а) Фундаментальная концепция. Впервые магнитная навигация катетеров была представлена в начале 1990-х гг. в качестве способа выполнения исследования у младенцев. Появление управляемых катетеров с возможностью сгибания кончика катетера упростило выполнение катетерной аблации. Традиционные технологии выполнения аблации ограничены кривизной и степенью сгибания катетера и в значительной степени стабильность положения катетера зависит от навыков оператора.
Новая магнитная навигационная система (MNS; 0.15 Т, Telstar, Stereotaxis, St. Louis, MO, United States) была представлена для клинического применения и доказала свою безопасность и эффективность, однако первая версия не позволяла выполнять аблации удаленно. Второе поколение магнитной системы (Niobe, Stereotaxis) в настоящее время позволяет выполнять вмешательство полностью удалено.
Система Niobe состоит из двух статичных неодим-ферроборовых магнитов, находящихся по обе стороны от стола. Кроме этого, система также имеет флюороскопическую дугу. Положение магнитов относительно друг друга управляется с помощью автоматизированной системы. В режиме «навигация» магниты создают однородное магнитное поле (0,8 Тесла), которое позволяет вращать катетер на 360°.
Диаметр созданного магнитного поля составляет около 20 см (NaviSphere), что достаточно, чтобы покрыть область расположения сердца при правильном позиционировании пациента. Вращение, сдвиг и изменение угла расположения магнитов позволяет достигнуть оптимальной проекции магнитного поля NaviSphere.
Картирующие и аблационные катетеры имеют чрезвычайно гибкую дистальную часть, особенно кончик, внутри которой расположены 3 магнита, что позволяет управлять ей с помощью магнитного поля. Магниты внутри катетера изменяют свое положение благодаря внешнему магнитному полю, что позволяет эффективно управлять кончиком катетера. Изменение положения внешних магнитов приводит к изменению ориентации магнитного поля и сгибанию катетера.
Магнитная навигационная система (МНС) интегрирована с модифицированной флюороскопической установкой, которая позволяет получить только одну проекцию из-за ограничений, связанных с магнитным полем. Изображения в различных флюороскопических проекциях можно получить в случае, если магнитная навигация не используется. Вращение флюороскопической дуги ограничено 30° в правой и левой косых проекциях в системах Niobe I, и 45° для систем второго поколения.
В системе Niobe I магниты могут находиться в двух положениях —- отключенной и активной навигации. В системах второго поколения магниты могут изменять свое исходное положение и угол наклона, позволяя получить больший угол наклона флюороскопической дуги. Важно понимать, что внешнее магнитное поле не позволяет перемещать встроенные в катетер или проводник магниты назад и вперед. Позиционирование катетера внутри сердца осуществляется вручную путем введения или тракции катетеров через сосудистый доступ.
Автоматизированная система манипулирования катетерами (Cardiodrive unit, Stereotaxis) используется для полностью удаленного управления катетером без необходимости ручного контроля. Оператор находится в отдельной комнате на удаленном расстоянии от рентгеновского излучения и тела пациента. Навигационная станция (Navigant И, Stereotaxis) в комбинации с системой Cardiodrive позволяет достигнуть очень точной ориентации катетера в пространстве с точностью до 1° и шагом в 1 мм.
Навигация осуществляется с помощью джойстика или мышки и позволяет манипулировать катетером полностью удаленно из пультовой комнаты. Кроме этого, для получения информации об анатомических ориентирах флюороскопическое изображение можно интегрировать с интерфейсом МНС.
Для целенаправленной навигации катетером с помощью планшета на взаимно перпендикулярных флюороскопических изображениях задается вектор магнитного поля (рис. ниже). Система вычисляет необходимую силу магнитного поля на каждом из магнитов. Результирующее магнитное поле взаимодействует с магнитами аблационного катетера, что приводит к сгибанию катетера параллельно магнитному полю.
Система удаленной навигации Stereotaxis. На двух верхних центральных панелях отображены схематичные модели левого предсердия, зеленую стрелку («вектор») можно направить в любом направлении с помощью мышки компьютера, после чего изменение магнитного поля приведет к сгибанию магнитного катетера в том же направлении. На двух нижних панелях представлены две электроанатомические модели, интегрированные с магнитной навигацией Stereotaxis. Эти изображения наложены поверх флюороскопических изображений в левой передней косой проекции и правой передней косой проекции. Трубчатыми структурами обозначены легочные вены и коронарный синус (розовым). Остальные панели — это различные элементы управления системой Stereotaxis
Ориентация магнитов катетера в определенных точках может быть сохранена для возможности в дальнейшем быстро повторно позиционировать катетер в точке интереса. Каждая манипуляция катетером с помощью магнитного поля занимает менее 5 сек.
МНС интегрирована с электроанатомической навигационной системой CARTO RMT (Biosense Webster), аналогом стандартной системы CARTO. CARTO RMT передает информацию в режиме реального времени о локализации и ориентации кончика катетера на МНС. Кроме этого, CARTO RMT передает информацию о точках интереса и данных анатомической модели на МНС.
Для картирования АВ для системы создан адаптированный циркулярный катетер и катетер для удаленного выполнения внутрисердечной эхокардиографии, который интегрирован с устройством, которое управляется с помощью магнитного поля. Все функции (движение вперед/на-зад, сгибание в любом направлении и изменение диаметра кольца циркулярного катетера) оператор может выполнять удалено с помощью джойстика в пультовой комнате.
б) Применение технологии. Всеми компонентами МНС, а также флюороскопической установкой, генератором и стимулятором, можно управлять удаленно из пультовой комнаты. После пункции сосудов и установки интродьюсера, вмешательство может выполняться полностью удаленно. Рабочая станция Navigant позволяет выполнять интеграцию изображений, контролировать расположение магнитных полей, которые отвечают за ориентацию катетера внутри сердца и позволяют позиционировать катетер в области интереса (см. рис. выше).
После синхронизации с дыханием (вдох) и сердечными сокращениями (окончание диастолы) наиболее репрезентативные изображения в правой передней косой проекции (RAO) и левой передней косой проекции (LAO) сохраняются на экране системы Navigant и используются в качестве референтов для навигации (см. рис. выше). Информация о локализации кончика катетера в пространстве отображается поверх флюороскопических изображений в режиме реального времени, что позволяет осуществлять непрерывный мониторинг положения без использования флюороскопии.
Оператор может направлять катетер в область интереса, задавая вектор движения или место позиционирования. При использовании векторной технологии оператор задает направление в системе, а она в свою очередь изменяет ориентацию магнитного поля. При направлении в заданную область пользователь указывает точку на взаимно перпендикулярных флюороскопических изображениях. Также оператор отмечает основание катетера (дистальная часть внутрисердечного интродьюсера) на парных флюороскопических изображениях. Исходя из указанной области интереса система, Navigant изменяет ориентацию магнитных полей.
После того как оператор задает вектор или точку, система изменяет ориентацию магнитного поля в грудной клетке, после чего положение катетера изменяется в течение нескольких секунд (см. рис. выше). Цель также можно задавать с помощью вектора магнитного поля, который можно выбрать из имеющейся базы предустановленных шаблонов Navigant. Программное обеспечение имеет несколько векторных шаблонов, которые были созданы компанией, на основе тщательного анализа большого количества КТ срезов и реконструкций. Они позволяют автоматизировано позиционировать катетер в различных анатомических областях.
После применения шаблона система может направить катетер в область, близкую к указанной точке. Кроме того, существуют алгоритмы, которые позволяют автоматизировано выполнять картирование различных камер сердца. После того как магнитный катетер находится в заданной позиции, магнитное поле поддерживает стабильный контакт на протяжении всего сердечного цикла; сила контакта максимально составляет 10-15 гр, что ниже, чем при манипуляции катетером вручную, но это нивелируется за счет постоянного контакта с поверхностью.
Магнитный катетер устанавливается в необходимой точке камеры сердца под контролем флюороскопии, мониторов навигации и системы манипуляции катетерами (Cardiodrive), что в комбинации позволяет управлять катетером с высокой точностью (с шагом 1 мм и изменением угла в 1°). Все векторы и точки сохраняются в системе вместе с данными о манипуляциях системы Cardiodrive, что позволяет быстро вернуться к интересующей области.
Система CARTO RMT претерпела изменения, которые позволяют ей работать в условиях магнитного поля МНС. CARTO RMT имеет поддержку всех дополнительных модулей, таких как CARTO-Merge, который позволяет интегрировать изображения КТ/МРТ с электроанатомической картой. Интеграция системы CARTO с МНС позволяет в режиме реального времени отображать положение и осуществлять позиционирование катетера в пространстве, а кончик катетера может отображаться на сохраненных изображениях системы Navigant.
Благодаря этому положение катетера можно отслеживать без частого повторного использования флюороскопии. Настройку магнитных векторов направления можно также выполнять в окне интерфейса системы CARTO. Система имеет несколько полезных инструментов автоматизации: "design line" позволяет выбрать несколько точек для прицельного картирования или создания линии аблации; при выборе режима "click and go" система самостоятельно направит катетер в выбранную точку.
Системы Stereotaxis и CARTO имеют обратную связь между собой, поэтому в случае, если выбранная точка не достигнута с первой попытки, программное обеспечение автоматически будет корректировать положение катетера до тех пор, пока точка не будет достигнута. МНС в комбинации с CARTO позволяет автоматически выполнять картирование камеры сердца (анатомическое и активационное) с помощью специальных алгоритмов. Точность таких карт сильно зависит от анатомии, как и от того, где оператор начнет картирование.
В настоящее время для этой системы созданы катетеры без орошения с кончиком 4 и 8 мм и аблационные катетеры с орошением диаметром 3,5 мм.
в) Клиническое применение. Основное достоинство системы — это уникальная точность позиционирования и стабильность положения катетера, что позволяет достичь высокой эффективности радиочастотных воздействий и минимизировать риск потенциальных осложнений. Жесткие катетеры с ручной регулировкой степени сгибания, которые могут сгибаться только в двух направлениях, часто не позволяют достичь стабильного контакта, особенно у пациентов со сложной анатомией сердца. МНС позволяет преодолеть эти ограничения. Например, у пациентов после операций по поводу врожденных пороков сердца, таких как операция Мастарда.
В этом случае доступ к легочным венам можно выполнить ретроградно (трансаортально) без необходимости пункции заплаты. Другим преимуществом МНС является высокая точность позиционирования катетера и возможность сгибать дистальную часть катетера в любом направлении в пространстве.
МНС используется при аблации АВУРТ, дополнительных путей, ТП, идиопатических и ишемических ЖТ и в особенности ФП. Регистрация внутрисердечных электрограмм и порог стимуляции значимо не отличается от регистрации обычными управляемыми катетерами. Использование МНС также не увеличивает риск осложнений стандартных вмешательств. Выполнение аблации ФП с помощью МНС, при сравнении со стандартной ручной навигацией, было связано со значительным снижением времени флюороскопии, однако общее время вмешательства значительно увеличивалось. Вследствие высокой гибкости катетера, перфорации стенки сердца являются редкими осложнениями.
В настоящее время МНС не имеет значимых преимуществ перед стандартными подходами к картированию простых аритмий, однако в случаях невозможности картирования стандартными катетерами и необходимости выполнения сложных маневров МНС имеет значительные преимущества. Дополнительным преимуществом может быть более стабильный контакт катетера с эндокардом за счет податливости дистального кончика и расширенные возможности управления катетером с помощью вектора магнитного поля. Дыхательные движения и сокращения сердца возможно автоматизировано компенсировать, что также увеличивает стабильность контакта со стенкой.
После выполнения электрофизиологического исследования аблация может также выполняться удаленно из пультовой комнаты. Это позволяет снизить время рентгеновской экспозиции оператора, избежать длительного пребывания рядом с операционным столом в свинцовом фартуке и облегчить навигацию и анализ электрограмм.
Уникальной особенностью является возможность автоматизированного возврата к тем точкам, которые были сохранены в системе. Интеграция с системой CARTO позволяет выполнять реконструкцию электроанатомической карты с помощью большего количества точек, чем при ручном сборе, что особенно важно в сложных анатомических областях.
При некоторых вмешательствах, например аблации ФП, МНС значительно снижает время флюороскопиии. Несмотря на увеличение общего времени процедуры, этот параметр снижается по мере увеличения опыта оператора.
г) Ограничения. Потенциальное ограничение МНС — влияние магнитных полей, которые образуются за счет поверхностной ЭКГ. Еще одним источником магнитного поля считается ток крови внутри магнитного поля. Кровь является электролитным раствором, который обладает своим электрическим потенциалом при движении в магнитном поле. Сила магнитного поля, используемая для манипуляции катетером, на один порядок ниже, чем при выполнении МРТ.
Влияние магнитного поля МНС на поверхностную ЭКГ меньше, чем при МРТ, и ограничено только сегментом ST. Это позволяет предположить, что магнитное поле МНС не мешает проводить анализ сердечного ритма, волны Р или морфологии комплекса QRS. Тем не менее, полноценная оценка сегмента ST может быть невозможна вследствие взаимодействия с магнитным полем. В настоящее время проводятся исследования, направленные на оценку влияния магнитного поля на точность анализа аритмии.
Клаустрофобия и морбидное ожирение являются противопоказаниями к выполнению магнитной навигации из-за ограниченного пространства внутри системы. Использование глубокой седации или анестезии позволяет преодолеть первое ограничение. Последующие поколения МНС являются открытыми системами, что делает их значительно более комфортными для больных. Наличие у пациента имплантированного электрокардиостимулятора или дефибриллятора также являлось противопоказанием.
Но стоит отметить, что проблемы во время вмешательства возникали в основном у пациентов с очень старыми устройствами. Также следует помнить о необходимости использования инструментов, совместимых с магнитными полями.
В режиме «навигация» максимальный угол отклонения в правой передней косой проекции и левой передней косой проекции составляет 30-45°. Однако это может быть значимым только при выполнении сложных аблаций.
МНС — это развивающаяся технология. Развитие технического оснащения, а именно появление дополнительных катетеров с большим количеством электродов, позволит выполнять вмешательства по поводу более сложных аритмий.
Аблация ФП, макрореентри ПТ и типичного ТП с использованием МНС связано с увеличением общего времени вмешательства по сравнению со стандартными методами навигации. Подготовка к вмешательству (позиционирование магнитов) является достаточно длительным этапом. Стоит также отметить, что у пациентов с типичным ТП использование МНС связано с более низкой частотой достижения блока проведения через кавотрикуспидальный истмус и большим количеством рецидивов типичного ТП.
При выполнении аблации ФП с помощью стандартного аблационного катетера (4 мм) также отмечалась более низкая частота изоляции ЛВ. Некоторые публикации говорят о более высокой частоте формирования нагара при аблации катетерами с орошением, совместимыми с МНС, которые имеют ограниченное количество портов орошения.
