采用精确的心内超声心动图方法对左心房和肺静脉进行三维建模

摘要

精确的心腔内超声心动图（ICE）在评估左心房结构方面表现出显著的准确性，是一种具有前景的心脏结构评估方法。本文提出了一种利用心腔内超声心动图结合快速解剖建模（FAM）导管重建技术进行左心房及肺静脉三维建模的实验方案。

摘要

心内超声心动图（ICE）是一种在肺静脉隔离术中评估心脏解剖结构的新型工具，尤其适用于左心房（LA）解剖结构和肺静脉结构的观察。ICE 在消融手术中被广泛用于建立三维（3D）左心房结构模型。然而，目前尚不清楚在精确的三维建模方法中使用 ICE 是否能够提供更准确的左心房三维模型以及经房间隔穿刺路径信息。本研究提出了一种利用 ICE 与快速解剖标测（FAM）导管重建技术对左心房和肺静脉进行建模的方案，并通过观察者评分评估两种方法所生成模型的准确性。我们纳入了50例接受基于 ICE 的三维重建患者和45例接受基于 FAM 的三维重建患者，均基于肺静脉隔离术进行。通过比较重建所得肺静脉前庭区域与左心房计算机断层扫描血管造影（CTA）获取的区域，来评估肺静脉前庭重建的准确性。ICE 组和 FAM 组在模型构建方面的观察者评分分别为 3.40 ± 0.81 和 3.02 ± 0.72（P < 0.05）。基于 ICE 和 FAM 方法获得的肺静脉前庭面积与通过左心房 CT 获得的面积具有相关性。然而，根据 Bland-Altman 分析，ICE 所获模型的95%置信区间偏差较 FAM 所获模型更窄（分别为 -238 cm² 至 323 cm² 与 -363 cm² 至 386 cm²）。因此，精确的 ICE 在评估左心房结构方面具有高准确性，有望成为未来心脏结构评估的一种有前景的方法。

引言

心房颤动（AF）常伴随心房重构，包括机械性重构、电生理重构和结构性重构¹。结构性重构会显著影响心房的解剖结构。因此，评估AF患者左心房的解剖结构对于AF消融术及任何针对左心房的手术至关重要。在FAM三维建模中，通过在心脏内持续移动磁感应导管，根据其位置相对于固定磁场的空间位置变化，重建心脏的三维模型。相比之下，ICE三维建模则是通过将传感器置于ICE相控阵导管头端，将心腔内的二维图像与三维电生理解剖标测系统整合。因此，超声扇形区域可实现三维建模，以显示解剖结构关系及导管的实时位置。

根据我们的临床经验，心内超声心动图（ICE）能够识别心房壁边界，并进一步建立三维重构模型。然而，在房颤消融或三维重构过程中，大多数ICE的应用仅能提供心房或肺静脉的简要轮廓。最初，ICE被用于指导房间隔缺损和卵圆孔未闭的介入封堵术²。ICE可以清晰显示房间隔的位置和形态，并已广泛应用于需要进行房间隔穿刺的各种介入手术³，包括房颤射频导管消融、二尖瓣介入治疗等。ICE能够精确定位肺静脉边界和心房壁，从而建立更为详细的三维模型³。目前尚不明确该方法是否能为术者提供更精确的心房解剖评估，尤其是肺静脉前庭和穿隔部位的结构信息。在本研究中，我们比较了采用传统方法与精确ICE技术建立的左心房CT图像及三维重构模型，以确定....

方案

本研究方案严格遵守吉林大学中日联谊医院人类研究伦理委员会的规定。通过Carto系统（三维标测系统）筛选接受过房颤射频消融术的患者，随后利用PACS系统确认患者术前是否进行过左心房CT检查，以确保所选每位患者均有可用于对比的左心房CT图像。本研究中使用的ICE导管为Soundstar，且三维标测系统中配备有Cartosound模块。每位患者在进行ICE三维建模前均签署了书面知情同意书。

1. 扫描前准备

1. 核对患者信息，例如准确的心率、心律、血压和血氧饱和度。让患者取仰卧位，双上肢置于身体两侧，双大腿稍外展。
2. 在整个操作过程中，对所有患者给予芬太尼（200 µg/mL）以实现深度镇静。选择右侧股静脉作为穿刺点，常规消毒后铺巾，并使用2%利多卡因进行局部麻醉。
3. 准备ICE导管：将ICE导管尾线连接至三维标测系统和超声设备。在三维标测系统中打开Study界面，并在Connected Machines中选择P500 。
4. 将ICE导管（直径：10f；超声模式：B模式）置入股静脉内。推送过程中，实时监测超声图像，确保导管位于安全路径中。
5. 送入消融导管至右心房，构建右心房及冠状窦模型。结合ICE引导，放置冠状窦电极。
6. 当ICE导管进入右....

结果

2021年1月至2022年6月期间，我们选取了在我院接受房颤射频消融术的114例患者。排除标准如下：无左心房CT三维容积重建图像（n = 11），无经房间隔穿刺ICE图像（n = 4），以及左心房和肺静脉图像重建不完整（n = 4）。最终，纳入50例具有ICE三维建模的患者，以及45例具有FAM三维建模的患者作为对照组进行本研究。

两名专业电生理学家对所有三维建模图像进行了分析。我们比较了Carto建模与左心房CT血管造影成像之间的解剖吻合程度。FAM建模与精细化超声建模的三维图像（图1）进行了评分（0分：完全不一致；5分：完全一致）。传统与精细化超声引导下经房间隔穿刺位置的适宜性（图2）也进行了评分（0分：完全不适宜，需重新穿刺；5分：非常适宜）。比较了传统与精细化超声建模所获取的肺静脉前庭最大横截面积与左心房CT所获得的最大横截面积。在ICE组和FAM组中，建模观察者评分为3.40 ± 0.81和3.02 ± 0.72（P < 0.05）；选择经房间隔穿.......

讨论

心内超声心动图（ICE）是一种非接触式三维重建工具。它可确定合适的消融平面，并降低肺静脉狭窄的发生率。此外，ICE通过评估消融导管远端的位置及其与解剖结构的相对关系，提高了导管消融的有效性。这些结构包括左心房和肺静脉，以及肺静脉的直径和形态。

与传统的三维建模引导相比，经食管超声心动图（ICE）引导下的心房颤动导管消融可减少术中X射线辐射暴露，缩短房间隔穿刺时间，早期发现并发症并及时治疗，从而避免严重后果。相较于经食管超声心动图（TEE），ICE对左心耳血栓的识别更为准确，成像处理也更加清晰显著。因此，ICE有望完全取代TEE用于判断左心耳血栓⁴。在手术过程中，ICE能够准确识别左心房（LA）和肺静脉（PVs）的实时解剖结构⁵。然而，在送入ICE导管时，应通过成像观察其位置，并与血管壁保持适当距离，以防止对血管造成不必要的损伤。ICE并未提高操作者对房间隔穿刺主观满意度评分，这可能与操作者自身穿刺经验有关。本研究中的外科医生经验更为丰富，该技术的应用效果有待在新手术医生中进一步探索。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
CARTO V6	Johnson&Johnson	6.0.80.45
CARTO V7	Johnson&Johnson	7.1.80.33
PACS 系统	飞利浦(中国)投资有限公司	N/A
Soundstar	Johnson&Johnson	N/A