三维影像融合技术指引导管消融治疗心房颤动

林创标 蔡衡 张伟 蒋靖波 李维昇 路华 侯乐菲

临床研究

三维影像融合技术指引导管消融治疗心房颤动

林创标 蔡衡 张伟 蒋靖波 李维昇 路华 侯乐菲

目的 探讨三维影像融合技术指引导管消融治疗心房颤动的意义。方法 入选66例房颤患者，随机分为Carto组（32例）和Carto-Merge组（34例），分别在单独Carto三维标测和Carto-Merge融合CT影像指导下行环肺静脉前庭线性消融，持续性房颤和持久性房颤附加行左房顶部、二尖瓣峡部线和右房三尖瓣峡部线消融，消融终点为环肺静脉彻底隔离，消融线双向阻滞。术后随访18个月。对比两组手术操作时间、射频消融时间、X线曝光时间、手术并发症，随访后左房容积指数、成功率及房性心律失常复发构成比的差异。进一步将两组中复发、未复发患者分为复发组、未复发组，对比其与左房容积指数的差异。结果 ①两组患者基线资料无明显差异（P＞0.05）。②Carto-Merge组肺静脉即时隔离率右侧高于Carto组（79.4%比53.1%），左侧无差异（73.5%比 59.4%）；射频消融时间［（93.8±17.1）min比（107.3±14.5）min]、X 线曝光时间［（36.5±11.6）min比（44.7±12.4）min]、并发症发生率（3.0%比 12.5%）均低于 Carto组（P＜0.05）；平均手术操作时间［（147.5±41.8）min比（165.2±48.6）min]，比较无差异（P＞0.05）。③随访完成后，两组射频消融成功率（66.7%比62.0%）、复发房性心律失常构成类型比较无明显差异（P＞0.05）。治疗前后左房容积指数比较明显降低［Carto（52.7±7.5）ml/m2比（43.5±8.1）ml/m2，Carto-Merge（54.1±5.8）ml/m2比（45.3±6.9）ml/m2，P＜0.05]，复发组左房容积指数明显高于未复发组。结论 三维电解剖标测合并CT影像融合在保证房颤射频消融成功率的前提下，提高了手术效率，降低手术并发症，减少X线曝光，尤其对初期开展房颤消融工作渡过学习曲线大有帮助，值得临床射频电生理手术尝试应用。

心房颤动； 导管消融术； 三维电解剖标测； 影像融合； 左房容积指数

肺静脉及其与左心房的连接部位（肺静脉前庭）在心房颤动（房颤）的触发和维持机制中起重要作用，围绕肺静脉前庭进行的线性消融实现了肺静脉电隔离为房颤射频消融根治房颤策略的基石[1]。但环肺静脉线性消融是一种严格的解剖消融策略，部分阵发性、大多数持续性和永久性房颤患者可能还需要额外的基质改良消融，以提高临床预后[2]。而左房解剖及变异会影响有效的射频消融[3,4]，传统的X线显影难以精确地显影细微解剖，因此增加了射频消融时间、消融步骤及X线曝光量[5,6]。三维电解剖导航技术的成功应用，弥补了这一缺陷[7]，但要完全精确地重现左心房和肺静脉解剖结构仍有改进空间[8]。

CT/MRI自动对心脏高分辨率采样扫描得到的心脏三维重建，模型符合真实解剖，可惜为静态模型无法进行导航。最新研究表明，通过Carto-Merge技术（Biosense.Webster.Inc）引入心脏 CT/MRI三维重建模型与电解剖模型进行融合，融合图像可实现实时导航，帮助术者更直观地了解心脏解剖，缩短学习曲线，减少并发症，提高成功率[9-11]。本研究通过对比单纯Carto XP或Carto 3.0标测系统指导与合并Carto-Merge技术指导进行的房颤射频消融治疗，探索影像融合技术的应用对房颤导管射频消融治疗的指导意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象 入选2005年10月至2012年8月在天津医科大学总医院心血管内科住院，在Carto XP或Carto 3.0系统指导下进行环肺静脉前庭线性消融术的房颤患者66例，男性50例，女性16例，平均年龄（63.5±12.4）岁，平均房颤病史37（2～10）个月。其中阵发性房颤48例、持续性房颤14例、永久性房颤4例。所有患者均符合如下纳入标准：①无器质性心脏病的症状性阵发性房颤；②多种抗心律失常药物治疗无效的有症状的持续性房颤；③左心房前后径≤55 mm；④已口服华法林抗凝（维持INR 1.8～2.5）至少3周。排除标准：①甲状腺功能亢进症及其他急性原因引起的房颤；②既往曾接受过导管消融治疗；③服用胺碘酮有禁忌。入选病例采用随机数字法分为两组：Carto组和Carto-Merge组。

1.2 术前准备 所有患者入院后常规完成血尿便常规、出凝血时间、肝肾功能检查，经胸超声心动图了解心腔大小和心脏功能，多排心脏CT/MRI成像了解心脏及肺静脉形态和变异。术前3～5 d停用除胺碘酮外抗心律失常药物；术前3 d停用华法林改用皮下注射低分子肝素至术前12 h；手术前一天或当天完成经食管超声心动图排除左心房血栓（如有血栓，须正规华法林抗凝至少3个月后证实无血栓）。患者签写手术知情同意书。

1.3 心内电生理检查 穿刺左锁骨下静脉放置冠状静脉窦电极，穿刺右侧股静脉送入8.0 F Swartz SL1长鞘管（St.Jude Medical.Inc）和 Breakthrough房间隔穿刺针（St.Jude Medical.Inc），行房间隔穿刺成功后，将Swartz SL1长鞘管外鞘置入左心房，鞘内用浓度为1 IU/ml的肝素盐水以20 ml/h的速度冲洗防止血栓，首剂给予普通肝素80 IU/kg，监测ACT值，按时追加肝素，维持ACT值在300～350 S。经Swartz鞘送入Carto专用冷盐水灌注导管（Nav-Star Thermo-Cool，Biosense.Webster.Inc）或环形肺静脉标测导管（LassoTM，Biosense.Webster.Inc）进行肺静脉电位标测。

1.4 三维模型重建 Carto组：先进行X线下肺静脉造影，然后将Carto专用冷盐水灌注导管或环形肺静脉标测导管送入左心房及肺静脉，在Carto标测系统指导下重建其三维电解剖模型，通过导管头由肺静脉向左心房回撤过程中头端的突然滑落，结合X线造影图像判断肺静脉开口，同时在重建模型上对应点标记，选择肺静脉开口标记外10 mm左右区域为肺静脉前庭射频消融路径（左上肺静脉开口前部与左心耳仅一狭窄嵴相隔，路径可灵活选择为标记外＜5 mm的区域）。

Carto-Merge组：先通过Carto-Merge系统将CT/MRI成像导入，提取对应于心房舒张末期80%时相定位影像进行分割，保留左心房和肺静脉重建模型，不再进行X线下肺静脉造影，在Carto标测系统指导下重建三维电解剖模型，将CT/MRI重建模型与电解剖模型进行匹配（匹配值＜2.5 mm）融合后，通过导管头由肺静脉向左心房回撤过程中头端的突然滑落，结合融合模型判断肺静脉开口，同时在对应点标记，确定射频消融路径。

1.5 环肺静脉前庭线性消融 消融时采用温控模式，预设功率30～35 W，温度43℃，冷生理盐水灌注速度消融时17 ml/min，消融间期2 ml/min；按前述所确定的环左侧、右侧肺静脉前庭消融路径进行消融，每个消融位点处导管头端与模型表面距离＜5 mm后开始消融，消融至局部双极电位振幅下降80%或＜0.10 mV后调至另一位点。完成环肺静脉前庭线性消融后，置入环形肺静脉标测导管到双侧上、下肺静脉口标测肺静脉电位，确保环肺静脉电隔离即肺静脉电位完全消失或只存在与心房无关的自发性肺静脉电位；如未实现，则进一步对消融线上漏点做补充消融至隔离。阵发性房颤消融终点为环肺静脉电隔离，持续性房颤/永久性房颤需附加完成左房顶部、二尖瓣峡部线和右房三尖瓣峡部线消融，如房颤未转为窦性心律，则行同步直流电复律（简称电复律）。最后，在消融线两侧分别起搏验证确保消融线达双向传导阻滞。所有患者术中均持续给予咪唑安定、芬太尼等镇静止痛药物。

1.6 术后药物维持治疗 术后所有患者接受华法林抗凝治疗3个月，维持INR在1.8～2.5。持续性/永久性房颤患者口服胺碘酮3个月，起始0.2 g，3次/d，共 1周；后改为 0.2 g，2次/d，共 1周；再以0.2 g，1次/d维持。3个月后停用抗心律失常药物，经动态心电图证实无房颤、房性心动过速（房速）或心房扑动（房扑）证据，无房性心律失常临床症状，生活质量改善为成功标准。

1.7 观察指标 术中及术后观察有无心包填塞、动脉栓塞、脑卒中等急性并发症。记录手术操作时间（从开始穿刺血管至结束撤出鞘管的时间）、术中射频消融时间、术中X线曝光时间。于消融后1、3、6、12和18个月进行12导联心电图和24 h动态心电图检查，确定是否存在无症状性房性心律失常证据，观察有无房颤、房速或房扑等症状性房性心律失常发作，观察有无肺静脉狭窄、左心房-食管瘘的临床表现。总体随访终点为最后1例患者术后18个月，个体随访终点为术后3个月后出现房性心律失常证据或临床表现。

1.8 统计学方法 数据均采用SPSS 13.0统计软件进行分析。正态分布资料采用±s表示，偏态分布资料采用中位数（四分位间距）表示。两组间差异比较，正态分布资料采用独立样本t检验，偏态分布资料采用非参数检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者基线资料对比 Carto组与Carto-Merge组在性别、年龄、房颤负荷时间、房颤类型构成比、左房大小及左室功能等基线资料方面比较，未见统计学差异（P＞0.05），见表 1。

表1 两组患者基线资料对比［±s，例数及百分率（%）]

表1 两组患者基线资料对比［±s，例数及百分率（%）]

组别 例数 男性 年龄（岁） 房颤负荷时间（月） 器质性心脏病 左房内径（mm） 左房容积指数（ml/m2）Carto 组 32 24（75） 62.4±11.9 39（4～218） 5（16） 38.0±6.2 52.7±7.5 Carto-Merge 组 34 26（76） 64.1±13.6 35（6～203） 4（12） 40.3±6.5 54.1±5.8 P值 0.382 0.497 0.313 0.327 0.925 0.682组别 左室射血分数（%）阵发性房颤 持续性房颤 永久性房颤房颤类型 联用抗心律失常药物数目（种）左室舒张末内径（mm）左室收缩末内径（mm）Carto 组 23（72） 7（22） 2（6） 1.7±0.8 47.7±9.4 31.3±7.4 59±10 Carto-Merge 组 25（74） 7（21） 2（6） 1.4±1.1 50.5±7.9 32.9±8.1 57±11 P值 0.989 0.203 0.758 0.474 0.316

2.2 两组患者环肺静脉前庭线性消融及电生理检查结果对比 在初次完成双侧环肺静脉前庭线性消融后，右侧肺静脉即时隔离率Carto-Merge组高于Carto组（P＜0.05），左侧肺静脉即时隔离率两组比较未见统计学差异（P＞0.05）。消融线漏点主要集中在左上、左下、右下肺静脉前沿及双侧肺静脉顶部移行处，做补充消融后两组最终隔离率均一致为100%。与Carto组相比较，Carto-Merge组术中射频消融时间、术中X线曝光时间、术中及术后并发症发生率均少于Carto组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。与Carto组相比较，Carto-Merge组平均手术操作时间低于Carto组，但未见统计学差异（P＞0.05）。见表 2。

表2 两组患者环肺静脉前庭线性消融及电生理检查结果对比［±s，例数及百分率（%）]

表2 两组患者环肺静脉前庭线性消融及电生理检查结果对比［±s，例数及百分率（%）]

组别 例数 右侧肺静脉即时隔离左侧肺静脉即时隔离平均手术操作时间（min）术中射频消融时间（min）术中X线曝光时间（min） 并发症Carto 组 32 17（53.1） 19（59.4） 165.2±48.6 107.3±14.5 44.7±12.4 4（12.5）Carto-Merge组 34 27（79.4） 25（73.5） 147.5±41.8 93.8±17.1 36.5±11.6 1（3.0）P值 0.022 0.169 0.343 0.042 0.000 0.017

2.3 两组患者术后随访结果对比 入选患者到达随访终点时,Carto组有3例失访，Carto-Merge组有 1 例失访，随访时间 14～25（17.4±3.7）个月。与治疗前比较，两组治疗后左房容积指数明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；与未复发患者比较，复发患者左房容积指数明显偏高，差异亦有统计学意义（P＜0.05）。见表3。两组间射频消融成功率比较未见统计学差异（P＞0.05）；两组间复发房性心律失常构成类型比较未见统计学差异（P＞0.05）。见表4。

表3 两组患者术后左房容积对比（±s）

表3 两组患者术后左房容积对比（±s）

左房容积指数（ml/m2）治疗前 治疗后 P值 未复发 复发 P值Carto 组 29 52.7±7.5 43.5±8.1 0.014 41.4±5.4 54.0±6.6 0.000 Carto-Merge 组 33 54.1±5.8 45.3±6.9 0.010 43.8±6.3 55.5±7.4 0.000组别 例数

表4 两组患者术后随访结果对比［例数及百分率（%）]

3 讨论

以 Carto XP或 Carto 3.0（Biosense.Webster.Inc）为代表的三维电解剖标测系统可通过多电极导管重建良好的左心房及肺静脉三维电解剖模型[12]，从而指导环肺静脉前庭的线性消融已是各大中心的主要手段。其通过更为准确的定位肺静脉前庭消融路径，不依赖X线的三维导航，进一步保障了射频消融手术的安全性，提高了成功率，减少了X线曝光时间[13,14]。但单纯的Carto三维标测系统在左心房电解剖模型重建过程中，主要依赖标测导管与心内膜的贴靠接触，导管未到达并接触的内膜区域则通过高性能计算机自动计算并填充，这样会导致忽略掉局部的解剖细节，最终得到的重建模型实际上是局部真实重建与几何模拟相结合的结果[14]。当这些局部几何模拟的区域恰好在环肺静脉前庭线性消融路径附近时，可能会影响消融路径的线性准确性。Carto-Merge技术通过引入心脏CT/MRI三维重建模型与三维电解剖模型进行融合，提供更精确的解剖细节，并对射频消融导管进行实时导航。动物实验研究[15]已证实，采用CT模型融合技术指导左心房射频消融的误差在1.8 mm左右。

本研究旨在评估Carto-Merge技术下融合CT与三维电解剖模型，对比单纯Carto三维标测系统指导下房颤导管射频消融治疗的作用差异。入选病例包括阵发性房颤、持续性房颤和永久性房颤患者，其中以阵发性房颤为主，男性略多于女性，年龄38～78岁，符合房颤的临床发病特征。入选病例在随机分为Carto组和Carto-Merge组后，两组在性别、年龄、房颤负荷时间、房颤类型构成比、左房大小及左室功能等基线资料方面，未见统计学差异，具有可比性。

本研究发现，两组在初次完成双侧环肺静脉前庭线性消融后，右侧肺静脉即时隔离率Carto-Merge组高于Carto组，左侧肺静脉即时隔离率两组无明显差异，在对消融线漏点做补充消融后两组最终均彻底隔离。分析原因为，Carto-Merge组融合模型提供的解剖细节较Carto组单纯电解剖模型更直观、准确和丰富，术中能依此确定更恰当的消融路径，同时通过操控消融导管获得更准确的到位和有效的心内膜贴靠，获得充分的透壁损伤，确保消融线的双向阻滞，故初次完成线性消融后，Carto-Merge组右侧肺静脉的即时隔离率高于Carto组。但左侧即时隔离率却无明显差异，因为实现完全的阻滞线，并不仅仅依赖优化的消融路径设计和解剖细节呈现，更大程度上依赖操控射频消融导管的技巧。在左上、左下、右下肺静脉前沿及双侧肺静脉顶部移行处这些容易遗留消融线漏点的区域，左上肺静脉前沿毗邻左心耳，两者之间通常存在狭窄且变异度很大的嵴部；左下肺静脉前沿则毗邻左心房二尖瓣峡部，心肌层较厚，且心脏搏动时移动度较大；右下肺静脉前沿则通常都是房颤射频消融过程中难以准确到位的区域，此部位离房间隔穿刺位点———卵圆窝较近，而穿刺点的偏前、偏后、偏上都会影响消融导管的到位；双侧肺静脉顶部移行处因心房与肺静脉的转折而不易贴靠，心房顶部心肌菲薄，操作中会潜意识地减少导管张力，这会最终导致导管在消融点的内膜贴靠和透壁损伤不足而形成漏点。所以在这些复杂解剖部位附近操控，更加需要准确和丰富的解剖呈现，同时也要更小心谨慎，术者会更多地进行X线显影，反复调控导管及消融，无形中增加了X线曝光时间、手术操控时间及射频消融时间，也可能增加了术中并发症的发生概率。本研究证实，Carto-Merge技术前述的优势可减少这些因素的影响，整个手术过程Carto-Merge组术中射频消融时间、术中X线曝光时间、术中及术后并发症发生率均低于Carto组，差异有统计学意义；Carto-Merge组平均手术操作时间、术中及术后并发症发生率同样低于Carto组，但无统计学差异。

在术后8～18（11.4±3.7）个月的随访结束后，Carto-Merge组射频消融成功率略高于Carto组，但两组间未见统计学差异；房性心律失常复发类型主要为房颤，其次为房速和房扑；两组间复发房性心律失常构成类型比较亦未见统计学差异。分析原因之一可能是，无论Carto还是Carto-Merge都是房颤射频消融的辅助手段，房颤的随访成功率和房性心律失常复发构成类型主要与房颤类型及射频消融策略的选择相关。本研究中两组房颤类型构成无差别，且均采用统一的射频消融策略，因此随访结果无明显差别；此外，房颤射频消融存在延迟成功率的特点，随访时间过短，两组间的差异可能尚未表现出来也可能是一种原因，可考虑今后进一步延长随访期限加以证实。已有研究证实，左房容积指数相对于左房内径，因排除了身材大小的差异影响，与房颤消融复发率相关性更高。本研究中患者左房容积指数在消融后明显降低，射频消融后左房基质改善，缩小了左房容积，房颤成功率也相应提高。这从复发组与未复发组的比较中可以看到，复发组由于存在较大的左房容积，其复发的可能性也相应增加。

综上分析，相对于单纯采用Carto系统，Carto-Merge技术在保证房颤射频消融成功率的前提下，提高了环肺静脉前庭电隔离效率，减少了手术操作时间、术中射频消融时间、术中X线曝光时间，降低了手术并发症，尤其对初期开展房颤消融工作渡过学习曲线大有帮助，更值得临床射频电生理手术尝试应用。

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Three-Dimensional image integration on guidance for catheter ablation of atrial fibrillation

LIN Chuang-biao＊，CAI Heng，ZHANG Wei，et al.＊Cardiovascular Division，People′s Hospital of Guilin，Guilin 541002，China

CAI Heng，E-mail：caihengch@163.com

ObjectiveTo investigate the influence about Three-dimensional electronatomical mapping with CT image integration on guidance for catheter ablation of atrial fibrillation.MethodsSixty-six atrial fibrillation patiens were randomly divided into two group.Carto group（n=32）：underwent circumferential pulmonary vein antrum ablation guided by 3D mapping alone.Carto-Merge group（n=34）：underwent circumferential pulmonary vein antrum ablation guided by 3D mapping integratded with CT image.Persistent or Permanent atrial fibrillation patients were performed additional for atrial roof，mitral isthmus line and cavotricuspid isthmus.Endpoint were circumferential pulmonary vein isolation，linear ablation bi-directional electrical isolation，then follow up eighteen months after the procedure.Compared the procedure/radiofrequency ablation/fluoroscopy duration，complication，left atrial volume index，cumulative success rate，and recurrent atrial tachyarrhythmia proportional rate between the two groups.Moreover respectively compared the left atrial volume index between recurrent（re group）and no-recurrent（no-re group）patients in the Carto and Carto-Merge group.Results⑴The baseline clinical material between the two groups were no significant different（P＞0.05）.⑵Carto-Merge group when compared to Carto group，the real-time isolation rate were higher in right pulmonary vein（79.4%vs 53.1%）and no different in left（73.5%vs 59.4%），radiofrequency ablation［（93.8±17.1）min vs（107.3±14.5）min]/fluoroscopy duration［（36.5±11.6）min vs（44.7±12.4）min]，complication rate（3.0%vs 12.5%）were lower（P＜0.05），procedure［（147.5±41.8）min vs （165.2±48.6）min]were no different（P＞0.05）.⑶After twelve months follow up，the cumulative success rate（66.7%vs 62.0%）and recurrent atrial tachyarrhythmia proportional rate between the two groups were no significant different（P＞0.05），left atrial volume index were significant decreased than before［Carto（52.7±7.5）ml/m2vs（43.5±8.1）ml/m2；Carto-Merge（54.1±5.8）ml/m2vs（45.3±6.9）ml/m2]and were higher in recurrence patients compared with no-recurrence patients［Carto（54.0±6.6）ml/m2vs（41.4±5.4）ml/m2；Carto-Merge（55.5±7.4）ml/m2vs（43.8±6.3）ml/m2].ConclusionThree image integration on guidance for catheter ablation of atrial fibrillation，ensure success rate，highten efficiency，lower fluoroscopy duration and complication rate，are useful to shorten learning curve for initial stage doctors，it deserve to popularize.

Atrial fibrillation； Catheter ablation； Three-dimensional electronatomical mapping； Image integration；Left atrial volume index

541002 广西壮族自治区桂林市，桂林市人民医院心内科（林创标、张伟、蒋靖波、李维昇、路华、侯乐菲）；天津医科大学总医院心血管内科（蔡衡）

蔡衡，E-mail：caihengch@163.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2015．08．017

R541.6

A

1672-5301（2015）08-0738－06

2015-03-14）