Способ полной циркулярной криоденервации легочных артерий и легочного ствола
METHOD FOR COMPLETE CIRCULAR CRYODENERVATION OF PULMONARY ARTERIES AND PULMONARY TRUNK

Изобретение относится к области медицины, кардиологии.
Легочная гипертензия - это симптомокомплекс, характеризующийся повышением среднего давления в легочной артерии выше 25 мм.рт.ст. в покое, основными клиническими проявлениями которого являются одышка и повышенная утомляемость. В отсутствии своевременной диагностики и адекватного лечения происходит прогрессирование этого патологического состояния, что в конечном итоге ведет к правожелудочковой недостаточности и преждевременной смерти.
В основе патогенеза всех вариантов легочной гипертензии лежит повышенное легочное сосудистое сопротивление. На ранних этапах повышение легочного сосудистого сопротивления носит обратимый характер, так как обусловлено эндотелиальной дисфункцией, приводящей к дисбалансу между различными классами местных вазоконстрикторов и вазодилататоров, и как следствие спазму сосудов. Длительно протекающая ЛГ приводит к формированию необратимых изменений, ремоделированию сосудистой стенки, и любые методы как медикаментозного, так и хирургического лечения становятся не эффективными.
Экспериментальные исследования показывают, что легочные артерии иннервируется преимущественно симпатической нервной системой (Verity и соавт., 1968). Иннервация легочного ствола осуществляется за счет сердечных ветвей правого возвратного нерва, образующих адвентициальное нервное сплетение. Основные крупные нервные стволы и сплетения проходят в толще сосудистой стенки легочного ствола, постепенно разветвляясь и уменьшаясь в размерах, так что на уровне артериол остается только одно нервное волокно (Richardson и соавт., 1979). Понимание анатомии и топографии нервных структур симпатической нервной системы отражает методологию, лежащую в основе легочной денервации с прицельным воздействием на уровне бифуркации легочного ствола, а именно, устьев правой и левой легочных артерий.
Острое или хроническое повышение давления в системе малого круга кровообращения на пре- и/или посткапиллярном уровнях через активацию барорецепторов, расположенных преимущественно в области бифуркации легочного ствола, приводит к спазму мелких ветвей ЛА, что способствует дальнейшему повышению давления и дилатации магистральных легочных артерий. При снижении парциального давления кислорода в тканях и развивающейся гипоксии активируются хеморецепторы симпатической нервной системы. На начальных этапах развития ЛГ активация симпатической нервной системы носит адаптационный характер, однако со временем под действием различных этиологических факторов это влияние становится патологическим и включается в порочный круг ЛГ с развитием правожелудочковой недостаточности, постоянной гиперактивации симпатической нервной системы, приводящей к прогрессированию сердечной недостаточности.
Прицельное воздействие на область расположения этих норадренергических волокон, вегетативных ганглиев путем холодового воздействия приводит к деструкции периферического отдела симпатической нервной системы, расположенной в стенке легочной артерии, что в свою очередь уменьшает негативное влияние симпатической нервной системы на мышечный тонус артериального русла малого круга кровообращения и прогрессирование правожелудочковой сердечной недостаточности вследствие длительной ЛГ. Достижение полной денервации способно привести к уменьшению давления и сосудистого сопротивления в малом круге кровообращения.
В 80-х годах Juratsch СЕ и соавт.(1980) и Laks ММ и соавт.(1975) продемонстрировали эффективность хирургической денервации легочных артерий и химической симпатэктомии в снижении легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) и среднего давления в легочной артерии (срДЛА), вызванных растяжением легочного ствола в результате баллонной дилатации. Полученные сведения из этих экспериментов, а также бурное развитие ренальной денервации в лечении резистентной артериальной гипертонии [4,5], подвигли ученых к использованию методики радиочастотной абляции легочной артерии с целью снижения давления в сосудах малого круга кровообращения. С 2012 года началось активное изучение данной методики в рамках клинических исследований не только на физиологических моделях ЛГ у животных (Chen и соавт, 2013) (Rothmann и соавт, 2015), но и в лечении различных форм ЛГ у людей. Предложенная процедура оказалась столь эффективна как при первичной, так и вторичной формах ЛГ. Результаты показали статистически достоверное снижение среднего давления в легочной артерии, увеличение толерантности к нагрузкам. Периоперационная летальность отсутствовала.
Стоит отметить, что в ходе исследования было обнаружено, что легочная денервация помимо непосредственного влияния на снижения давления в системе малого круга кровообращения посредством купирования вазоспазма, препятствует дальнейшему негативному ремоделированию сосудистой стенки в отдаленном периоде.
Для проведения чрескожной радиочастотной денервации легочной артерии китайскими учеными был смоделирован и создан специальный аппарат, состоящий из генератора радиочастотного воздействия и катетера по типу lasso с 10 электродами на кончике и возможностью поочередной аблации на каждом электроде. Благодаря экспериментальным исследованиям на животных удалось выработать наиболее оптимальные параметры аблации: температура > 50°С, мощностью 10 Вт, длительность аблации 10 с.
Однако применение радиочастотной аблации имеет ряд недостатков: в первую очередь, это плохая переносимость пациентами операции ввиду выраженной болезненности, требующей назначения наркотических анальгетиков и се датирующих средств. Вторым, не менее важным недостатком, является характер наносимого повреждения, приводящий к микротравматизации эндотелия (эндокарда) и формированию тромбов на месте наносимого воздействия. В связи с чем в послеоперационном периоде назначается или антикоагулянтная, или двойная антиагрегантная терапия.
Проведенные экспериментальные исследования показали, что использование холодового воздействия не травмирует эндокард и хорошо переносится пациентами (Khairy и соавт., 2003).
Наибольшую безопасность и эффективность в клинической практике показала система холодовой (крио) аблации Cardiac CryoAblation System . (фиг. 1), которая успешно используется в лечении наджелудочковых нарушений ритма сердца. Она включает в себя автоматизированную криоконсоль и 2 типа катетеров (криобаллонные катетеры семейства ArcticFront и катетеры для точечной криоаблации семейства Freezor). Катетеры Freezor - управляемые одноразовые катетеры, которые разработаны специально для эндокардиальной аблации. Катетер диаметром 7Fr доступен в двух вариантах исполнения с разными размерами кончика (4 мм и 6 мм), а катетер 9 Fr - с 8 мм кончиком. Разные комбинации размеров катетера, кончика и кривизны позволяют доктору выбирать тактику лечения разных аритмий сердца, включая АВУРТ (атриовентрикулярная узловая риентри тахикардия), ВПВ-синдром (синдром Вольфа-Паркинсона-Вайта), трепетание предсердий, фибрилляцию предсердий, предсердные и желудочковые тахикардии. Все катетеры имеют возможность отслеживания температуры, в кончик катетера встроен термодатчик.
КриоКонсоль состоит из электрических и механических компонентов, а также специального программного обеспечения для контроля и записи процедуры криоабляции. КриоКонсоль контролирует подачу жидкого хладагента от катетера через коаксиальный кабель в катетер и отводит испарения хладагента от катетера в условиях постоянного вакуума через систему очистки воздуха больницы.
В катетер и КриоКонсоль встроены различные датчики, гарантирующие безопасность процедуры.
Использование криобаллонных катетеров для денервации правой и левой легочных артерий представляется наиболее привлекательным, так как позволит достигнут полноценную циркулярную деструкции нервных структур симпатической нервной системы. Однако максимальный диаметр при раздутии представленных на рынке катетеров составляет 28 мм, что в большинстве случае меньше средне статического диаметра легочных артерий у пациентов, страдающих резистентной легочной гипертензией. Это не позволит обеспечить плотный контакт поверхности баллонного катетера с сосудистой стенкой. С другой стороны, при наличии необходимого диаметра раздутие баллонного катетера само по себе может приводит к острому гемодинамическому коллапсу из-за резкого повышения давления в системе малого круга кровообращения. Поэтому наиболее оптимальным выходом из сложившейся ситуации является выполнение точечного криовоздействия с помощью катетеров семейства Freezor.
Основополагающим моментом в операции денервации легочных артерий является достижение максимально возможной, полноценной деструкции нервных структур (стволов, ганглиев).
В 2015 году в исследовании Rothman AM и соавт. впервые продемонстрировали анатомо-топографические особенности расположения проводящих путей симпатической нервной системы в толще сосудистой стенки легочного ствола и правой и левой легочных артерий. Гистологическому исследованию подверглись участки сосудистой стенки, где проводилась радиочастотная аблация. Было выяснено, что глубина поражения, наносимая радиочастотным воздействием, варьировалась и зависела от толщины сосудистой стенки. В проксимальных отделах легочных артерий часть нервных стволов после радиочастотной аблации оставалась интактной. Крупные нервные стволы проходят на глубине более 3 мм по задней и боковой стенкам легочного ствола и переходят на устья правой и левой легочных артерий. В таком случае принципиально использовать такой характер воздействия, который имел бы достаточную глубину проникновения и площадь деструкции и в тоже время оставался безопасным. Доступные к использованию ирригационные катетеры для радиочастотной аблации в отличие от неирригационных обладают большей глубиной деструкции, однако их применение ограничено анатомическими образованиями достаточной толщины (полости сердца, участки метастатического поражения).
Суммируя вышеизложенное, криоденервация имеет явные преимущества в сравнении с радиочастотной аблацией, при нанесении криовоздействия возникает так называемый эффект криоадгезии, который обеспечивает дополнительный плотный контакт кончика электрода с сосудистой стенкой, особенно это важно для пациентов, страдающих нарушениями ритма сердца. А также ключевым моментом в использовании системы холодовой (крио) аблации Cardiac CryoAblation System является достаточная максимальная глубина воздействия, наносимая катетерами Freezor (до 4,5 мм) (Bessiere и соавт., 2017).
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ криоденервации ЛА [Криоденервация легочных артерий у пациентов с легочной гипертензией, обусловленной поражениями левых отделов сердца: техника вмешательства, безопасность и результаты госпитального этапа лечения Фещенко Д.А., Руденко Б.А., Шаноян А.С., Драпкина О.М., Концевая А.В., Гаврилова Н.Е., Шукуров Ф.Б., Власов В.Ю., Чигидинова Д.С, Васильев Д.К. Российский кардиологический журнал 2019; 24 (8)] заключающийся в криодеструкции устьев правой и левой ЛА (отступая 2 мм от бифуркации легочного ствола по окружности правой и левой ЛА с расстоянием между точками воздействия 2 мм) с помощью точечного катетера криохирургической консоли (Cardiac Cryoablation System, Medtronic, Ирландия). Предварительно для оценки анатомии ствола ЛА через интродьюсер выполнялась контрольная ангиография. Затем криокатетер подводили к области бифуркации ЛА с помощью длинного интродьюсера. Средняя продолжительность операции составила 50 мин, в процессе которой осуществлялась последовательная циркулярная криодеструкция правой и левой ЛА. Для выполнения следующей аппликации кончик катетера перемещался под флюороскопическим контролем на расстоянии 2 мм от первоначального положения с помощью поворотов ручки по или против часовой стрелки. Минимальное количество аппликаций - по 10 в устье каждой легочной артерии. Параметры холодовой аппликации: достижение температуры -80С и продолжительностью воздействия на каждую точку 120 сек. На протяжении всего вмешательства проводился непрерывный мониторинг электрической активности сердца и системного артериального давления. Успех процедуры определялся по снижению среднего давления в ЛА >10 мм рт.ст. и отсутствию осложнений. Пациентов наблюдали в блоке интенсивной терапии не менее 24 ч после процедуры.
Недостатком способа является отсутствие плотного контакта электрода с эндотелием в 100% аблационных воздействий, что приводит к увеличению длительности операции и поиску дополнительных технических решений. Как следствие увеличивается лучевая нагрузка на пациента и персонал, а также возрастает риск операционных осложнений. В то же самое время, не достигается полноценная денервация всех заинтересованных нервных структур и соответственно снижается эффективность операции и высок риск возврата к исходному уровню ЛГ.
Задачей заявляемого изобретения является разработка безопасного и эффективного метода криоденервации легочной артерии.
Технический результат, на который направлено данное изобретение, заключается в достижении значимого снижения давления в легочной артерии, что позволит улучшить качество и продолжительность жизни у пациентов с ЛГ различного генеза.
Технический результат достигается за счет того, что осуществляется полная циркулярная денервация как и устьев правой и левой легочных артерий, так и легочного ствола по 10 аппликаций в устье каждой легочной артерии (правой и левой) и 10 аппликаций в терминальном отделе легочного ствола, а для достижения плотного контакта электрода с эндотелием параллельно ранее проведенному электроду заводится баллонный катетер на проводнике до уровня стояния электрода, затем производится его раздувание, этот маневр позволяет уменьшить диаметр целевой артерии т.е. улучшить стабильность системы «электрод-эндотелий», при этом размер баллонного катетера определяется интраоперационного в зависимости от конкретной клинической ситуации.
Изобретение поясняется следующими фигурами:
Фиг. 1. Система холодовой (крио) аблации Cardiac CryoAblation System .
Фиг. 2. Ангиография легочного ствола
Фиг. 3. Криоаблационный катетер
Фиг. 4. Криоаблация левой легочной артерии
Фиг. 5 Криоаблация правой легочной артерии
Осуществление способа.
Процедура криоденервации легочной артерии.
Под местной анестезией sol. Lidocaini 0.5% - 20 мл проводится пункция правой бедренной вены. По методике Сельдингера устанавливается два феморальных интродьюсера 7Fr и 8Fr, через один из которых в сердце проводится термодилюционный катетер Сван-Ганца для измерения инвазивных параметров гемодинамики малого круга кровообращения и второй интродьюсер, через второй - катетер Freezor 7Fr вместе с доставляющим проводниковым катетером. В/в вводится гепарин с расчетом 100Ед/кг.
Первым этапом с помощью термодилюционного катетера Сван-Ганца, доставленного через правые камеры сердца к легочной артерии через первый интродьюсер, проводятся измерения и анализ следующих параметров: систолическое, диастолическое, среднее давления в правом предсердии, правом желудочке, в легочной артерии (сДЛА, дДЛА, срДЛА); давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА), уровень сердечного выброса (СВ) методом термодилюции и легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) (рассчитанного по формуле ЛСС=(срДЛА-ДЗЛА)/СВ). Катетер Сван-Ганца остается в легочной артерии на протяжении всей операции.
Вторым этапом для точной визуализации и определения анатомии легочного ствола через второй интродьюсер с помощью диагностического катетера pig-tail выполняется ангиопульмонография (фиг. 2).
Далее под флюроскопическим контролем {Philips Allura Xper FD 20 / Inova 4100 GE Healthcare) на диагностическом проводнике 0.035 дюйма диагностический катетер pigtail заменяется на правый диагностический катетер JR4.0, который заводится до любой сегментарной артерии.
Следующим этапом проводится замена диагностического проводника на более жесткий Amplatz Super Stiff (Boston Scientific), диагностический катетер извлекается. По более жесткому проводнику заводится интродьюсер SRO (St Jude Medical), с помощь которого непосредственно к терминальному отделу легочного ствола (зоне бифуркации) доставляется катетер Freezor (Medtronic). Для обеспечения плотного контакта электрода катетера с эндотелием направляющий катетер слегка подтягивается на себя, что приводит к высвобождению концевой управляемой части катетера, далее с помощью переключателя на ручке придается необходимый угол наклона (фиг. 3). Для достижения плотного контакта электрода с эндотелием предлагается параллельно ранее проведенному электроду заводят баллонный катетер на проводнике до уровня стояния электрода. Далее производится его раздувание, этот маневр улучшает стабильность системы «электрод-эндотелий». Размер баллонного катетера определяется интраоперационно в зависимости от конкретной клинической ситуации.
После очередной криоаблации кончик катетера выпрямляется. Для выполнения следующей аппликации кончик катетера перемещается под флюороскопическим контролем на расстоянии 1-2 мм от первоначального положения с помощью поворотов ручки по или против часовой стрелки. Особенности движения катетера определяются анатомией венозной системы и правых камер сердца (изгибы подвздошных вен, углы, образованные между нижней полой веной, правым предсердием, правым желудочком, легочным стволом, особенности угла бифуркации легочного ствола). В среднем выполняется по 10 аппликаций в устье каждой легочной артерии (правой и левой) и 10 аппликаций легочного ствола со следующими параметрами криовоздействия: -80°С, 120 сек.
Операции легочной денервации считается успешной в случае достижения снижения срДЛА на 10% и более после двусторонней циркулярной криоденервации по результатам измерений с помощью катетера Сван-Ганца.
На протяжении всего вмешательства проводится непрерывный мониторинг электрической активности сердца и системного артериального давления. По завершении операции пациент наблюдается в блоке интенсивной терапии не менее 24 часов.
В ходе клинического исследования (Руденко и соавт., 2019) у 20 пациентов с вторичной ЛГ процедура легочной денервации с использованием системы холодовой (крио) аблации Cardiac CryoAblation System  прошла успешно, ни одного случая развития осложнений зафиксировано не было.
Пример конкретного применения.
Пример №1. Пациент П., 61 года, с легочной гипертензией вследствие патологии левых отделов сердца (хроническая сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса - 29% по Симпсону, постинфарктный кардиосклероз, аневризма верхушки сердца). После достижения компенсации застойных явлений хронической сердечной недостаточности, уровень систолического давления в легочной артерии по данным эхокардиографии составил 60 мм.рт.ст. Пациент был доставлен в рентгеноперационную для проведения легочной денервации. Под местной анестезией выполнена пункция правой бедренной вены, после чего установлены два феморальных интродьюсера 7Fr и 6Fr. По 7Fr интродьюсеру проведен термодилюционный катетер Сван-Ганца для измерения инвазивных параметров гемодинамики малого круга кровообращения, через второй интродьюсер заведен диагностический катетер pig-tail. В/в введен 7,5 тыс ЕД гепарина из расчета 100 Ед/кг.
Произведены измерения гемодинамических параметров малого круга кровообращения, полученные посредством термодилюционного катетера Сван-Ганца (таблица 1).
Далее проведена оценка анатомии легочного ствола и легочных артерий с помощью ангиографии. Диаметр легочного ствола составил 42 мм. Следующим этапом под флюроскопическим контролем Innova 4100 GE Healthcare диагностический проводник 0.035 дюйма был заменен на более жесткий Amplatz Super Stiff (Boston Scientific) посредством диагностического катетера JR4.0. По более жесткому проводнику интродьюсер 6Fr был извлечен и установлен интродьюсер SRO (St.Jude Medical), с помощь которого непосредственно к терминальному отделу легочного ствола (зоне бифуркации) был доставлен катетер Freezor (Medtronic). По ранее описанной стандартной технике была высвобождена концевая управляемой часть катетера. С помощью переключателя на ручке придавался необходимый угол наклона. Однако добиться плотного контакта кончика электрода с латеральными стенками легочного ствола не удавалось. Было принято решение применить технику «параллельного баллонного катетера». Через первый интродьюсер был заведен диагностический проводник 0.035 дюйма, по которому проведен и раздут баллонный катетер Atlas (Bard) 26×40 мм до достижения плотного контакта электрода с эндотелием легочных артерий.
В данном клиническом случае после предварительной оценки управляемости концевой части катетера посредством поочередного поворота ручки катетера по и против часовой стрелки не более чем на 20 градусов, наибольшая управляемость (полное соответствие движения кончика катетера его ручке) достигалась только при повороте ручки по часовой стрелке в легочных артериях.
Выполнена успешная операция точечной криоденервация легочных артерий: суммарно 30 точек, в том числе, 10 аппликаций легочного ствола. По завершении вмешательства срДЛА составила 30 мм.рт.ст (снижение более 10% от исходного значения).
На протяжении всего вмешательства велся непрерывный мониторинг электрической активности сердца и системного артериального давления. Значимых отклонений не наблюдалось. По завершении операции пациент наблюдается в блоке интенсивной терапии 24 часа.
Операция прошла без технических трудностей и осложнений. С клиническим улучшением (уменьшением одышки, расширением объема физической активности) и со значимым снижением уровня давления в легочной артерии пациент выписана под амбулаторное наблюдение. Через 3 месяца по данных эхокардиолографического исследования уровень систолического давления в легочной артерии составил 45 мм.рт.ст.