和民族由患者自行识别并编码为黑人与非黑人、西班牙裔与非西班牙裔。患者签署了书面知情同意书。数据库中的患者数据经过去识别化处理。

在患者同意参与试验后，使用REDCap随机化工具将参与者按1:1的比例随机分配到单次DCCV与双重DCCV队列中。由临床研究协调员进行入组和随机化。患者对治疗分配情况不知情。在试验开始后，方法未进行重大更改。

图1 除颤电机的放置和除颤方向

研究终点

主要终点是首次DCCV尝试后立即成功恢复窦性心律，无论持续时间多久（定义为≥1次窦性心律搏动）。由于本试验专注于评估两种电复律方式的即时效果，因此我们未监测成功电复律后心房颤动复发的发生情况或时间。这些细节与窦性心律的持久性有关，其受多种因素影响，包括心房病变的严重程度、心房颤动的持续时间及已知会加重心房颤动复发的其他急性/慢性病症。

次要安全性终点包括术后心律失常（不包括早期复发的心房颤动）、缓慢性心律失常、术后胸部不适（患者在恢复过程中通过0-10的视觉模拟量表进行报告）、中风、心肌梗死和死亡。

电复律程序

参与者对随机分配的治疗不知情。深度镇静主要通过给予丙泊酚，有时辅以咪达唑仑和/或芬太尼。在需要排除心内血栓的情况下，进行经食管超声心动图（TEE）。为确保电极接触良好，使用剪刀去除体毛，并确认皮肤清洁干燥。所有患者均放置两组电极片（见图1和补充资料3中的e图），无论其分配的治疗组别。两组电极均放置于前后胸壁位置，但略作调整以适应两组电极板。主要电极组包括一片电极放置于右锁骨下方及右胸骨缘，其配对电极放置于后胸壁，稍偏左侧。对于次要电极组，前部电极放置于左锁骨下方及左胸骨缘附近，配对电极放置于后胸壁，稍偏右侧。此电极排布产生了两个交叉覆盖心脏结构的冲击矢量。

通过ZOLL R系列外部心脏除颤器（ZOLL Medical）提供双相波电击，每组电极连接一个除颤器设备。单次DCCV组接受单次QRS同步的200焦耳冲击来自主要电极组。双重DCCV组同时接受来自主要和次要电极组的QRS同步冲击，总共400焦耳。在双重DCCV中，两个除颤器设备的冲击按钮同时按下，两个设备同步QRS波群的电击。此过程可在视频中观看。在两个组别中，首次电击失败后，可进行最多两次额外的DCCV尝试，或由治疗医生根据医疗需要决定的较少次数，所有额外尝试均使用双重DCCV技术。治疗医生未对电极施加手动压力，也未根据呼吸周期调整电击时间。

对于初次电复律失败的患者，无论其组别，所有后续的电复律尝试均采用双重DCCV策略。选择这种设计的原因如下：（1）先前的数据表明，即使在肥胖患者中多次尝试单次DCCV，其疗效仍不理想；（2）对于首次单次DCCV失败的患者，后续使用双重DCCV可能会提供有关双重DCCV在更具电复律抵抗性的心房颤动患者中的表现的结论（例如肥胖患者和之前DCCV失败的患者）；（3）该设计将导致进行更多的双重DCCV程序，从而增加检测潜在安全性问题的统计能力；（4）最近更新的“2023年美国心脏病学会/美国心脏协会/美国临床药学学院/心律协会心房颤动诊断与管理指南”建议在电复律失败后修改后续的电击（例如改变电击矢量或增加能量），这一策略与双重DCCV策略的目标一致。

统计方法

所有分析均使用SAS/STAT，版本15.2（SAS Institute）和SPSS，版本27（SPSS Inc）进行。对于所有测试，双侧P值<0 .05被认为具有统计学意义。

样本量的确定基于之前发表的研究。假设单次DCCV的预期疗效为75%，双重DCCV的疗效为90%，我们计算得出招募200名患者并进行1:1随机分配将在双侧α =0 .05的条件下获得80%的统计效能。统计分析基于意向治疗原则进行。

二元变量以计数和频率描述，连续变量以平均值（标准差）或中位数（四分位距）描述。基线特征通过卡方检验或Fisher精确检验进行比较，适用于分类变量，并使用未配对t检验比较正态分布的连续变量或在数据非正态分布时使用Mann-Whitney U检验。变量的正态性通过直方图和Q-Q图进行评估。

对于电复律成功的终点，进行了单变量二元逻辑回归。由于有效样本量较小（即，低失败率），我们采用了Firth惩罚法。我们评估了一组预先设定的协变量，包括BMI、年龄、性别、充血性心力衰竭、阻塞性睡眠呼吸暂停、左心室射血分数、左心房容积指数、糖尿病和抗心律失常药物使用的随机化平衡。由于有效样本量较小（即，DCCV失败较少），未进行多变量分析。

图2 研究的患者入组流程图

结果

在研究期间（2020年8月到2023年8月）共进行了2079次电复律，其中276名患者符合入组标准。在这些患者中，210名同意参与研究（图2）。患者分别来自以下三个中心：Ochsner医学中心，新奥尔良，路易斯安那州（185名，占92.5%）；Ochsner医学中心–西岸，Gretna，路易斯安那州（11名，占5.5%）；路易斯安那健康科学中心–什里夫波特，什里夫波特，路易斯安那州（4名，占2%）。

随机分配后（共210名患者），有10名患者的电复律程序因自发转复为窦性心律（4名）、经食管超声心动图（TEE）检测出血栓（3名）、BMI低于35（1名）、呼吸不稳定（1名）或室性心动过速导致紧急电复律（1名）而被取消（占比5%；其中单次DCCV组4名[4%]，双重DCCV组6名[6%]）。

完成研究方案的前200名患者（中位年龄[四分位距]为67.6[60.1-72.4]岁；女性73名，占36.5%；男性127名，占63.5%）构成了研究人群，并被随机分配到单次DCCV组（101名，占50.5%）和双重DCCV组（99名，占49.5%）。参与者根据以下种族和民族类别自我认定：黑人39名（占19.5%），非黑人161名（占80.5%），西班牙裔1名（占0.5%），非西班牙裔199名（占99.5%）。人群的基线特征汇总于表1。总体而言，随机分组产生了平衡的组别，尽管单次DCCV组患者的年龄略显偏大（中位年龄[四分位距]为68.8[61.8-74.1]岁对比双重DCCV组的66.6[56.3-71.3]岁；P = 0.003，Mann-Whitney U检验）。两组在性别、种族、BMI、病史、药物使用、左心室射血分数和左心房容积指数方面的分布相似。

表1 受试者的基线特征

由于技术问题，随机分配到双重DCCV的3名患者（占3%）实际接受了单次DCCV。这3名患者的电复律均成功，并根据意向治疗原则被包括在双重DCCV组中。所有患者都被纳入主要终点的分析中。

主要终点

在首次电复律尝试中，双重DCCV组的成功率显著高于单次DCCV组（99名患者中的97名[98%]对比101名患者中的87名[87%]；P = 0.002）（图3）。在成功电复律后，患者在电复律室内接受麻醉恢复的监测，通常持续10至15分钟。在此期间未观察到心房颤动的早期复发。

图3 双重与单次电复律的有效性比较

我们进一步评估了DCCV方式与电复律失败之间的关系，使用二元逻辑回归分析（表2）。未经调整的分析显示，双重DCCV相较于单次DCCV的电复律成功几率优势比为6.5（95%置信区间，1.6-25.7；P = 0.008）。在注意到组间存在一定程度的不平衡后，我们使用逆概率加权和稳健方差进行了逻辑回归分析，考虑了BMI、年龄、性别、充血性心力衰竭、阻塞性睡眠呼吸暂停、左心室射血分数、左心房容积指数、糖尿病和抗心律失常药物使用的影响。在这一分析中，双重DCCV的调整后电复律成功几率（优势比）为6.7（95%置信区间，3.3-13.6；P = 0.01）。

表2 二元逻辑回归分析检验直流电复律（DCCV）方式与DCCV成功的关联性

由于三个中心入组患者数量的显著差异，将中心作为随机效应纳入考虑的分析中，G矩阵未能为正定，因此未进行中心分层分析。

后续电复律

根据研究方案，对于单次DCCV失败的患者，每名患者接受最多两次额外的电复律，每次使用双重DCCV。在单次DCCV电击失败的14名患者中，所有14名患者（100%）使用后续的双重DCCV成功转复：其中12名患者（86%）在第二次电击后成功，2名患者（14%）在第三次电击后成功。在双重DCCV组中，初次电复律失败的2名患者中，一名患者通过第二次双重DCCV成功转复，另一名患者在两次双重DCCV尝试失败后未在当日进行进一步的电复律。该患者随后接受了胺碘酮治疗，并在两周后通过双重DCCV成功转复。

安全性

两组患者在电击后的胸部不适评分无差异。两组的中位数均为0分（四分位距0和0；P = 0.40）。两组均未报告不良事件。

讨论

这项多中心、患者单盲、随机临床试验比较了双重DCCV与单次DCCV作为肥胖患者心房颤动非紧急电复律的初始治疗方式的效果。主要终点是电复律成功率，双重DCCV组（即使用两组电极板）相比单次DCCV组（即使用一组电极板）的成功率更高，两组分别为98%和86%。此外，对于单次DCCV随机失败的患者，所有患者在后续尝试中通过双重DCCV成功转复。两组之间未观察到显著的不良事件，也未发现术后胸部不适感的差异。

肥胖与电复律失败的风险增加之间的关系已被广泛记录，超过20年的研究发现较高的体重与较高的电复律失败风险相关。研究最早从内科与外科电复律疗效的比较中发现，体重是与DCCV结果相关的唯一变量。其他研究也支持了这一发现。尽管电复律技术有所改进（尤其是双相波形和最大电击能量的使用），但仍有相当一部分肥胖患者需要多次电复律，或完全无法恢复窦性心律。

为了成功电复律，心房肌肉组织的电流密度必须超过心肌复律阈值。电复律在肥胖患者中失败的原因被认为是更高的胸廓电阻、较大的电极间距离以及较大的心房尺寸。因此，研究人员一直在探索克服这些障碍的替代策略，包括对电极施加手动压力、调整电极位置、预处理抗心律失常药物和增加电击能量。

在一项使用递增双相电击能量（从50焦耳到100焦耳再到150焦耳和200焦耳）和前后电极位置的研究中，研究人员发现对前部电极施加压力提高了电复律成功率（96% vs 84%），降低了复律阈值，并减少了总电击能量和所需的电击次数。在另一项研究中，研究人员评估了肥胖患者（BMI≥30）中使用不同电击矢量（前后对比前侧）和压力（手持电极板对比粘附电极片）的电复律结果，该研究为一项125名患者的1:1:1:1随机临床试验，每组患者接受递增的电击能量（100焦耳到200焦耳，第三次电击使用交叉的电极板或电极片，使用200焦耳）。使用电极板的患者在第一次或第二次电击中的成功率高于使用电极片的患者（90% vs 68%），在需要第三次电复律尝试时，使用电极板的患者成功率也更高。在一项针对肥胖患者（BMI≥35）和电复律耐药性心房颤动患者的观察性子研究中，研究人员评估了在心动周期末期施加手动压力的电复律方法的效果（即使用电极板和电极片在200焦耳和360焦耳电击时进行手动压力调整），结果显示200焦耳和360焦耳电击的成功率分别为50%和86%。与电极方向相关的疗效无显著差异，这与最近的荟萃分析结果一致，但也存在相互冲突的证据。最后，抗心律失常药物可能不仅在维持窦性心律方面有益，还可能通过其作为上游干预措施来促进电复律成功。

使用高能量电击的研究在安全性和有效性方面都显示出令人鼓舞的结果，使其成为改善肥胖患者成功率的潜在策略。在双相电击时代，固定高能量（360焦耳到360焦耳到360焦耳）与低递增能量（125焦耳到150焦耳到200焦耳）电复律方案进行了评估。成功的电复律定义为持续1分钟的窦性心律，在固定高能量组的成功率较低递增能量组更高（88% vs 66%）。值得注意的是，高输出360焦耳电击的首次成功率仅为75%，作者推测这可能是因为30%的研究人群存在长期心房颤动（持续时间超过1年）。重要的是，两组在安全性终点或以心肌损伤标志物（如电复律前后肌钙蛋白水平）测量的心脏损伤方面没有差异。

在20世纪90年代末，双重DCCV首次在心房颤动背景下使用，以克服电复律抵抗者的心房颤动。自那时以来，多个病例报告和小型系列研究表明，双重DCCV可能是一种安全有效的策略。目前，在肥胖患者中尚无关于最佳电复律策略的共识，这凸显了定义一种既有效又安全的替代策略的重要性。因此，我们的发现可能具有临床意义。据我们所知，这是首次评估双重DCCV的前瞻性随机临床试验。我们推测，本研究中观察到的高效性，与包括最大能量电击试验在内的其他研究相比，是由于同时结合了两种不同的方式来提高电击成功率——最大化能量输出以提高电流密度，并使用替代电击矢量，可能使电流传递均匀化和优化。本试验显示，“2023年美国心脏病学会/美国心脏协会/美国临床药学学院/心律协会心房颤动诊断与管理指南”首次简要提到了在肥胖患者中进行电复律的挑战以及双重DCCV的潜在用途。然而，由于缺乏临床数据，该文件未给出具体的指南建议。

局限性

本研究存在几个重要的局限性。首先，试验为单盲（仅患者盲），因此治疗医生知晓治疗分配情况，因为他们需要在两台除颤器设备上同时按下电击按钮。其次，心律分析由治疗医生在电击后进行，而非由独立盲法观察者评估。我们中心普遍使用ZOLL R系列除颤器（ZOLL Medical），其最大输出为200焦耳。因此，本研究无法评估高输出除颤器设备（如360焦耳）的潜在疗效。研究中仅试验了一种双重DCCV电极板的排布。主要终点仅关注首次电复律尝试后是否恢复窦性心律，无论其持续时间，并且仅监测了电复律后的即刻情况，无法对电复律期间的事件作出任何结论。两组之间存在基线差异（仅年龄达到统计显著性），这可能与相对较小的样本量有关。我们使用了逆概率加权和稳健方差的逻辑回归分析，以考虑随机分组之间的任何不平衡。由于三个中心招募患者数量的显著差异，无法进行站点特异性分析。尽管参与者来自三个不同的中心，但大多数（92.5%）来自一个中心。最后，虽然常用的BMI指标被用于预测电复律失败的高风险患者，但其他体型测量或分析（如胸围）未被考虑，这些可能提供额外的预测能力。

结论

在这项随机临床试验中，肥胖患者（BMI ≥35kg/m²）在接受心房颤动电复律时，双重DCCV比传统的单次DCCV具有更高的电复律成功率，且未增加并发症或患者不适感。

参考文献

Aymond JD, Sanchez AM, Castine MR, Bernard ML, Khatib S, Hiltbold AE, Polin GM, Rogers PA, Dominic PS, Velasco-Gonzalez C, Morin DP.Dual vs Single Cardioversion of Atrial Fibrillation in Patients With Obesity: A Randomized Clinical Trial. JAMA Cardiol. 2024 Jul 1;9(7):641-648. doi: 10.1001/jamacardio.2024.1091.PMID: 38776097 Clinical Trial.