Carto及CartoMerge技术在导管消融手术中的应用

上海市第十人民医院心内科  徐亚伟  唐恺

       自21世纪初第一台Carto机器被引入中国以来，目前Carto标测技术(即三维电解剖标测技术)已在我国的导管消融领域获得了广泛的应用。它在复杂房性和室性快速性心律失常的标测方面的优势已获得了电生理学家的广泛认同。

       众所周知，电解剖标测系统的解剖标测是由3个位置固定的磁极和标测/消融导管头端的磁场感应探头来实现的。标测/消融导管头端在任一空间位置所探测到的磁场强度，都是3个磁极在该点所形成的磁场的和。通过计算机的处理，就可确定该点与3个磁极的相对位置，从而实现了标测/消融导管头端的空间定位。当把标测/消融导管头端沿心内膜面不断滑动时，就可绘制出心腔的三维解剖模型，而且标测/消融导管头端的图像也可实时显示于心腔的三维解剖模型上。

       在进行三维解剖标测的同时，还可进行电标测。电标测包括2方面：一是电压标测。即可将标测/消融导管头端所测得的心内电位的大小以不同的颜色编码叠加于三维解剖模型上，从而使心腔内各部和相对电位大小分布得以直观显示，这对于识别心腔内的低电位“瘢痕区”（无论是单纯电学意义上的，还是解剖学意义上的）十分重要；第二个方面是激动顺序标测，即Carto系统在采集各点的心内电图信息时，可将该点的激动时间与事先选取的参考零点相比较，这样就可获得各点激动时间早晚的信息，并以不同的颜色编码叠加显示于三维解剖模型上，这样心腔内的最早激动点与最晚激动点即可一目了然，并可利于显示折返途径。

       由于Carto技术能将电标测与解剖标测相结合，即能将心律失常的激动顺序直观地显示于心腔的三维解剖图上，因而在定位病灶及确立心律失常的机制方面，具有其独特的优势，已广泛应用于心房颤动(房颤)、心房扑动(房扑)、局灶性房性心动过速(房速)、心脏外科术后房性快速性心律失常、心肌梗死后室速、心肌病室速等复杂性心律失常的导管消融，其中应用最普遍的是房颤的导管消融。这一手术过程中，主要应用的是Carto的解剖标测。

       电生理学家在房颤的导管消融过程中，仍会感觉到第一代的Carto技术有一定的局限性。因为Carto构建的左心房/肺静脉三维电解剖模型，是依据有限的标测点(通常为60-120个点)所构建，精度仍有限，形状与真实的心腔间也仍有一定的差异(图1)；而且标测/消融导管构建肺静脉的管状模型时，因该模型是以导管所在的位置为中心线，但实际标测过程中，导管是贴着肺静脉的边缘滑动的，因而管状模型与真实的肺静脉的位置间也有偏移，偏移的程度约为半个肺静脉内径。因此人们希望，能出现一种技术，使我们能在“真实”的心腔模型内进行消融。

      近年来兴起的高清晰度MRI及三维CT，为这一设想提供了现实的可能。而CartoMerge技术也应运而生，于2005年正式在全球推出。这一技术的基本思路是，当Carto构建好左心房/肺静脉三维电解剖模型后，将其与事先导入Carto系统的左心房/肺静脉的三维CT或MRI图像(目前多选用16排以上螺旋CT)进行目测条件下的对比，选择一至三对最有把握能互相对应的标记点(例如可选择右上肺静脉根部的顶部、左心房的顶部，等)，这些标记点称为“路标”(landmark)(图2)；然后以这几对路标为基准，将三维电解剖模型与多排CT所重建的三维图像进行初步的融合(visual alignment)。之后再通过“面融合”(surface registraton)进行进一步的确认和校正(validation)，使三维电解剖模型上每一个标测点与多排CT所重建的三维图像上相应部位的空间差异最小(图3)。只要空间差异的平均值小于2mm，提示图像融合的准确度足够高。这样就可直接在融合后的多排CT所重建的三维图像上进行消融了(图4)。
        

       CartoMerge最大的优势在于其解剖标测的精确性，它不仅能显示心腔的三维结构，而且能准确显示与心腔相连的大血管(如肺静脉)的详细情况，如与心腔相连的方式、分支的数目、是否存在解部畸形等。

       人们相信，随着CartoMerge技术的广泛应用，将有利于大大缩短初学者对复杂性心律失常进行导管消融的学习曲线。

             图1：Carto构建的左心房/肺静脉三维电解剖模型与MRI重建的左心房/肺静脉三维图像的差异。二者均为后位观。

             图2：Carto构建的左心房/肺静脉三维电解剖模型与MRI重建的左心房/肺静脉三维图像融合前所选用的路标示例。图中小红旗所标记的2个对应点，即为一对路标。

             图3：以路标为基准进行初步融合，再经面融合校正后的效果图。

             图4：直接在融合后的图像上进行消融。图中红褐色的小圆点即为消融的标记点。