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冠状动脉CT血管成像对左心耳封堵术的临床应用价值

发布于:2020-12-08 15:12    


作者:王凯 杨俊杰 陈韵岱等


     解放军总医院第一医学中心心血管内科


    心房颤动(房颤)是最常见的持续性心律失常。我国房颤患者超过1000万例,并预计在今后20年内成倍增长。研究证明,房颤患者缺血性卒中风险将增加4~5倍。虽然新型口服抗凝药等能够降低该风险,但是高达40%的患者并不适合接受抗凝治疗。此外,接受抗凝治疗的患者也面临着依从性问题和潜在的不良事件风险,其中包括危及生命的出血事件。这些挑战为寻找降低缺血性卒中风险的替代方法创造了动力。房颤引起栓塞性卒中的发病机制有很多,其中最重要的是左心耳(LAA)内的血栓形成。一项纳入了23个独立研究的荟萃分析,通过经食管超声心动图(TEE)、尸检和外科手术评估左心房血栓的存在和位置,结果显示,90%以上的非风湿性房颤相关左心房血栓脱落于LAA或起源于LAA。因此,LAA已被确定为血栓形成的核心因素,并带来一系列聚焦于LAA机械封闭的技术革新。目前可行的LAA机械封闭方法包括经导管LAA封堵、心外膜结扎、微创肋间开胸联合胸腔镜下LAA结扎术或LAA切除术,以及作为心胸外科手术一部分的微创或开放性闭合术。其中,经导管LAA封堵术(LAA封堵术)是最常用的介入方法。


     冠状动脉CT血管成像(CCTA)是评估LAA大小、手术解剖障碍和禁忌证的有效辅助工具,被广泛用于术前决策、术中规划和术后随访。本文对CCTA在LAA封堵术中的应用价值作一综述。


1 CCTA注意事项


     1. 1  LAA的CCTA方案


    特定的CCTA方案取决于与个体相关的多种因素,包括成像时的心律和心率、拟行LAA干预的方法,以及其他个体化问题(比如肾功能、体重等)。心律和心动周期的时相对于确定左心房和LAA的容量和功能是很重要的。对于窦性心律患者,前瞻性心电图门控技术要求指定心房收缩期/心室舒张期或心房舒张期/心室收缩期的成像。房颤患者可能需要回顾性心电图门控技术的成像。最佳重建时相的选择很大程度上取决于心室率。但即使实现了充分的心室率控制,心律不齐的管理仍然面临挑战。如果患者装有起搏器或植入式心脏除颤器,则在潜在的房颤心室率反应之上对起搏心室率进行充分的速率控制和编程可以产生规则的心室节律,这可能有助于减少运动伪影。延迟采集是在第45~60 s时进行,以确保LAA的正常排空,并有助于血栓的检测。由于LAA通常处在心脏结构最顶端,因此,扫描的视野至关重要,如果视野的上限太低,则不能完全成像,可以利用定位扫描图像来确保整个LAA纳入扫描视野内。图像的后处理主要通过最大密度投影(MIP)和容积再现(VR)两种模式重建LAA及其周围结构,其中VR可用于LAA的三维可视化处理。


     1. 2  CCTA图像分析


   LAA的详细特征及其与周围结构的关系可以通过CCTA实现,这使得对解剖的全面评估成为可能(图1)。LAA的大小、开口特征、形态和角度对LAA封堵术的选择和操作有影响,这些特征可运用多平面和虚拟的三维重建图像来进行评估。应完成的常规测量包括LAA开口的大小(长轴和短轴的直径和面积)和LAA及其附属叶的长度。LAA介入封堵术中,一般在双斜位的投射角度,比如足位30°、右前斜位20°进行操作,故建议使用上述投射角度测量并评估CCTA图像。LAA开口的解剖位置是测量的重点和难点,可以借助CCTA的多平面重建图像有效获取(图2)。


     1. 3  与其他成像方式的比较


   TEE已成为评估LAA血栓和指导封堵装置术中放置的标准成像手段,可用作LAA封堵术前、术中及术后的评估和指导。除了LAA血栓评估之外,TEE还可用于评估一些影响手术成功与否至关重要的因素,即PASS[position(位置)、 anchor(锚)、 size(尺寸)和seal(密闭性)]原则。与荧光透视技术相结合的二维和三维TEE,可供术者直接观察经膈肌穿刺、着陆区的大小以及术后的即刻评估,以确认封堵装置是否就位,并检测是否存在残余分流等潜在并发症。然而TEE属于侵入性检查,患者的依从性和体适度也限制了该项检查的临床应用。通常情况下,CT测量的LAA开口宽度比TEE测量结果大3 mm左右,因此在选择封堵装置尺寸时需要考虑这个因素。


   术中可使用心腔内超声(ICE)进行房间隔定位和LAA的评估。ICE是将超声探头置于心脏导管的头端,从心腔内观察房间隔和LAA结构的影像技术。由于超声探头直接放置在心腔内,不受空气等因素干扰,因此ICE图像十分清晰,不但可以了解常规超声无法详细检查的部位,还可以辨别左心房内的细微结构。但是此项检查属于侵入性操作,费用较高,并不宜于常规使用。


   心脏磁共振成像(CMR)已被用于详细描述LAA解剖和评估LAA血栓情况。CMR还具备足够的时间分辨率以评估LAA的功能。CMR的一大优势是左心房纤维化延迟增强的定位和特征显像。而心房和LAA纤维化的程度与房颤消融术后的结局密切相关。延迟增强与卒中风险和LAA血栓形成相关。CMR的检查时长和相关检查禁忌制约了其指导LAA机械封闭的价值。


   经皮LAA封堵术的操作需要在数字减影血管造影(DSA)的辅助下进行,包括相关器械的入径、封堵装置定位和释放,以及术后即刻效果的评估。传统DSA技术对LAA开口及相关部位的测量,需要选择特定的投射角度(一般两个)进行造影,并反复注射对比剂。由于是侵入性操作,一般不适于术后的评估。


    相比于上述成像方式,CCTA基于其非侵入性、高阴性预测值、高空间分辨率和多层面性等特点,在安全性、高质量图像和三维影像重建方面展现出明显的优势。另外心脏CT数字信息的可调试性,也可用于多模态影像的配准融合,尤其适合LAA封堵术中的导航及多维显示。


2 CCTA指导LAA封堵术的术前决策


     2. 1  LAA的评估


     2. 1. 1  LAA的形态和大小  LAA的形态和大小对于特定LAA机械封闭方式的选择至关重要。尽管LAA形态的分类已经被有效地提出,但是LAA在解剖学上的变异性却一直给LAA机械封闭的个体化治疗带来挑战。Di Biase等将LAA的形态描述为四种类型:仙人掌型(有1个突出的中心叶片,副叶片可从中心叶的上端和下端伸展发出)、鸡翅型(有1个主叶,在主叶的近端或中部出现明显的弯曲,在距LAA口一段距离处反折回开口方向)、风向袋型(有1个足够长的主叶作为主要结构)和菜花型(长度短小而内部结构复杂)。在对LAA形态学的初步研究中,关于不同形态是否与缺血性卒中的发生风险相关的研究结论尚存在争议。进一步研究LAA形态学、大小和功能与卒中风险之间的关系是十分必要的。对LAA形态学和房颤发病率之间关系的初步研究也在进行中。由于LAA形态是多变的,其描述和量化可以基于个体解剖进行。LAA开口的形状可能是不对称的,因此,测量最大和最小直径、面积、周长和偏心率或对称指数可能有助于描述其特征。开口的评估需要在LAA与左心房交界处进行双斜位的同轴测量。CCTA可以描述主体的长度,从主体分离出的副叶的数量、长度和角度,副叶距LAA开口的距离,以及小梁化的程度和位置。特定装置着陆区的测量可能也会有所帮助。对LAA封堵术来讲,应当重点测量主叶长度和开口以远的连续递增同轴评价,这些都有利于精确评估装置大小和着陆区的情况。精确的测量和封堵装置尺寸的选择至关重要,因为尺寸过小会导致装置周围漏、迁移或栓塞,而尺寸过大则会导致穿孔或破裂。除了着陆区的大小外,LAA临近开口的形态也决定了装置是否匹配。例如,非常临近开口的副叶,或者两个几乎相等尺寸的耳叶合并短的开口,可能都会使装置无法置于开口,进而妨碍LAA的封堵。圆锥形的LAA增加了装置移位的风险,因为来自周围壁的压力会将封堵装置挤压到左心房内。此外,鸡翅型LAA的主要弯曲会在开口后不久形成近180︒的转弯,这对封堵装置的置入技术提出了挑战。


     2. 1. 2  LAA的血栓情况  考虑到导管和器械操作导致全身栓塞的风险,LAA血栓的存在是LAA封堵术的禁忌证。在CCTA动脉期的扫描图像上,LAA的对比剂显影受到体位和血流的影响,通常是不均匀的,可能导致血栓形成的误诊。以TEE为参考标准,CCTA增强期的诊断敏感度和阴性预测值均可达100%,但是特异度和阳性预测值波动范围则分别为67%~100%和12%~100%。延迟扫描有助于辨别对比剂注射时间或低LAA血流流速造成的假血栓。在假血栓的情况下,延迟扫描时的对比剂完全排空(图2);然而,当出现真正的血栓时,延迟成像LAA中仍有对比剂存在形成的充盈缺损。初始采集后45~60 s添加延迟扫描图像可极大提高LAA血栓的特异性(98%~100%)。


     2. 2  LAA与主要心胸结构的关系


     2. 2. 1  LAA与肺静脉的关系  LAA开口非常靠近左上肺静脉。大多数患者的LAA和左上肺静脉的开口位于同一水平。然而,在房颤患者中,LAA开口通常高于或低于左肺上静脉开口的水平。LAA与左肺上静脉之间由一条华法林脊分开。突出的华法林脊可能对LAA的血管内闭塞产生影响。此外,所有肺静脉的特征也很重要,因为杂交手术(即房颤消融+LAA闭塞术)越来越多。肺静脉与其他心血管结构的数量、位置、大小和三维关系对这些手术很重要。CCTA图像与电生理标测定位系统的集成技术使得术中指导更加便利。


     2. 2. 2  LAA与肺动脉的关系  LAA尖端可能位于中央主肺动脉或左肺动脉的下方,使得某些经皮封堵装置的使用在技术上难以实现。增大的主肺动脉或左肺动脉在前方或侧面覆盖LAA,CCTA图像可多角度评估上述邻近结构的解剖关系,LAA近端与肺动脉之间的接触可能会增加动脉穿孔的风险。


     2. 2. 3  LAA与冠状动脉和静脉的关系  LAA位于左房室沟上方,紧邻走行于房室沟内的冠状动脉左回旋支和心大静脉。左回旋支近段走行于LAA开口的基底面,有时甚至紧贴LAA开口。此外,LAA的尖端通常覆盖在冠状动脉左前降支上。约60%患者的窦房结动脉起源于右冠状动脉,30%患者的窦房结动脉起源于左回旋支,在这种情况下,该动脉通常紧邻LAA开口。在CCTA的成像中,可以在用于评估LAA血栓的延迟显像时相上评估心大静脉和冠状静脉系统分支。


     2. 2. 4  LAA与左膈神经的关系  虽然膈神经在横断面影像上很难识别,但CCTA通常可以看到容纳膈神经的神经血管束。既往尸检研究表明,59%患者的膈神经位于LAA尖端上方,23%患者则位于附件的颈部。在LAA封堵术之前了解左膈神经的走行有助于避免装置置入时的神经损伤。


3 CCTA对LAA封堵术的术中指导


     在LAA封堵术中,CCTA图像可以与DSA相结合,实现多模态影像融合,术中指导更加便利,尤其帮助术者选择合适的投照角度完成房间隔穿刺和封堵装置的定位。房间隔的解剖对于经间隔导管术进入左心房和LAA非常重要。房间隔的关键组成部分包括卵圆孔和缘窝,二者可以借助CCTA成像有效识别。对经间隔导管术和装置置入而言,具有挑战性的心房解剖学包括严重的房间隔脂肪瘤性肥大、房间隔动脉瘤、房间隔囊脊,以及左心房附件和憩室。


4 CCTA对LAA封堵术的术后评估


    在置入LAA封堵装置后,CCTA可评估术后并发症,并评价封堵装置的定位情况。LAA机械封闭的术后并发症很少(1%~2%),但会导致显著的发病率和死亡率。最可怕的并发症是左心房或附件穿孔导致的心包积血和心脏压塞(早期报道称高达5.2%)。其他潜在的并发症包括装置栓塞、血液持续流入LAA引起的不完全LAA闭塞,以及装置左心房侧或其周围的血栓形成。快速准确地识别术后并发症至关重要。术后渗漏和LAA残端可利用CCTA进行评估。根据封堵入径的不同,这种渗漏可能在形态学、大小、LAA封堵术后的时间和具体临床意义上都有所不同,并可能发生在即刻封闭时。残留的LAA残端可能发生于闭塞、结扎或切除术中。LAA开口远端的结扎或切除术会留下残端,随后会形成血栓。而将封堵装置放置在LAA过深的位置或将装置移位会使得封堵装置的心房一侧形成残端,需要术后积极抗栓治疗。参照TEE的术后评价原则,一般建议患者在出院前和术后45 d、6个月和12个月行CCTA评估。


5 LAA封堵术的具体方法和装置


     有两大类装置可用于经皮LAA封堵术。一是使用血管内装置封堵LAA开口。美国、欧洲和亚洲等地区以这种方式提供的设备包括Watchman™、AMPLATZER Cardiac Plug™、Amulet™、LAmbre™及WaveCrest LAA System™。二是利用心外膜入径结扎并封堵LAA:the Lariat™ system。值得注意的是,Watchman封堵装置是目前唯一一个经美国食品和药物监督管理局批准使用的设备。


     5. 1  Watchman封堵装置


     获准在美国使用的Watchman封堵装置是一种跨房间隔导管置入装置,由自膨胀镍钛诺框架组成,在其近侧表面覆盖有多孔聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。装置呈内塞式设计,Watchman封堵装置置入LAA开口处或其远端,以防止LAA血栓脱落进入体循环。由于该装置有21~33 mm不等的5种尺寸,而由LAA开口直径决定的适当尺寸对稳定的装置置入至关重要,所以LAA开口直径的测量在评估Watchman封堵装置的可使用性时特别重要。对于Watchman封堵装置置入,LAA开口最宽处应大于17 mm且小于31 mm。LAA长度的测量对于确保所选装置能适用于整个LAA也很重要。CCTA的测量有利于LAA开口的判断与分类。


     5. 2  AMPLATZER Cardiac Plug


     批准在欧洲使用的AMPLATZER Cardiac Plug是一种跨房间隔导管置入装置,由自膨胀镍钛诺框架组成,形成由腰部连接的近端盘和远端叶。装置呈外盖式设计,远端的叶置入LAA入口以内10 mm,近端的盘则位于LAA入口的左心房一侧。与Watchman封堵装置相似,AMPLATZER Cardiac Plug有16~30 mm不等的多种尺寸可供选择。值得注意的是,AMPLATZER Cardiac Plug的长度短于它的宽度,适应长度较短的LAA。CCTA的三维重建有利于发现体部较短的LAA。


     5. 3  Amulet device


一项对比AMPLATZER Cardiac Plug和Amulet device的临床试验于2016年8月开始,目前正在进行中,预计完成日期为2023年12月。Amulet device在设计上与AMPLATZER Cardiac Plug相似,但其远端叶比后者长2~3 mm,腰更长,且近端盘面比远端叶宽6~7 mm,以增加装置的稳定性。


     5. 4  LAmbre


     以其伞状命名的LAmbre是一种以镍钛诺框架为基础的自膨胀装置,由两部分组成,其伞状钩有8个爪和富含织物的覆盖物,通过短腰和单个连接毂连接。该装置有16~36 mm不等的15种直径尺寸,其尺寸通常比LAA孔径大4~8 mm。


     LAA机械封闭需要对LAA解剖学有详细的了解。鉴于LAA的复杂形态和变化以及多样的术式选择,CCTA基于非侵入性、高分辨率的特点和重建心房及其周边解剖结构三维模型的强大能力,为术者提供了LAA的详细特征,成为术前决策、术中指导和术后随访的得力工具。然而CT扫描成像依然需要使用一定剂量的对比剂,对于肾功能不全或其他禁忌的患者可能存在限制。这需要在CT成像技术和扫描方案方面,研究更适合LAA封堵患者的个体化策略。面向未来,LAA封堵装置和术式正在得到迅速发展,但由于LAA的个体差异,限制了特定装置的使用,这突显了对符合各种附件形态和大小的更新装置的需求。而CCTA的优势可能正助力其瞄准此项重大需求,在基于患者特定解剖结构定制的、甚至是三维打印设备的装置设计中发挥重要作用。未来的目标还包括基于CCTA的打印、术中多模态影像融合等。这一领域未来的进展将取决于工程师、术者和心血管影像专家的多学科努力。


     来源:中国介入心脏病学杂志,2020,28(10):589-593.


     DOI:10.3969/j.issn.1004-8812.2020.10.010




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