Julie K. Shade, et al. Ventricular arrhythmia risk prediction in repaired Tetralogy of Fallot using personalized computational cardiac models. Heart Rhythm 2019
目的：本研究的目的是确定使用特异性rTOF虚拟心脏方法，根据当前临床标准将分层不正确的患者确定为低VT风险患者的可行性。
方法：这是一项多中心回顾性初步研究，包括7例根据临床标准被视为VT低风险的成年rTOF患者。患者特异性计算心脏模型由晚期钆增强磁共振成像(LGE-MRI)生成，纳入了两个心室中纤维性重塑rTOF的个体分布。快速起搏的模拟确定了VT的诱发性。模型创建和模拟过程由不了解临床结果的操作员进行。
结果：研究中有2例患者发生了临床VT。根据7例rTOF患者的LGE-MRI扫描构建的虚拟心脏在VT阳性患者的模型中正确预测了折返性VT，在VT阴性患者的模型中未预测到心律失常。在评估VT风险的常用临床标准(包括QRS持续时间和年龄)方面，有临床VT经历的患者与没有临床VT经历的患者之间没有具有统计学意义的差异。
结论：本研究证明了基于图像的虚拟心脏建模在先天性心脏病和心脏结构异常患者中的可行性。它强调了该方法在改善rTOF患者VT风险分层方面的潜力。
心律失常；计算机模拟；电生理学；磁共振成像；法洛四联症；室性心动过速
图一 模型创建工作流程
A. 短轴晚钆增强磁共振成像描绘心外膜和心内膜轮廓。B. 基于强度的阈值来识别正常组织区域、边界区域和核心疤痕。C. 重建三维心室几何结构。D. 心肌纤维方向。E. 正常组织和边缘区的动作电位轨迹。F. 标记为星号的起搏点。
图二 激活图显示2例临床VT和QRS持续时间为180 ms的患者从起搏部位(标有星号)诱发的模拟折返形态。等时线间距为18.75 ms。
我们根据7例临床上被视为低VT风险rTOF患者的LGE-MRI扫描构建了模型。个性化虚拟心脏方法在这两个模型中预测了VT阳性患者中的折返性VT。相比之下，5例VT阴性患者的模型中均未诱发任何心律失常。本研究证明了基于图像的虚拟心脏建模在先天性心脏病患者中的可行性，以及该方法在改善rTOF患者VT风险分层方面的潜力。
在rTOF中，心肌纤维化几乎在两个心室中普遍存在，并且作为致心律失常的底物。明确的外科修复方案无疑提高了存活率，但是如果使用经心室入路，则通常会导致RVOT附近和RV中其他部位形成瘢痕组织。RV的纤维化重塑和扩张也可能因慢性肺反流而产生。尽管已知纤维化在心律失常发生中的作用，但在rTOF中纤维化容积和心律失常负荷是否相关尚不清楚。在我们的队列中，核心瘢痕和边缘区的总体积与心律失常负荷不相关，表明心室中的纤维化容积不能用于对VT风险进行分层。这强调了瘢痕和灰色区域的空间分布而不是重塑组织的总容积在心律失常发生中的重要性。我们的计算方法允许通过结合患者特定的心肌几何形状以及组织结构和电生理异质性来实现这种关系的独特表示。
这是在先天性心脏病和结构异常心脏患者中首次使用复杂的计算心脏模型。由于RV重塑在rTOF心律失常发生中的作用已经充分证实，因此我们的建模管道特别考虑了rTOF中的疾病特异性纤维变性重塑，包括双心室中的纤维化。我们的特异性患者心室模型还结合了实验观察到的来自间质纤维化患者的心肌细胞中的离子变化。2例记录VT患者的模拟折返性VT形态位于RVOT附近，这是rTOF患者临床折返性VT的常见位置，从而验证了虚拟心脏建模平台的rTOF特异性方面。尽管虚拟心脏建模平台能够识别多种VT形态(通常在rTOF老年患者的LV中观察到)，但本研究中未在任何患者中观察到多种形态。
除QRSd<< span=””>180 ms外，还提出了许多其他rTOF成人患者VT风险分层标准，包括跨瓣补片使用、年龄、修复年份和修复年龄。之前的研究表明，VT的风险随着年龄和术后时间的增加而增加。值得注意的是，TOF手术技术自1955年问世以来不断改进，因此采用更现代技术修复的患者VT的风险更低。在我们的研究中，经历和未经历临床VT的患者在瓣补片使用、MRI时年龄、修复年份或修复年龄方面没有具有统计学意义的差异。这突出了该队列中风险分层的复杂性，以及我们的虚拟心脏方法在提供个性化、机制指导的VT风险评估方面的潜力。
