MSCT及3D打印技術在左心耳封堵術前評估的臨床價值及研究進展

庫雷志，馬小靜

心房顫動是一種日益嚴重的健康問題，有研究預測2030年歐洲發病率將達到每年21.5萬人[1]。與房顫相關的血栓栓塞事件每年發生率達5%，房顫相關卒中致病率明顯高于非房顫患者[2]。相關研究證實左心耳封堵(left atrial appendage occlusion，LAAO)術是一種新的非藥物治療房顫相關血栓栓塞的安全、有效方法，成為近年來的臨床研究熱點[3]。左心耳(left atrial appendage，LAA)解剖形態學復雜，其大小、形態以及空間位置個體差異很大[4]。LAAO術前影像學檢查最重要的任務是幫助術者合理選擇封堵器種類與尺寸大小，制定個性化封堵策略。目前經食道超聲心動圖(transesophageal echocardiography，TEE)是LAAO最常用的影像學檢查方法，但相關研究數據表明該方法也不完全精確，平均每位患者使用1.4個封堵設備，在一定程度增加了醫療成本[5]。另外，在TEE測量LAA開口尺寸時也在許多方面存在潛在誤差,且TEE需要在有創全身麻醉下進行,受操作經驗及選擇角度影響,對封堵術后殘余漏的敏感性欠佳[6-7]。MSCT是無創性影像學檢查方法，因能將采集的斷層解剖進行3D重建，還原LAA的真實立體結構，使臨床醫生在術前可以充分理解LAA大體結構、分葉、旋轉等形態特征及周圍毗鄰結構關系，還可用于LAA尺寸測量、封堵器的選擇、術中引導以及術后的評估和監測隨訪[8]。基于MSCT的3D打印技術，能降低手術風險及術中并發癥發生率，有效縮短手術時間，減少輻射劑量、封堵設備回縮數目及次數，提高封堵成功率[9]。本文主要就MSCT在LAAO封堵術前評估的臨床價值及研究進展進行綜述。

MSCT在LAAO術前評價的標準化方案推薦

LAAO術的成功實施首先需要詳細評估LAA血栓情況、LAA解剖學結構及相關參數、LAA毗鄰結構，同時需要了解房間隔(Atrial Septum,ASP)穿刺點及導管鞘輸送位置，才能選擇正確的設備和較好完成封堵過程[10]。隨著MSCT在LAAO術前應用越來越廣泛，術前制定標準化心臟MSCT評估方案，可提高LAAO術的準確性、有效性和安全性，對完成高質量手術至關重要。Korsholm等[11]推薦LAAO術前MSCT標準化評價方案應包括以下方面：①LAA血栓情況；②LAA葉形態、數目,主要分葉深度與長度,LAA解剖學開口與錨定區開口形狀、大小；③ASP：是否存在房間隔膨脹瘤、缺損或持續性卵圓孔；④左心房(left Atrium，LA)：評估LA的絕對容積和指數容積；⑤肺靜脈(pulmonary vein，PV)：評估PV解剖、數目、直徑和狹窄存在與否；⑥肺動脈(pulmonary artery，PA)：預測錨定區與PA之間的距離；⑦心包結構：評估是否有心包積液；⑧選擇性報告內容 ：(1)心臟瓣膜評估形態學、鈣化和局灶性增厚是否存在；(2)評估冠狀動脈解剖，鈣化和狹窄是否存在；(3)掃描層面肺部情況的評估，包括可疑的肺結節、淋巴結以及肺、縱隔和胸壁的骨結構。

MSCT在LAA封堵術前相關參數測量方法

1.LAA解剖開口、錨定區開口及葉深度

將原始圖像行多時相重建,并傳至Philips EBW4.5后處理工作站上，選擇LA舒張晚期75%時相，在多平面重建(multi planar reformation，MPR)圖像上，調整橫軸面、矢狀面、冠狀面為 90°；橫軸面右前斜30°，矢狀面向頭側傾斜10°，在冠狀面上移動十字位置至LAA解剖口位置，轉動十字線，出現回旋動脈(left circumflex coronary artery，LCX)和左上肺靜脈(left superior pulmonary veins，LSPV)，以LCX發出處為起點，到對側LSPV嵴上1～2 cm橫軸面處測量LAA錨定區開口長短徑，在能辨別出LAA與LA壁界限位置的連線距離橫軸面處測量LAA解剖學開口長短徑，在錨定區中點至LAA尖部最遠距離處測量LAA葉的深度。

2.LAA與LCX的距離

在平行于LCX長軸平面進行MPR重組,再利用MPR重建圖像做垂直于LCX的垂直線,得到LCX橫軸面圖像,沿LCX長軸移動測量與LAA基部的距離。

3.LAA與LSPV之間的最短距離

在平行于LSPV主干長軸平面進行MPR重組,再利用MPR重建圖像沿左上肺靜脈主干做一條垂直線,得到LSPV主干橫軸面圖像,沿LSPV長軸移動圖像測量LSPV與LAA的最短距離。

MSCT成像LAAO術前相關參數評價

1.LAA血栓判斷

LAA內血栓是LAAO的絕對禁忌癥，在LAAO術前準確有效地診斷LAA血栓極為重要。目前，TEE是檢測LAA血栓的常用影像手段，但TEE并不能準確區分LAA血栓前狀態與血栓，且直徑小于2mm的血栓在TEE圖像上易被忽略。此外，TEE需要患者在鎮靜下完成，是相對侵入性的，而且耗時較長[12]。MSCT增強掃描是一種非侵入性和非常快速的成像方式，以往檢查部分患者出現假陽性往往是因為房顫患者血流緩慢導致的血流瘀滯造成充盈缺損。Hur等[13]利用雙源MSCT雙期掃描技術，通過延遲期計算平均LAA與升主動脈比值(LAA/ascending aorta，LAA/AAO)對診斷血栓和發現血栓前狀態(血流瘀滯)具有重要價值，對LAA血栓檢測具有較高的敏感度和特異度(分別為100%和98%)。

2.LAA的外形結構評價

LAA形態學解剖分型的種類復雜，在LAAO術中封堵器能否成功封堵不同類型LAA腔隙結構是手術能否成功的關鍵所在，若在LAAO術后存在殘余腔隙，并發血栓形成并造成危害的可能性更大[14]。Beigel等[15]和Kimura等[16]通過MSCT研究將LAA形態學分成以下4種類型：①風向標型(Windsock)：主葉1個，副葉2～3個或更多，總長度超過4 cm，彎曲角度大于100°；②雞翅型(chicken win)：僅有1葉，總長度大于4 cm，彎曲角度小于100°；③仙人掌型(cactus)：有1個主要中心葉，1個或多個小葉，總長度小于4 cm；④菜花型(cauliflower)：有1個總長度小于4 cm的主葉，內部結構復雜。雞翅型的主要特點為主葉上LAA開口下段有銳利彎曲；菜花型的主要特點為深度較淺，但內部結構復雜；風向標型的主要特點為主葉深大；仙人掌型的主要特點為主葉上右多葉副葉。Di Biase等[17]應用MSCT對房顫患者的LAA大體形態進行分析，認為風向標型最適宜LAAO術，雞翅型、菜花型是導致LAAO困難、效果不佳的LAA形態類型。雞翅型LAA往往有效支撐長度不足，導致封堵器操作困難，有時需要利用特殊操作技巧，如輸送鞘逆時針旋轉前送或封堵傘的預釋放等，以創造支撐長度。如果利用翅尖作為支撐長度，將導致器械封堵平面的傾斜，影響封堵效果，尤其是LAA口部有梳狀肌分布花型LAA，一方面其內梳狀肌數量較多且形態粗大，會影響封堵傘的膨脹，導致徑向支撐力下降和倒鉤固定不完全，另一方面分葉近LAA開口，易形成分葉未封堵或封堵裝置周圍殘余漏及封堵失敗。

3.LAA角度及位置評價

LAA角定義為在MSCT矢狀面圖像上LAA長軸與水平軸之間的夾角，>60°定義為大LAA角度，50°～60°定義為中等LAA角度，<50°定義為小LAA角度。LAA低位：LAA開口上緣低于LSPV開口；中位：LAA開口上緣位于LSPV開口上下緣之間；高位：LAA開口上緣高于LSPV開口[18]。LAA角度及開口在不同的患者中有很大差異。在LAAO術中最佳ASP穿刺位置的選擇由LAA的角度和位置類型決定，一般來說,左心房后壁中下2/3部位可以做為ASP穿刺點最佳位置[19]。然而,對于大的LAA角度，首選相對較高的穿刺部位可以同LAA水平開口位置對齊。對于低位開口型的LAA，首選相對較低穿刺部位與其開口對齊。因此在LAAO封堵術前，利用MSCT圖像準確判斷LAA的角度和位置類型，可以確定最佳的經ASP穿刺部位，為術者在LAAO封堵過程導絲及鞘管走形提供有力幫助，從而提高介入封堵成功率及減少術后并發癥的發生。

4.LAA葉形態特征評價

LAA葉在解剖上定義為從主要管狀LAA發出,位于不同解剖平面，可見形態各異“突出”，通常其外部可見折痕標記，并且內部可深入2 mm探針[20]。Kocyigit等[21]研究認為LAA分葉形態通常包括單葉、雙葉、多葉等3種類型。LAA分葉數≥3被認為是LAA血栓形成的臨床獨立危險因素。LAA分葉的走形和開口部位也是影響封堵成敗的相關因素，如目標封堵葉、LAA頸部和口部的角度會影響房間隔穿刺點和輸送鞘走形；LAA近左心房側有分葉時會導致主葉封堵后近端的分葉仍與左心房之間相通，導致LAAO術后殘余漏發生，因此術前通過MSCT準確評價LAA分葉數目、大小、位置等對LAAO術具有重要價值。

5.LAA嵴的形態評價

LAA嵴(LAA ridge，LAAR)是一條位于LAA和LSPV之間的條狀束帶，是左心房心內膜側突出的結構，實際上是由于心房側脊向內折入左心房表面心內膜下形成的峰或脊，是LAAO過程中重要的解剖影響因素[22]。Wongcharoen等[23]和李嫣等[24]根據其起止點不同，將LAAR分為以下3型：A 型，界嵴自LSPV至左下肺靜脈(lleft inferior pulmonary vein，LIPV)，其中根據LAAR與LSPV之間連接部位的關系亦存在差異，可分為Ⅰ型和Ⅱ型；B型，界嵴自LSPV至LSPV與LIPV 交界處；C型，LSPV與LIPV共干，LAAR自肺靜脈干上緣至下緣。術前準確測量LAAR的寬度對LAAO至關重要，當LAAR較窄時，封堵器的膨脹容易壓迫左側肺靜脈,與此同時LAA開口多呈敞口，開口的界定與測量困難，使得對封堵器的選擇和手術方案的設計也會產生一定影響。另外，左側肺靜脈嵴通常呈上部寬厚、下部狹窄，封堵設備選擇雙盤結構時，應注意錨定區的尺寸，避免封堵術后影響肺靜脈和二尖瓣的結構功能。

6.LAA開口形態評價

LAA開口通常呈橢圓形、類圓形、水滴型等3種形態。研究表明房顫發生率越高，LAA開口呈圓形的概率也越高，LAA開口越大。楊延坤等[25]將其開口進一步分為橢圓、鞋形、三角形、水滴型、圓形等5種類型。O'Brien等[26]利用MSCT計算LAA開口幾何形態參數離心率(1-短軸/長軸)，發現房顫患者的平均離心率指數約為0.4，偏心率越大，開口形態越接近橢圓，術后封堵殘余漏概率越大；偏心率越小，開口形態越接近圓形，術后封堵殘余漏概率越小。

MSCT成像評價LAAO術前周圍毗鄰結構

LAA的周圍毗鄰結構(neighboring structures，NBS)包括二尖瓣環(mitral valve annulus，MVA)、左肺動脈(left pulmonary artery，LPA)、LSPV和 LCX等。Lindner等[27]研究發現LAA本身解剖與NBS變異性較大，術前通過MSCT準確描述LAA與NBS的關系，可以明顯降低手術風險及術后并發癥發生風險。

1.LAA與LSPV的關系

LAA與LSPV位置關系通常分成3型[23]:①LAA口與LSPV同一水平；②LAA口位置高于LSPV；③ LAA口位置低于LSPV。當LAA開口過低時，在LAAO術中如果采取常規房間隔穿刺部位，封堵器輸送導絲及鞘管難與LAA開口保持同軸連續性，使得術者操作困難或封堵失敗。當LAA開口平坦且緊貼LSPV時，放置LAA封堵器過程中易傷及肺靜脈。另外LAA和LSPV之間可以見到永存左上腔靜脈和Marshall靜脈，也是在左心耳封堵術操作過程中容易受損的血管。所以術前評估LAA與左上肺靜脈位置，對LAAO是否成功有重要作用。

2.LAA與LPA的關系

評價LAA與LPA之間的解剖關系在LAAO術中尤為重要，兩者距離較近可能會增加患者肺動脈穿孔和心包積血的發生風險[28]。Halkin等[29]根據MSCT圖像，基于LAA右側壁與主肺動脈和/或分肺動脈支左側壁之間有無接觸、接觸部位及長度，將PA與LAA之間相互關系分為3型：①TypeI，無接觸；②TypeII，LAA近端接觸，定義為近段15 mm延升至LAA開口或LAA近端至第一主要彎曲開口<15 mm；③TypeIII，LAA遠端局限性接觸。MSCT成像能作為一種無創性檢查方法可提供LAA及LPA解剖位置關系，預測LAA封堵術后并發肺動脈穿孔及心包積血的風險。

3.LAA與LCX、心大靜脈開口及竇房結動脈的關系

LAA開口緊鄰LCX和心大靜脈(great cardiac vein，GCV)及其分支。在進行LAAO術時，封堵器尺寸選擇過大，可能會造成LCX受壓損傷，引起心肌缺血，壓迫GCV，引起冠狀靜脈回流受阻；有約8%的竇房結動脈(sinoatrial node artery，SNA)起源于LA外側的LCX近中部，在LAA和LSPV之間呈“S”形走行達上腔靜脈周圍；在LAAO操作過程中，有導致SNA損傷的風險。因此，在進行LAAO封堵術前，通過MSCT術前準確判斷LAA與其周圍冠狀動、靜脈的關系，對避免發生術后嚴重并發癥具有重要價值。

基于MSCT成像的3D打印技術在LAAO術中的臨床價值及局限性

近年來，基于MSCT成像技術的3D打印技術已被引入心血管介入和手術領域。3D打印模型能直觀顯示LAA分葉形態、數目、走形、彎曲角度、梳狀肌結構等，對于非典型LAA患者，術前3D打印技術有利于評價手術難度；另外，在LAA的3D打印模型上可進行預手術，評估封堵壓縮比及突出LAA部分比例、殘余漏，對術后并發癥發生具有一定預測價值[30]。Oliveira-Santos等[31]研究認為3D打印技術可以真正個體化為患者術前準確提供封堵設備尺寸及選擇ASP穿刺點，顯著減少LAAO術過程中設備操作時間及降低瓣周漏發生概率。Obasare等[32]研究認為3D打印技術可減少LAAO術中介入導管在LA的停留時間(降低卒中的潛在風險和術中抗凝需要)，減少不必要設備和使用的設備總數量，減輕患者經濟負擔；且術前3D模型可提高介入操作的方便性、設備尺寸選擇和放置的準確性，總體縮短封堵術中時間。Hell等[33]認為3D打印已經成為一種潛在有用的工具，用于輔助介入操作者在LAAO封堵術前設備大小調整并順利完成封堵及減少并發癥發生，成為未來心臟介入常規治療流程的一部分。Iriart等[34]認為3D打印的獨特之處在于它可以在LAAO封堵術前進行多種合理設計，幫助每個病例個性化選擇最佳形狀和尺寸，這一點特別重要，因為目前沒有基于圖像的指導原則來幫助選擇基于解剖的特定指征的植入裝置。另外，3D打印模型模擬手術也可以使新介入醫生學習LAAO曲線更加平滑。但該技術也存在一定局限性，3D模型打印的精準度取決于成像數據集的質量，而且3D打印模型在一定程度上模擬LAA的機械性能是有限制的；同時，3D打印增加了醫療成本，加重了患者經濟負擔；最后，3D打印技術是否是臨床LAAO的必要操作，是否能提高患者預后及生活質量還需要進一步行多中心研究和大數據統計，以更好地指導臨床醫生治療及個性化方案制定。

總結及展望

綜上所述，在LAAO術前進行MSCT成像不僅可客觀、詳細評價LAA大體形態、彎曲角度及位置、解剖及錨定區開口形狀、內徑及深度、房間隔及LAA拐角到開口距離等重要參數指標，還可以較準確判斷ASP及穿刺送鞘管的位置，指導介入醫生合理選擇封堵器種類、型號及錨定點定位、釋放部位估測，從而降低手術并發癥發生；同時也能為LAAO術者提供更真實、可靠的測量數據，對手術方案設計，手術安全性及有效性都具有重要臨床價值。3D打印技術為LAAO術提供了一個新的方法，可能會對醫生的培訓和技術優化產生重大影響。

然而，由于缺乏標準化的成像及評價方案，影像信息提取及后處理軟件不同，導致測量數據無法精準一致，為封堵器選擇及術中操作帶來一定困惑，使得MSCT在LAAO封堵術前評估中的臨床應用進展緩慢。相信隨著MSCT應用更加廣泛，LAAO封堵術前MSCT成像標準化方案和專家共識的制定，MSCT有潛力成為LAAO術前規劃新的金標準。