心脏磁共振成像在室性心动过速消融治疗中的应用进展

王芯梦 崔凯军

(四川大学华西医院心内科,四川 成都 610041)

室性心动过速(ventricular tachycardia,VT)是心脏性猝死最常见的病因,需积极干预,导管消融已成为多种药物难治性VT的标准治疗方法[1]。在窦性心律或起搏期间进行基质标测和消融,是目前VT消融治疗的重要策略,在复发率方面的表现优于单纯使用激动标测的VT消融[2]。虽然近年来在标测和消融策略上有诸多改进,但VT的复发率仍居高不下。致心律失常基质不仅是VT治疗的关键[3],而且是术后复发的预测因素[4]。而心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像可能在VT的消融治疗中起优化作用。现将CMR在VT消融术前、术中及术后的应用价值做一综述,为临床实践和进一步研究提供参考。

1 CMR成像用于VT评价的基本原理

VT有多种分类方式,一般根据发病机制分为瘢痕相关折返性VT和局灶性VT,后者主要包括微折返、触发活动和异常自律性[5]。除此之外,还可根据是否合并有器质性心脏病将VT分为结构性心脏病VT和特发性VT,以及较为特殊的遗传性离子通道病相关的VT。

临床上以结构性心脏病VT多见,并且其治疗相较于以局灶性机制为主的特发性VT而言更具挑战性。这一方面是由于结构性心脏病VT常出现血流动力学不稳定的情况,仅小部分患者能进行激动标测和拖带标测;另一方面是因为瘢痕相关折返环路的标测和消融更为复杂。无法激动的瘢痕核心区域、瘢痕边界区的缓慢传导区域和穿插在其中存活的心肌传导通道,这3个区域使电传导出现各向异性,促发折返[6]。缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy,ICM)患者中诱发VT的瘢痕多分布在病变冠状动脉支配区,一般可经心内膜途径标测和消融到关键峡部。而非缺血性心肌病(non-ischemic cardiomyopathy,NICM)VT患者的瘢痕部位取决于原发疾病,多位于心肌中层和心外膜,因此其消融后复发率较ICM VT患者更高[7]。近年来借助CMR成像评估VT基质并辅助消融的临床实践大量涌现,并取得了良好成效[3,8]。

CMR是一种较为理想的非侵入式影像技术,能准确地评估心脏的结构和功能。它通过各种脉冲序列,无辐射地进行多组织参数和多空间方位成像,从而区别正常心肌、水肿和纤维化瘢痕等不同组织。CMR成像的组织特异性是其应用于VT基质标测和消融的独特优势。心肌延迟强化(late gadolinium enhancement,LGE)是目前临床应用中主要的CMR技术,其原理是注射钆螯合物后进行T1加权成像,钆剂是间质性对比剂,正常心肌将其快速排出后信号降低;而在细胞间质体积增大的坏死心肌和梗死瘢痕处,会由于对比剂滞留而在图像上呈现高信号。LGE是活体检测心肌纤维化影像学的“金标准”[9]。在Codreanu等[10]首次发现CMR成像中的瘢痕组织和心脏电解剖标测(electroanatomic mapping,EAM)的低电压区大部分重合后,有研究[11]进一步表明CMR成像还能识别EAM检测不到的非透壁性瘢痕和梗死灰色区,为基质消融提供重要的补充信息。

2 CMR成像在VT消融治疗中的临床应用

2.1 CMR成像在VT消融术前的应用

术前CMR成像能预判部分特殊VT基质的部位,达到协助手术规划和瘢痕测绘的目的。由于脂肪组织的存在会影响双极电图的记录质量,心外膜标测可能存在困难,甚至可能由于心包粘连而无法进行[12]。作为一种能提供心外膜瘢痕位置的非侵入性手段,LGE-CMR成像在此时能发挥重要意义。Acosta等[13]的一项非随机对照研究发现,在经影像学确认有心外膜基质的ICM VT患者中,经心内膜联合心外膜途径消融比单纯经心内膜消融在VT复发率方面有更好的表现。不仅如此,在NICM VT患者中术前使用LGE-CMR成像,还能筛选出哪些心外膜瘢痕可经冠状静脉系统(coronary venous system,CVS)进行消融。Ghannam等[14]对41例NICM VT患者消融术前行LGE-CMR成像检查发现,能否经CVS途径消融主要取决于心外膜瘢痕与CVS及其分支的接近程度,而与瘢痕大小或患者特征无关。从CVS到瘢痕边缘区域的最小距离为9 mm能准确地预测经CVS VT消融的可能性。

另一个研究热点是通过整合EAM与术前CMR成像而获得更多信息以辅助消融,能显著减少术后VT的复发[15-16]。值得注意的是,近期Soto-Iglesias等[3]发表了仅用LGE-CMR成像信息引导基质消融在28例瘢痕相关性VT患者中的治疗结果:显著地缩短手术时间、透视时间和射频消融时间,同时具有更低的VT诱发率和复发率。这项开创性的研究表明EAM在基质识别中并不是必需的,而仅根据LGE-CMR成像信息选择消融靶点的方法可行且安全。意大利Lilli团队[17]正在开展的VOYAGE试验是一项多中心、前瞻性、开放标签、随机临床研究,对比仅依据CMR成像的解剖信息消融、依据CMR成像和EAM的电解剖信息消融和仅依据EAM标测消融的3组结构性心脏病VT患者,评估随访1年的复发率,结果令人期待。

除了常用的LGE外,其他CMR技术也有助于识别VT的致心律失常基质。T1 mapping能定量显示心肌纤维化,相较于基于健康和病变心肌对比的LGE-CMR成像,更适合于评估弥漫性心肌纤维化。2021年有研究团队[18]发现无LGE瘢痕证据的NICM VT患者术前T1 mapping评估的弥漫性心肌纤维化部位与术中EAM电压异常区域具有相关性。T2加权成像对组织的水肿及充血敏感,具有检测急性炎症的能力,可能对于心肌炎[19]或结节病[20]并发VT的治疗具有指导意义。Peretto等[19]依据病史和T2加权成像等将125例有心肌炎病史的VT患者分为以炎症活动为主的急性组和残留瘢痕的慢性组,消融术后回顾性分析发现急性组的VT复发率明显更高,并且急性炎症是为期1年随访中VT复发的唯一预测因素,这表明有心肌炎病史的VT患者在消融前应进行心内膜活检或CMR成像分期。

Hendriks等[21]对7 748例接受了影像辅助或传统消融的ICM VT患者进行荟萃分析后发现,术前CMR成像对VT消融的指导作用能提高ICM患者的无VT生存期和总生存期。鉴于越来越多的证据表明在VT消融术前行CMR成像检查能使患者受益,《2019室性心律失常导管消融专家共识》[5]中给出了两条Ⅱa级推荐的CMR成像适应证:一是建议ICM和NICM患者在VT消融术前行CMR检查以减少复发,二是将术前CMR成像用于协助手术规划。

2.2 CMR成像在VT消融术中及术后的应用

术中使用实时CMR成像引导消融的优势是显而易见的,不仅可同时显示解剖结构、基质和消融病灶,引导消融导管到达合适的位置,而且术者在改进手术规划的同时不会暴露于电离辐射。相较于术前图像融合,EAM与CMR成像实时配准可从根本上减小误差。Nazarian等[22]首次报道了实时CMR成像用于电生理手术的可行性,该研究使用被动追踪技术指引导管从右心房进入右心室。数年前,实时CMR成像引导下的心室标测和消融已在动物模型上取得成功[23-24]。但令人遗憾的是,磁共振技术和VT病情的复杂性导致临床实践进展缓慢,到目前为止还无临床研究将这种方法用于VT患者的消融治疗[25]。在迄今为止样本量最大的临床研究中,Paetsch等[26]对30例三尖瓣峡部依赖性心房扑动患者进行了实时CMR成像引导下消融,93%的患者无需X射线透视检查就消融成功且结局指标与常规相似,有力地证明了其安全性和有效性。不难预想,如果能在术中实时评估消融损伤,对手术的安全性和有效性结局均有益处。不同于在急性期可能高估消融损伤大小的LGE-CMR成像和T2加权成像,动物实验表明非对比增强T1加权成像更具优势。Guttman等[27]研究发现急性损伤核心区在消融数分钟后呈高信号,数周内持续存在且大小和对比度保持稳定。研究人员在解剖后进一步验证CMR成像影像提示的损伤部位与大体标本相一致。非对比增强T1加权成像不依赖对比剂且结果的可重复性强,如果能将实时CMR成像引导消融应用在VT的治疗中将会带来更大的获益,尽管面临诸多挑战,但不失为一个很有前景和应用价值的研究方向。

CMR成像在消融术后对急性和慢性消融病灶的评价也极具临床应用前景,因为除了基质标测不准确外,消融不彻底是术后复发的常见原因。与只能维持即刻手术成功率的急性炎症和水肿不同,真正能影响手术成功率和复发率的永久性消融病灶数月后将发展为慢性瘢痕[28-29]。在消融术后慢性期进行CMR成像不仅能确认成功消融病灶,而且能区分慢性消融灶和陈旧性梗死灶。最近一项纳入17例心肌梗死后VT患者的研究[29]表明,在数月甚至数年后通过CMR成像依旧可分辨慢性消融病灶和梗死瘢痕,前者表现为瘢痕组织内不可强化的心内膜下暗核,并且与先前手术的消融区域和重复手术中标测的无电活动区域相对应。成功消融导致的新瘢痕病变也可能形成新的VT折返回路。Ghannam等[30]在19例重复消融的梗死后VT患者中分析了CMR成像中消融病灶暗核与复发性VT之间的关系,结果发现重复消融的VT靶点距离先前的消融暗核很近,而且将CMR成像信息纳入消融手术的患者在随访2年后无VT生存率明显提高,这说明记录先前消融术的病灶暗核位置有助于指导复发性VT的再次消融。目前这些研究的样本量较小,不能确保结论的可靠性,未来还需更多的工作去确定识别消融后病变的最佳时间和成像方案[31],通过分析消融病灶以提高VT消融的治疗效果。

3 CMR成像用于VT消融治疗的问题与展望

近年来,新技术的出现进一步强调了准确且无创地评估致心律失常基质的重要性,比如立体定向放射治疗通过对难治性VT患者进行放射性消融,可减少VT发作并提高患者生活质量[32]。术中磁共振实时成像技术的发展和完善有助于突破CMR成像的一些局限性,如成像后基质在手术前有所变化或图像配准错误。

CMR成像在VT的消融治疗中有广泛前景,但也有诸多挑战。首先,大多数VT患者都有植入型心律转复除颤器,虽然已有研究证明这些患者进行CMR检查是安全的[33],且宽带延迟显像序列能克服伪影对图像质量的影响[34],但长时间扫描的情况下植入型心律转复除颤器可能带来的安全隐患不可忽视。与之相关的另一个安全问题是:VT消融过程中可能急需除颤,虽然已有研究成功证明在CMR检查室中对实验猪进行体外除颤和经皮起搏安全且可行[35],但市面上目前还无一款能与磁共振影像环境兼容的体外除颤器系统,克服这个阻碍将促进CMR成像对高危VT消融策略的优化。其次,CMR成像带来的时间成本和经济成本不容忽视,目前仍缺乏针对医院与患者的成本效益分析。另外,CMR图像与消融导航系统集成尚无统一方法,如果能探索出标准化且简单的流程将有助于将该技术扩展到更多的电生理诊疗中心。

总之,CMR成像可提供很多与心律失常基质有关的解剖信息。虽然受成本和安全性等局限,但随着磁共振软件和硬件的发展,CMR成像的应用场景和价值都将继续拓展。期待后续大量前瞻性随机对照研究及真实世界研究能为CMR成像在VT治疗中的应用提供更多证据。