 | | Ключевые слова левое предсердие, фибрилляция предсердий, легочные вены, коронарный синус, радиочастотная катетерная аблация, тромбоэмболические осложнения, intra cardiac echocardiography, тромбоэмболические осложнения | | | Key words left atrium, atrial fibrillation, pulmonary veins, coronary sinus, radiofrequency alblation, thromboembolic events, внутрисердечная эхокардиография, thromboembolic complications |
| | Аннотация Рассматриваются вопросы клинического применения внутрисердечной эхокардиографии: требования к аппаратуре, протокол проведения исследования, требования к изображению, возможность использования при катетерном лечении аритмий. | | | Annotation The following issues of clinical use of intracardiac echocardiogpaphy are considered: requirements for the equipment, study protocol, imaging requirements, potentiality of the use during catheter treatment of arrhythmias. |
| | Автор Воробьева, В. М. | | | Номера и рубрики ВА-N58 от 18/03/2010, стр. 35-41 |
Рост транскатетерных вмешательств и все более агрессивных катетерных аблационных стратегий лечения аритмий сердца стимулировали использование и развитие новых методов эхокардиографии (ЭхоКГ). Все чаще в клинической практике электрофизиолога применяется такой метод как внутрисердечная (ВС) эхокардиография (ВС ЭхоКГ). Удивительно осознавать, что самый ранний этап развития ультразвуковых методов приходится на середину прошлого столетия, уже в 1956, исследовался потенциал отображения сердечных структур устройствами, основанными на катетеризации [ 1 ]. Самые первые исследователи использовали монокристаллические ультразвуковые датчики, некоторые из которых вращались, чтобы получить отображение сердца [2, 3].
В середине 1960-х R.C.Eggleton и соавт. [4] был разработан механический вращающийся 4-элемент-ный ультразвуковой датчик, а в 1969 N.Bom и соавт. [5, 6] в Роттердаме разработал фазированный датчик с 32 элементами. Эта разработка предшествовала развитию методов лечения при помощи катетерных технологий. Развитию этого направления способствовали сложности выделения сосудистой и внутрисердечной анатомии крупных анатомических структур во время одноплановой, а затем и двухмерной ангиографии. Целью методики было точное измерение просвета сосудов. Некоторые из ранних исследований внутрисердеч-ного отображения с фазовой технологией и цветным допплером были предприняты с миниатюризирован-ными трансэзофагальными исследованиями на экспериментальных животных [5 ,7].
Высокочастотные вращающиеся катетерные датчики с рабочим диапазоном от 20 до 30 Мгц были разработаны и внедрены в клиническую практику для внут-рикоронарных исследований, которые принесли новые открытия в области атеросклероза, сосудистого ответа на стентирование и коронарную пластику [8]. Однако датчики с такой частотой не подходили для отображения внутрисердечных структур и в дальнейшем появились версии таких вращающихся одноэлементных устройств с более низкой частотой (от 10 до 12,5 Мгц). N.G.Pandian и соавт.[9] предложил использовать их для внутрисердечных исследований в 1990. Данный метод применялся, прежде всего, для контроля проведения катетерного закрытия дефекта межпредсердной перегородки [10, 13].
Необходимость во внутрисердечном контроле возникла с развитием электрофизиологии сердца и появлением более сложных методик катетерной аблации сердечных аритмий, чтобы помочь электрофизиологу провести транссептальную пункцию, локализовать близость катетера к анатомическим ориентирам, включая кавопульмональный перешеек, область атриовен-трикулярного узла, верхних и нижних легочных вен после входа в левое предсердие. Клинически доступные устройства для получения внутрисердечного изображения представлены в табл. 1.
Требования к эхокардиографическому отображению
Любой режим ЭхоКГ, использующийся для контроля за интервенционными процедурами должен обладать определенными идеальными характерными свойствами. Эти свойства включают в себя удобное для хирурга и пациента использование и простой механизм. Инструменты отображения должны обеспечивать возможность полного цветного отображения и отображения эффекта Допплера при исследовании кровотока. Для внутрисосудистого использования требуются интродъюсеры малого диаметра, чтобы сделать возможным его применение для маленьких детей. Хирург должен полностью контролировать отображение, а инструменты отображения должны обеспечивать нужную глубину проникновения (от 8 до 10 см), чтобы сделать возможным обзор легочных вен через правое предсердие, а также верхушку левого желудочка (ЛЖ) [11, 12]. Желательно, чтобы ВС ЭхоКГ изображения были сравнимы, или превосходили изображения, поученные при помощи чреспищеводной (ЧП) ЭхоКГ, но в настоящее время это реализовано только в приближенной к датчику ВС ЭхоКГ зоне [4, 14].
Краткий протокол проведения внутрисердечной эхокардиографии
ВС ЭхоКГ катетеры жесткие и вводятся без изгибания; таким образом, очень важно ввести катетер в сердце под флюороскипическим контролем. Ультразвуковое отображение начинается, когда катетер размещен в середине правого предсердия, так называемой «нейтральной» позиции или «home view». При правильной установке в этом положении ВС ЭхоКГ катетер параллелен позвоночнику, и часть катетера с датчиком обращена к трехстворчатому клапану. Флюороскопическое (переднезадний вид) и ЭхоКГ изображение, поученное при помощи ВС ЭхоКГ катетера в этом положении показаны на рис. 1А. В этом положении видны трехстворчатый клапан, приточный и выводной отдел правого желудочка и длинная ось легочного клапана. Также в этом положении может быть виден и аортальный клапан (короткая ось). Перегородка в этом положении видна плохо. Однако, в некоторых случаях может быть видна артериальная часть перегородки, и, если включен цветной Допплеровский режим, может быть виден сброс крови (при его наличии). Этот положение важно для оценки функции трехстворчатого клапана.
При нахождении катетера в нейтральной позиции необходимо повернуть переднезаднюю ручку слегка назад, а право-левую слегка вправо - датчик будет обращен к межпредсердной перегородке (рис. 1В). Это септальный вид, в этом положении хорошо видны межпредсердная перегородка (полностью), венечный синус и легочные вены. Легочные вены могут быть видны более или менее детализировано, в зависимости от точного расположения датчика.
После того, как ВС ЭхоКГ катетер продвигается в более краниальное положение по отношению к верхней полой вене, может быть получен вид, называемый длинно-осевым видом. Флуороскопическое изображения, показывающие размещение катетера, и соответствующие этому положению ЭхоКГ изображения, представлены на рис. 1С. В этой плоскости датчик обращен к межпредсердной перегородке и может быть видно отношение верхней полой вены к правому предсердию. Большие участки верхней полой вены могут быть видны по мере дальнейшего продвижения ЭхоКГ катетера в изогнутом положении по направлению к вене с изгибом чуть вправо. Более отчетливое изображение нижней части межпредсерной перегородки можно получить при отклонении ВС ЭхоКГ катетера по направлению к нижней полой вене. С помощью приведенных положений катетера могут быть хорошо отражены овальная ямка, овальное окно, дефекты межпредсердной перегородки, могут быть измерены ее верхние и нижние края, а также диаметр дефекта; а также отображены как правая, так и левая легочные вены, в зависимости от точного угла плоскости отображения. Чтобы достичь этих видов, можно управлять углом отображения при помощи вращения по часовой и против часовой стрелок, а также ручкой сгибания/разгибания.
После того, как ВС ЭхоКГ катетер размещен в закрытую позицию, вся рукоятка катетера в наружной оболочке вращается по часовой стрелке, пока не установится в позиции с датчиком возле кольца трехстворчатого клапана и нисходящей аорты. Минимальное регулирование передне/задней ручки с незначительным задним изгибом и более левосторонним вращением право-левой ручки могут показать вид по короткой оси. Флюороскопиеское изображение, отражающее размещение катетера и соответствующее ЭхоКГ изображение показаны на рис. ID. Различимые в этом положении анатомические структуры включают аортальный клапан в короткой оси и межпредсердную перегородку. Это положение очень похоже на базальный вид по короткой оси, получаемый при помощи ЧП ЭхоКГ. Однако правое предсердие показывается близлежащим к датчику, а левое предсердие - удаленным от датчика, что противоположно ЧП ЭхоКГ изображению.
Дополнительные виды могут быть получены продвижением катетера через дефект межпредсердной перегородки или открытое овальное окно в левое предсердие, так называемые виды из левого сердца. ЭхоКГ изображения из этого расположения равносильны трансторакальным и ЧП ЭхоКГ 4-камерным видам. Анатомические структуры, определяемые в этом положении включают митральный клапан, ЛЖ и правый желудочек. Катетером можно управлять далее, чтобы увидеть ушко левого предсердия, затем катетер отодвигается назад к правому предсердию [41].
Транссептальная пункция
В настоящее время ВС ЭхоКГ прочно зарекомендовала себя в качестве метода для интраоперационного контроля пункции межпредсерднои перегородки. Концепция транссептальной катетеризации включает констатацию факта, что истинной межпредсерднои частью перегородки, в первую очередь, является овальная ямка, заслонка овальной ямки и передний край лимбуса - единственные предсердные септальные структуры, которые действительно являются межпредсердны-ми [17 ]. Транссептальная пункция в других областях межпредсердной перегородки не является безопасной и продвижение катетера от правого к левому предсердию может привести к осложнениям. Вход в аорту и перикардиальное пространство создают чрезвычайно высокий риск. Медиальная стенка правого предсердия имеет несколько анатомически отличительных структур. Овальная ямка распознается сразу как мембранозная структура. Правопредсерд-ный вид овальной ямки отчетливо показывает пограничный гребень, который не виден с левопредсердной стороны перегородки. Повреждение аорты может произойти, если игла проходит впереди от гребня. Это приводит ко входу иглы в поперечный синус и перфорации аорты.
Крайне необходимым является использование ЭхоКГ изображения, измерение давления и контрастирование структур перед продвижением направляющих катетеров в левое предсердие. Перикардиальные выпот и тампонада случаются во время входа в аорту и при повреждении поперечного синуса [19]. Более того, существует дополнительный риск входа в восходящую и нисходящую аорту через левое предсердие, поскольку аорта находится рядом с крышей предсердия. Возможность нескольких вариантов строения этой области влияет натранссептальную катетеризацию; они включают лимфоматозную гипертрофию, фиброз (который замечен при повторных транссеп-тальных процедурах) и аневризму межпредсердной перегородки. Более того, присутствие добавочной левой верхней полой вены также делает доступ затрудненным, преимущественно из-за деформации медиальной стенки правого предсердия к обширному венечному синусу [18]. Овальная ямка и эти варианты анатомии распознаются на ВС ЭхоКГ, и этот режим отображения может повысить безопасность транссептальной пункции [20]. ЭхоКГ изображение при проведении транссептальной пункции показано на рис. 2.
Применение ВС ЭхоКГ в лечении фибрилляция предсердий
Предсердия в норме являются тонкостенными структурами (толщина стенок не превышает 4 мм); однако стенка предсердия может быть тоньше, а в близости предсерд-ножелудочковой борозды может достигать 2,0 мм. Существует предположительная анатомическая гетерогенность толщины стенки предсердий на уровне передней, верхней, задней и латеральной частей левого предсердия [21, 22]. Имеется сложное анатомическое отношение между задней стенкой левого предсердия, перикардом, поперечным и косым синусами и смежными структурами, такими как аорта и пищевод [23, 24]. Во время процедур катетерной аблации в левом предсердии, любая из этих структур может быть повреждена. Легочные вены расположены сзади и имеют мышечные муфты, которые их окружают. Фазированное ВС ЭхоКГ изображение очень полезно при локализации легочных вен и для обеспечения визуализации того, что аблационные воздействия происходят в предсердной части соединения легочной вены с предсердием [25]. ВС ЭхоКГ эффективно использовалась во время антральной изоляции легочных вен при фибрилляции предсердий для титрования подачи энергии под контролем за формированием микропузырьков [26]. Более того, в этом случае ВС ЭхоКГ изображение показало свое превосходство над электрофизиологическими показателями, такими как контроль электрического сопротивления, для идентификации участков, которые безопасны для аблации [27]. Определение толщины стенок при помощи ВС ЭхоКГ также важно для контроля и оценки воздействий во время катетерной аблации [28].
Одной из наиболее ценных ролей ВС ЭхоКГ в электрофизиологической лаборатории является контроль за перикардиальным выпотом и предотвращением любой нестабильности гемодинамики во время катетерной аблации [24]. Пищевод представляет возможное затруднение при аблации миокарда левого предсердия по причине его близкого расположения к задней стенке. Образование предсердно-пищеводной фистулы является одним из самых грозных осложнений аблации в левом предсердии [30]. ВС ЭхоКГ эффективно используется для идентификации положения пищевода во время этой процедуры [31, 32]. Расположение венечных артерий также может быть определено при использовании ВС ЭхоКГ во время процедур [33]. Использование ВС ЭхоКГ при аблации позволяет тщательно следить за факторами, которые могут служить причиной развития тромбоэмболии. Среди этих факторов можно выделить образование тромбов на участках внедрения катетеров и интродъюсеров, образование тромбов на эндокардиально поврежденных структурах и образование сгустков в местах прикрепления аблаци-онных электродов [42].
Круговая аблация вокруг левой верхней легочной вены может вызвать определенные трудности из-за близости ушка левого предсердия. Визуализация с помощью ВС ЭхоКГ этого узкого, неровного участка ткани между левой верхней легочной веной и ушком левого предсердия, позволяет нанести более точные радиочастотные воздействия. Другой пример, подтверждающий ценность ВС ЭхоКГ как метода, позволяющего выявить зоны для аблации, заключается в том, что можно наносить радиочастотные воздействия в места соединения верхней и нижней легочных вен, имеющих общее устье. ВС ЭхоКГ можно использовать, в данном случае, чтобы обнаружить тонкий участок ткани между верхней и нижней легочными венами, который может располагаться в нескольких сантиметрах от общего устья. Исследование, в ходе которого сравнивались результаты проведения процедуры изоляции легочных вен с применением циркулярных картирующих катетеров, как с использованием метода ВС ЭхоКГ, так и без него, показало, что флюороскопическая флебография не позволяла точно определить истинное устье легочной вены в сравнении с ВС ЭхоКГ. Еще одним преимуществом ВС ЭхоКГ является возможность контролировать контакт между электродом и эндокардом в течение всей процедуры [44, 45].
Сужение легочных вен так же оценивается при помощи ВС ЭхоКГ доплеровских измерений. С помощью доплеровского метода возможно провести оценку параметров распространения пульсовой волны в устье каждой, подвергающейся процедуре вены, до и после круговой аблации [43].
Чрезкожная внутриперикардиалъная эхокардиография
Недостатками ВС ЭхоКГ являются ограниченная видимость некоторых структур из-за близкого расположения ВС ЭхоКГ катетера к этим эндокарди-альным структурам, сравнительной нестабильностью полученных изображений и, связанное с катетером, вмешательство [22]. В последнее время внутрипе-рикардиальная (ВП) ЭхоКГ проводилась пациентам во время эпикардиальной катетерной аблации. ВП ЭхоКГ изображения обеспечивают виды сердца из перикардиального синуса, что является безопасным и эффективным методом отображения нужных сердечных структур во время электрофизиологических процедур, которые включают перикардиальный доступ. Этот подход обеспечивает изображение в режиме реального времени с высоким разрешением тех структур, которые обычно нелегко увидеть с помощью традиционной ВС ЭхоКГ, а также обеспечивает улучшенную, по сравнению с традиционной ВС ЭхоКГ, стабильность изображения по причине уменьшения помех от катетера к катетеру. ВП ЭхоКГ менее ограничена артефактами ближней зоны по сравнению с ВС ЭхоКГ, поскольку катетер помещается снаружи сердца. Также обеспечивается стабильность изображения, поскольку катетер держится на месте своего размещения в поперечном или косом синусе [34, 35].
ВС ЭхоКГ внутри венечного синуса
ВС ЭхоКГ изображение внутри коронарного синуса обеспечивает уникальные виды митрального клапана и четкое изображение левого предсердия. Анатомическое расположение венечного синуса и косого синуса перикарда дает возможность получить виды, эквивалентные описанной выше ВП ЭхоКГ. ВС ЭхоКГ катетеры продемонстрировали свою эффективность при визуализации митрального перешейка, предсерд-но-желудочковой борозды, сосудов, венечных артерий и митрального клапана [36, 37, 38].
Дальнейшие достижения ВС ЭхоКГ
При растущей сложности электрофизиологических процедур и все более широком использовании компьютерной томографии для картирования и объединения изображений потребуются дополнительные усилия по совершенствованию ВС ЭхоКГ, чтобы ограничить лучевую нагрузку на пациентов, которым требуются множественные процедуры для лечения аритмии и/или ресинхронизирующей терапии с размещением нескольких электродов в камерах сердца. В настоящее время используются возможности тканевого допплера и, таким образом, расширяется поле видимости первого устройства, ультразвукового катетера с боковым изгибом, для моделирования ресинхронизирующей терапии. Наполненный левый желудочек в поперечном сечении часто виден из правого предсердия и высокая частота сканирования с высоким разрешением изображения как нельзя более подходят для моделирования 2-х мерных изображений, чтобы достичь синхронии на выбранном участке [39, 40].
M.Ziyad и соавт. в 2009 году был разработан ультразвуковой катетер миниатюрного размера с обращенным назад ультразвуковым окном, который имеет канал вдоль своей оси для радиочастотного катетера, чтобы объединить отображение и терапию в одном устройстве (рис. 3) [41]. Предположительные преимущества включают более высокую разрешающую способность и стабильность частоты для интеграции компьютерных ультразвуковых датчиков (cMUTs), которые представляют следующее поколение ультразвуковых технологий. Они более производительные и гибкие, чем датчики использующие пьезоэлектрическую технологию, могут быть сделаны из множества датчиков, объединенных в 1 головку, поэтому их производительность в разы отличается от предыдущего поколения датчиков. Гибкий пакет объединенных в силиконовую головку датчиков ультразвукового катетера, который имеет питание от сети, позволяет иметь стабильную разрешающую способность, и, что чрезвычайно важно, не имеет «провала» отображения перед самой головкой, а амплитуда сигнала регулируется плавно.
Похожие усилия были затрачены на разработку катетера с высококонцентрированным ультразвуковым полем для лечения онкологических заболеваний под контролем ядерно-магнитнорезонансной томографии. Авторы разработки показали, что таким образом компьютерные ультразвуковые катетеры потенциально могут использоваться для излучения ультразвукового поля высокой интенсивности с одного и того же катетера [41].
Четырехмерные енутрисердечные устройства отображения
Последним достижением на сегодняшний день является интеграция 4-х мерного ультразвукового внутрисердечного изображения. Предыдущие попытки создать 4-мерные изображения с использованием вращающихся ультразвуковых датчиков породили 4-мерные внутрисердечные карты, подобные изображению ВС ЭхоКГ [40]. Однако, такое изображение является реконструктивным, его формирование не происходит в режиме реального времени.
Пример 4-мерного реконструктивного изображения показан на рис. 4. Матричные датчики с боковым сканированием пространства, обернутые вокруг катетера сканируют анатомические структуры в трехмерном пространстве. Обращенные назад 4-мерные датчики будут применимы для того, чтобы обеспечить внутрисердечный контроль операции в динамике в режиме реального времени.
Компьютерный датчик работает в опытном режиме. Он сконструирован на печатной плате и при испытаниях давал 4-х мерное изображение нужных структур в водной среде. Необходимые микросхемы для связи с другими устройствами и гнущиеся части для изготовления круглого датчика на сегодняшний день еще совершенствуются. Такой датчик имеет толщину 9F, оснащен электродами для интеграции электрического поля установки NavX (St Jude Medical), может сканировать конические предметы, чтобы отображать поверхности внутри сердца размером от 4 до 7 см. Устройство имеет внутренний просвет размером 5F, который можно использовать для лазерного электрода, радиочастотного электрода, добавочных компьютерных датчиков cMUTs или электрофизиологического аблационного катетера, при этом их размещение и движение можно наблюдать в реальном времени [41].
В настоящее время, в отделении хирургического лечения тахиаритмий НЦ ССХ им. А.Н.Бакулева РАМН мы используем внутрисердечную ЭхоКГ как важный дополнительный метод во время операций радиочастотной аблации при различных нарушениях ритма, как для контроля возможных осложнений, так и для повышения эффективности процедур.