Session 7: The new kids on the block: Pulsed Field Ablation (PFA)

Op 22 oktober 2021 in de namiddag vond sessie 7 van de BeHRA-meeting 2021 plaats. De sessie was toegespitst op de nieuwste technologie in de wereld van de elektrofysiologie: pulsed field ablation (PFA).

Science of PFA and Systems Design

Kars Neven

Kars Neven schetst in deze presentatie een overzicht van elektroporatie: beginnend bij de geschiedenis, over het mechanisme, tot de huidige preklinische en klinische data. Elektroporatie is een techniek die eerst werd beschreven in de jaren '60. In eerste instantie werd opgemerkt dat met een elektrische puls toegenomen celpermeabiliteit werd bekomen, wat leidt tot irreversibele celdood of celnecrose. Echter, bij toedienen van kortere pulsen kan ook reversibele celpermeabiliteit bekomen worden, wat gebruikt kan worden om stoffen in of uit de cellen te krijgen. Een toepassing die we al 30 jaar kennen is bijvoorbeeld het inbrengen van chemotherapeutica in cellen. Reversibele celpermeabiliteit is dus voornamelijk bekend vanwege zijn toepassingen in de chemotherapie. Irreversibele elektro poratie en dus het genereren van celdood wordt gebruikt in verschillende sectoren (eveneens oncologie, maar ook voedingswetenschap, afvalwaterverwerking etc.). Irreversibele elektroporatie was vermoedelijk ook het mechanisme van de cardiale direct current (DC)-ablatie van de jaren '80. De techniek werd rond 1987 echter vervangen door de nu alom bekende radiofrequentie-ablatie. De radiofrequentieablatie was een revolutie en was superieur ten opzichte van oudere technieken. Er zijn echter ook talrijke gekende problemen met radiofrequentie- en cryoablatie. Door de thermische energie kunnen ook andere weefsels beschadigd worden (slokdarm, pericard, coronairen etc.).

Sinds kort kennen we een herleving van de elektroporatie die door toediening van een elektrisch veld verhoogde permeabiliteit van het celmembraan veroorzaakt met apoptose van de cellen tot gevolg. Het grote voordeel is dat dit in de grote meerderheid van de cellen tot stand komt door niet-thermische effecten. Het is dus een veilige procedure die toch duurzame celdood kan bekomen. Een bijkomend voordeel is dat de respons weefselspecifiek is en dat waar cardiomyocyten een lage ablatiedrempel kennen, de coronairen, slokdarm en zenuwen gespaard kunnen blijven. Katheterwandcontact lijkt nog steeds nodig, maar uitoefenen van kracht is vermoedelijk niet nodig. Kars Neven overloopt verschillende ontwerpen van katheters die momenteel gebruikt worden, waarbij zowel monopolaire als bipolaire elektroporatie tot de mogelijkheden behoren.

Preklinische data (in varkens en honden) tonen aan dat de techniek haalbaar en veilig is. De eerste klinische data kennen we van de groep van Vivek Reddy. In een eerste paper in 2018 werd de eerste klinische ervaring in 22 patiënten beschreven met positieve resultaten. Een tweede paper in 2019 vat de resultaten van de IMPULSE- en PEFCAT-studie samen met 81 patiënten, waarbij eveneens positieve resultaten werden gezien van de nieuwe techniek. Een bijkomende paper in 2021 vat de 1-jaars follow-up resultaten van IMPULSE, PEFCAT en PEFCAT II samen. In de paper wordt geconcludeerd dat de recidief-ratio na pulmonaire vene-isolatie met PFA-katheters laag is. Er wordt steeds benadrukt dat PFA niet thermisch werkt en bij voorkeur myocardweefsel aantast, en dus andere weefsels spaart. Een bijkomende paper van dezelfde groep uit 2020 toont met de PersAFOne-studie aan dat naast pulmonaire vene-isolatie ook linkeratrium-posteriorwandablatie veilig kan gebeuren bij persistente voorkamerfibrillatie.

Kars Neven toont met cijfers uit zijn centrum aan dat ook hun ervaringen met de techniek gunstig zijn. De toekomst in onderzoek zal liggen in het direct vergelijken van PFA met radiofrequentie- en cryoablatie. Er zijn verschillende studies gepland (onder andere de ADVENT-studie). Kars Neven concludeert dat elektroporatie snel, veilig en efficiënt is met weefselspecificiteit als een enorm voordeel.

The Benelux experience: methods and results

In deze presentaties komen de eerste ervaringen met PFA in de Benelux aan bod.

Using circular IRE multi-electrode catheters

Tom De Potter

Tom De Potter toont de resultaten van de eerste 40 patiënten binnen de inspIRE-trial. InspIRE is een prospectieve, multicenter, niet-gerandomiseerde studie die de veiligheid en effectiviteit van de VARIPULSE-katheter en TRUPULSE-generator, gebruikt voor PFA-ablatie, onderzoekt in de behandeling van refractaire voorkamerfibrillatie. Er wordt gepland om tot 550 patiënten te includeren. De data tonen aan dat onmiddellijk procedureel slagen werd bekomen in 100 % van de patiënten zonder complicaties. Daarnaast bevestigen de studieresultaten de weefselspecificiteit die eerder werd aangetoond. Opvolging na 12 maanden wordt gepland binnen de studie.

Using conventional contact force catheters

Johan Vijgen

Johan Vijgen presenteert de resultaten van de eerste 50 patiënten uit de ECLIPSE-AF-trial. De ECLIPSE-AF-trial werd opgestart in september 2020 om de veiligheid van het CENTAURI-systeem (Galaxy) te bestuderen. De technologie geeft korte stoten van hoog voltage, hoge frequentie gepulseerde elektrische veld (PEF) energie om ablatie te bekomen. Hierbij wordt gebruikgemaakt van conventionele contactkrachtkatheters. Bij deze dosisbepalingsstudie zijn de resultaten veelbelovend en het veiligheidsprofiel gunstig. Johan Vijgen benadrukt dat de techniek nog in de kinderschoenen staat en dat verder onderzoek naar slokdarmletsels, ontstaan van microbubbels, vagale stimulatie en coronaire spasmen nodig zijn.

Using multi-electrode basket/flower array

Sebastien Knecht

Sebastien Knecht doet de ervaringen uit Bordeaux met het Farapulse-systeem uit de doeken. De data van de IMPULSE-, PEFCAT- en PEFCAT II-studies worden meer in detail bekeken. Hij kijkt uit naar de toekomst waar resultaten uit de ADVENT-trial en de BEAT AF-trial zullen verschijnen.

Hij concludeert dat PFA-systemen niet allemaal hetzelfde zijn. Kleine aanpassingen in instellingen kunnen een ernstige impact hebben op de duurzaamheid van de aangebrachte laesies. Het Farapulse-systeem is het PFA-systeem met de duidelijkste data wat betreft duurzaamheid van de letsels. De eerste resultaten zien er alvast veelbelovend uit, maar er moet nog worden vergeleken met radiofrequentieablatie. De data uit gerandomiseerde studies (onder andere BEAT AF) vallen dus af te wachten.

Session 8: Radioprotection

Als afsluiting van de BeHRA-meeting op 22 oktober 2021 was het tijd voor sessie 8. Tijdens deze sessie werden in vier uitstekende presentaties de laatste evidenties rond radioprotectie voorgesteld.

New legislation on radiation protection: implications for cardiologists

Véra Pirlet

Véra Pirlet ging van start met een presentatie over de nieuwe wetgeving rond radioprotectie en wat de implicaties hiervan zijn voor cardiologen. Het is duidelijk dat radioprotectie steeds belangrijker wordt. Meer en meer disciplines starten met het gebruiken X-stralen bij hun onderzoeken. Enkele jaren geleden werd daarom een nieuwe Europese richtlijn gepubliceerd hierrond. Deze nieuwe richtlijn focust op:

• Bescherming van patiënten bij onderzoeken met X-stralen met hoge stralingsdosis;
• Kwaliteitsverzekering om accidentele blootstelling te voorkomen en om de dosis per patiënt te evalueren;
• Interne verantwoordelijke in het ziekenhuis voor radioprotectie;
• Concept van verklaring van accidentele/ niet-opzettelijke blootstelling;
• Verbetering en verplichting van de continue opleiding van radioprotectie voor medisch personeel.

In realiteit betekent deze nieuw richtlijn dat de verantwoordelijke dokters steeds de nationale aanbevelingen moeten volgen en dat ze bij elke afwijking van de aanbeveling een schriftelijke argumentatie moeten toevoegen aan het dossier van de patiënt. Verder is het ook nodig om altijd de dosissen te rapporteren. Het is echter niet verplicht om hiervoor speciale systemen of software aan te kopen.

Automatic recording of radiation parameters and their relevance

Liesbeth Eloot

De tweede spreker ging dieper in op hoe radiatieparameters automatisch gemeten kunnen worden en wat hun relevantie is. Er zijn verschillende redenen waarom de registratie van radiatieparameters belangrijk is: (retrospectieve) schatting van de stralingsdosis van de patiënt, periodieke patiëntdosimetriestudies, klinisch incidenten risicomanagement, klinische studies: prospectieve schatting nodig, optimalisatiestudies voor 'hogedosismodaliteiten'.

De registratie kan op verschillende manieren gebeuren. De meeste simpele vorm is het gebruik van een manueel logboek. Dit is heel gemakkelijk en kan op elke dienst worden ingevoerd, maar er is natuurlijk wel het risico dat er fouten insluipen of dat men het vergeet in te vullen. Automatische registratie heeft minder kans op fouten en het kan niet worden vergeten. Een valkuil is echter de validatie en interpretatie van de data. Liesbeth Eloot toonde verder ook dat manuele registratie voldoende kan zijn voor de retrospectieve schatting van de stralingsdosis van de patiënt en de periodieke patiëntdosimetriestudies maar dat er voor klinische en optimalisatiestudies toch nood is aan meer gedetailleerde en gestandaardiseerde gegevens. Hiervoor is dan ook automatische registratie de beste optie.

Ten slotte ging Liesbeth Eloot nog verder in op de verschillende radiatieparameters die kunnen worden verzameld. De usual suspects zijn: dose area product, Ak_ref, aantal cine runs, fluoroscopietijd, K_a,r en diagnostisch referentieniveau.

Limiting radiation during device implantation

Dominique Blommaert

De derde presentatie werd gegeven door Dominique Blommaert. Deze presentatie focuste op het beperken van straling tijdens de implantatie van cardiale devices. Dominique Blommaert toonde dat er veel spreiding zit in de stralingsdosis die wordt toegediend bij device-implantaties. Een eerste belangrijk principe dat wordt aangehaald is bescherming van de operator zelf. Het is gekend dat de strooistraling de belangrijkste vorm van straling is voor operators. Het is daarom ook aangewezen om voldoende loodbescherming te gebruiken tijdens procedures. Het wordt ook aangeraden om twee dosimeters te dragen (zowel onder als boven de loodschort). Verder is het ALARA-principe natuurlijk ook van toepassing bij device-implantaties. Dominique Blommaert geeft ten slotte aan dat volgende stappen kunnen helpen om straling te limiteren tijdens een device-implantatie.

• Gebruikmaken van gepulseerde fluoroscopie met een lage snelheid;
• De vraag durven stellen of er een duidelijke indicatie is voor een deviceimplantatie, upgrade of leadvervanging;
• Eerst een goede evaluatie van vena subclavia en sinus coronarius.

Limiting Radiation During Lead Extraction

Rene Tavernier

Last but not least was de presentatie van Rene Tavernier. Hij lichtte toe hoe tijdens een leadextractie de stralingsdosis zo laag mogelijk kan worden gehouden. Eerst werd er getoond dat de blootstelling tijdens leadextractie acceptabel is en vergelijkbaar of zelfs lager is dan blootstelling tijdens andere diagnostische en therapeutische cardiale interventies. Rene Tavernier toonde daarna data van 57 patiënten die leadextractie ondergingen in AZ Sint-Jan tussen 2019 en 2021. De volgende zaken vielen hierbij op:

• Grote spreiding in de tijd tot leadextractie (4 tot 10 947 dagen; mediaan 474 dagen);
• Grote spreiding in stralingsdosis (40-28 594 mGy.cm²; mediaan 1 917 mGy.cm²);
• Beperkte relatie tussen de stralingsdosis en de tijd tot leadextractie.

Hierna ging Rene Tavernier verder in op de algemene maatregelen die we kunnen nemen om de stralingsdosis te verminderen. Dit zijn de volgende: lage framerate tijdens fluoroscopie, het vermijden van cine want dit kan leiden tot een veel hogere dosis, de positie van de detector en hoek van de incidentie en ten slotte gebruikmaken van collimatie. Verder zijn er ook nog enkele specifieke maatregelen die we kunnen nemen om de stralingsdosis te verminderen bij leadextracties. Eerst moet er goed worden nagegaan of er een indicatie is voor leadextractie. Zo kunnen bijvoorbeeld oppervlakkige infecties conservatief behandeld worden. Verder benadrukt Rene Tavernier ook dat leads zeker niet moeten worden doorgesneden. Ten slotte benadrukte hij dat het ook belangrijk is welke extractietools worden gebruikt. Zo toonde de studie van Gaubert et al. aan dat het gebruik van een laser sheath gelinkt is met een significante grotere kans voor radiologisch succes, lagere stralingsdosis en gelijkaardige incidentie van complicaties als een mechanische sheath.

Rene Tavernier eindigde uiteindelijk met twee conclusies. Alle conventionele maatregelen om stralingsblootstelling van de patiënt en de cardioloog te verminderen, moeten worden geïmplementeerd. En ten slotte: actieve extractietools en ervaring van de cardioloog kunnen de blootstelling aan straling verminderen.

Referenties

1. Reddy, V.Y., Koruth, J., Jais, P., Petru, J., Timko, F., Skalsky, I. et al. Ablation of Atrial Fibrillation With Pulsed Electric Fields: An Ultra-Rapid, Tissue-Selective Modality for Cardiac Ablation. JACC: Clin Electrophysiol, 2018, 4 (8), 987-995.
2. Reddy, V.Y., Dukkipati, S.R., Neuzil, P., Anic, A., Petru, J., Funasako, M. et al. Pulsed Field Ablation of Paroxysmal Atrial Fibrillation: 1-Year Outcomes of IMPULSE, PEFCAT, and PEFCAT II. JACC: Clin Electrophysiol, 2021, 7 (5), 614-627.
3. Reddy, V.Y., Neuzil, P., Koruth, J.S., Petru, J., Funosako, M., Cochet, H. et al. Pulsed Field Ablation for Pulmonary Vein Isolation in Atrial Fibrillation. J Am Coll Cardiol, 2019, 74 (3), 315-326.
4. Reddy, V.Y., Anic, A., Koruth, J., Petru, J., Funasako, M., Minami, K. et al. Pulsed Field Ablation in Patients With Persistent Atrial Fibrillation. J Am Coll Cardiol, 2020, 76 (9), 1068-1080.
5. Gaubert, M., Giorgi, R., Franceschi, F., Koutbi-Franceschi, L., Gitenay, E., Maille, B. et al. Outcomes and costs associated with two different lead-extraction approaches: a single-centre study. Europace, 2017, 19 (10), 1710-1716.