Коронарная катетеризация — это минимально инвазивная процедура, позволяющая получить доступ к коронарному кровообращению и заполненным кровью камерам сердца с помощью катетера . Проводится как в диагностических, так и в интервенционных (лечебных) целях.
Коронарная катетеризация является одним из нескольких кардиологических диагностических тестов и процедур . В частности, посредством инъекции жидкого рентгеноконтрастного вещества и освещения рентгеновскими лучами [1] ангиокардиография позволяет распознать окклюзию , стеноз , рестеноз , тромбоз или аневризматическое расширение просвета коронарной артерии ; размер камеры сердца ; производительность сокращения сердечной мышцы ; и некоторые аспекты функции сердечного клапана . Во время теста можно точно измерить важное внутреннее артериальное давление в сердце и легких , которое невозможно измерить снаружи. Соответствующие проблемы, с которыми сталкивается этот тест, чаще всего возникают в результате развитого атеросклероза – активности атеромы в стенке коронарных артерий . Реже основное внимание при обследовании уделяется проблемам с клапанами , сердечной мышцей или аритмией .
Сужение просвета коронарной артерии снижает резерв потока насыщенной кислородом крови к сердцу, что обычно приводит к перемежающейся стенокардии . Очень выраженная окклюзия просвета обычно приводит к сердечному приступу . Однако с конца 1980-х годов все больше признается, что коронарная катетеризация не позволяет распознать наличие или отсутствие самого коронарного атеросклероза , а только значительные изменения просвета, возникшие в результате осложнений терминальной стадии атеросклеротического процесса. См. ВСУЗИ и атерома для лучшего понимания этого вопроса.
Сама техника ангиографии была впервые разработана в 1927 году португальским врачом Эгашем Монишем из Лиссабонского университета для церебральной ангиографии — исследования сосудов головного мозга с помощью рентгеновского излучения с помощью контрастного вещества, вводимого катетером. [ нужна цитата ]
Катетеризация сердца была впервые проведена в 1929 году, когда немецкий врач Вернер Форссманн ввел пластиковую трубку в локтевую вену и направил ее в правую камеру сердца. Чтобы доказать свой успех, он сделал рентгеновский снимок и опубликовал его 5 ноября 1929 года под названием «Über die Sondierung des rechten Herzens» (О зондировании правых отделов сердца). [ нужна цитата ]
В начале 1940-х годов Андре Курнан в сотрудничестве с Дикинсоном Ричардсом выполнил более систематические измерения гемодинамики сердца. За свою работу по открытию катетеризации сердца и гемодинамических измерений Курнан, Форссманн и Ричардс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1956 году. Первый радиальный доступ для ангиографии можно отнести к 1953 году, когда Эдуардо Перейра [ нужны разъяснения ] в Лиссабоне, Португалия, впервые провел канюляцию лучевой артерии для выполнения коронарной ангиографии.
В 1960 году Ф. Мейсон Сонс , детский кардиолог из Кливлендской клиники , случайно ввел рентгеноконтрастное вещество в коронарную артерию вместо левого желудочка. Хотя у пациента произошла обратимая остановка сердца, Сонс и Шири разработали процедуру дальше, и им приписывают это открытие (Connolly 2002); в 1966 году они опубликовали серию из 1000 патентов (Proudfit et al. ).
С конца 1970-х годов, основываясь на новаторских работах Чарльза Доттера в 1964 году и особенно Андреаса Грюнцига , начиная с 1977 года, коронарная катетеризация была распространена на терапевтические цели: (а) выполнение менее инвазивного физического лечения стенокардии и некоторых осложнений тяжелый атеросклероз , (б) лечение сердечных приступов до того, как произойдет полное повреждение, и (в) исследования для лучшего понимания патологии ишемической болезни сердца и атеросклероза . [ нужна цитата ]
В начале 1960-х годов катетеризация сердца часто занимала несколько часов и вызывала серьезные осложнения у 2–3% пациентов. Благодаря многочисленным постепенным улучшениям с течением времени, простые исследования с помощью коронарной катетеризации теперь обычно проводятся быстрее и со значительно улучшенными результатами. [ нужна цитата ]
Показаниями к катетеризации сердца являются:
Пациент , которого обследуют или лечат, обычно находится в сознании во время катетеризации, в идеале на протяжении всей процедуры применяется только местная анестезия , такая как лидокаин , и минимальная общая седация . Выполнение процедуры в бодрствующем состоянии безопаснее, поскольку пациент может немедленно сообщить о любом дискомфорте или проблемах и тем самым способствовать быстрой коррекции любых нежелательных явлений. Медицинские мониторы не дают полного представления о непосредственном состоянии пациента; то, как чувствует себя пациент, часто является наиболее надежным индикатором процедурной безопасности. [ нужна цитата ]
Смерть, инфаркт миокарда , инсульт , серьезная желудочковая аритмия и серьезные сосудистые осложнения наблюдаются менее чем у 1% пациентов, перенесших катетеризацию. [3] Однако, хотя визуализационная часть исследования часто бывает короткой, из-за проблем с установкой и безопасностью пациент часто находится в лаборатории в течение 20–45 минут. Любая из многочисленных технических сложностей, не подвергая пациента опасности (а точнее, добавленная для защиты интересов пациента), может значительно увеличить время обследования. [ нужна цитата ]
Коронарная катетеризация проводится в лаборатории катетеризации, обычно расположенной на территории больницы. В современных конструкциях пациент должен лежать относительно ровно на узком рентгенопрозрачном (прозрачном для рентгеновских лучей ) столе с минимальной подкладкой. Источник рентгеновского излучения и камера визуализации расположены на противоположных сторонах грудной клетки пациента и свободно перемещаются под моторизованным управлением вокруг грудной клетки пациента, что позволяет быстро получать изображения под разными углами. Более современное оборудование, называемое двухплоскостной катетерологической лабораторией, использует два комплекта источников рентгеновского излучения и камер визуализации, каждый из которых может перемещаться независимо, что позволяет делать два набора изображений при каждой инъекции радиоконтрастного вещества. Установка оборудования и установок для проведения таких испытаний обычно требует капитальных затрат в размере 2–5 миллионов долларов США (2004 г.), а иногда и больше, частично повторяющихся каждые несколько лет. [ нужна цитата ]
Во время коронарной катетеризации (часто называемой врачами катетеризацией ) регистрируется артериальное давление и регистрируются рентгеноскопические ( рентгеновские киноизображения ) теневые граммы крови внутри коронарных артерий . Чтобы создать рентгеновские снимки, врач проводит небольшое трубчатое устройство, называемое катетером, обычно диаметром около 2,0 мм (6-French) через крупные артерии тела до тех пор, пока кончик не окажется в пределах отверстия. одной из коронарных артерий . По конструкции катетер меньше просвета артерии, в которой он установлен; внутреннее (внутриартериальное) кровяное давление контролируется через катетер , чтобы убедиться, что катетер не блокирует кровоток (на что указывает «ослабление» кровяного давления). [ нужна цитата ]
Катетер сам по себе спроектирован так, чтобы быть радиоплотным для обеспечения видимости, и он позволяет выборочно вводить прозрачный, водянистый, совместимый с кровью рентгеноконтрастный агент, обычно называемый рентгеновским красителем, и смешивать его с кровью, текущей внутри артерии. Обычно для каждого изображения вводится 3–8 мл радиоконтрастного вещества, чтобы сделать кровоток видимым в течение примерно 3–5 секунд, поскольку рентгеноконтрастное вещество быстро вымывается в коронарные капилляры , а затем в коронарные вены . Без инъекции рентгеновского красителя кровь и окружающие ткани сердца выглядят на рентгеновском снимке как лишь слегка меняющая форму, а в остальном однородная по плотности вода; детали строения крови и внутренних органов не различимы. Радиоконтраст в крови позволяет визуализировать кровоток в артериях или камерах сердца, в зависимости от того, куда его вводят. [ нужна цитата ]
Если атерома или сгустки выступают в просвет, вызывая сужение , вместо этого сужение можно увидеть как повышенную нечеткость на рентгеновских теневых изображениях столба крови/красителя внутри этой части артерии; это по сравнению с соседними, предположительно более здоровыми и менее стенотическими областями.
Для получения рекомендаций относительно положения катетера во время обследования врач в основном полагается на подробные знания внутренней анатомии, проводника и поведения катетера, а также время от времени на короткое время использует рентгеноскопию и низкую дозу рентгеновского излучения для визуализации, когда это необходимо. Это делается без сохранения записей этих кратких взглядов. Когда врач готов записать диагностические изображения, которые сохраняются и могут быть более тщательно изучены позже, он активирует оборудование для применения значительно более высокой дозы рентгеновского излучения, называемой кино , чтобы создать киноизображения более высокого качества с более четкой резкостью. радиоплотный контраст, обычно со скоростью 30 кадров в секунду. Врач контролирует как инъекцию контраста, так и время рентгеноскопии и киносъемки, чтобы свести к минимуму общее количество вводимого рентгеноконтрастного вещества, а также рассчитывает время рентгеновского излучения для инъекции, чтобы свести к минимуму общее количество используемого рентгеновского излучения. Дозы рентгеноконтрастных веществ и время рентгеновского облучения регулярно регистрируются в целях обеспечения максимальной безопасности.
Хотя это и не является предметом исследования, но кальциноз в стенках артерий , расположенный на внешних краях атеромы внутри стенок артерии, иногда распознается при рентгеноскопии (без введения контрастного вещества) в виде радиоплотных колец ореола, частично окружающих и отделенных от заполненного кровью просвета. промежуточной рентгенопрозрачной тканью атеромы и эндотелиальной выстилкой. Кальцификация, даже если она обычно присутствует, обычно видна только тогда, когда достаточно развитые и кальцинированные участки стенки артерии просматриваются по касательной через несколько колец кальцинации, чтобы создать достаточную радиоплотность, чтобы ее можно было увидеть при рентгеноскопии.
Ангиокардиографию можно использовать для выявления и диагностики врожденных пороков сердца и прилегающих сосудов. [4] В этом контексте использование ангиокардиографии сократилось с появлением эхокардиографии . Тем не менее, ангиокардиография все еще используется в отдельных случаях, поскольку она обеспечивает более высокий уровень анатомической детализации, чем эхокардиография. [5] [6]
Заменяя диагностический катетер на направляющий катетер, врачи также могут вводить различные инструменты через катетер в артерию к месту поражения . Наиболее часто используются проводники диаметром 0,014 дюйма (0,36 мм) и катетеры для баллонной дилатации. [ нужна цитата ]
Путем введения рентгеноконтрастного вещества через крошечный проход, идущий вниз по баллонному катетеру внутрь баллона, баллон постепенно расширяется. Гидравлическое давление выбирается и применяется врачом в зависимости от того, как реагирует баллон внутри стеноза (аномального сужения кровеносного сосуда). Заполненный радиоконтрастом баллон наблюдают под рентгеноскопией (обычно он принимает форму «собачьей кости», возникающей на внешней стороне баллона из-за стеноза по мере расширения баллона), когда он открывается. Применяется столько гидравлической грубой силы, сколько необходимо и визуализировано как эффективное, чтобы стеноз просвета артерии заметно увеличился. [ нужна цитата ]
Типичное нормальное давление в коронарной артерии находится в диапазоне <200 мм рт. ст. (27 кПа). Гидравлическое давление, создаваемое внутри баллона, может достигать 19 000 мм рт. ст. (2 500 кПа). Предотвращение чрезмерного увеличения достигается за счет выбора баллонов, изготовленных из прозрачных пластиковых мембран с высокой прочностью на разрыв. Баллон первоначально сгибается вокруг катетера рядом с кончиком, чтобы создать небольшой профиль поперечного сечения, облегчающий прохождение через стенозирующие области просвета, и предназначен для раздувания до определенного заранее заданного диаметра. При чрезмерном надувании материал баллона просто рвется и позволяет наполняемому рентгеноконтрастному веществу просто выйти в кровь. [ нужна цитата ]
Кроме того, через направляющий катетер в артерию можно ввести несколько других устройств. К ним относятся лазерные катетеры, стент -катетеры, катетеры для внутривенного УЗИ , допплеровский катетер, катетер для измерения давления или температуры, а также различные устройства для измельчения или удаления тромбов. Большинство этих устройств оказались нишевыми устройствами, полезными лишь в небольшом проценте ситуаций или для исследований.
Стенты, представляющие собой специально изготовленные расширяемые сетчатые трубки из нержавеющей стали, установленные на баллонном катетере, являются наиболее часто используемым устройством, помимо баллонного катетера. Когда устройство стент/баллон располагается внутри стеноза, баллон надувается, что, в свою очередь, расширяет стент и артерию. Баллон удаляют, а стент остается на месте, поддерживая внутренние стенки артерии в более открытом и расширенном положении. Современные стенты обычно стоят от 1000 до 3000 долларов каждый (в долларах США 2004 года), причем стенты с лекарственным покрытием стоят дороже.
Интервенционные процедуры сопровождаются рестенозом из-за образования разрастания эндотелиальной ткани в месте поражения. Рестеноз — это реакция организма на повреждение стенки сосуда при ангиопластике и на стент как инородное тело . По оценкам клинических исследований, проведенных в конце 1980-х и 1990-х годах, при использовании только баллонной ангиопластики (POBA, простая старая баллонная ангиопластика) до 50% пациентов развили значительный рестеноз; но этот процент упал до одного или двухзначного диапазона с появлением стентов с лекарственным покрытием. Сиролимус , паклитаксел и эверолимус — три препарата, используемые в покрытиях, которые в настоящее время одобрены FDA в США. [ нужна цитация ] В отличие от голого металла, стенты с лекарственным покрытием покрыты лекарством, которое медленно диспергируется с целью подавления реакции рестеноза. Ключом к успеху покрытия лекарственным средством был (а) выбор эффективных агентов, (б) разработка способов адекватного связывания лекарств с нержавеющей поверхностью стоек стента ( покрытие должно оставаться связанным, несмотря на значительные напряжения при обращении и деформации стента), и (c) разработку механизмов контролируемого высвобождения покрытия, которые высвобождают лекарственное средство медленно в течение примерно 30 дней. Одной из новейших инноваций в области коронарных стентов является разработка растворяющегося стента. Компания Abbott Laboratories использовала растворимый материал — полимолочную кислоту , который полностью рассасывается в течение 2 лет после имплантации. [ нужна цитата ]
КТ-ангиография может выступать в качестве менее инвазивной альтернативы катетерной ангиографии. Вместо введения катетера в вену или артерию КТ-ангиография включает только инъекцию видимого КТ красителя в руку через капельницу. КТ-ангиография снижает риск перфорации артерии и инфицирования места катетера. Он предоставляет трехмерные изображения, которые можно изучать на компьютере, а также позволяет измерить размер желудочка сердца. Также можно наблюдать зону инфаркта и артериальный кальций (однако они требуют несколько более высокой лучевой нагрузки). Тем не менее, одним из преимуществ катетерной ангиографии является возможность врача выполнять такие процедуры, как баллонная ангиопластика или установка стента, для улучшения притока крови к артерии. [7]
Визуализация коронарной ангиограммы выполняется посредством рентгеноскопии с использованием рентгеновских лучей, которые потенциально повышают риск развития у пациента радиационно-индуцированного рака . Риск увеличивается с увеличением времени воздействия, состоящего из 1) времени введения зонда в сердце и из него и 2) времени освещения контрастного вещества для выполнения ангиограммы. Поглощенная радиация также зависит от индекса массы тела : пациенты с ожирением получают вдвое большую дозу, чем пациенты с нормальным весом; воздействие на оператора также увеличилось вдвое. [8] Коронарную ангиограмму можно проводить либо трансрадиально (через запястье), либо трансфеморально (через пах). [9] Трансрадиальный путь приводит к несколько большему облучению пациента и оператора. В целом, облучение пациента может варьироваться от 2 миллизивертов (эквивалент примерно 20 рентгеновских пластинок грудной клетки) до 20 миллизивертов. [10] Для конкретного пациента воздействие может варьироваться внутри учреждения и между учреждениями до 121%. [11]
Радиационное воздействие на оператора можно снизить за счет использования защитного оборудования. Воздействие на пациента можно уменьшить за счет минимизации времени рентгеноскопии.