心內(nèi)超聲技術及其在心律失常介入診療中的應用進展

劉俊、Jens Erik Nielsen-Kudsk 綜述，方丕華 審校

心臟超聲技術在心律失常介入診療中起到非常重要的作用。傳統(tǒng)的心臟超聲技術包括經(jīng)胸超聲心動圖（TTE）和經(jīng)食道超聲心動圖（TEE）。TTE是臨床工作中最常用的技術，但是TTE容易受到含氣的肺組織等其他心臟周圍結構的影響，故TEE不能清晰顯示遠離探頭的心房結構和近端心尖部結構。由于食管與心臟底部毗鄰，TEE主要顯示心底部心臟結構，特別是左心房、左心耳和心臟瓣膜結構。但是TEE需將超聲探頭經(jīng)口咽部送至食管，部分患者不能耐受TEE檢查。TEE還存在需要全身麻醉和潛在的食管損傷或穿孔的風險。心內(nèi)超聲（ICE）是將超聲探頭送至心腔內(nèi)進行心臟結構和功能的探測。由于ICE探頭周圍為心腔內(nèi)血液，故能提供更加清晰的圖像質(zhì)量，且不受心臟周圍結構的影響、也無需全身麻醉。隨著ICE與心臟三維標測系統(tǒng)進行圖像的融合，ICE在心律失常介入診療中的價值越來越突出。

1 ICE導管

目前主要有兩種不同的ICE導管。一種是放射狀或圓形ICE。該導管直徑為6F或10F，提供圓形扇面圖像，類似于血管內(nèi)超聲圖像。超聲導管位于圖像中間，可同時顯示與超聲導管垂直的360°平面結構。超聲頻率在9～12 Hz之間，適合于6～8 cm的近場圖像探測，而遠場圖像不夠清晰。另一種是位相式ICE，提供楔形扇面圖像。該導管直徑為8 F和10 F，尖端有64個超聲晶體矩陣排列，彎度可以調(diào)節(jié)。導管尾端有兩個控制頭端探測角度的旋轉(zhuǎn)把柄。一個可以使導管頭端前俯后仰，簡稱為A彎（前俯）/P彎（后仰）；另一個可以使導管頭端左右旋轉(zhuǎn)，簡稱為L彎（左轉(zhuǎn)）和R彎（右轉(zhuǎn)）。通過上述不同彎度組合，可以調(diào)整超聲扇面角度，獲得理想的目標圖像。由于能夠提供15 cm的探測深度、可應彩色多普勒、操縱靈活，故該類型導管廣泛應用于心臟介入診療過程中。目前主流的ICE導管有兩種，美國雅培公司ViewFlex導管和德國西門子公司Acunav導管。這兩種導管各有優(yōu)勢。ViewFlex導管直徑為9 F，管體較硬且圖像質(zhì)量更清楚。Acunav導管直徑8 F，管體較軟且操作更靈活。目前，美國強生公司和德國西門子公司合作，在Acunav導管基礎上制造出SoundStar導管（8 F/10 F），可將超聲圖像與Carto 3電解剖標測系統(tǒng)整合起來，形成固定的CartoSound模塊，有利于心臟電學與解剖學準確結合。未來隨著4D-ICE技術的發(fā)展[1]，ICE更能滿足臨床應用需求。

2 ICE指導下房間隔穿刺

房間隔穿刺是心律失常介入醫(yī)生必備的一項基本功。傳統(tǒng)的房間隔穿刺方法是在X線透視下完成的。采用這種方法，房間隔的位置不能直視，只能借助其他解剖結構估計其位置。故能否順利完成房間隔穿刺與術者的經(jīng)驗有很大關系，初學者通常需要經(jīng)過一定的學習曲線才能獨立完成。此外，在臨床實踐中經(jīng)常會遇到復雜的情況，例如房間隔膨出瘤、一個或多個房間隔封堵器封堵術后[2]、外科修補術后[3]、心臟先天性或后天性解剖結構轉(zhuǎn)位或畸形、反復房間隔穿刺導致疤痕形成、左心房或右心房嚴重擴張[4]等。上述情況下采用傳統(tǒng)的房間隔穿刺方法通常難以奏效，而采用ICE技術可以迎刃而解。

ICE探頭通常采用股靜脈途徑送至右心房，首先送至三尖瓣環(huán)水平，適當旋轉(zhuǎn)導管即可看到由右心房、三尖瓣、右心室和右心室流出道共同構成的扇面，稱為“HomeView”。該扇面是ICE的最基本切面。術中如果不能尋找到理想的切面時都需要將ICE導管重新回到該扇面后重新操作導管。HomeView位順時針旋轉(zhuǎn)導管并適當采用后仰P彎操作，即可清晰顯示房間隔和卵圓孔的位置。如果后仰角度增大，可看到上腔靜脈與房間隔連續(xù)部分。在標準的房間隔穿刺點切面，前方可見房間隔和卵圓孔，后方可見左心房側(cè)壁相連的左上肺靜脈和左下肺靜脈。此刻，逆時針旋轉(zhuǎn)導管可見主動脈竇及其瓣膜結構，順時針旋轉(zhuǎn)ICE導管可見左心房后壁結構。依據(jù)上述切面解剖結構特征可以準確尋找到理想的房間隔穿刺位點。特別是部分心律失常介入手術對房間隔穿刺點有較高的要求，例如左心耳封堵要求穿刺點偏后偏下[5]、冷凍球囊消融要求穿刺點偏前下方[6]等。在標準的房間隔穿刺點平面，稍微順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)ICE導管，即可實現(xiàn)上述特殊要求。當房間隔穿刺鞘從上腔靜脈向下拉至房間隔、滑落到卵圓孔位置時，稍微推送房間隔穿刺鞘，即可看到鞘管尖端將房間隔頂成帳篷樣，稱為“Tenting”征。此時，向前推送房間隔穿刺針即可刺破卵圓孔，通過針芯注入少量鹽水可見左心房內(nèi)微泡樣圖像，即可證實針和鞘管的尖端位于左心房（圖1）。推送鞘管送至左心房內(nèi)，測出鞘芯后在超聲圖像上可見鞘管形成的“雙軌”征，進一步證實外鞘位于左心房。目前，ICE技術指導下的房間隔穿刺已經(jīng)在歐美國家廣泛應用，在美國已經(jīng)成為房間隔穿刺的“標準”配置。由于ICE指導下的房間隔穿刺無需X線透視，故部分左心房內(nèi)導管消融可以在零射線下完成[7]。這對于特殊情況下完成左心房途徑的導管消融手術是非常重要的。

圖1 心內(nèi)超聲指導下房間隔穿刺

3 ICE更加準確識別心腔內(nèi)血栓形成

導管消融術前通常要進行心腔內(nèi)血栓的篩查。一旦發(fā)現(xiàn)存在血栓形成的狀態(tài)，通常列為介入手術的禁忌證，例如房顫消融術前需要進行左心耳血栓的排查。TEE是目前術前排查心耳血栓形成最常用的臨床檢查方法之一。但是，由于心耳位于心臟前部遠離TEE探頭，故對于心耳尖部血栓的判斷能力成為TEE的難點。有時TEE還很難鑒別心耳內(nèi)附壁血栓與正常梳狀肌組織。此外，TEE檢查還受到操作者水平、部分患者不能配合完成檢查等因素影響。采用ICE則可排除上述干擾因素，可將探頭直接放置在左心耳口部附近，更加準確判斷是否存在血栓形成。Baran等[8]對21例經(jīng)TEE檢查懷疑或確定為左心耳血栓的患者進行ICE檢查發(fā)現(xiàn)，TEE診斷血栓形成的7例患者中1例為假陽性，而TEE懷疑血栓的14例患者中8例經(jīng)ICE檢查排除血栓。而另一項研究中，Ikegami等[9]對107例經(jīng)TEE檢查排除左心耳血栓的患者進行ICE檢查發(fā)現(xiàn)有4例（4.3%）患者存在左心耳血栓。由此可見，TEE診斷左心耳血栓形成亦有假陽性和假陰性的情況，ICE能夠更加精確識別血栓。

4 ICE指導下導管消融治療房性心律失常

心房顫動（房顫）是臨床最常見的房性心律失常之一。在傳統(tǒng)的房顫射頻消融術中需要應用對比劑以確定肺靜脈口部位置。強生公司開發(fā)的CartoSound軟件可將ICE超聲圖像與三維電解剖標測系統(tǒng)整合起來，利用超聲圖像進行心房三維解剖重建[10]，這樣可以完全不用對比劑、減少甚至無需X線暴露[11]。超聲導管還可以實時觀察射頻消融導管與心房組織接觸的位置、指導二尖瓣峽部消融[12]、射頻消融后組織水腫、預測消融損傷程度[13]等。在傳統(tǒng)的房顫冷凍消融術中需要進行肺靜脈造影以判斷球囊與肺靜脈口部封閉情況。而采用ICE技術利用超聲彩色多普勒效應亦可以評估球囊封堵情況[14]。如果球囊與肺靜脈之間存在縫隙時彩色多普勒圖像可見肺靜脈內(nèi)血流流動的彩色頻譜。采用ICE技術還可以減少冷凍消融術中對比劑使用劑量。此外，在冷凍消融后還可見心房組織水腫的超聲影像學改變。利用這一點，采用冷凍球囊可以進行節(jié)段性肺靜脈前庭消融，特別適合于肺靜脈共干較大的情況下才有分段冷凍消融完成肺靜脈隔離。采用ICE技術可以指導冷凍球囊與心房組織的貼靠情況[15]，從而進行左心房頂部或后壁的冷凍消融。

5 ICE指導下導管消融治療室性心律失常

起源于乳頭肌的室性心律失常是導管消融治療的難點之一。由于乳頭肌位于心室腔內(nèi)，采用傳統(tǒng)的二維或三維標測技術僅能進行心腔表面結構重建，不能進行心內(nèi)解剖重建。另外，乳頭肌自身能夠產(chǎn)生收縮活動，隨著心臟收縮與舒張不停移動，導管難以實現(xiàn)穩(wěn)定貼靠，增加了手術操作難度，復發(fā)率也較高。采用ICE技術可有效解決上述難點。在HomeView扇面位置左右稍微旋轉(zhuǎn)導管即可完成右心室心肌的解剖探測。如果要進行左心室心肌組織的探測，則需將ICE導管A彎后送至右心室，逆時針旋轉(zhuǎn)導管即可獲得左心室心肌組織的扇面。采用ICE技術聯(lián)合CatoSound電解剖標測系統(tǒng)，可以重建心腔內(nèi)乳頭肌結構，準確引導消融導管到達并貼靠乳頭肌[16]，提高消融成功率，避免不必要的消融損傷，即便是采用冷凍消融治療的手段[17]。

缺血性心肌病合并室性心動過速（室速）也是導管消融治療的難點之一。缺血性心肌病患者常常存在節(jié)段性室壁運動障礙，其室速發(fā)生常常與室壁運動異常區(qū)域的心肌有關。導管消融主要是針對病變心肌與健康心肌之間的電傳導連接進行阻斷。因此，準確識別病變心肌與健康心肌之間的界限是導管消融治療的難點之一。目前主要的工具是磁共振成像的影像學和局部雙極電壓為指導的電解剖圖。由于病變心肌組織和健康心肌組織運動幅度存在較大差異，故采用ICE近場超聲技術通過分析局部心肌收縮運動異常也可以準確識別上述心肌之間的界限[18]，判斷室性心律失常出口位置[19]，進而指導導管消融區(qū)域。

6 ICE指導下介入封堵左心耳

經(jīng)皮左心耳封堵手術是在全麻+氣管插管+TEE指導下完成的[20]。由于接受這些手術的患者往往具有很高的腦卒中和出血風險，故這些患者更容易在手術麻醉和住院期間出現(xiàn)各種相應并發(fā)癥。采用ICE技術則可以在局麻下完成經(jīng)皮左心耳封堵手術。目前，已有多中心研究證實，ICE指導下實施左心耳封堵是安全、有效的，并大大降低了麻醉和氣管插管相關的并發(fā)癥、減少術中對比劑用量和手術時間、縮短住院時間[21]。

利用ICE進行心耳形態(tài)和封堵效果等評估可以采用下列三種途徑：（1）右心房途徑。在HomeView位置順時針旋轉(zhuǎn)導管，在主動脈竇扇面即可顯示位于主動脈竇后面的左心耳尖部，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)導管至房間隔扇面即可顯示左心耳體部和口部。（2）肺動脈途徑。由于左心耳與左側(cè)肺動脈毗鄰，故可將超聲導管送至肺動脈進行左心耳探查。在HomeView體位，A彎后將導管送至右心室，完全松彎后P彎，導管即可指向右心室流出道，推送導管后可將導管送至左側(cè)肺靜脈主干，旋轉(zhuǎn)導管即可掃描左心耳整個結構。（3）左心房途徑。ICE導管可經(jīng)房間隔途徑送至左心房，近距離探測左心耳。通常先行房間隔穿刺，然后將ICE導管經(jīng)長鞘送至左心房，亦可退出房間隔穿刺鞘，調(diào)整ICE導管尋找房間隔穿刺孔，之后將ICE導管經(jīng)穿刺孔送入左心房。ICE導管可在左心房頂部附近內(nèi)P彎后仰觀察左心耳，亦可將導管送至左上或左下肺靜脈口內(nèi)探測左心耳。左心房途徑能將超聲導管送至左心耳口部附近，近距離掃描左心耳以獲得更加清楚的超聲圖像（圖2）。目前，左心房途徑已經(jīng)成為ICE指導下左心耳封堵的主要方法。薈萃分析顯示，ICE指導左心耳封堵治療與TEE指導同樣有效，嚴重并發(fā)癥發(fā)生率均較低[22]。需要注意的是，該方法需要進行房間隔穿刺操作和肝素抗凝以防ICE導管表面血栓形成導致體循環(huán)栓塞。

圖2 心內(nèi)超聲指導下左心耳封堵術

7 ICE指導復雜心臟結構下心律失常的介入治療

先天性或繼發(fā)性心臟解剖結構異常是造成心律失常消融治療失敗的重要原因之一，準確識別這些結構異常提高消融治療成功率的關鍵因素之一。Ebstein畸形是一種常見的先天性心臟結構性心臟病，通常合并多種類型的心律失常。該病引起的解剖異常主要表現(xiàn)為部分心室心房化導致三尖瓣環(huán)下移。傳統(tǒng)的方法是通過局部記錄的心房和心室電位大小界定三尖瓣環(huán)的位置，但是主觀性較大、不夠準確。采用ICE技術可以“直視”這種解剖異常，有利于合并房室旁路消融[23]、三尖瓣峽部依賴的復發(fā)性心房撲動的消融[24]，特別適合于Ebstein畸形患者進行三尖瓣外科修補術后的心房撲動消融[25]。此外，ICE可以指導主動脈瓣置換術后起源于主動脈竇內(nèi)心律失常的射頻消融[26]、心肌梗死后室壁瘤合并血栓患者的心外膜室速消融[27]、永存左上腔靜脈起源的房顫消融[28]、左心室尖峰部室性心律失常[29]等等復雜情況。

8 ICE在電極拔除術中的應用

起搏器電極拔除是一個較高風險的介入手術。由于電極與心腔和上腔靜脈等血管組織黏連，故拔電極可能導致組織撕裂，導致心包填塞、心臟破裂等需要緊急心外科手術情況。利用ICE技術可以準確識別電極與組織黏連情況，實時觀察電極與心臟組織[30]、上腔靜脈的分離情況[31]，有助于降低嚴重并發(fā)癥風險。

9 ICE及早發(fā)現(xiàn)介入并發(fā)癥

心包填塞和血栓形成是心律失常導管消融治療術中常見的嚴重并發(fā)癥[32]。早期少量心包積液時患者往往沒有癥狀，而一旦心包積液增加出現(xiàn)心包填塞，才會出現(xiàn)血流動力學不穩(wěn)定的明顯癥狀。因此，早期發(fā)現(xiàn)和及時處理非常重要。ICE導管可以放置在心腔內(nèi)，手術全程實時監(jiān)測心包腔的變化，早期發(fā)現(xiàn)心包積液。血栓形成也是一個很隱蔽的潛在并發(fā)癥，通常在發(fā)生栓塞并發(fā)癥不良臨床后果后才意識到。由于部分患者存在高凝狀態(tài)，鞘管進入左心房后可迅速在鞘管周圍形成血栓。采用ICE技術則可以實現(xiàn)實時觀察血栓形成[33]，早期發(fā)現(xiàn)粘附在鞘管周圍的血栓、心內(nèi)膜面消融導致心肌組織暴露引起表面血栓形成，以及消融過度導致組織氣爆現(xiàn)象[34]等。

綜上所述，ICE具有提供更清晰的實時心臟結構圖像、準確鑒別心耳部血栓形成、指導消融導管準確到達預定解剖位置、顯著降低圍手術期并發(fā)癥等諸多優(yōu)點。隨著ICE超聲圖像與三維電解剖技術的融合，ICE必將成為心律失常介入診療中不可缺少的工具之一。