Внутрисосудистое ультразвуковое исследование (ВСУЗИ) — инвазивный метод ультразвуковой диагностики, позволяющий получать изображение просвета сосуда и тонких морфологических элементов, образующих его стенку, в норме и при патологии. Самые ранние публикации о применении внутрисосудистой эхографии относятся к началу 60-х годов и связаны с именами T.Cieszynski (1960), R.Omoto и соавт. (1963). Они первыми разработали и использовали внутрисосудистое эхографическое исследование интраоперационно, а в дальнейшем усовершенствовали внутрисосудистое ультразвуковое оборудование. Благодаря научно-техническому прогрессу и совершенствованию способов обработки ультразвуковых сигналов в конце 80-х годов была создана современная внутрисосудистая ультразвуковая аппаратура, которая была внедрена экспериментально и клинически. Визуализация сосудистых структур из внутреннего просвета сосуда стала возможной при введении в сосуд миниатюрного ультразвукового датчика, расположенного на кончике катетера.
Действие современных эходатчиков, вмонтированых в конец ангиографического катетера, базируется на принципах электронного или механического вращения ультразвукового луча. Это достигается четырьмя способами:
• вращением элемента на гибком стержне;
• вращением зеркала на гибком стержне напротив стационарного датчика;
• электронным вращением луча с помощью фазированной решетки
; • электронным вращением луча с помощью микромотора в сочетании с кольцевым датчиком и вращающимся зеркалом [Померанцев Е.В. и др., 1992; Атьков О.Ю. и др., 1996].
Наиболее распространенные катетеры для ВСУЗИ имеют внешний диаметр от 2,9 до 10 F и частоту датчика — 20—30 МГц. Исследование выполняют во время стандартной катетеризации полостей сердца и сосудов. Датчик посылает ультразвуковой сигнал определенной частоты через просвет сосуда, который, достигая его стенки, отражается от нее и воспринимается на обратном пути хода луча тем же датчиком. Полученную с «отраженным» лучом информацию анализируют диагностической системой, соединенной с ультразвуковым катетером, и выводят на экран монитора в виде двухмерного изображения поперечного среза сосуда в реальном масштабе времени. По мере продвижения катетера по сосуду получают серию его поперечных срезов, дающую ценную информацию об анатомическом строении, характере патологических изменений и состоянии структур сосуда [Pandian N.G. et al., 1988; Yock P.G. et al., 1988]. Первоначальной и основной областью применения ВСУЗИ явилась предоперационная диагностика поражения различных сосудистых бассейнов и оценка результатов интервенционных радиологических процедур. Быстрое внедрение ВСУЗИ в клиническую практику было связано с объективно существующими ограничениями ангиографического метода в плане качественной и количественной оценки степени изменения сосуда при атеросклеротическом поражении, особенно при эксцентричном расположении бляшек. Кроме того, возможности ангиографии, в частности при кальцинозе, осложненных атеромах с надрывом внутреней оболочки сосуда или пристеночным тромбозом, а также кровоизлиянием в атерому, позволяют лишь приблизительно судить о субстрате патологического процесса. Нагляднее всего преимущества ВСУЗИ проявляются при исследовании морфологии сосуда после транслюминальной баллонной ангиопластики (ТЛБАП). Процедура транслюминальной баллонной ангиопластики сопровождается выраженным механическим воздействием на слои сосудистой стенки, нередко приводя к их повреждению вплоть до образования диссекции. ВСУЗИ позволяет судить о ее выраженности по величине сектора окружности сосуда на поперечном срезе, вовлеченного в диссекцию. Это открывает перспективы точного прогнозирования проходимости сосуда после ТЛБАП и принятия решения о целесообразности повторной транслюминальной баллонной ангиопластики или стентирования «неблагополучного» сегмента. Следует отметить, что попытки точно количественно оценить просвет сосуда при диссекции на основании ангиограмм встречают значительные трудности из-за нечеткости контуров сосуда. В таком случае, как было сказано выше, важная информация может быть получена с помощью ВСУЗИ. В конце 80-х годов в литературе начинают регулярно появляться сообщения об использовании внутрисосудистого ультразвука в эксперименте и у пациентов с заболеваниями периферических и коронарных сосудов [Pandian N., 1988; Yock P.G., 1988; Gussenhoven W.J., 1989, и др.]. Формируется научный подход к изучению сосудистой патологии с помощью ВСУЗИ. До этого момента ВСУЗИ не имело широкого распространения и применялось единичными исследователями. В конце 80-х — начале 90-х годов большинство исследователей свой первый опыт внутрисосудистых эхографических исследований начинало in vitro и в эксперименте на животных, и лишь затем выполнялись исследования у людей. При изучении ультразвуковой картины строения различных типов артериальных сосудов и вен в норме было обнаружено, что стенки артериального сосуда мышечного типа (бедренные артерии, коронарные артерии и др.) имеют трехслойную ультразвуковую анатомию. Причем на внутрисосудистой сканограмме внутренняя оболочка (интима) с внутренней базальной мембраной представлены внутренним гиперэхогенным кольцом, наружная оболочка сосуда (адвентиция) с наружной базальной мембраной представлены наружным, также гиперэхогенным кольцом. Между яркими гиперэхогенными кольцами находится эхонегативная зона, соответствующая средней мышечной оболочке сосуда (медии). Ультразвуковое отображение стенки артериального сосуда эластического типа имело характерное отличие в виде однослойного гиперэхогенного кольца, так как отсутствие мышечной оболочки не позволяло дифференцировать на сканограмме внутреннюю и наружную оболочки раздельно и они воспринимались как единый эхосигнал [Gussenhoven E.J., 1989; Siegel R.J., 1993, и др.]. Для верификации сосудистых структур, получаемых на ультразвуковых сканограммах, производилось сопоставление ультразвуковой картины с гистологическими срезами тех же самых сосудистых сегментов и была получена хорошая корреляция при их морфометрии. Применение ВСУЗИ для диагностики патологических изменений сердечно-сосудистой системы продемонстрировало большие преимущества нового метода и его высокую информативность при определении степени стенозирования, морфологического субстрата поражения сосудов, распространенности патологического процесса по глубине и периметру сосудистой стенки. Метод позволил получать наиболее полную информацию о структуре сосудистых бляшек, их форме, консистенции, локализации, протяженности. Кроме того, метод дает возможность четко различать атеросклеротические поражения от гиперпластических процессов в стенке сосудов, диагностировать их аневризматические изменения, а также обнаруживать тромботические наложения в просвете сосудов [Waller B.F., 1992].
Последнее время в связи с интенсивным применением в рентгеноэндоваскулярной хирургии различных типов сосудистых стентов в литературе большое место уделяется значению ВСУЗИ как метода, позволяющего определять показания к стентированию и контролировать правильность установки стента в просвете сосуда. При этом главной целью является достижение оптимальной геометрической формы просвета, приближающейся к естественной форме неизмененного сосуда, что обеспечивает адекватный кровоток [Colombo A. et al., 1995; Ino Т. et al., 1995]. На рис. 2.21 показан имплантированный стент в просвете коронарной артерии — проходимость сосуда полностью восстановлена. Таким образом, приоритетная область применения ВСУЗИ — оценка результатов эндоваскулярных вмешательств, так как новый внутрисосудистый метод позволяет однозначно судить о последствиях воздействия баллонной ангиопластики, различных атерэктомических методик на сосудистую стенку, четко определять степень выраженности диссекции, контролировать правильность установки сосудистых стентов [Yock P.G., 1991; Slepian M.J., 1991; Mintz G.S., 1992; Colombo A., 1995; Ino Т., 1995; Aad van der Lugt, 1995]. Подавляющее большинство внутрисосудистых эхографических исследований приходится на долю интракоронарных эндоваскулярных процедур. Это объясняется распространенностью коронарного атеросклероза, актуальностью данной проблемы и как следствие наибольшей потребностью в такого рода вмешательствах в клинической практике. Тем не менее имеются сообщения о применении ВСУЗИ и при более редкой патологии, например при болезни Кавасаки — множественных аневризмах коронарных сосудов [Sugimura Т., 1994], васкулопатии коронарных артерий трансплантированного сердца [St.Goar F.G., 1992; Porter T.R., 1994; Klauss V., 1995]. В литературе встречаются немногочисленные сообщения о внутрисосудистой эхографии при врожденных пороках сердца и сосудов (синдроме Вильямса, коарктации аорты), периферических стенозах легочной артерии, тромбоэмболии легочной артерии, первичной легочной гипертензии [Ino T. et al., 1995; Gorge G. et al., 1997] с небольшим числом наблюдений. Совсем недавно возникла идея прижизненного изучения морфологии легочно-артериальных сосудов с помощью ВСУЗИ при легочной гипертензии (ЛГ). В нашей стране эта идея была предложена А.В.Иваницким в 1995 г., практически одновременно с другими зарубежными авторами нашла свое подтверждение в серии проведенных исследований. Данное направление является оригинальным и весьма перспективным как в научном, так и в практическом плане. Первые внутрисосудистые исследования в нашей стране проведены Е.В.Померанцевым и соавт. в 1992 г. Авторами была показана внутрисосудистая эхографическая картина брюшной аорты и крупных подвздошных сосудов в норме и при патологии. Начиная с 1995 г. выходят первые работы об использовании ВСУЗИ при эндоваскулярных вмешательствах на бедренных артериях [Иваницкий А.В. и др., 1995] и при коронарном стентировании [Бабунашвили A.M. и др., 1995]. Кроме общепринятых, рутинных внутрисосудистых исследований, при интервенционных радиологических процедурах в НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН ведется большая научная работа по изучению возможностей ВСУЗИ в диагностике легочной гипертензии. Основной предпосылкой к применению ВСУЗИ для выявления морфологических изменений мелких легочно-артериальных сосудов при ЛГ была недостаточная информативность традиционных методов диагностики. Методика ВСУЗИ во многом лишена недостатков, свойственных открытой легочной биопсии, одновременно не уступая ей по информативности.
Ограничением ВСУЗИ на сегодняшний день является невозможность изучения сосудов с диаметром просвета меньше 1500 мкм из-за отсутствия датчиков-катетеров размером менее 2,9 F. Технические ограничения не позволяют выявлять плексиформные структуры, окклюзии мелких легочных сосудов, дилатационные поражения, легочный гемосидероз, фибриноидный некроз, т. е. изменения, характерные для тяжелой степени ЛГ V—VI по классификации Heath-Edwards (Н-Е). Есть надежда, что в будущем указанные технические трудности будут преодолены и информативность ВСУЗИ повысится. Доказано, что при легочной гипертензии происходит утолщение средней мышечной оболочки на всех уровнях артериально-сосудистого русла, начиная с более крупных эласто-мышечных сосудов уровня субсегментарных бронхов до самых дистальных внутридольковых ветвей уровня терминальной и респираторной бронхиол — правило Хейворта [Haworth et al., 1977, 1978]. Применение высокочастотных датчиков с частотой 30 МГц позволило исследователям в норме дифференцировать слои сосудистой стенки. A.S.Borges и соавт. (1997) считали, что в норме на ВСУЗИ визуализируется тонкая интима, которая значительно утолщается при ЛГ. D.D.Ivy и соавт. (1998) расценивали тонкий внутрений эхосигнал небольшой интенсивности как средний слой (медию) и предполагали, что интиму в норме обнаружить при ВСУЗИ невозможно. По данным А.В.Иваницкого и соавт. (1998), в подавляющем большинстве случаев в норме на ВСУЗИ выявляется трехслойное строение нормальной легочной артерии уровня субсегментарных бронхов с дифференцировкой ее стенки на интиму, медию и адвентицию. Сопоставление между внутрисосудистыми эхографическими показателями и гемодинамическими параметрами позволило выявить удовлетворительную корреляционную зависимость между индексом толщины средней оболочки, измеренной по ВСУЗИ, и общим легочным сопротивлением [Day R.W., 1997], толщиной интимы и давлением в легочной артерии [Ivy D.D., 1998].
В последнее время многие исследователи изучали в остром клиническом эксперименте влияние фармакологических препаратов на нормальную и измененную стенку ЛА при ЛГ под контролем ВСУЗИ. Ими не было отмечено достаточной корреляции между данными ВСУЗИ-морфометрии и параметрами гемодинамики до и после применения ацетилхолина, кислорода или закиси азота [Ivy D.D., 1998; Воrges A.S., 1997].
Таким образом, опыт применения ВСУЗИ при патологии сосудов свидетельствует о значительной роли метода в оценке состояния морфологии различных сосудистых бассейнов. Особое приоритетное значение отводится внутрисосудистому исследованию при интервенционных процедурах. С помощью ВСУЗИ удается точнее, чем при ангиографии, оценивать степень и распространенность диссекции, судить о качестве проведенной ТЛБАП по математически точным измерениям площади просвета, контролировать положение стента и его геометрическую форму. ВСУЗИ позволяет получать важную информацию при определении показаний к повторным эндоваскулярным вмешательствам. На ВСУЗИ диагностируются минимальные изменения просвета сосуда, которые четко не определяются на АГ. Это, однако, ни в коей мере не означает, что ангиография и ВСУЗИ являются конкурирующими методами, наоборот, они взаимно дополняют и расширяют заложенные в них возможности.