CC BY
72
Разработка
трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации миокарда у пациентов с ишемической болезнью сердца
Шипулин В.М. • Андреев С.Л. • Суходоло И.В. • Гордов Е.П. • Бабокин В.Е.
Шипулин Владимир Митрофанович -
д-р мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, руководитель отделения сердечнососудистой хирургии1 Андреев Сергей Леонидович - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. отделения сердечно-сосудистой хирургии1 * 634012, Томская обл., г. Томск, ул. Киевская, 111а, Российская Федерация. Тел.: +7 (3822) 55 54 20. Б-таИ: [email protected] Суходоло Ирина Владимировна - д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой морфологии и общей патологии2
Гордов Евгений Петрович - д-р
ф.-м. наук, профессор, руководитель Международного исследовательского центра климато-экологических исследований, гл. науч. сотр.3 Бабокин Вадим Егорович - канд. мед. наук, руководитель отделения кардиохирургии4
Применение лазерного излучения в кардиохирургии позволяет оказать более эффективную и целевую помощь больным ишемической болезнью сердца. В обзоре авторы обобщили результаты многоэтапной работы коллективов нескольких научных центров г. Томска по определению наиболее эффективного типа лазера и методики выполнения кардиохирургической операции с использованием лазерного излучения. Исследование было разделено на экспериментальный и клинический этапы. На экспериментальном этапе изучали эффективность для непрямой лазерной реваскуляризации миокарда различных типов лазеров; углекислот-ного, неодимового и полупроводникового. На
клиническом этапе оценивали эффективность клинического применения полупроводникового лазера в разные сроки после операции. На экспериментальном этапе выявлено, что по эффективности неоангиогенеза, минимальности повреждения миокарда и удобству эксплуатации наилучшим является полупроводниковый лазер. На клиническом этапе установлена его безопасность для пациента, отмечен значительный положительный клинический эффект.
Ключевые слова: трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация, ишемическая болезнь сердца, неоангиогенез, полупроводниковый лазер.
1 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт кардиологии»; 634012, Томская обл., г. Томск, ул. Киевская, Illa, Российская Федерация
2 ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России; 634050, Томская обл., г. Томск, Московский тракт, 2, Российская Федерация
3 ФГБУН «Институт мониторинга климатических и экологических систем» Сибирского отделения Российской академии наук; 634055, Томская обл., г. Томск, пр. Академический, 10/3, Российская Федерация
4 ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского»; 129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2, Российская Федерация
Аортокоронарное шунтирование - одна из самых распространенных в мире операций. Возможность наложения шунта определяется, в частности, локализацией окклюзии или гемодинамически значимого стеноза в проксимальных частях коронарных артерий. Больным с диффузными и дистальными изменениями коронарных артерий отказывают в операции вследствие их не-шунтабельности, при этом доля таких больных внушительная - до 13% от всех пациентов с выполненной коронарографией [1]. Для хирургической помощи в этой клинической ситуации были предложены альтернативные методы, например, трансмиокардиальная лазерная реваскуляриза-ция (ТМЛР). Первая операция ТМЛР выполнена в 1983 г., и уже к середине 90-х гг. XX века метод стал широко использоваться в различных кар-диохирургических клиниках [2]. Операция заключается в проделывании до нескольких десятков трансмиокардиальных каналов при помощи энергии лазерного излучения в стенке левого желудочка (ЛЖ). Каналы обеспечивают кровоснабжение ишемизированного миокарда из полости ЛЖ, стимулируют неоангиогенез, вызывают частичную денервацию [3, 4], что в послеоперационном периоде дает положительный клинический эффект [5].
С 1998 г. проблематику ТМЛР начали изучать в г. Томске на базе отделения сердечно-сосудистой хирургии ФГБНУ «Научно-исследовательский институт кардиологии» (НИИ кардиологии) совместно с ФГБУН «Институт мониторинга климатических и экологических систем» Сибирского отделения Российской академии наук (ИМКЭС СО РАН) и ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России (ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России).
Поскольку в то время отсутствовали точные рекомендации по применению методики и использовались различные виды лазеров, коллектив авторов подошел к решению задачи поэтапно. На
Таблица 1. Характеристики лазерных аппаратов
Параметр Тип лазера
Nd^AG-лазер С02-лазер полупроводниковый лазер
Режим работы Импульсный Непрерывный Непрерывный
Длина волны излучения, мкм 1,06 10,6 0,97
Мощность, Вт 10 100 10
первом этапе - экспериментальном - было предпринято сравнение различных типов лазеров для ТМЛР и подобраны оптимальные параметры воздействия. На втором этапе - клиническом - изучено использование ТМЛР для лечения больных ишемической болезнью сердца, выявлены осложнения от воздействия, оценены безопасность процедуры, а также эффективность ТМЛР по инструментальным данным обследования в среднесрочном периоде после операции.
Для сравнения были выбраны основные типы лазеров, используемых в хирургии: разработанная коллективом авторов твердотельная лазерная система на основе импульсного NdyAG-лазера (neodymium-doped yttrium aluminium garnet laser - неодимовый лазер на иттриево-алюми-ниевом гранате), С02-лазер (лазер на углекислом газе) объединения «Топаз» (г. Томск) и полупроводниковый лазер «Лазон-10П» (табл. 1).
Экспериментальный этап был разделен на 2 подэтапа. В первую очередь исследовали воздействие лазерного излучения аппаратов разных типов на участки передней стенки ЛЖ человеческих сердец в течение первых суток после смерти. Для этого использовали 100 фрагментов сердец людей в возрасте от 35 до 75 лет, умерших от внешних причин. Установлено, что излучение СО2-лазера формирует в миокарде каналы, глубина и зона повреждения тканей вокруг которых прямо зависят от длительности импульса. Ширина зоны некроза окружающей канал ткани миокарда составляет 0,489 ± 0,02 мм (р < 0,01). На глубину и зону повреждения тканей вокруг каналов, образуемых излучением NdyAG-лазера, слабо влияют энергетические параметры излучения, но значимо - его фокусировка. В оптимальном режиме формируются каналы глубиной 3-5 мм. Ширина зоны некроза окружающей канал ткани миокарда составляет 0,09 ± 0,025 мм, что значительно меньше аналогичного показателя у СО2-лазера. В результате опытов in vitro подобраны режимы воздействия (суммарная энергия излучения NdyAG-лазера, условия фокусировки), обеспечивающие образование слепо заканчивающихся каналов различной конфигурации [6].
В дальнейшем была выполнена серия экспериментов на крупных лабораторных животных (хронический эксперимент). Объектом исследования стал ЛЖ миокарда беспородных собак массой 10-15 кг. Первоначально проводилось воздействие на интактный миокард у 24 животных с выведением из эксперимента в сроки через 1, 2, 7, 14 суток и 1 и 3 месяца после операции. Все эксперименты на животных были выполнены
12 Г 10 -
0
С02-лазер
Ш;УАв-лазер
«Лазон-10П»
40
35
Глубина канала
Зона некроза
30 -
25
С02-лазер Ш;УАв-лазер I «Лазон-10П»
20
15
10
Через 15 минут
Через 1 день
Через 7 дней
Через 30 дней
Рис. 1. Параметры каналов после лазерной реваскуляризации в зависимости от типа лазера
через переднебоковую торакотомию, в бессосудистой зоне передней стенки и верхушки ЛЖ проделывались 15-20 лазерных каналов с выполнением около 2 воздействий на 1 см2. После выведения животных из эксперимента проводилась биопсия целевых участков миокарда с дальнейшей морфометрией. Установлено, что лазеры всех 3 типов вызывают в срок до 4 недель после ТМЛР картину воспаления, а в отдаленные после операции сроки (до 3 месяцев) - картину активного васкулогенеза, что должно послужить значительному улучшению перфузии облученного участка миокарда (рис. 1). При этом минимальное повреждающее действие на миокард оказывало излучение твердотельного МУАО-лазера, а максимальное - газовый СО2-лазер; глубина канала у полупроводникового лазера была сопоставима с СО2-лазером, а повреждающее действие -с МУАО-лазером (рис. 2).
Были сделаны следующие выводы: независимо от типа применяемой установки в ткани миокарда протекают сходные морфологические процессы, приводящие к неоваскулогенезу. СО2-лазер вызывает чрезмерное повреждение ткани, окружающей область воздействия, что проявляется широкой зоной некроза кардиомиоцитов (до 2 мм). Для исключения жизнеугрожающих нарушений ритма во время операции импульсный режим лазера требует обязательной синхронизации с эхокардиографией (ЭКГ). МУАО-лазер может применяться с гибкой фиброволоконной оптикой, позволяющей интракорпорально достигать любой зоны сердца. Низкая энергия и малая длительность импульса обеспечивают минимальные термические повреждения, но для
Рис. 2. Количество капилляров в 1 мм2 поверхности миокарда в разные сроки после лазерной реваскуляризации в зависимости от типа лазера
перфорации стенки миокарда требуется несколько импульсов, а лазерный канал имеет неправильную форму, что затрудняет задание глубины лазерных насечек; риск возникновения аритмий выше, чем у СО2-лазера. Полупроводниковый лазер «Лазон-10П» эффективно вызывает ва-скулогенез, при этом мало повреждает миокард, окружающий лазерный канал. Длина волны излучения приходится на локальные максимумы поглощения биоткани, определяемые поглощением в воде и оксигемоглобине. Вследствие этого режущий эффект близок к действию излучения с длинами волн 810 нм (лазерные диоды) и 1060 нм (МУАО) с большей в 2-2,5 раза мощностью [7]. «Лазон-10П» не нуждается в синхронизации с ЭКГ. За счет малых размеров он наиболее удобен в эксплуатации по сравнению с углекис-лотным и твердотельным лазерами.
Оптимальным был признан полупроводниковый лазер «Лазон-10П», с ним и было продолжено исследование эффективности ТМЛР на модели инфаркта миокарда. Модель постинфарктного кардиосклероза у лабораторных животных создавалась с помощью перевязки диагональных ветвей передней межжелудочковой артерии, в дальнейшем измененный миокард изучали при помощи световой микроскопии с морфометрией. Всего в исследование включили 20 экспериментальных животных. Из них 12 собакам (опытная группа) сначала выполнялось моделирование экспериментального кардиосклероза, затем -через 30 дней - проводилась ТМЛР с последующим выведением животных из эксперимента через 25 часов, 2 недели и 3 месяца (по 4 собаки на каждый срок) после операции. Для сравнения
5
0
Рис. 3. Неоваскулогенез через месяц после операции непрямой лазерной реваскуляризации миокарда полупроводниковым лазером. Окраска гематоксилином и эозином; х 160
0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0
0,0398
0,0392*
0,0396
0,0328
Интактный Ишемизи- После Интактный
миокард рованный операции миокард миокард
Опытная группа Группа сравнения
Рис. 4. Динамика трофического индекса после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у животных с экспериментальным кардиосклерозом в сравнении с интактными животными; * р < 0,05 по сравнению с исходным значением
изучали миокард собак с экспериментальным кардиосклерозом и миокард интактных животных - без воздействия лазера (по 4 собаки в каждой группе со сроком выведения из эксперимента 3 месяца). По данным микроскопии, через 25 часов после ТМЛР в ишемизированном миокарде выявлены венозное полнокровие, стаз эритроцитов в капиллярах и мелких артериолах, ин-терстициальный отек и релаксация миофибрилл кардиомиоцитов, прилежащих к лазерному каналу (признаки воспаления). Через 2 недели после ТМЛР в ишемизированном миокарде наблюдали образование новых сосудов, в том числе в зоне грануляционной ткани на месте предшествующих микроинфарктов, при незначительном росте удельного объема сосудов. Спустя 3 месяца отмечали увеличение плотности распределения сосудов в единице объема ткани в 1,9 раза (рис. 3).
Трофический индекс - показатель, наиболее полно отражающий состояние трофики миокарда и равный отношению удельного объема капилляров к удельному объему кардиомиоцитов. Он возрастал в меньшей степени, но статистически значимо, а своего максимального значения, превышающего начальное в 1,2 раза, достигал через 3 месяца (рис. 4).
Было также определено оптимальное распределение лазерных воздействий. Оно составило от 1 до 3 на 1 см2 площади ЛЖ.
Таким образом, на экспериментальном этапе было установлено, что наиболее применимым для ТМЛР является полупроводниковый лазер. Была показана эффективность лазерного воздействия при запуске процесса асептического воспаления: через 1-3 месяца после ТМЛР
в ишемизированном миокарде происходит активный неоваскулогенез. Были определены оптимальные режимы воздействия лазерного излучения на миокард. На основании полученных результатов, после одобрения этического комитета и обнародования данных в научной среде, полупроводниковый лазер российского производства был рекомендован для применения в клинике сердечно-сосудистой хирургии.
Был начат второй этап исследования - клинический. В группу изучения эффекта ТМЛР вошел 41 человек с ишемической болезнью сердца (табл. 2). С 2003 по 2009 г. этим пациентам в отделении сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии была выполнена операция ТМЛР с применением полупроводникового лазера «Лазон-10П». Из них 5 (12,2%) больным проведены изолированные операции ТМЛР, 4 (9,8%) -ТМЛР в сочетании с резекцией аневризмы, 32 (78%) - ТМЛР в сочетании с аортокоронарным шунтированием.
Всем больным с ишемической болезнью сердца выполнялось плановое обследование, включающее общеклинические исследования, ЭКГ, эхокардиографию, ультразвуковое исследование сосудов, оценку поражения коронарного русла при помощи коронарографии. Первичный отбор больных ишемической болезнью сердца - кандидатов на ТМЛР - выполнялся на основе анализа коронарограмм. Критериями отбора служили признаки поражения одной или нескольких коронарных артерий, которые могли препятствовать выполнению прямой реваскуляризации: диффузное или дистальное атеросклеротическое поражение русла коронарных артерий, а также
наличие мелких, нешунтабельных артерий. С целью определения целесообразности планируемой операции и установления топики участков миокарда, нуждающихся в обработке лазером, проводили оценку жизнеспособности миокарда с помощью стресс-эхокардиографии с допами-ном и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии миокарда с хлоридом таллия-199 (199Tl). Для последующей оценки эффективности операции пациентам выполнялась проба с дозированной физической нагрузкой на велоэр-гометре и тканевая допплерография. Пациенты обследовались через 2 недели, 6, 12 и 36 месяцев после выполнения операции ТМЛР. В каждую контрольную госпитализацию выполнялись ве-лоэргометрия, тканевая допплерография и сцин-тиграфия миокарда с хлоридом i99Tl [8].
Для выявления интраоперационного повреждения миокарда после ТМЛР проводилось серийное исследование уровня кардиоспецифичного фермента миокардиального повреждения тро-понина I (Тн1). Были обследованы 24 пациента, подвергнутых операции ТМЛР, из них 3 были выполнены изолированные операции ТМЛР, 1 -в сочетании с резекцией аневризмы ЛЖ и аорто-коронарным шунтированием, 20 - в сочетании с аортокоронарным шунтированием. Уровень Тн1 в плазме крови больных определяли набором реактивов фирмы Biocon (Германия) по методике Московского НИИ медицинской экологии (Москва) и ООО «Хема-Медика» перед началом операции, сразу после реваскуляризации миокарда, через 4, 8, 12, 24, 48 часов и на 7-е сутки после операции. Перед операцией Тн1 у обсуждаемых больных был близок к нулю. В дальнейшем анализ полученных данных позволил распределить пациентов по степени и обратимости периопераци-онного повреждения миокарда при реваскуляри-зирующих операциях на 3 группы. Первую группу составили 18 (75%) пациентов без значимого повышения биохимических маркеров повреждения миокарда (табл. 3). Электрокардиографических изменений и гемодинамических нарушений у больных данной группы также не было зарегистрировано. Ко 2-й группе были отнесены 4 (16,7%) пациента с обратимыми кратковременными ишемическими изменениями миокарда. Пиковые значения Тн1 были зарегистрированы через 8 часов после шунтирования - 5,16 нг/мл, но к 7-м суткам наблюдения концентрация Тн1 снизилась до исходных значений, клинически группа также была стабильной. В третьей группе были 2 (8,3%) пациента, перенесших ТМЛР и аортокоронарное шунтирование. Критерием,
Таблица 2. Клиническая характеристика пациентов с ишемической болезнью сердца, поступивших на операцию трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации (п = 41)
Параметр Значение
Возраст, годы* 55,21 ± 5,65 Пол, n (%)
мужской 35 (85,4)
женский 6 (14,6)
Стенокардия напряжения, функциональный класс (Канадская классификация), n (%)
I -
II 4 (9,8)
III 28 (68,3)
IV 9(21,9) Количество перенесенных инфарктов миокарда, n (%)
0 4 (9,8)
1 25 (60,9)
2 7 (17,1)
3 5 (12,2) Фракция выброса левого желудочка, %** 57,2 ± 12,2
Гипертоническая болезнь, n (%) 37 (90,2)
Сахарный диабет, n (%) 11 (26,8)
Атеросклероз артерий нижних конечностей, n (%) 8 (19,5)
Атеросклероз артерий головного мозга, n (%) 6 (14,6)
* Данные представлены как среднее значение и стандартное отклонение (М ± БЭ)
** Данные представлены как среднее значение и стандартная ошибка среднего (М ± т)
по которому выделена эта группа, стал перио-перационный острый инфаркт миокарда. Нам представляется, что в этих случаях повреждение миокарда имело ишемическую природу, поскольку это в целом характерно для операций в условиях искусственного кровообращения, и частота развития периоперационного острого инфаркта миокарда соответствует его частоте при коронарном шунтировании в условиях искусственного кровообращения. Результаты нашего исследования указывают на минимальное повреждение миокарда лазерным воздействием.
Безопасность ТМЛР оценивалась также по параметру кровопотери по дренажам из
Таблица 3. Динамика уровня тропонина I при трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации и коронарном шунтировании в зависимости от степени повреждения миокарда
Этап исследования 1-я группа 2-я группа 3-я группа
До операции 0,04 (0,02; 0,09) 0,05 (0,05; 0,19) 0,07 (0,05; 0,18)
Завершение операции 0,17 (0,08; 0,27) 1,77 (0,22; 1,25)* 6,57 (0,24; 1,25)*
Через 4 ч после операции 0,42 (0,36; 0,27) 3,56 (1,41; 3,1)* 11,66 (1,48; 3,6)*
Через 8 ч после операции 0,66 (0,42; 1,2) 5,16 (1,58; 3,21)* 14,06 (2,1; 4,1)*
Через 12 ч после операции 0,84 (0,35; 0,97) 3,06 (2,15; 4,1)* 16,60 (1,56; 3,6)*
Через 24 ч после операции 0,50 (0,25; 0,90) 2,08 (1,2; 2,9)* 12,83 (1,2; 2,91)*
Через 48 ч после операции 0,29 (0,16; 0,52) 0,95 (0,49; 1,4) 10,95 (0,44; 1,46)*
На 7-е сутки после операции 0,06 (0,04; 0,13) 0,07 (0,16; 0,2) 6,48 (0,14; 0,2)*
Статистическая обработка выполнена с применением критерия Манна - Уитни. Данные представлены в виде медианы (Me), минимального и максимального значений (min; max)
* Межгрупповые различия достигли уровня статистической значимости (p < 0,05)
с интенсивностью более 100 мл/ч в течение 2 часов. В таком случае принималось решение о проведении больному ревизии и выполнении остановки кровотечения.
Оценка кровопотери в сравнении с контрольной группой осуществлялась только у больных, подвергнутых ТМЛР в сочетании с аортокоро-нарным шунтированием (п = 29). У пациентов с изолированной ТМЛР или в сочетании с резекцией аневризмы данное сравнение не проводили в связи с неоднородностью наблюдений и малым количеством пациентов. В качестве сравнения использовали случайным образом отобранные истории болезни пациентов, подвергнутых аор-токоронарному шунтированию с искусственным кровообращением (п = 30). Оказалось, что в основной группе больных величина кровопотери по дренажам составила 515,9 ± 104,4 мл, в то время как в контрольной группе - 497,4 ± 97,3 мл (М ± т). Интересно, что в каждой из групп было по 2 пациента с кровотечением в раннем операционном периоде, потребовавшим выполнения рестерното-мии и хирургического гемостаза. У этих больных величина кровопотери существенно превышала среднестатистическое значение. При исключении из анализа данных пациентов с послеоперационным кровотечением получены следующие результаты: в основной группе кровопотеря по дренажам составила 371,2 ± 22,4, в контрольной -382,6 ± 25,2 мл (ни в том, ни в другом случае данные достоверно не различались, р < 0,05) (рис. 5). Из сказанного можно заключить, что использование
послеоперационной раны в ранний послеоперационный период. При выборе этого критерия мы исходили из того, что создание лазерных каналов могло стать дополнительным источником кровотечения. Стандартно, после кардиохирургиче-ской операции проводилось активное дренирование с оценкой кровопотери по дренажам (мл/ч) с точками суммирования через 6, 18 и 30 часов после операции. Критическим считалось отделение по дренажу геморрагического отделяемого
АКШ+ТМЛР АКШ
700
600
с
S
s 500
ü
ш
о с 400
о
m
о Ü 300
^
S
ш £ 200
О
О
100
0
С послеоперационным Без
кровотечением послеоперационного кровотечения
Рис. 5. Послеоперационная кровопотеря у пациентов, перенесших трансмиокардиальную лазерную реваскуляризацию (ТМЛР) в сочетании с аортокоронарным шунтированием (АКШ), в сравнении с пациентами, перенесшими только АКШ, в зависимости от наличия / отсутствия осложнения в виде кровотечения в раннем послеоперационном периоде
Ф
Таблица 4. Динамика показателей перфузии миокарда с '"Л у пациентов с ишемической болезнью сердца в разные сроки после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации
Показатель До операции (п = 41) Через 2 недели после Через 6 месяцев после Через 12 месяцев после Через 3 года после
операции (п =41) операции (п = 24) операции (п = 19) операции (п = 13)
Стабильный дефект перфузии, % 13,5 ± 1,7 12,8 ± 1,6 12,8 ± 1,9 14,4 ± 3,1 12,5 ± 3,6
Преходящий дефект перфузии, % 11,5 ± 1,2 8,3 ± 0,9* 6,4 ± 0,9* 7,6 ± 1,3 6,0 ± 1,4
Данные представлены как среднее значение и стандартная ошибка среднего (М ± т) * Статистически значимые различия по сравнению с предыдущим этапом, р < 0,05
ТМЛР в дополнение к аортокоронарному шунтированию не приводило к увеличению послеоперационной кровопотери.
Для оценки эффективности операции пациенты, подвергнутые ТМЛР, были обследованы через 2 недели, 6 месяцев, 12 месяцев и 3 года после оперативного вмешательства. Согласно алгоритму учитывали следующие факторы: функциональный класс стенокардии, фракцию выброса ЛЖ, толерантность к физической нагрузке по данным велоэргометрии, деформационные свойства миокарда по данным эхокардиографического и сцин-тиграфического исследований. У большинства больных отмечалось клиническое улучшение, проявляющееся в понижении функционального класса стенокардии. Что касается результатов велоэргометрии, в течение первого полугодия наблюдалось улучшение толерантности к физической нагрузке, в дальнейшем отмечалась стабилизация показателей (рис. 6).
Для оценки изменения перфузии миокарда оперированных больных применялся 199Tl. Произведена оценка стабильного дефекта перфузии (чаще соответствует зоне инфаркта миокарда или постинфарктного кардиосклероза, может наблюдаться и в областях гибернации) и преходящего дефекта перфузии (соответствует зонам транзиторной ишемии). Сцинтиграфические показатели стабильных и преходящих дефектов перфузии миокарда с 199Tl до ТМЛР и в контрольных точках представлены в табл. 4.
Эхокардиография имела ведущее значение и выполнялась всем пациентам до и после ТМЛР на ультразвуковой системе VIVID 7 (General Electric MS) с использованием датчика 2,5-3,5 МГц. Оценку деформационных свойств миокарда ЛЖ проводили также с помощью ультразвуковой технологии двухмерной эхокардиографии Speckle Tracking Imaging с применением soft-программы (Echopac PC). Использовались изогнутый М-режим, кривые Strain / Strain Rate, расчет показателя глобальной деформации ЛЖ (Global Strain). Затем в режиме
ручной обработки рассчитывали по кривым Global Strain, Global Strain Rate и Strain / Strain Rate от каждого из 18 сегментов. По изогнутому М-режиму Strain Rate / Strain выполнялся анализ по качественной оценке динамики скорости и процента деформации [6]. Мы придаем особое значение данным, полученным при помощи этого современного метода ультразвукового обследования, так как они позволяют объективно оценить изменения кинеза стенок ЛЖ посегментарно в различные сроки после операции, в том числе целевых сегментов, подвергнутых лазерному воздействию. Установлено отсутствие достоверного прироста конечного диастолического (КДО) и систолического (КСО) объемов ЛЖ. До операции КДО и КСО составляли 127,4 ± 7,1 и 59,3 ± 3,0 мл соответственно, через 2 недели - 122,1 ± 6,5 и 52,3 ± 4,2 мл, через 6 месяцев - 130,4 ± 7,5 и 62,4 ± 4,3 мл, через 12 месяцев - 129,6 ± 7,7 и 61,2 ± 4,5 мл, по истечении 3 лет - 125,0 ± 7,0 и 59,8 ± 4,4 мл (р < 0,05). Фракция
70 60 50 40 30 20 10 0
До операции После ТМЛР
61,3*, **
57,4*
^v
Рис. 6. Толерантность к физическим нагрузкам по данным велоэргометрии в разные сроки после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации (ТМЛР); * р < 0,05 по сравнению с исходным значением, ** р < 0,05 по сравнению с результатом предыдущего обследования
>р
S/
ь
Г
<V
os*^
III
-16 - L-----p < 0,02 -1
----p < 0,01 -
-20 ----p < 0,01--
%---p < 0,01--
--p < 0,03 -
_r,^nm _
p < 0,01 p < 0,01 p < 0,01 p < 0,03 p < 0,01
Апикальная позиция на уровне 4 камер I Апикальная позиция по длинной оси левого желудочка Апикальная позиция на уровне 2 камер
Рис. 7. Глобальная деформация левого желудочка в продольном направлении (Global Strain) в разные сроки после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации
50 40 30 20 10 0
48*, 5
47*
12,4
■
>Р
Рис. 8. Динамика показателя деформации в поперечном направлении сегмента, подвергшегося трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации; * р < 0,05 по сравнению с исходным значением, ** р < 0,05 по сравнению с результатом предыдущего обследования
выброса ЛЖ также статистически значимо не изменилась: до операции - 57,2 ± 1,9%, через 2 недели - 57,9 ± 1,7%, через 6 месяцев - 52,9 ± 2,3%, через 12 месяцев - 54,1 ± 3,6%, через 3 года -55,8 ± 3,0% (р < 0,05).
Через 12 месяцев после операции выявлено улучшение деформационных свойств миокарда ЛЖ в продольном направлении. Как видно из рис. 7, к первому году наблюдения после оперативного вмешательства повышается показатель глобальной деформации ЛЖ в виде процента
(Global Strain). Данная динамика сохранялась и к трехлетнему сроку наблюдения. Более существенно изменились показатели деформации в поперечном направлении сегмента, подвергшегося ТМЛР (рис. 8).
В сегментах, подвергшихся ТМЛР, повысился показатель процента (Strain) и скорости деформации (Strain Rate) в продольном направлении: c -16,23 ± 2,4 до -22,04 ± 0,8% (p < 0,02; тест Уилкоксона) и с 0,88 ± 0,01 до 1,02 ± 0,4 с-1 соответственно. Это свидетельствует о том, что у данных сегментов имеет место активное сокращение и отсутствует пассивное. Аналогичная закономерность отмечена и при оценке изогнутого М-режима Strain и Strain Rate. Кроме того, в этих же сегментах зарегистрировано повышение таких показателей, как смещение сегмента в продольном направлении (Longitudinal Displacement) (c 4,70 ± 1,51 до 7,13 ± 1,02 мм, р < 0,04; тест Уилкоксона) и смещение сегмента в поперечном направлении (Transverse Displacement) (c 3,74 ± 0,4 до 6,42 ± 0,8 мм, p < 0,02; тест Уилкоксона).
Отдельно прокомментируем данные 5 пациентов, которым была выполнена изолированная ТМЛР. У них, как и у больных, которым были выполнены аортокоронарное шунтирование и ТМЛР, не увеличивались КДО и КСО, не снижалась фракция выброса ЛЖ к 3-му году наблюдения. Показатель глобальной деформации ЛЖ в продольном направлении (Global Strain) повысился у 3 из 5 пациентов, у 2 он не изменился. Повышение продольной деформации сегмента сопровождалось повышением деформации в поперечном направлении.
Впервые у 2 пациентов в верхушечных сегментах, подвергшихся лазерному воздействию, удалось визуализировать перфорантные артерии как проявление неоангиогенеза. Использовалось ультразвуковое исследование в модифицированной четырехкамерной позиции в цветовом режиме, а затем в импульсном волновом режиме регистрировали допплеровский спектр потоков. До операции эти артерии не визуализировались.
В заключение отметим: различные этапы нашего исследования показали, что ТМЛР при помощи полупроводникового лазера - эффективная и безопасная процедура при лечении больных ишемической болезнью сердца с диффузным и дистальным поражением коронарных артерий. В настоящее время данный вид вмешательства активно используется в отделе сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии (г. Томск), в 2014 г. общее количество операций с ТМЛР достигло 81 вмешательства. Ф
Литература
1. Horvath KA, Cohn LH, Cooley DA, Crew JR, Fra-zier OH, Griffith BP, Kadipasaoglu K, Lansing A, Mannting F, March R, Mirhoseini MR, Smith C. Transmyocardial laser revascularization: results of a multicenter trial with transmyocardi-al laser revascularization used as sole therapy for end-stage coronary artery disease. J Thorac Cardiovasc Surg. 1997;113(4):645-53.
2. Mirhoseini M, Shelgikar S, Cayton MM. New concepts in revascularization of the myocardium. Ann Thorac Surg. 1988;45(4):415-20.
3. Diegeler A. Clinical outcomes after TMR with the Holmium: YAG laser. Presented at: TMR.
References
1. Horvath KA, Cohn LH, Cooley DA, Crew JR, Fra-zier OH, Griffith BP, Kadipasaoglu K, Lansing A, Mannting F, March R, Mirhoseini MR, Smith C. Transmyocardial laser revascularization: results of a multicenter trial with transmyocardial laser revascularization used as sole therapy for endstage coronary artery disease. J Thorac Cardio-vasc Surg. 1997;113(4):645-53.
2. Mirhoseini M, Shelgikar S, Cayton MM. New concepts in revascularization of the myocardium. Ann Thorac Surg. 1988;45(4):415-20.
3. Diegeler A. Clinical outcomes after TMR with the Holmium: YAG laser. Presented at: TMR. The Holmium: YAG laser. Clinical outcomes and comparative studies. Prague; 1996.
The use of laser radiation in cardiac surgery allows to provide more effective and targeted care for patients with ischemic heart disease. The article summarizes the multistage teamwork of several research centers in Tomsk on determination of the most effective type of laser and techniques of cardiac surgery using lasers. The study had an experimental and a clinical phase. In the experimental phase, effectiveness of various laser types for indirect laser myocardial revascularization was assessed, including carbon dioxide, neodymium, and a semiconductor laser types.
The Holmium: YAG laser. Clinical outcomes and comparative studies. Prague; 1996.
4. Frazier OH, March RJ, Horvath KA. Transmyocardial revascularization with a carbon dioxide laser in patients with end-stage coronary artery disease. N Engl J Med. 1999;341(14):1021-8.
5. Allen GS. Mid-term results after thoracoscopic transmyocardial laser revascularization. Ann Thorac Surg. 2005;80(2):553-8.
6. Шипулин ВМ, Андреев СЛ, Павлюкова ЕН. Использование лазеров в сердечнососудистой хирургии: от эксперимента к практике. Томск: STT; 2010. 238 с.
4. Frazier OH, March RJ, Horvath KA. Transmyocardial revascularization with a carbon dioxide laser in patients with end-stage coronary artery disease. N Engl J Med. 1999;341(14):1021-8.
5. Allen GS. Mid-term results after thoracoscopic transmyocardial laser revascularization. Ann Thorac Surg. 2005;80(2):553-8.
6. Shipulin VM, Andreev SL, Pavlyukova EN. Is-pol'zovanie lazerov v serdechno-sosudistoy khirurgii: ot eksperimenta k praktike [The use of lasers in cardiovascular surgery: from an experiment to practice]. Tomsk: STT; 2010. 238 p. (in Russian).
7. Gapontsev VP, Minaev VP, Panteleev AM, Pins-kiy YuA, Samartsev IE. Portativnyy lazernyy
During clinical phase, efficacy of clinical use of semiconductor laser in various timepoints after surgery was evaluated. The experimental phase revealed that semiconductor laser provides the best neoan-giogenesis efficiency, minimal myocardial damage and ease of use. During clinical phase, its safety for a patient was established and a significant clinical benefit was observed.
Key words: trans-myocardial laser revascularization, ischemic heart disease, neoangiogenesis, semiconductor laser.
7. Гапонцев ВП, Минаев ВП, Пантелеев АМ, Пинский ЮА, Самарцев ИЭ. Портативный лазерный скальпель-коагулятор «Лазон-10-П». Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2001;10:71-2.
8. Шипулин ВМ, Коровин НВ, Павлюкова ЕН, Суходоло ИВ, Андреев СЛ. Первый опыт клинического применения полупроводникового лазера с длиной волны излучения 0,97 мкм для непрямой реваскуляризации миокарда. Лазерная медицина. 2005;9(3):55-6.
skal'pel'-koagulyator "Lazon-10-P" [A portable laser scalpel-coagulator "Lazon-10-P"]. Byul-leten' fiziologii i patologii dykhaniya [Bulletin Physiology and Pathology of Respiration]. 2001;10:71-2 (in Russian).
8. Shipulin VM, Korovin NV, Pavlyukova EN, Sukh-odolo IV, Andreev SL. Pervyy opyt klinicheskogo primeneniya poluprovodnikovogo lazera s dli-noy volny izlucheniya 0,97 mkm dlya nepryam-oy revaskulyarizatsii miokarda [The first clinical experience of the application of semiconductor laser with wavelength 0.97-mm for indirect myocardium revascularization]. Lazernaya meditsina [Laser medicine]. 2005;9(3):55-6 (in Russian).
Shipulin Vladimir Mitrofanovich - MD, PhD,
Professor, Honoured Science Worker of the Russian
Federation, Head of the Department
of Cardiovascular Surgery1
Andreev Sergey Leonidovich - PhD, Senior
Research Fellow, Department of Cardiovascular
Surgery1
* 111a Kievskaya ul., Tomsk, Tomskaya oblast', 634012, Russian Federation. Tel.: +7 (3822) 55 54 20. E-mail: [email protected] Sukhodolo Irina Vladimirovna - MD, PhD, Professor, Head of the Department of Morphology and General Pathology2
Gordov Evgeniy Petrovich - Doctor of Physics and Mathematics, PhD, Professor, Head of the International Development Research Centre Climate Environmental Studies, Chief Research Fellow3 Babokin Vadim Egorovich - PhD, Head of the Cardiac Surgery Department4
Development of transmyocardial laser revascularization in patients with ischemic heart disease
Shipulin V.M. • Andreev S.L. • Sukhodolo I.V. • Gordov E.P. • Babokin V.E.
1 Research Institute for Cardiology; 111a Kievskaya ul., Tomsk, Tomskaya oblast, 634012, Russian Federation
2 Siberian State Medical University; 2 Moskovskiy trakt, Tomsk, Tomskaya oblast', 634050, Russian Federation
3 Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; 10/3 Akademicheskiy proezd, Tomsk, Tomskaya oblast', 634055, Russian Federation
4 Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI); 61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110, Russian Federation
