Способ цифровой субтракционной ангиографии при лечении периферического атеросклероза Российский патент 2024 года по МПК A61B5/02 G03B42/02 

[01] Область техники

[02] Изобретение относится к области медицины, а именно к рентгеноэндоваскулярной хирургии и может найти применение при лечении стенозирующего атеросклероза аорты и артерий конечностей.

[03] Уровень техники

[04] Заболевание периферических артерий (ЗПА) характеризуется стенозом или окклюзией артериального русла от аорто-подвздошного сегмента до артерий стопы (см. Leeper N. J., Hamburg N. М. Peripheral Vascular Disease in 2021 // Circulation Research. 2021. c. 1803-1804). Многие патологические процессы могут вызывать обструкцию артерий, но подавляющее большинство случаев связано с атеросклерозом. Хотя ЗПА долгое время недооценивали по сравнению с ишемической болезнью сердца (ИБС) и цереброваскулярными заболеваниями, ЗПА все чаще признают важной причиной сердечнососудистой заболеваемости и смертности. Несмотря на то, что многие факторы риска являются общими для ЗПА и других форм атеросклероза, эпидемиологические данные все чаще показывают, что ЗПА заслуживает большего признания в современном здравоохранении.

[05] По оценкам недавнего систематического обзора, глобальная распространенность ЗПА составляла 5,6% в 2015 г., что указывает на то, что во всем мире ЗПА страдают около 236 миллионов человек (Aday A. W., Matsushita K. Epidemiology of Peripheral Artery Disease and Polyvascular Disease // Circulation Research. 2021. C. 1818-1832).

[06] Для лечения атеросклеротических окклюзионных ЗПА доступно множество методов, включая эндоваскулярные и открытые хирургические вмешательства (см. Bonaca М. P., Hamburg N. М., Creager М. A. Contemporary Medical Management of Peripheral Artery Disease // Circulation Research. 2021]. C. 1868-1884). Постоянное совершенствование методов визуализации, катетерных технологий, хирургического и постпроцедурного ухода увеличивает частоту положительных исходов вмешательств при ЗПА. Риск пациента, наличие симптомов, серьезность угрозы конечности и анатомическая картина заболевания являются критическими факторами при определении оптимальной стратегии реваскуляризации для каждого пациента.

[07] В настоящее время диагностика и этапы эндоваскулярного лечения ЗПА осуществляются при помощи селективной катетерной ангиографии, также известной как цифровая субтракционная ангиография (ЦСА), при которой внутриартериально вводится достаточно большой объем рентгеноконтрастных средств (РКС). РКС являются нефротоксичными фармакологическими агентами и через различные пути патогенеза прямо и опосредовано связаны с развитием контраст-индуцированного острого почечного повреждения (см. Ribitsch W. и др. Contrast Induced Acute Kidney Injury and its Impact on Mid-Term Kidney Function, Cardiovascular Events and Mortality // Scientific Reports. 2019. T. 9. №1).

[08] Исследования последних 5 лет определили современную стратегию поиска путей снижения осложнений в эндоваскулярном лечении ЗПА (Bonaca М. P., Hamburg N. М., Creager М. A. Contemporary Medical Management of Peripheral Artery Disease //Circulation Research. 2021. C. 1868-1884). Основные цели состоят в совершенствовании эндоваскулярного инструментария, увеличении безопасности и эффективности вмешательств, в том числе путем снижения объема вводимого РКС и эффективной дозы пациента при хорошем качестве изображения.

[09] Наиболее близким аналогом изобретения является способ ангиографии, раскрытый в статье N. Hayakawa et al. Efficacy and safety of endovascular therapy by diluted contrast digital subtraction angiography in patients with chronic kidney. Heart and Vessels 34(1), April 2019). Указанный способ предусматривает проведение ЦСА с использованием РКС, разбавленного 5%-ным раствором глюкозы. При этом авторы сделали попытку оптимизации ЦСА через настройки ангиографического оборудования Allura FD10 Clarity (производитель - компания Philips, Нидерланды), а именно были настроены яркость, контрастность, резкость и подавление шума. В результате удалось улучшить качество ЦСА при использовании РКС с 5% глюкозой в разном разведении.

[010] Недостатком указанного аналога является сложность настройки оборудования, связанная с необходимостью использования дополнительных опций и программного обеспечения для снижения лучевой нагрузки, которая увеличивалась пропорционально настроенным яркости, контрастности, резкости и подавления шума. Кроме того, способ не является достаточно безопасным, поскольку раствор глюкозы категорически противопоказан пациентам с сахарным диабетом.

[011] Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сложность изменения протокола ангиографии с целью снижения лучевой нагрузки, а также ограничения в использовании растворов РКС.

[012] Раскрытие сущности изобретения

[013] Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение объема применяемого РКС и лучевой нагрузки на пациента при сохранении качества изображения, повышение безопасности ангиографии за счет возможности проведения процедуры при лечении больных сахарным диабетом, а также упрощение реализации способа за счет возможности проведения ангиографии на коммерчески доступном ангиографическом оборудовании без внесения изменений в программное обеспечение (установки дополнительных опций и покупки новых программ).

[014] Указанный технический результат достигается в заявленном изобретении за счет того, что способ цифровой субтракционной ангиографии при лечении периферического атеросклероза предусматривает внутриартериальное введение рентгеноконтрастного средства (РКС), получение рентгеновского изображения кровеносных сосудов и обработку полученного изображения. При этом применяют РКС, разбавленный физиологическим раствором, содержащим 0,9 мас. % NaCl, в объемном соотношении от 1:9 до 2:8. При получении изображения увеличивают чувствительность ангиографии путем настройки на ангиографическом оборудовании яркости, резкости, контрастности и шумоподавления во времени и пространстве, а при обработке изображения применяют фильтр путем установки уровня окна и ширины окна.

[015] Согласно частным вариантам реализации изобретения:

- используют ангиографическое оборудование GE Healthcare, в котором устанавливают следующие параметры изображения: яркость «-2», резкость «+6», контрастность «+2», шумоподавление во времени «+1», шумоподавление в пространстве «+1», уровень окна «1800», ширина окна «2000»;

- в качестве РКС используют контрастный раствор, содержащий 300 мг/мл рентгеноконтрастного вещества;

- в качестве рентгеноконтрастного вещества используют йогексол.

- вводят РКС в количестве от 1 до 2 мл.

[016] Согласно заявленному изобретению при проведении исследования был применен новый протокол ангиографии на доступном ангиографическом оборудовании без применения модификации программного обеспечения и дополнительных опций и программ. При этом разбавление РКС осуществлялось физиологическим раствором без использования глюкозы.

[017] Результаты применения способа показали, что у больных с периферическим атеросклерозом даже при разведении РКС в 10 раз качество ангиографии осталось на приемлемом уровне, а лучевая нагрузка в виде эффективных доз пациента и персонала значительно снизилась. Кроме того, исключился риск ятрогенной гликемии, что особенно важно для пациентов с сахарным диабетом.

[018] Предложенный способ ангиографии доступен для выполнения на всех ангиографических аппаратах GE Healthcare серий Optima 320, 330; Innova IGS 520, 530, 540; Innova IGS 620, IGS 630; Discovery IGS 730, IGS 740, а также Innova IGS 3, 5, 6 и Discovery IGS 7. При этом отсутствует необходимость в дополнительных дорогостоящих опциях снижения лучевой нагрузки и постобработки изображения, использующихся у других производителей ангиографического оборудования (например, опция «Clarity» у Philips, Нидерланды).

[019] Краткое описание чертежей

[020] Изобретение поясняется фигурами 1-3.

[021] На фиг. 1 приведены результаты ангиографии участка окклюзии ПБА с различным разведением РКС: А низкоконтрастная цифровая субтракционная ангиография (НК-ЦСА) поверхностной бедренной артерии (ПБА) до реканализации с использованием неразведенного РКС; Б - НК-ЦСА с использованием РКС 2:8; В - НК-ЦСА с использованием РКС 1:9; Г- НК-ЦСА РКС 1:9 + применение фильтра постобработки изображения.

[022] На фиг. 2 показаны контрольные ангиограммы после реканализации и баллонной ангиопластики ПБА: А ангиограмма ПБА ранее прооперированного пациента: использовался неразведенный РКС 300 мг/мл и стандартный протокол ЦСА; Б - НК-ЦСА ПБА неразведенным РКС после реканализации; В - НК-ЦСА РКС в разведении 2:8; Г НК-ЦСА РКС в разведении 1:9 без фильтра постобработки.

[023] На фиг. 3 показаны результаты контрольной ангиографии после вмешательства с использованием РКС 1:9. К ангиограммам применен фильтр постобработки на рабочей станции врача. Использовано 3 мл РКС, по одному на каждую ангиограмму стентированные ПкА/ПБА (А), артерии голени (Б) и артерии стопы (В). Сохраняется окклюзия дистального отдела передней большеберцовой артерии (ПББА).

[024] Осуществление изобретения

[025] Создание нового пользовательского протокола

[026] Заявленный способ предусматривает создание нового пользовательского протокола низко контрастной ангиографии (НК-ЦСА) при использовании ангиографического оборудования, в частности GE Healthcare (Франция). Термин «низкоконтрастная» подразумевает применение меньшего количестве РКС по отношению к стандартным протоколам. С целью увеличения чувствительности ЦСА необходимо настроить яркость, резкость, контрастность, шумоподавление во времени и пространстве следующим образом.

[027] На начальном экране производится нажатие кнопок «Ctrl+ESC», далее в меню «Start», во вкладке «АН Programs» выбирается пункт «Tools», далее папка «Protocol Edit Tool», далее папка «Innova IGS5xx» (согласно модели ангиографа) и далее приложение «Innova IGS530» (или, согласно размеру детектора ангиографа, «Innova IGS520» или «Irmova IGS540»). Далее в открывшемся меню необходимо нажать кнопку «Next>», далее в три поля для ввода набираются базовые команды «111», «111111111», «111». Далее, согласно появившемуся меню, выбирается произвольный протокол, например «Protocol_18».

[028] Затем в меню командной строки протокола необходимо сформировать пользовательский код:

[029] С целью уменьшения лучевой нагрузки пациента и персонала при выполнении НК-ЦСА необходимо настроить стратегию снижения дозы следующим образом:

Выбирается пункт «Receptor Dose Limited Plus»;

В меню «Use Protocol Auto Exposure Strategy» выбирается командная строка, в поле которой прописывается следующий пользовательский код:

[030] Теперь новый протокол ангиографии сохранен в системе и доступен для выбора в начальном меню перед проведением операции.

[031] Создание фильтра постобработки изображений.

[032] С целью улучшения качества полученных ангиограмм создают фильтр постобработки изображений, полученных с использованием написанного протокола путем настройки диапазона уровня окна и ширины окна (window level или WL и window width или WW). Окно визуализации является средством регулировки цифровых ангиографических изображений по яркости и контрастности и позволяет оптимально отобразить на мониторе просмотровой станции часть всего диапазона структур на ангиографии. Окно визуализации характеризуется параметрами ширины и уровня. Ширина окна (window width, WW) - это величина разности наибольшего и наименьшего значений чисел, отображаемых на экране монитора в шкале серого цвета. Центр или уровень окна (window level, WL) это значение числа, расположенного посередине между наибольшим и наименьшим значениями отображаемого диапазона чисел. Центр окна должен быть как можно ближе к значению плотности тканей (или окрашенного сосуда), которые требуется отобразить наилучшим образом.

[033] В предложенном методе параметры WW и WL изменялись, чтобы лучше и правильнее отобразить полученные ангиограммы с разбавленным раствором и новыми настройками протокола ангиографии. Данные параметры отличаются от используемых на станциях просмотра изображений и были заданы путем применения отдельного нового фильтра.

[034] На рабочей станции врача AW VolumeShare 4.7 окно визуализации настраивается следующим образом

[035] В правом верхнем углу экрана выбирается пиктограмма «Шестеренка», далее пункт «Display», далее выбирается фильтр «Preset5»; Уровень окна (WL) устанавливается на «1800» (при доступном диапазоне -4096;+4096); Уровень окна (WW) устанавливается на «2000» (при доступном диапазоне -4096;+4096).

[036] Новый фильтр ангиограмм настроен и может быть выбран на рабочей станции врача при анализе.

[037] Таким образом, новая стратегия снижения дозы достигается комбинацией указанных подобранных параметров ангиографии и выбора предустановленной самой экономичной траектории дозы ангиографа "Receptor Dose Limited Plus" (всего их 4 от самой низкой дозы до самой высокой - RDL Plus, RDL Standard, IQ Plus, IQ Standard).

[038] Приготовление раствора РКС для внутриартериального введения во время использования НК-ЦСА.

[039] При выполнении эндоваскулярного вмешательства предпочтительно использовать два вида раствора РКС:

раствор 1:9 (1 мл РКС, 9 мл 0,9% NaCl);

раствор 2:8 (2 мл РКС, 8 мл 0,9% NaCl);

[040] Раствор 1:9 применяется с новым протоколом ангиографии через диагностический катетер до 5F, проводниковый катетер до 7F или шахту баллонного катетера 0,035''. Раствор 2:8 применяется с новым протоколом ангиографии через диагностический катетер до 4F или шахты баллонных катетеров OTW 0,014'' или 0,018''. В первом варианте раствор РКС 1:9 содержит Йогексол в количестве 64,7 мг на 1 мл воды и на 9 мл физиологического NaCl, Во втором варианте раствор РКС 2:8 содержит Йогексол в количестве 129,4 мг на 2 мл воды и на 8 мл физиологического раствора NaCl. Также возможно изменение содержания РКС в растворе в пределах предложенных соотношений.

[041] Примеры реализации способа

[042] Пациент В., 64 года, с прогрессирующими болями в покое, поверхностным некрозом 1-го и 2-го пальцев левой стопы (W2I1fI0, 3-я клиническая стадия, риск ампутации средний) был направлен в СПб ГБУЗ «Городская больница №40 Курортного района» для реваскуляризации.

[043] Пациент с длительным стажем курения (>40 лет) и гипертонической болезнью (ГБ) 2 стадии без значимой сопутствующей патологии и хронической болезни почек (ХБП). Индекс массы тела (ИМТ) - 32 кг/м². Исходный сывороточный креатинин (СКр) и скорость клубочковой фильтрации (СКФ по CKD-EPI) составили 97 мкмоль/л и 71 мл/мин/1,73 м² соответственно. Фракция выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) составила 59%, нарушений локальной сократимости не выявлено. Лодыжечно-плечевой индекс (ЛПИ) составил 1,1 справа стороны и 0,61 слева. Мультиспиральная компьютерная томографическая ангиография (МСКТ-А), выполненная до госпитализации, выявила диффузный атеросклероз периферических артерий, окклюзии левой поверхностной бедренной артерии (ПБА), первого сегмента подколенной артерии (ПкА) и значимые стенозы устья, проксимального отдела, окклюзию дистального отдела переднебольшеберцовой и диффузные незначимые стенозы заднебольшеберцовой и малоберцовой артерий (ПББА, ЗББА и МБА).

[044] Вмешательство выполнялось на аппарате GE Healthcare Innova IGS 530 2018 года инсталляции. Пунктирована правая общая бедренная артерия (ОБА), в просвет артерии установлен интродюсер 6F (Terumo, Япония). Выполнена катетеризация левой общей подвздошной артерии (ОПА) катетером JL 3.5 5F (Cordis, США), в левую поверхностную бедренную артерию (ПБА) заведен опорный проводник J-tip 0.035'' 260 см (Cordis, США). По проводнику выполнена замена на гайд-катетер Destination 6F 100 см (Terumo, Япония), который телескопической техникой по катетеру JR 3.5 5F (Cordis, USA) установлен в средний сегмент левой ПБА. Селективная ангиография проводилась с использованием настроенной программы низкоконтрастной ЦСА с приготовленным в различном разведении РКС: 1:9 (1 мл РКС, 9 мл 0,9% NaCl); 2:8 (2 мл РКС, 8 мл 0,9% NaCl); неразведенное РКС (7-8 мл).

[045] Созданный протокол ангиографии «Low contrast DSA» был выбран в начальном меню ангиографической системы. Данные параметры нового протокола значительно повысили чувствительность, усилили контрастность, понизили яркость и фоновый шум ангиографических изображений, что позволило добиться снимков удовлетворительного качества. В качестве РКС (который подвергали разведению) был использован раствор рентгеноконтранстного препарата йогексол в концентрации 300 мг/мл (Omnipaque 300, GE Healthcare, Ирландия). Использовали 20 мл РКС и 180 мл физиологического раствора (0,9% NaCl).

[046] Для получения одной ангиограммы вручную вводили 10 мл полученного разбавленного раствора через гайд-катетер Destination 6F 100 см, диагностический катетер Vert 4F 125 см (Terumo, Япония) и через шахту баллонного катетера типа «OTW» 0,035''. РКС в разведении 2:8 смешивался в 10 мл шприц непосредственно перед ангиографией. Неразведенное РКС набиралось в шприц напрямую.

[047] Контрольная ангиография с НК-ЦСА подтвердила окклюзию дистального сегмента ПБА с коллатеральным антеградным заполнением ПкА (фиг. 1). Для применения техники НК-ЦСА намеренно был выбран пациент без сопутствующей патологии (в первую очередь сахарный диабет и хроническая болезнь почек) с целью выполнения контрольных снимков с РКС разной концентрации - неразведенный РКС, 2:8, 1:9.

[048] Ангиография с 7 мл неразведенного РКС при использовании настроенного протокола «Low contrast DSA» выглядела на порядок качественнее, чем ЦСА стандартным протоколом. Изображение было насыщенным, контрастным, с визуализацией мельчайших деталей коллатерального кровотока из ПБА к ПкА.

[049] Изображения с РКС 2:8 информативно показали область входа в окклюзию ПБА и коллатерали к ПкА с дистальным ее заполнением. Снимки с использованием РКС 1:9 получились без четкой визуализации коллатералей, но области проксимальнее и дистальнее окклюзии ПБА были идентифицированы удовлетворительно. Интраоперационно на рабочей станции врача при помощи заранее подобранного фильтра удалось улучшить изображение, полученное при помощи РКС 1:9. Была получена более информативная визуализация коллатералей к ПкА (фиг. 1Г), сходная с ангиограммой неразве-денным РКС (фиг. 1А).

[050] Реканализация была выполнена интралюминально проводником 0,035'' Roadrunner PC Wire (Cook Medical, США) при поддержке катетера Vert 4F 125 см (Terumo, Япония) без использования РКС ориентируясь на МСКТ-реконструкцию (рисунок 4). После ангиопластики ПБА баллонным катетером Admiral Xtreme 6,0 × 200 мм (Medtronic, США) контрольные ангиограммы с разным разведением РКС продемонстрировали протяженные участки диссекций с остаточными стенозами до 80% (фиг. 2).

[051] Для сравнения на фиг. 2 представлена стандартная ЦСА ранее прооперированного пациента с неразведенным РКС (А) и ЦСА с низкоконтрастными настройками и различным разведением РКС (Б, В, Г). Наилучшим было изображение, полученное 7 мл неразведенного РКС на протоколе «Low contrast DSA». Изображение схожее по качеству со стандартной ЦСА было получено РКС в разведении 2:8 и наименее контрастное и достаточно информативное изображение было получено РКС в разведении 1:9 (с примененным фильтром постобработки). Протяженные участки диссекций потребовали стентирования: из Р1 сегмента ПкА в ПБА был имплантирован самораскрывающийся стент Everflex 7 × 200 мм (Medtronic, США) с последующей постдилатацией в стенте баллонным катетером Admiral Xtreme 6,0 × 200 мм (Medtronic, США).

[052] Пациент не отмечал боли, вызванной введением РКС в разведении 2:8 и 1:9, в отличие от неразведенного РКС, при введении которого левые голень и стопу охватывало чувство жара/боли. Мы определили основные сосуды и мелкие ветви и подтвердили хорошую аппозицию стента ПкА/ПБА (фиг. 3).

[053] Общий объем использованного РКС составил 35 мл, что значительно меньше, чем при обычной процедуре, для которой обычно требуется около 80 и более мл РКС. Итоговый объем РКС мог быть меньше, но целью данного примера было сравнение различных разведений РКС in vivo у пациента с низким риском КИ-ОПП, что потребовало дополнительных 24-26 мл (18-20 мл неразведенным РКС и 6 мл РКС 2:8). Произведение дозы на площадь (ПД_П) и средняя эффективная доза пациента (ЭД_П) составили 24,12 Гр/см² и 4,8 м3в соответственно. Общее время процедуры составило 45 минут, время рентгеноскопии - 22 минуты. Почечная функция пациента была сохранена (СКФ по CKD-EPI до операции - 97 мл/мин/1,73 м²; СКФ через 48 часов после операции - 91 мл/мин / 1,73 м²).

[054] Предложенное изобретение позволяет с высокой эффективностью выполнить цифровую субтракционную ангиографию при помощи минимального количества РКС (от 1 до 2 мл), достоверно оценить сосудистую анатомию, что способствует общему успеху эндоваскулярного вмешательства при периферическом атеросклерозе. Данный способ не нуждается во введении дополнительного объема РКС и способствует уменьшению риска контраст-индуцированного острого повреждения почек (КИ-ОПП).

Изобретение относится к области медицины, а именно к рентгеноэндоваскулярной хирургии и может быть использовано для цифровой субтракционной ангиографии при лечении периферического атеросклероза. Проводят внутриартериальное введение рентгеноконтрастного средства (РКС). Получают рентгеновское изображение кровеносных сосудов и обрабатывают полученное изображение. При этом применяют РКС, разбавленный физиологическим раствором, содержащим 0,9 мас.% NaCl, в объемном соотношении РКС к физиологическому раствору от 1:9 до 2:8. РКС содержит 300 мг/мл рентгеноконтрастного вещества в виде йогексола. Причем используют ангиографическое оборудование GE Healthcare, в котором при получении изображения увеличивают чувствительность ангиографии путем установки параметров: яркость «-2» , резкость «+6», контрастность «+2», шумоподавление во времени «+1», шумоподавление в пространстве «+1», а при обработке изображения устанавливают уровень окна «1800» и ширину окна «2000». Способ обеспечивает повышение безопасности ангиографии и возможность проведения процедуры при лечении больных сахарным диабетом за счет снижения объема применяемого РКС и лучевой нагрузки на пациента при сохранении качества изображения. 3 ил., 1 пр.

1. Способ цифровой субтракционной ангиографии при лечении периферического атеросклероза, включающий внутриартериальное введение рентгеноконтрастного средства (РКС), получение рентгеновского изображения кровеносных сосудов и обработку полученного изображения, отличающийся тем, что применяют РКС, разбавленный физиологическим раствором, содержащим 0,9 мас.% NaCl, в объемном соотношении РКС к физиологическому раствору от 1:9 до 2:8, РКС содержит 300 мг/мл рентгеноконтрастного вещества в виде йогексола, причем используют ангиографическое оборудование GE Healthcare, в котором при получении изображения увеличивают чувствительность ангиографии путем установки параметров: яркость «-2» , резкость «+6», контрастность «+2», шумоподавление во времени «+1», шумоподавление в пространстве «+1», а при обработке изображения устанавливают уровень окна «1800» и ширину окна «2000».

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят РКС в количестве от 1 до 2 мл.