Summary
Dimensionerna av lungvenerna (PV) är viktiga parametrar vid planering av lungvenisolering. 2D transoesofageal ekokardiografi kan endast ge begränsade data om PVs; 3D-ekokardiografi kan dock utvärdera relevanta diametrar och områden i PVs, liksom deras rumsliga förhållande till omgivande strukturer.
Abstract
Dimensionerna av lungvenerna är viktiga parametrar vid planering av lungvenisolering (PVI), särskilt med kryoballoonablationstekniken. Erkännande dimensioner och anatomiska variationer av pulmonell vener (PVs) kan förbättra resultatet av ingripandet. Konventionell 2D transoesofageal ekokardiografi kan endast ge begränsade data om dimensionerna på PVs; 3D-ekokardiografi kan dock ytterligare utvärdera relevanta diametrar och områden i PVs, liksom deras rumsliga förhållande till omgivande strukturer. I tidigare litteraturdata har parametrar som påverkar PVI:s framgångsgrad redan identifierats. Dessa är den vänstra laterala åsen, den mellanliggande åsen, det ostiala området för PVs och ostiumets ovalitetsindex. Korrekt avbildning av PVs genom 3D ekokardiografi är en tekniskt utmanande metod. Ett avgörande steg är insamlingen av bilder. Tre individuella givare positioner är nödvändiga för att visualisera de viktiga strukturerna; dessa är den vänstra laterala åsen, ostiumet på TV-apparaterna och den mellanliggande åsen på vänster och höger TV. Därefter förvärvas och sparas 3D-bilder som digitala loopar. Dessa data uppsättningar beskärs, vilket resulterar i att vyerna visas rumsliga relationer. Detta steg kan också användas för att bestämma de anatomiska variationerna av PVs. Slutligen skapas multiplanära rekonstruktioner för att mäta varje enskild parameter för tv-apparaterna.
Optimal kvalitet och orientering av de förvärvade bilderna är av största vikt för lämplig bedömning av PV anatomi. I det nuvarande arbetet undersökte vi 3D synlighet av PVs och lämpligheten av ovanstående metod i 80 patienter. Syftet var att ge en detaljerad översikt över de väsentliga stegen och potentiella fallgroparna för visualisering och bedömning av solceller med 3D-ekokardiografi.
Introduction
Dräneringsmönstret för lungvenerna (PV) är mycket varierande med 56,5% variation i den genomsnittliga populationen1. Utvärdering av PV dränering mönster är avgörande vid planering PV isolering (PVI), som är den vanligaste interventionella behandlingen av förmaksflimmer nuförtiden2,3,4. Även om radiofrekvensabsorberande kateterablation har varit standardtekniken för att uppnå PVI, är cryoballoon (CB)-baserad ablationsteknik (CA) en alternativ metod som kräver mindre procedurmässig tid. Tekniken är mindre komplicerad jämfört med radiofrekvensabsorberande ablation5,6, medan effekten och säkerheten hos CA liknar dem för radiofrekvensabsorberande ablation7.
Hastigheten på förfarandet pv ocklusion av CB och den kontinuerliga omkrets förlängningen av vävnad skada i PV ostium avgör den permanenta framgången för PVI efter CA. En av de viktigaste bestämningsfaktorerna för PV-ocklusion är variationen av PV-anatomi. I nyligen, datortomografi- (CT) och hjärt MRI-baserade studier, flera PV parametrar identifierades med prediktiva värden av kort och långsiktiga framgång priser efter CA. Dessa parametrar inkluderade variationer av både PV anatomi (vänster vanlig PV, överflödiga PVs8,9,10, ostial område, ovalitetsindex8,11,12,13) och dess omgivningar (intervenous ridge8,14,15,16, tjocklek på vänster lateral ås8,9,17).
Även om konventionell 2D-ekokardiografi inte är lämplig för att visa och mäta de flesta av ovanstående parametrar, verkar tredimensionell transesofageal ekokardiografi (3D TEE) vara ett alternativt verktyg för att visualisera PVs, vilket framgår av tidigare litteraturdata18,19.
Dessutom ger 3D TEE före PVI ytterligare värde jämfört med CT eller MRI, eftersom det inte bara ger uppgifter om PV-egenskaper för procedurdesign, utan också klargör om det finns en tromb i det vänstra förmaksbihanget (LAA). Denna undersökning är särskilt viktig före PVI. Samtidigt kräver 3D TEE mindre tid, dess procedurkostnad är låg och det utsätter inte patienten och sjukvårdspersonalen för strålning.
Tidigare fanns det flera typer av CBs med olika storlekar, vilket gjorde det svårt att extrapolera hur de olika parametrarna för PVs påverkar certifikatutfärdarens framgångsgrad. Idag används den nyligen introducerade andra generationens CB för CA, som bara finns i en storlek. Tack vare den förbättrade kyleffekten erbjuder andra generationens CB en mycket högre prestanda jämfört med första generationens CB20, vilket ytterligare belyser vikten av PV-anatomi och interventionell planering före PVI.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla patienter undertecknade informerat samtycke före undersökning enligt godkännande från den lokala etiska kommittén (OGYÉI/12743/2018).
1. Förberedelse
- Starta undersökningen med patientens förberedelse: säkerställa minst 4-timmars fasta status, frågeformulär om problem med att svälja och kända övre gastrointestinala sjukdomar.
- Se till att skriftligt informerat samtycke läses och undertecknas.
- Förbered en intravenös linje före undersökningen.
- Placera patienten i en vänster lateral decubitus position.
- Administrera mild sedering med intravenöst midazolam (2, 5-5 mg).
- Övervaka EKG och syremättnad.
2. Bildförvärv
- Visualisering av de vänstra datorerna
- Sätt in sonden i matstrupen ca 30-40 cm från framtänderna.
- I den övre (eller mellersta) transoesofageopaus sond positionen visualisera LAA med hjälp av 2D bild förvärv vid 20-45°.
- Vrid sonden något medurs och ändra kristallanguleringen till 60-80° för att centralisera LAA på bilden.
- Klicka på knappen full volym för att tillämpa full volym 3D-förvärv.
- Justera bildens sido- och höjdbredd för att visa LAA och den vänstra övre PV: n. Detta förbättrar visualiseringen av den vänstra laterala åsen.
- Optimera bildkvaliteten (justera djupet och förstärkningen, tillämpa harmonisk avbildning).
- Spela in en one-beat (om möjligt, multibeat) slinga med 2 hjärtcykler.
- Ändra angulationen till cirka 120° på 2D-bilden för att centralisera LAA.
- Vrid sonden något moturs och applicera anteflexion för att visualisera ostia av de vänstra PVs.
- Använd färg dopplerkodad avbildning för att bekräfta att både de övre och nedre datorerna är synliga.
- Klicka på knappen full volym för att tillämpa full volym 3D-förvärv.
- Justera bildens sido- och höjdbredd för att visa de vänstra datorerna. Detta förbättrar visualiseringen av ostia av vänster övre och nedre PVs och den intervenous åsen.
- Kontrollera datauppsättningens kvalitet. Kontrollera den inspelade datauppsättningen. Om datauppsättningen inte innehåller både de övre och nedre PVs, ändra patientens position genom att ytterligare luta till sidoläget och upprepa proceduren från steg 2.1.8.
- Skaffa 3D-datamängder med full volym från de vänstra datorerna: en-takt (om möjligt, multibeat) slinga med 2 hjärtcykler.
- Bekräfta synligheten av PV ostia genom att beskära bilden till övre respektive nedre PV ostium. Den nedre PV-ostium kräver en särskilt noggrann bekräftelse. Det är inte osualt, att vissa delar av ostiumet ligger utanför 3D-datauppsättningen på grund av anatomiska skäl, t.ex. angulation eller närhet till givaren.
- Om bilden inte är lämplig för att visualisera hela solcellsstrukturen, upprepa proceduren från steg 2.1.10. Ändra 3D-datauppsättningens laterala eller höjda bredd om det behövs.
- Visualisering av rätt datorer
- Växla tillbaka till 2D-läge och fokusera bilden till LAA vid 45° övre (eller mitten) matstrupsprobens position.
- Vrid sonden medurs och flytta sondens huvud till anteflexionposition för att visualisera rätt TV-apparater.
- Använd färg dopplerkodad avbildning för att bekräfta att både de övre och nedre datorerna är synliga.
- Klicka på knappen full volym för att tillämpa full volym 3D-förvärv.
- Justera bildens sido- och höjdbredd för att visa rätt tv-apparater. Detta förbättrar visualiseringen av ostia av höger övre och nedre PVs och den mellanliggande åsen. Den här avbildningen kan användas för att identifiera förekomsten av överflödiga datorer.
- Skaffa 3D-datamängder med full volym från rätt datorer: en-takt (om möjligt, multibeat) slinga med 2 hjärtcykler.
- Bekräfta synligheten av PV ostia genom att beskära bilden till övre respektive nedre PV ostium. Den nedre PV-ostium kräver en särskilt noggrann bekräftelse. Det är inte ovanligt att vissa delar av ostiumet ligger utanför 3D-datauppsättningen på grund av anatomiska skäl (t.ex. angulation eller närhet till givaren).
- Om datauppsättningen inte innehåller både de övre och nedre PVs, bör patientens position ändras genom ytterligare lutning till rätt position, och proceduren bör upprepas från steg 2.2.1. Ändra 3D-datauppsättningens laterala eller höjda bredd om det behövs.
3.3D bildrekonstruktion och mätningar
- Offline 3D multiplanar rekonstruktion
- Aktivera 3D-analysprogramvaran på skannern eller arbetsstationen (Philips: aktivera 3DQ-programvaran på QApps-panelen; Tomtec: aktivera 4D Cardio-view 3-applikationen; GE: aktivera FlexiSlice-programvaran).
- Välj en ram i diastolisk fas för mätningarna. För standardisering rekommenderas att välja en bildruta som är tidsdimerad till T-vågen.
- Ställ in de två vinkelräta planen på den begärda strukturen (vänster sidorygg eller varje TV-ostium) och justera planets riktning medan det tredje planet representerar den undersökta strukturens en-vy .
- Välj mätalternativet på den vänstra panelen. Den ena ansiktsvyn är lämplig för mätningar (diameter, yta, avstånd).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Med hjälp av ovan beskrivna bildförvärvsprotokollet är det första steget att visualisera det vänstra förmaksbihanget (LAA) med hjälp av 2D-förvärv (figur 1). Sonden är i övre (eller mitten) transoesofageal position vid 20-45°. Bilden visar LAA. Den vänstra sidoryggen och den vänstra övre PV visas vid 60-80° (bild 2), och sedan förvärvas och bekräftas 3D-datauppsättningen genom att beskära datauppsättningen för att visualisera LAA och den vänstra laterala åsen med vänster övre PV-ostium (figur 3). Om data uppsättningen inte omfattar hela strukturen för LAA och den vänstra laterala åsen upprepas bildförvärvet när sondens angulation, flexion eller ändrar patientens position.
Nästa steg är att visualisera de vänstra datorerna. Sondens angulation ändras till cirka 120° för att centralisera bilden till LAA, och sedan vrids sonden något moturs medan sondens huvud flyttas till anteflexion. När den vänstra PV-ostiumet är synligt (bild 4) används färg Doppler för att bekräfta att både den övre och nedre PV är synlig (figur 5). Sedan förvärvas och bekräftas 3D-datauppsättningen genom att beskära bilden till vänster övre och nedre PV ostia med den mellanliggande åsen (bild 6). Om data uppsättningen inte omfattar hela strukturen för den vänstra PV-ostiumet bör bildförvärv upprepas när sondens angulation, flexion eller patientens position ändras.
Nästa steg är visualiseringen av rätt datorer. Sondens angulation ändras till cirka 45° för att centralisera bilden till LAA, och sedan vrids sonden något medurs medan sondens huvud flyttas till anteflexion. När höger PV-ostium är synligt (figur 7) används färg dopplerkodad avbildning för att bekräfta att både den övre och nedre pv-produkten är tydligt synlig (figur 8). Sedan förvärvas och bekräftas 3D-datauppsättningen genom att bilden beskärs till den högra övre och nedre PV-ostia med den mellanliggande åsen (figur 9 och figur 10). Om data uppsättningen inte omfattar hela strukturen för rätt PVs ostia, bör bild förvärv upprepas när du ändrar sondens angulation, flexion eller ändrar patientens position.
Nästa steg är att förbereda 3D-datauppsättningen offline och utföra mätningarna. Den valda 3D-datauppsättningen öppnas i en dedikerad plattformsspecifik eller en leverantörsoberoende programvara för multiplanär rekonstruktion av 3D-avbildningarna. Först bör man välja en ram som är tidsanställning till T-vågen, och sedan placeras två vinkelräta plan på PV-ostia. Det tredje planet representerar ostiumets en-ansiktsvy (figur 11), som är lämplig för att mäta dimensioner (avstånd, yta). Om de två vinkelräta planen är monterade på åsen kan bredden på åsarna mätas.
Bild 1: 2D-vy över vänster förmaksbihang vid 22°.
Vänster förmaksbihang Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Figur 2: 2D-vy över vänster förmaksbihang vid 75°.
A) Vänster förmaksbihang. B) Vänster sidorygg. (C) Vänster övre lungven Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: 3D återuppbyggnad av den vänstra laterala åsen och den vänstra övre pulmonell venen.
A) Ostium av vänster övre lungven. B) Vänster sidorygg. (C) Vänster förmaksbihang Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: 2D-vy över de vänstra lungvenerna vid 122°.
A) Vänster nedre lungven; B) Mellanliggande ås. (C) Vänster övre lungven Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 5: 2D färgkodad bild av de vänstra lungvenerna vid 122° för att bekräfta lung-venöst flöde.
A) Vänster nedre lungven; (B) Vänster övre lungven Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 6: 3D-rekonstruktion av de vänstra lungvenerna.
A) Ostium av vänster nedre pulmonell ven. B) Mellanliggande ås. C) Vänster övre lungven. D) Vänster sidorygg. (E) Vänster förmaksbihang Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: 2D-vy över rätt lungvener vid 45°.
A) Höger nedre lungven; B) Mellanliggande ås. (C) Höger övre lungven Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 8: 2D med färgkodad bild av rätt lungvener vid 45° för att bekräfta lung-venflödet.
A) Höger nedre lungven; B) Mellanliggande ås. (C) Höger övre lungven Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 9: 3D-rekonstruktion av rätt lungvener med fokus på höger övre ven.
A) Höger övre lungven. B) Mellanliggande ås. (C) Höger mellanliggande lungven (t.ex. för ett överflödigt dräneringsmönster på höger sida) Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 10: 3D rekonstruktion bild av rätt lungvener lutar fokus mot höger nedre PV.
A) Höger övre lungven. B) Mellanliggande ås. C) Höger mellanliggande lungven (t.ex. för överflödigt dräneringsmönster på höger sida). (D) Höger nedre lungven Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 11: Multiplanar rekonstruerade 3D-bilder av vänster övre pulmonell venös ostium.
(A,B) Två vinkelräta plan visar den vänstra övre PV:n längsgående. De prickade linjerna representerar skärplanen. Den blå monterades på PV:s ostium. C) Kort axelvy visar den vänstra övre lungvenens en-ansiktsvy. (D) 3D-datauppsättning med ett skärplan. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Figur 12: Multiplanar rekonstruerade 3D-bilder av den vänstra laterala åsen och vänster övre lungven.
A) Vänsterförmakens förmaksbihang (longitudinell vy – panel A, tvärsnittsvy – panel C). B) Vänster sidorygg (längsgående vy – panel A; tvärsnittsvy – panel C). (A) Vänster övre lungven (longitudinell vy – panel A; tvärsnittsvy – Panel C) Klicka här för att se en större version av denna figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Här demonstrerar vi en steg-för-steg metodik för att studera PVs, deras omgivande strukturer och anatomiska egenskaper med 3D ekokardiografi. Ovanstående beskrivna metod för 3D-avbildning av PVs är en lättbar standardiserbar metod, som ger högkvalitativa 3D-bilder hos de flesta patienter som lämpar sig för exakta mätningar. Optimal kvalitet och orientering av de förvärvade bilderna är av största vikt för lämplig bedömning av PV anatomi. De 3D rekonstruerade bilderna förbättrar visualiseringen av PV dränering mönster och dess anatomiska variabilitet, vilket kan påverka framgångsgraden för PVI med CA.
3D-avbildning av PVs övervinner de tekniska begränsningarna av konventionella 2D transoesophageal ekokardiografi och gör 3D transoesophageal ekokardiografi metoden tillåter att ersätta hjärt MRI eller CT imaging av PVI före PVI, särskilt om de sista bildframställning teknikerna inte är tillgängliga.
Det viktiga steget är att ändra patientens position under undersökningen om sikten på PVs inte är tillfredsställande. Denna ändring bidrar till att förbättra synligheten för tv-apparaterna. Om vissa delar av PV:s ostium ligger utanför 3D-datauppsättningen på grund av anatomiska orsaker (t.ex. angulation eller närhet till givaren) kommer den exakta mätningen av PV:s parameter inte att vara möjlig, vilket är begränsningen av denna metod.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna rapporterar inga intressekonflikter.
Acknowledgments
Detta arbete finansierades av den ungerska statliga forskningsfonden [GINOP-2.3.2-15-2016-00043, Szív- és érkutatási kiválóságközpont (IRONHEART)].
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4D Cardio-view 3 software | Tomtec Imaging Systems GmbH | ||
| Epiq 7G scanner | Philips | ||
| Q-Lab Software | Philips | ||
| X5-1 transducer | Philips | ||
| Vivid E95 Scanner | GE | ||
| 4Vc-D transducer | GE |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kuck, K., Brugada, J., Albenque, J. Cryoballoon or Radiofrequency Ablation for Atrial Fibrillation. New England Journal of Medicine. 375 (11), 1100-1101 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
