Введение

Атероматозную эмболизацию впервые описал в 1862 г. датский врач, физиолог, патологоанатом Петер Людвиг Панум (P.L. Panum) в труде «Экспериментальный вклад в учение об эмболии» [1]. В 20-х годах XX века содержимое эрозированной атеросклеротической бляшки рассматривалось как источник эмболии и окклюзий дистального сосудистого русла, в частности окклюзии коронарных артерий [2, 3]. Позже C. Flory в 1945 г. по данным 267 аутопсий описал окклюзии артерий среднего и малого диаметра селезенки, поджелудочной железы и почек, вызванные эмболоми из разрушенных атероматозных бляшек аорты [4]. В 1976 г. J.B. Brenowitz и W.S. Edwards выделили два механизма эмболизации: фрагментацию с дистальной эмболизацией атероматозного материала и эмболизацию тромбофибринового материала из изъязвленных атеросклеротических бляшек [5]. Чаще всего атероматозные эмболы закупоривают артерии малого диаметра (100—200 мкм) и артериолы нижних конечностей, центральной нервной системы, почек или брыжейки, иногда приводя к незначительным повреждениям тканей [6, 7]. При окклюзии крупных артерий развивается острая ишемия конечностей или брыжейки, острая почечная недостаточность или инсульт. Спонтанная атероматозная эмболизация является осложнением прогрессирующего атеросклероза [8]. Ятрогенная атероматозная эмболия может произойти при любом вмешательстве на сосудах [9]. W.M. Thurlbeck и B. Castleman в 1957 г. впервые признали атероматозную эмболизацию как осложнение сосудистой хирургии [10].

На заре становления эндоваскулярной хирургии, в публикациях 1964 г. C.T. Dotter описывал атероматозную дистальную эмболию артерий нижних конечностей как возможное осложнение первых артериальных катетеризаций [11, 12]. Чаще всего эмболические осложнения были отмечены во время операций резекции аневризмы брюшной аорты, аорто-подвздошного и аорто-феморального шунтирования, каротидной эндартерэктомии и операциях на почечных сосудах [13].

В кардиохирургии наиболее часто интраоперационные эмболии происходят в сосуды желудочно-кишечного тракта, почек, центральной нервной системы и сердца [14], являясь причиной развития прогрессирующей ишемии органов и тканей и значительно ухудшая качество и прогнозы лечения. Особенно опасна ишемия для центральной нервной системы, где недостаточность кровоснабжения сразу же вызывает расстройства функции соответствующих областей мозга. Наиболее чувствительными к ишемии клетками являются нейроны [15]. Следующее место по чувствительности к ишемии занимают сердечная мышца, почки и другие внутренние органы. В отличие от других органов головной мозг не имеет запасов кислорода, расходование всего резервного кислорода в случае прекращения его поступления завершается в пределах 10,5 с [16, 17]. При значительной ишемии тканей головного мозга (снижение кровотока менее 10 мл на 100 г/мин) гибель клеток мозга происходит в течение 6—8 мин [18, 19]. Эмболия в сосуды головного мозга может приводить к развитию наиболее грозного инвалидизирующего осложнения, ишемического инсульта, одному из самых частых сосудистых заболеваний головного мозга [20]. Кроме того, острое нарушение мозгового кровообращения наносит ущерб, обусловленный утратой трудоспособности, значительными экономическими потерями для общества [21]. Из числа выживших трудоспособность снижена более чем у 70% пострадавших, а в более серьезных случаях 30—50% всех перенесших инсульт пациентов постоянно нуждаются в помощи по уходу [21, 22].

Церебральную эмболию как причину инсульта впервые описал Рудольф Вирхов в 40-х годах XIX века в начале своей замечательной карьеры. У пациентов с бактериальным эндокардитом Вирхов обнаружил многочисленные эмболы, являющиеся причиной закупорки мелких артерий селезенки, почек, миокарда, глаз, и головного мозга. При микроскопии частицы представляли собой ткани распадающегося от воспалительного процесса сердечного клапана [23—25].

Развитие сердечно-сосудистой хирургии крупных артерий, широкое распространение аортокоронарного шунтирования (АКШ), хирургии клапанов сердца столкнулось с проблемой интраоперационной эмболии в сосуды головного мозга. Макро- и микроэмболии считаются основным механизмом неврологических осложнений в кардиохирургии [26—30].

Эмболический материал, попадающий в мозговой кровоток, обнаружен во время различных хирургических манипуляций с аортой. Ключевым фактором риска развития неврологических осложнений при кардиохирургических операциях является атеросклероз восходящей аорты [31—34]. Основным источником макроэмболий служат атероматозные бляшки восходящей аорты и дуги аорты [35—43]. Повреждение атероматозных бляшек аорты во время кардиохирургических операций может быть вызвано манипуляциями оперирующего хирурга, наложением зажимов на аорту, установкой канюль для ИК, эффектом «пескоструйной обработки» на стенки аорты потока крови через канюли, наложением анастомозов шунтов [44, 45].

Y. Kuroda и соавт. в 1993 г. изучили 638 пациентов, перенесших АКШ, и 345 пациентов после операций на клапанах сердца, и в 11% случаев отмечен транзиторный или персистирующий острый неврологический дефицит в послеоперационном периоде [46].

По данным J.D. Salazar и соавт., инсульт диагностирован у 214 (3,6%) из 5971 пациентов кардиохирургического профиля, причем томография головного мозга выявила эмболию у 83% из них. Выживаемость пациентов, перенесших инсульт, составила 67% через 1 год и 47% через 5 лет. Длительная нетрудоспособность отмечена у 69% пациентов [47].

Микроэмболические частицы, агрегаты тромбоцитов и фибрина, жировые эмболы, частицы тканей, попадающие в мозговой кровоток во время операции, обнаруженные в ткани головного мозга пациентов, подвергшихся операциям АКШ, замены клапанов или трансплантации сердца, могут вызывать послеоперационное снижение когнитивных функций [29, 30, 48—50]. Исследования с использованием транскраниальной допплерографии свидетельствуют о том, что количество эмболических осложнений во время АКШ коррелирует с вероятностью неврологической дисфункции в послеоперационном периоде [30, 49, 51].

Микро- и макроэмболии в сосуды головного мозга могут происходить как во время операций, так и к послеоперационном периоде, являясь причиной развития неврологических осложнений разной степени тяжести, от едва заметной когнитивной дисфункции (ухудшение памяти, зрительно-пространственный дефицит, депрессия) до более выраженной послеоперационной спутанности сознания, делирия и, реже, клинически выраженного инсульта [51—54]. N.A. Nussmeier и соавт. в 1994 г. выявили ухудшение когнитивных функций у 70% кардиохирургических пациентов, из них у 38% нейропсихологические нарушения сохранялись длительное время [55].

Многочисленные исследования с использованием диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ-МРТ) показали наличие новых ишемических поражений головного мозга у кардиохирургических пациентов. Новые церебральные ишемические поражения при кардиохирургических вмешательствах у большинства пациентов множественные и клинически не проявляются [56—60]. Тем не менее выявлена положительная корреляция между выраженностью клинических неврологических проявлений и эмболической нагрузкой поражений головного мозга [51, 52]. «Немые» инфаркты головного мозга являются причиной снижения когнитивных способностей у пациентов, перенесших кардиохирургические операции [61].

Когнитивная дисфункция является наиболее распространенным клиническим проявлением травмы головного мозга после операций на сердце. Так, X. Sun и соавт. в обзоре 2012 г. сообщили, что из 446 каодиохирургических пациентов (перенесших АКШ как с аппаратом искусственного кровообращения (АИК) так без него, операции на клапанах сердца), включенных в 13 исследований с выполнением ДВ-МРТ до и после операций, новые поражения ЦНС были обнаружены в 16—61% случаев, всего у 127 (29% среди всех 13 исследований) [61]. Эти поражения были широко распространенными, множественными и небольшими, и лишь немногие из них связаны с явными клиническими признаками инсульта. Кроме того, отмечено, что эти поражения были причиной послеоперационной когнитивной дисфункции.

В обзоре G.N. Djaiani сообщается, что частота явного клинического инсульта после операции АКШ составляет от 0,3 до 5,4%, в то же время частота когнитивной дисфункции колеблется от 50 до 80% на момент выписки пациентов, сохраняясь с частотой от 20 до 50% через 6 недель, от 10 до 30% через 6 месяцев и до 42% через 5 лет после кардиохирургических операций [48]. J. Guo и соавт. в 2021 г. выполнили метаанализ 29 исследований с участием 1478 пациентов, суммарный показатель «немых» инфарктов головного мозга после операций АКШ составил 37% (95% ДИ 0,27—0,47, p<0,0001) [62]. В обзоре A. Gerstenecker и соавт. от 2022 г. частота послеоперационного инсульта при АКШ составляет от 1 до 3%, новые поражения ГМ обнаружены у 27% пациентов [63]. Распространенность «немых» инфарктов головного мозга при транскатетерной имплантации аортального клапана (ТИАК) колебалась между 58 и 91% при наличии значительной корреляции между объемом поражения ГМ и когнитивными способностями пациентов. По данным метаанализа, проведенного B. Indja и соавт. в 2019 г. на основании 42 исследований с включением 2632 пациентов, распространенность «немых» инфарктов головного мозга после транскатетерной имплантации аортального клапана составила 0,71 (95% ДИ 0,64—0,77); после протезирования аортального клапана — 0,44 (95% ДИ 0,31—0,57); в группе кардиоторакальной хирургии — 0,39 (95% ДИ 0,28—0,49); АКШ — 0,25 (95% ДИ 0,15—0,35); чрескожного коронарного вмешательства — 0,14 (95% ДИ 0,10—0,19); АКШ без АИК — 0,14 (0,00—0,58). Отношение риска развития очагового неврологического дефицита к возникновению «немого» инфаркта головного мозга при протезировании аортального клапана составило 0,22 (95% ДИ 0,15—0,32); при АКШ без АИК — 0,21 (95% ДИ 0,02—2,04); при смешанной кардиоторакальной хирургии — 0,15 (95% ДИ 0,07—0,33); при АКШ — 0,10 (95% ДИ 0,05—0,18); при транскатетерной имплантации аортального клапана — 0,10 (95% ДИ 0,07—0,14); при чрескожном коронарном вмешательстве — 0,06 (95% ДИ 0,03—0,14). Среднее количество «немых» инфарктов головного мозга на 1 пациента было выше в группе транскатетерной имплантации аортального клапана (4,58±2,09) по сравнению как с группой протезирования аортального клапана (2,16±1,62, p=0,03), так и с группой чрескожного коронарного вмешательства (1,88±1,02, p=0,03) [64].

Таким образом, профилактика церебральной эмболии в аортальной и клапанной хирургии является важной и актуальной задачей.

Профилактика периоперационных эмболий при кардиохирургических операциях

Мероприятия по профилактике периоперационных эмболий при кардиохирургических операциях включают предоперационную идентификацию пациентов из группы высокого риска, модификацию техник перфузии и вмешательства [14]. Особого внимания требуют пациенты с факторами риска развития атероэмболии: с сопутствующими заболеваниями периферических сосудов, коронарных артерий, артериальной гипертензией, пациенты пожилого возраста [44].

Предоперационное выявление атероматозного поражения грудной аорты может помочь уменьшить или предотвратить атероэмболии [38, 41]. Так, предоперационная магнитно-резонансная ангиография, компьютерная томография могут быть использованы перед операцией для оценки состояния всей аорты с целью скрининга пациентов со значительным атеросклеротическим поражением проксимального отдела грудной аорты [14, 65]. N.S. Mills и соавт. описали три различных типа атеросклероза проксимального отдела аорты: это «фарфоровая» аорта, характеризующаяся кальцификацией медии по окружности; рваный, рыхлый изъязвленный тип поражения стенки аорты; тип, с преобладанием жидкого, «похожего на зубную пасту», холестеринового компонента [66]. При наличии тяжелого или среднетяжелого атеросклеротического поражения аорты для профилактики макроэмболии следует избегать агрессивных манипуляций на аорте [55].

Интраоперационное чрескожное и чреспищеводное ультразвуковое исследование аорты позволяют выявить выступающие атеромы с подвижными компонентами [67], что позволяет избежать механического воздействия на атероматозно измененную аорту (наложение зажимов на аорту, изменение места канюлирования аорты для обеспечения экстракорпорального кровообращения [38]), и снизить частоту атероэмболии [66, 68]. Сообщается, что при операциях, выполненных под подобным УЗИ-контролем, уменьшается количество сигналов о церебральной эмболии, обнаруживаемых с помощью транскраниальной допплерографии, и уменьшается количество неврологических осложнений [69, 70].

Таким образом, стратификация пациентов, основанная на атеросклеротической нагрузке на аорту, рекомендована для снижения риска периоперационных неврологических повреждений. Так, вполне вероятно, что для пациентов без выраженного атероматозного поражения аорты традиционная реваскуляризация коронарных артерий является наиболее эффективной долгосрочной стратегией, в то время как пациентам с выраженным атероматозом грудной аорты оптимальной тактикой лечения могут быть операция на работающем сердце, гибридные методы лечения или только медикаментозная терапия [48, 71, 72].

Для уменьшения риска интраоперационной эмболии в кардиохирургии, помимо стратификации пациентов, совершенствования хирургической техники, рекомендаций избегать любых агрессивных манипуляций при выраженном атеросклерозе аорты, используют специально разработанные устройства профилактики эмболии. К ним относятся аортальные канюли, обеспечивающие одновременный прямой поток и обратное всасывание крови для извлечения твердых и газообразных эмболов из восходящей аорты и дуги аорты после их интраоперационного высвобождения, и внутрисосудистые фильтры (Embol-X).

Так, использование канюли для защиты от эмболии CardioGard (CardioGard Medical, Or-Yehuda, Израиль) при плановых операциях по замене аортального клапана, с АКШ и без него, благодаря удалению значительного количества эмболов позволило значительно уменьшить объем новых поражений головного мозга по данным ДВ-МРТ и в 3 раза снизить количество пациентов с новыми поражениями головного мозга (рис. 1) [73].

Рис. 1. Канюли для защиты от эмболии CardioGard (CardioGard Medical, Or-Yehuda, Израиль) и эмболический материал, удаленный с помощью канюли CardioGard [73].

Система внутриаортальной фильтрации Embol-X (Edwards Lifesciences, Ирвин, Калифорния) изначально разрабатывалась для защиты от эмболии во время операций на «открытом» сердце и требует прямого доступа к восходящей аорте (рис. 2) [74, 75].

Рис. 2. Система внутриаортальной фильтрации Embol-X (Edwards Lifesciences, Ирвин, Калифорния) [74, 75].

а — интраоартальная система фильтрации Embol-X [74]; б — захваченные эмболические частицы атероматозного происхождения,размером от 0,5 до 5 мм [75].

Устройство EMBOL-X первоначально состояло из 24F внутриаортальной канюли с металлическим наконечником, которую устанавливали через срединную стернотомию в дистальную часть восходящей аорты. Через ее боковое отверстие фильтр вводили в аорту. Сам фильтр EMBOL-X состоит из саморасширяющегося и «самонастраивающегося» нитинолового каркаса и полупроницаемой полиэфирной сетки, покрытой гепарином, с размером пор 120 мкм. За счет гибкого каркаса фильтр плотно облегает внутренний диаметр аорты. Фильтр доступен в пяти размерах, рассчитанных на внутренний диаметр аорты от 2,2 до 4,0 см. Устройство EMBOL-X устанавливается проксимальнее места канюлирования аорты, благодаря чему не препятствует артериальной перфузии через канюли АИК.

В ходе клинических испытаний показано, что почти 97% примененных фильтров улавливали эмболы. Кроме того, отмечено, что установленные фильтры улавливают не только атероматозные бляшки, но и агрегаты тромбоцитов и фибрина, остатки кальция и частицы тканей, инструментария. M.K. Banbury и соавт. сообщили о многоцентровом рандомизированном исследовании с участием 1289 пациентов в 22 центрах Северной Америке, перенесшие первичное АКШ, протезирование аортального клапана или операцию по восстановлению/замене митрального клапана с использованием ИК, которые рандомизированы для проведения операции с системой защиты Embol-X или без нее. В 96,8% случаев в фильтрах Embol-X были обнаружены эмболы. Однако существенных различий в клинических конечных точках, таких как смертность, инсульт, транзиторная ишемическая атака, почечная недостаточность, инфаркт миокарда, желудочно-кишечные осложнения или ишемия конечностей, угрожающая жизни, не наблюдалось [74, 75]. Тем не менее анализ post hoc указывает на снижение случаев почечных осложнений в группе с использованием Embol-X.

Новая версия внутриаортального фильтра EMBOL-X (Edwards Lifesciences) модифицирована таким образом, чтобы она подходила для стандартной кардиохирургии, министернотомной кардиохирургии и трансаортальной ТИАК (рис. 3) [76, 77].

Рис. 3. Версии внутриаортального фильтра EMBOL-X (Edwards Lifesciences) [76].

а — старая версия; б — новая версия.

Новая версия внутриаортального фильтра EMBOL-X больше не крепится к внутриаортальной канюле 24F и, следовательно, требуется гораздо меньший размер интродьюсера для введения 14—17F. Устройство включает в себя внутриаортальный фильтр EMBOL-X и интродьюсер для его введения. Доступные размеры фильтров варьируют от 26 до 37 мм [76].

Комбинированный подход, заключающийся в минимизации манипуляций на аорте с трансаортальным доступом, в сочетании с использованием противоэмболического устройства Embol-X представлял собой многообещающую стратегию снижения частоты эмболических осложнений во время ТИАК [76, 78].

Исследование внутриаортальной эмболической защиты с помощью устройства Embol-X у пациентов, перенесших ТИАК (TAoEmbolX), показало снижение как частоты, так и объема новых поражений головного мозга (ClinicalTrials.gov, NCT01735513) [75]. После трансаортальной ТИАК неврологических осложнений не было. Таким образом, сделаны выводы что устройство для внутриаортальной защиты, по-видимому, снижает как частоту, так и объем новых поражений головного мозга.

Применение этого эндоваскулярного устройства защиты от эмболии ограничено возможностью его установки с применением стернотомии.

История развития систем защиты головного мозга в кардиохирургии и в эндоваскулярной хирургии имеет много общего [79].

Церебральная эмболизация является опасным и постоянным осложнением транскатетерных вмешательств на аорте и левых отделах сердца [80—82]. Церебральная эмболия может протекать бессимптомно и выявляться исключительно при визуализации головного мозга или может проявляться как серьезное клиническое событие, влияющее на заболеваемость и смертность.

При транскатетерных реконструкциях митрального клапана частота инсультов значительно ниже, чем при ТИАК, но все же клинически значима [83, 84]. Частота инсульта во время процедур окклюзии ушка левого предсердия составляет от 0,2 до 1,2% [85, 86]. Зарегистрированные показатели перипроцедурного инсульта или транзиторной ишемической атаки варьируют от 0,38 до 7,00% во время процедур катетерных аблаций при лечении нарушений ритма [87, 88]. Инсульт возникает у 3—8% пациентов, которым проводится торакальная эндоваскулярная пластика аорты [89, 90]. Частота развития инсульта после ТИАК варьировала от 5 до 6% в первоначальных ключевых исследованиях, при этом в самых последних клинических исследованиях наблюдалось снижение показателей до 1—2% [91]. В реальных реестрах частота инсультов оставалась постоянной на уровне от 2 до 2,5% [92].

Возникновение инсульта после ТИАК связано со значительным влиянием на долгосрочную заболеваемость и смертность [93]. Данные систематического обзора и метаанализа, включающего 42 исследования с участием в общей сложности 2632 пациентов, показали, что частота новых «немых» инфарктов головного мозга во время ТИАК (4,58±2,09) выше, чем во время открытых операций замены аортального клапана (2,16±1,62), операций АКШ (2,11±0,25), чрескожных коронарных вмешательств (1,88±1,02) и других кардиоторакальных операций (3,38±0,72) [64].

Проблема цереброваскулярных осложнений и их профилактики при выполнении ТИАК является актуальной с момента появления этой методики лечения аортального стеноза. В первых руководствах по эндоваскулярной имплантации аортальных клапанов, когда еще не использовали специальные защитные устройства от перипроцедурной эмболии, с целью уменьшения риска развития инсультов рекомендовали оценивать кальцификацию дуги аорты с помощью УЗИ, КТ перед операцией для исключения пациентов с выраженным атеросклерозом, атероматозом аорты, выявления пациентов с более высоким риском развития инсульта, рекомендовали применение технических приемов для уменьшения риска церебральной эмболии во время операции, например, избегать отклонение наконечника управляемого катетера во избежание сопротивления, выполнять бережное проведение системы доставки клапана через дугу аорты и через стенозированный клапан, избегать повторной чрезмерно агрессивной вальвулопластики, поддерживать достаточную гепаринизацию (ACT ≥300), избегать длительной быстрой электрокардиостимуляции желудочков и длительной блокады стенозированного аортального клапана во время установки клапана, поддерживать оптимальный уровень артериального даления [94, 95].

В нескольких исследованиях отмечен очень низкий риск развития инсульта при выполнении протезирования аортального клапана через трансапикальный доступ [96, 97], благодаря минимальным манипуляциям на дуге аорты.

Такие факторы, как уменьшение профиля доставляющих систем, увеличение опыта операторов, значительно уменьшают количество эмболических осложнений. Так, эволюция системы CoreValve, а именно сокращение профиля с 25 F (введено в 2004 г.) до 18 F (введено в 2006 г.), позволила сократить число инсультов с 17 до 1,4% [98]. Эмболический материал тканевого происхождения обнаруживается чаще при использовании баллонно-расширяемых систем и приибольших размерах имплантирумых клапанов [99]. Выполнение ТИАК при двустворчатом аортальном клапане может быть связано с повышенным риском инсульта по сравнению с ТИАК для трехстворчатого клапана [91].

Таким образом, стратегия достижения снижения частоты эмболических осложнений заключается в следующем: (1) уменьшить образование тромбов и эмбологенных частиц тканей и (2) после их образования или эмболизации избежать их попадания в сосудистое русло головного мозга с помощью механических барьеров, таких как устройства защиты от эмболии. Что касается первой цели, то улучшение характеристик устройства и техники процедуры (меньшее повреждение стенки аорты, менее травматичное пересечение клапана и предотвращение повторных установок клапаноа, повторных пре- и постдилатаций) могут привести к значительному уменьшению количества эмболов [100].

Устройства защиты от церебральной эмболии при транскатетерных вмешательствах на сердце можно разделить на устройства частичного захвата эмболов (SENTINEL), устройства полного захвата (Emblok, Emboliner, FLOWer), преимущественно отклоняющие устройства, дефлекторы (TriGUARD 3, ProtEmbo, POINTGUARD), а также устройства отклонения и захвата (CAPTIS). Фильтры обеспечивают защиту головного мозга, улавливая и удаляя эмболы из кровотока, в то время как дефлекторы перенаправляют путь эмболов от мозгового кровообращения к системному кровообращению, препятствуя эмболизации в головной мозг через крупные брахиоцефальные артерии. Фактическая эффективность церебральной защиты устройства зависит от способности защитить три основные ветви дуги аорты, от размера фильтра и возможности установки без риска повреждения атеросклеротических бляшек дуги аорты [91]. Из всех существующих на данный момент противоэмболических устройств некоторые авторы выделяют 4 устройства (Sentinel, TriGUARD, Embrella, Embol-X), безопасность и эффективность которых оценены в достаточном количестве клинических исследований [91].

В России операции транскатетерной имплантации аортального клапана при кальцинированном аортальном стенозе проводятся с 2009 г. На сегодняшний день обеспеченность населения операциями ТИАК составляет от 5 до 10%, что является недопустимо низким показателем по сравнению с западными странами, поскольку имеется большая доказательная база, подтверждающая возможности этого вмешательства для снижения смертности у пациентов с дегенеративным стенозом аортального клапана [101].

Кроме того, необходимо уделять должное внимание реабилитационному процессу для профилактики ряда осложнений после таких операций [102—107].

Заключение

Разработка и внедрение отечественных устройств профилактики церебральных эмболических осложнений при эндоваскулярных вмешательствах на левых отделах сердца, в том числе при транскатетерной имплантации аортального клапана, является актуальной и перспективной задачей на данном этапе развития эндоваскулярной хирургии в Российской Федерации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.