Methodenartikel

Dreidimensionale Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvenen mit einem präzisen intrakardialen Echokardiographie-Ansatz

DOI:

10.3791/65353

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30. Juni 2023

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1Cardiology Department, China-Japan Union Hospital of Jilin University, 2Qianwei Hospital of Jilin Province

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Die genaue intrakardiale Echokardiographie (ICE) zeigt eine signifikante Genauigkeit bei der Schätzung der linken Vorhofstruktur, eine prospektive und vielversprechende Methode zur Schätzung der Herzstruktur. Hier schlagen wir ein Protokoll für die dreidimensionale Modellierung des linken Vorhofs und der Pulmonalvenen mit ICE und FAM-Katheterumbau (Fast Anatomical Mapping) vor.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die intrakardiale Echokardiographie (ICE) ist ein neuartiges Instrument zur Beurteilung der Herzanatomie während der Pulmonalvenenisolation, insbesondere der Anatomie des linken Vorhofs (LA) und der Pulmonalvenenstrukturen. ICE wird häufig verwendet, um ein dreidimensionales (3D) strukturelles Modell des linken Vorhofs während der Ablation zu erstellen. Es ist jedoch unklar, ob die Verwendung von ICE in einer präzisen 3D-Modellierungsmethode ein genaueres linksatriales 3D-Modell und den transseptalen Zugang liefern kann. In dieser Studie wird ein Protokoll zur Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvenen mit ICE und FAM-Katheterumbau (Fast Anatomical Mapping) vorgeschlagen. Es bewertet die Genauigkeit der Modelle, die mit den beiden Methoden erstellt wurden, durch Beobachterbewertung. Wir schlossen 50 Patienten ein, die sich einer ICE-basierten 3D-Remodellierung unterzogen, und 45, die sich einer FAM-3D-Remodellierung auf der Grundlage von Pulmonalvenenisolationsverfahren unterzogen. Die Modellierung des Pulmonalvenenantrums wird durch den Vergleich der durch die Remodellierung erworbenen Antrumfläche mit der linksatrialen Computertomographie-Angiographie (CTA) geschätzt. Die Beobachterwerte für die Modellierung in der ICE- und FAM-Gruppe betrugen 3,40 ± 0,81 bzw. 3,02 ± 0,72 (P < 0,05). Der mit den ICE- und FAM-basierten Methoden ermittelte Bereich des Pulmonvenenantrums zeigte eine Korrelation mit dem Bereich, der durch CT des linken Vorhofs gewonnen wurde. Die Verzerrung des 95%-Konfidenzintervalls war jedoch in ICE-erworbenen Modellen enger als in FAM-erworbenen Modellen (-238 cm 2 bis 323 cm 2 vs. -363 cm 2 bis 386 cm 2) unter Verwendung der Bland-Altman-Analyse. Daher besitzt die präzise ICE eine hohe Genauigkeit bei der Schätzung der linken Vorhofstruktur, was zu einem vielversprechenden Ansatz für die zukünftige Schätzung der Herzstruktur wird.

Einleitung

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Vorhofflimmern (AF) ist häufig mit einem Vorhofumbau verbunden, einschließlich mechanischem Umbau, elektrophysiologischem Umbau und strukturellem Umbau1. Der strukturelle Umbau wird sich dramatisch auf die Anatomie des Atriums auswirken. Daher ist die Beurteilung der Anatomie des linken Vorhofs bei Patienten mit Vorhofflimmern für die Ablation von Vorhofflimmern und alle Eingriffe, die auf den linken Vorhof abzielen, von entscheidender Bedeutung. Für die FAM-3D-Modellierung wird die 3D-Modellierung des Herzens anhand der räumlichen Positionsänderung seiner Position entsprechend dem festen Magnetfeld durch kontinuierliche Verschiebung des Magnetkatheters im Herzen rekonstruiert. Im Gegensatz dazu integriert die ICE-3D-Modellierung das zweidimensionale Bild in der Herzhöhle mit dem elektroanatomischen 3D-Mapping-System, indem der Sensor am Kopfende des ICE-Phase-Array-Katheters positioniert wird. Somit stellt der Ultraschallsektor eine 3D-Modellierung dar, um die anatomische Beziehung und die Katheterposition in Echtzeit zu demonstrieren.

Basierend auf unserer klinischen Erfahrung kann die intrakardiale Echokardiographie (ICE) die Vorhofwandgrenze identifizieren und das 3D-Remodel weiter etablieren. Die meisten ICE-Anwendungen während der Ablation von Vorhofflimmern oder der 3D-Remodellierung liefern jedoch nur ein kurzes Profil der Vorhöfe oder Lungenvenen. Ursprünglich wurde ICE eingesetzt, um den interventionellen Verschluss des Vorhofseptumdefekts und des offenen Foramen ovale2 zu steuern. ICE kann die Lage und Form der Vorhofscheidewand klären und wurde für verschiedene interventionelle Eingriffe eingesetzt, die eine Vorhofseptumpunktion erfordern3. Dazu gehören die Radiofrequenz-Katheterablation von Vorhofflimmern, die interventionelle Therapie der Mitralklappe usw. ICE kann Pulmonalvenengrenzen und Vorhofwände präzise identifizieren, um ein detaillierteres 3D-Modell zu erstellen3. Es ist unklar, ob diese Methode den Anwendern eine genauere Beurteilung der Vorhofanatomie ermöglichen könnte, insbesondere für das Pulmonalvenenantrum und die transseptalen Stellen. In dieser Studie verglichen wir das CT-Bild des linken Vorhofs und die 3D-Remodellierung, die mit traditionellen Methoden und präzisen ICE-Verfahren erstellt wurden, um zusätzliche Informationen zu erhalten.

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Protokoll

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Dieses Forschungsverfahren hielt sich eng an die Regeln der Ethikkommission für Humanforschung des China-Japan Union Hospital der Universität Jilin. Patienten, die sich einer Radiofrequenzablation von Vorhofflimmern unterzogen hatten, wurden mit dem Carto-System (3D-Mapping-System) durchsucht. Anschließend wurde das PACS-System verwendet, um festzustellen, ob der Patient vor der Operation einer CT-Untersuchung des linken Vorhofs unterzogen wurde, um sicherzustellen, dass jeder ausgewählte Patient CT-Bilder des linken Vorhofs zum Vergleich hatte. Soundstar ist der ICE-Katheter, der in dieser Studie verwendet wird, und ein Cartosound-Modul ist im 3D-Mapping-System verfügbar. Jeder Patient gab vor der ICE-3D-Modellierung eine schriftliche Einverständniserklärung ab.

1. Vorbereitung vor dem Scannen

  1. Überprüfen Sie Patienteninformationen, wie z. B. genaue Herzfrequenz, Rhythmus, Blutdruck und Sauerstoffsättigung. Lassen Sie den Patienten in Rückenlage liegen, die Arme auf beiden Seiten und die Oberschenkel leicht abduziert.
  2. Bieten Sie allen Patienten während des gesamten Eingriffs eine tiefe bewusste Sedierung mit Fentanyl (200 μg/ml) an. Wählen Sie als Einstichstelle die rechte Oberschenkelvene, die desinfiziert und für die Lokalanästhesie mit 2% Lidocain gepflastert wird.
  3. ICE-Katheter einrichten: Verbinden Sie die ICE-Katheterschwanzlinie mit dem 3D-Mapping-System und einem Ultraschallgerät. Öffnen Sie die Benutzeroberfläche "Studie" im 3D-Mapping-System, und wählen Sie unter "Verbundene Maschinen" die Option "P500" aus.
  4. Platzieren Sie den ICE-Katheter (Durchmesser: 10f; Ultraschallmodus: B-Modus) in der Oberschenkelvene. Überwachen Sie während des Pressvorgangs den Ultraschall in Echtzeit, um sicherzustellen, dass sich der Katheter an einem sicheren Ort befindet.
  5. Führen Sie den Ablationskatheter in den rechten Vorhof, um das richtige Vorhof- und Koronarsinusmodell zu entwickeln. Platzieren Sie die Koronarsinuselektrode, indem Sie sie mit einer ICE-Führung kombinieren.
  6. Nachdem der ICE-Katheter in den rechten Vorhof eingeführt wurde, stellen Sie sicher, dass der linke Vorhof und die Struktur des linken Vorhofohrs auf dem Anzeigebildschirm des 3D-Mapping-Systems angezeigt werden, wobei die kurzen und langen Achsen des linken Vorhofs unter Ausschluss des linken Vorhofthrombus angezeigt werden.
  7. Bestimmen Sie die optimale Einstichstelle unter ICE-Anleitung, nachdem Sie die Vorhofseptumpunktionsnadel eingeführt haben. Führen Sie dann eine transseptale Punktion durch.
    1. Verwenden Sie die Startansicht , um zu überprüfen, ob der ICE das rechte Atrium erreicht hat. Dann zeigt die Software den linken PV-Abschnitt an. Klicken Sie auf Rechtsbeuge , um die untere Hohlvene und die Vorhofscheidewand zu demonstrieren.
    2. Bewegen Sie die Einstichnadelscheide so, dass sie in Vier-Uhr-Richtung zeigt. Ziehen Sie die Nadelscheide während der Überwachung des ICE in die ovale Fossa ein, und das "Zeltzeichen" ist sichtbar.
    3. Passen Sie den ICE-Katheter so an, dass der linke PV als "Hasenohr-Zeichen" sichtbar wird. Unter ICE-Anleitung ziehen Sie die Nadelscheide langsam bis zum unteren Rand der ovalen Fossa zurück.
    4. Drehen Sie die Punktionsnadel im Uhrzeigersinn, um die ovale Fossa zu durchbrechen. Injizieren Sie dann Heparin-Kochsalzlösung durch die Punktionsnadel der Vorhofscheidewand.
      HINWEIS: Salzblasen wurden in der LA beobachtet, was auf eine erfolgreiche Punktion der Vorhofscheidewand hinweistert.

2. 3D Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvene

HINWEIS: Der ICE konstruiert das Modell des linken Vorhofs in zwei Richtungen.

  1. Nachdem Sie den ICE-Katheter in die Oberschenkelvene eingeführt haben, führen Sie ihn durch die untere und obere Hohlvene in den rechten Vorhof.
  2. Schieben Sie den Ultraschallkatheter auf der kurzen Achse in die Mitte des rechten Vorhofs und drehen Sie ihn im Uhrzeigersinn. Nun zeigt der Ultraschallventilator in die Ein-Uhr-Richtung (Home-Ansicht) und zeigt den rechten Vorhof und die rechte Herzkammer.
  3. Ziehen Sie den Spannknopf fest, um eine Einstellung der Verriegelungsspannung zu erreichen. Wechseln Sie dann zur Startansicht und klicken Sie auf Antecurvature (A), um den Trikuspidalanulus vollständig anzuzeigen. Befestigen Sie es am Trikuspidalanulus für das Gating-Training und verwenden Sie die Endatemphasenmodellierung.
  4. Drehen Sie sich in der Home-Ansicht im Uhrzeigersinn zur linken Vorhofvorderwand, was zum Erscheinen des linken Vorhofohrs führt.
  5. Fahren Sie mit der Drehung im Uhrzeigersinn zum linken Vorhof fort, was zum Erscheinen der linken oberen und unteren Lungenvene führt, die als "Hasenohrzeichen" angezeigt werden. Drehen Sie es dann im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, um das Bild der linken Lungenvenen genau zu erfassen, indem Sie die vorderen und hinteren Venusgrenzen identifizieren.
  6. Drehen Sie sich weiter im Uhrzeigersinn zum linken Vorhof, um die hintere Wand zu etablieren, und dabei erscheint die Speiseröhre als "zweigleisiges Zeichen".
  7. Drehen Sie sich im Uhrzeigersinn nach links, um die rechte untere Lungenvene zu beobachten, die als "3-Wort-Zeichen" angezeigt wird. Drehen Sie es dann im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, um das Bild der rechten Lungenvenen präzise aufzunehmen, indem Sie die vorderen und hinteren Grenzen identifizieren.
  8. Klicken Sie auf der Längsachse auf Palintrope (P), um die Spitze des Katheters auf der gleichen Höhe wie die Mündung des Koronarsinus zu halten. Dies ergänzt das Modell des linken Vorhofs. Stellen Sie die Linksbiegung/Rechtsbiegung (L/R) ein, um die Vorderwand der Längsachse des linken Vorhofs zu beobachten. Dieses Bild zeigt die Vorderwand des linken Vorhofs.
  9. Markieren Sie die wichtigen anatomischen Stellen, einschließlich der Pulmonalvenenostien, des linken Vorhofohrs und anderer lebenswichtiger Stellen entsprechend (Video 1).

3. Bildaufnahme und Vermessung des Pulmonalvenenbereichs

  1. CT des linken Vorhofs
    1. Öffnen Sie das PACS-System mit einem Doppelklick auf das Symbol. Klicken Sie auf Erweiterte Abfrage , um den Patientennamen und das Inspektionselement einzugeben. Klicken Sie auf OK , um das Bild zu suchen.
    2. Klicken Sie auf Tune, um das Bild in das vue pacs System (Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem) zu übertragen.
    3. Übertragen Sie das Bild der 3D-Volumenrekonstruktion in die Arbeitsbox und klicken Sie auf Bild exportieren , um die Positionsbilder des linken Vorhofs posterior (PA), des linken Laterals (LL) und des rechten lateralen (RL) Positionsbildes im Ordner zu speichern.
    4. Nachdem Sie zum vorherigen Programm zurückgekehrt sind, übertragen Sie die Sequenz zur Verbesserung der linken atrialen arteriellen Phase in die Arbeitsbox und klicken Sie auf das als 3D angezeigte Bild.
    5. Doppelklicken Sie auf das 3D-Bild und klicken Sie dann in der Symbolleiste auf 3D . Wählen Sie das Resektionswerkzeug , um die Rippen, die Wirbelsäule, die Aorta und andere Strukturen zu entfernen und den linken Vorhof und das Pulmonalvenensystem freizulegen.
    6. Legen Sie den Vorhof der Pulmonalvene frei. Klicken Sie in der Symbolleiste auf Abbildung und wählen Sie Fläche , um die Querschnittsfläche des Pulmonalvenenvorhofs zu berechnen.
  2. EIS
    1. Öffnen Sie das 3D-Mapping-System. Klicken Sie dann auf Studie überprüfen und geben Sie den Namen des Patienten ein. Verwenden Sie abschließend die Option Nach aktuellem Patienten suchen , um das Bild zu identifizieren.
    2. Klicken Sie auf OK , um die Arbeitsoberfläche zu öffnen.
    3. Klicken Sie auf Studie > Studie fortsetzen und wählen Sie die Modell - und Kanalsequenzen aus.
    4. Klicken Sie auf Aufnahmeeinstellungen, wählen Sie dann Region und stellen Sie das Bild auf "Posterior-anterior", "Links lateral", "Right lateral", "Left anterior oblique (LAO)" und "Right anterior oblique (RAO)" ein.
    5. Klicken Sie auf Bild, wählen Sie den Fotobereich aus und klicken Sie auf OK, um das Bild zu speichern.
    6. Klicken Sie auf die Option Karte und wählen Sie Karte speichern. Verwenden Sie dann den Radiergummi in der Symbolleiste, um die linke und rechte Lungenvene zu entfernen.
    7. Klicken Sie auf das Bild, wählen Sie Bereichsmessung und messen Sie den Bereich des Pulmonalvenenvorhofs.

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Ergebnisse

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Von Januar 2021 bis Juni 2022 haben wir 114 Patienten ausgewählt, die sich in unserem Krankenhaus einer Radiofrequenzablation von Vorhofflimmern unterzogen haben. Die Patienten wurden aufgrund der folgenden Kriterien ausgeschlossen: kein 3D-Volumenrekonstruktionsbild des linken Vorhof-CT (n = 11), kein ICE-Bild der transseptalen Punktion (n = 4) und unvollständige Rekonstruktion des linken Vorhofs und der Pulmonalvenenbilder (n = 4). Schließlich wurden 50 Patienten mit ICE-3D-Modellierung und 45 mit FAM-3D-Modellierung a...

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Diskussion

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Die intrakardiale Echokardiographie (ICE) ist ein berührungsloses dreidimensionales Rekonstruktionswerkzeug. Sie bestimmt die geeignete Ablationsebene und reduziert die Inzidenz von Pulmonalvenenstenosen. Darüber hinaus verbessert ICE die Wirksamkeit der Katheterablation, indem die distale Position des Ablationskatheters und seine relative Assoziation mit den anatomischen Strukturen beurteilt werden. Zu diesen Strukturen gehören der linke Vorhof und die Pulmonalvene sowie der Durchmesser und die Morphologie der Lungenven...

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Offenlegungen

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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu deklarieren.

Danksagungen

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Wir danken Junming Yan, Berater von Johnson&Johnoson, der für die Forschungsstipendien verantwortlich ist. Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Provinz Jilin finanziert (20220402076GH).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
CARTO V6Johnson& Johnson6.0.80.45
CARTO V7Johnson& Johnson7.1.80.33
PACS-SystemPhilips (China) Investment Co., LtdN/A
SoundstarJohnson & JohnsonN/A

Referenzen

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  1. Xu, Y., Sharma, D., Li, G., Liu, Y. Atrial remodeling: new pathophysiological mechanism of atrial fibrillation. Medical Hypotheses. 80 (1), 53-56 (2013).
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Schlagwörter

Pulmonary Vein IsolationFast Anatomical MappingCardiac Structure ImagingLeft Atrial RemodelingComputed Tomography AngiographyBland Altman Analysis

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