心内超声技术及其在心律失常介入诊疗中的应用进展

刘俊、Jens Erik Nielsen-Kudsk 综述，方丕华 审校

心脏超声技术在心律失常介入诊疗中起到非常重要的作用。传统的心脏超声技术包括经胸超声心动图（TTE）和经食道超声心动图（TEE）。TTE是临床工作中最常用的技术，但是TTE容易受到含气的肺组织等其他心脏周围结构的影响，故TEE不能清晰显示远离探头的心房结构和近端心尖部结构。由于食管与心脏底部毗邻，TEE主要显示心底部心脏结构，特别是左心房、左心耳和心脏瓣膜结构。但是TEE需将超声探头经口咽部送至食管，部分患者不能耐受TEE检查。TEE还存在需要全身麻醉和潜在的食管损伤或穿孔的风险。心内超声（ICE）是将超声探头送至心腔内进行心脏结构和功能的探测。由于ICE探头周围为心腔内血液，故能提供更加清晰的图像质量，且不受心脏周围结构的影响、也无需全身麻醉。随着ICE与心脏三维标测系统进行图像的融合，ICE在心律失常介入诊疗中的价值越来越突出。

1 ICE导管

目前主要有两种不同的ICE导管。一种是放射状或圆形ICE。该导管直径为6F或10F，提供圆形扇面图像，类似于血管内超声图像。超声导管位于图像中间，可同时显示与超声导管垂直的360°平面结构。超声频率在9～12 Hz之间，适合于6～8 cm的近场图像探测，而远场图像不够清晰。另一种是位相式ICE，提供楔形扇面图像。该导管直径为8 F和10 F，尖端有64个超声晶体矩阵排列，弯度可以调节。导管尾端有两个控制头端探测角度的旋转把柄。一个可以使导管头端前俯后仰，简称为A弯（前俯）/P弯（后仰）；另一个可以使导管头端左右旋转，简称为L弯（左转）和R弯（右转）。通过上述不同弯度组合，可以调整超声扇面角度，获得理想的目标图像。由于能够提供15 cm的探测深度、可应彩色多普勒、操纵灵活，故该类型导管广泛应用于心脏介入诊疗过程中。目前主流的ICE导管有两种，美国雅培公司ViewFlex导管和德国西门子公司Acunav导管。这两种导管各有优势。ViewFlex导管直径为9 F，管体较硬且图像质量更清楚。Acunav导管直径8 F，管体较软且操作更灵活。目前，美国强生公司和德国西门子公司合作，在Acunav导管基础上制造出SoundStar导管（8 F/10 F），可将超声图像与Carto 3电解剖标测系统整合起来，形成固定的CartoSound模块，有利于心脏电学与解剖学准确结合。未来随着4D-ICE技术的发展[1]，ICE更能满足临床应用需求。

2 ICE指导下房间隔穿刺

房间隔穿刺是心律失常介入医生必备的一项基本功。传统的房间隔穿刺方法是在X线透视下完成的。采用这种方法，房间隔的位置不能直视，只能借助其他解剖结构估计其位置。故能否顺利完成房间隔穿刺与术者的经验有很大关系，初学者通常需要经过一定的学习曲线才能独立完成。此外，在临床实践中经常会遇到复杂的情况，例如房间隔膨出瘤、一个或多个房间隔封堵器封堵术后[2]、外科修补术后[3]、心脏先天性或后天性解剖结构转位或畸形、反复房间隔穿刺导致疤痕形成、左心房或右心房严重扩张[4]等。上述情况下采用传统的房间隔穿刺方法通常难以奏效，而采用ICE技术可以迎刃而解。

ICE探头通常采用股静脉途径送至右心房，首先送至三尖瓣环水平，适当旋转导管即可看到由右心房、三尖瓣、右心室和右心室流出道共同构成的扇面，称为“HomeView”。该扇面是ICE的最基本切面。术中如果不能寻找到理想的切面时都需要将ICE导管重新回到该扇面后重新操作导管。HomeView位顺时针旋转导管并适当采用后仰P弯操作，即可清晰显示房间隔和卵圆孔的位置。如果后仰角度增大，可看到上腔静脉与房间隔连续部分。在标准的房间隔穿刺点切面，前方可见房间隔和卵圆孔，后方可见左心房侧壁相连的左上肺静脉和左下肺静脉。此刻，逆时针旋转导管可见主动脉窦及其瓣膜结构，顺时针旋转ICE导管可见左心房后壁结构。依据上述切面解剖结构特征可以准确寻找到理想的房间隔穿刺位点。特别是部分心律失常介入手术对房间隔穿刺点有较高的要求，例如左心耳封堵要求穿刺点偏后偏下[5]、冷冻球囊消融要求穿刺点偏前下方[6]等。在标准的房间隔穿刺点平面，稍微顺时针或逆时针旋转ICE导管，即可实现上述特殊要求。当房间隔穿刺鞘从上腔静脉向下拉至房间隔、滑落到卵圆孔位置时，稍微推送房间隔穿刺鞘，即可看到鞘管尖端将房间隔顶成帐篷样，称为“Tenting”征。此时，向前推送房间隔穿刺针即可刺破卵圆孔，通过针芯注入少量盐水可见左心房内微泡样图像，即可证实针和鞘管的尖端位于左心房（图1）。推送鞘管送至左心房内，测出鞘芯后在超声图像上可见鞘管形成的“双轨”征，进一步证实外鞘位于左心房。目前，ICE技术指导下的房间隔穿刺已经在欧美国家广泛应用，在美国已经成为房间隔穿刺的“标准”配置。由于ICE指导下的房间隔穿刺无需X线透视，故部分左心房内导管消融可以在零射线下完成[7]。这对于特殊情况下完成左心房途径的导管消融手术是非常重要的。

图1 心内超声指导下房间隔穿刺

3 ICE更加准确识别心腔内血栓形成

导管消融术前通常要进行心腔内血栓的筛查。一旦发现存在血栓形成的状态，通常列为介入手术的禁忌证，例如房颤消融术前需要进行左心耳血栓的排查。TEE是目前术前排查心耳血栓形成最常用的临床检查方法之一。但是，由于心耳位于心脏前部远离TEE探头，故对于心耳尖部血栓的判断能力成为TEE的难点。有时TEE还很难鉴别心耳内附壁血栓与正常梳状肌组织。此外，TEE检查还受到操作者水平、部分患者不能配合完成检查等因素影响。采用ICE则可排除上述干扰因素，可将探头直接放置在左心耳口部附近，更加准确判断是否存在血栓形成。Baran等[8]对21例经TEE检查怀疑或确定为左心耳血栓的患者进行ICE检查发现，TEE诊断血栓形成的7例患者中1例为假阳性，而TEE怀疑血栓的14例患者中8例经ICE检查排除血栓。而另一项研究中，Ikegami等[9]对107例经TEE检查排除左心耳血栓的患者进行ICE检查发现有4例（4.3%）患者存在左心耳血栓。由此可见，TEE诊断左心耳血栓形成亦有假阳性和假阴性的情况，ICE能够更加精确识别血栓。

4 ICE指导下导管消融治疗房性心律失常

心房颤动（房颤）是临床最常见的房性心律失常之一。在传统的房颤射频消融术中需要应用对比剂以确定肺静脉口部位置。强生公司开发的CartoSound软件可将ICE超声图像与三维电解剖标测系统整合起来，利用超声图像进行心房三维解剖重建[10]，这样可以完全不用对比剂、减少甚至无需X线暴露[11]。超声导管还可以实时观察射频消融导管与心房组织接触的位置、指导二尖瓣峡部消融[12]、射频消融后组织水肿、预测消融损伤程度[13]等。在传统的房颤冷冻消融术中需要进行肺静脉造影以判断球囊与肺静脉口部封闭情况。而采用ICE技术利用超声彩色多普勒效应亦可以评估球囊封堵情况[14]。如果球囊与肺静脉之间存在缝隙时彩色多普勒图像可见肺静脉内血流流动的彩色频谱。采用ICE技术还可以减少冷冻消融术中对比剂使用剂量。此外，在冷冻消融后还可见心房组织水肿的超声影像学改变。利用这一点，采用冷冻球囊可以进行节段性肺静脉前庭消融，特别适合于肺静脉共干较大的情况下才有分段冷冻消融完成肺静脉隔离。采用ICE技术可以指导冷冻球囊与心房组织的贴靠情况[15]，从而进行左心房顶部或后壁的冷冻消融。

5 ICE指导下导管消融治疗室性心律失常

起源于乳头肌的室性心律失常是导管消融治疗的难点之一。由于乳头肌位于心室腔内，采用传统的二维或三维标测技术仅能进行心腔表面结构重建，不能进行心内解剖重建。另外，乳头肌自身能够产生收缩活动，随着心脏收缩与舒张不停移动，导管难以实现稳定贴靠，增加了手术操作难度，复发率也较高。采用ICE技术可有效解决上述难点。在HomeView扇面位置左右稍微旋转导管即可完成右心室心肌的解剖探测。如果要进行左心室心肌组织的探测，则需将ICE导管A弯后送至右心室，逆时针旋转导管即可获得左心室心肌组织的扇面。采用ICE技术联合CatoSound电解剖标测系统，可以重建心腔内乳头肌结构，准确引导消融导管到达并贴靠乳头肌[16]，提高消融成功率，避免不必要的消融损伤，即便是采用冷冻消融治疗的手段[17]。

缺血性心肌病合并室性心动过速（室速）也是导管消融治疗的难点之一。缺血性心肌病患者常常存在节段性室壁运动障碍，其室速发生常常与室壁运动异常区域的心肌有关。导管消融主要是针对病变心肌与健康心肌之间的电传导连接进行阻断。因此，准确识别病变心肌与健康心肌之间的界限是导管消融治疗的难点之一。目前主要的工具是磁共振成像的影像学和局部双极电压为指导的电解剖图。由于病变心肌组织和健康心肌组织运动幅度存在较大差异，故采用ICE近场超声技术通过分析局部心肌收缩运动异常也可以准确识别上述心肌之间的界限[18]，判断室性心律失常出口位置[19]，进而指导导管消融区域。

6 ICE指导下介入封堵左心耳

经皮左心耳封堵手术是在全麻+气管插管+TEE指导下完成的[20]。由于接受这些手术的患者往往具有很高的脑卒中和出血风险，故这些患者更容易在手术麻醉和住院期间出现各种相应并发症。采用ICE技术则可以在局麻下完成经皮左心耳封堵手术。目前，已有多中心研究证实，ICE指导下实施左心耳封堵是安全、有效的，并大大降低了麻醉和气管插管相关的并发症、减少术中对比剂用量和手术时间、缩短住院时间[21]。

利用ICE进行心耳形态和封堵效果等评估可以采用下列三种途径：（1）右心房途径。在HomeView位置顺时针旋转导管，在主动脉窦扇面即可显示位于主动脉窦后面的左心耳尖部，继续旋转导管至房间隔扇面即可显示左心耳体部和口部。（2）肺动脉途径。由于左心耳与左侧肺动脉毗邻，故可将超声导管送至肺动脉进行左心耳探查。在HomeView体位，A弯后将导管送至右心室，完全松弯后P弯，导管即可指向右心室流出道，推送导管后可将导管送至左侧肺静脉主干，旋转导管即可扫描左心耳整个结构。（3）左心房途径。ICE导管可经房间隔途径送至左心房，近距离探测左心耳。通常先行房间隔穿刺，然后将ICE导管经长鞘送至左心房，亦可退出房间隔穿刺鞘，调整ICE导管寻找房间隔穿刺孔，之后将ICE导管经穿刺孔送入左心房。ICE导管可在左心房顶部附近内P弯后仰观察左心耳，亦可将导管送至左上或左下肺静脉口内探测左心耳。左心房途径能将超声导管送至左心耳口部附近，近距离扫描左心耳以获得更加清楚的超声图像（图2）。目前，左心房途径已经成为ICE指导下左心耳封堵的主要方法。荟萃分析显示，ICE指导左心耳封堵治疗与TEE指导同样有效，严重并发症发生率均较低[22]。需要注意的是，该方法需要进行房间隔穿刺操作和肝素抗凝以防ICE导管表面血栓形成导致体循环栓塞。

图2 心内超声指导下左心耳封堵术

7 ICE指导复杂心脏结构下心律失常的介入治疗

先天性或继发性心脏解剖结构异常是造成心律失常消融治疗失败的重要原因之一，准确识别这些结构异常提高消融治疗成功率的关键因素之一。Ebstein畸形是一种常见的先天性心脏结构性心脏病，通常合并多种类型的心律失常。该病引起的解剖异常主要表现为部分心室心房化导致三尖瓣环下移。传统的方法是通过局部记录的心房和心室电位大小界定三尖瓣环的位置，但是主观性较大、不够准确。采用ICE技术可以“直视”这种解剖异常，有利于合并房室旁路消融[23]、三尖瓣峡部依赖的复发性心房扑动的消融[24]，特别适合于Ebstein畸形患者进行三尖瓣外科修补术后的心房扑动消融[25]。此外，ICE可以指导主动脉瓣置换术后起源于主动脉窦内心律失常的射频消融[26]、心肌梗死后室壁瘤合并血栓患者的心外膜室速消融[27]、永存左上腔静脉起源的房颤消融[28]、左心室尖峰部室性心律失常[29]等等复杂情况。

8 ICE在电极拔除术中的应用

起搏器电极拔除是一个较高风险的介入手术。由于电极与心腔和上腔静脉等血管组织黏连，故拔电极可能导致组织撕裂，导致心包填塞、心脏破裂等需要紧急心外科手术情况。利用ICE技术可以准确识别电极与组织黏连情况，实时观察电极与心脏组织[30]、上腔静脉的分离情况[31]，有助于降低严重并发症风险。

9 ICE及早发现介入并发症

心包填塞和血栓形成是心律失常导管消融治疗术中常见的严重并发症[32]。早期少量心包积液时患者往往没有症状，而一旦心包积液增加出现心包填塞，才会出现血流动力学不稳定的明显症状。因此，早期发现和及时处理非常重要。ICE导管可以放置在心腔内，手术全程实时监测心包腔的变化，早期发现心包积液。血栓形成也是一个很隐蔽的潜在并发症，通常在发生栓塞并发症不良临床后果后才意识到。由于部分患者存在高凝状态，鞘管进入左心房后可迅速在鞘管周围形成血栓。采用ICE技术则可以实现实时观察血栓形成[33]，早期发现粘附在鞘管周围的血栓、心内膜面消融导致心肌组织暴露引起表面血栓形成，以及消融过度导致组织气爆现象[34]等。

综上所述，ICE具有提供更清晰的实时心脏结构图像、准确鉴别心耳部血栓形成、指导消融导管准确到达预定解剖位置、显著降低围手术期并发症等诸多优点。随着ICE超声图像与三维电解剖技术的融合，ICE必将成为心律失常介入诊疗中不可缺少的工具之一。