引用本文： 王杰, 阮伟强, 干昌平, 赁可. 运用心脏CT血管造影三维重建结合超声心动图指导经皮经心尖左心室穿刺. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(7): 704-707. doi: 10.7507/1007-4848.201903060 复制
自上世纪 50 年代，临床上便已开展经皮经心尖穿刺用于疾病的诊断和血流动力学评估[1]。但由于风险较高，该技术逐渐被心脏彩超、磁共振、心导管等技术所替代。随着临床诊治对建立通向左心室这一“禁区”的通路提出了新要求，近十年来该技术再次被尝试应用于一些结构性心脏病如瓣周漏、室间隔缺损、室壁假性动脉瘤等的治疗[2]。经皮经心尖穿刺技术的难点在于如何精准地穿刺及建立轨道，目前相关文献报道较少。Lenox Hill 团队指出将术前心脏 CT 血管造影（CTA）三维重建图像和术中透视图像相结合以引导穿刺，可显著缩短手术时间及减少相关并发症[3]。但受杂交手术室和相关软件的限制，该技术很难复制和推广。本研究重点回顾了我院单中心仅利用心脏 CT 血管造影三维重建（3D-CTA）技术结合术中经食管超声心动图（TEE）指导经皮经心尖穿刺的技术方法和早期临床经验。
1 资料与方法
1.1 临床资料
门诊患者在经胸超声心动图（TTE）初步被诊断瓣周漏后，需行 TEE 进一步确诊。2015 年 4 月至 2018 年 8 月，四川大学华西医院心脏大血管外科共收治 9 例瓣周漏患者，其中男 7 例、女 2 例，中位年龄 50（43～64）岁。患者均为二尖瓣或主动脉瓣的机械瓣置换术后，其中心功能分级（NYHA）Ⅱ级 4 例、Ⅲ级 5 例。在取得患者知情同意后，9 例患者均接受了经皮经心尖穿刺瓣周漏封堵术。
1.2 手术方法
1.2.1 确定穿刺点
9 例患者术前均行 3D-CTA，重建要求对肋骨、心肌、主要冠状动脉、左心室心腔、瓣周漏结构和肺组织等进行刻画，明确上述各组织的空间位置关系，以及吸气相肺组织与左心的重叠位置。心尖穿刺区域需避开主要冠状动脉分支、肺组织、乳头肌等。以该心尖穿刺点和“病灶处理区”（如瓣周漏处）为两个端点，形成一条三维空间中的模拟连线（图 1）。该连线在不通过肺组织的前提下向外延长至体表某一肋间隙，与体表相交点为体表穿刺点。找到该体表穿刺点所在的 CT 横切面图像，测量其与正中线的垂直距离（图 2）。通过该肋间隙和上述距离即可帮助在体表确定穿刺位置。再次利用横断面显示确认穿刺路径不经过肺组织（图 2）。
图1
心尖穿刺点与瓣周漏在三维空间中的虚拟连线
图2
穿刺点与前正中线的距离及与肺组织的关系
1.2.2 模拟并建轨
将前述虚拟空间连线分别在 CT 的冠状面、矢状面和横断面上进行投影，并建立平面坐标。将位于患者冠状面上且垂直于患者长轴的虚拟轴线定义为 X 轴，将同一平面上平行于患者身体长轴的轴线定义为 Y 轴，垂直于冠状面的轴线定义为 Z 轴。分别测量冠状面连线投影与 X 轴夹角（∠1）、矢状面投影与 Y 轴夹角（∠2）、横断面投影与 X 轴夹角（∠3）（图 3）。术中以体表穿刺点为原点，在上述 XYZ 轴确定的虚拟空间内操作，将穿刺针针尖置于体表穿刺点，预估针体在各投影平面上与轴线的三个夹角∠1′、∠2′、∠3′。确定角度后，嘱麻醉医师暂时断开呼吸机管路，使肺组织塌陷回缩，迅速完成穿刺。见到鲜红色回血后，再结合术中 TEE/3D-TEE 的实时监测确认穿刺针进入左心室心腔（图 4）。经穿刺鞘管针导入引导钢丝，再交换穿刺鞘管即可完成经皮穿刺左心室通道的建立。通常情况下，遵循上述步骤完成的穿刺由于已经基本固定了由心尖到达目标的方向，故可以很好地建立由穿刺点到病灶处的轨道，后期 TEE 也能较好地完成引导，而无需大幅度的调整。
图3
虚拟穿刺线在各平面投影
图4
术中经食管超声显示穿刺针进入左心室心腔
LV：左心室
1.2.3 心尖止血
完成主要操作后，我们借鉴以往研究方法[2]，常规利用同一穿刺鞘在心尖穿刺点置入一个肌部室间隔缺损封堵器以达到止血目的。封堵器的左伞盘需要在左心室内释放，并且释放时不能影响左心室内结构。封堵器左伞盘释放后需紧贴心内膜，然后再释放右伞盘使其位于心外膜外，以达到关闭穿刺点的目的（图 5）。这一过程通常可由 TEE 引导，必要时可加用 TTE 局部扫描进行引导和确认。最后在整个胸壁内创道中注入液体明胶以加强止血。
图5
经胸超声显示肌部室间隔缺损封堵器关闭心尖部穿刺点
2 结果
本研究中所有患者的心脏 CTA 都清晰地重建了肋骨、心肌、冠状动脉、肺组织等结构。9 例患者术中均通过上述方法确定了穿刺位置和角度，穿刺后均一次性成功进入左心室心腔。术中无即刻大量心包、胸腔积血积气或心电图 ST 段改变，术中 TEE 均未提示左室乳头肌异样回声改变或室间隔穿孔。9 例患者均顺利行瓣周漏封堵，操作完成后心尖穿刺点均使用单枚肌部室间隔缺损封堵器完成关闭，封堵器腰部直径 6～8 mm。心内封堵器无脱落或心尖出血等并发症。术后 8 例患者未发现左侧明显胸腔积液积气，1 例患者退出鞘管后左侧胸腔积液增多，适当扩大切口探查发现肋间动脉出血，处理后恢复顺利。9 例患者均无输血治疗，术后 3 个月复查彩超均未提示心尖部血肿、室壁瘤等异常结构形成。
3 讨论
近年来，随着结构性心脏病治疗新技术的发展，越来越多的学者对利用经心尖入路进行心脏干预产生了兴趣。直接经左心室的通路建立不仅可以为诸多结构性心脏病的治疗提供新的视角，也为心律失常的诊治提供了新的可能。近期也有经心尖行心内镜检查的相关报道[4]。
目前临床应用较多的建立左心室直接入路的方法多需要在心尖部做一数厘米长的切口，通过直视下显露心尖来完成路径的建立，经心尖主动脉瓣植入术便是其典型的代表[5]。Lenox Hill 心血管研究所团队重拾了经皮左心室穿刺的技术理念，结合现代影像学技术将其应用于如瓣周漏、左室室壁瘤、复杂室间隔缺损和二尖瓣的瓣中瓣置入等多种疾病的干预，取得了良好效果[2]。在该技术应用于疾病诊断和血流动力学评估的年代，总体并发症发生率较为稳定。Braunwald 等[6]报道其总体并发症发生率为 3.1%（8/260）。Havranek 等[7]报道心脏压塞发生率为 1.4%（15/1 100）。胸膜损伤并发症发生率为 2.7%（30/1 100）。而在近期该技术被重新应用于经心尖治疗结构性心脏病时，其并发症发生率则显著上升，Pitta 等[8]报道了其总体并发症发生率甚至可高达 62%（8/13），主要并发症为血胸。
Lenox Hill 团队创新地将 CTA 与透视技术结合起来，术中再加以 TEE 引导，在杂交手术间内完成更精确的定位。并发症发生率为 7.1%（2/28)，证明了精确定位和引导能提高手术的安全性和可靠性[3]。相比传统经股血管瓣周漏封堵术，Lenox Hill 团队将透视时间缩短了 35%[9-10]。相比这一技术，本研究报道的方法仅使用术前 3D-CTA 图像，配合软件后期处理即可完成定位，不依赖于术中透视或杂交手术间。Lenox Hill 团队表示当鞘管达到 6F 及以上时，则有必要在心尖穿刺点留置封堵器[10]，而我们更为保守地在每例患者的心尖穿刺点都置入了肌部室间隔缺损封堵器。本研究仅 1 例患者肋间动脉损伤，余患者无经心尖穿刺技术所引起的并发症，技术相关并发症发生率为 11.1%（1/9）。相比于经股血管入路，该操作更直接、路径更短、可控角度更大，更能缩短手术及麻醉时间[2, 11]。相比传统开胸手术，该技术拥有显著的微创优势，是高危患者的优势治疗方案[12]。
虽然该技术存在其优势，但也有明显的不足之处。主要在于对于∠1′、∠2′和∠3′的估算较为粗略，存在精确性欠佳造成定位准确性不稳定的风险。下一步我们将使用激光模拟穿刺线，利用空间制导更精确的角度以实现更准确的定位。同时，我们认为，该技术的应用不能忽视术中 TEE/3D-TEE 的协同作用。TEE 能在穿刺针进入左心室腔之后即开始引导，有经验的超声医生能够很好地指导从心尖部到病变靶点的轨道建立，实时超声图像监视也能最大程度上避免重要心内结构的损伤，降低并发症发生率。除外 TEE，将 TTE 引入该技术的后半程，指导心尖穿刺口的封堵是我们对该技术的一项创新。心尖穿刺点和其外的胸壁结构处于 TEE 的远场，显示存在一定难度。配合术中 TTE 能够在较近的距离准确地跟踪创道封堵器的释放过程，提高成功率，减少出血并发症。
仅运用术前心脏 3D-CTA 对心尖穿刺点和穿刺径线的确定具有简便、可重复性强等优势，总体并发症发生率较低，是一种安全的可选择的技术手段，对于高危患者来说是理想的治疗方案。但其对术中建轨的指导还不够精准，尚有提升空间。术中 TEE/3D-TEE 的实时引导在一定程度上可弥补这一不足。
利益冲突：无。
自上世纪 50 年代，临床上便已开展经皮经心尖穿刺用于疾病的诊断和血流动力学评估[1]。但由于风险较高，该技术逐渐被心脏彩超、磁共振、心导管等技术所替代。随着临床诊治对建立通向左心室这一“禁区”的通路提出了新要求，近十年来该技术再次被尝试应用于一些结构性心脏病如瓣周漏、室间隔缺损、室壁假性动脉瘤等的治疗[2]。经皮经心尖穿刺技术的难点在于如何精准地穿刺及建立轨道，目前相关文献报道较少。Lenox Hill 团队指出将术前心脏 CT 血管造影（CTA）三维重建图像和术中透视图像相结合以引导穿刺，可显著缩短手术时间及减少相关并发症[3]。但受杂交手术室和相关软件的限制，该技术很难复制和推广。本研究重点回顾了我院单中心仅利用心脏 CT 血管造影三维重建（3D-CTA）技术结合术中经食管超声心动图（TEE）指导经皮经心尖穿刺的技术方法和早期临床经验。
1 资料与方法
1.1 临床资料
门诊患者在经胸超声心动图（TTE）初步被诊断瓣周漏后，需行 TEE 进一步确诊。2015 年 4 月至 2018 年 8 月，四川大学华西医院心脏大血管外科共收治 9 例瓣周漏患者，其中男 7 例、女 2 例，中位年龄 50（43～64）岁。患者均为二尖瓣或主动脉瓣的机械瓣置换术后，其中心功能分级（NYHA）Ⅱ级 4 例、Ⅲ级 5 例。在取得患者知情同意后，9 例患者均接受了经皮经心尖穿刺瓣周漏封堵术。
1.2 手术方法
1.2.1 确定穿刺点
9 例患者术前均行 3D-CTA，重建要求对肋骨、心肌、主要冠状动脉、左心室心腔、瓣周漏结构和肺组织等进行刻画，明确上述各组织的空间位置关系，以及吸气相肺组织与左心的重叠位置。心尖穿刺区域需避开主要冠状动脉分支、肺组织、乳头肌等。以该心尖穿刺点和“病灶处理区”（如瓣周漏处）为两个端点，形成一条三维空间中的模拟连线（图 1）。该连线在不通过肺组织的前提下向外延长至体表某一肋间隙，与体表相交点为体表穿刺点。找到该体表穿刺点所在的 CT 横切面图像，测量其与正中线的垂直距离（图 2）。通过该肋间隙和上述距离即可帮助在体表确定穿刺位置。再次利用横断面显示确认穿刺路径不经过肺组织（图 2）。
图1
心尖穿刺点与瓣周漏在三维空间中的虚拟连线
图2
穿刺点与前正中线的距离及与肺组织的关系
1.2.2 模拟并建轨
将前述虚拟空间连线分别在 CT 的冠状面、矢状面和横断面上进行投影，并建立平面坐标。将位于患者冠状面上且垂直于患者长轴的虚拟轴线定义为 X 轴，将同一平面上平行于患者身体长轴的轴线定义为 Y 轴，垂直于冠状面的轴线定义为 Z 轴。分别测量冠状面连线投影与 X 轴夹角（∠1）、矢状面投影与 Y 轴夹角（∠2）、横断面投影与 X 轴夹角（∠3）（图 3）。术中以体表穿刺点为原点，在上述 XYZ 轴确定的虚拟空间内操作，将穿刺针针尖置于体表穿刺点，预估针体在各投影平面上与轴线的三个夹角∠1′、∠2′、∠3′。确定角度后，嘱麻醉医师暂时断开呼吸机管路，使肺组织塌陷回缩，迅速完成穿刺。见到鲜红色回血后，再结合术中 TEE/3D-TEE 的实时监测确认穿刺针进入左心室心腔（图 4）。经穿刺鞘管针导入引导钢丝，再交换穿刺鞘管即可完成经皮穿刺左心室通道的建立。通常情况下，遵循上述步骤完成的穿刺由于已经基本固定了由心尖到达目标的方向，故可以很好地建立由穿刺点到病灶处的轨道，后期 TEE 也能较好地完成引导，而无需大幅度的调整。
图3
虚拟穿刺线在各平面投影
图4
术中经食管超声显示穿刺针进入左心室心腔
LV：左心室
1.2.3 心尖止血
完成主要操作后，我们借鉴以往研究方法[2]，常规利用同一穿刺鞘在心尖穿刺点置入一个肌部室间隔缺损封堵器以达到止血目的。封堵器的左伞盘需要在左心室内释放，并且释放时不能影响左心室内结构。封堵器左伞盘释放后需紧贴心内膜，然后再释放右伞盘使其位于心外膜外，以达到关闭穿刺点的目的（图 5）。这一过程通常可由 TEE 引导，必要时可加用 TTE 局部扫描进行引导和确认。最后在整个胸壁内创道中注入液体明胶以加强止血。
图5
经胸超声显示肌部室间隔缺损封堵器关闭心尖部穿刺点
2 结果
本研究中所有患者的心脏 CTA 都清晰地重建了肋骨、心肌、冠状动脉、肺组织等结构。9 例患者术中均通过上述方法确定了穿刺位置和角度，穿刺后均一次性成功进入左心室心腔。术中无即刻大量心包、胸腔积血积气或心电图 ST 段改变，术中 TEE 均未提示左室乳头肌异样回声改变或室间隔穿孔。9 例患者均顺利行瓣周漏封堵，操作完成后心尖穿刺点均使用单枚肌部室间隔缺损封堵器完成关闭，封堵器腰部直径 6～8 mm。心内封堵器无脱落或心尖出血等并发症。术后 8 例患者未发现左侧明显胸腔积液积气，1 例患者退出鞘管后左侧胸腔积液增多，适当扩大切口探查发现肋间动脉出血，处理后恢复顺利。9 例患者均无输血治疗，术后 3 个月复查彩超均未提示心尖部血肿、室壁瘤等异常结构形成。
3 讨论
近年来，随着结构性心脏病治疗新技术的发展，越来越多的学者对利用经心尖入路进行心脏干预产生了兴趣。直接经左心室的通路建立不仅可以为诸多结构性心脏病的治疗提供新的视角，也为心律失常的诊治提供了新的可能。近期也有经心尖行心内镜检查的相关报道[4]。
目前临床应用较多的建立左心室直接入路的方法多需要在心尖部做一数厘米长的切口，通过直视下显露心尖来完成路径的建立，经心尖主动脉瓣植入术便是其典型的代表[5]。Lenox Hill 心血管研究所团队重拾了经皮左心室穿刺的技术理念，结合现代影像学技术将其应用于如瓣周漏、左室室壁瘤、复杂室间隔缺损和二尖瓣的瓣中瓣置入等多种疾病的干预，取得了良好效果[2]。在该技术应用于疾病诊断和血流动力学评估的年代，总体并发症发生率较为稳定。Braunwald 等[6]报道其总体并发症发生率为 3.1%（8/260）。Havranek 等[7]报道心脏压塞发生率为 1.4%（15/1 100）。胸膜损伤并发症发生率为 2.7%（30/1 100）。而在近期该技术被重新应用于经心尖治疗结构性心脏病时，其并发症发生率则显著上升，Pitta 等[8]报道了其总体并发症发生率甚至可高达 62%（8/13），主要并发症为血胸。
Lenox Hill 团队创新地将 CTA 与透视技术结合起来，术中再加以 TEE 引导，在杂交手术间内完成更精确的定位。并发症发生率为 7.1%（2/28)，证明了精确定位和引导能提高手术的安全性和可靠性[3]。相比传统经股血管瓣周漏封堵术，Lenox Hill 团队将透视时间缩短了 35%[9-10]。相比这一技术，本研究报道的方法仅使用术前 3D-CTA 图像，配合软件后期处理即可完成定位，不依赖于术中透视或杂交手术间。Lenox Hill 团队表示当鞘管达到 6F 及以上时，则有必要在心尖穿刺点留置封堵器[10]，而我们更为保守地在每例患者的心尖穿刺点都置入了肌部室间隔缺损封堵器。本研究仅 1 例患者肋间动脉损伤，余患者无经心尖穿刺技术所引起的并发症，技术相关并发症发生率为 11.1%（1/9）。相比于经股血管入路，该操作更直接、路径更短、可控角度更大，更能缩短手术及麻醉时间[2, 11]。相比传统开胸手术，该技术拥有显著的微创优势，是高危患者的优势治疗方案[12]。
虽然该技术存在其优势，但也有明显的不足之处。主要在于对于∠1′、∠2′和∠3′的估算较为粗略，存在精确性欠佳造成定位准确性不稳定的风险。下一步我们将使用激光模拟穿刺线，利用空间制导更精确的角度以实现更准确的定位。同时，我们认为，该技术的应用不能忽视术中 TEE/3D-TEE 的协同作用。TEE 能在穿刺针进入左心室腔之后即开始引导，有经验的超声医生能够很好地指导从心尖部到病变靶点的轨道建立，实时超声图像监视也能最大程度上避免重要心内结构的损伤，降低并发症发生率。除外 TEE，将 TTE 引入该技术的后半程，指导心尖穿刺口的封堵是我们对该技术的一项创新。心尖穿刺点和其外的胸壁结构处于 TEE 的远场，显示存在一定难度。配合术中 TTE 能够在较近的距离准确地跟踪创道封堵器的释放过程，提高成功率，减少出血并发症。
仅运用术前心脏 3D-CTA 对心尖穿刺点和穿刺径线的确定具有简便、可重复性强等优势，总体并发症发生率较低，是一种安全的可选择的技术手段，对于高危患者来说是理想的治疗方案。但其对术中建轨的指导还不够精准，尚有提升空间。术中 TEE/3D-TEE 的实时引导在一定程度上可弥补这一不足。
利益冲突：无。
