Enhanced Lesion Depth and Preserved Deep Thermal Safety of Sequential Radiofrequency and Pulsed Field Ablation: An Ex Vivo Porcine Heart Study
이 엑스 비보(ex vivo) 돼지 심장 연구는 고주파 절제술과 펄스장 절제술을 순차적으로 적용하는 것, 특히 고주파 절제술을 펄스장 전달 이전에 시행하는 것이 단독 방식보다 유의미하게 더 깊은 심근 병변을 생성하는 동시에 7mm 깊이에서 안전한 열적 여유를 유지함으로써, 인접 구조물의 보호와 절제 효능 사이의 균형을 맞추기 위한 유망한 전략을 제공한다는 것을 입증한다.
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수십 년 동안 의사들은 심장 근육에 미세한 흉터를 만들어 불규칙한 심장 박동을 치료하는 카테터 절제술이라는 기술을 사용해 왔습니다. 이 흉터들은 심장이 빠르게 뛰게 만드는 전기 신호를 차단합니다. 흉터를 만드는 가장 흔한 방법은 열을 사용하는 것인데, 세포를 적절히 태워 세포를 죽이고 장벽을 형성할 만큼의 도구를 사용하여 조직을 태웁니다. 하지만 이 열은 양날의 검입니다. 열은 흉터를 만드는 데 효과적이지만, 심장의 뒷벽과 위험할 정도로 가까이 위치한 식도와 같은 주변 구조물을 실수로 태울 수 있습니다. 반면, 더 새로운 방법은 강력한 전기 충격을 사용하여 상당한 열을 발생시키지 않고 세포를 지지는 방식입니다. 이 접근법은 주변 장기에 대해 훨씬 안전하지만, 이 방법이 만든 흉터는 심장의 두꺼운 부분에서 문제를 멈추기에는 너무 얕은 경우가 많습니다. 과제는 기존 방식의 깊이와 새로운 방식의 안전성을 모두 얻는 방법을 찾는 것이었습니다.
중국 과학기술대학교 제1 부속 병원의 연구진은 두 가지 방식을 결합한 해결책을 테스트하기 위해 연구에 착수했습니다. 그들은 열 방식(heat method)을 먼저 사용하고 즉시 전기 방식(electricity method)을 사용하는 것, 또는 그 반대로 하는 것이 어떻게 위험한 온도 상승 없이 더 깊고 효과적인 흉터를 만들 수 있는지 확인하고자 했습니다. 이를 위해 연구진은 몸에서 제거된 신선한 돼지 심장을 활용했는데, 이 모델은 살아있는 동물의 혈류로 인한 복잡한 문제 없이 손상이 얼마나 깊게 진행되는지와 조직이 얼마나 뜨거워지는지를 정밀하게 측정할 수 있게 해줍니다. 그들은 열만 사용하는 경우, 전기만 사용하는 경우, 전기를 먼저 사용하고 열을 사용하는 경우, 그리고 열을 먼저 사용하고 전기를 사용하는 네 가지 서로 다른 전략을 테스트했습니다.
연구팀은 심장 근육 깊은 곳의 온도를 세심하게 모니터링했으며, 절제가 이루어진 표면으로부터 각각 3밀리미터와 7밀리미터 아래에 센서를 배치했습니다. 그들은 열 방식만을 사용했을 때 에너지를 높임에 따라 온도가 크게 상승하며 깊은 흉터를 만든다는 것을 발견했습니다. 전기 방식만을 사용했을 때는 온도 상승이 훨씬 작았고 흉터도 더 얕았습니다. 그러나 두 방식을 결합했을 때 결과는 더 복잡했습니다. 열을 사용한 뒤 전기를 사용하는 조합이 가장 깊은 흉터를 만들었으며, 그 깊이는 거의 7밀리미터에 달했습니다. 이는 두 방식 중 어느 하나가 단독으로 달성할 수 있는 것보다 더 깊은 수치였습니다.
결정적으로, 연구진은 이 추가적인 깊이가 깊은 층에서의 위험한 온도 급상승을 동반하지 않는다는 것을 발견했습니다. 표면과 얕은 층은 뜨거워졌지만, 7밀리미터 깊이의 온도는 매우 낮게 유지되었으며 거의 모든 경우에서 1도 미만으로 상승했습니다. 이는 열이 심장 뒤쪽의 구조물을 위협할 만큼 멀리 전달되지 않았음을 시사합니다. 에너지를 적용하는 순서가 매우 중요했습니다. 열을 먼저 적용하고 전기를 따르게 했을 때, 조직 손상은 주로 열에 의한 결과였으며 전기가 흉터를 더 깊게 확장하는 데 도움을 주었습니다. 전기를 먼저 적용했을 때는 조직에서 열 손상과 더불어 프로그램된 자가 파괴와 유사한 형태의 다른 유형의 세포 사멸이 혼재되어 나타났지만, 결과적인 흉터는 열을 먼저 사용한 방식보다 약간 더 얕았습니다.
연구는 또한 현미경 아래에서 세포가 어떻게 죽는지 살펴보았습니다. 열 방식은 세포가 부풀어 오르고 터지는 현상을 일으켰는데, 이는 전형적인 열 손상의 징후입니다. 전기 방식은 세포가 수축하고 내부 구조가 응축되는 현상을 일으켰는데, 이는 다른 생물학적 과정의 징후입니다. 두 방식이 결합되었을 때, 세포 사멸의 유형은 어떤 것이 먼저 왔느냐에 따라 달라졌습니다. 열을 먼저 사용하는 방식은 열 손상이 지배적인 흉터를 생성한 반면, 전기를 먼저 사용하는 방식은 전기 방식과 관련된 고유한 세포 변화를 일부 유지했습니다.
이러한 발견은 열로 시작하여 전기로 마무리하는 순차적 접근 방식이 깊은 조직의 온도 상승을 최소화하면서도 더 깊고 내구성이 강한 흉터를 만드는 유망한 방법임을 시사합니다. 이러한 균형은 식도 손상의 위험이 가장 높은 심장의 뒷벽을 치료하는 데 필수적입니다. 비록 이 결과들이 체외 모델에서 나온 것이며 아직 살아있는 환자에게 어떻게 작용할지를 입증하는 것은 아니지만, 데이터는 에너지 전달의 순서가 핵심적인 요소임을 나타냅니다. 열을 먼저 적용하여 조직을 따뜻하게 하고 그다음 전기를 사용하여 효과를 깊게 함으로써, 의사들은 깊은 열 손상의 위험을 높이지 않고도 어려운 심장 리듬을 더 효과적으로 치료할 수 있을 것입니다. 이 연구는 치료의 순서가 단순한 기술적 세부 사항이 아니라, 시술의 안전성과 성공 모두를 결정짓는 근본적인 변수라는 점을 강조합니다.
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