В недавнем прошлом открытая операция при варикозной болезни была «золотым стандартом» лечения. Однако хирургическая травма и косметические недостатки способствовали внедрению малоинвазивных технологий [1, 2]. Для снижения частоты послеоперационных осложнений и ускорения реабилитационного периода в клиническую практику внедрены альтернативные малоинвазивные методы лечения, такие как эндовазальная лазерная (ЭВЛО) и радиочастотная облитерация (РЧО), каждый из которых стал методом выбора [3—5].

Широкое применение ЭВЛО выявило ряд осложнений, специфичных для данного вида оперативных вмешательств. Осложнения в виде гематом и кровоизлияний многие авторы связывают как с высокой энергией, применяемой при воздействии, так и с контактом торца световода со стенкой вены, способствующим передаче тепловой энергии от кончика волокна в окружающие ткани и перфорации стенки сосуда [6, 7].

ЭВЛО широко используется для облитерации подкожных вен, однако продолжается дискуссия об оптимальных параметрах, таких как применяемая мощность и длина волны. При одинаковой мощности, но различных длинах волн A. Massaki и соавт. (2013), S. Doganci и U. Demirkilic (2010) пришли к выводу, что рассеивающие световоды вызывают меньше перфораций, чем незащищенные, с плоским торцом [8, 9]. В настоящее время разрабатываются лазерные аппараты с частотой волны лазерного излучения, близкой к двум микронам, предназначенные для эффективного воздействия при более низких величинах мощности [10, 11]. Однако структурные повреждения вен после применения световодов без наконечника и с рассеивающими наконечниками на фоне использования различных величин мощности на близких к двум микронам длинах волн недостаточно изучены.

Цель исследования — изучить структурные особенности повреждения вен после эндовазальной лазерной облитерации с использованием излучения с длиной волны 1910 нм и световодов с плоским торцом и радиально рассеивающим наконечником.

Материал и методы

С целью изучения воздействия лазерного излучения с длиной волны 1910 нм при мощности 1,5, 3 и 4 Вт (линейной плотности энергии (LEED) соответственно 7,5, 15, 20 Дж/см), скорости 2 мм/с с применением световодов без наконечника (плоский торец) и световодов с рассеивающим наконечником (радиально рассеивающий световод) проведены эксперименты на четырех овцах весом от 40 до 60 кг на базе медицинского института ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева». Проведение экспериментов одобрено локальным этическим комитетом медицинского института (протокол №69 от 27.11.18). ЭВЛО выполняли с использованием твердотельного LiYF₄:Tm лазера, генерирующего излучение с длиной волны 1910 нм мощностью до 10 Вт. Использовали световоды с плоским торцом и с однокольцевым радиальным наконечником (ООО «Полироник», Россия).

Экспериментальные животные распределены на группы в зависимости от типа применяемого световода. В основной группе воздействие проводили радиальным, в контрольной — торцевым световодами (табл. 1).

Таблица 1. Распределение экспериментального материала

Table 1. Experimental material

Примечание. ЭВЛО — эндовазальная лазерная облитерация.

Для анестезии использовали ксилазин гидрохлорид 20 мг/мл внутримышечно в дозе 0,25 мл/10 кг. Для макроскопической оценки вен до и после лазерного воздействия, а также последующего их забора после процедуры на гистологическое исследование в проекции вен проводили разрезы кожи длиной 4 см с препаровкой вены и ее макроскопической оценкой (цвет вены, диаметр).

ЭВЛО проводили на латеральной подкожной вене тазовой конечности и подкожной головной вене грудной конечности. Посредством венесекции в просвет вены вводили лазерный световод на протяжении до 15 см. После воздействия вену в пределах разреза оценивали визуально и забирали с окружающей подкожной клетчаткой, толщиной 0,3—0,5 см. Вены после забора фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Гистологические препараты изготовляли по стандартной методике для световой микроскопии с окраской гематоксилином, эозином и рассматривали под увеличением ×40, ×200. Проведено исследование 16 сегментов подкожных вен. Из каждого сегмента изготовлено 10 гистологических препаратов с двух участков, которые рассматривали под микроскопом Микромед 3, вар. 3-20, (ООО «Наблюдательные приборы», Россия). Фотографии препаратов получены с использованием цифровой камеры Levenhuk c800. Выраженность повреждения стенки вены оценивали по балльной шкале (интима, медиа, адвентиция), в баллах от 0 до 5, как рекомендуют S. Thomis и соавт. [12].

После лазерной облитерации вены на рану накладывали первичные швы и повязку с антисептиками. Животных после операции помещали в виварий для динамического наблюдения с естественным доступом к пище и воде.

Статистический анализ проведен с применением программы Microsoft Excel (2010) и общедоступных статистических онлайн-калькуляторов. Данные представлены в виде медианы (Me). Значимость различий уровня повреждения интимы, мышечной и адвентициальной оболочек после ЭВЛО с применением световода с плоским торцом и рассеивающим наконечником вычисляли с помощью U-критерия Манна—Уитни. Разницу между величинами считали статистически значимой при p<0,05.

Результаты

После использования LEED 7,5 Дж/см и плоского торца световода микроскопические изменения характеризовались эксцентричным тепловым повреждением стенки вены (рис. 1). В области контакта торца световода со стенкой вены имелись более выраженные повреждения, проявляющиеся полным разрушением интимы, деструкцией мышечной оболочки, отеком, вакуолизацией адвентиции. На противоположном участке стенки четко прослеживались интима, мышечная и адвентициальная оболочки с умеренным их отеком.

Рис. 1. Микропрепарат вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 1,5 Вт (LEED=7,5 Дж/см) и световодом с плоским торцом.

Имеется эксцентричное повреждение вены. В области контакта торца световода со стенкой вены — значительное повреждение всех ее слоев (1). В противоположной от контакта стороне повреждения ограничиваются интимой, в мышечной оболочке проявляются отеком и вакуолизацией (2). Увеличение ×40, окраска: гематоксилином и эозином.

Fig. 1. Image showing vein wall after endovenous laser with bare fiber and 1.5 W (LEED=20 J/cm).

Eccentric damage of vein wall is seen. Thermal damage of all layers of the vein wall close to point of direct contact with the fiber (1). Other areas present with limited damage of intima, muscular membrane which is manifested with edema (2). ×40, coloring: hematoxylin and eosin

Воздействие с LEED 15 Дж/см способствовало повреждению и частичному отслоению интимы. Изменения мышечного слоя на различных препаратах характеризовались как отеком и единичными вакуолями, так и нарушением структуры, множественными вакуолями. В участках контакта торца световода со стенкой вены изменения были более выраженные и проявлялись тотальной деструкцией всех слоев стенки (рис. 2).

Рис. 2. Микропрепарат вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 3 Вт (LEED=15 Дж/см) и световодом с плоским торцом.

Повреждение вены эксцентричное. В области контакта со световодом определяется участок тотального повреждения стенки вены (1). На других участках повреждение проявляется разрушением интимы (2), отеком стенки и нарушением дифференциации между слоями (3). увеличение ×40, окраска: гематоксилином и эозином.

Fig. 2. Image showing vein wall after endovenous laser with bare fiber and 3 W (LEED=15 J/cm).

Eccentric damage of vein wall is seen. Thermal damage of all layers of the vein wall close to point of direct contact with the fiber (1). Other areas present with destruction of the intima (2), edema of the wall, and impaired differentiation between layers (3). ×40, color: hematoxylin and eosin.

При LEED 20 Дж/см и использовании световода с плоским торцом морфологические изменения характеризовались также эксцентричным, но выраженным повреждением вен (рис. 3). На препаратах определялось полное разрушение стенки вен и перфорация (см. рис. 3).

Рис. 3. Микропрепараты вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 4 Вт (LEED=20 Дж/см) и световодом с плоским торцом.

На ¹/₃ окружности стенка вены полностью разрушена (1) вследствие термического повреждения. Оставшиеся элементы представляют недифференцированную ткань с выраженной воздушной вакуолизацией (2). Увеличение ×40, окраска, гематоксилином и эозином.

Fig. 3. Image showing vein wall after endovenous laser with bare fiber and 4 W (LEED=20 J/cm).

One third of the length of the wall is completely destroyed (1), due to thermal damage. Remaining parts present with undifferentiated tissue with pronounced air vacuolization (2). ×40, color: hematoxylin and eosin.

Использование радиального световода и LEED 7,5 Дж/см способствовало равномерному повреждению стенки вены по окружности. Сохранялась структура интимы, мышечной и адвентициальной оболочек (рис. 4). В паравенозной клетчатке определялись мало измененные микрососуды.

Рис. 4. Микропрепарат вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 1,5 Вт (LEED=7,5 Дж/см) и радиальным световодом.

а — на фоне центрического повреждения стенки имеются участки с более выраженными изменениями (1); б — повреждения стенки проявляются отеком всех ее слоев. Сохраняется клеточная дифференциация интимы (2), мышечной (3) и адвентициальной (4) оболочек. В паравазальной клетчатке видны мелкие венозные сосуды (5) без признаков повреждения. Увеличение: а — ×40, б — ×200, окраска: гематоксилином и эозином.

Fig. 4. Image showing vein wall after endovenous laser with radial fiber and 1.5 W (LEED=7.5 (J/ cm).

a — circular damage of the vein wall with some areas damaged more (1); b — Damage of the wall is manifested by edema of all its layers. Cellular differentiation of the intima (2), muscle (3) and adventitia (4) membranes is still presented. Small venous vessels (5) are visible with no signs of perivascular tissue damage. a — ×40, b — ×200, color: hematoxylin and eosin.

После применения LEED 15 Дж/см повреждение венозной стенки также было равномерным по окружности (рис. 5). Наблюдалось более выраженное повреждение интимы, которая участками отслаивалась от подлежащих тканей. Мышечные клетки частично разрушались. Отмечена выраженная вакуолизация всех слов стенки.

Рис. 5. Микропрепарат вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 3 Вт (LEED=15 Дж/см) и радиальным световодом.

а — имеется равномерное повреждение стенки вены по окружности, которое проявляется отеком, вакуолизацией и отслоением интимы (1); б — интима частично разрушена с десквамацией клеток эндотелия (1). Сохранена клеточная дифференцировка мышечной (2) и адвентициальной (3) оболочек, но с уменьшением количества клеток и их деформацией. Увеличение: а — ×40, б — ×200, окраска: гематоксилином и эозином.

Fig. 5. Image showing vein wall after endovenous laser with radial fiber and 3 W (LEED=15 J/cm).

a — circular damage of vein wall manifested by edema, vacuolization and detachment of the intima (1); b — Intima is partially destroyed with desquamation of endothelial cells (1). Cellular differentiation of the muscle (2) and adventitia (3) membranes is still presented but with a decrease in the number of cells and their deformation. a — ×40, b — ×200, color: hematoxylin, eosin.

После использования LEED 20 Дж/см изменения стенки характеризовались резким ее отеком, вакуолизацией. Мышечный слой сохранял свою структуру, но наблюдались уменьшение и деформация мышечных клеток (рис. 6).

Рис. 6. Микропрепарат вены после эндовазальной лазерной облитерации с мощностью 4 Вт (LEED=20 Дж/см) и радиальным световодом.

а — изменения вены проявлялись выраженным отеком стенки (1) и вакуолизацией, особенно на границе с паравазальной клетчаткой (2); б — эндотелий разрушен с адгезией эритроцитов к стенке (3). Мышечный слой сохранил структуру, но наблюдалось уменьшение количества клеток, их отек и деформация (4). Увеличение: а — ×40, б — ×200, окраска: гематоксилином и эозином.

Fig. 6. A. Image showing vein wall after endovenous laser with radial fiber and 4 W (LEED=20 J/cm).

Changes of the wall are manifested by profound edema of the wall (1) and vacuolization (2), especially at the border with the perivascular tissue. B — endothelium is destroyed with the adhesion of erythrocytes to the wall (3). The muscle layer retained its structure, but a decrease in the number of cells, edema and their deformation is observed (4). a — ×40; b — ×200, color: hematoxylin, eosin.

С целью оценки воздействия световодов с плоским торцом и с радиально рассеивающим наконечником на стенку вены нами изучена частота повреждения различных ее слоев и наличие перфорации (табл. 2).

Таблица 2. Особенности повреждения слоев стенки вены после эндовазальной лазерной облитерации разными типами световодов

Table 2. Damage of vein wall layers with bare and radial fibers

После воздействия на стенку вены с использованием световода с плоским торцом при LEED=7,5 Дж/см перфорации отсутствовали. С увеличением LEED до 15 Дж/см количество перфораций достигало 23%, а при 20 Дж/см — 67%. После применения радиального световода и LEED 15, 20 Дж/см перфорации не наблюдались.

Нами изучена выраженность повреждения различных слоев венозной стенки в зависимости от типа световода и величины LEED (табл. 3).

Таблица 3. Степень повреждения различных слоев стенки вены (баллы) в зависимости от типа световода и мощности воздействия

Table 3. Degree of various layers damage depending on the type of fiber and the power (scores)

Примечание. Повреждение интимы: 0 баллов — нет повреждений; 1 балл — отек; 2 балла — отек и клеточная деформация; 3 балла — слущивание клеток; 4 балла — фрагментация и отслоение интимы; 5 баллов — вакуолизация и некроз. Повреждение медии и адвентиции: 0 баллов — нет повреждений; 1 балл — деформация клеток; 2 балла — отек; 3 балла — образование вакуолей; 4 балла — фрагментация волокон и потеря клеточной структуры; 5 баллов — вакуольные пустоты, фрагментация и деструкция ткани. Me — медиана значений повреждения стенок вен; p — статистическая значимость различий уровня повреждения оболочек вены, нанесенных воздействием с использванием разных световодов.

Результаты свидетельствуют о разной степени повреждения слоев венозной стенки в зависимости от типа световода и величины LEED. Вне зависимости от типа световода с увеличением LEED возрастает выраженность повреждений слоев венозной стенки. При использовании световода с плоским торцом и LEED 20 Дж/см степень повреждений в баллах приближается к максимальным значениям, что свидетельствует о тотальном разрушении венозной стенки (см. рис. 3). После применения световода с рассеивающим наконечником повреждение слоев стенки вен было значительно меньше.

Обсуждение

В настоящее время происходит переход от открытых к эндовазальным вмешательствам при хирургическом лечении варикозной болезни нижних конечностей [13]. Эндовазальная облитерация, являясь малоинвазивным методом вмешательства, обладает высокой эффективностью в устранении стволового рефлюкса, достигающей 90—95%, что сравнимо с результатами открытого оперативного вмешательства [14]. Однако в 10% случаев есть вероятность реканализации просвета вены, что может быть связано с недостаточным тепловым повреждением внутренней оболочки или реканализацией уже тромбированных вен [15]. Поэтому одним из объективных показателей эффективности лазерного воздействия вен является степень деструкции венозной стенки [8].

Спорным остается вопрос о выборе оптимальной мощности при выполнении ЭВЛО. Есть данные, свидетельствующие о достаточной облитерации вен лазером с длиной волны 1470 нм только после использования более высокой мощности (8—12 Вт по сравнению с 6—7 Вт) [16].

R. van den Bos и соавт. показали, что увеличением мощности ЭВЛО до 14 Вт и уменьшением скорости до 2 мм/с можно вызвать более высокую температуру в просвете сосуда, превышающую температуру денатурации коллагена [17].

C. Cowpland и соавт. на основе обзора 13 клинических исследований сообщили, что оптимальной величиной линейной эндовазальной плотности энергии для облитерации несостоятельной большой подкожной вены является 80—100 Дж/см. Но при использовании высокой мощности чаще встречаются осложнения в виде парестезий или кровоизлияний вследствие перфорации стенки вены [18].

Исходя из анализа публикаций, следует, что, с одной стороны, необходима высокая температура, достаточная для повреждения вены, что достигается увеличением мощности коагуляции, а, с другой стороны, с увеличением мощности возрастает количество перфораций стенки вены и послеоперационных осложнений. Учитывая, что локальные перфорации чаще возникают в области контакта торца световода со стенкой вены, исследователи стали использовать различные наконечники, рассеивающие луч лазера [19, 20].

Результаты проведенного нами исследования свидетельствуют о наличии тенденции изменения степени повреждения вен в зависимости от типа световода и применяемой мощности 1,5, 3, 4 Вт (LEED=7,5, 15, 20 Дж/см). При использовании световодов с плоским торцом и мощности 1,5 Вт повреждения в основном ограничивались интимной оболочкой. С увеличением мощности до 3 и 4 Вт наряду с более выраженными повреждениями всех слоев стенки вен увеличивалось количество перфораций, достигая соответственно 23 и 67%.

После применения радиального световода низкие мощности 1,5 и 3 Вт способствуют повреждению стенки вены в пределах интимального слоя, без разрушения клеточных элементов мышечного и адвентициального слоев и без перфорации ее стенки. После ЭВЛО с использованием мощности 4 Вт имелось достаточно выраженное повреждение всех слоев стенки вены с нарушением клеточной дифференциации, что, по нашему мнению, является условием для последующего соединительнотканного перерождения и облитерации просвета коагулируемых вен.

Поскольку осложнения после ЭВЛО в основном связаны с перфорацией стенки и повреждением паравазальной клетчатки, наши исследования позволяют сделать заключение о возможности использования мощности 4 Вт и радиально рассеивающих световодов для достаточного повреждения коагулируемой вены и в то же время избежать ее перфорации.

Заключение

После использования радиально рассеивающего наконечника структурные повреждения вен отличаются равномерностью повреждения по окружности. Использование мощности 1,5 Вт способствует повреждению стенки вен в пределах интимы. Увеличение мощности до 4 Вт приводит к равномерному тепловому повреждению всех слоев стенки вены без перфорации, что является условием послеоперационной облитерации просвета и ее соединительнотканного перерождения.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (№18-29-20039).

This study was supported by the RFBR grant (No. 18-29-20039).

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Беляев А.Н., Рябочкина П.А.

Сбор и обработка материала — Костин С.В., Бушукина О.С.

Статистический анализ данных — Хрущалина С.А.

Написание текста — Беляев А.Н., Беляев С.А.

Редактирование —Рябочкина П.А., Бушукина О.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.