Zmniejszenie narażenia na promieniowanie podczas wewnątrznaczyniowego leczenia choroby tętnic obwodowych dzięki połączeniu technologii światłowodowej RealShape i ultrasonografii wewnątrznaczyniowej

Choroba tętnic obwodowych (PAD) jest postępującą chorobą spowodowaną zwężeniem tętnic (zwężenie i/lub okluzje) i powoduje zmniejszony przepływ krwi w kierunku kończyn dolnych. Globalne rozpowszechnienie PAD w populacji w wieku 25 lat i starszych wynosiło 5,6% w 2015 r., co wskazuje, że około 236 milionów dorosłych żyje z PAD na całym świecie^1,2. Ponieważ częstość występowania PAD wzrasta wraz z wiekiem, liczba pacjentów będzie tylko rosła w nadchodzących latach³. W ostatnich dziesięcioleciach nastąpiła poważna zmiana z leczenia otwartego na wewnątrznaczyniowe w przypadku PAD. Strategie leczenia mogą obejmować angioplastykę zwykłego starego balonu (POBA), potencjalnie w połączeniu z innymi technikami, takimi jak balon pokryty lekiem, stentowanie, aterektomia wewnątrznaczyniowa i klasyczna otwarta aterektomia (rewaskularyzacja hybrydowa) w celu poprawy unaczynienia w kierunku naczynia docelowego.

Podczas wewnątrznaczyniowego leczenia PAD, prowadzenie obrazu i nawigacja są tradycyjnie dostarczane przez dwuwymiarową (2D) fluoroskopię i cyfrową angiografię subtrakcyjną (DSA). Niektóre główne wady fluoroskopowych interwencji wewnątrznaczyniowych obejmują konwersję 2D struktur i ruchów 3D oraz wyświetlanie w skali szarości narzędzi nawigacji wewnątrznaczyniowej, co nie odróżnia się od wyświetlania w skali szarości otaczającej anatomii podczas fluoroskopii. Ponadto, co ważniejsze, rosnąca liczba zabiegów wewnątrznaczyniowych nadal powoduje wysokie skumulowane narażenie na promieniowanie, co może mieć wpływ na zdrowie chirurgów naczyniowych i radiologów. Dzieje się tak pomimo obecnych wytycznych dotyczących promieniowania, które opierają się na zasadzie "tak niskiej, jak rozsądnie osiągalnej" (ALARA), która ma na celu osiągnięcie najniższego możliwego narażenia na promieniowanie podczas bezpiecznego wykonywania zabiegu^4,5. Ponadto, aby ocenić wyniki rewaskularyzacji wewnątrznaczyniowej (np. po POBA), zazwyczaj wykonuje się jeden lub dwa cyfrowe angiogramy subtrakcyjne 2D z kontrastem nefrotoksycznym w celu oszacowania dynamicznej poprawy przepływu krwi. W związku z tym potrzebne jest badanie gałek ocznych, aby ocenić wzrost przepływu krwi. Co więcej, technika ta ma również ograniczenia dotyczące oceny średnicy światła naczynia, morfologii blaszki miażdżycowej oraz obecności rozwarstwienia ograniczającego przepływ po rewaskularyzacji wewnątrznaczyniowej. Aby przezwyciężyć te problemy, opracowano nowe technologie obrazowania, które usprawniają nawigację w urządzeniu i hemodynamikę po leczeniu, a także zmniejszają narażenie na promieniowanie i stosowanie materiałów kontrastowych.

W przedstawionym przypadku opisujemy wykonalność i skuteczność połączenia technologii Fiber Optic RealShape (FORS) i ultrasonografii wewnątrznaczyniowej (IVUS) w celu zmniejszenia narażenia operatora podczas wewnątrznaczyniowego leczenia PAD. Technologia FORS umożliwia wizualizację 3D w czasie rzeczywistym pełnego kształtu specjalnie zaprojektowanych prowadników i cewników za pomocą światła laserowego, które odbija się wzdłuż światłowodów zamiast fluoroskopii^6,7,8. W ten sposób zmniejsza się narażenie na promieniowanie, a percepcja przestrzenna narzędzi nawigacji wewnątrznaczyniowej poprawia się dzięki zastosowaniu charakterystycznych kolorów podczas nawigacji podczas zabiegów wewnątrznaczyniowych. IVUS jest w stanie optymalnie określić wymiary zbiornika. Celem artykułu jest opisanie metody stopniowego łączenia FORS i IVUS, ukazanie potencjału połączenia obu technik w celu zmniejszenia ekspozycji na promieniowanie oraz poprawy zadań nawigacyjnych i skuteczności leczenia podczas zabiegów wewnątrznaczyniowych w leczeniu PAD.

Prezentacja przypadku
Przedstawiamy 65-letniego mężczyznę z przebytym nadciśnieniem tętniczym, hipercholesterolemią, chorobą wieńcową oraz tętniakami aorty brzusznej i prawej tętnicy biodrowej wspólnej, leczonego wewnątrznaczyniową naprawą tętniaka (EVAR) w połączeniu z prawostronnym urządzeniem rozgałęzionym biodrowym (IBD). Wiele lat później u pacjenta doszło do ostrego niedokrwienia kończyn dolnych na podstawie zgryzu lewej biodrowej kończyny EVAR, wymagającej embolektomii lewej biodrowej kończyny EVAR i tętnicy udowej powierzchownej. W tej samej procedurze usunięto tętniaka tętnicy biodrowej wspólnej poprzez przedłużenie endoprzeszczepu do tętnicy biodrowej zewnętrznej.

Diagnoza, ocena i planowanie<br /> Podczas obserwacji rutynowe badanie ultrasonograficzne typu duplex wykazało zwiększoną szczytową prędkość skurczową (PSV) w lewej kończynie biodrowej stentgraftu o 245 cm/s, w porównaniu z PSV wynoszącym 70 cm/s proksymalnie. Wiązało się to ze znacznym zwężeniem wynoszącym >50% i stosunkiem 3,5. Rozpoznanie restenozy w stencie (ISR) wynoszące ponad 50% zostało następnie potwierdzone za pomocą angiografii tomografii komputerowej (CTA), z dodatkowym podejrzeniem, że zwężenie było spowodowane przez skrzeplinę. Aby zapobiec nawrotom niedrożności kończyn, zaplanowano przezskórną angioplastykę przezświetlną (PTA).

Komisja Etyki Medycznej Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Utrechcie zatwierdziła protokół badania (METC 18/422), a pacjent wyraził świadomą zgodę na procedurę i protokół.

1. Badania przesiewowe pacjentów

1. Włączenie pacjentów
   1. Upewnij się, że pacjent ma ukończone >18 lat.
   2. Upewnij się, że u pacjenta występują objawy PAD i/lub ISR.
2. Wykluczenie pacjenta
   1. Wyklucz pacjentów, którzy nie mogą wyrazić świadomej zgody ze względu na barierę językową lub brak zrozumienia.

2. Segmentacja statków

1. W celu segmentacji naczyń należy wgrać do oprogramowania FORS nabyte przed operacją CTA, aby stworzyć mapę drogową nawigacji poprzez segmentację aorty i obu tętnic biodrowych.
2. Wybierz kontury aorty i tętnicy biodrowej wspólnej w oprogramowaniu do segmentacji, przesuwając kursor nad strukturami tętniczymi. Tętnice będą zaznaczone na niebiesko i można je wybrać, klikając je. Upewnij się, że na tym etapie wybrano tylko interesujące Cię struktury tętnicze.
3. W takim przypadku należy wybrać aortę brzuszną i obie wspólne tętnice biodrowe w połączeniu z lewą tętnicą biodrową zewnętrzną.
4. Po wybraniu interesujących nas tętnic należy dokonać oględzin podzielonych na segmenty struktur, obracając podzielone na segmenty naczynia.

3. Przygotowanie chirurgiczne

1. Ułóż pacjenta w pozycji leżącej na stole operacyjnym, obiema rękami wzdłuż boków pacjenta.
2. Ustawić stację dokującą przy stole operacyjnym, po lewej stronie pacjenta, na poziomie górnych części nóg.
3. Zdezynfekuj pole operacyjne od brzucha do górnej części nóg chlorheksydyną i odsłoń obszar zainteresowania sterylnymi osłonkami.

4. Nakłucie lewej tętnicy udowej wspólnej pod kontrolą USG

1. Stworzyć dostęp tętniczy Seldingera pod kontrolą USG do wspólnej tętnicy udowej.
2. Wprowadzić standardowy prowadnik 0,035 w świetle tętnicy.
3. Wprowadzić osłonę 6 Fr przez prowadnik.

5. Rejestracja woluminu

1. Aby dostosować utworzoną mapę drogową do pozycji pacjenta w czasie rzeczywistym, wykonaj rejestrację objętości. W takim przypadku wykonuje się tak zwaną rejestrację objętości 2D-3D w celu wyrównania pozycji przedoperacyjnej i śródoperacyjnej pacjenta.
2. W tym celu należy uzyskać dwa śródoperacyjne obrazy fluoroskopowe skupiające się na polu zainteresowania, którym w tym przypadku jest pole wcześniej wszczepionego endoprzeszczepu i kończyny biodrowej.
   UWAGA: Ramię C musi być ustawione w dwóch różnych orientacjach, aby uzyskać obrazy fluoroskopowe z różnicą kątów 90°. W tym przypadku daje to jeden obraz wykonany z lewym przednim kątem ukośnym 45° i jeden z prawym kątem skośnym przednim 45°. Przechwyć i skopiuj obrazy do oprogramowania.
3. Użyj widocznego wcześniej istniejącego stentgraftu w obu uzyskanych obrazach fluoroskopowych, aby wyrównać podzieloną na segmenty objętość naczynia za pomocą obrazowania fluoroskopowego w czasie rzeczywistym.
4. Najpierw przełóż podzieloną na segmenty objętość naczynia na kontury stentgraftu na obrazach fluoroskopowych. Określ prawidłowe okno, tak aby wysokie wartości Hounsfielda przedoperacyjnego CTA były uwzględniane tylko w celu wizualizacji stentgraftu. Można to zrobić, klikając ikonę okna u góry.
5. Po przeniesieniu objętości do właściwego miejsca na obrazach fluoroskopowych, należy przesunąć środek obrotu na środek stentgraftu, aby umożliwić obrót stentgraftu wokół jego środka. Obróć stentgraft w segmentowanej objętości naczynia, aby wyrównać przedoperacyjne i śródoperacyjne pozycje stentgraftu.
6. Aby potwierdzić wyrównanie podzielonej na segmenty objętości naczynia za pomocą obrazowania fluoroskopowego w czasie rzeczywistym, dostosuj okno objętości, aby zorientować się i porównać struktury anatomiczne, takie jak struktury kostne. Teraz rejestracja woluminu została pomyślnie zakończona.

6. Rejestracja kształtu FORS

UWAGA: Urządzenia FORS są zarejestrowane na sali operacyjnej, aby umożliwić ich użytkowanie bez fluoroskopii.

1. Umieść urządzenia FORS w obszarze interwencji.
2. Uzyskaj dwa obrazy fluoroskopowe z różnicą w położeniu kątowym co najmniej 30° (np. jeden w przedniej pozycji tylnej i jeden z 30° prawym lub lewym kątem skośnym przednim).
3. Wybierz żądane kąty przechwytywania w oprogramowaniu i obróć ramię C w kierunku wymaganej pozycji.
4. Po wykonaniu obrazu fluoroskopowego należy go skopiować, klikając na symbol lub ikonę przedstawiającą dwa dokumenty.
5. Przeanalizuj prowadnik prowadnika (w kolorze żółtym) i wystający cewnik (w kolorze niebieskim) po konturach na obrazach fluoroskopowych.
   UWAGA: Technologia FORS może być teraz używana autonomicznie.

7. Nawigacja wewnątrznaczyniowa

1. Wprowadzić prowadnik FORS przez osłonę 6 Fr.
2. Za pomocą urządzeń FORS poruszaj się po naczyniu docelowym (lewa tętnica biodrowa i endoprzeszczep) i przeprowadź zmianę zwężoną aż do aorty brzusznej. Wykorzystaj zarejestrowaną segmentację CTA jako mapę drogową podczas nawigacji. Czarne tło oznacza, że podczas przechodzenia przez zmianę nie są wykonywane żadne obrazy fluoroskopowe. Tak więc jedyna orientacja pozycji urządzenia jest zapewniona przez zarejestrowaną podzieloną na segmenty objętość naczynia.
3. Upewnij się, że zwężenie biodra tworzy opór dla prowadnika, który wywołuje nacisk na prowadnik, co skutkuje przerywaną wizualizacją.
4. Nie używaj fluoroskopii podczas nawigacji.
5. Wymień prowadnicę FORS na prowadnicę konia roboczego 0,014. Ponieważ ta prowadnica konia roboczego nie jest obsługiwana przez system FORS; Aby uzyskać położenie drutu, należy użyć fluoroskopii.
6. Wyciągnij cewnik FORS.

8. Pomiary średnicy IVUS sprzed PTA

1. Korzystając z samodzielnego systemu IVUS, wprowadź cewnik IVUS przez prowadnik 0,014 konia roboczego w kierunku rozwidlenia aorty.
2. Wizualizuj średnice śródświetlne od rozwidlenia aorty w kierunku tętnicy biodrowej wspólnej dystalnej zmiany zwężonej, odciągając cewnik IVUS.
3. Określ ilościowo średnicę światła i pole przekroju poprzecznego na poziomie zmiany i obszaru niezwężonego kończyny biodrowej.
4. Wymień prowadnik 0,014 konia roboczego na standardowy prowadnik 0,035 za pomocą fluoroskopii.

9. Zabieg przezskórnej angiografii przezskórnej (PTA)

1. Za pomocą promieni rentgenowskich wprowadzić balon PTA o wymiarach 8 mm x 40 mm przez standardowy prowadnik i umieścić balon w miejscu zmiany zwężonej. Wykonaj napełnianie balonu pod kontrolą fluoroskopii przez 2 minuty.
2. Odciągnij balon PTA.
3. Ponownie napompuj balon PTA, aby po raz drugi leczyć zmianę winowajcy. Proces nadmuchiwania jest widoczny poprzez kontrastowe uwydatnienie balonu.
4. Wyjmij balon PTA i wprowadź cewnik FORS. Następnie wymień prowadnicę 0,035 na prowadnicę konia roboczego 0,014.

10. Pomiary średnicy IVUS po PTA

1. Korzystając z autonomicznego systemu IVUS, wprowadź cewnik IVUS za prowadnik 0,014 konia roboczego.
2. Zobrazuj średnice śródświetlne od rozwidlenia aorty w kierunku tętnicy biodrowej wspólnej dystalnej zmiany zwężonej, odciągając cewnik IVUS od rozwidlenia aorty w kierunku tętnicy biodrowej wspólnej.
3. Określ ilościowo średnicę światła i pole przekroju poprzecznego na poziomie zmiany zwężonej i usuń cewnik IVUS.

11. Pomiary ciśnienia

1. Wprowadzić cewnik FORS przez prowadnik 0,014 konia roboczego przez naczynie docelowe proksymalnie do leczonej zmiany zwężonej i odciągnąć standardowy prowadnik.
2. Ustawić cewnik FORS proksymalnie do zmiany zwężonej i połączyć tylną część cewnika FORS z przetwornikiem ciśnienia. Wypoziomuj i wyzeruj przetwornik ciśnienia, aby zapewnić dokładność pomiarów ciśnienia krwi. Zmierz ciśnienie krwi.
3. Odciągnąć cewnik FORS i zmierzyć ciśnienie krwi dystalnie do leczonej zmiany zwężonej.
4. Wyciągnij cewnik FORS, standardowy prowadnik i osłonę, a następnie zamknij za pomocą przezskórnego urządzenia zamykającego.

Protokół użyty w przedstawionym przypadku pokazuje możliwość połączenia techniki FORS i IVUS, w celu zmniejszenia ekspozycji na promieniowanie i użycia kontrastu w procedurze wewnątrznaczyniowej dla PAD. Większość zabiegu wykonywana jest bez zdjęcia rentgenowskiego i stosuje się zerowy kontrast. Przejście przez zmianę odbywa się za pomocą technologii FORS (prowadnik i cewnik). Etapy, w których stosuje się promieniowanie rentgenowskie, są opisane w protokole; cztery obrazy fluoroskopowe (potrzebne do rejestracji objętości i kształtu), wymiana prowadników (0,035 standardowego i 0,014 konia pociągowego) oraz podczas pompowania balonu PTA (tab. 1).

Zamiast tworzyć (kontrastowy) angiogram cyfrowego odejmowania 2D, efekt POBA w tym przypadku jest określany ilościowo za pomocą IVUS. Średnica światła wzrosła z 4,8 mm przed POBA do 7,0 mm po POBA, a powierzchnia przekroju poprzecznego wzrosła odpowiednio z 27,7 mm2 do 43,8 mm2 (Rysunek 1). Po POBA pomiary ciśnienia tętniczego nie wykazały istotnego spadku dystalnego w stosunku do badanego obszaru w porównaniu z obszarem aorty (ciśnienie krwi odpowiednio 103/73 i 106/73 mmHg), co potwierdza odpowiednie leczenie.

Całkowity czas fluoroskopii wynosił 1 min 53 s, przy całkowitej kermie powietrza (AK) 28,4 mGy i iloczynu powierzchni dozy (DAP) 7,87 Gy/cm2. Kontrolne badanie ultrasonograficzne duplex nie wykazało resztkowej zmiany zwężeniowej, a pacjent wskazał, że dystans chodzenia uległ poprawie. Przegląd wszystkich pomiarów IVUS, pomiarów ciśnienia krwi i całkowitego narażenia na promieniowanie przedstawiono w tabeli 2.

Połączenie FORS i IVUS okazuje się być wykonalne w zmniejszaniu ekspozycji na promieniowanie i zużycia kontrastu, a także umożliwia dokładne leczenie zmiany zwężonej i kwantyfikację wyniku.

Tabela 1: Przegląd przedstawionego protokołu i wykorzystania ekspozycji na promieniowanie, FORS i IVUS podczas procedury w porównaniu z konwencjonalnym leczeniem zwężonej zmiany zwężeniowej za pomocą PTA. PTA = przezskórna angioplastyka transluminalna; FORS = Światłowód Realshape (Światłowód Realshape); IVUS = ultrasonografia wewnątrznaczyniowa; DSA = angiografia subtrakcyjna cyfrowa.

Tabela 2: Przegląd średnicy światła i obszaru przekroju poprzecznego mierzonej przez IVUS przed i po zabiegu, pomiary ciśnienia po zabiegu oraz wyniki ekspozycji na promieniowanie. IVUS = ultrasonografia wewnątrznaczyniowa.

Rysunek 1: Obrazy przed i po zabiegu. (A) Ocena zmiany zwężonej przed leczeniem oraz (B) Kwantyfikacja sukcesu leczenia po leczeniu za pomocą IVUS. Minimalna średnica światła wzrasta z 4,8 mm do 7,0 mm, a powierzchnia przekroju poprzecznego z 27,7mm2 do 43,8mm2 po zabiegu PTA. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Firma Philips Medical Systems Netherlands B.V. przyznała Wydziałowi Specjalizacji Chirurgicznych Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Utrechcie grant badawczy zgodnie z godziwą wartością rynkową w celu wsparcia rejestru FORS Learn. Oddział Specjalizacji Chirurgicznych Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Utrechcie ma podpisaną umowę na badania i konsultacje z firmą Philips.