Оценка эффективности реваскуляризации у пациентов с синдромом диабетической стопы методом параинфракрасной оксиметрии

У пациентов с синдромом диабетической стопы (СДС) отмечается поражение микроциркулятурного русла наравне с магистральными артериями. Важную роль в многокомпонентном лечении пациентов с СДС занимает этап реваскуляризации. Возможность выбора между открытой хирургией и эндоваскулярной, а также возможность их сочетания расширяет рамки для вмешательства на артериях нижних конечностях [1]. Применение ангиосомной концепции у пациентов с трофическими нарушениями направлено на определение целевого пути реваскуляризации. До сих пор нет единого мнения об эффективности прямой реваскуляризации артерий голени и стопы по сравнению с непрямой реваскуляризацией [2].

Разработка и внедрение новых эндоваскулярных технологий в лечении пациентов с данным заболеванием помогли улучшить результаты лечения. Но диагностические методы для оценки локальной перфузии тканей имеют ограничения. По результатам рентгеноконтрастной ангиографии артерий стопы, лодыжечно-плечевого и пальце-плечевого индекса можно оценить проходимость только магистрального русла; транскутанное напряжение кислорода (TcPO₂) ограничено в использовании у пациентов с выраженным отеком нижних конечностей и требует длительного вынужденного положения во время исследования [3]. Одним из перспективных методов оценки локальной перфузии тканей является параинфракрасная спектроскопия (ближняя инфракрасная спектроскопия — БИКС, near-infrared spectroscopy — NIRS), основанная на спектрофотометрической оценке кислорода окси- и дезоксигемоглобина в исследуемых тканях [4]. В проведенных систематических обзорах проанализирована возможность применения тканевой оксиметрии в оценке оксигенации тканей стопы у пациентов с ишемией нижних конечностей при выполнении тестов с нагрузкой [5, 6]. Однако были выявлены ограничения проведенных исследований: отсутствие стандартизации в выполнении измерений, отсутствие определенных пороговых значений для оценки проводимого лечения. На сегодняшний день применение методики для прогнозирования исходов лечения пациентов с критической ишемией нижних конечностей до конца не изучено.

Цель исследования — оценить прогностическую значимость применения тканевой оксиметрии в заживлении трофических дефектов у пациентов с СДС после эндоваскулярной реваскуляризации.

Проведено одноцентровое нерандомизированное диагностическое исследование «случай — контроль» с проспективным набором данных для оценки значимости изменения сатурации (StO₂) нижних конечностей по данным параинфракрасной спектроскопии до и после выполненного эндоваскулярного вмешательства в прогнозе заживления трофического дефекта при СДС.

Задачи исследования:

1) оценка динамики значений StO₂ в различных ангиосомах стопы до и после выполненного эндоваскулярного вмешательства;

2) оценка взаимосвязи динамики изменения значений StO₂ до и после операции в различных ангиосомах с заживлением трофического дефекта в течение 3 мес.

При определении необходимого объема выборки применяли формулу расчета размера выборки при сравнении двух частот по методу J.M. Bland [7]. Уровень значимости приняли равным 5%, мощность — 80%. За значимое изменение частоты принимали среднее из данных, опубликованных в предыдущих исследованиях (18,7%) (табл. 1). Таким образом, необходимый размер выборки для обеспечения соответствующего уровня значимости и мощности исследования составил 36 пациентов.

Таблица 1. Прирост сатурации (StO₂) (абсолютные значения) по данным параинфракрасной спектроскопии после реваскуляризации стопы по результатам различных авторов

Примечание. * — после бедренно-подколенного шунтирования.

В нашем исследовании в рамках проекта перспективного научного исследования №INTL-SARGMU-SAMGMI-2021-06 (протокол этической комиссии №7) приняли участие 42 последовательных пациента с СДС, проходивших лечение на клинической базе ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России с октября 2022 г. по март 2023 г.

Критерии включения в исследование:

— пациенты с атеросклеротическим поражением подколенно-берцового сегментов и наличием трофического дефекта в области одного ангиосома на фоне нейроишемической и ишемической формы СДС;

— пациенты без тяжелых, некорригируемых сопутствующих заболеваний;

— отсутствие других причин язвенно-некротических дефектов (таких как хроническая венозная и лимфатическая недостаточность, нейропатическая форма СДС, любая форма пиодермии, васкулиты).

Критериями исключения из исследования:

— отказ пациента от участия в исследовании;

— недоступность контроля через 3 мес;

— гемодинамически значимое атеросклеротическое поражение аорто-подвздошно-бедренного сегмента;

— размеры трофического дефекта, не позволяющие наложить датчик NIRS в целевом ангиосоме.

Конечной первичной точкой исследования было достижение заживления трофического дефекта в течение 3 мес или эпителизация краев раны после ампутации в пределах стопы, а также отсутствие необходимости в продолжении амбулаторного или стационарного лечения через 3 мес. Отсутствием заживления считались: сохранение трофического дефекта через 3 мес, выполнение ампутации на голени или бедре, необходимость повторных вмешательств на артериях нижних конечностей

У всех пациентов оценивали выраженность и протяженность атеросклеротического поражения артерий нижних конечностей по данным прямой рентгеноконтрастной ангиографии или компьютерно-томографической (КТ) ангиографии. Проводили визуальную оценку локализации и характера язвенного дефекта по шкале WIFI [15].

Реваскуляризацию артерий нижних конечностей выполняла эндоваскулярными методами бригада хирургов в одном центре на аппаратах Siemens Artis Zee и Artis One (Германия). Во всех случаях применяли проводниковую анестезию седалищного нерва с добавлением местной анестезии в области пункции. В качестве доступа выбирали антеградный бедренный доступ. Для реканализации бедренно-подколенного сегмента использовался 0,035 гидрофильный проводник Radiofocus (Terumo), Aquatrack (Cordis), на артериях голени и стопы — 0,014 проводник Command (Abbot) в сочетании с поддерживающим катетером 4 Fr Vertebral (Merit). Баллонная ангиопластика выполнялась баллонными катетерами Armada (Abbot), Power Flex (Cordis).

Восстановление кровотока оценивали по данным рентгеноконтрастной ангиографии: прямая реваскуляризация — прямой кровоток в зону ангиосома с трофическим дефектом, непрямая реваскуляризация — кровоток в зону с трофическим дефектом через коллатерали. Этапность выполнения реваскуляризации и местного хирургического лечения определяли у каждого пациента индивидуально по клиническому течению язвенно-некротического поражения стопы и ишемии конечности. При выраженном инфекционном процессе первым этапом проводили санацию гнойного очага с последующими этапами реваскуляризации и хирургической обработки, в остальных случаях первым этапом выполнялась реваскуляризация с последующей или одномоментной хирургической обработкой раны.

Пациентам перед реваскуляризацией и на следующие сутки после оперативного вмешательства проводилось измерение оксигенации тканей с помощью аппарата тканевой оксиметрии FORE-SIGHT MC-2000 (CASMED) с 4-канальным лазерным излучением (длины волн 690 нм, 780 нм, 805 нм, 850 нм) с датчиком medium в комплекте. Оценку оксигенации осуществляли в ангиосомах стопы и в области, максимально приближенной к трофическому дефекту стопы. Каждому ангиосому присвоено следующее обозначение: тыл стопы — I; предплюсна — II; медиальная часть подошвы — III; латеральная часть подошвы — IV; пяточная область — V [16] (рис. 1). В каждой области фиксировалось усредненное значение оксигенации в течение 2 мин до операции и на следующий день после операции. За точку вблизи трофического дефекта принимали тот или иной ангиосом, где была язва.

Рис. 1. Расположение датчика в различных ангиосомах.

а — схема: I — артерия тыла стопы (АТС), II — предплюсна, III — медиальная подошвенная артерия (МПА), IV — латеральная подошвенная артерия (ЛПА), V — малоберцовая артерия (МБА); б — фотография больного [16].

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью программ SPSS 22.0 (США) и Microsoft Excel 2010. С целью определения нормальности распределения количественных признаков применяли методы Колмогорова—Смирнова и Шапиро—Уилка. Для описания количественных данных использовали медиану (Me) и 25-й и 75-й процентили. Для оценки изменений оксигенации тканей стопы до и после выполненной реваскуляризации применяли критерий знаковых рангов Уилкоксона для связанных выборок. При сравнении данных тканевой оксиметрии у пациентов с заживлением трофического дефекта и отсутствием заживления применяли критерий Манна—Уитни. Для сравнения групп по качественным признакам рассчитывали критерий χ² Пирсона (при числе наблюдений в ячейках таблицы менее 5 использовали точный критерий Фишера, двусторонний тест) и критерий тау-с Кендалла с учетом направленности порядковых параметров. Статистически значимыми различия считали при p<0,05. Для количественных признаков определяли оптимальное пороговое значение с использованием ROC-анализа и с определением индекса Юдена (чувствительность + специфичность-1).

В исследование включены 42 пациента. В 1-ю группу вошли 30 человек, у которых через 3 мес было достигнуто заживление трофического дефекта, медиана возраста составила 68 (IQR (межквартильный интервал) 64—74) лет, 61,5% лиц мужского пола, индекс массы тела (ИМТ) 28,8 (24,8—30,7) кг/м². Во 2-ю группу вошли 12 человек, у 10 (83%) не достигнуто полного заживления трофического дефекта, у 2 (17%) выполнена ампутация на голени, медиана возраста составила 70 (67—75) лет, 50% лиц мужского пола, ИМТ 28,9 (24,8—30,7) кг/м². Исследуемые группы по возрасту, полу, давности появления трофического дефекта, уровням глюкозы и гемоглобина, а также наличию сопутствующих заболеваний значимо не различались (табл. 2).

Таблица 2. Сравнение дооперационных клинических и инструментальных данных

Примечание. * — критерий χ² Пирсона, U-критерий Манна—Уитни; для количественных признаков представлены медиана и квартили.

Распределение по WIFI и локализации язвенно-некротических дефектов между пациентами было схожее (p>0,05). В обеих группах преимущественно отмечали трофические дефекты на фалангах пальцев стоп (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика трофического дефекта по WIFI

Примечание. * — критерий χ² Пирсона.

Как видно из табл. 4, различий по характеру поражения подколенной артерии, артерий голени и артерии тыла стопы не было (p>0,05). Во 2-й группе гемодинамически значимое поражение латеральной подошвенной артерии отмечено в 11 (91,7%) случаях, в 1-й группе — в 12 (40%) случаях (p=0,002). Окклюзию артериальной подошвенной дуги встречали во 2-й группе у 11 (91,7%) пациентов, в 1-й группе — у 9 (30%) пациентов (p=0,001).

Таблица 4. Характеристика групп по поражению артерий нижних конечностей по данным компьютерной томографии и рентгеноконтрастной ангиографии

Примечание. * — критерий χ² Пирсона, для наблюдений в таблице менее 5 применялся точный критерий Фишера. ПА — подколенная артерия; ПББА — передняя большеберцовая артерия; ЗББА — задняя большеберцовая артерия; МБА — малоберцовая артерия; АТС — артерия тыла стопы; ЛПА — латеральная подошвенная артерия.

Восстановление кровотока в одной из артерий голени было достигнуто у 30 (100%) пациентов 1-й группы и у 10 (83%) пациентов 2-й группы. В 1-й группе прямая реваскуляризация была выполнена в 27 (90%) случаях, во 2-й группе (p=0,001) — в 5 (33,3%) случаях. Различий в восстановлении антеградного кровотока по артериям бедренно-подколенного сегмента не было. Так, по подколенной артерии ангиографический успех в 1-й группе отметили у 18 (60%) больных, во 2-й руппе — у 4 (33,3%) больных (p=0,118), по ПББА и АТС — соответственно у 16 (53,3%) и 6 (50%) больных (p=0,09), по МБА — у 5 (16,7%) и 5 (41,7%) больных (p=0,216), по ЗББА и ЛПА — у 19 (63,3%) и 5 (41,7%) больных (p=0,11). Восстановление проходимости подошвенной артериальной дуги в 1-й группе удалось достичь у 15 (50%) пациентов, а во 2-й группе не удалось достичь ни у одного пациента (p=0,002). Сроки пребывания в стационаре между группами не различались. Осложнений, потребовавших выполнения гибридного или открытого хирургического вмешательства на целевых зонах реваскуляризации, не было.

Для оценки изменений значений оксигенации мы проводили измерения в каждом ангиосоме перед и на следующий день после эндоваскулярного вмешательства. Исходные значения StO₂ различались между группами только в точках II (p=0,052) и III (p=0,034). Наименьшие значения StO₂ в 1-й группе отмечены в точке III — 57 (55—59)%, во 2-й группе отмечены в точке II — 53 (49,8—55,8)%. Наивысшие значения StO₂ получены в точке V в обеих группах — соответственно 59,5 (56,7—63,2)% и 56,5 (55,2—60,0)% (p<0,05).

На следующий день после вмешательства прирост значений StO₂ был зафиксирован во всех ангиосомах в обеих группах (p<0,05) (табл. 5). Увеличение сатурации между группами значимо различалось во всех ангиосомах, кроме точки I (p<0,05). В 1-й группе динамика прироста StO₂ была максимальной в точках II и вблизи трофического дефекта: 6,0 (95% доверительный интервал (ДИ) 5,0—7,0)% в абсолютном выражении, или 10,3 (95% ДИ 8—11,8)% и 11,4 (95% ДИ 9,5—13,4)% в процентном отношении к исходному значению до операции. Во 2-й группе отмечалась похожая динамика изменений StO₂ во всех ангиосомах, за исключением точки вблизи трофического дефекта, где отметили минимальное изменение StO₂ в абсолютном выражении — 4,0 (95% ДИ 4,0—5,0)% и в процентном отношении к исходным данным — 2,9% (95% ДИ 0,3—5,4)% (рис. 2). При проведении корреляционного анализа не было получено взаимосвязи между приростом значений StO₂ в различных точках и заживлением трофического дефекта через 3 мес, но между приростом в точке вблизи трофического дефекта и заживлением такая взаимосвязь была обнаружена (p<0,05; R=0,424 критерий тау-с Кендалла 0,001). Это косвенно подтверждает ангиосомную теорию связи восстановления кровотока в целевом ангиосоме с последующим заживлением дефекта.

Таблица 5. Изменения сатурации (StO₂) тканей в разных ангиосомах до и после операции в 1-й и 2-й группах

Примечание. * — U-критерий Манна—Уитни.

Рис. 2. Динамика StO₂ в ангиосоме вблизи трофического дефекта до и после операции в 1-й и 2-й группах.

На основании полученных данных для оценки динамики сатурации и прогнозирования заживления мы использовали сатурацию в целевом ангиосоме. Проведен ROC-анализ. Полученная ROC-кривая для абсолютных значений характеризуется величиной AUC=0,767±0,08 (95% ДИ 0,62—0,9), модель статистически значима (p=0,008). Значение прироста тканевой оксигенации в точке cut-off определено как 4,5% (расчет индекса Юдена). Чувствительность и специфичность составили 76,7% и 66,7% соответственно. Значения ROC-кривой для процентного отношения следующие: AUC=0,701±0,04 (95% ДИ 0,54—0,86), модель статистически значима (p=0,044). Значение прироста тканевой оксигенации в точке cut-off определено как 7,9% (расчет индекса Юдена), чувствительность и специфичность составили 80% и 58,3% соответственно. При повышении величины StO₂ на 4,5% в абсолютных значениях, или на 7,9% в процентном отношении, после выполнения реваскуляризации у пациентов с СДС предполагается заживление трофического дефекта в течение 3 мес. В обратном случае следует ожидать отсутствия заживления в течение 3 мес или выполнения ампутации. Положительный результат по данным StO₂ в 6,6 (95% ДИ 1,5—28,5) раза повышает шансы заживления язвы.

Целью данного исследования была оценка возможности применения аппарата тканевой оксиметрии у пациентов с СДС в прогнозировании заживления трофических дефектов после эндоваскулярного лечения. Успешно выполненная реваскуляризация артерий нижних конечностей не всегда приводит к восстановлению проходимости микроциркуляторного русла. Прогнозировать исходы заживления трофического дефекта по кровотоку в концевых ветвях артерий голени без оценки перфузии тканей нецелесообразно. Аппараты тканевой оксиметрии позволяют оценивать локальную перфузию тканей на необходимой глубине в зависимости от проникновения излучения.

В ряде проведенных исследований авторы отметили динамику значений StO₂ у пациентов с хронической и критической ишемией нижних конечностей после реваскуляризации или тестов с физическими нагрузками. Изменение значений StO₂ может помочь в оценке степени артериальной ишемии во время выполнения физических проб, а также служить маркером выполненной в достаточном объеме реваскуляризации для заживления трофических дефектов [13, 14, 17, 18]. Однако остаются проблемы в методологии проведения измерений, выборе датчика и определении пороговых значений для прогнозирования заживления.

В каждой точке измерения мы отметили значимую разницу в приросте значений StO₂, но наивысшие значения были в точке II в обеих группах, а также вблизи трофического дефекта в 1-й группе — рост с 57 (52—60)% до 63,5 (58—65)% в абсолютном выражении, или на 11,4 (9,5—13,4)% в процентном отношении, что сходится с результатами других авторов. Так, в работе R. Tan и соавт. значения StO₂ увеличились с 55,05% до 60,86% в абсолютном выражении [10], в работе G. Geskin и соавт. на тыльной поверхности стопы — с 60,19±12,93% до 64,63±14,36%, на подошвенной поверхности — с 69,70±9,46% до 71±9,98% [14]. В исследовании C.R. Nieves Aleicel и соавт. прирост значений StO₂ был также схожий, но значимой разницы с дооперационными значениями не наблюдали [11]. Однако в исследовании T.S. Kundra и соавт. при выполнении бедренно-подколенного шунтирования StO₂ повышалась с 27,3±3,9% до 42±1,25% непосредственно после оперативного вмешательства и до 53,6±2,41% через 12 ч [9]. Таким образом, увеличение значений StO₂ после эндоваскулярного вмешательства в процентном отношении к исходным значениям составило в среднем по исследованиям 13%, а после выполнения шунтирующих операций — 100%.

Меньший прирост значений StO₂ вблизи трофического дефекта во 2-й группе по сравнению с 1-й группой косвенно подтверждает необходимость придерживаться ангиосомной концепции при планировании реваскуляризации. По результатам проведенного ROC-анализа и расчета пограничного значения, увеличение StO₂ на 4,5% в абсолютном выражении, или на 7,9% в процентном отношении, приводит к заживлению трофического дефекта в течение 3 мес с чувствительностью и специфичностью 76,7% и 66,7% для абсолютных значений и 80% и 58,3% для процентного отношении соответственно. T. Kayama и соавт. также сообщили о взаимосвязи увеличения значений StO₂ с заживлением трофического дефекта. При проведении ROC-анализа AUC=0,780 (95% ДИ 0,629—0,931) (p=0,014), и был сделан вывод, что увеличение StO₂ больше 50% приводит к заживлению трофических дефектов с чувствительностью 100% и специфичностью 64%, однако измерения проводили только на тыле стопы [19]. T. Baltrūnas и соавт. сообщили о значимом приросте показателя StO₂ на тыле стопы и подошвенной поверхности стопы у пациентов с заживлением трофического дефекта по сравнению с группой, в которой заживления достигнуто не было, однако корреляции между приростом StO₂ и фактом эпителизации дефекта получено не было [13].

Нами отмечено значимое изменение показателя тканевой оксиметрии у пациентов, подвергшихся эндоваскулярной реваскуляризации во всех ангиосомах. Данная динамика значений имеет прогностическое значение для заживления трофического дефекта при пороговом увеличении на 4,5% в абсолютном выражении, или на 7,9% в процентном отношении. Если выполнена непрямая реваскуляризация и прирост StO₂ меньше 4,5% (в асболютном выражении), то необходимо добиваться прямой реваскуляризации к области трофического дефекта и открытия подошвенной артериальной дуги.

Таким образом, применение параинфракрасной спектроскопии для оценки сатурации тканей стопы является перспективным методом оценки результатов реваскуляризации при синдроме диабетической стопы. Изменения сатурации в целевом ангиосоме могут помочь в прогнозировании сроков заживления трофического дефекта. Необходимы дальнейшие исследования большей мощности и более высокого уровня доказательности для уточнения полученных нами данных.

Финансирование:

Работа выполнена в рамках проекта перспективного научного исследования №INTL-SARGMU-SAMGMI- 2021-06.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Толстокоров А.С., Аракелян В.С.

Сбор и обработка материала — Ларин И.В., Щаницын И.Н.

Статистическая обработка данных — Щаницын И.Н.

Написание текста — Ларин И.В.,

Редактирование — Толстокоров А.С., Аракелян В.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.