Intravaskulārā optiskās koherences tomogrāfija (OCT)

Izvērsts medicīniskās tehnoloģijas metodes apraksts

Intravaskulārā optiskās koherences tomogrāfija (OCT)

Ievads

Optiskās koherences tomogrāfija (OCT) ir nesen izstrādāta, uz katetru balstīta metode, ar augstas izšķirtspējas intravaskulāru attēlu (Stamper et. al. 2006). Metodei ir pierādīts ievērojams potenciāls nestabilas plāksnes izvērtēšanā. Metode tehniski ir analoga intravaskulārās ultraskaņas metodei, bet balstīta nevis uz skaņas, kā tas ir ultraskaņas gadījumā, bet infrasarkanās gaismas atstarošanas mērīšanu (Hiroshi et. al. 2002).

Optiskās koherences tomogrāfija ir interferometriska attēlu iegūšanas metode, kas, izmantojot gaismu, ļauj iegūt audu šķērsgriezuma attēlus in vivo ar mikrometrisku izšķirtspēju līdz 2 µm dziļumam (Patrick et. al. 2007).

OCT priekšrocība ir augstākā izšķirtspēja, kas nav datortomogrāfijai, magnētiskajai rezonansei un ultrasonogrāfijai. Optiskās koherences tomogrāfijas izšķirtspēja ir diapazonā 10 – 20 µm (Ik-Kyumg et. al. 2002). Izšķirtspēja vairāk kā 4 µm ir sasniegta izmantojot sarežģītākas sistēmas, kas ir piemērotāka uz katetru balstītām metodēm (Takashi et. al. 2007).

Metodes pamatā ir interferometrija – analizēta interference starp atstaroto gaismu no audiem un references gaismu. Līdzīgi kā ultrasonogrāfijā, kur tiek izmantota skaņa, OCT izmanto gaismu. Gaisma tiek atstarota no virsmām, kur ir dažādas audu blīvuma pārejas. Gaismas atstarošanas laiku izmanto attāluma mērīšanai. Atstarošanas intensitāte attēlo dziļumu. Gaismas devējs izstaro gaismu pāri artērijas lūmenam, veidojot div – un trīs – dimensionālus attēlus, kas atšķirībā no ultraskaņas intensitātes aiztures laika, netiek mērīti elektroniski, bet ar ātrgaitas gaismas izplatību (Stamper et. al. 2006).

Puse gaismas ir vērsta uz intereses zonu un otra puse uz kustīgu spoguli. Interference var notikt, ja gaisma abos ceļos pārvietojas vienādos optiskos attālumos un atstarojoties gaismai. OCT mēra interferences intensitāti un izmanto to atstarošanas intensitātes attēlošanai (Stamper et. al. 2006).

OCT aksiālā izšķirtspēja ir atkarīga no frekvenču joslas avota vai viļņu garuma diapazona gaismas ietvaros. Ilustratīviem mērķiem, gaismu var uzskatīt kā impulsu sērijas sastāvu (Stamper et. al. 2006).

Sākotnēji visā pasaulē bija daudzas zinātnieku grupas, kas izmantoja baltās gaismas interferometriju, mēģinot iegūt bioloģisko audu attēlus, vairāk uzmanības pievēršot acs ābolam. Pirmos vērā ņemamos rezultātus 1990.gadā sasniedza Japānas zinātnieku grupa profesora Naohiro Tanno vadībā. 1991. gadā OCT tika atzīta par nozīmīgu audu vizualizācijas metodi, kas piemērota izmeklējumiem oftalmoloģijā un citās nozarēs, kur nepieciešams veikt izmeklējumus pāris milimetru dziļumā ar mikrometrisku izšķirtspēju. OCT tika izmantota arī restaurācijas darbos, lai analizētu dažādu krāsu slāņus (Stamper et. al. 2006).

1996.gadā aizsākās pirmie eksperimenti ar optiskās koherences intraluminālu izmantošanu. Šo tehnoloģiju iebūvēja katetrā, lai to varētu izmantot orgānu apskatei „no iekšpuses" – asinsvadiem, gremošanas orgāniem, plaušām utt. Lēcu sistēmu bija nepieciešams ievietot mikroskopiskos instrumentos.

1998. gadā ASV tika nodibināta kompānija LightLab un uzsākti pētījumi ar dzīvniekiem.

2000. gadā parādījās pirmie dati par pētījumiem ar cilvēkiem.

2006. gadā pēc FDA (angl.val. Food and Drug administration) atļaujas saņemšanas sākta komerciālu iekārtu ražošana.

Latvijā LightLab OCT iekārta tika uzstādīta Paula Stradiņa Klīniskās Universitātes slimnīcas Invazīvās Kardioloģijas Laboratorijā 2007. gadā.

II. Optiskās koherences tomogrāfijas priekšrocības

Galvenās priekšrocības ir:

  • virspusēju audu vizualizācija ar gandrīz mikroskopisku izšķirtspēju;
  • tūlītēja un tieša audu morfoloģijas vizualizācija;
  • precīza asinsvada nestabilās plāksnes bojājuma lokalizācijas, garuma un asinsvada diametra noteikšana;
  • precīza pēc koronārās intervences rezultāta izvērtēšana;
  • nav nepieciešama izmeklējamā objekta speciāla sagatavošana;
  • nav jonizējošā starojuma;
  • niecīgs laika patēriņš;
  • maz traumatiska;
  • kompleksas anatomijas izvērtēšana;
  • iespējama vairāku bojājumu novērtēšana vienlaicīgi;
  • nestabilas plāksnes gadījumā ar OCT iespējams ļoti precīzi izvērtēt intraluminālos trombus (Hiroshi et. al. 2002).

III. Iespējas un nosacījumi OCT pielietošanai

1. Indikācijas OCT

  • Pacientiem, kas cieš no miokarda infarkta, ar OCT ir iespējams ne tikai iegūt attēlu, bet identificēt plāksnes ruptūru, fibrozās kapsulas eroziju, intrakoronāru trombu, salīdzinājumā ar citām metodēm daudz precīzāk (Takashi et. al. 2007);
  • Viena no galvenajām indikācijām ir stenta (gan ar zālēm pildītu, gan parasta metāla stentu) endotelizācijas pakāpes izvērtēšana (Matsumoto et. al. 2007);
  • Aterosklerotiskās plāksnes struktūras izvērtēšana (Seemantini et. al. 2007);
  • Nestabilas plāksnes izvērtēšana (Di Mario, Barlis 2008).

2. Kontrindikācijas OCT

Metodei pašai kontrindikāciju nav. Metodes tehnisko izpildījumu ievērojami var apgrūtināt koronāro asinsvadu anatomija (izlocīti, izteikti kalcinēti koronārie asinsvadi utml.), kas apgrūtina OCT katetra ievadi un OCT veikšanu (Takahiro et. al. 2008).

Absolūtas kontrindikācijas ir tad, ja nav iespējams veikt koronāro angiogrāfiju (attiecas tās pašas kontrindikācijas, kas koronārai angiogrāfijai) vai perkutānu koronāro intervenci (nav tehniskais nodrošinājums, apmācīts personāls utt.).

3. Brīdinājumi

Pacientiem, kuriem ir alerģija pret kontrastvielu, var izraisīt alerģisku reakciju.

Optiskās koherences tomogrāfijas metodi drīkst lietot tikai invazīvie kardiologi, kuri apguvuši procedūras tehnisku un instrumentāriju.

Ārstiem jābūt gataviem rīkoties neatliekamās situācijās, kas prasa tūlītēju OCT izmeklējuma pārtraukšanu, piem., sirds ritma un hemodinamikas traucējumi.Stacionārā ir jābūt pieejamai neatliekamai kardioloģiskai palīdzībai.

Nelietot, ja nav nodrošināta pilnīga sterilitāte.

4. Iespējamās blakusparādības

  • Sirds aritmija
  • Punkcijas vietas komplikācijas, kur nepieciešama ķirurģiska iejaukšanās, invāzīva procedūra vai asins transfūzija
  • Tromboze vai tromboembolisks gadījums, kura rezultātā rodas klīniskas komplikācijas
  • Koronāro artēriju perforācija, ko izraisa ierīce
  • Perikarda tamponāde
  • Sirds apstāšanās
  • Nieru darbības traucējumi
  • Nopietna asiņošana
  • Gaisa embolija
  • Alerģiska reakcija pret kontrastvielu
  • Hipertenzija/hipotensija

5. Lietošana īpašām pacientu grupām

5.1. Grūtniecība: jāveic pasākumi, lai līdz minimumam samazinātu starojuma ietekmi uz augli un māti.

IV. Metodes apraksts

1. Pirms - procedūras periods

1.1. Veic koronāro artēriju izmeklēšanu, lai novērtētu artērijas sašaurinājuma lokalizāciju, izmēru un tā piemērotību OCT veikšanai.

1.2. Pacientam un viņa piederīgajiem tiek vispusīgi izskaidrota plānotās izmeklēšanas metodes un ārstēšanas būtība, nepieciešamība, risks, ieguvums un iespējamās komplikācijas.

1.3. Pacients (vai viņa piederīgie/atbildīgās personas) apliecina piekrišanu procedūrai ar parakstu uz speciālām veidlapas „KORONAROGRĀFIJA" un „ANGIOPLASTIJA"

1.4. Veic vispārējās klīniski laboratoriskās analīzes.

1.5. Uzsāk terapiju ar acetilsalicilskābi (aspirīnu) 100 mg vienreiz dienā un klopidogrelu (Plavix) 75 mg vienreiz dienā, vai citu adekvātu antiagregantu terapiju, atbilstoši vadlīnijām un centra praksei.

2. Procedūra

1.1. Procedūra tiek veikta sirds un lielo asinsvadu kateterizācijas laboratorijā uz specializēta operāciju galda. Pacients guļ uz muguras. Tiek veikta EKG monitorēšana.

1.2. I/v ievada heparīnu 5000 – 10000 DV.

1.3. Pēc ādas apstrādes ar dezinficējošu šķīdumu tiek veikta lokālā anestēzija.

1.4. Punktē un kateterizē a. radialis dextra vai a. femoralis dextra.

1.5. Veic sirds asinsvadu labās un kreisās puses standarta kateterizāciju.

1.6. Ievada 035" "J" tipa apmaiņas vadītājstīgu uz kuras ievada atbilstošo vadītājzondi.

1.7. Caur vadītājzondi koronārajā asinsvadā ievada koronāro vadītājstīgas.

1.8. Ņem OCT katetru un atvilcējierīci, un sagatavo to ievadīšanai atbilstoši attiecīgā ražotāja instrukcijai.

1.9. Fluoroskopijas kontrolē uz koronārās vadītājstīgas ievada OCT katetru intereses zonā.

1.10. Fluoroskopijas kontrolē pārliecinās, ka OCT katetrs novietots pareizi un koronārajā artērijā automatizēti ievada kontrastvielu un uzsāk OCT ierakstu.

1.11. Veic atkārtotu fluoroskopijas kontroli, lai pārliecinātos, ka nav artērijas bojājuma.

1.12. Evakuē vadītājzondi, veic a. radialis vai a. femoralis punkcijas vietas manuālu kompresiju līdz panākta stabila hemostāze (vismaz 10 min.) vai izmanto īpašas slēdzējierīces.

1.13. Pacientu guļus stāvoklī transportē uz novērošanas palātu. Gultas režīms 6 – 8 stundas.

3. Pēc - procedūras periods

1.1. Pacientiem jāsaņem antiagregantu terapija atbilstoši veiktajai procedūrai.

1.2. Ja pastāv pacienta paaugstināta jūtība pret antiagregantu terapiju, jāapsver alternatīvas terapijas, piemēram, antikoagulanti.

1.3. Pacients nākamajā dienā pēc procedūras var izrakstīties no stacionāra, ambulatorai terapijai.

V. Drošības pasākumi

Optiskās koherences tomogrāfijas metodi var lietot tikai centros, kur ir uzstādīta OCT iekārta, kvalificēts personāls. Realizējot medicīnisko tehnoloģiju ir jāievēro visi Latvijas Republikas likumi un citi normatīvie dokumenti, kas attiecas uz realizējamo procedūru un tās realizācijas apstākļiem. Visām medicīniskās tehnoloģijas realizācijā izmantojamām ierīces zālēm ir jābūt reģistrētām un atļautām klīniskai lietošanai Latvijas Republikā.

VI. Prasības personālam

Medicīnisko tehnoloģiju realizē ārstniecības personas:

  • invazīvais kardiologs
  • ārsts - asistents
  • medicīnas māsa/s ar specializāciju invazīvajā kardioloģijā vai radioloģijā

VII. Tehnoloģiskais nodrošinājums

1. Specifiskās medicīniskās ierīces

1.1. Dragonfly vizualizācijas OCT katetrs sastāv no 2 galvenajiem komplektiem: katetra korpusa un iekšēji rotējoša optisko šķiedru attēlu kodola. Distālā katetra daļa ir 2.7 frenči, ārējais diametrs 0.036" un tā garums ir 135 cm. Katetrs ir ar hidrofīlu pārklājumu. Dragonfly vizualizācijas katetrs ir paredzēts lietošanai uz 0.014" koronārās vadītājstīgas.

Attēla veidošanas laikā, Dragonfly vizualizācijas katetra optisko šķiedru kodols rotē un tiek automātiski ievilkts katetrā, iegūstot 360˚ artērijas attēlu un turpinot vilkt, iegūst artēriju segmentu attēlus visā artērijas garumā.

Katetram ir divi kontrastvielas marķieri, atdalīti viens no otra 20 mm; no ārējās malas uz ārējo malu (no centra līdz centram ir 19 mm). Distālais marķieris (minerāla gala marķieris) ir novietots 5 mm no katetra gala, saglabājot gala lokanumu un proksimālais marķieris (lēcas marķieris) ir novietots 3 mm distāli no attēla lēcas pozīcijas sākuma pirms atvilcējierīces. Katetrā iekšējās rotējošās optiskā attēla kodola šķiedras ir veidotas no nerūsējošā tērauda stieples, kuras var redzēt rentgenā.

Katetra ārpusē proksimālajā galā sānā ir izveidota atsevišķa pieeja, caur kuru pirms katetra lietošana obligāti jāuzpilda katetra iekšējais lūmens ar kontrastvielu. Veicot katetra atvilkšanu, vadītājzonde jāuzpilda ar kontrastvielu ar vienmērīgi saglabātu statisku spiedienu, lai novērstu kontrastvielas atpakaļplūsmu.

Dragonfly vizualizācijas katetrs tiek savienots ar C7-XR vizualizācijas sistēmu caur atvilcējsistēmas motoru un optisko savienotāju.

1.2. Light/Lab C7-XR optiskās koherences iekārta ir pasaulē vienīgā intravaskulārās frekvences domēna OCT (FD-OCT) vizualizācijas sistēma un ir aprīkota ar septītās paaudzes optisko procesoru, ko veidojuši LightLab inženieri.

C7-XR nodrošina 10 reizes labāku inravaskulārās ultraskaņas (IVUS) izšķirtspēju un veido attēla uzņēmumus viegli un ātri. Tā ir balstīta uz pēdējām optiskās vizualizācijas tehnoloģijām (FD-OCT). C7-XR veido „Zelta" attēlus ar daudz sīkākām un augstas izšķirtspējas tehnoloģijām. Tas dod kardiologiem ļoti būtisku iespēju optimizēt stenta implantācijas rezultātu, gan pēc stenta implantācijas, gan precīzāk izpētot bojājuma morfoloģiju pirms stenta implantācijas.

C7-XR nedod jonizējošo starojumu un tā neveido ilglaicīgu artērijas nosprostošanu, jo attēla veidošanai ir vajadzīgas tikai 5 sekundes. Līdz ar to šī metode ir ērta un ātri lietojama. Visu 50 – plus mm attēlu secības ir nekavējoties pieejamas pārskatīšanai un analīzei (Stamper et. al. 2006).

Īpašības un priekšrocības

  • Augsti automatizēta procedūra ir ātra un viegli veicama;
  • Augstākās intravaskulārās ultraskaņas izšķirtspējas displeji, kas uzlabo ārstēšanas stratēģiju;
  • Automātiska mērījumu analīze uzlabo izpratni un lēmumu pieņemšanu par sarežģītu bojājumu ārstēšanas veidu;
  • Plašā materiāla un struktūru iespējamā attēlošana un mērīšana palīdz izvēlēties piemērotu ārstēšanas taktiku.

Kompaktās, mobīlās C7-XR vizualizācijas sistēmas visi darbam izmantojamie elementi ietver sekojošo:

  • C7-XR patentētu vizualizācijas motoru un tālvadības personālo datoru;
  • Divus monitorus (17" un 19");
  • Klaviatūru un vadāmu peli sistēmai un katetram;
  • 22xCD/DVD±RW dubultā slāņa DVD-RAM ierīci ātrākai attēlu vadīšanai;
  • Lielu cieto disku liela daudzuma datu uzglabāšanai;
  • HIPAA – atbilstošus drošības elementus;
  • Integrētu piedziņas-motoru un optisko kontrolētāju (DOC)

2. Sirds un lielo asinsvadu kateterizācijas laboratorijas telpu raksturojums

Optiskās koherences tomogrāfijas metode tiek veikta Sirds un lielo asinsvadu kateterizācijas laboratorijā (tālāk- Laboratorijā) specializētā centrā. Laboratorijas darba telpa vismaz 35 m² liela un tajā centrālo vietu aizņem digitālās angiogrāfijas iekārta. Laboratorijai ir jābūt aprīkotai ar gaisa kondicionētāju. Darba telpā atrodas izlietne roku mazgāšanai un dezinfekcijai pirms procedūrām. Laboratorijā ir jābūt defibrilatoram, sirdsdarbības un asinsspiediena monitoram, divām skābekļa padeves iekārtām (no kurām viena ir ar saspiestā skābekļa padevi), medicīniskajam sūknim. Telpā atrodas speciāli skapji medicīnisko ierīču glabāšanai. Darba telpas sienām ir jābūt ekranizētām ar vismaz 1.5 mm svina ekvivalentu. Griestiem ir jābūt no īpaša materiāla, kuru var mazgāt ar dezinficējošiem šķīdumiem. Starp darba telpu un vadības telpu ir 1.5 mm biezs svina logs. Personāls strādā speciālā aizsargtērpā, kurš aizsargā no jonizējošā starojuma. Laboratorija ir apgādāta ar vismaz divu, bet optimāli - trīs elektrības grupu padevi. Darba telpa ir savienota ar vadības telpu, kurā atrodas digitālās angiogrāfijas aparāta vadības panelis, monitori, arhivācijas iekārta. Darba telpa ir savienota ar palīgtelpām, kurās tiek mazgātas un dezinficētas sirds un asinsvadu zondēšanas procedūrām (diagnostiskajām un ārstnieciskajām) izmantojamās ierīces, katetri, instrumentārijs u.c. Laboratorijā ir atpūtas istaba personālam, pacientu uzgaidāmā istaba, pēcoperācijas novērošanas istaba.

3. Sirds un lielo asinsvadu kateterizācijas laboratorijas tehniskais nodrošinājums

Optiskās koherences tomogrāfijas metode tiek veikta Sirds un lielo asinsvadu kateterizācijas laboratorijā vai asinsvadu operāciju zālē specializētā centrā, kas atbilst Latvijas Republikas likumu un citu normatīvo aktu noteiktajām prasībām.

Lai nodrošinātu medicīniskās tehnoloģijas realizāciju nepieciešams:

  • digitālās angiogrāfijas rentgeniekārta ar darba staciju
  • rentgenkontrastviela
  • LightLab OCT iekārta
  • OCT katetri
  • operāciju galds
  • elektrokardiogrammas monitorēšanas iekārta
  • pulsa oksimetrs
  • asins gāzu analizators (oksimetrs)
  • defibrilators un pilns reanimācijas pasākumiem nepieciešamais medikamentu un instrumentu komplekts
  • pagaidu transvenozās elektrokardiostimulācijas iekārta un elektrodi
  • perfuzori
  • intraaortālās kontrapulsācijas iekārta
  • intensīvās terapijas palāta pacientu monitorēšanai pēc procedūras
  • kardioķirurģiskas un angioķirurģiskās palīdzības nekavējoša pieejamība komplikāciju gadījumos
  • medikamenti (heparīns, antibiotikas, aspirīns, sedatīvi, narkozes līdzekļi u.c.).

VIII. Atsauces literatūrā

1. Amanda M., Varnava, Peter G. Mills, Michael J. Davies Relationship Between Coronary Artery Remodeling and Plaque Vulnerability. Circulation 2002;105; 939-943

2. Briain D. MacNeill, Ik-Kyung Jang, Brett E. Bouma et al. Focal and multi-focal plaque macrophage distributions in patients with acute and stable presentations of coronary artery disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2004;44;972-979

3. Carlo Di Mario, Peter Barlis Optical Coherence Tomography: A New Tool to Detect Tissue Coverage in Drug – Eluting Stents. J. Am. Coll. Cardiol. Intv. 2008;1;174 – 175

4. Daisuke Matsumoto, Junya Shite et al. Neointimal coverage of sirolimus-eluting stents at 6-month follow-up: evaluated by optical coherence tomography. European Heart Journal 2007;28; 961-967

5. Debra Stamper PhD, Neil J. Weissman, MD, FACC, Marks Brezinski, MD, PhD Plaque Characterization With Optical Coherence Tomography. JACC Vol. 47, No. 8 Suppl C April 18 2006:C69-79

6. Hiroshi Yabushita, Brett E. Bouma, Stuart L. Houser et al. Characterization of Human Atherosclerosis by Optical Coherence Tomography. Ciculation 2002;106;1640-1645

7. Ik-Kyung Jang, MD, PhD, FACC, Brett E. Bouma, PhD et al. Visualization of Coronary Atherosclerotic Plaques in Patients Using Optical Coherence Tomography: Comparison With Intravascular Ultrasound. JACC Vol. 39, No.4, 2002 February 20, 2002:604 – 609

8. Ik-Kyung Jang, Guillermo J. et al. In Vivo Characterization of Coronary Atherosclerotic Plaque by Use of Optical Coherence Tomography. Circulation 2005;111;1551-1555

9. Patrick W. Serruys, MD, PhD, FACC, Hector M. Garcia-Garcia, MD, MSc, FACC, Evelyn Regar, MD, PhD From Postmortem Characterization to the In Vivo Detection of Thin-Capped Fibroatheromas: The Missing Link Toward Percutaneous Treatment. J. Am. Coll. Cardiol. 2007;50;950- 952

10. Seemantini K. Nadkarni, PhD, Mark C. Pierce, PhD et al. Measurement of Collagen and Smooth Muscle Cell Content in Atherosclerotic Plaques Usind Polarization-Sensitive Optical Coherence Tomography. JACC Vol. 49, No. 13, 2007 April 3, 2007:1474-1481

11. Sergio Waxman, Fumiyuki Ishibashi and James E. Muller Detection and Treatment of Vulnerable Plaques and Vulnerable Patients: Novel Approaches to Prevention of Coronary Events. Circulation 2006;114;2390-2411

12. Takahiro Sawada, Junya Shite at al. Feasibility of combined use of intravascular ultrasound radiofrequency data analysis and optical coherence tomography for detecting thin-cap fibroatheroma. European Heart Journal 2008;29;1136-1146

13. Takashi Kubo, MD, PhD, Toshio Imanishi, MD et al. Assessment of Culprit Lesion Morphology in Acute Myocardial Infarction: Ability of Optical Coherence Tomography Compared With Intravascular Ultrasound and Coronary Angioscopy. J. Am. Coll. Cardiol. 2007;50;933-939

14. Tomohito Ohtani, Yasunori Ueda et al. Number of Yellow Plaque Detected in a Coronary Artery Is Associated With Future Risk of Acute Coronary Syndrome: Detection of Vulnerable Patients by Angioscopy. J. Am. Coll. Cardiol. 2006;47;2194-2200.

2011.gada 18.aprīlī,

Latvijas Kardiolgu biedrības prezidetns,

Profesors Andrejs Ērglis.

MT 11-005