정확한 심장 내 심장 초음파 접근 방식을 사용한 좌심방 및 폐 정맥의 3차원 모델링

요약

정확한 심장 내 심장 초음파(ICE)는 유망하고 유망한 심장 구조 추정 방법인 좌심방 구조를 추정하는 데 상당한 정확도를 보여줍니다. 여기서는 ICE 및 FAM(Fast Anatomical Mapping) 카테터 리모델링을 통한 좌심방 및 폐정맥의 3차원 모델링을 위한 프로토콜을 제안합니다.

초록

심장 내 심초음파(ICE)는 폐정맥 격리 절차, 특히 좌심방(LA) 해부학 및 폐정맥 구조 중 심장 해부학을 추정하기 위한 새로운 도구입니다. ICE는 절제 절차 중에 3차원(3D) 좌심방 구조 모델을 설정하는 데 널리 사용됩니다. 그러나 정밀한 3D 모델링 방법으로 ICE를 사용하는 것이 보다 정확한 좌심방 3D 모델과 경중격 접근법을 제공할 수 있는지는 불분명합니다. 이 연구는 ICE 및 FAM(Fast Anatomical Mapping) 카테터 리모델링으로 좌심방과 폐정맥을 모델링하는 프로토콜을 제안합니다. 관찰자 채점을 통해 두 가지 방법을 사용하여 생성된 모델의 정확도를 평가합니다. ICE 기반 3D 리모델링을 받은 환자 50명과 폐정맥 격리 시술을 기반으로 FAM 3D 리모델링을 받은 환자 45명을 포함했습니다. 폐정맥 전방 혈관 재형성은 리모델링으로 얻은 안방 면적과 좌심방 컴퓨터 단층 혈관 조영술(CTA)을 비교하여 추정합니다. ICE 및 FAM 그룹의 모델링에 대한 관찰자 점수는 각각 3.40 ± 0.81 및 3.02 ± 0.72 (P < 0.05)였습니다. ICE 및 FAM 기반 방법을 사용하여 얻은 폐정맥 안방 면적은 좌심방 CT로 획득한 면적과 상관관계를 보였습니다. 그러나 Bland-Altman 분석을 사용하여 FAM 획득 모델(각각 -238 cm 2 - 323 cm 2 Vs. -363 cm 2 - 386 cm ²)보다 ICE 획득 모델에서 95% 신뢰 구간 편향이 더 좁았습니다. 따라서 정밀한 ICE는 좌심방 구조를 추정하는 데 높은 정확도를 가지고 있어 향후 심장 구조 추정을 위한 유망한 접근 방식이 되고 있습니다.

서문

심방세동(AF)은 일반적으로 기계적 리모델링, 전기생리학적 리모델링, 구조적 리모델링을 포함한 심방 리모델링과 관련이 있다¹. 구조 리모델링은 아트리움의 해부학에 극적인 영향을 미칩니다. 따라서 심방세동 환자의 좌심방 해부학적 구조를 평가하는 것은 심방세동 절제 절차 및 좌심방을 대상으로 하는 모든 절차에 필수적입니다. FAM 3D 모델링의 경우, 심장의 자기 카테터를 연속적으로 변위시킴으로써 고정된 자기장에 대응하는 위치의 공간적 위치 변화를 기반으로 심장의 3D 모델링을 재구성합니다. 대조적으로, ICE 3D 모델링은 ICE 위상 어레이 카테터의 헤드 엔드에 센서를 배치하여 심강 내 2차원 이미지를 3D 전기 해부학적 매핑 시스템과 통합합니다. 따라서 초음파 부문은 해부학적 관계와 실시간 카테터 위치를 보여주기 위한 3D 모델링을 나타냅니다.

임상 경험을 바탕으로 심장 내 심초음파(ICE)는 심방벽 경계를 식별하고 3D 리모델링을 추가로 설정할 수 있습니다. 그러나 AF 절제 또는 3D 리모델링 중 대부분의 ICE 사용은 심방 또는 폐 정맥의 간략한 프로필만 제공합니다. 원래 ICE는 심방 중격 결손의 중재적 폐쇄를 안내하기 위해 적용되었습니다². ICE는 심방 중격의 위치와 모양을 명확히 할 수 있으며, 심방 중격 천자가 필요한 다양한 중재적 시술에 사용되어 왔다³. 여기에는 심방세동의 고주파 카테터 절제술, 승모판 중재 요법 등이 포함됩니다. ICE는 폐정맥 경계와 심방벽을 정확하게 식별하여 보다 상세한 3D 모델을 구축할 수 있습니다³. 이 방법이 특히 폐정맥 전방 및 경중격 부위에 대해 작업자에게 보다 정확한 심방 해부학적 평가를 제공할 수 있는지 여부는 불분명합니다. 본 연구에서는 좌심방 CT 영상과 기존 방법과 정밀한 ICE 시술을 사용하여 확립된 3D 리모델링을 비교하여 추가 정보를 파악하였다.

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프로토콜

이 연구 절차는 길림대학 중일연합병원 인체연구윤리위원회의 규칙을 철저히 준수했다. 심방세동의 고주파 절제술을 받은 환자는 Carto 시스템(3D 매핑 시스템)에서 검색되었습니다. 그런 다음 PACS 시스템을 사용하여 환자가 수술 전에 좌심방 CT 검사를 받았는지 여부를 결정하여 선택한 각 환자가 비교를 위해 심방 CT 이미지를 남겼는지 확인했습니다. Soundstar는 이 연구에 사용된 ICE 카테터이며 Cartosound 모듈은 3D 매핑 시스템에서 사용할 수 있습니다. 각 환자는 ICE 3D 모델링 전에 서면 동의서를 제공했습니다.

1. 스캔 전 준비 사항

1. 정확한 심박수, 리듬, 혈압 및 산소 포화도와 같은 환자 정보를 확인합니다. 환자를 양쪽 팔과 허벅지를 약간 납치한 상태로 누운 상태로 합니다.
2. 시술 내내 모든 환자에게 펜타닐(200μg/mL)로 깊은 의식 진정제를 제공합니다. 오른쪽 대퇴 정맥을 천자 지점으로 선택하고 소독하고 2% 리도카인으로 국소 마취를 위해 포장합니다.
3. ICE 카테터 설정: ICE 카테터 테일 라인을 3D 매핑 시스템 및 초음파 기계와 연결합니다. 3D 매핑 시스템에서 스터디 인터페이스를 열고 연결된 컴퓨터에서 P500을 선택합니다.
4. ICE 카테터(직경: 10f, 초음파 모드: B-모드)를 대퇴 정맥 안에 삽입합니다. 푸싱 과정에서 초음파를 실시간으로 모니터링하여 카테터가 안전한 공간에 있는지 확인합니다.
5. 절제 카테터를 우심방으로 통과시켜 우심방과 관상동 모델을 개발합니다. 관상동 전극을 ICE 가이드와 결합하여 배치합니다.
6. ICE 카테터가 우심방에 들어간 후 좌심방과 좌심방 부속기 구조가 좌심방의 짧은 축과 긴 축을 사용하여 3D 매핑 시스템 디스플레이 화면에 표시되고 좌심방 혈전은 제외됩니다.
7. 심방 중격 천자 바늘을 삽입한 후 ICE 유도에 따라 최적의 천자 부위를 결정합니다. 그런 다음 경중격 천자를 수행합니다.
   1. Home( 홈 ) 보기를 사용하여 ICE가 오른쪽 아트리움에 도달했는지 확인합니다. 그런 다음 소프트웨어는 왼쪽 PV 섹션을 표시합니다. 오른쪽 굽힘(Right Bend )을 클릭하여 하대정맥과 심방 중격을 보여줍니다.
   2. 천자 바늘 칼집을 4시 방향을 가리키도록 움직입니다. ICE를 모니터링하는 동안 바늘 칼집을 타원형 포사로 집어넣으면 "텐트 표시"가 보입니다.
   3. ICE 카테터를 조정하여 왼쪽 PV가 "토끼 귀 기호"로 나타나도록 합니다. ICE의 안내에 따라 바늘 칼집을 타원형 포사의 아래쪽 가장자리로 천천히 빼냅니다.
   4. 천자 바늘을 시계 방향으로 돌려 타원형 포사를 뚫습니다. 그런 다음 심방 중격 천자 바늘을 통해 헤파린 식염수를 주입합니다.
      참고: LA에서 소금 물집이 관찰되었는데, 이는 심방 중격에 구멍이 뚫렸음을 나타냅니다.

좌심방과 폐정맥의 2. 3D 모델링

참고: ICE는 왼쪽 아트리움 모델을 두 방향으로 구성합니다.

1. ICE 카테터를 대퇴 정맥에 밀어 넣은 후 하정맥과 상정맥을 통과시켜 우심방으로 들어갑니다.
2. 초음파 카테터를 단축의 우심방 중앙으로 밀고 시계 방향으로 돌립니다. 이제 초음파 팬은 우심방과 우심실을 묘사하는 1시 방향(홈 뷰)을 가리킵니다.
3. 텐션 노브를 조여 텐션 튜닝을 잠급니다. 그런 다음 홈(Home) 뷰로 전환하고 곡률 전방(Antecurvature)(A)을 클릭하여 삼첨판 고리를 완전히 표시합니다. 게이팅 훈련을 위해 삼첨판 고리에 부착하고 호흡 말기 단계 모델링을 사용합니다.
4. 홈 뷰에서 왼쪽 심방 전방으로 시계 방향으로 돌리면 왼쪽 심방 부속기가 나타납니다.
5. 왼쪽 심방으로 시계 방향으로 계속 돌리면 "토끼 귀 기호"로 표시되는 왼쪽 상부 및 하부 폐 정맥이 나타납니다. 그런 다음 시계 방향과 시계 반대 방향으로 돌려 전방 및 후방 금성 경계를 식별하여 좌측 폐 정맥의 이미지를 정확하게 수집합니다.
6. 왼쪽 심방으로 시계 방향으로 계속 돌려 후벽을 형성하면 그 과정에서 식도가 "이중 트랙 기호"로 나타납니다.
7. 시계 방향을 따라 왼쪽 심방으로 돌려 "3단어 기호"로 표시된 오른쪽 하부 폐정맥을 관찰합니다. 그런 다음 시계 방향과 시계 반대 방향으로 돌려 전방 및 후방 경계를 식별하여 오른쪽 폐 정맥의 이미지를 정확하게 캡처합니다.
8. 긴 축에서 Palintrope(P) 를 클릭하여 카테터 끝이 관상동 입과 같은 높이에 있도록 합니다. 이것은 왼쪽 아트리움 모델을 보완합니다. 왼쪽 굽힘 /오른쪽 굽힘(L/R) 을 조정하여 왼쪽 아트리움의 장축의 전면 벽을 관찰합니다. 이 이미지는 왼쪽 심방의 전벽을 캡처합니다.
9. 그에 따라 폐정맥 골, 좌심방 부속기 및 기타 중요한 부위를 포함한 중요한 해부학적 위치를 표시합니다(비디오 1).

3. 폐정맥 면적의 이미지 획득 및 측정

1. 좌심방 CT
   1. 아이콘을 두 번 클릭하여 PACS 시스템을 엽니다. Advanced Query(고급 쿼리 )를 클릭하여 환자 이름과 검사 항목을 입력합니다. 확인을 클릭하여 이미지를 찾습니다.
   2. Tune을 클릭하여 이미지를 vue pacs 시스템(사진 보관 및 통신 시스템)으로 전송합니다.
   3. 3D 체적 재구성 이미지를 작업 상자로 전송하고 이미지 내보내기 를 클릭하여 왼쪽 심방 후방 전방(PA), 왼쪽 후(LL) 및 오른쪽 측면(RL) 위치 이미지를 폴더 내에 저장합니다.
   4. 이전 프로그램으로 돌아간 후 좌심방 동맥기 확대 시퀀스를 작업 상자로 전송하고 3D로 표시된 이미지를 클릭합니다.
   5. 3D 이미지를 두 번 클릭한 다음 도구 모음에서 3D 를 클릭합니다. Resection Tool(절제 도구 )을 선택하여 갈비뼈, 척추, 대동맥 및 기타 구조물을 제거하여 좌심방과 폐정맥계를 노출시킵니다.
   6. 폐정맥 전정을 노출시킵니다. 도구 모음에서 Figure 를 클릭하고 Area 를 선택하여 폐정맥 전정기의 단면적을 계산합니다.
2. 얼음
   1. 3D 매핑 시스템을 엽니다. 그런 다음 Review Study(연구 검토 )를 클릭하고 환자 이름을 입력합니다. 마지막으로 현재 환자 검색을 사용하여 이미지를 식별합니다.
   2. 확인을 클릭하여 작업 인터페이스를 엽니다.
   3. 스터디(Study) > 스터디 계속(Continue Study )을 클릭하고 모델(Model ) 및 채널(Channel ) 시퀀스를 선택합니다.
   4. Capture Preferences(캡처 기본 설정)를 클릭한 다음 Region(영역)을 선택하고 이미지를 "Posterior-anterior", "Left lateral", "Right lateral", "Left anterior oblique (LAO)" 및 "Right anterior oblique (RAO)"로 조정합니다.
   5. 사진을 클릭하고 사진 영역을 선택한 다음 확인을 클릭하여 사진을 저장합니다.
   6. Map(맵) 옵션을 클릭하고 Save Map(맵 저장)을 선택합니다. 그런 다음 도구 모음에서 지우개를 사용하여 왼쪽 및 오른쪽 폐 정맥을 제거합니다.
   7. 이미지를 클릭하고 면적 측정을 선택하고 폐정맥 전정 면적을 측정 합니다.

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결과

2021년 1월부터 2022년 6월까지 본원에서 심방세동의 고주파 절제술을 받은 환자 114명을 선발했습니다. 좌심방 CT의 3D 체적 재구성 영상 없음(n=11), 경중격 천자 ICE 영상 없음(n=4), 좌심방 및 폐정맥 영상의 불완전한 재건(n=4) 기준에 따라 환자를 제외했다. 마지막으로 ICE 3D 모델링을 한 환자 50명과 FAM 3D 모델링을 대조군으로 한 환자 45명을 이 연구에 포함시켰습니다.

두 명의 전문...

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토론

심장 내 심초음파(ICE)는 비접촉 3차원 재구성 도구입니다. 적절한 절제 평면을 결정하고 폐 정맥 협착증의 발생률을 줄입니다. 또한 ICE는 절제 카테터의 원위 위치와 해부학적 구조와의 상대적 연관성을 평가하여 카테터 절제의 효과를 향상시킵니다. 이러한 구조에는 좌심방과 폐정맥, 폐정맥의 직경과 형태가 포함됩니다.

ICE 유도 심방세동 카테터 절제술은 수술 중 X선 조사?...

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자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
CARTO V6	Johnson&Johnson	6.0.80.45
CARTO V7	Johnson&Johnson	7.1.80.33
PACS system	Philips(China) Investment Co.,Ltd	N/A
Soundstar	Johnson&Johnson	N/A