心臟磁共振成像在室性心動過速消融治療中的應用進展

王芯夢 崔凱軍

(四川大學華西醫院心內科,四川 成都 610041)

室性心動過速(ventricular tachycardia,VT)是心臟性猝死最常見的病因,需積極干預,導管消融已成為多種藥物難治性VT的標準治療方法[1]。在竇性心律或起搏期間進行基質標測和消融,是目前VT消融治療的重要策略,在復發率方面的表現優于單純使用激動標測的VT消融[2]。雖然近年來在標測和消融策略上有諸多改進,但VT的復發率仍居高不下。致心律失常基質不僅是VT治療的關鍵[3],而且是術后復發的預測因素[4]。而心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像可能在VT的消融治療中起優化作用。現將CMR在VT消融術前、術中及術后的應用價值做一綜述,為臨床實踐和進一步研究提供參考。

1 CMR成像用于VT評價的基本原理

VT有多種分類方式,一般根據發病機制分為瘢痕相關折返性VT和局灶性VT,后者主要包括微折返、觸發活動和異常自律性[5]。除此之外,還可根據是否合并有器質性心臟病將VT分為結構性心臟病VT和特發性VT,以及較為特殊的遺傳性離子通道病相關的VT。

臨床上以結構性心臟病VT多見,并且其治療相較于以局灶性機制為主的特發性VT而言更具挑戰性。這一方面是由于結構性心臟病VT常出現血流動力學不穩定的情況,僅小部分患者能進行激動標測和拖帶標測;另一方面是因為瘢痕相關折返環路的標測和消融更為復雜。無法激動的瘢痕核心區域、瘢痕邊界區的緩慢傳導區域和穿插在其中存活的心肌傳導通道,這3個區域使電傳導出現各向異性,促發折返[6]。缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy,ICM)患者中誘發VT的瘢痕多分布在病變冠狀動脈支配區,一般可經心內膜途徑標測和消融到關鍵峽部。而非缺血性心肌病(non-ischemic cardiomyopathy,NICM)VT患者的瘢痕部位取決于原發疾病,多位于心肌中層和心外膜,因此其消融后復發率較ICM VT患者更高[7]。近年來借助CMR成像評估VT基質并輔助消融的臨床實踐大量涌現,并取得了良好成效[3,8]。

CMR是一種較為理想的非侵入式影像技術,能準確地評估心臟的結構和功能。它通過各種脈沖序列,無輻射地進行多組織參數和多空間方位成像,從而區別正常心肌、水腫和纖維化瘢痕等不同組織。CMR成像的組織特異性是其應用于VT基質標測和消融的獨特優勢。心肌延遲強化(late gadolinium enhancement,LGE)是目前臨床應用中主要的CMR技術,其原理是注射釓螯合物后進行T1加權成像,釓劑是間質性對比劑,正常心肌將其快速排出后信號降低;而在細胞間質體積增大的壞死心肌和梗死瘢痕處,會由于對比劑滯留而在圖像上呈現高信號。LGE是活體檢測心肌纖維化影像學的“金標準”[9]。在Codreanu等[10]首次發現CMR成像中的瘢痕組織和心臟電解剖標測(electroanatomic mapping,EAM)的低電壓區大部分重合后,有研究[11]進一步表明CMR成像還能識別EAM檢測不到的非透壁性瘢痕和梗死灰色區,為基質消融提供重要的補充信息。

2 CMR成像在VT消融治療中的臨床應用

2.1 CMR成像在VT消融術前的應用

術前CMR成像能預判部分特殊VT基質的部位,達到協助手術規劃和瘢痕測繪的目的。由于脂肪組織的存在會影響雙極電圖的記錄質量,心外膜標測可能存在困難,甚至可能由于心包粘連而無法進行[12]。作為一種能提供心外膜瘢痕位置的非侵入性手段,LGE-CMR成像在此時能發揮重要意義。Acosta等[13]的一項非隨機對照研究發現,在經影像學確認有心外膜基質的ICM VT患者中,經心內膜聯合心外膜途徑消融比單純經心內膜消融在VT復發率方面有更好的表現。不僅如此,在NICM VT患者中術前使用LGE-CMR成像,還能篩選出哪些心外膜瘢痕可經冠狀靜脈系統(coronary venous system,CVS)進行消融。Ghannam等[14]對41例NICM VT患者消融術前行LGE-CMR成像檢查發現,能否經CVS途徑消融主要取決于心外膜瘢痕與CVS及其分支的接近程度,而與瘢痕大小或患者特征無關。從CVS到瘢痕邊緣區域的最小距離為9 mm能準確地預測經CVS VT消融的可能性。

另一個研究熱點是通過整合EAM與術前CMR成像而獲得更多信息以輔助消融,能顯著減少術后VT的復發[15-16]。值得注意的是,近期Soto-Iglesias等[3]發表了僅用LGE-CMR成像信息引導基質消融在28例瘢痕相關性VT患者中的治療結果:顯著地縮短手術時間、透視時間和射頻消融時間,同時具有更低的VT誘發率和復發率。這項開創性的研究表明EAM在基質識別中并不是必需的,而僅根據LGE-CMR成像信息選擇消融靶點的方法可行且安全。意大利Lilli團隊[17]正在開展的VOYAGE試驗是一項多中心、前瞻性、開放標簽、隨機臨床研究,對比僅依據CMR成像的解剖信息消融、依據CMR成像和EAM的電解剖信息消融和僅依據EAM標測消融的3組結構性心臟病VT患者,評估隨訪1年的復發率,結果令人期待。

除了常用的LGE外,其他CMR技術也有助于識別VT的致心律失常基質。T1 mapping能定量顯示心肌纖維化,相較于基于健康和病變心肌對比的LGE-CMR成像,更適合于評估彌漫性心肌纖維化。2021年有研究團隊[18]發現無LGE瘢痕證據的NICM VT患者術前T1 mapping評估的彌漫性心肌纖維化部位與術中EAM電壓異常區域具有相關性。T2加權成像對組織的水腫及充血敏感,具有檢測急性炎癥的能力,可能對于心肌炎[19]或結節病[20]并發VT的治療具有指導意義。Peretto等[19]依據病史和T2加權成像等將125例有心肌炎病史的VT患者分為以炎癥活動為主的急性組和殘留瘢痕的慢性組,消融術后回顧性分析發現急性組的VT復發率明顯更高,并且急性炎癥是為期1年隨訪中VT復發的唯一預測因素,這表明有心肌炎病史的VT患者在消融前應進行心內膜活檢或CMR成像分期。

Hendriks等[21]對7 748例接受了影像輔助或傳統消融的ICM VT患者進行薈萃分析后發現,術前CMR成像對VT消融的指導作用能提高ICM患者的無VT生存期和總生存期。鑒于越來越多的證據表明在VT消融術前行CMR成像檢查能使患者受益,《2019室性心律失常導管消融專家共識》[5]中給出了兩條Ⅱa級推薦的CMR成像適應證:一是建議ICM和NICM患者在VT消融術前行CMR檢查以減少復發,二是將術前CMR成像用于協助手術規劃。

2.2 CMR成像在VT消融術中及術后的應用

術中使用實時CMR成像引導消融的優勢是顯而易見的,不僅可同時顯示解剖結構、基質和消融病灶,引導消融導管到達合適的位置,而且術者在改進手術規劃的同時不會暴露于電離輻射。相較于術前圖像融合,EAM與CMR成像實時配準可從根本上減小誤差。Nazarian等[22]首次報道了實時CMR成像用于電生理手術的可行性,該研究使用被動追蹤技術指引導管從右心房進入右心室。數年前,實時CMR成像引導下的心室標測和消融已在動物模型上取得成功[23-24]。但令人遺憾的是,磁共振技術和VT病情的復雜性導致臨床實踐進展緩慢,到目前為止還無臨床研究將這種方法用于VT患者的消融治療[25]。在迄今為止樣本量最大的臨床研究中,Paetsch等[26]對30例三尖瓣峽部依賴性心房撲動患者進行了實時CMR成像引導下消融,93%的患者無需X射線透視檢查就消融成功且結局指標與常規相似,有力地證明了其安全性和有效性。不難預想,如果能在術中實時評估消融損傷,對手術的安全性和有效性結局均有益處。不同于在急性期可能高估消融損傷大小的LGE-CMR成像和T2加權成像,動物實驗表明非對比增強T1加權成像更具優勢。Guttman等[27]研究發現急性損傷核心區在消融數分鐘后呈高信號,數周內持續存在且大小和對比度保持穩定。研究人員在解剖后進一步驗證CMR成像影像提示的損傷部位與大體標本相一致。非對比增強T1加權成像不依賴對比劑且結果的可重復性強,如果能將實時CMR成像引導消融應用在VT的治療中將會帶來更大的獲益,盡管面臨諸多挑戰,但不失為一個很有前景和應用價值的研究方向。

CMR成像在消融術后對急性和慢性消融病灶的評價也極具臨床應用前景,因為除了基質標測不準確外,消融不徹底是術后復發的常見原因。與只能維持即刻手術成功率的急性炎癥和水腫不同,真正能影響手術成功率和復發率的永久性消融病灶數月后將發展為慢性瘢痕[28-29]。在消融術后慢性期進行CMR成像不僅能確認成功消融病灶,而且能區分慢性消融灶和陳舊性梗死灶。最近一項納入17例心肌梗死后VT患者的研究[29]表明,在數月甚至數年后通過CMR成像依舊可分辨慢性消融病灶和梗死瘢痕,前者表現為瘢痕組織內不可強化的心內膜下暗核,并且與先前手術的消融區域和重復手術中標測的無電活動區域相對應。成功消融導致的新瘢痕病變也可能形成新的VT折返回路。Ghannam等[30]在19例重復消融的梗死后VT患者中分析了CMR成像中消融病灶暗核與復發性VT之間的關系,結果發現重復消融的VT靶點距離先前的消融暗核很近,而且將CMR成像信息納入消融手術的患者在隨訪2年后無VT生存率明顯提高,這說明記錄先前消融術的病灶暗核位置有助于指導復發性VT的再次消融。目前這些研究的樣本量較小,不能確保結論的可靠性,未來還需更多的工作去確定識別消融后病變的最佳時間和成像方案[31],通過分析消融病灶以提高VT消融的治療效果。

3 CMR成像用于VT消融治療的問題與展望

近年來,新技術的出現進一步強調了準確且無創地評估致心律失常基質的重要性,比如立體定向放射治療通過對難治性VT患者進行放射性消融,可減少VT發作并提高患者生活質量[32]。術中磁共振實時成像技術的發展和完善有助于突破CMR成像的一些局限性,如成像后基質在手術前有所變化或圖像配準錯誤。

CMR成像在VT的消融治療中有廣泛前景,但也有諸多挑戰。首先,大多數VT患者都有植入型心律轉復除顫器,雖然已有研究證明這些患者進行CMR檢查是安全的[33],且寬帶延遲顯像序列能克服偽影對圖像質量的影響[34],但長時間掃描的情況下植入型心律轉復除顫器可能帶來的安全隱患不可忽視。與之相關的另一個安全問題是:VT消融過程中可能急需除顫,雖然已有研究成功證明在CMR檢查室中對實驗豬進行體外除顫和經皮起搏安全且可行[35],但市面上目前還無一款能與磁共振影像環境兼容的體外除顫器系統,克服這個阻礙將促進CMR成像對高危VT消融策略的優化。其次,CMR成像帶來的時間成本和經濟成本不容忽視,目前仍缺乏針對醫院與患者的成本效益分析。另外,CMR圖像與消融導航系統集成尚無統一方法,如果能探索出標準化且簡單的流程將有助于將該技術擴展到更多的電生理診療中心。

總之,CMR成像可提供很多與心律失常基質有關的解剖信息。雖然受成本和安全性等局限,但隨著磁共振軟件和硬件的發展,CMR成像的應用場景和價值都將繼續拓展。期待后續大量前瞻性隨機對照研究及真實世界研究能為CMR成像在VT治療中的應用提供更多證據。