CCI创新周讯 | 4D ICE指导下的心脏手术成为现实

1956年波兰学者Cieszynski等人首先将超声波单晶片换能器置于心内导管头端，在动物右心室和肺动脉内获得心脏组织一维超声信号，从此揭开了心腔内超声心动图（intracardiac echocardiography，ICE）研究及使用的先河。

近年来，ICE从早期的单纯二维成像发展为集二维、彩色血流及频谱为一体，能够精确显示心脏细微解剖结构，同步提供心脏血流动力学信息，实时动态评估局部心肌和整体心脏功能，因而具有广泛的应用前景。2021年7月16日，梅奥诊所首次使用最新一代4D ICE指导完成了左心耳封堵术。

4D ICE指导完成左心耳封堵术

该手术使用的是飞利浦公司生产的Verisight Pro ICE导管，它可以同时提供提供优越的二维和实时三维图像（4D图像），在结构心脏病和心电生理学领域，有着广泛的应用前景。

既往上述手术的超声成像，通常依赖于经食管超声心动图(TEE)，即将超声探头通过病人的喉咙进入食管，从不同深度的食管，观察心脏结构。由于TEE探头较粗，通常要求病人接受镇静剂或全身麻醉。这不仅延长了手术准备时间和恢复时间，探头操作空间也有限，并可能面临食管损伤，甚至穿孔的风险。

相对食管超声探头，Verisight Pro ICE导管体积更小（直径为3毫米，9F)，可通过静脉血管，进入患者心腔。这一检查尤其适合不能耐受全麻的患者。对于心脏介入专家，Verisight ProICE导管可提供高质量的实时三维图像，包括三维容积和彩色多普勒成像。

基于飞利浦公司创新的xMATRIX三维超声换能器技术，Verisight Pro可以提供90×90°的三维视角，并允许医生同时查看任意角度的切面。如左心耳的长轴和短轴切面，为左心耳封堵选择型号合适的封堵器。

左心耳的4D ICE成像

传统旋转式心腔内超声导管，可进行心腔内近场环形横切面扫描显像，类似血管内超声成像，如位于右房内超声导管可清晰显示房间隔穿刺，但远场成像受限，该型导管不能弯曲，必须通过长的鞘管而置放于右房内。

相控阵心腔内超声导管有较多优势，其频率范围较宽，较好的组织穿透深度，具有多普勒和彩色血流显像功能，其头端可弯曲，能轻易经较短的鞘管输送和置放于右房内，通过调节心腔内超声导管头端弯曲角度、位置和探头频率显示心腔内不同部位细微解剖结构、血流及功能信息。

旋转式ICE与相控阵ICE成像比较：A 中心小圆圈为旋转式ICE导管鞘，位于房间隔卵圆窝处，环形横切面显示左房（LA）、右房（RA）；B 相控阵ICE导管位于右房（RA）内，二维显示房间隔及左房（LA）；C 示意图显示相控阵ICE导管位于右房（RA）内，超声声束朝向房间隔，二维显示心房及其间隔

4D ICE技术的问世，使医生能够实时的观察心腔内结构和血流，这是对上述传统ICE导管的重大改进。同时它也可以提供经胸或经食管超声难以充分观察的心脏结构细节，从而更加从容地指导介入心脏手术，如左心耳封堵，二尖瓣修复和三尖瓣反流的治疗。

4D ICE指导房间隔缺损封堵术

由于结构性心脏病及电生理介入操作不断增多，要求介入治疗更精准，需要进一步提高ICE图像帧频和分辨率，提高图像质量，近场能显示心内膜及其它心内细微结构，远场能显示良好的穿透力，如可显示心脏周围的大血管和食管等结构，且图像不受心脏运动影响。

目前西门子、飞利浦等超声巨头，均已研发出自己的4D ICE技术。这一系统使得介入医师能够很容易地获取所需图像，并识别心脏细微解剖结构及毗邻关系，增加操作成功率和减少并发症，使操作风险最小化，治疗效果最大化。

但与超声心动图类似，实时三维图像仅仅是超声发展的方向之一，未来我们还需要三维ICE应变显像、三维ICE与三维CT图像融合成像等功能。从导管设计上，尚需要发展从单一功能超声导管与其它导管如标测导管、射频消融导管融合，成为集多功能为一身的新型导管，使一根导管可同时进行心内结构显像、电生理标测和射频消融治疗。

总之，ICE的发展与成熟，使得复杂的介入治疗变得更简单、解剖定位更精准、操作时间更短、暴露射线更少，达到了更佳的治疗效果。但不可否认，当前的ICE导管价格高昂，未来尚需要降低导管费用，使大多数患者能够接受。