Ultrasonografia wewnątrznaczyniowa - Intravascular ultrasound
| USG wewnątrznaczyniowe | |
|---|---|
| ICD-9-CM | 00.2 |
| Kod OPS-301 | 3-05e |
| MedlinePlus | 007266 |
Ultrasonografia wewnątrznaczyniowa ( IVUS ) to metodologia obrazowania medycznego przy użyciu specjalnie zaprojektowanego cewnika z miniaturową sondą ultradźwiękową przymocowaną do dystalnego końca cewnika. Proksymalny koniec cewnika jest przymocowany do skomputeryzowanego sprzętu USG . Pozwala na zastosowanie technologii ultradźwiękowej , takiej jak przetwornik piezoelektryczny lub CMUT , aby zobaczyć od wewnątrz naczynia krwionośne na zewnątrz przez otaczającą kolumnę krwi , uwidoczniając śródbłonek (wewnętrzną ścianę) naczyń krwionośnych .
W tętnice z sercem (na tętnicach wieńcowych ) są najczęstszą cel obrazowanie za pomocą IVUS. IVUS jest stosowany w tętnicach wieńcowych w celu określenia ilości blaszki miażdżycowej nagromadzonej w dowolnym punkcie nasierdziowej tętnicy wieńcowej. Ultrasonografia wewnątrznaczyniowa stanowi unikalną metodę badania regresji lub progresji zmian miażdżycowych in vivo. Postępująca akumulacja blaszki miażdżycowej w ścianie tętnicy przez dziesięciolecia jest przyczyną powstania wrażliwej blaszki miażdżycowej, która z kolei prowadzi do zawału serca i zwężenia (zwężenia) tętnicy (znanych jako zmiany w tętnicy wieńcowej). IVUS służy do określenia zarówno objętości blaszki miażdżycowej w ścianie tętnicy, jak i stopnia zwężenia światła tętnicy . Może być szczególnie przydatne w sytuacjach, w których obrazowanie angiograficzne jest uważane za niewiarygodne; na przykład w świetle zmian ujść drożnych lub w przypadku, gdy obrazy angiograficzne nie uwidaczniają odpowiednio segmentów światła, takie jak regiony z wieloma nakładającymi się segmentami tętnic. Służy również do oceny efektów leczenia zwężeń, takich jak poszerzenie tętnicy angioplastyką hydrauliczną, ze stentami lub bez, oraz wyników leczenia medycznego w czasie.
Przewaga nad angiografią
Prawdopodobnie najcenniejszym zastosowaniem IVUS jest wizualizacja płytki nazębnej, której nie można zobaczyć za pomocą angiografii. Z biegiem czasu technika ta przekształciła się w niezwykle przydatne narzędzie badawcze dla nowoczesnej kardiologii inwazyjnej i jest coraz częściej wykorzystywana w badaniach w celu lepszego zrozumienia zachowania procesu miażdżycy u żywych ludzi.
IVUS umożliwia dokładną wizualizację nie tylko światła tętnic wieńcowych, ale także miażdżycy (białe krwinki naładowane błoną/cholesterolem) „ukryte” w ścianie. W ten sposób IVUS umożliwił postęp w badaniach klinicznych, zapewniając dokładniejszą perspektywę i lepsze zrozumienie.
We wczesnych latach 90. badania IVUS nad problemem ponownego zwężenia po angioplastyce doprowadziły do uznania, że większość problemu ponownego zwężenia (jak uwidoczniono w badaniu angiografii) nie była prawdziwym ponownym zwężeniem. Zamiast tego była to po prostu przebudowa blaszki miażdżycowej, która nadal wystawała do światła tętnicy po zakończeniu angioplastyki; zwężenie tylko wydawało się być zmniejszone, ponieważ krew i kontrast mogły teraz przepływać wokół i przez niektóre płytki. Kolumna barwnika angiograficznego wydawała się odpowiednio poszerzona; jednak znaczna płytka nazębna znajdowała się w nowo poszerzonym świetle, a światło pozostało częściowo zatkane. To rozpoznanie sprzyjało częstszemu stosowaniu stentów do przytrzymywania płytki na zewnątrz przy ścianach tętnicy wewnętrznej, poza światłem.
Dodatkowo, badania IVUS, ponieważ były wykonywane częściej, posłużyły do ujawnienia i potwierdzenia wyników badań z sekcji zwłok z późnych lat 80., pokazując, że blaszka miażdżycowa ma tendencję do powodowania ekspansji wewnętrznej elastycznej blaszki, powodując znaczne niedoszacowanie stopnia obciążenia blaszką miażdżycową przez angiografię. Angiografia ujawnia jedynie krawędź miażdżycy, która wystaje do światła.
Być może największy jak dotąd wkład w zrozumienie tej wiedzy przyniosły badania kliniczne przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 90. XX wieku, z wykorzystaniem połączonej angiografii i badania IVUS, w celu zbadania, które zmiany wieńcowe najczęściej prowadzą do zawału mięśnia sercowego. Badania wykazały, że większość zawałów mięśnia sercowego występuje w obszarach z rozległym miażdżykiem w obrębie ściany tętnicy, ale bardzo małym zwężeniem ujścia tętnicy. Zakres lokalizacji zwężeń światła, w których wystąpił zawał mięśnia sercowego, wahał się od obszarów łagodnego poszerzenia aż do obszarów ze zwężeniem większym niż 95%. Stwierdzono jednak, że średnie lub typowe zwężenie, w którym wystąpił zawał mięśnia sercowego, wynosiło mniej niż 50%, opisując blaszki od dawna uważane przez wielu za nieistotne. Tylko 14% ataków serca wystąpiło w miejscach ze zwężeniem 75% lub więcej, ciężkie zwężenia, które wcześniej wielu uważało za największe zagrożenie dla danej osoby. Badania te zmieniły główny cel zapobiegania zawałowi serca z ciężkiego zwężenia na wrażliwą płytkę nazębną .
Obecne zastosowania kliniczne technologii IVUS obejmują sprawdzanie, jak leczyć złożone zmiany przed angioplastyką oraz sprawdzanie, jak dobrze stent wieńcowy został umieszczony w tętnicy wieńcowej po angioplastyce . Jeżeli stent nie jest rozciągnięty równo ze ścianą naczynia, może wystąpić przepływ turbulentny między stentem a ścianą naczynia; niektórzy obawiają się, że może to stworzyć ognisko ostrej zakrzepicy tętnicy.
Wady a angiografia
Podstawowymi wadami rutynowego stosowania IVUS w pracowni cewnikowania serca są koszty, wydłużenie czasu zabiegu oraz fakt, że jest uważany za zabieg interwencyjny i powinien być wykonywany wyłącznie przez angiografów przeszkolonych w kardiologii interwencyjnej techniki. Ponadto może wystąpić dodatkowe ryzyko związane z użyciem cewnika IVUS.
Skomputeryzowane systemy obrazowania echokardiograficznego IVUS kosztują 120 000 USD w 2007 r. za system oparty na wózkach i ~ 70 000 USD za rozwiązanie zainstalowane lub zintegrowane. Cewniki jednorazowe używane do wykonania każdego badania zazwyczaj kosztują około 600 USD, USA, 2007. W wielu szpitalach system IVUS jest umieszczany jako część oferty pakietowej opartej na minimalnych jednorazowych wielkościach sprzedaży. Innymi słowy, koszt konsoli pokrywają rabaty od innych zakupionych produktów, w tym cewników IVUS. Ponieważ nie istnieje żaden standard, cewniki IVUS nie mogą być wymieniane między różnymi producentami.
Dodatkowo, IVUS wydłuża znacznie dodatkowy czas badania i zwiększa ryzyko dla pacjenta poza wykonaniem standardowego badania diagnostycznego angiograficznego. Ten wzrost jest znacznie mniejszy, gdy IVUS jest częścią przezskórnej interwencji wieńcowej , ponieważ duża część konfiguracji jest taka sama dla interwencji jak w przypadku obrazowania IVUS.
IVUS wciąż się poprawia, a niektórzy producenci zaproponowali wbudowanie technologii IVUS w cewniki do angioplastyki i stent- balon, co stanowi potencjalny duży postęp, ale ograniczony przez złożoność, koszty i zwiększoną masę cewników.
Porównanie z wewnątrznaczyniową optyczną tomografią koherencyjną
W porównaniu z IVUS, wewnątrznaczyniowa OCT oferuje lepszą rozdzielczość o rząd wielkości w celu lepszej wizualizacji światła naczynia, mikrostruktury tkanki i urządzeń (np. stenty wieńcowe). IVUS oferuje lepszą głębię obrazowania do oceny blaszek tłuszczowych lub martwiczych, podczas gdy wewnątrznaczyniowa OCT zapewnia lepszą penetrację i lepsze obrazowanie tkanki zwapnionej. OCT wewnątrznaczyniowe wymaga krótkiego wstrzyknięcia kontrastu (np. 2 do 3 sekund) w podobny sposób, aby uzyskać obraz angiograficzny. IVUS nie wymaga wstrzyknięcia kontrastu, ponieważ ultradźwięki mogą przenikać przez krew.
metoda
Do wizualizacji tętnicy lub żyły stosuje się techniki angiograficzne , a lekarz ustawia końcówkę prowadnika, zwykle o średnicy 0,36 mm (0,014") z bardzo miękką i giętką końcówką i długości około 200 cm. Lekarz prowadzi prowadnik z zewnątrz ciała, przez cewniki do angiografii i do odgałęzienia naczynia krwionośnego, które ma zostać zobrazowane.
Końcówkę cewnika ultradźwiękowego nasuwa się na prowadnik i ustawia przy użyciu technik angiografii tak, aby końcówka znajdowała się w najdalszym miejscu do obrazowania. Fale dźwiękowe są emitowane z końcówki cewnika, zwykle mieszczą się w zakresie 20-40 MHz, a cewnik również odbiera i przekazuje informacje zwrotne o echu do zewnętrznego skomputeryzowanego sprzętu USG, który konstruuje i wyświetla w czasie rzeczywistym obraz ultrasonograficzny cienkiego wycinek naczynia krwionośnego aktualnie otaczający końcówkę cewnika, zwykle wyświetlany z szybkością 30 klatek/sekundę obrazu.
Prowadnik jest utrzymywany nieruchomo, a końcówka cewnika ultradźwiękowego jest przesuwana do tyłu, zwykle pod kontrolą motoryczną z prędkością wycofywania 0,5 mm/s. (Zmotoryzowany odciąg jest zwykle płynniejszy niż ruch ręki wykonywany przez lekarza.)
(a) wyściółka wewnętrzna ściany naczynia krwionośnego , (b) choroba miażdżycowa w obrębie ściany oraz (c) tkanki łączne pokrywające zewnętrzną powierzchnię naczynia krwionośnego są echogeniczne , tj. zwracają echa, dzięki czemu są widoczne na ekranie USG.
W przeciwieństwie do tego sama krew i zdrowa część tkanki mięśniowej ściany naczynia krwionośnego są stosunkowo odbijające echo , tylko czarne okrągłe przestrzenie na obrazach.
Obydwa ciężkie złogi wapnia w ścianach naczyń krwionośnych silnie odbijają dźwięk, tj. są bardzo echogeniczne, ale można je również rozróżnić za pomocą cienia. Silne zwapnienie blokuje transmisję dźwięku poza nią, dlatego na obrazach echa są widoczne jako oba bardzo jasne obszary, ale z czarnymi cieniami z tyłu (z punktu widzenia końcówki cewnika emitującego fale ultradźwiękowe).
Zastosowania
IVUS, jak opisano powyżej, był jak dotąd najlepszą technologią do zademonstrowania anatomii ściany tętnicy u żywych zwierząt i ludzi. Doprowadziło to do eksplozji lepszego zrozumienia i badań zarówno nad (a) zachowaniem procesu miażdżycowego , jak i (b) wpływem różnych strategii leczenia na zmianę ewolucji procesu miażdżycowego. Jest to ważne, biorąc pod uwagę, że miażdżyca jest najczęstszym pojedynczym procesem chorobowym dla największego odsetka osób żyjących w krajach pierwszego świata.
Ultrasonografia wewnątrznaczyniowa w anatomii naczyń wieńcowych
Mimo że rutynowe stosowanie IVUS podczas przezskórnej interwencji wieńcowej nie poprawi krótkoterminowych rezultatów, istnieje wiele sytuacji, w których IVUS jest szczególnie użyteczne w leczeniu choroby wieńcowej w sercu . W szczególności w przypadkach, gdy stopień zwężenia tętnicy wieńcowej jest niejasny, IVUS może bezpośrednio określić ilościowo procent zwężenia i dać wgląd w anatomię blaszki miażdżycowej.
Jednym ze szczególnych zastosowań IVUS w anatomii naczyń wieńcowych jest ilościowa ocena głównej choroby lewej tętnicy wieńcowej w przypadkach, gdy rutynowa koronarografia daje niejednoznaczne wyniki. Wiele badań w przeszłości wykazało, że znaczna choroba lewej tętnicy wieńcowej może zwiększać śmiertelność , a interwencja (zarówno operacja pomostowania aortalno-wieńcowego, jak i przezskórna interwencja wieńcowa ) w celu zmniejszenia śmiertelności jest konieczna, gdy istotne jest zwężenie lewej tętnicy wieńcowej .
Podczas stosowania IVUS w celu określenia, czy główna choroba lewej części pacjenta jest klinicznie istotna, pod względem celowości interwencji fizycznej, dwoma najczęściej stosowanymi parametrami są stopień zwężenia i minimalny obszar światła. Powierzchnia przekroju poprzecznego ≤7 mm² u osoby z objawami lub ≤6 mm² u osoby bezobjawowej jest uważana za klinicznie istotną i uzasadnia interwencję w celu zmniejszenia śmiertelności w ciągu roku. Jednak te dokładne wartości graniczne są przedmiotem dyskusji i w praktyce można stosować różne przekroje graniczne w zależności od różnych interpretacji danych z badań.
Walidacja skuteczności nowych zabiegów
Ponieważ IVUS jest szeroko dostępny w laboratoriach cewnikowania naczyń wieńcowych na całym świecie i może dokładnie oszacować ilościowo blaszkę miażdżycową , zwłaszcza w obrębie tętnic wieńcowych, jest coraz częściej wykorzystywany do oceny nowszych i rozwijających się strategii leczenia choroby wieńcowej, w tym statyn i innych metod.