Коронарная катетеризация — это минимально инвазивная процедура для доступа к коронарному кровообращению и заполненным кровью камерам сердца с помощью катетера . Она выполняется 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 распознавать окклюзию , стеноз , рестеноз , тромбоз или аневризматическое расширение просветов коронарных артерий ; размер камер сердца ; эффективность сокращения сердечной мышцы ; и некоторые аспекты функции сердечного клапана . Важное внутреннее давление крови в сердце и легких , которое невозможно измерить снаружи тела, может быть точно измерено во время теста. Соответствующие проблемы, с которыми сталкивается тест, чаще всего возникают в результате прогрессирующего атеросклероза — активности атеромы в стенке коронарных артерий . Реже основным направлением теста являются проблемы с клапанами , сердечной мышцей или аритмией .
Сужение просвета коронарной артерии снижает резерв потока оксигенированной 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 осознается, что коронарная катетеризация не позволяет распознать наличие или отсутствие самого коронарного атеросклероза , а только значительные изменения просвета, которые произошли в результате осложнений конечной стадии атеросклеротического процесса. Для лучшего понимания этой проблемы см . ВСУЗИ и атерома.
Сама методика ангиографии была впервые разработана в 1927 году португальским врачом Эгашем Монишем в Лиссабонском университете для церебральной ангиографии — исследования сосудов мозга с помощью рентгеновского излучения с помощью контрастного вещества, вводимого через катетер. [ необходима цитата ]
Катетеризация сердца была впервые проведена в 1929 году, когда немецкий врач Вернер Форсман вставил пластиковую трубку в свою локтевую вену и направил ее в правую камеру сердца. Он сделал рентгеновский снимок, чтобы доказать свой успех, и опубликовал его 5 ноября 1929 года под названием «Über die Sondierung des rechten Herzens» (О зондировании правого сердца). [ необходима 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, Форсман и Ричардс разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1956 году. Первый радиальный доступ для ангиографии можно проследить до 1953 года, когда Эдуардо Перейра [ необходимо разъяснение ] в Лиссабоне, Португалия, впервые канюлировал лучевую артерию для проведения коронарной ангиограммы.
В 1960 году Ф. Мейсон Сонес , детский кардиолог из клиники Кливленда , случайно ввел рентгеноконтрастное вещество в коронарную артерию вместо левого желудочка. Хотя у пациента произошла обратимая остановка сердца, Сонес и Ширей усовершенствовали 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, начатых в 1977 году, коронарная катетеризация была распространена на терапевтические применения: (a) выполнение менее инвазивного физического лечения стенокардии и некоторых осложнений тяжелого атеросклероза , (b) лечение сердечных приступов до того, как произойдет полное повреждение и (c) исследования для лучшего понимания патологии ишемической болезни сердца и атеросклероза . [ необходима ссылка ]
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 коронарные катетеризационные исследования теперь обычно проводятся быстрее и со значительно улучшенными результатами. [ необходима цитата ]
Показания к катетеризации сердца включают следующее:
Пациент , проходящий обследование или лечение, обычно бодрствует во время катетеризации, в идеале только с местной анестезией, такой как лидокаин , и минимальной общей седацией на протяжении всей процедуры . Выполнение процедуры с бодрствующим пациентом безопаснее, поскольку пациент может немедленно сообщить о любом дискомфорте или проблемах и тем самым способствовать быстрой коррекции любых нежелательных событий. Медицинские мониторы не дают полного представления о немедленном благополучии пациента; то, как пациент себя чувствует, часто является наиболее надежным показателем безопасности процедуры. [ необходима цитата ]
Смерть, инфаркт миокарда , инсульт , серьезная желудочковая аритмия и серьезные сосудистые осложнения случаются менее чем у 1% пациентов, проходящих катетеризацию. [4] Однако, хотя часть визуализации обследования часто коротка, из-за настройки и проблем безопасности пациент часто находится в лаборатории в течение 20–45 минут. Любая из многочисленных технических трудностей, хотя и не ставит под угрозу пациента (действительно добавленных для защиты интересов пациента), может значительно увеличить время обследования. [ необходима цитата ]
Коронарная катетеризация выполняется в катетеризационной лаборатории, обычно расположенной в больнице. При современных конструкциях пациент должен лежать относительно ровно на узком, минимально обитом, рентгенопрозрачном (прозрачном для рентгеновских лучей ) столе. Источник рентгеновского излучения и оборудование для визуализации камеры находятся на противоположных сторонах грудной клетки пациента и свободно перемещаются под моторизованным управлением вокруг грудной клетки пациента, что позволяет быстро получать изображения с разных углов. Более современное оборудование, называемое двухплоскостной катетеризационной лабораторией, использует два комплекта рентгеновского источника и камер для визуализации, каждый из которых может свободно перемещаться независимо, что позволяет делать два комплекта изображений при каждой инъекции рентгеноконтрастного вещества . Оборудование и установка для проведения такого тестирования обычно требуют капитальных затрат в размере 2–5 миллионов долларов США (2004), иногда больше, частично повторяемых каждые несколько лет. [ необходима цитата ]
Во время коронарной катетеризации (часто называемой врачами «катетеризацией» или «кардиальной катетеризацией») регистрируется артериальное давление и записываются флюороскопические ( рентгеновские ) теневые граммы крови внутри коронарных артерий . Для создания рентгеновских снимков врач направляет небольшое трубчатое устройство, называемое катетером, обычно диаметром ~2,0 мм (6-French), через крупные артерии тела, пока кончик не окажется прямо в отверстии одной из коронарных артерий . По своей конструкции катетер меньше просвета артерии, в которую он помещен; внутреннее (внутриартериальное) артериальное давление контролируется через катетер , чтобы убедиться, что катетер не блокирует кровоток (на что указывает «затухание» артериального давления). [ необходима цитата ]
Катетер сам по себе разработан так, чтобы быть рентгеноплотным для видимости, и он позволяет избирательно вводить прозрачный, водянистый, совместимый с кровью рентгеноконтрастный агент, обычно называемый рентгеновским красителем, и смешивать его с кровью, текущей в артерии. Обычно для каждого изображения вводится 3–8 см3 рентгеноконтрастного агента, чтобы сделать кровоток видимым в течение примерно 3–5 секунд, поскольку рентгеноконтрастный агент быстро вымывается в коронарные капилляры , а затем в коронарные вены . Без инъекции рентгеновского красителя кровь и окружающие сердечные ткани выглядят на рентгеновском снимке только как слегка изменяющаяся форма, в остальном однородная масса плотности воды; никакие детали структуры крови и внутренних органов не различимы. Рентгеноконтраст в крови позволяет визуализировать кровоток в артериях или камерах сердца, в зависимости от того, куда он введен. [ необходима цитата ]
Если атерома или сгустки выступают в просвет, вызывая сужение , то сужение может быть видно как повышенная нечеткость на рентгеновских снимках тени столба крови/красителя в этой части артерии; это происходит по сравнению с соседними, предположительно более здоровыми, менее стенозированными областями.
Для руководства относительно положений катетера во время обследования врач в основном полагается на детальное знание внутренней анатомии, проводника и поведения катетера и периодически, кратко использует флюороскопию и низкую дозу рентгеновского излучения для визуализации, когда это необходимо. Это делается без сохранения записей этих кратких осмотров. Когда врач готов записать диагностические виды, которые сохраняются и могут быть более тщательно изучены позже, он активирует оборудование для применения значительно более высокой дозы рентгеновского излучения, называемой кино , для создания более качественных движущихся изображений с более резким контрастом радиоплотности, как правило, со скоростью 30 кадров в секунду. Врач контролирует как инъекцию контраста, так и рентгеноскопию и время применения кино, чтобы минимизировать общее количество введенного рентгеноконтрастного вещества и время рентгеновского снимка для инъекции, чтобы минимизировать общее количество используемого рентгеновского излучения. Дозы рентгеноконтрастных веществ и время воздействия рентгеновского излучения регулярно регистрируются в целях обеспечения максимальной безопасности.
Хотя это и не является фокусом теста, кальцификация в стенках артерий , расположенная на внешних краях атеромы в стенках артерий, иногда распознается при флюороскопии (без инъекции контраста) как рентгеноконтрастные кольца ореола, частично окружающие и отделенные от заполненного кровью просвета промежуточной рентгенопрозрачной тканью атеромы и эндотелиальной выстилкой. Кальцификация, даже если она обычно присутствует, обычно видна только тогда, когда довольно продвинутые и кальцинированные участки стенки артерии случайно просматриваются по касательной через несколько колец кальцификации, чтобы создать достаточную рентгеноконтрастность для видимости при флюороскопии.
Ангиокардиография может использоваться для обнаружения и диагностики врожденных дефектов сердца и прилегающих сосудов. [5] В этом контексте использование ангиокардиографии снизилось с появлением эхокардиографии . Тем не менее, ангиокардиография все еще используется в отдельных случаях, поскольку она обеспечивает более высокий уровень анатомической детализации, чем эхокардиография. [6] [7]
Изменяя диагностический катетер на направляющий катетер, врачи также могут вводить различные инструменты через катетер в артерию к месту поражения . Наиболее часто используются направляющие провода диаметром 0,014 дюйма (0,36 мм) и баллонные дилатационные катетеры. [ необходима цитата ]
Вводя рентгеноконтрастное вещество через крошечный проход, проходящий вниз по баллонному катетеру и в баллон, баллон постепенно расширяется. Гидравлическое давление выбирается и применяется врачом в соответствии с тем, как реагирует баллон в стенозе (аномальное сужение кровеносного сосуда). Заполненный рентгеноконтрастным веществом баллон наблюдается под флюороскопией (обычно он принимает форму «собачьей кости», наложенную на внешнюю часть баллона стенозом по мере расширения баллона), когда он открывается. Применяется столько гидравлической грубой силы, сколько необходимо и визуализируется, чтобы быть эффективным для того, чтобы стеноз просвета артерии визуально увеличился. [ необходима цитата ]
Типичное нормальное давление в коронарной артерии находится в диапазоне <200 мм рт. ст. (27 кПа). Гидравлическое давление, применяемое внутри баллона, может достигать 19000 мм рт. ст. (2500 кПа). Предотвращение чрезмерного расширения достигается путем выбора баллонов, изготовленных из высокопрочных на разрыв прозрачных пластиковых мембран. Баллон изначально складывается вокруг катетера, около кончика, чтобы создать небольшой профиль поперечного сечения для облегчения прохождения через люминальные стенозированные области, и предназначен для раздувания до определенного заранее разработанного диаметра. При чрезмерном раздувании материал баллона просто разрывается и позволяет раздувающемуся рентгеноконтрастному веществу просто выходить в кровь. [ необходима цитата ]
Кроме того, несколько других устройств могут быть введены в артерию через направляющий катетер. К ним относятся лазерные катетеры, стент -катетеры, катетеры для внутрисосудистого УЗИ , допплеровский катетер, катетер для измерения давления или температуры, а также различные устройства для измельчения и удаления тромбов . Большинство из этих устройств оказались узкоспециализированными устройствами, полезными только в небольшом проценте ситуаций или для исследований.
Стенты, которые представляют собой специально изготовленные расширяемые сетчатые трубки из нержавеющей стали, установленные на баллонном катетере, являются наиболее часто используемым устройством после баллонного катетера. Когда устройство стента/баллона располагается в стенозе, баллон надувается, что, в свою очередь, расширяет стент и артерию. Баллон удаляется, а стент остается на месте, поддерживая внутренние стенки артерии в более открытом, расширенном положении. Текущие стенты обычно стоят около 1000–3000 долларов за штуку (в долларах США 2004 года), причем покрытые лекарством стенты являются более дорогими.
Интервенционные процедуры были осложнены 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 . Согласно оценке клинических испытаний в конце 1980-х и 1990-х годов, при использовании только баллонной ангиопластики (POBA, обычная старая баллонная ангиопластика) до 50% пациентов развивали значительный рестеноз; но этот процент снизился до одно- или двузначного диапазона с появлением стентов с лекарственным покрытием . Сиролимус , паклитаксел и эверолимус — три препарата, используемые в покрытиях, которые в настоящее время одобрены FDA в Соединенных Штатах. [ необходима цитата ] В отличие от голого металла, стенты с лекарственным покрытием покрыты лекарством, которое медленно диспергируется с целью подавления реакции рестеноза. Ключом к успеху покрытия лекарствами стали (a) выбор эффективных агентов, (b) разработка способов адекватного связывания лекарств с нержавеющей поверхностью стоек стента ( покрытие должно оставаться связанным, несмотря на выраженные нагрузки при обращении и деформации стента), и (c) разработка механизмов контролируемого высвобождения покрытия, которые высвобождают лекарство медленно в течение примерно 30 дней. Одной из новейших инноваций в области коронарных стентов является разработка растворяющегося стента. Abbott Laboratories использовала растворимый материал, полимолочную кислоту , которая полностью рассасывается в течение 2 лет после имплантации. [ необходима цитата ]
КТ-ангиография может выступать в качестве менее инвазивной альтернативы катетерной ангиографии. Вместо катетера, вставляемого в вену или артерию, КТ-ангиография включает только инъекцию КТ-видимого красителя в руку или кисть через внутривенную линию. КТ-ангиография снижает риск артериальной перфорации и инфекции в месте катетера. Она обеспечивает трехмерные изображения, которые можно изучать на компьютере, а также позволяет измерять размер желудочка сердца. Также можно наблюдать область инфаркта и артериальный кальций (однако для этого требуется несколько более высокая доза облучения). Тем не менее, одним из преимуществ, сохраняемых катетерной ангиографией, является возможность врача выполнять такие процедуры, как баллонная ангиопластика или установка стента для улучшения притока крови к артерии. [8]
Визуализация коронарных ангиограмм выполняется с помощью флюороскопии с использованием рентгеновских лучей, которые представляют потенциал для увеличения риска возникновения у пациента рака, вызванного радиацией . 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 является функцией индекса массы тела , при этом пациенты с ожирением получают в два раза большую дозу, чем пациенты с нормальным весом; воздействие на оператора также удваивается. [9] Коронарные ангиограммы можно выполнять либо трансрадиально (через запястье), либо трансфеморально (через пах). [10] Трансрадиальный путь приводит к несколько большему воздействию на пациента и оператора. В целом воздействие на пациента может варьироваться от 2 миллизивертов (эквивалентно примерно 20 рентгенограммам грудной клетки) до 20 миллизивертов. [11] Для конкретного пациента воздействие может варьироваться в пределах одного учреждения и между учреждениями до 121%. [12]
Воздействие радиации на оператора можно уменьшить, используя средства защиты. Воздействие на пациента можно уменьшить, минимизировав время флюороскопии.