Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Клинико-экспериментальное обоснование эффективности применения полупроводникового лазера "Лазон-10п" в кардиохирургии для лечения больных ИБС

На правах рукописи

АНДРЕЕВ СЕРГЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЛАЗЕРА «ЛАЗОН-ЮП» В КАРДИОХИРУРГИИ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ ИБС

14.00.44 - сердечно-сосудистая хирургия 14.00.06 - кардиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 8 ИДЯ 2009

Новосибирск - 2009

003471025

Работа выполнена в Отделе сердечно-сосудистой хирургии Государственного учреждения «Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного Центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Шипулин Владимир Митрофанович доктор медицинских наук, профессор Павлюкова Елена Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Железнев Сергей Иванович (Центр хирургии приобретенных пороков сердца и биотехнологий Федерального государственного учреждения «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н.Мешалкина» (630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15))

доктор медицинских наук, профессор Мордовии Виктор Федорович (Отдел артериальных гипертоний Государственного учреждения «Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения РАМН»(634012, г. Томск,ул. Киевская Illa))

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии медицинских наук «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН» (650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 6)

Защита состоится 10 июня 2009 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 208.063.01 при ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н.Мешалкина». Адрес: 630055, г.Новосибирск, ул.Речкуновская, 15; e-mail: ds-meshalkin@yandex.ru http://www.meshalkin.ru/dis_council

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «ННИИПК имени академика Е.Н.Мешалкина»

Автореферат разослан 07 мая 2009 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор мед. наук, профессор

Ленько Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Со второй половины XX века на смену эпидемиям инфекционных болезней, оставившим неизгладимый след в истории человечества, пришла эпидемия сердечно-сосудистых заболеваний, не менее страшная угроза благополучию, здоровью и жизни человека, не менее трудная проблема для теоретической и практической медицины. В структуре сердечно-сосудистых заболеваний основную роль играет ишемическая болезнь сердца (ИБС), которая является наиболее частой причиной смерти мужчин после 45 лет и женщин после 65 лет в большинстве стран мира (Метелица В.И., 1976; Бураковский В.И., 1988; Глазунова И.С., 2000).

За последнее время достигнуты значительные успехи как в медикаментозных методах лечения ИБС, так и в хирургических методах, включая уже ставшие рутинными аортокоронарное шунтирование (АКШ) и транслюми-нальную баллонную ангиопластику (ТЛБАП). Но имеется значительное число больных, у которых применение данных методик не представляется возможным. Эту группу лиц составляют пациенты с диффузным и/или дисталь-ным поражением коронарного русла и больные, имеющие мелкие, нешунта-бельные коронарные артерии (КА) (Бокерия Л.А., 2001). Доля таких больных по данным ведущих кардиохирургических центров составляет 13-15% обследованных больных ИБС (Mukherjee D., 1999; Бокерия J1.A., 2001). Выходом в подобных случаях является применение альтернативных методов реваскуля-ризации, одним из которых является трансмиокардиальная лазерная реваску-ляризация (TMJIP). В мире выполнен большой объем работ по изучению использования ТМЛР. Показано, что после данной операции улучшается су-бэндокардиальная перфузия, функциональный класс стенокардии снижается, а состояние больных существенно улучшается (Mirhoseini M., 1988; Fisher J.C., 1998; Бокерия Л.А., 2004).

На сегодняшний день для ТМЛР в основном используются газовые С02-лазеры и твердотельные лазеры на апюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd-YAG), эрбием и гольмием. Однако обе группы не лишены недостатков, в частности вышеперечисленные лазеры обладают большими габаритами, сложны в эксплуатации и имеют высокую стоимость. В то же время в 1990-х гг. наблюдался быстрый прогресс в увеличении надежности и уровня выходной мощности при снижении себестоимости полупроводниковых лазеров. Такое улучшение эксплуатационных характеристик лазерной медицинской аппаратуры создало условия для внедрения лазерной техники в массовое здравоохранение, в том числе в кардиохирургию (Евдокимов C.B., 2001). Но

з

применение полупроводникового лазера для ТМЛР носит эпизодический характер, недостаточно изучены как механизм действия, так и клинические эффекты влияния данного типа лазера на миокард.

С позиции вышеизложенного сформулированы цель и задачи исследования.

Цель исследования: Экспериментально-клиническое изучение эффективности применения полупроводниковых низкоэнергетических лазеров в лечении больных ИБС.

Задачи исследования

1. Разработать и обосновать технологию проведения операции транс-миокардиальной лазерной реваскуляризации на экспериментальной модели с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮП».

2. Оценить эффективность трансмиокардиапьной лазерной реваскуляризации в эксперименте на модели ИБС в различные сроки после операции.

3. С помощью новой ультразвуковой технологии «отслеживания пятна» (Speckle Tracking Imaging) оценить динамику деформационных свойств миокарда левого желудочка после трансмиокардиапьной лазерной реваскуляризации у больных ИБС.

4. Провести анализ осложнений в ближайшем послеоперационном периоде после сочетанных операций трансмиокардиапьной лазерной реваскуляризации и аортокоронарного шунтирования у больных ИБС.

5. Оценить периоперационное повреждение миокарда у пациентов с ИБС при выполнении трансмиокардиапьной лазерной реваскуляризации с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮП».

6. Оценить клиническую эффективность процедуры трансмиокарди-альной лазерной реваскуляризации в раннем послеоперационном периоде и в отдаленные сроки до 3 лет у больных ИБС.

Научная новизна

1. Впервые экспериментально обоснована результативность воздействия лазерного излучения отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» на ишемизированный миокард с целью непрямой реваскуляризации.

2. Впервые показана клиническая эффективность и безопасность использования отечественного полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда «Лазон-ЮП» в отдаленные сроки после операции.

3. Впервые показано повышение глобальной деформации левого желудочка (Global Strain, Global Strain Rate) и деформационных свойств (Strain и Strain Rate) в продольном и поперечном направлениях в сегментах, подвергшихся лазерному воздействию. Впервые обнаружено появление малых интрамиокардиальных артерий в области нанесения лазерных каналов.

Отличие полученных новых научных результатов от результатов, полученных другими авторами

Об изучении на клиническом и экспериментальном уровне ТМЛР для лечения больных ИБС сообщалось и ранее (Mirhoseini М., 1983; Smith J.A., 1995; Diegeler А., 1996; Yamamoto N.. 2000; Allen К.., 2004). В отличие от указанных данных, нами впервые разработано и апробировано использование отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮГТ» для непрямой рева-скуляризации миокарда. Экспериментально обоснована результативность воздействия лазерного излучения полупроводникового лазера «Лазон-10П» на ишемизированный миокард и разработана технология оперативного вмешательства. Исследовано применение данного лазера для лечения больных ИБС как в сочетании с операцией АКШ, так и изолированно. Показана эффективность и безопасность ТМЛР в ранние и отдаленные сроки после операции, в том числе с оценкой послеоперационных осложнений и летальности. Впервые с помощью новой ультразвуковой технологии «отслеживания пятна» (Speckle Tracking Imaging) оценена динамика деформационных свойств миокарда левого желудочка после трансмиокардиальной лазерной реваску-ляризации у больных ИБС с обнаружением малых интрамиокардиальных артерий в области нанесения лазерных каналов.

Практическая значимость полученных новых научных знаний

Применение операции ТМЛР при помощи низкоэнергетического лазера расширит спектр методов лечения ИБС, позволит осуществлять эффективную хирургическую помощь пациентам с ИБС, у которых медикаментозная терапия не имеет достаточного действия, а выполнение прямой реваскуляри-зации не представляется возможным. Также, по сравнению с аналогами, достоинствами полупроводникового лазера являются небольшие размеры, удобство в эксплуатации, меньшая цена и простота оперативного вмешательства.

Достоверность выводов и рекомендаций

Выводы и рекомендации основаны на результатах обработки современными статистическими программами базы данных, включающей большое

число экспериментальных и клинических наблюдений, что является свидетельством достоверности выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе. Выводы и рекомендации были опубликованы в реферируемых изданиях и не получили критических замечаний.

Использованное оснащение, оборудование и аппаратура: Портативный программируемый лазерный скальпель-коагулятор «Лазон-ЮП» (ООО НТО «ИРЭ-Полюс»); санный микротом МС-2; микроскоп Axioskop 40 (Carl Zeiss); цифровая камера «CANON А520»; Электрокардиограф «BIOSET-6000» (Германия); Велоэргометр «КЕ® 12» (Medicor, Венгрия); ультразвуковая система «VIVID 7» (General Electric Medical Systems); гамма-камера «Omega 500» (Technicare Co, США-Германия); Индикатор: хлорид таллия-199 (199Т1); Ангиографический комплекс «Cardioscop-V» (Siemens); Полуавтоматический анализатор «FP-900» (Labsystems, Финляндия); Набор реактивов для определения тропонина I (Biocon, Германия); Аппарат искусственного кровообращения «Stocken СЗ» (STOKERT Instrumente GmbH-DIDECO S.р. А., Германия-Италия).

Личный вклад автора в получении новых научных результатов данного исследования. При выполнении работы автор лично выполнял эксперименты на животных с участием в дальнейшей оценке морфологических и гистологических результатов. Принимал непосредственное участие в обследовании больных, операциях и ведении пациентов в послеоперационном периоде. Вел медицинскую документацию. Координировал обследование больных в контрольные сроки после операции. Статистически обработал полученные данные с применением пакета программ Statistica 5.0., выполнил анализ и дал научную интерпретацию полученных результатов. Опубликовал положения, выводы диссертации и практические рекомендации.

Апробация работы и публикации по теме диссертации

Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на Российском национальном конгрессе кардиологов (Томск, 2005 г.); VIII и IX ежегодных сессиях Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН с всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2004 и 2005 гг.); IV научных чтениях, посвященных памяти академика РАМН E.H. Мешалкина с международным участием (Новосибирск, 2004 г,); Юбилейной конференции, посвященной памяти академика РАМН E.H. Мешалкина (Новосибирск, 2006 г.); IX, X, XI, XII и XIII Всероссийских съездах сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2003, 2004, 2005, 2006 и 2007 гг.);

б

Юбилейных чтениях, посвященных памяти академика В.В. Пекарского (Томск, 2007 г.); VIII международной конференции «Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул» (Томск, 2007 г.); V, VI, VII и IX ежегодных семинарах молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии» (Томск, 2004, 2005, 2006 и 2008 гг.). Опубликовано 27 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации: Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов экспериментальной части исследования и клинической части исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 222 источника, из которых 60 отечественных и 162 иностранных. Диссертация иллюстрирована 9 таблицами и 37 рисунками.

Внедрение в практику: лазерный скальпель-коагулятор «Лазон-ЮП» прошел клиническую апробацию на базе ОССХ НИИК ТНЦ СО РАМН по заказу производителя. Результаты исследования предложены, опробованы и внедрены в практическую деятельность кардиохирургического отделения НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН.

Положения, выносимые на защиту

1. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация при помощи отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» с длиной волны 970 нм и выходной мощностью 10 Вт эффективна и приводит к увеличению количества неососудов в единице объема облученного участка миокарда, что служит улучшению перфузии в месте воздействия лазерного излучения.

2. Полупроводниковый лазер эффективен для выполнения непрямой ре-васкуляризации сердечной мышцы у больных с диффузным и дисталь-ным атеросклерозом КА, имеющих жизнеспособный миокард.

3. Непрямая лазерная реваскуляризация с применением полупроводникового лазера может быть использована как в качестве дополнительной процедуры во время операции аортокоронарного шунтирования, так и в качестве изолированной операции в зонах гибернирующего миокарда, где проведение прямой реваскуляризации невозможно.

4. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация с использованием полупроводникового лазера является процедурой низкого риска и оказывает несущественное влияние на степень периоперационного повре-

ждения миокарда как изолированно, так и в сочетании с аортокоронар-ным шунтированием, причем минимальность повреждающего действия на миокард не зависит от количества выполненных лазерных каналов в стенке сердца.

5. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация полупроводниковым лазером не приводит к снижению фракции выброса левого желудочка, увеличению объемов левого желудочка к 3-му году наблюдения; в послеоперационном периоде отмечается повышение деформационных свойств в виде глобальной деформации (Global Strain, Global Strain Rate) и деформации в сегментах левого желудочка, подвергнутых лазерному воздействию; зарегистрировано появление малых интраму-ральных артерий в зоне воздействия.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В работе использовался отечественный портативный программируемый лазерный скальпель-коагулятор «Лазон-10П», разработанный совместно НТО «ИРЭ-Полюс» (г. Фряэино Московской области) и ГУП ФНПЦ «Прибор» (г. Москва) (Рис.1). Установка представляет собой полупроводниковый низкоэнергетический лазер, работающий в непрерывном режиме, что позволяет не синхронизировать излучение аппарата с ЭКГ пациента. Выходная мощность составляет 10 Вт, длина волны - 970 нм (рабочая длина волны приходится на локальный максимум поглощения в воде и оксигемоглобине, являющихся основными компонентами мягких тканей человека). Излучение доставляется к поверхности миокарда по гибкому фиброволоконному световоду. Прибор оснащен прицельным лазером и используется в комплекте с ручным держателем, позволяющим задавать необходимую глубину канала в миокарде путем дозированного выдвигания конца световода. Аппарат прошел клиническую апробацию на базе отделения сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН по заказу производителя, где впервые с его помощью была выполнена операция ТМЛР.

Рис. 1. Внешний вид лазерного скальпеля-коагулятора «Лазон-10П»

С целью морфологического обоснования эффективности полупроводникового лазера для ТМЛР и разработки методики оперативного вмешательства с подбором оптимальной техники выполнения настоящая работа состоит из экспериментальной и клинической частей. Первым этапом были проведены экспериментальные исследования на крупных лабораторных животных. Следующим этапом проводились клинические исследования ТМЛР для лечения больных ИБС.

Экспериментальная работа выполнялась на 31 беспородной собаке обоего пола в возрасте не менее 1 года, весом от 10 до 15 кг. Объектом исследования стал миокард передней стенки и верхушки левого желудочка экспериментальных животных. У экспериментальных животных для микроскопического исследования брали кусочки миокарда передней стенки и верхушки левого желудочка сердца (от одного экспериментального животного 10 образцов миокарда размерами 1x1 см трансмурально, из каждого образца изготавливали 4 препарата для гистологического и морфометрического исследования). Материал для морфометрического анализа брался непосредственно в месте нанесения лазерного воздействия (место воздействия легко определялось визуально и располагалось на верхушке и передне-боковой стенке левого желудочка).

Исследование логически и хронологически протекало в 2 стадии. На первой стадии проводилась разработка оптимальной техники операции ТМЛР и исследование воздействия полупроводникового лазера на миокард. На второй стадии проводилась оценка использования ТМЛР на фоне модели

ИБС. Всем животным операция ТМЛР выполнялась через левостороннюю торакотомию. Во всех экспериментальных вмешательствах доступ к сердцу осуществлялся путем левосторонней торакотомии на фоне интубационного наркоза.

В первую стадию эксперимента вошло 11 беспородных собак, которым была выполнена ТМЛР интактного миокарда. Животные выводились из эксперимента на разных сроках: непосредственно после операции -2 экспериментальных животных, через I сутки - 3, через 7 дней - 3, через 30 дней - 3. В качестве контроля использовались участки миокарда, не подвергнутого реваскуляризации и взятого у этих же животных. Выполнялись гистологические методы: материал фиксировался, после заливки образцов ткани в парафин выполнялись серийные срезы. Окрашивание полученных срезов велось по двум методам: гематоксилин-эозином и по методу Маллори. Гистологические препараты изучались с помощью обычной световой микроскопии, выполнялась морфометрия каналов. Наблюдались типичные стадии асептического воспаления в окружающей лазерные каналы зоне с развитием неоангиогенеза. Проведённый расчет удельной плотности сосудистой сети, т.е. количество сосудов на площади в 1 мм2, показал, что через 15 минут после операции, так же как и в интактном миокарде, она составляла 5,3 ±0,27. Через сутки после операции данный показатель также достоверно не отличался от исходного - 5,4±0,29. Через неделю после эксперимента удельная плотность капилляров составила 14,8 ±0,45, что достоверно выше предыдущего показателя. Через 1 месяц после операции расчет удельной сосудистой плотности миокарда показал значительное увеличение данного показателя -35,6 ± 1,01. Морфометрически была оценена зона периканапьного повреждения (0,17±0,02мм (р<0,01). Отмечено, что на расстоянии до 2 мм от зоны повреждения в рассматриваемые сроки после ТМЛР достоверно удельная сосудистая плотность миокарда не отличалась, в то время как на большем удалении значимо снижалась. В связи, с чем подобрана оптимальная частота лазерных воздействий 3-5 на 1 см2 площади левого желудочка.

Во второй стадии эксперимента выполнялась оценка действия ТМЛР на фоне ишемизированного миокарда. Ишемизация выполнялось перевязкой диагональных артерий с последующей ТМЛР через 1 месяц и подверждалась по данным ЭКГ, морфологии миокарда. Экспериментальное вмешательство выполнено 20 животным. Из них 12 беспородным собакам первым этапом

ю

выполнялось моделирование экспериментального кардиосклероза, через 30 дней проводилась ТМЛР с последующим выведением животных из эксперимента через 25 часов, 2 недели и 3 месяца (по 4 беспородных собаки на каждый срок). Группами сравнения стали 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.

Измерялся удельный объем (Уу) сосудов, паренхимы и капилляров миокарда методом точечного счета предложенного Глаголевым. Подсчет Уу паренхимы, сосудов и капилляров проводили в 5 случайных полях зрения каждого среза при 280-кратном увеличении микроскопа. Исходно в интакт-ном миокарде удельный объем сосудов равнялся 0,071 ± 0,002. В ишемизиро-ванном миокарде через месяц после создания экспериментальной модели кардиосклероза данный показатель был равен 0,039±0,001, через 2 недели 0,046± 0,001, через 3 месяца этот показатель достоверно увеличился до 0,073 ±0,002, что сопоставимо с интактным миокардом (р<0,05).

Вычисляли и трофический индекс (ТИ) как отношение удельного объема капилляров к удельному объему паренхимы:

ТИ = Уу капилляров (мм3/мм3) / кардиомиоцитов (мм3/мм3). За единичный объем принимали 1 мм3 ткани для исследования на све-тооптическом уровне (Рис. 2).

0,0398 0,0392* 0,0396

НТИ1 □ ТИ2 ВТИЗ В ТИ4 |

Примечание: ТИ! - ТИ в интактном миокарде; ТИ2 - ТИ в ишемизированном миокарде; ТИЗ - ТИ после операции ТМЛР; ТИ4 - ТИ в интактном миокарде

Рис. 2. Динамика трофического индекса (ТИ) после ТМЛР (*р<0,05 по сравнению с исходом)

п

В связи с доказанной эффективностью полупроводникового лазера «Лазон-10П» для выполнения ТМЛР прибор был рекомендован для применения в клинике сердечно-сосудистой хирургии.

Клиническая часть исследования: на базе НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН в отделении сердечно-сосудистой хирургии с марта 2003 года по февраль 2008 выполнена операция ТМЛР с применением полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» 41 больному ИБС, из них изолированные операции ТМЛР; 5 больных (12,2%); ТМЛР в сочетании с резекцией аневризмы: 4 (9,8%); ТМЛР в сочетании с аортокоронарным шунтированием: 32 пациента (78%). В табл. I представлены исходные клинические данные больных.

Таблица 1

Клиническая характеристика больных

Количество больных в группе п=41

Возраст (лет) (М± 50) 55,21 ±5,65

Пол М 35(85,4%)

Ж 6(14,6%)

Стенокардия напряжения, ФК (Канадская классификация), количество пациентов I -

II 4 (9,8%)

111 28 (68,3%)

IV 9(21,9%)

Инфаркт миокарда в анамнезе, количество пациентов 0 4 (9,8%)

1 25 (60,9%)

2 7(17,1%)

3 5 (12,2%)

Фракция выброса левого желудочка,% (М±ш) 57,2 ±12,2

Гипертоническая болезнь, количество пациентов 37 (90,2%)

Сахарный диабет, количество пациентов 11 (26,8%)

Атеросклероз артерий нижних конечностей, количество пациентов 8 (19,5%)

Атеросклероз артерий головного мозга, количество пациентов 6(14,6%)

Всем больным с ИБС выполнялось плановое обследование, включающее общеклинические исследования, выполнение ЭКГ, эхокардиографию, ультразвуковое исследование сосудов, оценка поражения коронарного русла при помощи коронарографии. Именно после анализа коронарограмм выполнялся первичный отбор больных ИБС - кандидатов на ТМЛР. Критериями

отбора служили признаки поражения одной или нескольких КА, которые могли препятствовать выполнению АКШ или ТЛБАП. Данные поражения включали диффузное или дистальное атеросклеротическое поражение русла КА, а также наличие мелких, нешунтабельных артерий. Затем проводились обследования, направленные на выявление жизнеспособного миокарда у больных-кандидатов на ТМЛР с целью определить целесообразность планируемой операции и установить топику участков миокарда, нуждающихся в обработке лазером. Оценку жизнеспособности миокарда мы проводили с помощью стресс-ЭхоКГ с допмином и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОЭКТ) миокарда с хлоридом таллия-199 (195Т1). Также, пациентам выполнялась проба с дозированной физической нагрузкой на вело-эргометре с целью последующей оценки эффективности операции, тканевая допплерография. После выполнения операции ТМЛР больные обследовались в нашей клинике повторно для оценки эффективности проведенной операции через 2 недели, 6, 12 и 36 месяцев после реваскуляризации. В каждую кон-

трольную госпитализацию выполнялась велоэргометрия, тканевая допплерография, сцинтиграфии миокарда с хлоридом таллия- 199.

Рис. 3. Алгоритм отбора больных на операцию и проведения обследования.

Во время операций ТМЛР среднее количество лазерных каналов составило 61,2 ±4,8 (М±ш). Среднее количество наложенных шунтов на одного больного при сочетанных операциях АКШ и ТМЛР, которые составляли большую часть операционных вмешательств с применением лазера, составило 1,97±1,06 (M±SD). Причем количество пораженных артерий у данной группы больных до операции в среднем составляло 2,91 ± 1,14 (М± SD). После создания лазерного канала из него отмечалось незначительное кровотечение, которое через несколько минут проходило самостоятельно или прекращалось после прижатия к кровоточащему участку тупфера. Непосредственно во время воздействия лазера на миокард на ЭКГ эпизодически возникали единичные желудочковые экстрасистолии, не требующие медикаментозной коррекции. Не отмечались повреждения лазерным излучением крупных сосудов сердца или проводящих путей.

Возникала необходимость оценить относительную безопасность ТМЛР при помощи полупроводникового лазера. В качестве адекватного теста оценки интраоперационного повреждения миокарда после ТМЛР применялось серийное исследование уровня кардиоспецифичного фермента миокардиаль-ного повреждения тропонина I (Тн1). Было обследовано 24 пациента, подвергнутых операции ТМЛР, в том числе 1 - в сочетании с резекцией аневризмы ЛЖ и АКШ, 3 - изолированные операции ТМЛР, 20 - в сочетании с АКШ.

В плазме крови больных определяли уровень кардиоспецифичного фермента миокардиального повреждения тропонина I (Тн!) по методике МНИИ медицинской экологии (Москва) и ООО «Хема-Медика» набором реактивов фирмы Biocon (Германия) на этапах: перед началом операции, сразу после реваскуляризации миокарда, через 4, 8,12, 24,48 ч и на 7-е сутки после операции.

Перед операцией исходный уровень Тн1 у обсуждаемых больных был близок к нулю. В дальнейшем анализ полученных данных позволил распределить всех пациентов на три группы по степени и обратимости периопера-ционного повреждения миокарда при реваскуляризирующих операциях. Первую группу сформировали 18 (75%) пациентов. Из них 3 больным были выполнены изолированные операции ТМЛР и 15 человек перенесли лазерную реваскуляризацию в сочетании с АКШ. После операции у них не было выявлено значимого повышения биохимических маркеров повреждения миокарда

(табл. 2). Электрокардиографических изменений и гемодинамических нарушений среди больных данной группы не было зарегистрировано.

Таблица 2

Динамика уровня тропонина I при ТМЛР и коронарном шунтировании в зависимости от степени повреждения миокарда

Этап исследования 1-я группа 2-я группа 3-я группа

До операции (1) 0,04 (0,02;0,09) 0,05 (0,05;0,19) 0,07(0,05;0,18)

Завершение операции (II) 0,17 (0,08;0,27) 1,77 (0,22; 1,25)* 6,57 (0,24;1,25)*

4 ч после операции (III) 0,42 (0.36;0,27) 3,56 (1,41;3,1)* 11,66(1,48:3,6)*

8 ч после операции (IV) 0,66 (0,42;1,2) 5,16 (1,58;3,21)* 14,06 (2,1;4,1)*

12 ч после операции (V) 0,84 (0,3 5 ;0,97) 3,06 (2,15;4,1)* 16,60(1,56;3,6)*

24 ч после операции (VI) 0,50 (0,25;0,90) 2,08 (1,2;2,9)* 12,83(1,2;2,91)*

48 ч после операции (VII) 0,29 (0,1б;0,52) 0,95 (0,49; 1,4) 10,95(0,44;1,46)*

7-е сутки после операции (VIII) 0,06 (0,04;0.13) 0,07(0,16;0,2) 6,48 (0,14;0,2)*

Примечание: * - р < 0,05 при сравнении обсуждаемых групп. Статистическая обработка выполнена с применением критерия Манна -Уитни.

Ко 2-й группе были отнесены 4 (16,7%) пациента, у которых в раннем послеоперационном периоде отмечались обратимые кратковременные ише-мические изменения миокарда. Из них 3 больным ТМЛР дополнялась АКШ и у одного пациента сочеталась с резекцией аневризмы ЛЖ. Пиковые значения Тн1 были зарегистрированы через 8 ч после шунтирования - 5,16 нг/мл, но к 7-м суткам наблюдения концентрация Тн1 снизилась до исходных значений. Кроме того, у пациентов этой группы в первые часы после операции на ЭКГ отмечались преходящие изменения сегмента БТ и гемодинамическая потребность в инотропной поддержке. Через сутки ЭКГ не отличалась от доопера-ционной, а дозы инотропных препаратов были уменьшены до ренальных.

Третью группу составили 2 (8,3%) пациента. У обоих пациентов ТМЛР сочеталась с АКШ. Критерием, по которому выделена эта группа, стал зарегистрированный периоперационный ОИМ. При этом пик концентрации Тн1 наблюдался к 24 ч (16,6 т/мл) и сохранялся на субмаксимальных значениях

2-3 суток с тенденцией к снижению только в конце первой недели послеоперационного периода. На 7-е сутки послеоперационного периода уровень Тн! оставался выше 6 нг/мл. На ЭКГ после операции у обоих пациентов этой группы была отмечена стойкая элевация сегмента БТ с последующим формированием ()-зубца на фоне нестабильной гемодинамики и потребности высоких доз катехоламинов.

Мы не связываем повышение маркеров повреждения миокарда с проведенной ТМЛР. Более обоснованной ишемическая природа повреждения миокарда, сопутствующая операциям в условиях ИК с пережатием аорты в целом и операциям АКШ в частности, так как, несмотря на попытки варьировать компонентами, ни один современный состав кардиоплегии не исключает полностью глобальную или локальную кардиальную ишемию, а частота развития периоперационного ОИМ соответствует частоте при коронарном шунтировании в условиях ИК.

Также оценить кровопотерю в полость перикарда по дренажам в ранний послеоперационный период представлялось нам важным, так как создание лазерные каналы могут стать источником кровотечения.

Оценка кровопотери осуществлялась только у больных, подвергнутых ТМЛР в сочетании с АКШ при ИК. В данной группе представлено 29 больных. В качестве сравнения использовались случайным образом отобранные истории болезни 30 пациентов, которые были прооперированы в период с 2003 по 2007 гг. Все пациенты были подвергнуты АКШ с ИК.

В основной группе величина кровопотери по дренажам составила (515,9± 104,4) мл, в то время как в контрольной группе - (497,4 ± 973) мл (М± ш). Как в первой группе, так и во второй группе отмечено по два пациента с кровотечением в раннем операционном периоде, потребовавшим выполнения рестернотомии и хирургического гемостаза. В данных случаях величина кровопотери значительно отличалась от среднестатического значения в сторону увеличения.

При удалении из групп пациентов с послеоперационным кровотечением были получены: в основной группе (371,2±22,4) мл, в контрольной группе (382,6±25,2) мл. Ни в том, ни в другом случае данные достоверно не отличались (р<0,05). Результаты вышеозначенного исследования представлены на рис. 4.

с не осложненным и осложненным кровотечением ранним послеоперационным периодом; 2-выделенные группы больных с неосложненным послеоперационным периодом. При р<0,05 без достоверных различий

Послеоперационные осложнения и смертность. Осложнения в послеоперационном периоде отмечены у 11 пациентов, т.е. 26,8% (табл. 3), что не отличается от средних показателей по всем прооперированным больным ИБС в отделении.

Таблица 3

Характеристика осложнений у пациентов с ТМЛР

Осложнения Количество больных

Без осложнений 30 (73,2%)

Кровотечение 2 (4,9%)

Расхождение послеоперационных швов 2 (4,9%)

Гидроперикард 3 (7,3%)

ОИМ 2 (4,9%)

Прочие осложнения 2 (4,9%)

В послеоперационном периоде не было ни одного смертельного случая, как и непосредственно во время операции. В отдаленном послеоперационном периоде наблюдались все пациенты из числа перенесших лазерное воздействие. Сроки наблюдения составляли от 3 месяцев до 3 лет. За этот период умерло 5 (12,2%) пациентов. При этом от кардиальных причин погибли 3 пациента, от внесердечных причин - 2 больных. Полученные данные не позволили отметить значительных отклонений от общемировой статистики касательно выживаемости больных после ТМЛР и (или) АКШ.

Результаты обследования больных в контрольные сроки после операции

Пациенты, подвергнутые ТМЛР, были обследованы через 2 недели, 6 месяцев, 12 месяцев и 3 года после оперативного вмешательства. Согласно алгоритму оценивались функциональный класс (ФК) стенокардии, фракция выброса левого желудочка, толерантность к физической нагрузке по данным ВЭМ, деформационные свойства миокарда по данным ЭхоКГ и сцинтигра-фические исследования. У большинства больных отмечалось клиническое улучшение, проявляющееся в понижении ФК стенокардии (табл. 4).

Таблица 4

Динамика изменения функционального класса стенокардии в контрольные точки после операции ТМЛР

ФК стенокардии Срок обследования

До операции п=41 Через 2 нед. п=41 Через 6 мес. п=24 Через 12 мес. п=19 Через 3 года п=13

I — 2(4,9%) 2 (8,3 %) 3(15,8%) 3(23,1%)

II 4 (9,8%) 13(31,7%) 12 (50,0 %) 10(52,6%) 8(61,5%)

III 28 (68,3%) 25 (60,9%) 10 (41,7%) 6(31,6%) 1 (7,7%)

IV 9(21,9%) 1 (2,4%) — — 1 (7,7%)

Касательно ВЭМ на ТФН, то в течение первого полугодия наблюдалось улучшение показателей, в дальнейшем отмечалась стабилизация (Рис.5).

Рис. 5. Динамика изменения показателей ВЭМ на ТФН в контрольные точки после операции ТМЛР (*р<0,05 по сравнению с исходом, **р<0,05 к результату на предыдущем этапе исследования)

Для оценки изменения перфузии миокарда оперированных больных применялся таллий-199 (191)Т1). 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). В табл.5 представлены сцинтиграфические показатели стабильных и преходящих дефектов перфузии миокарда с 199Т1 до ТМЛР и в контрольных точках.

Таблица 5

Динамика изменения показателей перфузии миокарда с 199Т1 у пациентов с ИБС до и после операции ТМЛР (М± т)

Срок обследования До операции п=41 2 нед. п=41 6 мес. п=24 12 мес. п=19 3 года 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

Примечание: * - достоверные различия по сравнению с предыдущим этапом, р<0,05.

Динамика деформационных свойств миокарда левого желудочка

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 MHz. Помимо стандартной ЭхоКГ выполняли оценку деформационных свойств миокарда ЛЖ с помощью новой ультразвуковой технологии двухмерной Speckle Tracking Imaging с применений 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.

Установлено отсутствие достоверного прироста конечного систолического (КДО) и диастолического (КСО) объемов ЛЖ. До операции КДО и КСО соответственно составляли (127,4+7,1) мл и (59,3±3,0) мл, через 2 недели - (122,1 + 6,5) мл и (52,3±4,2) мл, через 6 месяцев - (130,417,5) мл и

(62,4±4,3) мл, через 12 месяцев - (129,6+7,7) мл и (61,2 + 4,5) мл, по истечении 3 лет - (125,0± 7,0) мл и (59,8±4,4) мл (р<0,05). Фракция выброса (ФВ) ЛЖ также статистически значимо не изменилась. До операции ФВ ЛЖ составляла (57,2±1,9)%, через 2 недели - (57,9+1,7)%, 6 месяцев -(52,9 + 2,3)%, 12 месяцев-(54,1 +3,6)%, через 3 года-(55,8±3,0)%(р<0,05).

Выявлено повышение деформационных свойств миокарда ЛЖ в продольном направлении через 12 месяцев после операции. Как видно из рис. 6 и рис. 7, к первому году наблюдения после оперативного вмешательства повышается показатель глобальной деформации ЛЖ в виде процента (Global Strain) и скорости (Global Strain Rate) соответственно. Данная динамика сохранялась и к трехлетнему сроку наблюдения.

Апикальная позиция на уровне 4 камер Апикальная позиция по длинной оси левого желудочка Апикальная позиция на уровне 2 камер

Рис. 6. Динамика показателя глобальной деформации левого желудочка в продольном направлении (Global Strain) после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации установкой «Лазон-10П»

0,9-

Р<0,00!

Апикальная позиция на уровне 4 камер Апикальная позиция по длинной оси левого желудочка Апикальная позиция на уровне 2 камер

Wllcoxon t9Mt

Рис. 7. Динамика показателей Global Strain до и после TMJIP у больных ИБС установкой «Лазон-ЮП»

Rate ЛЖ

Особенно существенно изменились показатели деформации в поперечном направлении сегмента, подвергшегося ТМЛР (рис. 8).

50<| 45

40 ¥ 35 30 25

20 Y

15

10 5 0

Исход

36,0*

же

Через 6 мес.

Через 12 мсс.

Л

Через 36 мес.

Рис. 8. Процент деформации в поперечном направлении сегмента, подвергшегося ТМЛР (*р<0,05 по сравнению с исходом, **р<0,05 к результату на предыдущем этапе исследования)

В сегментах, подвергшихся ТМЛР, выявлено повышение показателя процента (strain) с (-16,2312,4)% до (-22,0410,8)% (р<0,02; Wilcoxon test)

и скорости деформации (strain rate) в продольном направлении с (0,88±0,01) с"1 до (1,02±0,4) с"'. 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) с (4,70± 1,51) мм до (7,13+ 1,02) мм (р<0,04; Wilcoxon test) и смещение сегмента в поперечном направлении (transverse displacement) с (3,74±0,4) мм до (6,42±0,8) мм (р<0,02; Wilcoxon test).

Особого рассмотрения заслуживают пятеро пациентов, которым была выполнена изолированная ТМЛР. У этой подгруппы пациентов, как и у больных, которым были выполнены АКШ и ТМЛР, не увеличевались КДО и КСО, не снижалась ФВ 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 двух пациентов в верхушечных сегментах, подвергшихся лазерному воздействию, удалось визуализировать перфорантные артерии. Использовалось ультразвуковое исследование в модифицированной четы-рехкамерной позиции в цветовом режиме, а затем в импульсном волновом режиме регистрировали допплеровский спектр потоков. До операции эти артерии не визуализировались.

Таким образом, анализируя вышеприведенные данные, в нашем исследовании поэтапно показано, что ТМЛР при помощи полупроводникового лазера - эффективная и безопасная процедура при лечении больных ИБС.

ВЫВОДЫ

1. Разработана и обоснована технология проведения операции трансмиокар-диальной лазерной реваскуляризации с использованием полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» в эксперименте с определением оптимальной частоты нанесения трансмиокардиальных лазерных каналов.

2. Отечественный полупроводниковый лазер «Лазон-ЮП» эффективен в создании трансмиокардиальных каналов, увеличении количества новообразованных сосудов в стенке левого желудочка экспериментальных животных, подвергнутой воздействию лазера, что приводит к улучшению перфузии в месте воздействия уже через месяц после операции.

3. Воздействие излучения полупроводникового лазера на миокард запускает процесс асептического воспаления в окружающей лазерные каналы зоне, что приводит к активному неоваскулогенезу в миокарде экспериментальных животных.

4. Отечественный полупроводниковый лазер «Лазон-ЮП» с длиной волны 970 нм и выходной мощностью 10 Вт эффективен для непрямой реваску-ляризации сердечной мышцы у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард, как совместно с аортокоронарным шунтированием, так и в качестве изолированного вмешательства.

5. Выполнение трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» оказывает несущественное влияние на степень периоперационного повреждения миокарда как изолированно, так и в сочетании с аортокоронарным шунтированием. Минимальность повреждающего действия на миокард при использовании полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» не зависит от количества выполненных лазерных каналов в стенке сердца.

6. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация полупроводниковым лазером «Лазон-ЮП» безопасная процедура, не ведущая к увеличению риска операции, не увеличивающая риск осложнений и смертность как в раннем, так и в отдаленном послеоперационных периодах.

7. Определенное при помощи ультразвукового исследования сердца повышение продольной деформации левого желудочка в виде роста показателей Global Strain и Global Strain Rate, увеличения деформации в продольном и поперечном направлениях в сегментах, подвергшихся трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации, говорит об улучшении трофики кардиомиоцитов в исследуемых областях сердца и соответственно об эффективности полупроводникового лазера «Лазон-ЮП» для трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у больных с диффузным и дис-тальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард. Обнаруженные малые интрамиокардиальные артерии в зонах сердца, подвергнутых лазерному воздействию, свидетельствуют об эффективном неоваскулогенезе.

8. Нарастание положительного эффекта трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации наблюдается до 12 месяцев после операции, в дальнейшем происходит стабилизация клинических показателей больных, при этом отсутствует увеличение объема левого желудочка и снижение фракции выброса левого желудочка.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Отбор больных на трансмиокардиальную лазерную реваскуляризацию должен проводиться по алгоритму, включающему определение функционального класса стенокардии с проведением велоэргометрии на толерантность к физической нагрузке, оценку анатомии коронарных артерий при помощи коронарографии, подтверждение жизнеспособности миокарда с определением целевых зон, которые должны быть подвергнуты лазерному воздействию, методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии миокарда с хлоридом таллия-199 и стресс-ЭхоКГ с добутамином.

2. При выполнении трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации полупроводниковым лазером «Лазон-10П» оптимальной является прицельная дозированная лазерная реваскуляризация миокарда из расчета 3-5 каналов на 1 см2 в непрерывном режиме с мощностью излучения 10 Вт и дозированным выдвиганием конца световода из специального держателя на 12-14 мм.

3. При оценке травмы миокарда, вызванной трансмиокардиальной лазерной реваскуляризацией, и диагностике интраоперационного инфаркта миокарда рекомендуется использовать исследование уровня кардиоспеци-фичного фермента миокардиального повреждения тропонина I в плазме крови больных, считая значимым в качестве маркера необратимого повреждения сердечной мышцы уровень выше 6 нг/мл в послеоперационном периоде.

4. Для выявления жизнеспособного миокарда и дальнейшего контроля эффективности трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации рекомендуется использовать ультразвуковую систему экспертного класса с датчиком 2,5 MHz в анатомическом М-режиме, двухмерном Speckle Tracking Imaging в режиме off-line. Для трансторакапьной визуализации малых интрамуральных артерий в области трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации необходимо использовать импульсный допплеровский режим в модифицированной четырехкамерной позиции.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шипулин В.М. Экспериментально-клиническое обоснование эффективности непрямой реваскуляризацни миокарда полупроводниковыми лазером / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, С.Л.Андреев и др. // Материалы Девятого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов. М.:[б.и.], 2003. С. 88.

2. Андреев С.Л. Использование полупроводникового лазера в клинике для непрямой реваскуляризацни миокарда в сочетании с аортокоронарным шунтированием / С.Л.Андреев, Н.В.Коровин, Я.В. Маликов // Сб. материалов Шестой научно-практ. конф. «Санкт-Петербургские научные чтения». С.-Пб., 2004. С.189-190.

3. Андреев С.Л. Непрямая реваскуляризация миокарда с применением полупроводникового лазера в эксперименте / С.Л. Андреев // Тез. докладов 5-го ежегодного семинара молодых учёных «Актуальные вопросы фармакотерапии и хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы». Томск, 2004. С.З.

4. Коровин Н.В. Использование полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризацни миокарда в сочетании с аортокоронарным шунтированием / Н.В.Коровин, С.Л. Андреев, E.H. Павлюкова и др. // Материалы Десятого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов. М.:[б.и.}, 2004. С. 81.

5. Маликов Я.В. Применение различных типов лазеров при выполнении непрямой реваскуляризацни миокарда в эксперименте / Я.В.Маликов, С.Л.Андреев // Сборник материалов Третьей межрегиональной конференции «Медицина завтрашнего дня. Чита, 2004. С. 18-19.

6. Маликов Я.В. Применение различных типов лазеров при выполнении непрямой реваскуляризацни миокарда в эксперименте / Я.В.Маликов, С.Л.Андреев // Сборник материалов Шестой научно-практ. конф. «Санкт-Петербургские научные чтения». С.-Пб, 2004. С.195-196.

7. Шипулин В.М. Экспериментальное обоснование эффективности непрямой реваскуляризаци миокарда полупроводниковым лазером / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, С.Л.Андреев и др, // Четвертые научные чтения, посвящ. памяти академика РАМН Е.Н.Мешапкина с междунар. участием. Новосибирск, 2004. С.69.

8. Шипулин В.М. Первый опыт клинического применения полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, E.H.Павлюкова, С.Л. Андреев // Четвертые научные чтения, посвящ. памяти академика РАМН Е.Н.Мешапкина с междунар. участием. Новосибирск, 2004. С. 171.

9. Шипулин В.М. Экспериментальное обоснование эффективности непрямой лазерной реваскуляризации полупроводниковым лазером / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, И.В.Суходоло, С.Л.Андреев // Материалы Восьмой ежегодной научной сессии НЦССХ им.А.Н.Бакулева с Всеросс. конф. молодых учёных. М.:[б.и.], 2004. - С. 107.

10. Шипулин В.М. Опыт клинического применения полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда у больных ишемической болезнью сердца. / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, И.В.Суходоло, Е.Н.Павлюкова, С.Л.Андреев и др. // Российский национальный конгресс кардиологов. «Российская кардиология: от центра к регионам». Томск,

2004. С.543.

11. Новые лазерные технологии в хирургическом лечении больных ишемической болезнью сердца / В.М. Шипулин, Н.В. Коровин, E.H. Павлюкова, С.Л. Андреев, И.В. Суходоло // Коронарная и сердечная недостаточность: Коллективная монография, посвященная 25-летию НИИ кардиологии Томского научного центра СО РАМН и 20-летию Филиала ГУ НИИ кардиологии ТН1Д СО РАМН "Тюменский кардиологический центр". Томск,

2005. С. 566-572.

12. Андреев С.Л. Морфологические аспекты неоангиогенеза после трансмио-кардиальной реваскуляризации ишемизированного миокарда / С.Л. Андреев, В.А. Казаков, Я.В. Маликов и др. // Вестник Российского Государственного Медицинского Университета, 2005. Т. 42, № 3. С. 154.

13. Андреев С.Л. Первые результаты использования полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда в клинике совместно с аортокоронарным шунтированием / С.Л. Андреев // Тез. докладов 6-го ежегодного семинара молодых учёных «Актуальные вопросы фармакотерапии и хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы». Томск, 2005. С. 6.

М.Андреев С.Л. Экспериментальное обоснование эффективности применения полупроводниковых низкоэнергетических лазеров в кардиохирургии / С.Л. Андреев, В.М. Шипулин, Н.В. Коровин и др. // Материалы Девятой ежегодной научной сессии НЦССХ им. А.Н. Бакулева с Всеросс. конф. молодых учёных. - М. :[б.и.], 2005. - С. 217.

15. Первый опыт клинического применения полупроводникового лазера с длиной волны излучения 0,97 мкм для непрямой реваскуляризации миокарда / В.М. Шипулин, Н.В. Коровин, E.H. Павлюкова, С.Л. Андреев и др. И Лазерная медицина. М„ 2005. Т.9, вып. 3. С.55-56.

16. Казаков В.А. Морфологические аспекты неоангиогенеза после трансмио-кардиапьной лазерной реваскуляризации ишемизированного миокарда / В.А. Казаков, С.Л. Андреев, Я.В. Маликов и др. П 79-ая всероссийская студенческая научная конференция, посвящённая 1000-летию Казани: Сб. тезисов. Казанский Государственный Медицинский Университет. Казань, 2005. С.110.

17. Маликов Я.В. Экспериментальное использование различных типов лазеров при непрямой реваскуляризации миокарда / Я.В. Маликов, С.Л. Андреев // Вятский медицинский вестник, 2005. № 1. С.17.

18. Маликов Я.В. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация: использование различных типов лазеров в эксперименте /Я.В. Маликов, С.Л.

Андреев // Вестник Российского Государственного Медицинского Университета, 2005. Т.42, № 3. С.67-68.

19.Шипулин В.М. Результаты непрямой реваскуляризации миокарда полупроводниковым лазером совместно с аортокоронарным шунтированием. / В.М. Шипулин, Н.В. Коровин, E.H. Павлюкова, С.Л. Андреев // Материалы Девятой ежегодной научной сессии НЦССХ им. А.Н. Бакулева с Все-росс. конф. молодых учёных. - М. :[б.и.], 2005. С.40.

20. Шипулин В.М. Двухэтапная оценка эффективности использования полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда / В.М. Шипулин, Н.В. Коровин, С.Л. Андреев и др. // Пятые научные чтения, по-свящ. памяти академика РАМН Е.Н.Мешапкина, с междунар. участием. I съезд кардиохирургов СФО. Новосибирск, 2006. С.100.

21. Шипулин В.М. Оценка степени повреждения миокарда при лазерной реваскуляризации полупроводниковым лазером у больных ИБС /

B.М.Шипулин, Б.Н.Козлов, Н.В.Коровин, Д.Б.Андреев, С.Л.Андреев и др. // Материалы Двенадцатого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов. М. :[б.и.], 2006. С.91.

22. Оценка клинической эффективности и степени повреждения миокарда при трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у больных ИБС / Б.Н.Козлов, В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, Д.Б.Андреев, С.Л.Андреев и др. // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2006. № 3.

C.60-65.

23. Андреев С.Л. Экспериментально-клиническая оценка эффективности использования полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда в кардиохирургии / С.Л. Андреев // Тезисы докладов 7-го ежегодного семинара молодых учёных «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии». Томск, 2006. С. 6.

24. Шипулин В.М. Application of laser energy in cardiosurgery / В.М.Шипулин, Е.П.Гордов, С.Л.Андреев и др. // Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул: сб. трудов. Томск, 2007. С.73.

25. Разработка методов непрямой лазерной реваскуляризации миокарда у больных ИБС / В.М.Шипулин, Е.П.Гордов, С.Л.Андреев и др. // Сибирский медицинский журнал. Томск, 2007. № 4. С.76-82.

26. Шипулин В.М. Применение изолированной лазерной реваскуляризации миокарда полупроводниковым лазером у больных ИБС / В.М.Шипулин, Н.В.Коровин, С.Л.Андреев и др. // Материалы Тринадцатого Всероссийского съезда сердечно-сосудистых хирургов. - М. :[б.и.], 2007. С. 101.

27. Андреев С.Л. Первый опыт применения изолированной лазерной реваскуляризации миокарда при помощи полупроводникового лазера «ЛАЗОН-ЮП» у больных ИБС / С.Л. Андреев // Тезисы докладов 9-го ежегодного семинара молодых учёных «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии». Томск, 2008. С. 5.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АКШ - аортокоронарное шунтирование

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения

ВЭМ - велоэргометрия

ИБС - ишемическая болезнь сердца

И К - искусственное кровообращение

КА - коронарная артерия

КДО - конечный диастолический объём

КСО - конечный систолический объём

ЛЖ - левый желудочек

ОИМ - острый инфаркт миокарда

ОЭКТ - однофотонная эмиссионная компьютерная томография

ТЛБАП -транслюминальная баллонная ангиопластика

ТМЛР - трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация

ТФН - толерантность к физической нагрузке

ФВ ЛЖ - фракция выброса левого желудочка

ФК - функциональный класс

ЭКГ - электрокардиография

ЭхоКГ - эхокардиография

Тн! -тропонин!

Соискатель

Андреев С.Л.

Тираж 110. Заказ №491. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40

Актуальность проблемы

Несмотря на значительный прогресс в методах хирургического лечения ишемической болезни сердца (ИБС), ставших уже традиционными, таких как аортокоронарное шунтирование (АКШ) и транслюминальная баллонная ангиопластика (ТЛБАП), имеется значительное число больных, у которых применение данных методик не представляется возможным. Эту группу лиц составляют пациенты с диффузным и/или дистальным поражением коронарного русла и больные, имеющие мелкие, нешунтабельные коронарные артерии (КА). Доля таких больных по данным ведущих кардиохирургических центров составляет до 13% обследованных пациентов [7, 164, 183]. Выходом в подобных случаях является применение альтернативных методов реваскуляризации, среди которых трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация (TMJIP). У больных с ИБС показаниями к данной операции, согласно Бокерия JT.A., являются: 1) выраженная клиника стенокардии, рефрактерная к обычной антиангинальной терапии; 2) невозможность выполнения АКШ либо ТЛБАП в связи с диффузным поражением КА, поражением дистального русла или наличием мелких, нешунтабельных КА; 3) наличие в области операции жизнеспособного миокарда [7, 176].

Суть операции TMJIP заключается в проделывании 30-50 трансмиокардиальных каналов в стенке левого желудочка (ЛЖ), которые становятся основой образующихся в дальнейшем сосудов и фиброзных тяжей либо служат для кровоснабжения ишемизированного миокарда непосредственно из полости ЛЖ; также определенную роль играет механизм денервации миокарда вследствие деструкции миокардиальных нервных окончаний и эфферентных нервных путей. Но в качестве основного предполагается процесс неоваскулогенеза в результате выброса биологически активных веществ и асептического воспаления в зонах миокарда, подвергнутых лазерному воздействию. Несмотря на отсутствие четких представлений о механизмах изменений, происходящих в миокарде под воздействием лазера, такими исследователями, как Бокерия J1.A., Беришвили И.И., Allen К.В., Mirhoseini М., Mueller Х.М. доказано, что после TMJIP улучшается субэндокардиальная перфузия, функциональный класс стенокардии снижается и состояние больных существенно улучшается [2, 8, 9, 15,49, 105, 181,204].

На данный момент в мире накоплен значительный опыт проведения операций TMJIP. Мировыми центрами выполнения данной процедуры являются такие страны, как Швейцария, Германия, США. В нашей стране наибольшим опытом обладает Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева. На его базе операция TMJIP выполняется с 1997 г., причем как изолированно, так и в сочетании с АКШ. Непосредственные и отдаленные результаты операции показали небольшое число осложнений, существенное снижение функционального класса стенокардии, повышение толерантности к физической нагрузке и улучшение качества жизни [8, 10].

На сегодняшний день для TMJIP в основном используются газовые СОг-лазеры и твердотельные лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом (Nd-YAG), эрбием и гольмием. Твердотельные лазерные установки излучают в пульсирующем режиме, СОг-лазеры работают в постоянном режиме и более высокоэнергетичны. Однако обе группы не лишены недостатков. Так, твердотельные лазеры, в отличие от С02-лазеров, обладают гибкой фиброволоконной оптикой, позволяющей достигать любой зоны миокарда, более низкая энергия и короткая длительность импульса обеспечивают минимальные термические повреждения миокарда. С другой стороны, для перфорации толщи миокарда требуется несколько импульсов, лазерный канал имеет не такую ровную форму, как канал, созданный ССЬ-лазером, а риск возникновения аритмий при этом выше [15, 52]. К тому же вышеперечисленные лазеры обладают большими габаритами, сложны в эксплуатации (требуют специально обученного технического персонала) и имеют высокую стоимость.

Перечисленные недостатки применяемых для TMJIP лазерных установок обусловили появление большого интереса к малогабаритным низкоэнергетическим полупроводниковым лазерам. Продолжая исследования по применению различных типов лазеров для TMJIP, в 2001 г. С.В. Евдокимов и соавт. [24] опубликовали результаты использования диодного лазера с длиной волны 805 нм LTO-30000 с мощностью 25 Вт. Отмечено, что повреждающее действие диодного лазера на сердечную мышцу оказалось меньшим в сравнении с Nd-YAG-лазером. При этом не изменилось время, необходимое для создания трансмиокардиального канала. Одним из положительных моментов авторы сочли тот факт, что световод, используемый для нанесения повреждения диодным лазером, практически не обгорал, что позволяло сократить продолжительность оперативного вмешательства. Несомненными достоинствами полупроводникового лазера являются, по мнению авторов, его небольшой размер и удобство эксплуатации, что может позволить проводить выездные операции и обучение врачей в других лечебных учреждениях [27].

В связи с этим, несомненно, актуальной является оценка возможности экспериментального и клинического применения в кардиохирургии низкоэнергетического лазера с длиной волны 970 нм. Выбрана именно эта длина волны рабочего излучения, поскольку на нее приходятся локальные максимумы поглощения биоткани, определяемые поглощением в воде и оксигемоглобине [57]. Вследствие этого режущий эффект мало зависит от вида биоткани и близок к действию излучения с длинами волн 810 нм (лазерные диоды) и 1060 нм (AHT:Nd) с большей в 2-2,5 раза мощностью. Кроме этого, снижается риск повреждения лазерным излучением окружающих тканей и органов [24].

Цель исследования

Экспериментально-клиническое изучение эффективности применения полупроводниковых низкоэнергетических лазеров в лечении больных с ИБС.

Задачи исследования

1. Разработать и обосновать технологию проведения операции трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации на экспериментальной модели с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-10П».

2. Оценить эффективность трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в эксперименте на модели ИБС в различные сроки после операции.

3. С помощью новой ультразвуковой технологии «отслеживания пятна» (Speckle Tracking Imaging) оценить динамику деформационных свойств миокарда ЛЖ после трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у больных ИБС.

4. Провести анализ осложнений в ближайшем послеоперационном периоде после сочетанных операций трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации и аортокоронарного шунтирования у больных ИБС.

5. Оценить периоперационное повреждение миокарда у пациентов с ИБС при выполнении трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-10П».

6. Оценить клиническую эффективность процедуры трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации в раннем послеоперационном периоде и в отдаленные сроки до 3 лет у больных ИБС.

Практическое значение

Применение операции трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации при помощи низкоэнергетического лазера расширит спектр методов лечения ИБС, позволит осуществлять эффективную хирургическую помощь пациентам с ИБС, у которых медикаментозная терапия не имеет достаточного действия, а выполнение прямой реваскуляризации не представляется возможным. Для оценки эффективности реваскуляризации миокарда показано применение постпроцессингового анализа с расчетом деформации миокарда (глобальной и регионарной). Одним из ЭхоКГ-критериев эффективности терапии может служить появление малых интрамуральных артерий в зоне нанесения лазерных каналов. Также, по сравнению с аналогами, несомненными достоинствами полупроводникового лазера являются его небольшие размеры, удобство в эксплуатации, меньшая цена и простота выполнения оперативного вмешательства.

Научная новизна

1. Впервые экспериментально обоснована результативность воздействия лазерного излучения отечественного полупроводникового лазера «Лазон-10П» на ишемизированный миокард с целью непрямой реваскуляризации.

2. Впервые показана клиническая эффективность и безопасность использования отечественного полупроводникового лазера для непрямой реваскуляризации миокарда «Лазон-10П» в отдаленные сроки после операции.

3. Впервые показано повышение глобальной деформации левого желудочка (Global Strain, Global Strain Rate) и деформационных свойств (Strain и Strain Rate) в продольном и поперечном направлениях в сегментах, подвергшихся лазерному воздействию. Впервые обнаружено появление малых интрамиокардиальных артерий в области нанесения лазерных каналов.

Положения, выносимые на защиту

1. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация при помощи отечественного полупроводникового лазера «Лазон-10П» с длиной волны 970 нм и выходной мощностью 10 Вт эффективна и приводит к увеличению количества неососудов в единице объема облученного участка миокарда, что служит улучшению перфузии в месте воздействия лазерного излучения.

2. Полупроводниковый лазер эффективен для выполнения непрямой реваскуляризации сердечной мышцы у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом КА, имеющих жизнеспособный миокард.

3. Непрямая лазерная реваскуляризация с применением полупроводникового лазера может быть использована как в качестве дополнительной процедуры во время операции аортокоронарного шунтирования, так и в качестве изолированной операции в зонах гибернирующего миокарда, где проведение прямой реваскуляризации невозможно.

4. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация с использованием полупроводникового лазера является процедурой низкого риска и оказывает несущественное влияние на степень периоперационного повреждения миокарда как изолированно, так и в сочетании с аортокоронарным шунтированием, причем минимальность повреждающего действия на миокард не зависит от количества выполненных лазерных каналов в стенке сердца.

5. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация полупроводниковым лазером не приводит к снижению фракции выброса левого желудочка, увеличению объемов левого желудочка к 3-му году наблюдения; в послеоперационном периоде отмечается повышение деформационных свойств в виде глобальной деформации (Global Strain, Global Strain Rate) и деформации в сегментах левого желудочка, подвергнутых лазерному воздействию; зарегистрировано появление малых интрамуральных артерий в зоне воздействия.

Внедрение в практику

Лазерный скальпель-коагулятор «Лазон-10П» прошел клиническую апробацию на базе ОССХ НИИК ТНЦ СО РАМН по заказу производителя. Результаты исследования предложены, опробованы и внедрены в практическую деятельность кардиохирургического отделения НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН, а также могут быть предложены к использованию в других отделениях кардиохирургического профиля.

Апробация работы

Основные положения диссертации были доложены:

-на первом съезде кардиологов Сибирского Федерального округа (Томск, 2005 г.);

Российском национальном конгрессе кардиологов (Томск, 2005 г.); восьмой и девятой ежегодных сессиях Научного центра сердечнососудистой хирургии им А.Н. Бакулева РАМН с всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2004 и 2005 гг.); четвертых научных чтениях, посвященных памяти академика РАМН Е.Н. Мешалкина, с международным участием (Новосибирск, 2004 г.);

-юбилейной конференции, посвященной памяти академика РАМН Е.Н. Мешалкина, и первом съезде кардиохирургов Сибирского Федерального округа с международным участием (Новосибирск, 2006 г.); девятом, десятом, одиннадцатом, двенадцатом и тринадцатом всероссийских съездах сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2003, 2004, 2005, 2006 и 2007 гг.). юбилейных чтениях, посвященных памяти академика В.В. Пекарского, с конкурсом молодых ученых (Томск, 2007 г.);

VIII международной конференции «Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул» (Томск, 2007 г.);

V, VI, VII и IX ежегодных семинарах молодых ученых «Актуальные проблемы диагностики, фармакотерапии и хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы» ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН (Томск, 2004, 2005, 2006 и 2008 гг.).

Научные публикации

По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, из них 3 статьи в рецензируемом ВАК журнале.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов экспериментальной части исследования и клинической части исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 222 источника, из которых 60 отечественных и 162 иностранных.

Выводы

1. Разработана и обоснована технология проведения операции трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием полупроводникового лазера «Лазон-10П» в эксперименте с определением оптимальной частоты нанесения трансмиокардиальных лазерных каналов.

2. Отечественный полупроводниковый лазер «Лазон-10П» эффективен в создании трансмиокардиальных каналов, увеличении количества новообразованных сосудов в стенке левого желудочка экспериментальных животных, подвергнутой воздействию лазера, что приводит к улучшению перфузии в месте воздействия уже через месяц после операции.

3. Воздействие излучения полупроводникового лазера на миокард запускает процесс асептического воспаления в окружающей лазерные каналы зоне, что приводит к активному неоваскулогенезу в миокарде экспериментальных животных.

4. Отечественный полупроводниковый лазер «Лазон-10П» с длиной волны 970 нм и выходной мощностью 10 Вт эффективен для непрямой реваскуляризации сердечной мышцы у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард, как совместно с аортокоронарным шунтированием, так и в качестве изолированного вмешательства.

5. Выполнение трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации с использованием отечественного полупроводникового лазера «Лазон-10П» оказывает несущественное влияние на степень периоперационного повреждения миокарда как изолированно, так и в сочетании с аортокоронарным шунтированием. Минимальность повреждающего действия на миокард при использовании полупроводникового лазера «Лазон-10П» не зависит от количества выполненных лазерных каналов в стенке сердца.

6. Трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация полупроводниковым лазером «Лазон-10П» безопасная процедура, не ведущая к увеличению риска операции, не увеличивающая риск осложнений и смертность как в раннем, так и в отдаленном послеоперационных периодах.

7. Определенное при помощи ультразвукового исследования сердца повышение продольной деформации левого желудочка в виде роста показателей Global Strain и Global Strain Rate, увеличения деформации в продольном и поперечном направлениях в сегментах, подвергшихся трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации, говорит об улучшении трофики кардиомиоцитов в исследуемых областях сердца и соответственно об эффективности полупроводникового лазера «Лазон-10П» для трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации у больных с диффузным и дистальным атеросклерозом коронарных артерий, имеющих жизнеспособный миокард. Обнаруженные малые интрамиокардиальные артерии в зонах сердца, подвергнутых лазерному воздействию, свидетельствуют об эффективном неоваскулогенезе.

8. Нарастание положительного эффекта трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации наблюдается до 12 месяцев после операции, в дальнейшем происходит стабилизация клинических показателей больных, при этом отсутствует увеличение объема левого желудочка и снижение фракции выброса левого желудочка.

Практические рекомендации

1. Отбор больных на трансмиокардиальную лазерную реваскулярнзацню должен проводиться по алгоритму, включающему определение функционального класса стенокардии с проведением велоэргометрии на толерантность к физической нагрузке, оценку анатомии коронарных артерий при помощи коронарографии, подтверждение жизнеспособности миокарда с определением целевых зон, которые должны быть подвергнуты лазерному воздействию, методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии миокарда с хлоридом таллия-199 и стресс-ЭхоКГ с добутамином.

2. При выполнении трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации полупроводниковым лазером «Лазон-10П» оптимальной является прицельная дозированная лазерная реваскуляризация миокарда из расчета 3-5 каналов на 1 см2 в непрерывном режиме с мощностью излучения 10 Вт и дозированным выдвиганием конца световода из специального держателя на 12-14 мм.

3. При оценке травмы миокарда, вызванной трансмиокардиальной лазерной реваскуляризацией, и диагностике интраоперационного инфаркта миокарда рекомендуется использовать исследование уровня кардиоспецифичного фермента миокардиального повреждения тропонина I в плазме крови больных, считая значимым в качестве маркера необратимого повреждения сердечной мышцы уровень выше 6 нг/мл в послеоперационном периоде.

4. Для выявления жизнеспособного миокарда и дальнейшего контроля эффективности трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации рекомендуется использовать ультразвуковую систему экспертного класса с датчиком 2,5 MHz в анатомическом М-режиме, двухмерном Speckle Tracking Imaging в режиме off-line. Для трансторакальной визуализации малых интрамуральных артерий в области трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации необходимо использовать импульсный допплеровский режим в модифицированной четырехкамерной позиции.

136