Method Article

Trójwymiarowa metoda echokardiograficzna do wizualizacji i oceny określonych parametrów żył płucnych

DOI:

10.3791/61215

⸱

October 28th, 2020

 ,  ,  ,  , 
1Division of Cardiology, Department of Cardiology, Faculty of Medicine, University of Debrecen

In This Article

Summary

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

Wymiary żył płucnych (PV) są ważnymi parametrami przy planowaniu izolacji żył płucnych. Echokardiografia przezprzełykowa 2D może dostarczyć tylko ograniczonych danych o PVs; jednak echokardiografia 3D może ocenić odpowiednie średnice i obszary PV, jak również ich przestrzenny związek z otaczającymi strukturami.

Abstract

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

Wymiary żył płucnych są ważnymi parametrami przy planowaniu izolacji żył płucnych (PVI), zwłaszcza przy użyciu techniki ablacji kriobalonowej. Rozpoznanie wymiarów i zmian anatomicznych żył płucnych (PV) może poprawić wynik interwencji. Konwencjonalna echokardiografia przezprzełykowa 2D może dostarczyć jedynie ograniczonych danych na temat wymiarów PV; jednak echokardiografia 3D może dalej oceniać odpowiednie średnice i obszary PV, a także ich przestrzenne relacje z otaczającymi strukturami. W dotychczasowych danych literaturowych zidentyfikowano już parametry wpływające na wskaźnik powodzenia PVI. Są to lewy grzbiet boczny, grzbiet międzyżylny, obszar ostępowy PV i wskaźnik owalności ujścia. Prawidłowe obrazowanie PV za pomocą echokardiografii 3D jest metodą wymagającą technicznie. Jednym z kluczowych kroków jest zebranie obrazów. Trzy indywidualne pozycje przetwornika są niezbędne do wizualizacji ważnych struktur; są to lewy grzbiet boczny, ujście PV oraz grzbiet międzyżylny lewego i prawego PV. Następnie obrazy 3D są pobierane i zapisywane jako pętle cyfrowe. Te zestawy danych są przycinane, co powoduje, że w widokach en face są wyświetlane relacje przestrzenne. Ten krok można również zastosować do określenia anatomicznych zmian PV. Na koniec tworzone są rekonstrukcje wielopłaszczyznowe w celu pomiaru każdego pojedynczego parametru PV.

Optymalna jakość i orientacja uzyskanych obrazów są kluczowe dla właściwej oceny anatomii PV. W niniejszej pracy zbadaliśmy widoczność 3D PV i przydatność powyższej metody u 80 pacjentów. Celem było przedstawienie szczegółowego zarysu podstawowych etapów i potencjalnych pułapek związanych z wizualizacją i oceną fotowoltaiki za pomocą echokardiografii 3D.

Introduction

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

Schemat drenażu żył płucnych (PV) jest bardzo zmienny z 56,5% zmiennością w przeciętnej populacji1. Ocena wzorca drenażu PV ma kluczowe znaczenie przy planowaniu izolacji PV (PVI), która jest obecnie najczęstszym interwencyjnym leczeniem migotania przedsionków2,3,4. Chociaż ablacja cewnika o częstotliwości radiowej jest standardową technologią osiągania PVI, technologia ablacji oparta na kriobalonach (CB) (CA) jest alternatywną metodą wymagającą krótszego czasu zabiegu. Technika jest mniej skomplikowana w porównaniu z ablacją prądem o częstotliwości radiowej5,6, podczas gdy skuteczność i bezpieczeństwo CA są podobne do ablacji prądem o częstotliwości radiowej7.

Szybkość proceduralnej okluzji PV przez CB i ciągłe rozszerzanie obwodu uszkodzenia tkanki w ujściu PV decyduje o trwałym sukcesie PVI po CA. Jednym z głównych wyznaczników okluzji PV jest zmienność anatomii PV. W najnowszych badaniach opartych na tomografii komputerowej (CT) i rezonansie magnetycznym serca zidentyfikowano kilka parametrów PV z wartościami predykcyjnymi krótko- i długoterminowych wskaźników sukcesu po CA. Parametry te obejmowały wariacje zarówno anatomii PV (lewa wspólna PV, nadliczbowa PVs8,9,10, obszar osiowy, indeks owalności8,11,12,13) jak i jego otoczenia (grzbiet międzyżylny8,14, 15,16, grubość lewego bocznego grzbietu8,9,17).

Chociaż konwencjonalna echokardiografia 2D nie nadaje się do wyświetlania i mierzenia większości powyższych parametrów, trójwymiarowa echokardiografia przezprzełykowa (3D TEE) wydaje się być alternatywnym narzędziem do wizualizacji PVs, jak wykazano w poprzednich danych literaturowych18,19.

Ponadto, 3D TEE przed PVI przynosi dodatkową wartość w porównaniu do CT lub MRI, ponieważ nie tylko dostarcza danych o charakterystyce PV do projektowania proceduralnego, ale także wyjaśnia, czy występuje skrzeplina w uszku lewego przedsionka (LAA). To badanie jest szczególnie ważne przed PVI. Jednocześnie 3D TEE wymaga mniej czasu, jego koszt zabiegowy jest niski, a także nie naraża pacjenta i personelu medycznego na promieniowanie.

W przeszłości istniało kilka typów CB o różnych rozmiarach, co utrudniało ekstrapolację, jak różne parametry PV wpływają na wskaźnik sukcesu CA. Obecnie nowo wprowadzony CB drugiej generacji jest używany dla CA, który występuje tylko w jednym rozmiarze. Dzięki ulepszonemu efektowi chłodzenia, CB drugiej generacji oferuje znacznie wyższą wydajność w porównaniu z CB20 pierwszej generacji, co dodatkowo podkreśla znaczenie anatomii fotowoltaiki i planowania interwencyjnego przed PVI.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Wszyscy pacjenci podpisali świadomą zgodę przed badaniem zgodnie z aprobatą lokalnej komisji etycznej (OGYÉI/12743/2018).

1. Przygotowanie

  1. Rozpocznij badanie od przygotowania pacjenta: zapewnienia co najmniej 4-godzinnego stanu postu, kwestionariusza dotyczącego problemów z połykaniem i znanych chorób górnego odcinka przewodu pokarmowego.
  2. Upewnij się, że pisemna świadoma zgoda została przeczytana i podpisana.
  3. Przed badaniem należy przygotować linię dożylną.
  4. Ułóż pacjenta w lewej bocznej pozycji odleżynowa.
  5. Stosować łagodną sedację za pomocą dożylnego midazolamu (2,5-5 mg).
  6. Monitoruj EKG i saturację tlenem.

2. Akwizycja obrazu

  1. Wizualizacja lewych paneli fotowoltaicznych
    1. Włóż sondę do przełyku w odległości około 30-40 cm od przednich zębów.
    2. W górnej (lub środkowej) pozycji sondy przezprzełykowej wizualizuj LAA za pomocą akwizycji obrazu 2D pod kątem 20-45°.
    3. Obróć sondę lekko zgodnie z ruchem wskazówek zegara i zmień kątowanie kryształu na 60-80°, aby wyśrodkować LAA na obrazie.
    4. Kliknij przycisk pełnej objętości, aby zastosować akwizycję 3D pełnej objętości.
    5. Dostosuj szerokość poprzeczną i górną obrazu, aby wyświetlić LAA i lewy górny PV. Poprawia to wizualizację lewego bocznego grzbietu.
    6. Zoptymalizuj jakość obrazu (dostosowując głębię i wzmocnienie, stosując obrazowanie harmoniczne).
    7. Nagraj pętlę jednouderzeniową (jeśli to możliwe, wielotaktową) z 2 cyklami pracy serca.
    8. Zmień kątowanie na około 120° na obrazie 2D, aby wycentralizować LAA.
    9. Obróć sondę lekko w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i zastosuj przegięcie, aby uwidocznić ujścia lewych PV.
    10. Zastosuj obrazowanie kolorowym kodowaniem dopplerowskim, aby potwierdzić, że widoczne są zarówno górne, jak i dolne PV.
    11. Kliknij przycisk pełnej objętości, aby zastosować akwizycję 3D pełnej objętości.
    12. Dostosuj szerokość poprzeczną i pionową obrazu, aby wyświetlić lewe PV. Poprawia to wizualizację ujść lewej górnej i dolnej PV oraz grzbietu międzyżylnego.
    13. Kontroluj jakość zestawu danych. Sprawdź zarejestrowany zestaw danych. Jeśli zestaw danych nie zawiera zarówno górnych, jak i dolnych PV, zmień pozycję pacjenta, przechylając ją do pozycji bocznej i powtórz procedurę od kroku 2.1.8.
    14. Uzyskaj zestawy danych 3D o pełnej objętości z lewej strony PV: pętla jednouderzeniowa (jeśli to możliwe, wielotaktowa) z 2 cyklami pracy serca.
    15. Potwierdź widoczność ujścia PV, przycinając obraz odpowiednio do górnego lub dolnego ujścia PV. Dolne ujście PV wymaga szczególnie starannego potwierdzenia. Nie jest wykluczone, że niektóre części ujścia znajdują się poza zbiorem danych 3D ze względów anatomicznych, np. kątowania lub bliskiej odległości od głowicy.
    16. W przypadku, gdy obraz nie nadaje się do wizualizacji całej struktury fotowoltaicznej, powtórz procedurę od kroku 2.1.10. W razie potrzeby zmień szerokość poprzeczną lub rzędną zestawu danych 3D.
  2. Wizualizacja odpowiednich paneli fotowoltaicznych
    1. Przełącz się z powrotem do trybu 2D i ustaw ostrość obrazu na LAA w górnej (lub środkowej) pozycji sondy przełykowej pod kątem 45°.
    2. Obróć sondę zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przesuń głowicę sondy do pozycji przedzgiętej, aby uwidocznić właściwe PV.
    3. Zastosuj obrazowanie kolorowym kodowaniem dopplerowskim, aby potwierdzić, że widoczne są zarówno górne, jak i dolne PV.
    4. Kliknij przycisk pełnej objętości, aby zastosować akwizycję 3D pełnej objętości.
    5. Dostosuj szerokość poprzeczną i górną obrazu, aby wyświetlić odpowiednie PV. Poprawia to wizualizację ujścia prawego górnego i dolnego PV oraz grzbietu międzyżylnego. Obraz ten może być wykorzystany do identyfikacji obecności nadliczbowych PV.
    6. Pobieraj zestawy danych 3D o pełnej objętości z odpowiednich PV: pętla jednouderzeniowa (jeśli to możliwe, wielotaktowa) z 2 cyklami pracy serca.
    7. Potwierdź widoczność ujścia PV, przycinając obraz odpowiednio do górnego lub dolnego ujścia PV. Dolne ujście PV wymaga szczególnie starannego potwierdzenia. Nie jest niczym niezwykłym, że niektóre części ujścia znajdują się poza zestawem danych 3D ze względów anatomicznych (np. kątowanie lub bliska odległość od przetwornika).
    8. Jeśli zestaw danych nie zawiera zarówno górnego, jak i dolnego PV, pozycję pacjenta należy zmienić poprzez dalsze przechylanie do właściwej pozycji, a procedurę należy powtórzyć od kroku 2.2.1. W razie potrzeby zmień szerokość poprzeczną lub rzędną zestawu danych 3D.

3. 3D rekonstrukcja obrazu i pomiary

  1. Rekonstrukcja wielopłaszczyznowa 3D w trybie offline
    1. Aktywuj oprogramowanie do analizy 3D w skanerze lub stacji roboczej (Philips: aktywuj oprogramowanie 3DQ w panelu QApps; Tomtec: aktywacja aplikacji 4D Cardio-view 3; GE: aktywacja oprogramowania FlexiSlice).
    2. Wybierz klatkę w fazie rozkurczowej do pomiarów. W celu standaryzacji zaleca się wybranie ramki zsynchronizowanej z falą T.
    3. Ustaw dwie płaszczyzny prostopadłe do żądanej konstrukcji (lewy boczny grzbiet lub każde ujście PVs) i dostosuj kierunek płaszczyzny, podczas gdy 3. płaszczyzna reprezentuje widok en face badanej konstrukcji.
    4. Na lewym panelu wybierz opcję pomiaru. Widok en face jest odpowiedni do pomiarów (średnica, powierzchnia, odległość).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Korzystając z wyżej opisanego protokołu akwizycji obrazu, pierwszym krokiem jest wizualizacja wyrostka lewego przedsionka (LAA) za pomocą akwizycji 2D (Rysunek 1). Sonda znajduje się w górnym (lub środkowym) położeniu przezprzełykowym pod kątem 20-45°. Na zdjęciu widać LAA. Lewy boczny grzbiet i lewy górny PV są wyświetlane pod kątem 60-80° (Rysunek 2), a następnie zestaw danych 3D jest pobierany i potwierdzany przez przycięcie zestawu danych w celu wizualizacji LAA i lew...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

W tym miejscu demonstrujemy krok po kroku metodologię badania PV, otaczających je struktur i cech anatomicznych za pomocą echokardiografii 3D. Opisana powyżej metoda obrazowania 3D PV jest łatwo standaryzowalną metodą, która zapewnia wysokiej jakości obrazy 3D u większości pacjentów nadające się do precyzyjnych pomiarów. Optymalna jakość i orientacja pozyskiwanych obrazów mają kluczowe znaczenie dla właściwej oceny anatomii PV. Zrekonstruowane obrazy 3D poprawiają wizualizację wzorca drenażu PV i jego anatomicznej zmienn...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.

Acknowledgements

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

Ta praca została sfinansowana przez Węgierski Rządowy Fundusz Badawczy [GINOP-2.3.2-15-2016-00043, Szív- és érkutatási kiválóságközpont (IRONHEART)].

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Oprogramowanie 4D Cardio-view 3 SkanerTomtec Imaging Systems GmbH
Epiq 7GOprogramowanie Philips
Q-LabPrzetwornik Philips
X5-1Skaner Philips
Vivid E95GE
Przetwornik 4Vc-DGE

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Altinkaynak, D., Koktener, A. Evaluation of pulmonary venous variations in a large cohort: Multidetector computed tomography study with new variations. Wiener klinische Wochenschrift. 131 (19-20), 475-484 (2019).
  2. Haissaguerre, M., et al. Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins. New England Journal of Medicine. 339 (10), 659-666 (1998).
  3. Nault, I., et al. Drugs vs. ablation for the treatment of atrial fibrillation: the evidence supporting catheter ablation. European Heart Journal. 31 (9), 1046-1054 (2010).
  4. Calkins, H., et al. HRS/EHRA/ECAS expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation: recommendations for patient selection, procedural techniques, patient management and follow-up, definitions, endpoints, and research trial design: a report of the Heart Rhythm Society (HRS) Task Force on Catheter and Surgical Ablation of Atrial Fibrillation. Heart Rhythm. 9 (4), 632-696 (2012).
  5. Kojodjojo, P., et al. Pulmonary venous isolation by antral ablation with a large cryoballoon for treatment of paroxysmal and persistent atrial fibrillation: medium-term outcomes and non-randomised comparison with pulmonary venous isolation by radiofrequency ablation. Heart. 96 (17), 1379-1384 (2010).
  6. Packer, D. L., et al. Cryoballoon ablation of pulmonary veins for paroxysmal atrial fibrillation: first results of the North American Arctic Front (STOP AF) pivotal trial. Journal of the American College of Cardiology. 61 (16), 1713-1723 (2013).
  7. Kuck, K., Brugada, J., Albenque, J. Cryoballoon or Radiofrequency Ablation for Atrial Fibrillation. New England Journal of Medicine. 375 (11), 1100-1101 (2016).
  8. Knecht, S., et al. Anatomical predictors for acute and mid-term success of cryoballoon ablation of atrial fibrillation using the 28 mm balloon. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (2), 132-138 (2013).
  9. Cabrera, J. A., Ho, S. Y., Climent, V., Sanchez-Quintana, D. The architecture of the left lateral atrial wall: a particular anatomic region with implications for ablation of atrial fibrillation. European Heart Journal. 29 (3), 356-362 (2008).
  10. Kubala, M., et al. Normal pulmonary veins anatomy is associated with better AF-free survival after cryoablation as compared to atypical anatomy with common left pulmonary vein. Pacing and Clinical Electrophysiology. 34 (7), 837-843 (2011).
  11. Guler, E., et al. Effect of Pulmonary Vein Anatomy and Pulmonary Vein Diameters on Outcome of Cryoballoon Catheter Ablation for Atrial Fibrillation. Pacing and Clinical Electrophysiology. 38 (8), 989-996 (2015).
  12. Baran, J., et al. Impact of pulmonary vein ostia anatomy on efficacy of cryoballoon ablation for atrial fibrillation. Heart Beat Journal. 1, 65-70 (2017).
  13. Sorgente, A., et al. Pulmonary vein ostium shape and orientation as possible predictors of occlusion in patients with drug-refractory paroxysmal atrial fibrillation undergoing cryoballoon ablation. Europace. 13 (2), 205-212 (2011).
  14. Chun, K. R., et al. The 'single big cryoballoon' technique for acute pulmonary vein isolation in patients with paroxysmal atrial fibrillation: a prospective observational single centre study. European Heart Journal. 30 (6), 699-709 (2009).
  15. Cabrera, J. A., et al. Morphological evidence of muscular connections between contiguous pulmonary venous orifices: relevance of the interpulmonary isthmus for catheter ablation in atrial fibrillation. Heart Rhythm. 6 (8), 1192-1198 (2009).
  16. McLellan, A. J., et al. Pulmonary vein isolation: the impact of pulmonary venous anatomy on long-term outcome of catheter ablation for paroxysmal atrial fibrillation. Heart Rhythm. 11 (4), 549-556 (2014).
  17. Mansour, M., et al. Three-dimensional anatomy of the left atrium by magnetic resonance angiography: implications for catheter ablation for atrial fibrillation. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 17 (7), 719-723 (2006).
  18. Ottaviano, L., et al. Cryoballoon ablation for atrial fibrillation guided by real-time three-dimensional transoesophageal echocardiography: a feasibility study. Europace. 15 (7), 944-950 (2013).
  19. Faletra, F. F., Regoli, F., Acena, M., Auricchio, A. Value of real-time transesophageal 3-dimensional echocardiography in guiding ablation of isthmus-dependent atrial flutter and pulmonary vein isolation. Circulation Journal. 76 (1), 5-14 (2012).
  20. Coulombe, N., Paulin, J., Su, W. Improved in vivo performance of second-generation cryoballoon for pulmonary vein isolation. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 24 (8), 919-925 (2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Three Dimensional EchocardiographyPulmonary Vein AssessmentPulmonary Vein IsolationCryoballoon AblationPulmonary Vein AnatomyTransoesophageal EchocardiographyMultiplanar ReconstructionOstial Area MeasurementAnatomical VariationsLeft Lateral Ridge

Related Articles