Trójwymiarowe modelowanie lewego przedsionka i żył płucnych z precyzyjnym podejściem do echokardiografii wewnątrzsercowej

Migotanie przedsionków (AF) jest powszechnie kojarzone z przebudową przedsionków, w tym przebudową mechaniczną, remodelingiem elektrofizjologicznym i przebudową strukturalną¹. Przebudowa strukturalna radykalnie wpłynie na anatomię przedsionka. W związku z tym ocena anatomii lewego przedsionka u pacjentów z migotaniem przedsionków jest niezbędna w przypadku zabiegów ablacji migotania przedsionków i wszelkich zabiegów ukierunkowanych na lewy przedsionek. W przypadku modelowania 3D FAM modelowanie 3D serca jest rekonstruowane w oparciu o przestrzenną zmianę położenia jego położenia odpowiadającego stałemu polu magnetycznemu poprzez ciągłe przemieszczanie cewnika magnetycznego w sercu. W przeciwieństwie do tego, modelowanie ICE 3D integruje dwuwymiarowy obraz w jamie serca z systemem mapowania elektroanatomicznego 3D poprzez umieszczenie czujnika na końcu głowicy cewnika ICE phase array. W związku z tym sektor ultradźwiękowy reprezentuje modelowanie 3D w celu zademonstrowania relacji anatomicznej i pozycji cewnika w czasie rzeczywistym.

Na podstawie naszego doświadczenia klinicznego, echokardiografia wewnątrzsercowa (ICE) może zidentyfikować granicę ściany przedsionka i dalej ustalić przebudowę 3D. Jednak większość zastosowań ICE podczas ablacji AF lub przebudowy 3D zapewnia tylko krótki profil przedsionków lub żył płucnych. Pierwotnie, ICE był stosowany do prowadzenia interwencyjnego zamykania ubytku przegrody międzyprzedsionkowej i opatentowanego otworu owalnego². ICE może wyjaśnić lokalizację i kształt przegrody międzyprzedsionkowej i jest używany do różnych procedur interwencyjnych wymagających nakłucia przegrody międzyprzedsionkowej³. Należą do nich ablacja cewnika o częstotliwości radiowej w przypadku migotania przedsionków, interwencyjna terapia zastawki mitralnej itp. ICE może precyzyjnie zidentyfikować granice żył płucnych i ściany przedsionków, aby ustalić bardziej szczegółowy model 3D³. Nie jest jasne, czy ta metoda może zapewnić operatorom bardziej precyzyjną ocenę anatomii przedsionków, zwłaszcza w przypadku antrum żyły płucnej i miejsc transseptalnych. W tym badaniu porównaliśmy obraz tomografii komputerowej lewego przedsionka i remodelkę 3D wykonaną przy użyciu tradycyjnych metod i precyzyjnych procedur ICE w celu uzyskania dodatkowych informacji.

Ta procedura badawcza ściśle przestrzegała zasad komisji etycznej ds. badań na ludziach Chińsko-Japońskiego Szpitala Związkowego Uniwersytetu Jilin. Pacjenci, którzy przeszli ablację radiofrekwencyjną z powodu migotania przedsionków, byli przeszukiwani w systemie Carto (system mapowania 3D). Następnie system PACS został wykorzystany do określenia, czy pacjent został poddany badaniu TK lewego przedsionka przed operacją, aby upewnić się, że każdy wybrany pacjent miał obrazy CT lewego przedsionka do porównania. Soundstar jest cewnikiem ICE używanym w tym badaniu, a moduł Cartosound jest dostępny w systemie mapowania 3D. Każdy pacjent wyraził pisemną świadomą zgodę przed modelowaniem ICE 3D.

1. Przygotowanie przed skanowaniem

1. Sprawdź informacje o pacjencie, takie jak dokładne tętno, rytm, ciśnienie krwi i saturacja tlenem. Niech pacjent będzie leżał na wznak z rękami po obu stronach i lekko odwodzonymi udami.
2. Zapewnić głęboką świadomą sedację fentanylem (200 μg/ml) wszystkim pacjentom przez cały czas trwania zabiegu. Jako punkt nakłucia należy wybrać odpowiednią żyłę udową, która jest zdezynfekowana i utwardzona do znieczulenia miejscowego 2% lidokainą.
3. Skonfiguruj cewnik ICE: Połącz linię ogonową cewnika ICE z systemem mapowania 3D i maszyną ultradźwiękową. Otwórz interfejs badania w systemie mapowania 3D i wybierz P500 w obszarze Connected Machines.
4. Umieść cewnik ICE (średnica: 10f; tryb ultrasonograficzny: tryb B) wewnątrz żyły udowej. Podczas procesu wypierania monitoruj ultradźwięki w czasie rzeczywistym, aby upewnić się, że cewnik znajduje się w bezpiecznej przestrzeni.
5. Przełóż cewnik ablacyjny do prawego przedsionka, aby opracować prawy przedsionek i model zatoki wieńcowej. Umieść elektrodę zatoki wieńcowej, łącząc ją z prowadzeniem ICE.
6. Po wprowadzeniu cewnika ICE do prawego przedsionka upewnij się, że lewy przedsionek i struktura uszka lewego przedsionka są wyświetlane na ekranie wyświetlacza systemu mapowania 3D przy użyciu krótkich i długich osi lewego przedsionka, z wyłączeniem skrzepliny lewego przedsionka.
7. Określ optymalne miejsce nakłucia pod kierunkiem ICE po wprowadzeniu igły do nakłucia przegrody międzyprzedsionkowej. Następnie wykonaj nakłucie przezprzegrodowe.
   1. Użyj widoku głównego, aby potwierdzić, że ICE dotarł do prawego atrium. Następnie oprogramowanie wyświetla lewą sekcję PV. Kliknij Zgięcie w prawo, aby zademonstrować żyłę główną dolną i przegrodę przedsionkową.
   2. Przesunąć osłonkę igły do nakłuwania tak, aby była skierowana w kierunku godziny czwartej. Cofnij osłonkę igły do owalnego dołu, jednocześnie monitorując ICE, a widoczny jest "znak namiotu".
   3. Wyreguluj cewnik ICE, aby odsłonić lewe PV jako "znak ucha królika". Pod kierunkiem ICE powoli wycofaj osłonkę igły do dolnej krawędzi owalnego dołu.
   4. Obróć igłę do nakłuwania zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby przebić się przez owalny dół. Następnie wstrzyknąć sól fizjologiczną z heparyny przez igłę do nakłucia przegrody międzyprzedsionkowej.
      UWAGA: W LA zaobserwowano pęcherze solne, co wskazuje na udane nakłucie przegrody międzyprzedsionkowej.

2. 3D modelowanie lewego przedsionka i żyły płucnej

UWAGA: ICE konstruuje lewy model atrium w dwóch kierunkach.

1. Po wepchnięciu cewnika ICE do żyły udowej należy przepuścić go przez żyłę główną dolną i górną i wejść do prawego przedsionka.
2. Dociśnij cewnik ultrasonograficzny do środka prawego przedsionka na krótkiej osi i obróć zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Teraz wentylator ultrasonograficzny jest skierowany w stronę godziny pierwszej (widok domowy), przedstawiając prawy przedsionek i prawą komorę.
3. Dokręć pokrętło napinania, aby uzyskać dostrojenie napięcia blokującego. Następnie przejdź do widoku głównego i kliknij Antykrzywizna (A), aby w pełni wyświetlić pierścień trójdzielny. Przymocuj do pierścienia trójdzielnego do treningu bramkowania i skorzystaj z modelowania fazy końcówki oddechu.
4. W widoku głównym obróć się zgodnie z ruchem wskazówek zegara do przedniej ściany lewego przedsionka, co doprowadzi do pojawienia się wyrostka lewego przedsionka.
5. Kontynuuj skręt zgodnie z ruchem wskazówek zegara w lewo do lewego przedsionka, co prowadzi do pojawienia się lewej górnej i dolnej żyły płucnej, wyświetlanej jako "znak ucha królika". Następnie obróć go zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aby precyzyjnie zebrać obraz lewej żyły płucnej, identyfikując przednią i tylną granicę żyły.
6. Kontynuuj obracanie się zgodnie z ruchem wskazówek zegara do lewego przedsionka, ustanawiając tylną ścianę, a w tym procesie przełyk pojawia się jako "znak dwutorowy".
7. Obróć się w lewy przedsionek wzdłuż kierunku zgodnego z ruchem wskazówek zegara, aby obserwować prawą dolną żyłę płucną, wyświetlaną jako "znak 3-wyrazowy". Następnie obróć go zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, aby precyzyjnie uchwycić obraz prawej żyły płucnej, identyfikując przednią i tylną granicę.
8. Na osi długiej kliknij Palintrope (P), aby końcówka cewnika znajdowała się na tej samej wysokości co ujście zatoki wieńcowej. Stanowi to uzupełnienie modelu lewego przedsionka. Dostosuj zgięcie w lewo/zgięcie w prawo (L/P), aby obserwować przednią ścianę długiej osi lewego przedsionka. Na tym zdjęciu uchwycono przednią ścianę lewego przedsionka.
9. Zaznacz ważne lokalizacje anatomiczne, w tym ujść żyły płucnej, uszek lewego przedsionka i inne ważne miejsca (wideo 1).

3. Akwizycja obrazu i pomiar obszaru żyły płucnej

1. Tomografia komputerowa lewego przedsionka
   1. Otwórz system PACS, klikając dwukrotnie ikonę. Kliknij Zapytanie zaawansowane, aby wprowadzić imię i nazwisko pacjenta oraz element inspekcji. Kliknij przycisk OK, aby znaleźć obraz.
   2. Kliknij Tune, aby przesłać obraz do systemu vue pacs (system archiwizacji i komunikacji obrazów).
   3. Przenieś obraz rekonstrukcji objętości 3D do pola roboczego i kliknij przycisk Eksportuj obraz, aby zapisać obrazy pozycji lewej tylnej przedniej przedsionka (PA), lewej później (LL) i prawej bocznej (RL) w folderze.
   4. Po powrocie do poprzedniego programu przenieś sekwencję wzmocnienia fazy tętniczej lewej tętnicy do pola roboczego i kliknij na obraz wyświetlany jako 3D.
   5. Kliknij dwukrotnie obraz 3D, a następnie kliknij 3D na pasku narzędzi. Wybierz narzędzie do resekcji, aby usunąć żebra, kręgosłup, aortę i inne struktury odsłaniające lewy przedsionek i układ żył płucnych.
   6. Odsłonić przedsionek żyły płucnej. Kliknij Rysunek na pasku narzędzi i wybierz Powierzchnia, aby obliczyć pole przekroju poprzecznego przedsionka żyły płucnej.
2. lód
   1. Otwórz system mapowania 3D. Następnie należy kliknąć na "Review Study" (Badanie przeglądowe) i wprowadzić imię i nazwisko pacjenta. Na koniec użyj opcji Wyszukaj bieżącego pacjenta, aby zidentyfikować obraz.
   2. Kliknij OK, aby otworzyć interfejs roboczy.
   3. Kliknij Badanie> Kontynuuj badanie i wybierz sekwencje modelu i kanału.
   4. Kliknij Preferencje przechwytywania, a następnie wybierz Region i dostosuj obraz do "Tylno-przedniego", "Lewy boczny", "Prawy boczny", "Lewy przedni skośny (LAO)" i "Prawy przedni skośny (RAO)".
   5. Kliknij Obraz, wybierz obszar zdjęcia i kliknij OK, aby zapisać zdjęcie.
   6. Kliknij opcję Mapa i wybierz Zapisz mapę. Następnie użyj gumki na pasku narzędzi, aby usunąć lewą i prawą żyłę płucną.
   7. Kliknij na obrazek, wybierz Pomiar obszaru i zmierz obszar przedsionka żyły płucnej.

Od stycznia 2021 do czerwca 2022 wybraliśmy 114 pacjentów, którzy przeszli ablację radiofrekwencją migotania przedsionków w naszym szpitalu. Pacjenci zostali wykluczeni na podstawie następujących kryteriów: brak obrazu rekonstrukcji objętościowej 3D tomografii komputerowej lewego przedsionka (n = 11), brak obrazu ICE z nakłucia przegrodowego (n = 4) oraz niepełna rekonstrukcja obrazu lewego przedsionka i żyły płucnej (n = 4). Ostatecznie do badania włączono 50 pacjentów z modelowaniem ICE 3D i 45 z modelowaniem FAM 3D jako grupę kontrolną.

Dwóch profesjonalnych elektrofizjologów przeanalizowało wszystkie obrazy modelowania 3D. Porównano stopień zespolenia anatomicznego między modelowaniem Carto a obrazowaniem angiografii tomografii komputerowej lewego przedsionka. Obrazy 3D modelowania FAM i wyrafinowanego modelowania ultrasonograficznego (Rysunek 1) zostały ocenione (0 punktów: całkowicie niespójne; 5 punktów: całkowicie spójne). Adekwatność pozycji nakłucia transseptalnego (Ryc. 2) została oceniona dla konwencjonalnych i wyrafinowanych metod pod kontrolą ultradźwięków (0 punktów: całkowicie nieodpowiednie, wymagające ponownego nakłucia; 5 punktów: Bardzo odpowiednie). Maksymalne pole przekroju poprzecznego przedsionka żyły płucnej uzyskane za pomocą konwencjonalnego i udoskonalonego modelowania ultrasonograficznego porównano z maksymalnym polem przekroju poprzecznego uzyskanym za pomocą tomografii komputerowej lewego przedsionka. Wyniki obserwatorów modelowania wynosiły odpowiednio 3,40 ± 0,81 i 3,02 ± 0,72 (P < 0,05) w grupach ICE i FAM. Wyniki obserwatora przy wyborze miejsc nakłucia transseptalnego wynosiły 4,62 ± 0,73 i 4,29 ± 0,97 (P < 0,05) odpowiednio w grupach ICE i FAM (Ryc. 3). Obszar antrum żyły płucnej uzyskany metodami opartymi na ICE i FAM koreluje z obszarem uzyskanym za pomocą tomografii komputerowej lewego przedsionka. Jednak 95% odchylenie przedziału ufności było węższe w modelach nabytych przez ICE niż w modelach nabytych przez FAM przy użyciu analizy Blanda-Altmana (odpowiednio -238 cm2 do 323 cm2 vs. -363 cm2 do 386 cm2) (Rysunek 4).

Rysunek 1: Modelowanie 3D obrazu lewego przedsionka, żyły płucnej i nakłucia transseptalnego. (A-F) Porównanie modelowania 3D ICE i tomografii komputerowej lewego przedsionka. (G-L) Porównanie modelowania 3D FAM i tomografii komputerowej lewego przedsionka. (PA: Tylno-przedsionek; LL: Lewy boczny; RL: Prawy boczny). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Mapy umiejscowienia przebicia transseptalnego. (A-C) Mapy lokalizacji przebicia transseptalnego prowadzone przez ICE; (D-F) Mapy pozycjonowania nakłucia transseptalnego pod kontrolą FAM. (LAO: Lewy przedni skośny; RAO: Prawy przedni skośny; RL: Prawy boczny). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Punkty obserwatora za modelowanie i wybór miejsc nakłucia przegrodowego. (A) Wyniki obserwatora do modelowania w grupach ICE i FAM wynosiły odpowiednio 3,40 ± 0,81 i 3,02 ± 0,72 (P < 0,05); (B) Wyniki obserwatora przy wyborze miejsc nakłucia przegrodowego w grupach ICE i FAM wynosiły odpowiednio 4,62 ± 0,73 i 4,29 ± 0,97 (P < 0,05). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Porównanie dwóch metod modelowania do pomiaru obszaru żyły płucnej. (A) Analiza regresji liniowej obszaru antrum żyły płucnej uzyskana metodą opartą na ICE i tomografii komputerowej lewego przedsionka; (B) Analiza regresji liniowej obszaru antrum żyły płucnej uzyskana metodą opartą na FAM i tomografii komputerowej lewego przedsionka; (C) Wykresy Blanda-Altmana modeli nabytych przez ICE w porównaniu z tomografią komputerową lewego przedsionka. 95% odchylenie przedziału ufności wynosiło od -238 cm2 do 323 cm2; (D) Wykresy Blanda-Altmana modeli nabytych przez FAM w porównaniu z tomografią komputerową lewego przedsionka. 95% odchylenie przedziału ufności wynosiło od -363 cm2 do 386 cm2. (LPV: Lewa żyła płucna; RPV: Prawa żyła płucna Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Wideo 1: Specyficzny proces oznaczania ważnych miejsc anatomicznych. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.