Оптимизация эндовенозной лазерной облитерации на аппарате с длиной волны 1910 нм на основе изучения повреждения вен и паравенозных структур

Метод эндовенозной лазерной облитерации (ЭВЛО) в настоящее время широко применяется при лечении варикозной болезни по причине его малой травматичности и меньшей продолжительности реабилитационного периода. Однако с увеличением числа оперативных вмешательств возрастает и число осложнений, частота которых составляет 1,5—10% [1, 2]. Эти осложнения, как правило, связаны с применяемой высокой энергией, воздействующей на стенку вены (10—15 Вт при длине волны 940 нм и 1470 нм) [3—5] и нередко приводящей к тотальному ее повреждению, вплоть до перфорации [6].

Применение высокой энергии обосновано стремлением достичь полной облитерации вены [7]. Однако использование достаточно высоких значений мощности лазерного излучения нередко сопровождается рядом осложнений, обусловленных значительным нагреванием перивенозных тканей с повреждением нервов и клинически проявляющихся парестезиями разной степени выраженности, доходящими до 40% [8]. В связи с этим профилактикой послеоперационных осложнений служит использование такой дозы лазерной энергии, которая не вызывает тотального разрушения, перфорации стенки вен и термического повреждения паравазальной клетчатки и в то же время приводит к стойкой облитерации вены. Ввиду ограничений клинико-морфологических исследований важное значение имеет экспериментальное изучение морфологических изменений в вене и в окружающей подкожной клетчатке в процессе лазерной облитерации.

Если морфологическая картина изменений венозной стенки достаточно хорошо изучена [6, 9], то работ, посвященных термическим повреждениям паравенозной клетчатки с расположенными в ней сосудами и нервными стволами, нередко проявляющимся в виде послеоперационных парестезий, мало.

Цель исследования — оценить степень повреждения вен, паравенозных сосудов и нервов при ЭВЛО на аппарате с длиной волны 1910 нм с разными параметрами процедуры.

Для обоснования эффективности воздействия лазерного излучения с длиной волны 1910 нм и мощностью 1,5 Вт, 3 Вт, 4 Вт на подкожные вены и паравенозную клетчатку с применением световодов с плоским торцом (прямых) и рассеивающим наконечником (однокольцевым) проведены эксперименты на двух овцах эдильбаевской породы с массой тела от 40 до 60 кг на базе Медицинского института ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» в 2022 г.

Проведение экспериментов одобрено локальным этическим комитетом Медицинского института (протокол №69 от 27.11.2018). Выполнены две серии экспериментов, в которых длина волны (1910 нм), мощность (1,5 Вт, 3 Вт, 4 Вт) и скорость ручного движения световода (2 мм/с) были одинаковыми в обеих сериях. В первой серии использовали световод с плоским торцом, во второй — с однокольцевым наконечником (радиальный световод). ЭВЛО подвергали малые подкожные вены грудной и тазовой конечностей животного. Распределение экспериментального материала представлено в табл. 1.

Таблица 1. Распределение экспериментального материала

С целью обезболивания применяли ксилазина гидрохлорид 20 мг/мл в дозе 0,25 мл/10 кг внутримышечно. Дополнительно по ходу вен проводили тумесцентную анестезию. Для макроскопической оценки вен до и после облитерации, а также последующего их забора на гистологическое исследование в проекции облитерированных вен осуществляли разрезы кожи длиной 4 см с последующей препаровкой вен и забором их после облитерации в пределах разреза вместе с окружающей подкожной клетчаткой, толщиной 0,5 см. Пункционно в просвет вены вводили лазерный световод на протяжении до 20 см. ЭВЛО выполняли посредством тракции световода из вены со скоростью 2 мм/с. До и после облитерации оценивали цвет вены и измеряли ее диаметр. На раны накладывали кожные швы и спиртовые повязки.

Микропрепараты с сегментов удаленных вен готовили по стандартной методике, окрашивали гематоксилином и эозином и рассматривали при увеличени ×40, ×100, ×400 с использованием микроскопа «Микромед 3, вар. 3-20» (Санкт-Петербург, Россия) и фотонасадки Levenhuk С800. С каждого сегмента вены готовили по 6 микропрепаратов, всего 48 микропрепаратов.

Тепловые изменения в коагулируемых венах оценивали в баллах [10].

К гистологическим критериям теплового повреждения стенки вен относили отек стенки вены, фрагментацию и отслоение интимы, потерю клеточной дифференциации и дифференциации на слои венозной стенки (интимную, мышечную, адвентициальную), вакуолизацию и некроз.

Кроме изменений в стенке вены изучали сосуды и нервы, расположенные в паравазальной клетчатке на наличие их теплового повреждения. Для оценки степени теплового повреждения паравазальной клетчатки измеряли расстояние (в мкм) от наружного края стенки коагулируемой вены до ближайших мелких сосудов (диаметром 125—450 мкм) в паравенозной области, подвергнутых тепловым структурным повреждениям в виде образования тепловых тромбов, повреждения клеточных структур стенки.

Статистический анализ проведен с применением 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.

Применение мощности 1,5 Вт (LEED=7,5 Дж/см) и световода с плоским торцом способствовало эксцентрическому тепловому повреждению стенки вен. Наряду с участками тотального повреждения стенки и нарушением клеточной дифференциации имелись участки с сохранившимися интимой, мышечным и адвентициальным слоями. В просвете вен находились тромботические массы (рис. 1а).

Рис. 1. Микропрепарат вен после лазерной облитерации с длиной волны 1910 нм.

а — при мощности 1,5 Вт со световодом с плоским торцом. На участке в области контакта вены с торцом световода наблюдается участок с эксцентрическим повреждением всей стенки с потерей клеточной дифференциации (1). На противоположном участке сохранена структура стенки и клеточная дифференциация (2). В просвете вены тромботические массы (3); б — при мощности 3 Вт с плоским торцом световода. Наблюдается эксцентрическое повреждение вены с участком полного разрушения интимы и частично мышечного слоя с потерей клеточной дифференциации (4). Множественные вакуоли в мышцах (5) и адвентиции (6). Окраска гематоксилином и эозином, ×40.

Применение мощности 3 Вт (LEED=15 Дж/см) для облитерации вен способствовало неравномерному разрушению и частичному отслоению интимы. Изменения мышечного слоя характеризовались выраженным повреждением с множественными вакуолями. В участках контакта торца световода со стенкой вены изменения проявлялись деструкцией мышечного слоя и адвентиции (рис. 1б).

После лазерной облитерации с использованием мощности 4 Вт (LEED=20 Дж/см) и световода с плоским торцом выявляли эксцентрическое повреждение вены с участком ее перфорации, где структурные изменения были наиболее выражены (рис. 2а). На противоположной стороне интимная оболочка была разрушена, мышечный слой отечен, частично была сохранена клеточная дифференцировка. Адвентициальный слой был поврежден, имелись множественные воздушные прослойки вследствие термического усыхания. Прилежащие к вене крупные и мелкие паравазальные сосуды также были умеренно повреждены тепловым воздействием с отеком и вакуолизацей стенки, отмечали наличие тепловых тромбов в просвете мелких сосудов (рис. 2б, табл. 2).

Рис. 2. Микропрепарат вены после ЭВЛО со следующими параметрами: длина волны 1910 нм, мощность 4 Вт, скорость 2 мм/с, световод с плоским торцом.

а — имеется тепловое повреждение стенки вены с участком перфорации в области контакта торца световода со стенкой вены (1). По окружности имеется повреждение стенки на всю толщину без клеточной дифференциации (2); б — расстояние от наружной стенки коагулируемого сосуда до поврежденных сосудов в паравазальной клетчатке (3). Окраска гематоксилином и эозином, ×40.

Таблица 2. Степень повреждения разных слоев стенки вены (баллы) в зависимости от типа световода при LEED=20 Дж/см (Me)

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.

ЭВЛО лазером с длиной волны 1910 нм с использованием радиального световода и мощности 1,5 Вт (LEED=7,5 Дж/см) характеризовалась повреждением вены равномерно по окружности. В большей степени страдала интимная оболочка. Мышечная и адвентициальная оболочки были отечны, вакуолизированы с сохранением клеточных элементов (рис. 3а). Паравазальные сосуды не подвергались тепловому воздействию и также сохраняли форму и структуру (рис. 3б).

Рис. 3. Микропрепараты вен после лазерной облитерации со следующими параметрами: длина волны 1910 нм, мощность 1,5 Вт, скорость 2 мм/с, радиальный световод.

а — повреждение вены равномерное. Дифференцируются мышечная (1) и адвентициальная (2) оболочки; б — в паравазальной клетчатке определяются неизмененные сосуды с эритроцитарным стазом (3). Окраска гематоксилином и эозином, а — ×40, б — ×100.

После использования ЭВЛО мощностью 3 Вт (LEED=15 Дж/см) на микропрепаратах определяли равномерное термическое повреждение всех слоев стенки вен (рис. 4а), которое проявлялось отеком и вакуолизацией, более выраженной в рыхлой адвентициальной оболочке. Имелись участки стенки с сохранением клеточной дифференциации. В некоторых участках выявляли отслойку интимы (рис. 4б).

Рис. 4. Микропрепараты вен сразу после лазерной облитерации со следующими параметрами: длина волны 1910 нм, мощность 3 Вт, скорость 2 мм/с, радиальный световод.

а — отмечается равномерное по окружности повреждение стенки вены. Участок термического тромба в просвете вены (1); б — определяется участок отслоившейся интимы с эндотелиальными клетками (2). В мышечной оболочке прослеживаются деформированные миофибриллы (3). Окраска гематоксилином и эозином, а — ×40, б — ×400.

После использования радиального световода и мощности 4 Вт (LEED=20 Дж/см) стенка вены также повреждалась равномерно. Интима повреждалась в большей степени с отслоением от мышечной оболочки (рис. 5а). Дифференцировались мышечная и адвентициальная оболочки с выраженной вакуолизацией. Паравенозная клетчатка не имела признаков теплового повреждения (рис. 5б), в ней определялись неизмененные сосуды (см. рис. 5б) и нервы (рис. 5в).

Рис. 5. Микропрепараты вен сразу после лазерной облитерации со следующими параметрами: длина волны 1910 нм, мощность 4 Вт, скорость 2 мм/с, радиальный световод.

а — в процессе лазерного воздействия интима разрушена, фрагментирована (1), дифференцируются мышечный (2) и адвентициальный (3) слои. В паравенозной области умеренный отек (4); б — микропрепарат паравазальной клетчатки, содержащий малоизмененные сосуды (5). Соединительнотканная строма паравенозной области уплотнена. Межуточное пространство отечное; в — нервный ствол с нервными пучками (6), в которых сохранена миелиновая оболочка и отдельные нервные волокна. В толще нервного ствола определяются неизмененные питающие сосуды (7). Окраска гематоксилином и эозином, а — ×40, б — ×200, в — ×400.

Интересным представляется изучение характера теплового повреждения структурных элементов (сосудов и нервов) паравазальной клетчатки в зависимости от применяемого типа световода (плоский или радиальный). Анализ проводили путем определения расстояния от внешней стенки коагулируемой вены до поврежденных мелких сосудов в паравазальной клетчатке (см. рис. 2б).

При использовании световода с плоским торцом и при мощности 4 Вт (LEED=20 Дж/см) в результате контакта торца световода со стенкой вены в 58% случаев возникала ее перфорация с выходом генерируемого тепла в подкожную клетчатку и тепловым повреждением паравазальных сосудов в пределах 1511,1±69,3 мкм. При использовании радиального световода перфорация наблюдалась в 8% случаев, а расстояние до поврежденных паравазальных сосудов сокращалось до 457,5±30,6 мкм (p<0,001).

Как правило, морфологической основой геморрагических осложнений является тепловая перфорация стенки облитерируемой вены с последующей экстравазацией крови в подкожную клетчатку. Результаты настоящего исследования с применением для ЭВЛО световодов с плоским торцом подтверждают эксцентрическое повреждение стенки вен, вплоть до перфорации при высоких значениях мощности.

Уменьшение мощности при той же степени повреждения вен возможно с применением длин волны, избирательно действующих на ее стенку (так называемых водных лазеров). В настоящее время в клинической практике используют лазеры с длиной волны 1920 нм и 1940 нм [2, 6, 11]. Однако на возникновение послеоперационных осложнений после ЭВЛО наряду с характеристиками лазерного излучения значительным образом влияет и тип используемого оптического световода. Наконечники с кольцевой диаграммой рассеивания не только обеспечивают равномерное распределение лазерного излучения по внутренней поверхности стенки вены, но и препятствуют прямому контакту торца световода с ней [12, 13]. Выполненные в настоящей работе морфологические исследования указывают на меньшее повреждение стенки вен и отсутствие перфораций после применения радиальных световодов, что согласуется с данными других авторов [14, 15].

Внимание к морфологическим изменениям структур паравенозной клетчатки после ЭВЛО было обусловлено тем, что в ней расположены нервные образования, тепловое повреждение которых клинически проявляется в виде парестезий и болей разной интенсивности. Таким образом, важно во время проведения ЭВЛО предупредить тепловое повреждение паравазально расположенных нервных стволов. С этих позиций вызывает интерес сообщение P.G. Bianchi и соавт. (2022) [16], указывающее на преимущество длины волны 1940 нм по сравнению с длиной волны 1470 нм — с меньшим повреждением нервных структур, прилежащих к венозной стенке. Эти данные подтверждается исследованием W.J.B. de Araujo и соавт. (2018) [6], свидетельствующим о возможности снижения эндовазальной плотности энергии для предупреждения перфораций вен и повреждения паравазальных структур.

В ходе настоящего исследования было показано, что при использовании для ЭВЛО лазерного излучения с длиной волны 1910 нм (LEED=20 Дж/см) и световодов с плоским торцом (без наконечников) для вен диаметром 3—4 мм кроме термического повреждения всех слоев стенки вен и ее перфорации происходит тепловое воздействие и на паравенозную соединительную ткань в пределах 1500 мкм с повреждением ее структур, что может проявляться парестезиями и даже ожогами кожи [17].

Использование энергии 20 Дж/см и радиальных световодов способствует менее глубокому проникновению тепловой энергии в паравенозную клетчатку. В работе удалось получить морфологическое подтверждение отсутствия теплового повреждения сосудов и нервного ствола, проходящего в паравазальной клетчатке, близко к коагулируемой вене (см. рис. 5б, 5в). Лазерная облитерация вен лазером с длиной волны 1910 нм без рассеивающего наконечника увеличивает риск перфорации вен вследствие контакта с торцом световода и способствует 3,3-кратному увеличению глубины повреждения паравазальной клетчатки, тем самым увеличивая риск повреждения нервных стволов, клинически проявляющегося в виде разной степени выраженности парестезий. Полученные в настоящем исследовании результаты, как и данные других авторов [5], свидетельствуют о том, что применение радиальных световодов способствует лучшей облитерации вены и уменьшению паравазальных повреждений.

Для равномерного повреждения всех слоев венозной стенки без существенного повреждения паравазальных тканей при ЭВЛО вен диаметром 3,0—3,5 мм при длине волны 1910 нм с использованием радиального световода достаточно LEED=20 Дж/см (скорость тракции 2 мм/с, мощность 4 Вт). Применение радиальных световодов способствует равномерному повреждению венозной стенки по окружности, предупреждает ее перфорацию и уменьшает глубину теплового повреждения паравазальной клетчатки и проходящих в ней сосудов и нервов по сравнению с применением световодов без рассеивающих наконечников.

Участие авторов:

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

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

Статистическая обработка данных — С.А. Артемов

Написание текста — А.Н. Беляев

Редактирование — П.А. Рябочкина, С.А. Хрущалина, А.Д. Таратынова

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.