Summary
准确的心内超声心动图 （ICE） 在估计左心房结构方面显示出显着的准确性，这是一种有前途且有前途的心脏结构估计方法。在这里，我们提出了一种使用 ICE 和快速解剖映射 （FAM） 导管重塑对左心房和肺静脉进行三维建模的方案。
Abstract
心内超声心动图 （ICE） 是一种用于估计肺静脉隔离手术期间心脏解剖结构的新工具，尤其是左心房 （LA） 解剖结构和肺静脉结构。ICE广泛用于在消融过程中建立三维（3D）左心房结构模型。然而，目前尚不清楚在精确的 3D 建模方法中使用 ICE 是否可以提供更准确的左心房 3D 模型和经鼻中隔入路。本研究提出了一种使用 ICE 和快速解剖映射 （FAM） 导管重塑对左心房和肺静脉进行建模的方案。它通过观察者评分来评估使用这两种方法生成的模型的准确性。我们纳入了 50 名接受基于 ICE 的 3D 重塑的患者和 45 名接受基于肺静脉分离程序的 FAM 3D 重塑的患者。肺静脉窦重塑是通过比较重塑和左心房计算机断层扫描血管造影 （CTA） 获得的窦面积来估计的。ICE组和FAM组的观察者得分分别为3.40±0.81分和3.02分±0.72分（P<0.05）。使用基于 ICE 和 FAM 的方法获得的肺静脉窦面积与左心房 CT 获得的面积呈相关性。然而，使用 Bland-Altman 分析，ICE 获取模型的 95% 置信区间偏差比 FAM 获取模型（分别为 -238 cm 2 至 323 cm 2 和 -363 cm 2 至 386 cm 2）更窄。因此，精密ICE在估计左心房结构方面具有很高的准确率，成为未来心脏结构估计的一种有前途的方法。
Introduction
心房颤动 （AF） 通常与心房重塑有关，包括机械重塑、电生理重塑和结构重塑1。结构重塑将极大地影响中庭的解剖结构。因此，评估 AF 患者的左心房解剖结构对于 AF 消融手术和任何针对左心房的手术都是必不可少的。对于FAM三维建模，通过不断置换心脏中的磁导管，根据其位置对应于固定磁场的空间位置变化，重建心脏的三维建模。相比之下，ICE 3D 建模通过将传感器定位在 ICE 相控阵导管的头端，将心腔中的二维图像与 3D 电解剖映射系统集成在一起。因此，超声扇区表示 3D 建模，以展示解剖关系和实时导管位置。
根据我们的临床经验，心内超声心动图（ICE）可以识别心房壁边界，并进一步建立3D重塑。然而，在 AF 消融或 3D 重塑期间，大多数 ICE 使用仅提供心房或肺静脉的简要轮廓。最初，ICE用于指导房间隔缺损和卵圆孔未闭2的介入闭合。ICE 可以明确房间隔的位置和形状，并已用于需要房间隔穿刺的各种介入手术3.这些包括心房颤动的射频导管消融术、二尖瓣介入治疗等。 ICE可以精确识别肺静脉边界和心房壁，以建立更详细的3D模型3。目前尚不清楚这种方法是否可以为操作者提供更精确的心房解剖学评估，特别是对于肺静脉、胃窦和经鼻中隔部位。在这项研究中，我们比较了使用传统方法和精确 ICE 程序建立的左心房 CT 图像和 3D 重塑，以确定更多信息。
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Protocol
该研究程序严格遵守吉林大学中日协和医院人体研究伦理委员会的规定。在Carto系统（3D映射系统）上搜索接受心房颤动射频消融的患者。然后，使用PACS系统确定患者在手术前是否进行了左心房CT检查，以确定每个选定的患者是否进行了左心房CT图像进行比较。Soundstar 是本研究中使用的 ICE 导管，3D 映射系统中提供了 Cartosound 模块。每位患者在 ICE 3D 建模前都提供了书面知情同意书。
1. 扫描前的准备
- 检查患者信息，例如准确的心率、节律、血压和血氧饱和度。让患者仰卧，双臂在两侧，大腿略微外展。
- 在整个手术过程中，为所有患者提供芬太尼 （200 μg/mL） 的深度清醒镇静。选择右侧股静脉作为穿刺点，用2%利多卡因消毒并铺路进行局部麻醉。
- 设置 ICE 导管：将 ICE 导管尾线与 3D 映射系统和超声波机器连接。在 3D 映射系统中打开“研究”界面，然后在“连接的机器”中选择“P500”。
- 将ICE导管（直径：10f;超声模式：B模式）置于股静脉内。在推压过程中，实时监测超声波，确保导管处于安全空间。
- 将消融导管传递到右心房，以形成右心房和冠状窦模型。将冠状动脉窦电极与 ICE 引导相结合放置冠状窦电极。
- ICE导管进入右心房后，确保左心房和左心耳结构在3D映射系统显示屏上显示左心房和左心耳结构，同时排除左心房血栓。
- 插入房间隔穿刺针后，在ICE引导下确定最佳穿刺部位。然后，进行经鼻中隔穿刺。
- 使用 “主页 ”视图确认 ICE 已到达右心房。然后软件显示左侧 PV 部分。单击 右弯 以显示下腔静脉和房间隔。
- 将穿刺针鞘移至指向四点钟方向。在监测 ICE 的同时将针鞘缩回椭圆形窝，可以看到“帐篷征”。
- 调整 ICE 导管以显示左侧 PV 为“兔耳征”。在ICE引导下，将针鞘慢慢撤回到椭圆形窝的下缘。
- 顺时针旋转穿刺针以突破椭圆形窝。然后，通过房间隔穿刺针注射肝素生理盐水。
注意：在 LA 中观察到盐水泡，表明房间隔成功穿刺。
左心房和肺静脉的2. 3D建模
注：ICE在两个方向上构建左心房模型。
- 将ICE导管推入股静脉后，穿过下腔静脉和上腔静脉，进入右心房。
- 将超声导管推到短轴右心房中间，顺时针旋转。现在，超声波风扇指向描绘右心房和右心室的一点钟方向（家庭视图）。
- 拧紧张力 旋钮以实现锁定张力 调整。然后转到 “主页 ”视图并单击 前曲率 （A） 以完全显示三尖瓣环。附着在三尖瓣环上进行门控训练，并使用呼吸末期建模。
- 从 主页 视图，顺时针转向左心房前壁，导致左心耳的出现。
- 继续顺时针转动至左心房，导致左上肺静脉和下肺静脉的出现，显示为“兔耳征”。然后，顺时针和逆时针转动它，通过识别前金静脉和后金静脉边界来精确收集左肺静脉的图像。
- 继续顺时针转动左心房，建立后壁，在此过程中，食管出现“双轨征”。
- 顺时针方向转向左心房，观察右下肺静脉，显示为“3字征”。然后，顺时针和逆时针转动它，通过识别前后边界来精确捕获右肺静脉的图像。
- 在长轴上，单击 Palintrope（P） 使导管的尖端与冠状窦口的高度相同。这是对左心房模型的补充。调整左弯/ 右弯 （L/R） 以观察左心房长轴的前壁。该图像捕获了左心房的前壁。
- 相应地标记重要的解剖位置，包括肺静脉口、左心耳和其他重要部位（视频 1）。
3.肺静脉区域的图像采集和测量
- 左心房CT
- 双击图标打开 PACS 系统 。单击 “高级查询 ”以输入患者姓名和检查项目。单击 “确定 ”以查找图像。
- 点击 Tune 将图片传输到 vue pacs 系统（图片存档和通信系统）。
- 将 3D 体积重建图像传输到工作箱，然后单击导出图像以将左心房后前 （PA）、左后 （LL） 和右外侧 （RL） 位置 图像 保存在文件夹中。
- 返回上一个程序后，将左心房动脉期增强序列转移到工作框中，然后单击显示为 3D 的图像。
- 双击 3D 图像，然后单击工具栏中的 3D 。选择切除 工具切除 肋骨、脊柱、主动脉和其他结构，以暴露左心房和肺静脉系统。
- 暴露肺静脉前庭。单击工具栏中的“ 图 ”，然后选择 “面积 ”以计算肺静脉前庭的横截面积。
- 冰
- 打开 3D 映射系统。然后，单击 “查看研究 ”并输入患者姓名。最后，使用 “搜索当前患者 ”来识别图像。
- 单击 “确定 ”打开工作界面。
- 单击 “研究”>“继续研究 ”，然后选择 “模型 ”和 “通道 ”序列。
- 单击“ 捕获首选项”，然后选择“ 区域 ”并将图像调整为“后前”、“左外侧”、“右外侧”、“左前斜肌 （LAO）”和“右前斜肌 （RAO）”。
- 单击“图片”，选择照片区域，然后单击“确定”以保存图片。
- 单击 “ 地图”选项，然后选择 “保存地图”。然后，使用工具栏中的 橡皮擦 去除左右肺静脉。
- 单击图像，选择面积测量并测量肺静脉前庭的 面积 。
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Representative Results
2021年1月至2022年6月，我们选取了114例在我院接受心房颤动射频消融术的患者。根据以下标准排除患者：无左心房 CT 3D 体积重建图像 （n = 11）、无经隔穿刺 ICE 图像 （n = 4） 以及左心房和肺静脉图像重建不完全 （n = 4）。最后，纳入50例ICE 3D建模患者和45例FAM3D建模患者作为对照组。
两位专业的电生理学家分析了所有的3D建模图像。我们比较了Carto建模和左心房计算机断层扫描血管造影成像之间的解剖吻合程度。对FAM建模和精细超声建模的3D图像（图1）进行评分（0分：完全一致;5分：完全一致）。经鼻中隔穿刺位置的适当性（图2）对常规和精制超声引导方法进行评分（0分：完全不合适，需要重新穿刺;5分：非常合适）。将常规和精细超声建模收集的肺静脉前庭的最大横截面积与左心房CT获得的最大横截面积进行比较。ICE组和FAM组的建模观察者得分分别为3.40分±0.81分和3.02分±0.72分（P<0.05）。ICE组和FAM组选择经鼻中隔穿刺部位的观察者评分分别为4.62±0.73分和4.29分±0.97分（P<0.05）（图3）。使用基于 ICE 和 FAM 的方法获得的肺静脉窦面积与左心房 CT 获得的面积相关。然而，使用Bland-Altman分析的ICE获取模型的95%置信区间偏差比FAM获取模型更窄（分别为-238 cm 2至323 cm 2和-363 cm 2至386 cm 2）（图4）。
图 1：左心房、肺静脉和经室隔穿刺的 3D 建模图像。 （A-F） ICE与左心房CT的3D建模比较。 （G-L） FAM与左心房CT的3D建模比较。LL：左外侧;RL：右外侧）。请点击这里查看此图的较大版本.
图2：经鼻中隔穿刺定位图。 （A-C）ICE引导下经鼻中隔穿刺定位图;（D-F）FAM 引导的经鼻中隔穿刺定位图。（LAO：左前斜肌;RAO：右前斜肌;RL：右外侧）。请点击这里查看此图的较大版本.
图 3：观察者对经鼻中隔穿刺部位的建模和选择评分。 （A） ICE组和FAM组的观察者建模得分分别为3.40分±0.81分和3.02分±0.72分（P<0.05分;（B） ICE组和FAM组选择经鼻中隔穿刺部位的观察者评分分别为4.62分±0.73分和4.29分±0.97分（P<0.05）。 请点击这里查看此图的较大版本.
图4：两种测量肺静脉面积的建模方法的比较。 （A）采用ICE法和左心房CT采集的肺静脉窦面积线性回归分析;（B）基于FAM的方法和左心房CT得到的肺静脉窦面积线性回归分析;（C） ICE 获得模型与左心房 CT 的 Bland-Altman 图。95% 置信区间偏差为 -238 cm 2 至 323 cm2;（D） 与左心房 CT 相比，FAM 获得模型的 Bland-Altman 图。95% 置信区间偏差为 -363 cm 2 至 386 cm2。（LPV：左肺静脉;RPV： 右肺静脉 请点击这里查看此图的较大版本.
视频 1：标记重要解剖位置的具体过程。请点击这里下载此文件。
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Discussion
心内超声心动图（ICE）是一种非接触式三维重建工具。它确定了合适的消融平面，并降低了肺静脉狭窄的发生率。此外，ICE 通过评估消融导管的远端位置及其与解剖结构的相对关联来提高导管消融的有效性。这些结构包括左心房和肺静脉以及肺静脉的直径和形态。
ICE引导的心房颤动导管消融术可以减少术中X线照射，减少房间隔穿刺时间，发现早期并发症，并提供及时治疗，避免严重后果，而不是传统3D建模引导的心房颤动消融术。与经食管超声心动图（TEE）相比，ICE通过更明显的影像学治疗更准确地识别左心耳血栓。因此，ICE 在确定左心耳血栓4 方面可能完全取代 TEE。在手术过程中，ICE可以准确识别左心房（LA）和肺静脉（PV）的实时解剖结构5。然而，当送入ICE导管时，应通过影像学观察其位置。此外，应与血管壁保持适当的距离，以防止对血管造成不必要的损害。ICE没有提高房间隔穿刺的主观评分满意度。这与房间隔穿刺从业者的经验有关。我们的外科医生更有经验，这些做法应该在新外科医生身上探索。
详细了解左心房解剖结构对于安全有效的心房颤动射频消融是必要的。Okumura6 等人观察到，由于 CT 图像采集和干预之间的时间间隔内左心房状态的变化，CT 或 MRI 构建的 3D 建模具有不同的腔室构象。较差的 CT 图像质量可能会进一步增加较高心率时的不准确性，尤其是在心室成像中。ICE相控阵导管有助于将二维图像集成到3D电解剖图谱系统中，更直观地显示解剖关系和实时导管位置。此外，左心房和肺静脉无需术前成像或通过间隙通道7 即可获得。这有助于临床医生更准确、更快速、更安全地绘制地图。该方法的基本步骤是准确穿刺房间隔并适当调整超声导管方向，以准确显示左心房相关结构，如肺静脉、左心耳等。本研究比较了ICE和FAM建模方法的图像，我们观察到使用ICE精细建模获得的模型（3.40±0.81）比FAM三维建模（3.02±0.72）更精细。ICE的缺点包括培训要求，熟练使用ICE通常涉及相对较长的学习曲线8，特别是对ICE精细建模过程的熟练程度。应该有具体的技术支持。因此，在进行房间隔穿刺时，建议有经验的操作人员。当 ICE 导管位于右心房时，左心耳发育不良。然而，当ICE放置在冠状窦中时，可以显示左心耳。存在夹层和静脉穿孔的风险，ICE比IEE更昂贵。
Haissasaguerre9 等人观察到，大多数引起心房颤动频繁发作的心房早搏往往起源于肺静脉。在传统的心房颤动射频消融术中，需要造影剂来确定肺静脉口的位置。直接 LA 成像有助于清晰的可视化，尤其是左肺静脉 （LPV）。这可以更好地整合和导航用于环形肺静脉隔离 （CPVI） 的消融导管10。当肺静脉前庭被隔离时，实时成像和功能监测有助于提高手术的安全性和准确性。ICE可以确定肺静脉的数量、直径、解剖学变异和其他特征11。我们通过确定肺静脉前庭的面积，观察到 FAM 和 ICE 图像中的肺静脉面积与 CTA 相关。线性回归表明 P < 0.05，ICE 获取模型的 95% 置信区间偏倚比 FAM 获取模型更窄（分别为 -238cm 2 至 323cm 2 和 -363cm 2 至 386cm 2）。由于非接触式建模，ICE更准确，可变性更小。在导管接触建模中，接触过程中的压力变化可能会导致心房变形，每个接触的压力不同，描述了差异的来源。与FAM建模相比，使用ICE对肺静脉进行精细建模可以提高CT建模精度，实时观察消融的位置、面积和程度，并实现完全的肺静脉隔离。
目前，ICE广泛应用于各种导管介入手术。ICE 提供准确的心脏解剖图像，减少辐射暴露，无需全身麻醉3，并增强患者耐受性。未来，随着ICE成像质量的提高，包括3D和4D成像能力，分辨率和图像清晰度的提高，导管直径的缩小，以及价格的逐步下降，它将广泛增加其在临床实践中的应用。
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Disclosures
作者没有利益冲突需要声明。
Acknowledgments
我们感谢强生约翰诺森律师事务所的顾问闫俊明，他负责研究资助。这项工作由吉林省科学技术厅（20220402076GH）资助。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CARTO V6 | Johnson&Johnson | 6.0.80.45 | |
| CARTO V7 | Johnson&Johnson | 7.1.80.33 | |
| PACS system | Philips(China) Investment Co.,Ltd | N/A | |
| Soundstar | Johnson&Johnson | N/A |
References
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