Внутрисосудистое ультразвуковое исследование ( IVUS ) или внутрисосудистая эхокардиография — это метод медицинской визуализации , использующий специально разработанный катетер с миниатюрным ультразвуковым зондом, прикрепленным к дистальному концу катетера. Проксимальный конец катетера прикреплен к компьютеризированному ультразвуковому оборудованию. Это позволяет применять ультразвуковую технологию, такую как пьезоэлектрический преобразователь или CMUT , для того, чтобы видеть изнутри кровеносные сосуды через окружающий столб крови , визуализируя эндотелий (внутреннюю стенку) кровеносных сосудов . [1]
Артерии сердца ( коронарные артерии ) являются наиболее частой целью визуализации для ВСУЗИ. ВСУЗИ используется в коронарных артериях для определения количества атероматозных бляшек, образовавшихся в любой конкретной точке эпикардиальной коронарной артерии. Внутрисосудистое ультразвуковое исследование обеспечивает уникальный метод изучения регрессии или прогрессирования атеросклеротических поражений in vivo. [ 2] Прогрессирующее накопление бляшек в стенке артерии в течение десятилетий приводит к развитию нестабильных уязвимых бляшек , которые могут отрываться в виде сгустков, что приводит к инсультам и сердечным приступам. ВСУЗИ полезно для определения как объема бляшек в стенке артерии, так и/или степени стеноза просвета артерии . Оно может быть особенно полезным в ситуациях, когда ангиографическая визуализация считается ненадежной, например, для просвета устьевых поражений или когда ангиографические изображения не визуализируют сегменты просвета адекватно, например, области с несколькими перекрывающимися артериальными сегментами. Он также используется для оценки эффективности лечения стеноза, например, с помощью гидравлической ангиопластики, расширения артерии, со стентами или без них, а также результатов медикаментозной терапии с течением времени.
Вероятно, наиболее ценным применением ВСУЗИ является визуализация бляшек, которые невозможно увидеть с помощью ангиографии. Со временем эта техника превратилась в чрезвычайно полезный исследовательский инструмент для современной инвазивной кардиологии [3] , и ее все чаще используют в исследованиях, чтобы лучше понять поведение процесса атеросклероза у живых людей.
ВСУЗИ позволяет точно визуализировать не только просвет коронарных артерий, но и атерому (мембранные/холестериновые белые кровяные клетки), «спрятанную» в стенке. Таким образом, ВСУЗИ дало возможность продвинуться в клинических исследованиях, обеспечив более полную перспективу и лучшее понимание.
В начале 1990-х годов исследования IVUS по проблеме рестеноза после ангиопластики привели к признанию того, что большая часть проблемы рестеноза (как визуализировалось при ангиографическом обследовании) не была истинным рестенозом. Вместо этого это было просто ремоделирование атероматозной бляшки, которая все еще выступала в просвет артерии после завершения ангиопластики; стеноз только казался уменьшенным, потому что кровь и контраст теперь могли течь вокруг и через часть бляшки. Ангиографический столбик красителя казался достаточно расширенным; однако значительная бляшка находилась внутри недавно расширенного просвета, и просвет оставался частично закупоренным. Это признание способствовало более частому использованию стентов для удержания бляшки снаружи против внутренних стенок артерии, вне просвета.
Кроме того, исследования ВСУЗИ, поскольку они проводились чаще, помогли выявить и подтвердить результаты аутопсийных исследований конца 1980-х годов, показавших, что атероматозная бляшка имеет тенденцию вызывать расширение внутренней эластичной мембраны, в результате чего степень нагрузки бляшки сильно недооценивается ангиографией. [4] Ангиография выявляет только край атеромы, который выступает в просвет. [5]
Возможно, наибольший вклад в понимание на сегодняшний день был достигнут клиническими исследованиями, завершенными в Соединенных Штатах в конце 1990-х годов, с использованием комбинированной ангиографии и внутрисосудистого ультразвукового исследования для изучения того, какие коронарные поражения чаще всего приводят к инфаркту миокарда. [6] Исследования показали, что большинство инфарктов миокарда происходят в областях с обширной атеромой в стенке артерии, однако очень небольшим стенозом отверстия артерии. [7] Диапазон мест стеноза просвета, в которых происходили инфаркты миокарда, варьировался от областей легкой дилатации вплоть до областей со стенозом более 95%. Однако было обнаружено, что средний или типичный стеноз, при котором происходили инфаркты миокарда, составлял менее 50%, [8], описывая бляшки, которые многие долгое время считали незначительными. Только 14% сердечных приступов произошли в местах со стенозом 75% или более [ требуется ссылка ] , тяжелые стенозы, которые, как многие считали ранее, представляют наибольшую опасность для человека. Это исследование изменило основной фокус профилактики сердечных приступов с серьезного сужения на уязвимую бляшку .
Текущее клиническое применение технологии ВСУЗИ включает проверку того, как лечить сложные поражения перед ангиопластикой , и проверку того, насколько хорошо интракоронарный стент был развернут в коронарной артерии после ангиопластики . Если стент не расширен вплотную к стенке сосуда, между стентом и стенкой сосуда может возникнуть турбулентный поток; некоторые опасаются, что это может создать очаг острого тромбоза артерии.
Основными недостатками IVUS, используемого в рутинной практике в лаборатории катетеризации сердца, являются его стоимость, увеличение времени процедуры и тот факт, что оно считается интервенционной процедурой и должно выполняться только ангиографами, прошедшими обучение по методам интервенционной кардиологии. Кроме того, может быть дополнительный риск, связанный с использованием катетера IVUS.
Компьютеризированные системы эхокардиографической визуализации IVUS стоят $120 000, США, 2007 за систему на тележке и ~$70 000 за установленное или интегрированное решение. Одноразовые катетеры, используемые для каждого обследования, обычно стоят ~$600, США, 2007. Во многих больницах система IVUS размещается как часть пакетной сделки на основе минимальных объемов продаж одноразовых товаров. Другими словами, стоимость консоли оплачивается скидками от других приобретенных продуктов, включая катетеры IVUS. Поскольку не существует стандарта, катетеры IVUS не могут быть взаимозаменяемыми между разными производителями.
Кроме того, IVUS добавляет значительное дополнительное время обследования и некоторый повышенный риск для пациента по сравнению со стандартным диагностическим ангиографическим обследованием. Это увеличение значительно меньше, когда IVUS является частью чрескожного коронарного вмешательства , поскольку большая часть настройки для вмешательства такая же, как и для визуализации IVUS.
ВСУЗИ продолжает совершенствоваться, и некоторые производители предложили встроить технологию ВСУЗИ в ангиопластические и баллонные катетеры для стентирования , что является потенциальным крупным достижением, однако его ограничивают сложность, стоимость и увеличенный объем катетеров.
По сравнению с ВСУЗИ, внутрисосудистый ОКТ обеспечивает на порядок улучшенное разрешение для лучшей визуализации просвета сосудов, микроструктуры тканей и устройств (например, внутрикоронарных стентов). [9] ВСУЗИ обеспечивает улучшенную глубину визуализации для оценки липидных или некротических бляшек, в то время как внутрисосудистый ОКТ обеспечивает лучшее проникновение и улучшенную визуализацию кальцифицированной ткани. Внутрисосудистый ОКТ требует короткой инъекции контраста (например, 2–3 секунды) аналогичным образом для получения ангиографического изображения. ВСУЗИ не требует инъекции контраста, поскольку ультразвук может проникать через кровь.
Для визуализации артерии или вены используются ангиографические методы , и врач размещает кончик проводника, обычно диаметром 0,36 мм (0,014 дюйма) с очень мягким и гибким кончиком и длиной около 200 см. Врач направляет проводник снаружи тела через ангиографические катетеры в ветвь кровеносного сосуда, которую необходимо визуализировать.
Кончик ультразвукового катетера вставляется по направляющей проволоке и позиционируется с использованием методов ангиографии таким образом, чтобы кончик находился в самой дальней точке для визуализации. Звуковые волны, испускаемые кончиком катетера, обычно находятся в диапазоне 20-40 МГц, а катетер также получает и проводит обратную эхо-информацию на внешнее компьютеризированное ультразвуковое оборудование, которое создает и отображает в реальном времени ультразвуковое изображение тонкого участка кровеносного сосуда, в настоящее время окружающего кончик катетера, обычно отображаемое с частотой 30 кадров в секунду.
Проводник остается неподвижным, а кончик ультразвукового катетера сдвигается назад, обычно под моторизованным управлением со скоростью отвода 0,5 мм/с. (Моторизованное отвод, как правило, более плавное, чем ручное движение врача.)
(а) внутренняя оболочка стенки кровеносного сосуда , (б) атероматозное поражение внутри стенки и (в) соединительные ткани, покрывающие наружную поверхность кровеносного сосуда, являются эхогенными , то есть они отражают эхосигналы, что делает их видимыми на ультразвуковом дисплее.
Напротив, сама кровь и здоровая мышечная ткань стенки кровеносного сосуда на снимках относительно прозрачны и представляют собой лишь черные круглые пространства.
Тяжелые отложения кальция в стенке кровеносного сосуда оба сильно отражают звук, т. е. являются очень эхогенными, но также различимы по затенению. Тяжелая кальцификация блокирует передачу звука дальше и поэтому на эхо-изображениях видны как очень яркие области, но с черными тенями позади (с точки зрения кончика катетера, испускающего ультразвуковые волны).
IVUS, как указано выше, является лучшей технологией на сегодняшний день для демонстрации анатомии стенки артерии у живых животных и людей. Она привела к взрыву лучшего понимания и исследований как (a) поведения процесса атеросклероза , так и (b) эффектов различных стратегий лечения для изменения эволюции процесса заболевания атеросклерозом. Это было важно, учитывая, что атеросклероз является единственным наиболее частым патологическим процессом для наибольшего процента людей, живущих в странах первого мира.
Хотя рутинное использование ВСУЗИ во время чрескожного коронарного вмешательства не улучшает краткосрочные результаты, [10] существует ряд ситуаций, в которых ВСУЗИ особенно полезно при лечении ишемической болезни сердца . В частности, в случаях, когда степень стеноза коронарной артерии неясна, ВСУЗИ может напрямую количественно оценить процент стеноза и дать представление об анатомии бляшки.
Одним из конкретных применений ВСУЗИ в коронарной анатомии является количественная оценка заболевания левой главной артерии в случаях, когда рутинная коронарная ангиография дает неоднозначные результаты. Многие исследования в прошлом показали, что значительное заболевание левой главной артерии может увеличить смертность , [11] и что вмешательство (либо аортокоронарное шунтирование, либо чрескожное коронарное вмешательство ) для снижения смертности необходимо, когда стеноз левой главной артерии является значительным.
При использовании ВСУЗИ для определения того, является ли заболевание левой главной артерии человека клинически значимым, с точки зрения желательности физического вмешательства, двумя наиболее широко используемыми параметрами являются степень стеноза и минимальная площадь просвета. [12] Площадь поперечного сечения ≤7 мм² у симптоматического человека [ требуется ссылка ] или ≤6 мм² у бессимптомного человека [13] считается клинически значимой и требует вмешательства для улучшения показателей смертности в течение года. Однако эти точные пороговые значения являются предметом обсуждения, и на практике могут использоваться различные пороговые значения поперечного сечения в зависимости от различных интерпретаций данных испытаний.
Поскольку ВСУЗИ широко доступно в лабораториях коронарной катетеризации по всему миру и позволяет точно количественно определить артериальные бляшки , особенно в коронарных артериях, его все чаще используют для оценки новых и развивающихся стратегий лечения ишемической болезни сердца, включая статины [14] и другие подходы. [15] [16]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )