спецкурс внутрисосудистые методы получения изображений

1,483 views
1,283 views

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,483
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
501
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

спецкурс внутрисосудистые методы получения изображений

  1. 1. СПЕЦКУРС «Внутрисосудистые методы получения изображений» Лекция 1 Селективная коронарография – возможности и ограничения. Коронарное стентирование. Лекция 2 Внутрисосудистый ультразвук. Слежение за состоянием коронарных стентов Лекция 3 Внутрисосудистая оптическая когерентная томография – возможности и ограничения Лекция 4 Кросс-поляризационная оптическая когерентная томография в оценке структуры атеросклеротической бляшки – новое направления в развитии внутрисосудистой ОКТ http://niibmt.nizhgma.ru/grants/ Нижний Новгород, 2013
  2. 2. СПЕЦКУРС «Внутрисосудистые методы получения изображений» Лекция 1 Селективная коронарография – возможности и ограничения. Коронарное стентирование. Шарабрин Евгений Георгиевич, НИИ ПФМ Киселева Елена Борисовна, НИИ БМТ (Нижегородская государственная медицинская академия) http://niibmt.nizhgma.ru/grants/ Нижний Новгород, 2013
  3. 3. Селективная коронарография (СКГ) Коронарография - рентгеноконтрастный метод прямой визуализации артерий сердца (коронарных артерий), наиболее точный и достоверный способ диагностики ишемической болезни сердца (ИБС) - "золотой стандарт". Коронарография позволяет точно определить характер, место и степень сужения коронарной артерии, что позволяет решить вопрос о выборе и объеме проведения в дальнейшем таких лечебных процедур как баллонная ангиопластика, стентирование и коронарное шунтирование.
  4. 4. Селективная коронарография – полипозиционное исследование
  5. 5. Этапы процедуры СКГ Местная анестезия: процедура малотравматичная - пациент находится в сознании и контакте с врачом. Проведение специального катетера через бедренную артерию и верхнюю часть аорты к устью коронарных артерий (или через артерию предплечья, что уменьшает срок наблюдения после выполненной коронарографии).
  6. 6. Этапы процедуры СКГ Введение рентгеноконтрастного вещества через катетер, наблюдение при помощи специальной рентгеновской установки ангиографа. Результат выводится как на монитор, так и помещается в цифровой архив в специализированном формате. Пациенту выдаётся диск с записью "фильма".
  7. 7. Этапы процедуры СКГ Проводят последовательную коронарных артерий Катетеризация левой коронарной артерии селективную катетеризацию Катетеризация правой коронарной артерии SharEStudio ® ©
  8. 8. SharEStudio ® © Этапы процедуры СКГ Интерпретация полученной артериограммы включает описание морфологии и тяжести поражений коронарных артерий наряду с описанием наличия коллатеральных сосудов. СКГ левой коронарной артерии СКГ правой коронарной артерии В ходе коронарографии устанавливают степень и размер поражения коронарных сосудов, что и определяет дальнейшую тактику лечения. При необходимости, после согласования с пациентом, возможно одновременное проведение баллонной дилатации и (или) установка сосудистых эндопротезов - стентов.
  9. 9. Преимущества селективной коронарографии: 1) Великолепное качество снимков при максимальной концентрации контрастного вещества. 2) Возможность многократного повторения рентгеносъемки в разных проекциях (незначительное разовое введение контрастного вещества). 3) Исследование возможно в амбулаторных условиях. Недостатки селективной коронарографии: 1) Необходимость смены зондов во время исследования, так как для каждой коронарной артерии применяются зонды специфической формы. 2) Несколько большая опасность аритмии и фибрилляции сердца (2%). 3) Необходимость специального рентгеновского оборудования для киносъемки или быстрой серийной съемки, а также дорогостоящих зондов, которые быстро изнашиваются (после 6—8 исследований).
  10. 10. Стентирование – это процедура, которая проводится во время коронарографии: расширение места сужения сосуда в области атеросклеротической бляшки металлическим устройством (стентом). Стент - металлический каркас, бывают различной длины и диаметра, могут быть покрыты лекарственным веществом (эллютинг-стент) или не покрыты (металлические). Стенты для коронарных артерий
  11. 11. Стентирование коронарных артерий с баллонной ангиопластикой 1. Стент подводится к суженному сосуду, вначале в сложенном виде 2. Стент раскрывается, когда доставлен в место назначения. Раскратие путем раздувания небольшого баллона изнутри конструкции под контролем манометра и рентгена.
  12. 12. Стентирование огибающей ветви левой коронарной артерии Стентирование позволяет восстановить кровоток в артериях
  13. 13. Контроль постановки стентов Ангиография ВС УЗИ ВС ОКТ хорошо расправленного стента Плохо расправленный стент Гладкова Н.Д. с соавторами, 2012
  14. 14. ОКТ-контроль постановки стентов: стент в месте разветвления (бифуркации) коронарных артерий Схема последовательных поперечных срезов через установленный по провизионной технике коронарный эндопротез в дистальном сегменте (А), сегменте бифуркации (В) и проксимальном сегменте (С). Tyczynski P., et al., Rev. Esp. Cardiol., 2010
  15. 15. Что происходит на поверхности стента после его имплантации (эксперимент на лабораторных животных) Металлический непокрытый стент. 65 минут после имплантации Металлический непокрытый стент. 65 минут после имплантации, введение Гепарина.
  16. 16. Заключение Стентирование не обладает абсолютной эффективностью, примерно в 15-20 % случаев происходит рестеноз (обратное сужение сосуда) Одной из насущных задач для науки является создание не металлического, полимерного, биологически и электрически нейтрального стента.
  17. 17. Спасибо за внимание!
  18. 18. СПЕЦКУРС «Внутрисосудистые методы получения изображений» лекция 2 Внутрисосудистый ультразвук. Слежение за состоянием коронарных стентов. Шарабрин Евгений Георгиевич, НИИ ПФМ Киселева Елена Борисовна, НИИ БМТ (Нижегородская государственная медицинская академия) http://niibmt.nizhgma.ru/grants/ Нижний Новгород, 2013
  19. 19. Коронарография – "золотой стандарт" в оценке состояния коронарных артерий Это рентгеноконтрастный метод прямой визуализации артерий сердца (коронарных артерий), позволяет точно определить характер, место и степень сужения коронарной артерии. Однако КГ: - не позволяет визуализировать диффузно измененные сегменты артерии и ограничивается выявлением локальных сужений ее просвета. - информативность исследования зависит от адекватности использованных проекций. - точность и воспроизводимость автоматического количественного анализа ангиограммы зависят от правильности калибровки. Сужение венечной артерии
  20. 20. IVUS - Внутрисосудистое ультразвуковое исследование (ВС УЗИ) - метод, дополняющий ангиографическое исследование Метод внутрисосудистой визуализации, используется в клинической практике с 1989 г. для определения состояния коронарного русла на диагностическом этапе и оценки/оптимизации результатов проведения чрескожного коронарного вмешательства. Поперечное сечение сосуда выглядит как многослойная концентрическая структура с различной эхоплотностью слоев.
  21. 21. Методика ВС УЗИ Миниатюрный ультразвуковой датчик, расположенный на катетере, по проводнику проводят в просвет артерии и осуществляют качественный и количественный анализ просвета сосуда и сосудистой стенки на неизмененных и поражённых участках, оценивают состояние сегментов артерии во время и после эндоваскулярных операций (баллонной ангиопластики, стентирования, атерэктомии). Используют датчики частотой 30-45 МГц, диаметром 2,9-3,5 Fr (0,9-1,2мм). Разрешающая способность датчиков составляет 100-150 мкм.
  22. 22. ВС УЗИ нормального и атеросклеротически пораженного сосуда Нормальная коронарная артерия Определение диаметра, максимальной и минимальной толщины бляшки Teruyoshi K. et. al., 2008
  23. 23. ВС УЗИ и гистологическое исследование Ультразвуковая картина атеросклеротической бляшки Макропрепарат атеросклеротической бляшки SharEStudio ® ©
  24. 24. Первичная диагностика атеросклеротически пораженного сосуда методом ВС УЗИ Качественный анализ: определение структуры атеросклеротической бляшки, состояние структурной стабильности бляшки, наличие тромба, диссекции, оценку адекватности установки стента. Количественная оценка: площадь просвета (LA, мм²), общую площадь сосуда (VA, мм?), процент стеноза по площади (РА, %), максимальный и минимальный диаметры просвета (Мах LD, Мin LD, мм), индекс симметричности просвета (Min D/Max D), максимальную и минимальную толщину бляшки (Мах РТ, Мin РТ, мм) индекс эксцентричности бляшки (Мin РТ/Мах РТ), максимальный и минимальный диаметры сосуда (Мах VD, Мin VD, мм), процент стеноза по диаметру (VD, %). Teruyoshi K. et. al., 2008
  25. 25. Другие методы внутрисосудистых исследований Внутрисосудистая оптическая когерентная томография (ВС ОКТ) для диагностики атеросклеротической бляшки • основана на низкокогерентной интерферометрии в инфракрасном диапазоне длин волн (700-1300 нм). • Способна демонстрировать толщину капсулы бляшки с разрешением до 3 мкм • Надежная диагностика тонкой капсулы фиброатеромы только в бляшках большего размера, но слабый контраст между капсулой и липидным ядром в случае небольшой бляшки ОКТ изображение Brezinski et al., 2006
  26. 26. Другие методы внутрисосудистых исследований FFR - Определение фракционного резерва кровотока (ФРК) Метод исследования, направленный на функциональной гемодинамической атеросклеротического поражения на основании давления до и после поражённого сегмента сосуда. определение значимости соотношения ФРК дает возможность более объективно оценить необходимость стентирования или выполнения ангиопластики – и в ряде случаев избежать неоправданного вмешательства.
  27. 27. Стентирование – это процедура, которая проводится во время коронарографии: расширение места сужения сосуда в области атеросклеротической бляшки металлическим устройством (стентом). Стент - металлический каркас, бывают различной длины и диаметра, могут быть покрыты лекарственным веществом (эллютинг-стент) или не покрыты (металлические). Стенты для коронарных артерий
  28. 28. Стентирование коронарных артерий с баллонной ангиопластикой 1. Стент подводится к суженному сосуду, вначале в сложенном виде 2. Стент раскрывается, когда доставлен в место назначения. Раскратие путем раздувания небольшого баллона изнутри конструкции под контролем манометра и рентгена.
  29. 29. ВС УЗИ для контроля постановки стента Неполное раскрытие стента. Оптимальная имплантация стента. Yoriyasu S. et. al., 2008
  30. 30. ВС УЗИ и коронарография для контроля постановки стента: до стентирования Ангиограмма левой коронарной артерии: стеноз в среднем отделе ПМЖВ 35% ВС УЗИ: максимальная степень эксцентрического стеноза ПМЖВ составила 63% (1 — внутренний контур артерии; 2 – контур просвета артерии (область, заключенная между контурами 1 и 2, представляет собой площадь АСБ); 3 – интракоронарный ультразвуковой датчик; темное пятно между 7 и 9 часами – акустическая тень датчика). Шаваров А.А. и др., 2007. Случай из практики
  31. 31. ВС УЗИ и коронарография для контроля постановки стента: посде стентирования Ангиография: ровные контуры стента. ВС УЗИ: стент полностью расправлен, его аппозиция хорошая. Шаваров А.А. и др., 2007. Случай из практики
  32. 32. ВС УЗИ для мониторинга стентов Случай диффузного рестеноза ПВА через 3 мес после имплантации нескольких стентов от устья до средней трети ПВА отчетливое неполное раскрытие стента с диффузной гиперплазией внутри стента заметно по наличию ярких точек и полосок (указано стрелками). просвет сосуда (внутренняя точечная линия), стент (пунктирные линии по окружности и по максимальному диаметру) и площадь сосуда по наружной эластической мембране (наружная точечная линия по окружности и по максимальному диаметру). отсутствие стента на уровне коронарного устья, а также рестеноз, вероятно, возникший за счет возвратного эластического сужения большой концентрической бляшки, не покрытой во время первоначальной процедуры. ангиография не позволяет достоверно оценить степень эксцентричности дистального стеноза: минимальная толщина бляшки - 0,2 мм, максимальная 1,9 мм. Yoriyasu S. et. al., 2008
  33. 33. Комбинированный контроль постановки стентов Ангиография ВС УЗИ ВС ОКТ хорошо расправленного стента Плохо расправленный стент Гладкова Н.Д. с соавторами,СТМ,2012
  34. 34. ОКТ- контроль постановки стентов До постановки стента После постановки стента Гладкова НД, Губарькова ЕВ, Шарабрин ЕГ, Стельмашок ВИ, Бейманов АЭ, СТМ, 2012
  35. 35. Заключение ВС УЗИ в дополнение к коронарографии обеспечивает более точную диагностику атеросклеротических поражений, а также эффективный контроль в постановке и мониторинге стентов. Однако развивающийся новый метод внутрисосудистой диагностики – ОКТ – благодаря более высокому разрешению (10 мкм против 100 мкм) является серьезным конкурентом ВС УЗИ.
  36. 36. Спасибо за внимание!
  37. 37. СПЕЦКУРС «Внутрисосудистые методы получения изображений» лекция 3 Внутрисосудистая оптическая когерентная томография – возможности и ограничения Гладкова Наталья Дорофеевна, Губарькова Екатерина Владимировна, Киселева Елена Борисовна Лаборатория изучения оптической структуры биотканей НИИ БМТ (Нижегородская государственная медицинская академия) http://www.niibmt.nizhgma.ru/grants/ Нижний Новгород, 2013
  38. 38. Актуальность внутрисосудистой визуализации В целом: сохраняется острая необходимость в понимании факторов, влиящих на развитие острой коронарной патологии и поиска способов улучшения ее терапии; В частности: визуализация и слежение за развитием атеросклеротического процесса в сосудах (различение стадии бляшки и ее компонентов) Этапы развития атеросклероза
  39. 39. Актуальность внутрисосудистой визуализации Просвет артериального сосуда Тромб Разрыв покрышки Критерии уязвимости атеросклеротической бляшки (по Virmani R, 2000): Фиброзная капсула Липидное ядро средний размер бляшки 2-3 мм в диаметре; наличие липидного ядра – ядро занимает более, чем 40% объема бляшки; толщина фиброзной капсулы менее 65 µм; содержание и тип коллагена фиброзной капсулы
  40. 40. Современные методы коронарной визуализации Гистология ВС УЗИ ЯМР Высокочастотный внутрисосудистый ультразвук и ядерно-магнитный резонанс Экран монитора современного контрастного коронарного ангиографического исследования: • можно наблюдать диаметр просвета сосуда, но нельзя судить о толщине капсулы бляшки • высокое напряжение магнитного поля не дает достаточного контраста изображения для наблюдения толщины капсулы бляшки (гистология) Honda et al, 2008
  41. 41. Внутрисосудистый ультразвук (ВС УЗИ) - «золотой стандарт» в визуализации сосудов регистрируется отраженный «эхо»-сигнал, обусловленный пространственным распределением акустического импеданса. Разрешающая способность порядка 100 мкм Оптическая когерентная томография (ОКТ) – инновационный метод внутрисосудистой оптической визуализации регистрируется обратно рассеянный свет от оптических неоднородностей исследуемой среды. Разрешающая способность порядка 5-10 мкм
  42. 42. Принцип метода ОКТ: низкокогерентная интерферометрия рассеянного от объекта света в инфракрасном диапазоне длин волн (700-1300 нм), которые имеют наибольшую глубину проникновения в биоткани (до 2 мм) «Свет» позволяет визуализировать «слои» коронарных артерий ИНТИМА МЕДИЯ АДВЕНТИЦИЯ ИНТИМА МЕДИЯ АДВЕНТИЦИЯ
  43. 43. ОКТ во временной области - TD-OCT, Time domain OCT (1-е поколение). Основной принцип: временная селекция обратно рассеянной от объекта компоненты света на разной глубине осуществляется с помощью интерферометра с изменяющейся длиной опорного плеча ОКТ в частотной области - FDОCТ, Frequency domain OCT (2-ое поколение). Основной принцип FD-OCT – разложение обратно рассеянного света по спектральным компонентам. Скорость получения изображений до 3000-4000 кадр/сек. Последнее достижение: внутрисосудистая система визуализации C7XR (LightLab Imaging). Принцип: OFDI, frequency domain imaging. LightLab М3 Imaging Console, LightLab Imaging Inc., США optical
  44. 44. Внутрисосудистые оптические зонды: Внутрисосудистый катетер (Light Imaging Inc, CША) Новая система C7 XR Herrero-Garibi J., Rev Esp Cardiol, 2010.
  45. 45. Как ОКТ может помочь в реальной клинической практике???
  46. 46. 1. ОКТ в прижизненной диагностике состояния атеросклеротической бляшки Эксцетрическая Изъязвленная Надрыв бляшка бляшка бляшки
  47. 47. 1. ОКТ в прижизненной диагностике состояния атеросклеротической бляшки T. Kume и соавт. (2006): высокая корреляция толщины капсулы бляшек на гистологии и ОКТ-изображении (r=0,9; p<0,001). T. Kubo с соавт. (2007): сравнение возможностей ВС ОКТ ВС УЗИ и ангиоскопии у больных с острым инфарктом миокарда, показало, что ОКТ лидирует в обнаружении разрыва бляшки (73% против 40 и 43% соответственно; p=0,021), эрозии (23% против 0 и 3%; p=0,003) и тромба (100% против 33 и 100%; p<0,001). Индекс согласия составил 0,61–0,83. T. Sawada и соавт. (2008): возможности ОКТ для обнаружения тонкой капсулы фиброатеромы очевидно выше — 77,8% по сравнению с ВС УЗИ - 45,9%. Работы по обнаружению с помощью ОКТ бляшек с тонкой фиброзной капсулой проводили: M. Kashiwagi и соавт. (2009), I.K. Jang и соавт. (2005), K. Fujii с соавт. (2008).
  48. 48. 2. ОКТ в прижизненной диагностике нестабильной («уязвимой») бляшки Фиброзная капсула По контрасту капсулы и липидного ядра можно измерить толщину капсулы и выявить «уязвимые бляшки с толщиной капсулы <65 мкм Возможна раздельная оценка элементов бляшки и прижизненная надежная диагностика тонкой капсулы фиброатеромы только в бляшках большего размера Гладкова НД, Губарькова ЕВ, Шарабрин ЕГ, Стельмашок ВИ, Бейманов АЭ, СТМ, 2012
  49. 49. 3. ОКТ для прижизненного обнаружения макрофагов в атеросклеротических бляшках Низкая плотность макрофагов гистологические изображения ОКТ-изображения Высокая плотность макрофагов коррелирует с высоким риском разрыва бляшки и ассоциирована с острыми коронарными событиями (Moreno P.R., 1994) Высокая плотность макрофагов Tearney G.J. et al, 2003
  50. 50. 3. ОКТ для прижизненного обнаружения макрофагов в атеросклеротических бляшках ОКТ-изображение 500 мкм Красным цветом очерчены области с высокой плотностю макрофагов MacNeill B.D. et al, 2004
  51. 51. 4. ОКТ для прижизненной диагностики коронарного кальциноза Кальциевые отложения могут быть обнаружены ОКТ с высокой чувствительностью (96%) и специфичностью (97%) (Yabushita H. et al, 2002; MacNeill B.D. et al, 2005) кальций кальций липид 5 мм Преимуществом ОКТ перед другими методами отображения кальция (КТ, ВС УЗИ) является возможность создания трехмерного объемного изображения кальциевой области (Tearney G. J. et al, 2002)
  52. 52. 5. ОКТ для прижизненного наблюдения за стентами Ангиография ВС УЗИ ВС ОКТ хорошо расправленного стента Плохо расправленный стент Гладкова НД с соавторами, СТМ, 2012
  53. 53. • Реканализированный тромб во 2-м сегменте передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии (В.И. Стельмашок , Беларусь, 2012 ) • Состояние после имплантации стента в зоне реканализированного тромба Ангиография ВС УЗИ ВС ОКТ
  54. 54. 6. ОКТ для прижизненного наблюдения особенностей коронаротромбоза Неполное прилегание страт стента к сосудистой стенке Пристеночный тромб ВС ОКТ Гладкова НД, Губарькова ЕВ, Шарабрин ЕГ, Стельмашок ВИ, Бейманов АЭ, СТМ, 2012
  55. 55. 6. ОКТ для прижизненного наблюдения особенностей коронаротромбоза Острый коронарный синдром (ВС ОКТ в первые 72 часа) Острый тромбоз артерии Разрыв покрышки бляшки
  56. 56. Преимущества внутрисосудистой ОКТ преимущества метода — безопасность, высокое пространственное разрешение, высокая скорость получения изображения; преимущества устройства — невысокая стоимость, мобильность, возможность использования эндоскопических зондов и получения изображений просвета сосудов; катетер ОКТ не требует преобразователя, непосредственно отображает структуру, является миниатюрным и недорогим; исключительные клинические возможности — безопасность многократных повторных применений, быстродействие и режим реального времени получения информации, что определяет целесообразность интраоперационного использования метода; способность видеть кальцинаты в бляшках, визуализировать гиперплазированную неоинтиму, возможность наблюдать поведение стентов, а также предсказывать поведение атеросклеротической бляшки, которое основано на ее морфологических особенностях. Гладкова Н.Д. с соавторами, 2012
  57. 57. Ограничения внутрисосудистой ОКТ Малая глубина проникновения ОКТ-сигнала - визуализация ограничивается 2–3 мм. Это влияет на качество изображений артерий, содержащих некротические разрушения, а также приводит к неспособности ремоделировать всю толщу артериальной стенки. Невозможность получения интракоронарного ОКТ-изображения в клинической практике из-за неспособности инфракрасного излучения проникнуть через кровь. Поэтому в отличие от ВС УЗИ ВС ОКТ требует осветления или смывания крови из просвета сосуда. Гладкова Н.Д. с соавторами, 2012
  58. 58. Пути совершенствования внутрисосудистой ОКТ 1. Улучшение тканевых характеристик с помощью аппаратных средств: - Увеличить контрастность изображения фиброзной капсулы и липидной ткани помогает поляризационно-чувствительная ОКТ, измеряющая двулучепреломление ткани. - Доплер-ОКТ для оценки перфузии ткани. - Количественная обработка ОКТ-изображений для объективизации диагностики и принятия клинических решений при лечении. 2. Развитие ОКТ в частотном диапазоне — спектральная ОКТ (Frequency domain OCT): получение трехмерных микроскопических изображений значительных объемов, сопоставимых с размерами просвета внутренних органов (развитие новых лазеров, улучшение спектрометров, создание минимально инвазивных катетеров и эндоскопов, а также разработки новой стратегии обработки оптических сигналов). Гладкова Н.Д. с соавторами, 2012
  59. 59. Спасибо за внимание!
  60. 60. СПЕЦКУРС «Внутрисосудистые методы получения изображений» лекция 4 Кросс-поляризационная оптическая когерентная томография в оценке структуры атеросклеротической бляшки – новое направление в развитии внутрисосудистой ОКТ Гладкова Наталья Дорофеевна, Губарькова Екатерина Владимировна, Киселева Елена Борисовна Лаборатория изучения оптической структуры биотканей НИИ БМТ (Нижегородская государственная медицинская академия) http://niibmt.nizhgma.ru/grants/ Нижний Новгород, 2013
  61. 61. Метод оптической когерентной томографии Зеркало Источник низкокогерентного излучения основан на низкокогерентной интерферометрии в инфракрасном диапазоне длин волн (700-1300 нм). Сканирование f И z Делитель Объект Сканирование П Возможно получение изображений структуры тканей в режиме реального времени на глубинах до 1-2 мм с микронным разрешением (до 3 мкм). Сигнал ОКТ 35 30 А-скан I(z), дБ 25 20 15 10 5 0 150 250 350 450 550 650 750 850 z,мкм
  62. 62. Внутрисосудистая ОКТ – использование внутрисосудистых катетеров Внутрисосудистый катетер (Light Imaging Inc, CША) Новая система C7 XR ОКТ как альтернативный или дополнительный инструмент к внутрисосудистому ультразвуковому исследованию (ВС УЗИ)
  63. 63. Основные задачи внутрисосудистой оптической когерентной томографии (ВС ОКТ) 1. Контроль постановки и мониторинг стентов: скорость гиперплазии неоинтимы на стратах стента, особенности морфологических изменений в атеросклеротических бляшках при рестенозе, а также ранняя диагностика связанных со стентированием осложнений: плохо расправленный стент и диссекция интимы. 2. Диагностика «уязвимой» атеросклеротической бляшки: толщина фиброзной капсулы менее 64 мкм с 95% вероятностью может привести к разрыву бляшки (критерий «уязвимости» по R. Virmani)
  64. 64. Атеросклеротические изменения стенки артериального сосуда 1- проникновение I макрофагов II Утолщенная интима Интима Медиа 2 – патологическое утолщение интимы Липидная полоска Адвентиция III Просвет артериального сосуда 3 – формирование фиброзной капсулы IV Склонность к разрыву Тонкая фиброзная капсула Фиброзная капсула Липидное ядро Макрофаги 4 – некротическое липидное ядро, замена I типа коллагена на III 5 – липидное некротическое ядро, коллаген в различных состояниях 6 - тромбоз Этапы развития атеросклеротической бляшки Стадии атеросклероза Stary et al., 1995
  65. 65. Критерии уязвимости атеросклеротической бляшки (по Virmani R, 2000): средний размер бляшки 2-3 мм в диаметре; наличие липидного ядра – ядро занимает более, чем 40% объема бляшки; толщина фиброзной капсулы менее 65 мкм; содержание и тип коллагена фиброзной капсулы.
  66. 66. Возможности ВС ОКТ для диагностики АСБ • Способна демонстрировать толщину капсулы бляшки с разрешением до 3 мкм, но не тип коллагена • Надежная диагностика тонкой капсулы фиброатеромы только в бляшках большего размера, но слабый контраст между капсулой и липидным ядром в случае небольшой бляшки ОКТ изображение Brezinski, et al., 2006
  67. 67. Оптическая когерентная томография Поляризационночувствительная ОКТ (ПЧ ОКТ) двулучепреломление Кросс-поляризационная ОКТ (КП ОКТ) двулучепреломление + деполяризация фиброзная ткань липидное ядро Giattina, 2006; Brezinski, 2006; Nadkami, 2008 Зелёная стрелка – коллаген III типа, красная стрелка – коллаген I типа (Губарькова Е.В., 2013)
  68. 68. КП ОКТ – поляризационно-чувствительная модификация ОКТ Зеркало, λ/4 Оптический щуп y E y x x E Ex=E Изображение в ортогональной поляризации 50/50 y Широкополосный источник света (СЛД) Волны с поляризацией, ортогональной исходной (y) E x Ey Ex Поляризационный делитель Линза x y Ex Фотоприемник y Волны, сохранившие исходную поляризацию (x) x Ey Фотоприемник 0.5 mm Изображение в исходной поляризации Gelikonov et al. 2006 АЦП Усилитель сигнала Ткань
  69. 69. Задачи КП ОКТ при оценке структуры атеросклеротической бляшки: Просвет артериального сосуда различать – липидное ядро, утолщенную интиму или фиброзную капсулу различать организованный и дезорганизованный коллаген измерять толщину тонкой фиброзной капсулы менее 65 мкм диагностировать «уязвимые» бляшки определять стадию АСБ Фиброзная капсула Липидное ядро
  70. 70. Кросс-поляризационный оптический когерентный томограф (ИПФ РАН, г. Нижний Новгород) двулучепреломление + деполяризация Длина волны – 1300 нм Мощность излучения – до 6 мВт Пространственное разрешение – 10 – 15 мкм Глубина изображения – 1 – 1,5 мм Время получения изображения– 1,5 – 2 сек Ортогональная поляризация Исходная поляризация КП ОКТ изображение аорты
  71. 71. • Ткань неизмененной стенки аорты 1 мм 1 мм окраска гематоксилином и эозином окраска пикросириусом красным в поляризованном свете 1 мм КП ОКТ изображение Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  72. 72. • Атерома аорты с толстой фиброзной капсулой наличие липидного некротического ядра и фиброзной капсулы, в которой преобладают организованные коллагеновые волокна I типа коллагена и также присутствуют дезорганизованные воспалением коллагеновые волокна Фиброзная капсула Липидное ядро 1 мм 1 мм окраска гематоксилином и эозином окраска пикросириусом красным в поляризованном свете 1 мм Липидное ядро КП ОКТ изображение КП ОКТ позволяет наблюдать нижнюю границу капсулы атеросклеротической бляшки – по аналогии формы и линейных размеров при сравнении с гистологическим препаратом Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  73. 73. • Атерома аорты с тонкой «уязвимой» фиброзной капсулой 1 мм 1 мм 1 мм окраска гематоксилином и эозином окраска пикросириусом красным в поляризованном свете КП ОКТ изображение Стрелки – толщина тонкой фиброзной капсулы менее 65 мкм Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  74. 74. • Атерома аорты с толстой фиброзной капсулой 1 мм окраска гематоксилином и эозином 1 мм окраска пикросириусом красным в поляризованном свете КП ОКТ изображение Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  75. 75. • Кристаллы кальция в фиброзной капсуле атеросклеротической бляшки 1 мм 1 мм окраска гематоксилином и эозином окраска пикросириусом красным в поляризованном свете 1 мм КП ОКТ изображение Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  76. 76. • Толщина интимы неизмененной стенки аорты и фиброзной капсулы разных стадий атеросклеротической бляшки IV стадия - собственно атерома, Vа стадия –четкое липидное ядро, покрытое тонкой фиброзной капсулой, Vс стадия – очень толстая фиброзная капсула с минимальным липидным ядром *– статистически значимое отличие относительно серии ортогональных КП ОКТ изображений с Vc стадией бляшки р<0.01 (критерий Манна-Уитни); **– статистически значимое отличие относительно серии гистологических препаратов с Vc стадией бляшки, р<0.01 (критерий Манна-Уитни). Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  77. 77. Интегральный фактор деполяризации (ИФД) xy 8 50 OCT Signal 6 100 150 4 потенцирование 4 отношение 2 200 3 0 50 100 250 150 200 250 Depth 40 60 80 100 xx 120 140 160 180 DF 20 2 8 7 50 1 100 6 OCT Signal усреднение 5 0 50 100 150 200 250 Depth 4 150 3 8 2 200 1 6 0 50 100 250 150 200 250 Depth 20 40 60 80 100 120 140 160 180 OCT Signal 4 200 250 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2 200 250 Depth ИФД Заявка на изобретение № 2013135571 от 29.07.2013. Киселева Е.Б. и др.
  78. 78. • ИФД КП ОКТ изображений неизмененной стенки аорты и разных растадий атеросклеротической бляшки *– статистически значимое отличие от неизмененной стенки аорты, р = 0.01 (критерий Манна-Уитни); **– статистически значимое отличие между указанными состояниями, р<0.01 (критерий Манна-Уитни). Губарькова Е.В. с соавторами, 2013
  79. 79. Заключение КП ОКТ способна отличать область здорового сосуда от атеросклеротической бляшки, а в ней дифференцировать компоненты липидное ядро, утолщенную интиму или фиброзную капсулу КП ОКТ способна определять функциональное состояние коллагена в капсуле атеросклеротической бляшки по яркости ОКТ-сигнала в ортогональной поляризации - отличать организованный и дезорганизованный под действием воспаления коллаген Ортогональная поляризация демонстрирует более контрастное изображение АСБ, позволяя с большей точностью измерить толщину фиброзной капсулы атеросклеротической бляшки и с высокой достоверностью обнаруживать бляшки с толщиной менее 65 мкм (по критериям уязвимости атеросклеротической бляшки R. Virmani) По совокупности оптических признаков кросс-поляризационная ОКТ способна диагностировать стадию атеросклеротической бляшки и все признаки, указывающие на её уязвимость
  80. 80. Группа по КП ОКТ исследованию сосудов Идейный руководитель Проф. Н.Д.Гладкова Молодые ученые Е.В. Губарькова Морфологи Л.Б. Снопова Н.Н. Проданец Е.Б. Киселева Клиницисты Е.Г.Шарабрин Е.Б.Шахов Физики: КП ОКТ прибор Проф. В.М.Геликонов, Г.В.Геликонов Физики: обработка КП ОКТ изображений Е.А.Сергеева, М.Ю.Кириллин
  81. 81. Спасибо за внимание!

×