Технологии ультразвуковой ангиохирургии

Направления развития ультразвуко-
вой ангиохирургии. Более 30 лет
низкочастотный ультразвук нахо-
дится в поле зрения специалистов,
занимающихся проблемами сосуди-
стой хирургии. Наибольшая актив-
ность по разработке и применению
ультразвуковых технологий прихо-
дится в России на 70—80-е годы.
В последнее десятилетие в других
странах возрос интерес к использо-
ванию низкочастотного ультразвука
в сосудистой хирургии (рис. 3.10).

Работы зарубежных авторов в
основном посвящены эксперимен-
тальным исследованиям и первым
клиническим опытам ультразвуко-
вой тромбэктомии в бедренных,
подвздошных и коронарных арте-
риях [1, 8, 19]. Известен также за-
рубежный опыт по разработке ме-
тода ультразвуковой эндартерэкто-
мии [2].

Ультразвуковая хирургия сосудов
как научное направление получила
развитие в России и является прио-
ритетной. В настоящее время тех-
нологии ультразвуковой хирургии
сосудов развиваются в направлении
совершенствования методов дезоб-
литерации, дилатации, тромбодест-
рукции и гидродинамической обра-
ботки кровеносных сосудов (схема
3.1).

Современные технологии ультра-
звуковой ангиохирургии основаны
на применении механических коле-
баний в диапазоне низкочастотного
ультразвука и подразделяются на
контактные и гидродинамические.

Контактные подразумевают непо-
средственную взаимосвязь рабочего
органа технической системы и био-
логического объекта, что имеет
место при эндартерэктомии и дила-
тации сосудов. Гидродинамические
технологии предполагают наличие
промежуточной жидкости, через
которую техническая система воз-
действует на биологический объект.
Это происходит в процессе ультра-
звуковой тромбэктомии и импрег-
нации лекарственых растворов в
сосудистую стенку.

Рис. 3.10.Распределение публикаций по годам.

Взаимодействие элемента техни-
ческой системы и сосудистой стен-
ки проявляется в определенных фи-
зических явлениях. Так, эндарте-
рэктомия и дилатация сопровожда-
ются механическими процессами
расслоения и уплотнения соответ-

Схема 3.1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИИ
СОСУДОВ

ственно. В основе гидродинамиче-
ского метода, связанного с разру-
шением тромбообразований, лежит
процесс диспергирования.

Указанные технологии представ-
ляют собой совокупность методов
и технических средств, предназна-
ченных для внутрипросветной об-
работки кровеносных сосудов.
Главными их достоинствами явля-
ются малая травматичность при
воздействии на биологические тка-
ни и простота их использования
хирургом наряду с высокой эффек-
тивностью ультразвуковых мето-
дов.

Техническое обеспечение. В сере-
дине 80-х годов в России был осво-
ен промышленный выпуск ультра-
звукового аппарата УРСК-7Н-21,
разработанного в МГТУ им.
Н.Э.Баумана. Маркировка УРСК-
7Н означает принадлежность к се-
мейству ультразвуковых систем хи-
рургического типа, цифра 21 — по-
рядковый номер разработки и при-
надлежность аппарата для сосуди-
стой хирургии.

Ультразвуковой аппарат состоит
из 3 функциональных элементов
(рис. 3.11): генератора ультразвуко-
вых колебаний (УЗГ), акустическо-

Рис. 3.11. Ультразвуко-
вые аппараты.

Рис. 3.12. Инструменты для ультразву-
ковой эндартерэктомии.

Го узла (АУ) и ультразвукового хи-
рургического инструмента.

УЗГ предназначен для преобразо-
вания электрических сигналов низ-
кой частоты (50 Гц) в ультразвуко-
вые (26 000 Гц) и управления ульт-
развуковой колебательной систе-
мой дистанционно с помощью
ножной педали. Генератор электри-
чески связан с акустической голов-
кой и имеет обратную связь, обес-
печивающую автоматический поиск
и настройку системы в режим резо-
нансной частоты.

АУ представляет собой магнито-
стрикционную систему, преобразу-
ющую электрические колебания в
механические.

УЗИ — многополуволновой вол-
новод-концентратор из титановых
сплавов, состоящий из согласующе-
го звена и рабочего участка. Ульт-

развуковой инструмент фиксируют
к акустическому узлу, который слу-
жит рукояткой для хирурга при ма-
нипуляции внутри сосуда. Рабочий
участок — это часть инструмента,
находящаяся в процессе операции в
непосредственном контакте со
стенкой сосуда. Длина и форма ра-
бочего участка зависят от функцио-
нального назначения инструмента
(лопатка, кольцо, эллипс, шар, ци-
линдр) (рис. 3.12).

Ультразвуковая эндартерэктомия.
Сущность метода ультразвуковой
эндартерэктомии заключается в
том, что дезоблитерацию артерии
производят с помощью хирургиче-
ского инструмента, рабочая часть
которого осуществляет механиче-
ские колебания в диапазоне низко-
частотного ультразвука и имеет
форму лопатки или кольца (рис.
3.13).

Механику эндартерэктомии при
поступательном перемещении ин-
струмента, совершающего одновре-
менно ультразвуковые колебания,
можно рассматривать как процесс
отрыва одного слоя артерии от дру-
гого (рис. 3.14).

Для установившегося ультразву-
кового иссечения и с учетом того,

Рис. 3.13. Ультразвуковая эндартерэк-
томия.

Рис. 3.14. Расчетная схема ультразвуко-
вой эндартерэктомии.

Рис. 3.15. Влияние ультразвука на со-
противление расслаивания сосудистой
стенки.

что закон движения массы инстру-
мента известен:

уравнение движения имеет следую-
щий вид:

где m — приведенная масса кон-
центратора-инструмента, Vo — ско-
рость поступательного перемеще-
ния инструмента; х — относитель-
ная скорость перемещения инстру-
мента; А — амплитуда ультразвуко-
вых колебаний; Р_дв — сила, необхо-
димая для перемещения инстру-
мента; со — круговая частота ультра-
звуковых колебаний; РН(х) — со-
противление расслаиванию, опре-
деляемое прочностью связи меж-
ду слоями сосудистой стенки;
FSgn(x) — сухое трение между ин-
струментом и слоями сосудистой
стенки. Наложение на инструмент
ультразвуковых колебаний приво-
дит к значительному снижению
среднего значения силы Р_дв, необ-
ходимой для перемещения инстру-
мента при расслоении сосудистой
стенки (рис. 3.15).

Появление высокочастотной виб-
рации способствует тому, что еще
до момента приложения хирургом
усилия к инструменту совершается
основная работа по механическому
воздействию на сосудистую стенку.
Последующее поступательное дви-
жение инструмента сопровождается
окончательным отслоением интимы
и формированием внутренней по-
верхности артерии. Выигрыш в
движущей силе Р_дв связан с прояв-
лением виброударного эффекта при
условии, что колебательная ско-
рость инструмента значительно
превосходит поступательную (AcoV).
Вышеизложенное представление о
механизме эндартерэктомии бази-
руется на информации о биомеха-
нике кровеносных сосудов и физи-
ческом моделировании процесса
расслоения сосудистой стенки. Ме-
тод фотоупругости свидетельствует
о распределении напряжений, воз-
никающих при воздействии на со-
судистую стенку ультразвукового
хирургического инструмента.

При силовом воздействии неко-
торые материалы приобретают оп-
тическую анизотропию, обнаружи-
ваемую при просвечивании поляри-
зованным светом и проявляемую в
виде чередующихся темных и свет-
лых полос. Установлено, что неза-
висимо от профиля рабочего окон-
чания инструмента слой стенки со-
суда, лежащий кнаружи от границы
расслоения, имеет более высокий
уровень напряжений при движении
инструмента, что создает риск пер-
форации артерии, который возрас-
тает в случае атерокальциноза (рис.
3.16).

Важным моментом при эндартер-
эктомии является процесс расслое-
ния сосудистой стенки, но не реза-
ния. Следовательно, нет необходи-
мости использовать инструменты с
острой режущей кромкой по всему
периметру кольца или лопатки. Ин-
струмент с притуплённой кромкой
значительно снижает риск перфо-
рации сосудистой стенки.

Ультразвук обеспечивает плавное
и быстрое продвижение инструмен-
та внутри сосуда с минимальным
усилием независимо от стадии па-
тологического процесса. Примене-
ние хирургического инструмента
специальной конструкции позволя-
ет выполнять дезоблитерацию ок-
клюзированных артерий в широких
пределах.

Наибольший клинический опыт
накоплен при проведении опера-
ций в бедренно-подколенном сег-
менте. Ультразвуковую эндартерэк-
томию, как правило, осуществляют
по полузакрытому варианту, т.е. на
протяжении между артериотомиче-

Рис. 3.16. Напряженное состояние со-
судистой стенки при ее расслоении ин-
струментом с различным профилем ра-
бочей части.

а — односторонний клин; б — двусторон-
ний; в — каплевидный.

Рис. 3.17. Ультразвуковая эндартерэк-
томия при операции на бедренно-под-
коленном сегменте.

скими отверстиями проксимальнее
и дистальнее места окклюзии (рис.
3.17).

При вмешательстве на бедренной
артерии проксимальный разрез
обычно выполняют в проекции
устья глубокой артерии бедра, дис-
тальный — в нижней трети медиа-
льной поверхности бедра, что по-
зволяет визуально контролировать
состояние дистального отрезка ин-
тимы и при необходимости его
фиксировать. После продольной
артериотомии пораженный внут-
ренний слой сосуда с тромбом от-
слаивают по окружности сосуда с
помощью ультразвуковой лопатки.
При этом важно точно определить
границы разделения между слоями
артерии, особенно при неравномер-

Рис. 3.18. Удаленная из-
мененная интима бедрен-
ной артерии.

ном поражении стенки сосуда пато-
логическим процессом. Далее по
диаметру удаляемого внутреннего
слоя подбирают ультразвуковой ин-
струмент с рабочим окончанием в
виде кольца (рис. 3.18). Удерживая
пинцетом частично выделенный
внутренний слой и используя его
как направляющую, с помощью

Рис. 3.19. Процесс ультразвуковой эн-
дартерэктомии при поражении колла-
теральных ветвей. Объяснение в тексте.

ультразвукового кольца отслаивают
окклюзирующий субстрат до уров-
ня противоположного артериото-
мического отверстия.

Выделенный субстрат удаляют из
просвета артерии единым блоком,
по внешнему виду которого можно
судить о рельефе сформированной
внутренней поверхности стенки со-
суда.

Патологический процесс, приво-
дящий к окклюзии артерий, пора-
жает не только магистральный
ствол, но и отходящие от него кол-
латеральные ветви, что создает пре-
пятствие для свободного перемеще-
ния инструмента по руслу магист-
рального ствола. Во избежание пер-
форации стенки артерии и фраг-
ментации окклюзирующего субст-
рата в профиле кольца ультразвуко-
вого инструмента наряду с притуп-
лённой частью имеется участок с
острой кромкой.

При соприкосновении притуп-
лённого профиля кольца с окклю-
зирующим субстратом, уходящим в
коллатеральную ветвь, ощущается
сопротивление продвижению инст-
румента (рис. 3.19, а). В этом слу-
чае инструмент необходимо отвести
назад и повернуть по оси с его по-
следующим поступательным пере-
мещением (рис. 3.19, б). Возврат-
но-поступательное перемещение
инструмента с одновременным по-

Рис. 3.20. Ангиограммы до (а) и после (б)

звуковой эндартерэктомии.

воротом его рабочей части по оси
позволяет совместить режущую
кромку кольца с устьем коллатера-
льной ветви (рис. 3.19, в). При этом
происходят плавное пересечение
окклюзирующего субстрата и даль-
нейшее продвижение инструмента
по руслу магистральной артерии
(рис. 3.19, г).

Для контроля полноты удаления
пораженного внутреннего слоя с
тромбом используют внутрисосуди-
стый баллонный катетер и ангио-
скопию.

Показаниями к ультразвуковой
эндартерэктомии мы считаем ок-
клюзии подвздошного и бедренно-
подколенного артериальных сег-
ментов независимо от протяженно-
сти окклюзии; противопоказани-
ем — атерокальциноз с поражением
всей толщи сосудистой стенки.
В этом случае существует опасность
перфорации стенки артерии. Опыт
работы с ультразвуковым инстру-
ментом позволил расширить пока-
зания к применению метода ульт-

развуковой эндартерэктомии. С по-
мощью ультразвукового сосудисто-
го инструмента можно эффективно
выполнять эндартерэктомию на
всем протяжении бедренно-подко-
ленной зоны (рис. 3.20).

Важным моментом операции яв-
ляется визуальный контроль за со-
стоянием дистального отрезка ин-
тимы после удаления окклюзирую-
щего субстрата.

Легкость продвижения ультразву-
кового инструмента значительно
сокращает время дезоблитерации
окклюзированного сегмента арте-
рии по сравнению с обычными
приспособлениями для эндартерэк-
томии.

Возможность восстановления ар-
териального кровотока по анато-
мическому руслу позволяет отказа-
ться от использования искусствен-
ных протезов, что экономически
выгодно. При этом сохраняются
большая подкожная вена и воз-
можность ее применения для дру-
гих целей.

Рис. 3.21. Ультразвуковая импрегна-
ция.

Дата добавления: 2015-10-21