Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_3843_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
Глава 4. Методы внутрисосудистой визуализации
Рис. 7. Внутрисосудистое ультразвуковое изображение нормальных артерий: отсутствие дифференциации слоев сосудистой стенки в среднем сегменте передней нисходящей артерии:
а) трехслойное строение стенки сосуда в подколенной артерии б) с функцией Chroma Flo).
Для характеристики атеросклеротических бляшек по их акустической плотности в качестве эталонной выбрана плотность адвентиции. «Мягкие» бляшки имеют
эхоплотность ниже акустической плотности адвентиции (рис. 8 а). Это преимущественно фиброзно-мышечные бляшки, которые могут включать липиды в виде
относительно темных зон («липидный пул») или диффузных включений, тромбы.
«Твердые» или фиброзные бляшки имеют акустическую плотность, равную плотности адвентиции (рис. 8 б). Фиброзные структуры в этих бляшках могут содержать включения кальция. Кальцинированные бляшки дают гиперэхогенный сигнал
с акустической тенью и реверберацией (рис. 8 в).
Рис. 8. Виды атеросклеротических бляшек по их акустической плотности: а) «мягкая»
бляшка в коронарной артерии; б) ‒ относительно гомогенная фиброзно-клеточная бляшка;
в) – кальцинированная бляшка; оценка истинных размеров сосуда крайне затруднена в связи
с эффектом реверберации, распространенность кальциноза хорошо видна на третьей проекции; г) нестабильная мягкая бляшка в устье почечной артерии с тромботическим компонентом и наличием скоплений липидов (стрелки) и фиброзных включений в стенке.
171
Эндоваскулярная хирургия – технологии и практика
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Микрокальцификаты могут быть идентифицированы как очень маленькие области, 0,1–0,2 мм в диаметре, с интенсивным эхосигналом в виде маленькой дуги
и затенением позади неё. Внеклеточные фиброзные включения могут иметь высокую эхогенность, превышающую плотность адвентиции, но в отличие от кальция
не дают затенения. Большие отложения липидов внутри бляшки могут выглядеть
как гомогенные эхонегативные зоны (рис. 8 г). Бляшки считаются гомогенными,
если один из компонентов составляет более 75–80 % [9, 11, 15–19]. В большинстве случае бляшки носят гетерогенный, смешанный характер. Понятия «твердая»
и «мягкая» бляшка отражают эхогенную плотность бляшки и напрямую не связаны
с их механическими свойствами, в частности, с резистентностью к дилатации и
твердостью к непосредственному сжатию эргонометром в эксперименте, хотя определенная зависимость все же прослеживается.
Рис. 9. Признаки нестабильности бляшки или острого повреждения: а) трещина бляшки –
ограниченное поверхностное повреждение, распространяющееся только в радиальном направлении, на 7 часах; б) разорванная бляшка – в образовавшейся свободной полости, соединяющейся с просветом, регистрируется поток крови (стрелка), на 8–9 часах – участок
кальциноза; в) диссекция после предилатации передней нисходящей артерии – циркулярное
повреждение более 180°, с частичной флотацией лоскута (стрелки); г) смешанная бляшка с
дугой кальциноза более 120 градусов, на 4–6 часах – тромботические наложения, «слоение»
внутри повреждения за счет тромба.
Разрыв бляшки и последующее формирование тромба – главные события, ведущие к прогрессированию атеросклероза и в значительной степени обусловливающие развитие острой ишемии органа. Разрыв бляшки может быть спонтанным
или происходит вследствие интервенционных вмешательств. Внутрисосудистое
ультразвуковое сканирование позволяет детализировать морфологию повреждений
бляшки и стенки сосуда. Разрывы или трещины определяются как отграниченные,
172
Глава 4. Методы внутрисосудистой визуализации
фокальные, поверхностные повреждения бляшки, распространяющиеся только в
радиальном направлении (рис. 9 а). Разорванные бляшки характеризуются узкими
разрывами в тонкой фиброзной капсуле с вымыванием богатого липидами некротического ядра бляшки, формированием свободной полости и псевдоаневризмы. При
ВСУЗИ внутри бляшки визуализируется глубокая эхонегативная зона, в которой
может регистрироваться поток крови (рис. 9 б). Заполнение кровью вновь образованной полости и контакт её с открытыми субэндотелиальными тканями может
приводить к тромбозу с развитием острого коронарного синдрома. Тромбоциты,
в свою очередь, за счет освобождения фактора роста ведут к пролиферации гладкомышечных клеток и прогрессированию атеросклероза. Возможно и спонтанное
заживление разорванной бляшки. Диссекции – ограниченные повреждения бляшки
с циркулярным (рассечение) или продольным (расслоение) вовлечением внутренней эластической мембраны. Диссекции могут быть спонтанными или (чаще) связанными с оперативными вмешательствами (рис. 9 в) [15]. Важное значение имеет
идентификация внутрисосудистого тромба. По эхогенным характеристикам тромботическая ткань соответствует мягкой бляшке, поэтому в случае организованных,
фиксированных тромбов их дифференциация затруднена. Тромботические массы
могут иметь гетерогенную акустическую плотность, с мерцающим, меняющим
яркость сигналом даже при постоянном положении катетера. Иногда отмечаются
множественные каналы, проходящие внутри бляшки и соединяющиеся с просветом
(рис. 9 г). Распознавание тромбов в значительной степени зависит от разрешающей
способности используемой аппаратуры, что стало еще более явным после внедрения оптической когерентной томографии [9, 18–20].
Выявление нестабильных и пограничных поражений стало одной из задач внутрисосудистых методов визуализации с момента их внедрения в клинику. Ограниченные возможности ВСУЗИ в этом отношении потребовали поиска новых технологических средств. Одним из направлений стал радиочастотный анализ данных
ВСУЗИ и «виртуальная гистология», принципы которых описаны ниже. Одним из
основных морфологических субстратов нестабильного поражения является тонкокапсульная фиброатерома (рис. 10).
Рис. 10. Нестабильные поражения высокого риска по данным «виртуальной гистологии»:
а) тонкокапсульная фиброатерома с множественными некротическими ядрами (наличие более
одного ядра с разнообразным
содержанием кальцинированных
тканей, индекс нестабильнос-
ти – 3; б) тонкокапсульная фиброатерома высокого риска (содержание некротического ядра более 20% от объема бляшки, в
сочетании с не менее чем одним фактором риска: содержание кальцинированных тканей не
менее 5% от объема, индекс ремоделирования артерии более 1.05, сужение артерии не менее
50% просвета; Индекс нестабильности – 4; Цветовая кодировка описана в тексте.
Другим перспективным направлением является объединение возможностей нескольких методов в рамках гибридной архитектуры. Как упоминалось выше, первым клинически доступным устройством такого рода стала система TVC фирмы
Infrared X, объединившая ВСУЗИ и лазерную спектроскопию (NIR-спектроскопию) (рис. 11).
173
Эндоваскулярная хирургия – технологии и практика
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
В последние годы большинство производителей аппаратуры для ВСУЗИ выпустило версии катетеров с датчиками высокого разрешения (HD IVUS), к которым
относят датчики частотой 50–60 МГц. По своим возможностям они занимают промежуточное положение между стандартным ВСУЗИ и ОКТ по детализации и качеству изображения, возможности верификации тонких структур, скорости протяжки
катетера (рис. 12). Вместе с тем, как и ОКТ, ВСУЗИ высокого разрешения имеет
ограничения по диаметру сканируемого сосуда и влиянию на качество изображения
форменных элементов крови.
Рис. 11. Синхронная визуализация анатомии и химического состава сосуда системой TVC
фирмы InfraredX: 1 – ВСУЗИ; 2 − круговая хемограмма сосудистой стенки в визуализируемом сечении; 3 − хемограмма сосудистой стенки в развертке; 4 − продольное сечение ВСУЗИ
сосуда с наложенной по центру продольной хемограммой.
Рис. 12. Возможности ВСУЗИ высокого разрешения. Сравнение изображения стентированного сегмента коронарной артерии: а) при стандартном ВСУЗИ (40 МГц, механический датчик); б) тот же участок артерии при ВСУЗИ высокого разрешения (HD-IVUS); в) участок
коронарной артерии с тонкостенной фиброатеромой на 11 часах при HD-IVUS.
174
Глава 4. Методы внутрисосудистой визуализации
Рис. 13. Использование ВСУЗИ в различных сосудах. а) критический стеноз позвоночной
артерии; б) концентричный стеноз брахиоцефального ствола; в) эксцентричная «мягкая»
бляшка в бедренной артерии, четко выражено трехслойное строение стенки сосуда; г) участок нисходящей аорты с расслоением стенки и имплантированным стент-графтом, последний полностью не расправлен; д) тот же участок после дополнительной пластики баллоном стент расправлен, лоскут диссекции полностью прижат (А.В. Протопопов, Д.А. Малышкин);
е) открытый артериальный проток – вариант с утолщенной стенкой, неправильной конфигурацией; ж) устье тромбированного венозного колена артерио-венозной диализной фистулы;
з) тот же участок после баллонной ангиопластики; и) венозное колено артерио-венозной фи-
стулы после восстановления кровотока.
Исследование коронарных артерий является наиболее частым, но не единственным показанием к применению ВСУЗИ. Внутрисосудистый ультразвук успешно
используется для диагностики периферических, брахиоцефальных, висцеральных
и почечных артерий, аорты, открытого артериального протока, магистральных вен,
шунтов, артериовенозных фистул. Примеры некоронарного использования ВСУЗИ
приведены на рис. 13 [11, 21–23].
175
Эндоваскулярная хирургия – технологии и практика
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Радиочастотный анализ данных ВСУЗИ
и цветное картирование
В процессе обработки ультразвуковой сигнал, полученный от внутрисосудистого датчика, подвергается значительным изменениям: конвертации, компенсации соотношения время/интенсивность, логарифмическому сжатию. Эти шаги необходимы для получения наиболее качественного зрительного образа в реальном времени.
В то же время они затрудняют объективную количественную оценку эхогенности
исследуемой ткани, а также сравнение и интерпретацию результатов различных
исследований. Конвертация отсекает значительное количество информации, содержавшейся в исходном сигнале, за счет удаления деталей полученной акустической
волны, лежащих между её пиками (рис. 14).
Рис. 14. Амплитудная и частотная составляющие ультразвукового сигнала.
Радиочастотное ВСУЗИ (IVUS-RF) родилось из идеи использования при обработке обеих составляющих исходного сигнала – и амплитудную, и частотную.
Обработка сигнала при таком подходе позволяет добиться сохранения максимального уровня его детализации и способствует лучшей идентификации отображаемых тканей. На заре метода для подобной обработки требовалось сопряжение с
дополнительной станцией, сейчас этого не требуется. Существует несколько подходов к практической реализации данного способа обработки, каждый из которых
запатентован фирмой-разработчиком и носит индивидуальное название, при этом
выполняется цветовое кодирование тканей разного вида, отличающееся для каждой
методики (рис. 15). «Виртуальная гистология» (IVUS-VH, Virtual Histology
риант, разработанный и запатентованный фирмой Volcano Therapeutics. «Виртуальная гистология» является наиболее часто используемым вариантом ВСУЗИ с радиочастотным анализом [24-26]. Атероматозные ткани по данным радиочастотного
анализа делятся на 4 вида с цветным кодированием каждого из них: фиброзные (зеленый), фиброзно-жировые (светло-зеленый), некротическое ядро (красный), кальций (белый). Возможен подсчет процентного отношения каждого из видов бляшки
к общей её площади, и, что еще более ценно, объема каждого из видов бляшки и
атероматозного субстрата в целом в определенном сегменте сосуда [27]. Второй по
распространенности вариант ВСУЗИ с радиочастотным анализом – iMap, разработанный фирмой Boston Scientic. Представление данных сходно с предыдущим
вариантом, отличие заключается в иной цветовой гамме при цветовом кодировании
и несколько отличающихся пороговых значениях частот для различных видов бляшек. Функция была возможна для системы iLab и не поддерживается последним
поколением аппарата – Polaris. IB-IVUS (Integrated Backscatter IVUS) − вариант,
разработанный японскими производителями. Имеет меньшее распространение по
сравнению с двумя другими методами, однако в некоторых аспектах превосходит
их, в частности, липидные ядра определяются с большим совпадением с гистологическими образцами.
TM
) – ва-
176
Глава 4. Методы внутрисосудистой визуализации
Рис. 15. Варианты радиочастотного ВСУЗИ. а) «Виртуальная гистология» (IVUS-VH). Возможен расчет доли каждого компонента в общей площади бляшки; б) iMap; в) IB-IVUS.
Следует отметить, что радиочастотный анализ является не единственным способом цветового картирования данных ВСУЗИ. Еще в начале 2000 гг. в России разработан «Способ прижизненной трехмерной визуализации атероматозного субстрата
при облитерирующих поражениях артерий» (В.В. Демин, А.В. Гаврилов, Л.С. Коков, П.В. Зайцев, Патент РФ № 2208391) [11, 22], в основе которого также лежит
построение гистограммы интенсивности яркости изображения на представительном кадре с цветным картированием атероматозных бляшек различной плотности
(«мягкие», фиброзные, кальцинозные) после подбора оптимальных пороговых
значений интенсивности для данного больного. После этого параметры сегментирования автоматически распространяются на всю серию кадров, производится построение 3D-массива с цветовым выделением участков различной плотности или
сосудистого стента. Имеется возможность произвольного вращения изображения
или его фрагментов во всех плоскостях для анализа строения и характера распространения бляшки, селективного выделения любого компонента бляшки или стента
за счет отключения не связанных с ним цветов (рис. 16).
Рис. 16. Способ цветового картирования данных ВСУЗИ (В.В. Демин и соавт.): а) сегменти-
рование представительных кадров на основе гистограммы интенсивности яркости изображения с окраской стенки сосуда; б) сегментирование представительных кадров с окраской
просвета сосуда; в) сегментирование представительных кадров с окраской атеросклеротической бляшки; г) изометрическое изображение сегмента сосуда; д) результирующее объемное
изображение атероматозной бляшки с цветовым выделением участков различной плотности;
цветовые обозначения: желтый цвет – «мягкие» бляшки, оранжевый – фиброзные, коричневый – кальцинированные.
177
Эндоваскулярная хирургия – технологии и практика
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Сочетанная регистрация данных ангиографии и ВСУЗИ
Существует достаточно серьезная проблема сопряжения ангиографического и
ультразвукового изображения, поиска точного совпадения конкретного кадра ВСУЗИ и соответствующего ему участка на ангиограмме. Продольная проекция ВСУЗИ
визуально сильно отличается от ангиографической картинки, показывающей все
изгибы сосуда и не всегда строго перпендикулярной взгляду исследователя. Ситуация усугубляется, если при проведении ультразвукового исследования используется не механическая, а ручная протяжка, заведомо не вполне равномерная. В последнее годы ряд ведущих производителей систем внутрисосудистой визуализации, а
также разработчики программного обеспечения довели до клинического использования несколько систем ко-регистрации ангиографии и данных внутрисосудистых
исследований, что позволило предложить средства решения многих упомянутых
проблем. Для целей ангио-ВСУЗИ ко-регистрации доступны две системы: станция
SyncVision (Philips Volcano) и опция IVUSmap (Siemens).
Рис. 17. Возможности сочетанного представления данных на станции SyncVision. Трой-
ная iFR-ВСУЗИ-ангио ко-регистрация. Экран совмещения изображений. Зеленые стрелки
обозначают участок измерения длины на ангиограмме: а) и на продольной реконструкции
ВСУЗИ; б) (зона «виртуального стентирования»); желтым цветом выделены маркеры расположения кадра ВСУЗИ на ангиограмме и участок измерения на продольной проекции.
Обе системы в настоящее время работают только со станциями s5i или Core в
интегрированном варианте и с катетерами Eagle Eye Platinum / Eagle Eye Platinum
ST [2]. Станция SyncVision представлена в виде отдельного блока, который связывается с системой ВСУЗИ и ангиографическим комплексом. Консоль управления
системой s5i, закрепленная на операционном столе ангиографического комплекса,
становится единым пультом управления для обоих блоков системы внутрисосудистой визуализации. Практически все манипуляции по записи и обработке данных
ВСУЗИ и iFR как по отдельности, так и в режиме ко-регистрации с ангиографией, хирург может выполнить самостоятельно, без привлечения дополнительного
специалиста для работы у основных консолей аппаратов. Особенностью станции
178
Глава 4. Методы внутрисосудистой визуализации
SyncVision является возможность не только сопряжения данных ВСУЗИ и ангиографии, но и ангио-iFR ко-регистрации, а также тройной ангио-ВСУЗИ-iFR ко-регистрации (рис. 17).
IVUSmap (рис. 18) является опцией ангиографических комплексов последнего
поколения фирмы Siemens. Она реализована в рамках программного обеспечения
ангиографа и не требует дополнительных блоков, кроме кабелей связи. Управление
программой осуществляется непосредственно с пульта ангиографического комплекса у операционного стола, при этом после активации опции как ангиографическая, так и ультразвуковая системы автоматически активируют необходимые окна
программ и соответствующие настройки.
Рис. 18. Сочетанное представление данных с помощью опции IVUSmap; зелеными стрелками указаны маркеры расположения кадра ВСУЗИ на ангиограмме и продольной проекции
ВСУЗИ.
Приоритетными показаниями к использованию методов ко-регистрации являются: 1) случаи сложной анатомии, когда ангиографическая информация недостаточна для оценки зоны интереса, например, при перекрытии боковыми ветвями
или укорочении целевого участка, сложных бифуркационных и трифуркационных
поражениях; 2) уточнение не только поперечных размеров сосуда и просвета, которые традиционно оцениваются при внутрисосудистой визуализации, но и анализ
протяженности поражения, выявление референсных участков для опоры стентов;
3) оценка ангиографически неопределенных и промежуточных поражений. Совместная регистрация данных внутрисосудистого ультразвукового сканирования,
коронарной ангиографии и мгновенного резерва кровотока (iFR) в режиме реального времени представляет собой не просто сумму перечисленных методов исследования, а образует новую диагностическую модальность, существенно раздвигающую
возможности интраоперационного обследования. Исследователь впервые получает
возможность наглядного одновременного графического и визуального представления непосредственно у операционного стола морфологических и физиологических
данных, влияющих на планирование или анализ результатов вмешательства.
179
Эндоваскулярная хирургия – технологии и практика
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Методические аспекты выполнения ВСУЗИ
Информативность и безопасность внутрисосудистого ультразвукового исследования во многом зависят от методичности его проведения. При исследованиях
коронарных артерий во время коронарографии к начальной дозе гепарина 5000
Ед внутривенно болюсно добавляется еще 5000 Ед. Во время операций коронаропластики и стентирования начальная доза составляет 10 тыс. Ед или 1 тыс.
Ед/кг массы тела и проводится мониторинг активированного времени свертывания (АСТ) с поддержанием его на уровне 300 секунд, поэтому дополнительная
гепаринизация непосредственно перед ВСУЗИ не требуется. При исследованиях
периферических артерий, открытого артериального протока, почечных артерий
дополнительное введение гепарина непосредственно перед ВСУЗИ не проводится. Предпочтительно интракоронарное введение нитроглицерина в дозе 200 мкг
перед каждой протяжкой катетера.
Внутрисосудистые ультразвуковые катетеры вводятся по коронарному проводнику 0,014 дюйма (кроме катетеров Visions PV 0,35 и Ultra ICE Plus, которые вводятся по проводнику 0,035 дюйма). Если катетер вводится в свободный просвет
сосуда, то в максимально широкой части (обычно в аорте) проводится субтракция
с целью удаления артефактов вокруг датчика. При использовании коронарной
техники, когда катетер продвигается внутри проводящего катетера, субтракция
выполняется в устье исследуемой артерии. Далее при необходимости производится коррекция настроек усиления и контрастности для достижения оптимального дифференцирования границ просвета/интимы и медии/адвентиции, а также
выбор оптимального диаметра исследуемого поля. Данными настройками часто
пренебрегают с целью незначительной экономии времени, которая существенно
меньше, чем польза от достигаемого качества изображения. Катетер под флюороскопическим контролем продвигается дистальнее зоны интереса. Обратное
выведение катетера выполняется равномерной тракцией вручную или с использованием механического устройства. Скорость автоматизированного движения
в стандартных системах составляет в коронарных и почечных артериях 0,5–1,0
мм/с, в периферических – 1,0 мм/с. Как упоминалось выше, в системах HD IVUS
скорость протяжки, как правило, выше. По ходу выведения катетера периодически осуществляется флюороскопический контроль с инъекциями контрастного
вещества для ориентации относительно боковых ветвей и анатомических образований, что особенно важно, если нет возможности ко-регистрации. После полного извлечения катетера обязательно выполняется контрольная ангиография для
верификации отсутствия повреждения артерии.
Для правильного анализа изображения необходимо стараться придерживаться
единого подхода к ориентации изображений ВСУЗИ при их анализе. Например, в
нашей клинике при анализе левой коронарной артерии мы предварительно ориентируем изображение в осевом направлении так, чтобы огибающая артерия и диагональные ветви были ориентированы вправо. Измерения, необходимые для выбора
тактики операции (процент стеноза по площади, диаметр просвета и всего сосуда,
необходимый размер инструмента) производятся on-line. Углубленная обработка с
вычислением показателей на нескольких сегментах выполняется после окончания
операции. Количественному анализу подвергаются участки наибольшего ангиографического и ультразвукового стеноза (которые совпадают далеко не всегда), а также
максимально близкие к зоне поражения проксимальный и дистальный непораженные участки (до отхождения крупных боковых ветвей).
Для получения качественных результатов ко-регистрации важным является
соблюдение следующих условий: 1) выбор оптимальной ангиографической про-
180
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана