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传统二维X-ray指导介入诊断与治疗的局限性
作者:黄鹤[1] 刘育[1] 
单位:武汉大学人民医院[1]  
文章号:W107590  
2015/5/29 17:19:12    
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自1895年德国科学家伦琴发现X射线以来,其在医学领域中的地位举足轻重。介入诊断与治疗心律失常是心血管领域的重大突破,极大地提高了心律失常的诊治水平。心血管影像是心律失常介入诊断和治疗的基础。然而,临床医生应认识到当前传统二维X线指导心律失常介入诊疗的局限性,合理运用二维X线。

自1895年德国科学家伦琴发现X射线以来,其在医学领域中的地位举足轻重。介入诊断与治疗心律失常是心血管领域的重大突破,极大地提高了心律失常的诊治水平。心血管影像是心律失常介入诊断和治疗的基础。然而,临床医生应认识到当前传统二维X线指导心律失常介入诊疗的局限性,合理运用二维X线。

一、二维X线无法呈现心脏三维空间结构

X线透视为二维平面影像,不能呈现心脏的三维空间解剖结构,只能大体判断导管在心脏的位置,难以准确指引导管在心腔内的移动和到位,需要多体位投照才能确定与心腔的上下、左右和前后关系,这将显著增加X线透视时间和对医患双方的X线辐射剂量。对于复杂心律失常,常需精细标测和消融,熟悉心脏解剖结构尤为重要,而传统二维X线不能提供心脏立体解剖结构,对电生理医生具有较大的挑战。

二、二维X线不能直观显示心律失常的发生机制

心律失常的主要机制为折返、自律性增强和触发活动,准确判断心律失常的发生机制和病理是介入治疗的基础,如点状消融最早激动点治疗局灶性心动过速,线性消融阻断大折返环的关键部位治疗折返性心动过速。与三维标测比较,二维X线标测难以直观显示心律失常的发生机制,需仔细比较多位点电图的激动顺序与时间。例如,对于局灶性心动过速,二维X线标测时需在心脏多位点标测,以明确最早激动位点,而三维标测时可通过电激动图直观显示心腔的最早激动部位为局部点状,心腔激动时间明显短于心动过速之周长,电激动传导图表现为冲动自单个局灶部位向四周放射性传导。对于大折返性心动过速,二维X线标测时需在心脏多位点标测或放置多根标测电极,通过比较不同位点的激动时间以大致判断折返环路,而三维标测时可通过电激动图直观显示最早激动与最晚激动连接,心腔激动时间超过90%的心动过速周长,电激动传导图表现为心动过速的冲动沿折返环呈单一方向的顺序激动。对于阵发性室上性心动过速,虽然二维标测指导下导管消融治疗已十分成熟,但一些少见、特殊的病例仍具有挑战,如房室旁路心房插入点远离瓣环时传统二维X线标测时难以准确定位最佳消融位点,容易造成消融失败。少数患者房室旁路心房插入点不仅远离瓣环,插入点还分散,传统二维X线标测时心房插入点的分布及消融中的微妙变化通常难以察觉[1,2]。

三、二维X线缺乏定位记忆功能

传统X线透视不能准确分辩和显示一些特殊的解剖部位,例如心耳、肺静脉、疤痕和人工心脏补片,也不能记忆心脏解剖部位和消融位点。对于复杂心律失常,如心房颤动、器质性心脏病合并室性心律失常,其发生常与心脏特殊解剖结构或心脏病变心肌组织有关,且心律失常的电激动传导异常复杂,通常需要行多处或多点消融。例如,对于器质性心脏病室速,通常需全部标测出心室局部异常电位,再据此设计消融方案,在完成对术中自发或诱发心动过速的消融后,常进一步消融潜在致心律失常通道或局部异常电位,以减少消融术后心律失常复发或另一种心律失常发生[3,4]。传统X线指导下不能记忆心脏特殊解剖或异常电位的位点,容易造成消融不彻底,成功率较低。一些心动过速不被诱发可以是短时间的消融热效应或导管的一过性机械压迫,并非代表真正意义上的永久性损伤[5]。部分患者的心动过速为非折返机制(自律性增高或触发活动),本身不被电刺激所诱发或诱发的重复性极差。因此要求在终止心过速后,在较长时间巩固放电的过程中,必需确保消融导管不发生移位或移位后能够再次复位,以达到彻底损毁心动过速之病灶,根治心动过速和降低术后复发率的目标,而传统二维X线难以准确地引导电极导管的再次复位。此外,对于一些与疤痕或人工心脏补片相关的折返性心动过速,只有在确定折返环位置及大小,折返环各个部位传导途径的宽窄以及与其相邻解剖组织的结构特点后,才确定最佳的有效消融径线,提高手术成功率,传统二维X线指导下标测难以达到这些要求。

四、二维X线难以实时监控电极导管的移动

心律失常的标测和消融过程中,常需反复移动电极导管。导管的移动不仅影响治疗效果,也关系到治疗的安全性。例如,对于心房颤动,肺静脉电隔离是导管消融的基石,通常在肺静脉前庭行环形线性消融,消融径线的完整性和准确性对于手术成功率和安全性至关重要。传统X线透视不能准确定位导管与肺静脉的解剖关系,也不能实时监控电极导管的移动轨迹,容易造成消融径线的不连续,或消融径线的偏移,造成手术失败,增加并发症。对于特殊部位的消融,导管移位容易造成严重并发症,如在希氏束旁、心耳消融时,传统X线透视有时难以察觉消融过程中导管的微小移位。

五、二维X线不能与CT或MRI影像整合

现有的三维标测方法可在术前将患者心脏CT或MRI影像资料导入三维电解剖标测系统,经过处理后得到重建的心脏CT或MRI图像,术中再与三维标测的解剖结构进行整合,更加准确和全面地展示心脏的解剖结构,实时显示导管在心脏的空间位置,可显著减少X线曝光时间[6]。传统二维X线标测影像不能与CT或MRI影像进行整合,不能简化介入手术的操作难度,X线曝光时间较长。

六、X线存在辐射危害

与三维标测指导心律失常介入诊疗相比,二维X线指导时X线辐射更多。Miyake等消融室上性心动过速时将三维标测系统与X线透视联合应用,发现X光辐射剂量从387mGy(62-2701mGy)下降至110mGy(0-3026mGy),透视时间减少59%(18.3min vs 7.5min)[7]。对于复杂性心律失常,因操作复杂性,二维X线指导时X线辐射剂量高将更为明显。

尽管仪器设备不断升级,辐射防护措施不断完善,二维X线指导介入诊疗时X线辐射对人体的健康危害仍不能完全避免。 X线设备产生两种类型射线:主要的(有用的)射线用来成像,次要的(无用的)是散射射线。医护人员接受的辐射主要是散射辐射,主要是由放射线在患者皮肤入射处散射而来,其余少部分来自X射线管和增强器。

已有研究证实,X线辐射增加患者皮肤损伤、肿瘤、染色体异常的发生风险[8-10]。X线辐射造成患者皮肤损伤的阈值很高,通常在长时间接受X线透视后发生。成人在不受辐射照射的情况下,每个人患恶性肿瘤的终生风险是20%。如果射频消融心律失常的总透视时间为60分钟,这种风险可增加到20.03%。与成功射频消融带来的益处相比,此风险非常低。然而,有明确证据表明,X线辐射是儿童肿瘤的危险因素。X线辐射诱发恶性肿瘤的风险在儿童比成人高。儿童患者的介入操作通常比成人耗时更多,辐射时间也更长。对于妊娠期妇女,辐射对胎儿的最主要风险为肿瘤。整个妊娠期中辐射诱发胎儿肿瘤的风险与儿童一样高。如果胎儿辐射剂量超过100 mGy,胎儿可能出现确定性损伤如中枢神经系统损伤、发育迟缓、畸形或流产。损伤的程度和类型与辐射剂量及妊娠阶段有关。在器官发生期及妊娠早期,辐射风险最大,妊娠中期较小,最后3个月最小。

介入操作时,医生不会暴露在有用射线束下,其接受的主要是散射照射,因此一般不会出现急性确定性损伤,如皮肤烧伤等。相比于患者,医护人员因职业原因,长期受到X线辐射的慢性威胁。介入操作中,医生的头部和四肢很少受到保护,因此常常接受高剂量辐射,而且这种辐射带来的风险可逐渐积累。研究显示,X线辐射增加介入医生脑肿瘤、乳腺癌和皮肤癌的风险[11]。细胞遗传学研究证实,在慢性低剂量X线辐射下,医院工作人员的DNA损伤增强[12]。流行病学研究提示,白血病的额外风险与职业照射有关。此外,还有研究显示,低剂量辐射可导致晶状体改变。

需要指出的是,尽管二维X线标测存在一些明显的局限性,但其仍然是指导心律失常介入诊疗的基本影像学方法。临床医生应当合理运用X线指导心律失常介入诊疗,在达到最佳诊治目标的同时尽可能降低X线辐射,但应避免矫枉过正,盲目追求零射线,造成不必要的医疗资源浪费以及手术风险的增加。

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作者简介
黄鹤
单位:武汉大学人民医院
简介:德国医学博士、教授、主任医师、博士生导师,心内科副主任、心内3科主任。 学术职务及其他: 中华医
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