а) Устройство катетера. В настоящее время существует 2 типа систем внутрисердечной эхокардиографии: механический ультразвуковой катетер с радиальной (циркулярной) системой визуализации и электронный фазированный катетер с секторальной системой визуализации.
1. Механический ультразвуковой катетер с радиальной системой визуализации. В механическом ультразвуковом катетере (Ultra ICE) с системой радиальной (циркулярной) визуализации (ЕР Technologies, Boston Scientific, Sunnyvale, CA, United States) внутри катетера диаметром 9 Fr (длинной 110 см) находится один вращающийся ультразвуковой датчик.
Внешний привод вращает кристалл с частотой 1800 об/мин внутри катетера, что позволяет получить плоскость визуализации 360°, перпендикулярную оси катетера, который находится в центре этой плоскости визуализации. Частота изображения у данного типа катетера составляет 9-12 МГц, что позволяет визуализировать ткани на расстоянии 5-7 см от датчика. При этом датчик имеет слабую проникающую способность и низкое разрешение удаленных объектов, что не позволяет четко визуализировать ЛП и ЛВ.
В данном случае для этого потребуется расположение катетера непосредственно в левых отделах сердца. Этот тип катетера не имеет режима допплерографии и не имеет управляемого кончика.
2. Электронный фазированный катетер с секторальной системой визуализации. В ультразвуковом катетере (AcuNav) системы секторальной визуализации (Acuson Corporation, Siemens Medical Solutions, Malvern, PA, United States) ультразвуковой датчик находится на дистальном конце катетера. Его толщина составляет 8-10 Fr, длина 90 см, фазированный датчик расположен на одной из сторон кончика катетера, сам датчик длиной несколько сантиметров (от кончика до основания головки катетера).
Датчик состоит из 64 пьезоэлементов, сканирование происходит в продольной плоскости. Катетер сгибается в 4-х направлениях (160° в переднезаднем направлении с возможностью поворота вправо и влево). Ультразвуковое изображение имеет клиновидную форму, плоскость изображения соответствует плоскости катетера. С помощью катетера возможно получать 2D-изображение (угол отображения равен 90°), имеются различные технологии визуализации (М-режим, допплерография: в пульсовом, постоянно-волновом или цветном режиме, а также тканевая допплерография).
Проникающая способность в тканях достигает 16 см, также возможно менять частоту ультразвуковой волны (5,5; 7,5; 8,5 и 10 МГц).
б) Техника выполнения исследования:
1. Механический ультразвуковой катетер с радиальной системой визуализации. Для улучшения качества визуализации необходимо удалить воздух из кончика внутрисердечного катетера путем введения 5-10 мл стерильного раствора. Внутрисердечный катетер вводится через длинный внутрисердечный интродьюсер. Для улучшения позиционирования следует использовать интродьюсер с изогнутым кончиком, т.к. сам механический катетер не является управляемым.
Механический катетер имеет угол изображения 360°, плоскость изображения перпендикулярно оси катетера, кончик катетера является точкой ориентира. Катетер присоединяется к ультразвуковой консоли, далее катетер вводится до тех пор, пока кончик катетера не достигнет ПП.
При позиционировании датчика в ВПВ визуализируется восходящая аорта, правая легочная артерия и иногда верхняя правая ДВ. Если кончик катетера расположить в средних отделах ПП, визуализируется овальная ямка и ЛП, также обычно видны пограничный гребень (crista terminalis) и аортальный клапан (рис. 1). При позиционировании кончика в проекции овальной ямки визуализируется ЛП, устье левой ЛВ и корень аорты. Отображение ЛП и устья ЛВ ограничено из-за низкой проникающей способности.
Рисунок 1. Изображения правого предсердия (ПП) и верхней полой вены (ВПВ), полученные на разных уровнях с помощью механического циркулярного ультразвукового катетера. (А) Вид со стороны ног пациента. Кончик датчика расположен в ВПВ, при этом визуализируются: восходящая аорта (ВАо), правая легочная артерия (ПЛА) и правая верхняя легочная вена (ПВЛВ). (Б) Подтягивая катетер на себя, на уровне средних отделов ПП, оператор визуализирует овальную ямку, левое предсердие (ЛП), свободную стенку ЛП (ССЛП), аортальный клапан (АоК) и crista terminalis (СТ). (В) На уровне нижних отделов ПП визуализируется коронарный синус (КС) и нижняя полая вена (НПВ). (Г) Во время выполнения транссептальной пункции под контролем внутрисердечной эхокардиографии отмечается натяжение мембранозной части овальной ямки
Из нижних отделов ПП можно визуализировать евстахиеву заслонку, латеральные отделы crista terminalis и устье КС (см. рис. 1). Позиционирование в ПЖ в области трикуспидального клапана, а также выносящего тракта правого желудочка (ВТПЖ) позволяет визуализировать оба желудочка и легочную артерию.
2. Катетер AcuNav. В качестве доступа для внутрисердечного катетера используется бедренная вена. Катетер проводится в ПП под контролем флюороскопии. Ультразвуковое окно, имеющее угол 90°, позволяет получить поперечный срез анатомических структур, ориентированный от кончика до основания активной головки катетера. Маркер ориентации лево-право (L-R) отражает положение основания катетера.
Когда маркер L-R расположен справа для оператора, краниокаудальная ось (продольная ось) будет отображаться слева направо, передне-задняя ось от вершины изображения до нижней его части. Если переместить L-R маркер на левую сторону, то произойдет зеркальное отражение изображения, при этом по вертикальной оси изображение не меняется. Необходимую проекцию можно получить путем движения катетера вперед или назад, сгибанием кончика по четырем возможным направлениям (передне-заднему, влево и вправо), а также ротацией катетера.
При использовании внутрисердечного катетера AcuNav можно менять амплитуду сигнала (5,5; 7,5; 8,5 и 10 МГц). При увеличении частоты волны можно достигнуть лучшего разрешения, но при этом снижается проникающая способность и глубина визуализации. Частота 7,5 МГц чаще всего используется для визуализации структур сердца. Для лучшего разрешения близких к датчику объектов можно увеличить частоту (8,5-10 МГц), для отображения удаленных структур уменьшить до 5,5 МГц.
1. Визуализация правого желудочка. Все структуры правого желудочка визуализируются при позиционировании катетера на соответствующем уровне ПЖ и вращении до попадания объекта в поле зрения. Обычно оптимальное разрешение объектов, находящихся на небольшом удалении, достигается на частоте 8,5 МГц. При сгибании катетера вперед и влево (нейтральное положение) в средних отделах ПП визуализируется ПП, трикуспидальный клапан и ПЖ. Эта позиция называется термином home view и является стартовой точкой.
Если вдруг оператор перестает ориентироваться, он всегда может вернуться в это положение и начать заново. Из положения home view вращение против часовой стрелки позволяет вывести изображение ушка ПП, если согнуть катетер вперед, то визуализируется трикуспидальный клапан и кавотрикуспидальный истмус (КТИ) (рис. 2). Верхние отделы crista terminalis можно визуализировать из области сочленения ПП и ВПВ по направлению кпереди.
Рисунок 2. Внутрисердечное эхокардиографическое изображение кавотрикуспидального истмуса (КТИ) (желтые стрелки). КТИ располагается между евстахиевой заслонкой (ЕЗ) (зеленая стрелка) и трикуспидальным клапаном (ТК) (красные стрелки). ПЖ — правый желудочек
2. Межпредсердная перегородка. При постепенном повороте из положения home view по часовой стрелке последовательно визуализируются корень аорты и легочная артерия, далее КС, митральный клапан, устье ушка ЛП и поперечное сечение овальной ямки. Митральный клапан и межпредсердная перегородка обычно видны в одной проекции, что и ушко ЛП.
Для достижения оптимальной визуализации овальной ямки иногда требуется отклонить кончик катетера назад или влево-вправо, или выполнить оба действия. Далее положение катетера фиксируется путем блокировки на ручке катетера. Если повернуть из этого положения катетер по часовой стрелке, будет визуализировано устье левых ЛВ. При оптимальном положении внутрисердечного катетера за межпредсердной перегородкой визуализируется достаточно пространства и четко видны прилежащие анатомические структуры.
3. Левое предсердие. Для оптимальной визуализации структур ЛП и легочных вен за межпредсердной перегородкой используется частота 7,5-8,5 МГц. При ротации катетера по часовой стрелке визуализируется ушко ЛП и левые верхняя и нижняя ЛВ по длинной оси (рис. 3). При дальнейшем повороте по часовой стрелке катетер позволяет визуализировать устье правой верхней и нижней ЛВ. Устья этих вен визуализируются сагитально в виде «совиного глаза». Ушко ЛП также можно визуализировать, поместив катетер в КС.
Рисунок 3. Внутрисердечное эхокардиографическое изображение левых легочных вен (датчик в правом предсердии). (А) Визуализируется правое предсердие (ПП), межпредсердная перегородка (зеленые стрелки), левая нижняя легочная вена (ЛНЛВ), левая верхняя легочная вена (ЛВЛВ) и нисходящая аорта. Катетер Lasso (желтые стрелки) визуализируется в устье ЛНЛВ. Цветное допплерографическое изображение ЛНЛВ и ЛВЛВ (Б) и импульсно-волновая допплерография ЛВЛВ (В). ЛП — левое предсердие
4. Левый и правый желудочки. Визуализация различных структур ЛЖ, расположенных в 6-15 см от датчика, выполняется при позиционировании кончика катетера в нижних отделах ПП. Когда датчик находится возле овальной ямки, согнут вперед и влево, на экране отображается выносящий тракт левого желудочка (ВТЛЖ) и усеченная часть ЛЖ. При повороте по часовой стрелке и небольшой корректировке высоты положения кончика катетера визуализируется митральный клапан и верхушка ЛЖ.
Для того чтобы увидеть митральный клапан по длинной оси (двухкамерную позицию: ЛП, митральный клапан, ДЖ), необходимо немного согнуть кончик катетера по направлению к верхушке ДЖ.
Выносящий тракт правого и левого желудочков, корень аорты с устьем коронарной артерии можно визуализировать, разместив кончик катетера на уровне выносящего тракта (средние отделы ПП), повернув его вправо. Поперечный срез аортального клапана можно получить из этой же области (рис. 4). ДЖ по длинной оси можно визуализировать из ПЖ, согнув кончик катетера вперед и повернув катетер по часовой стрелке против межжелудочковой перегородки (рис. 6.34). Если продолжить поворачивать катетер по часовой стрелке или сгибать влево/вправо, можно получить короткую ось ЛЖ, а также визуализировать митральный клапан (см. рис. 5).
Рисунок 4. (А-Г) Несколько внутрисердечных эхокардиографических проекций. Датчик расположен на уровне нижнего отдела правого предсердия и трикуспидального клапана. АоК — аортальный клапан; ВТПЖ — выносящий тракт правого желудочка; КАо — корень аорты; ЛЖ — левый желудочек; ЛП — левое предсердие; МК — митральный клапан; ПЖ — правый желудочек; ПП — правое предсердие; ТК — трикуспидальный клапан
Рисунок 5. Внутрисердечное эхокардиографическое изображение левого желудочка (ЛЖ). Датчик расположен в правом желудочке напротив межжелудочковой перегородки (МЖП). (А) Длинная ось ЛЖ. (Б) Короткая ось ЛЖ на уровне митрального клапана (стрелки)
Перикардиальный выпот контролируется из этой позиции. Если вернуть датчик обратно на уровень ВТПЖ и повернуть катетер, можно визуализировать ВТПЖ по длинной оси с поперечным сечением клапана легочной артерии.
в) Клиническое применение. Чреспищеводная эхокардиография использовалась при аблации ЖТ и дополнительных путей, выполнении транссептальной пункции, закрытии ушка ЛП и биопсии сердца. Однако ограничениями этой методики являются риск аспирации, дискомфорт пациента из-за длительного нахождения датчика в пищеводе. Кроме этого, для выполнения этого исследования требуется дополнительно еще один специалист.
Первый опыт применения внутрисердечной эхокардиографии в исследованиях с участием людей был ограничен применением механического ротационного датчика с 1 пьезоэлементом в катетере диаметром 6-10 Fr. Уменьшение габаритов устройства потребовало увеличения частоты до 10-20 МГц, что привело к снижению проникающей способности. Эта технология применялась для визуализации структур ПП у животных и людей: мембранозной части овальной ямки, crista terminalis, евстахиевой заслонки, кольца трикуспидального клапана и сочленения ПП и ВПВ в области синусового узла.
Однако визуализация ЛП и устьев ЛВ из ПП была ограничена глубиной получаемого изображения и могла быть осуществлена непосредственно из ЛП при транссептальном доступе.
Электронная фазированная ультразвуковая система дает более глубокую визуализацию необходимых структур правых и левых отделов сердца, а также позволяет выполнять допплерографическое исследование в различных режимах (пульсовом, непрерывно волновом и цветном). Немаловажным преимуществом является то, что эти манипуляции может выполнять один оператор. Эти особенности позволили применять эту технологию для выполнения изоляции ЛВ и линейных воздействий в ЛП при ФП.
Применение внутрисердечной эхокардиографии при различных катетерных вмешательствах позволяет: (1) оценить контакт катетера с тканью сердца; (2) определить положение катетера относительно различных структур сердца (например ЛВ или папиллярных мышц); (3) обеспечивать контроль транссептальной пункции, особенно при сложных вариантах анатомии; (4) упростить позиционирование картирующих или аблационных катетеров (циркулярных катетеров в ЛВ, устройств для бесконтактного картирования и баскет-катетеров); (5) визуализировать нанесения повреждения во время РЧ аппликации (контроль изменения эхогенности ткани и формирования микропузырьков, что отражает нагревание ткани и является сигналом для остановки воздействия); (6) определять зоны рубца ЛЖ для аблации субстрата при ЖТ (рис. 6); (7) оценивать структуры до и после вмешательства (состояние легочных вен, клапанов сердца); (8) оценивать анатомию ЛВ, размеров и функциональных характеристик в 2D-режиме с применением допплерографии; (9) исключать/выявлять интраоперационные осложнения (тампонады, электромеханические диссоциации и тромбоз); (10) получать подробную информацию об анатомической области источника аритмии (внутрисердечная эхокардиография позволяет упростить аблацию неадекватной синусовой тахикардии или синоатриальной реципрокной тахикардии); (11) определять расстояния от кончика катетера до коронарных артерий (при аблации аритмии из области створок аортального клапана); и (12) определять положение пищевода.
Рисунок 6. Интеграция изображений модуля CARTO-Sound при аблации желудочковой тахикардии у пациента с рубцовым поражением миокарда. (А) Внутрисердечное изображение левого желудочка (ЛЖ) по длинной оси, полученное с помощью эхокариографического фазированного датчика (10 Fr). Цветом выделена граница эндокарда. Обратите внимание на истонченную, по сравнению с базальными отделами (выделено красным), аневризму стенки ЛЖ передне-апикальной локализации (выделено зеленым). (Б) Совмещение объемной модели, созданной с помощью CARTO-Sound, и электроанатомической карты ЛЖ (модифицированная прямая проекция)
Описанный ранее модуль CARTO-sound позволяет интегрировать данные электроанатомического картирования и объемную карту камеры сердца, созданную с помощью внутрисердечного фазированного датчика (Sound-Star, Biosense Webster). Этот модуль может применяться самостоятельно или как дополнение к интегрированным изображениям КТ/МРТ. Такой подход успешно применяется при выполнени аблации ФП. Кроме того, трехмерная ультразвуковая визуализация позволяет более точно оценить анатомию камеры сердца и выявить зоны рубца ЛЖ (толщину стенки и характер движения), что имеет значение при аблации субстрата ЖТ у постинфарктных пациентов (см. рис. 6).
