Aortic root / perivalvular pseudoaneurysm in endocarditis workflow

00Overview

在 Infective endocarditis (IE) 的影像評估中，任務絕對不只是辨認 valve 上有沒有 vegetation 而已。真正致命且決定外科介入時機的關鍵在於是否發生了 perivalvular extension。當感染突破 endocardium，侵蝕 aortic annulus 或 myocardium，會先形成 perivalvular abscess；若 abscess 破裂並與血流（lumen）產生交通，就會形成極高破裂風險的 perivalvular pseudoaneurysm，甚至是 fistulization（如 aortocavitary fistula）。

這個主題的核心是 complication-based imaging triage。把「vegetation 的大小位置 + aortic root 周邊的 abnormal fluid/contrast collection + 任何 conduction block 的臨床信號」綁在一起看。最容易出錯的地方有兩個：第一，只依賴 TTE/TEE，忽略了 Cardiac CT 在定義 perivalvular structures 與 preoperative planning 上的絕對優勢；第二，把 perivalvular abscess 與 pseudoaneurysm 混淆，或是漏看它們往周邊（如 mitral-aortic intervalvular fibrosa, coronary arteries）的侵犯，導致手術台上發現無法單純置換瓣膜，而需要複雜的 annulus reconstruction。

01Critical concepts

• Perivalvular extension 是一級警報：無論是 abscess、pseudoaneurysm 還是 fistula，這代表感染已經失控（10-40% of native valve IE，在 prosthetic valve 更常見），單靠抗生素的死亡率極高（~47%），通常需要緊急外科介入（radical debridement + reconstruction）。
• Abscess 與 Pseudoaneurysm 的本質差異：Abscess 是一個不含血流交通的膿瘍腔（CT 上呈低密度或周邊環狀顯影）；而 Pseudoaneurysm 是有 luminal communication 的，在 CT 會有與主動脈/心室同等密度的 contrast filling（200-400 HU），且大小會隨心搏週期改變。
• Cardiac CTA 的定位不可取代：雖然 TEE 對 vegetation 的 sensitivity 最高，但 ECG-gated Cardiac CTA 在評估 perivalvular abscess, pseudoaneurysm, fistula, 以及 prosthetic valve dehiscence 方面與 TEE 相當甚至更好，且能同時 evaluate coronary arteries 排除 ischemia，是術前 planning 的最強武器。
• 危險的解剖死角：Aortic root 的感染極易向下侵犯 interventricular septum。如果臨床上 IE 病人出現新的 AV block 或 bundle branch block，幾乎可以確定感染已經吃到 conduction system，必須立刻找 perivalvular abscess / pseudoaneurysm。
• Prosthetic valve dehiscence 的力學信號：在人工瓣膜 IE，如果 CT 看到瓣膜有不正常的 malalignment 或 rocking motion > 15°（相對於 annulus），代表 sewing ring 已經被感染破壞，常伴隨 paravalvular leak (PVL)。
• Duke criteria 的影像升級：除了 positive echocardiography，Cardiac CT angiogram 與 FDG PET/CT 現在都已正式被納入 Modified Duke criteria 的 major criteria 中，尤其在 prosthetic valve endocarditis (PVE) 與 CIED (pacemaker/ICD) infection 扮演救火角色。

01正常 anatomy / 常用 modality

Key anatomy to anchor

• Aortic root & Annulus：Aortic valve leaflets 附著的基部。這是感染最容易突破的解剖邊界。
• Mitral-aortic intervalvular fibrosa (MAIVF)：Aortic valve non-coronary/left coronary cusp 與 Mitral valve anterior leaflet 之間的纖維結締組織。這是一個 avascular 的「脆弱地帶」，是 perivalvular abscess 與 pseudoaneurysm 最常發生的位置。
• Interventricular septum (IVS)：位於 aortic root 下方，包含了 AV node 與 His bundle。Aortic root abscess 往下吃就會造成 AV block。
• Coronary ostia：Right and left coronary arteries 從 sinuses of Valsalva 發出。巨大的 pseudoaneurysm 可以從外部壓迫 coronary arteries 造成 ischemia。
• Adjacent chambers：Aortic root 緊鄰 Right Ventricle (RV) 與 Right Atrium (RA)。當 pseudoaneurysm 穿孔，就會形成 aortocavitary fistula（例如 aorta 到 RV，或 Gerbode defect 由 LV 到 RA）。

Core modalities

• Transesophageal Echocardiography (TEE)：第一線且最敏感的工具，用於尋找 small vegetations（< 1 cm）與 leaflet perforations。也能看到 abscess / pseudoaneurysm，但對整體 spatial anatomy 的呈現受限。
• ECG-gated Cardiac CTA：評估 perivalvular complications 的首選。Protocol 必須是 retrospective ECG gating without tube-current modulation 以確保全心動週期的影像品質，並搭配 delayed phase (> 70 seconds) 來抓早期的 perivalvular abscess（rim enhancement 或 delayed wash-in）。同時做術前 coronary evaluation。
• FDG PET/CT：當 TEE 或 CTA 結果 inconclusive，特別是在 Prosthetic valve IE 或 CIED infection 懷疑 pocket infection 時使用。異常的 metabolic activity 被列為 major Duke criterion。
• MRI：少用於 IE 評估，因為時間長且 prosthetic valves 會產生嚴重 artifact。但可用於評估 embolic complications（如腦部的 septic emboli）。

02常見 pattern 分類

03Top common diagnoses

• Native Valve Infective Endocarditis：最常見，S. aureus 及 Streptococcus 佔 80%，好發於左心（Mitral > Aortic），典型表現為 vegetation 伴隨 valvular regurgitation。
• Prosthetic Valve Endocarditis (PVE)：發生於置換人工瓣膜的病人。比起 vegetation，PVE 更容易表現為 perivalvular extension (abscess, pseudoaneurysm, dehiscence, paravalvular leak)。
• CIED / Pacemaker Lead Endocarditis：感染沿著電線發展，好發於 right heart (Tricuspid valve)，常合併 septic pulmonary emboli。
• IV Drug Abuse-related Endocarditis：強烈偏好 Tricuspid valve，常為 S. aureus 感染，年輕患者發燒 + multiple cavitary pulmonary nodules 是經典 triad。

04Cannot-miss diagnosis / emergency

05高頻 mimics 與 discriminators

06Next step / protocol / appropriateness

所有懷疑 IE 的影像流程應按以下思路進行：

• 第一步（全部病人）：2D Transthoracic Echocardiography (TTE)。尋找 vegetation, regurgitation，快速 non-invasive。
• 第二步（TTE 陰性但臨床高度懷疑，或有 Prosthetic valve / CIED）：Transesophageal Echocardiography (TEE)。對 small vegetation 與 perivalvular complications 的 sensitivity 大幅提升。
• 強烈建議的進階術前評估：ECG-gated Cardiac CTA。若 TEE 發現 perivalvular abscess/pseudoaneurysm，或懷疑 PVE，Cardiac CTA 能提供無可取代的 3D 解剖關係（abscess 侵犯多深、fistula 穿去哪裡），並同時做 coronary CTA 排除顯著狹窄（取代術前 invasive angiography 以避免 vegetation 掉落的風險）。
• 診斷不明確的 PVE / CIED：FDG PET/CT。當 TEE 與 CTA 皆為 indeterminate，PET/CT 若顯示瓣膜或 pacemaker pocket 有 hypermetabolism，可直接滿足 Duke criteria。
• Systemic workup：若有神經學症狀排 Brain CT/MRI；若有腹痛排 Abdominal CT（找脾臟/腎臟 infarct 或 abscess）；Right-sided IE 常規排 Chest CT 找 septic emboli。

07Pitfalls / normal variants

• Cardiac CT 的 scan delay 設錯：只掃 early arterial phase 會因為對比度不足而漏看 early abscess，必須加做 > 70 seconds 的 delayed phase 才能看清 inflammatory tissue 與 abscess rim。
• 單一相位的 CT 導致誤判：未做 ECG-gating 或只看單一心搏相位，會把隨心跳搏動而充盈的 pseudoaneurysm 誤認為實體腫瘤或 thrombus。
• 忽略 MAIVF 這個高危死角：Mitral-aortic intervalvular fibrosa 缺乏血管且脆弱，讀片時必須專門針對這個區域放大尋找是否有 outpouching 或 fluid collection。
• 看到 vegetation 就停止尋找併發症：報告只寫了 "Vegetation present"，卻漏看了 early aortic root thickening。IE 的致死率取決於 perivalvular extension。
• 將 Caseous Mitral Annular Calcification (CMAC) 誤認為 abscess：CMAC 是 mitral annulus calcification 的中央液化，CT 上表現為 well-marginated 的 mass 伴隨周邊粗大鈣化，無發炎徵象，千萬別當作 abscess。
• Invasive Coronary Angiography 的危險性：在 active aortic valve IE 病人身上做傳統心導管，有極高風險把 vegetation 戳掉造成 catastrophic stroke。這就是為什麼 Cardiac CTA 應該作為術前 coronary mapping 的首選。