System NOGA jako narzędzie diagnostyczne i terapeutyczne w

Dariusz Dudek, Łukasz Rzeszutko, Marcin Wizimirski,
Grzegorz Heba, Jacek S. Dubiel
II Klinika Kardiologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego
System NOGA jako narzędzie
diagnostyczne i terapeutyczne
w pracowni hemodynamicznej
NOGA system as a diagnostic and therapeutic tool
in a catheterization laboratory
Treatment of patients with advanced coronary lesions who are not eligible for revascularization is
a significant clinical problem. Pharmacological therapy may be unsuccessful. A new approach is direct
myocardial revascularization combined with laser
therapy or vascular growth factors.
The NOGA system is a three-dimensional system for
mapping electrical and mechanical left ventricular
activity without the need of contrast media or X rays.
It is a diagnostic tool used by an interventional cardiologist to identify and locate viable myocardium
for direct myocardial revascularization. The NOGA
system is also a safe for quidance for percutaneous
coronary interventions.
The paper describes basic principles of the NOGA
system and its application for the assessment of
myocardial viability. Direct myocardial revascularization using the NOGA system has also been discussed
in patients with advanced coronary artery disease.
Key words: NOGA system, myocardial viability, direct
myocardial revascularization, electromechanical
mapping
WSTĘP
U pacjentów z chorobą niedokrwienną serca ocena
stopnia niedokrwienia, uszkodzenia mięśnia sercowego
oraz zaawansowania zmian miażdżycowych w tętnicach
wieńcowych ma zasadnicze znaczenie dla wyboru metody leczenia i określenia korzyści z zabiegów rewaskularyzacji. Stosowane obecnie nieinwazyjne techniki oceny
uszkodzenia mięśnia, jak badania izotopowe i echokardiografia, oparte są na ocenie perfuzji, metabolizmu lub rezerwy kurczliwości. Metody te pozwalają na prognozowanie powrotu czynności kurczliwej mięśnia serca u pacjentów poddanych rewaskularyzacji przezskórnej lub chirurgicznej. Istotnym problemem jest stwierdzenie u chorych
klinicznych wskazań do rewaskularyzacji mięśnia, natomiast znaczne zawansowanie zmian miażdżycowych
w tętnicach wieńcowych uniemożliwia przeprowadzenie
skutecznego zabiegu. Metodą leczenia tych pacjentów
może okazać się bezpośrednia rewaskularyzacja serca z zastosowaniem czynników wywołujących angiogenezę.
System NOGA (Biosense Webster) jest nowym narzędziem oceny żywotności mięśnia sercowego. Umożliwia
lokalizację obszarów mięśnia niedokrwionego, martwego oraz równocześnie ocenia segmentarną kurczliwość
lewej komory w pracowni hemodynamicznej, bezpośrednio po diagnostycznej koronarografii. Umożliwia także
prowadzenie zabiegów przezskórnej, bezpośredniej rewaskularyzacji miokardium u pacjentów niekwalifikujących się do klasycznych przezskórnych lub chirurgicznych
zabiegów wieńcowych.
MAPOWANIE ELEKTROMECHANICZNE
Trójwymiarowe mapowanie serca pozwala na określenie funkcji mięśnia sercowego poprzez ocenę parametrów
Adres do korespondencji: dr med. Dariusz Dudek
II Klinika Kardiologii CMUJ
ul. Kopernika 17, 31–501 Kraków
Copyright „ 2001 Via Medica, ISSN 1425–3674
[email protected]
45
Forum Kardiologów 2001, tom 6, nr 2
elektrycznych i mechanicznych wewnątrzsercowej powierzchni lewej komory serca. Wykorzystanie pola magnetycznego o niskim natężeniu wokół klatki piersiowej pacjenta oraz zastosowanie miniaturowego czujnika pola magnetycznego w końcówce cewnika pozwalają na lokalizację
mięśnia sercowego w przestrzeni trójwymiarowej. Natomiast umieszczona w cewniku elektroda umożliwia pomiar
wewnątrzsercowych potencjałów. Na podstawie uzyskiwanych sygnałów elektrycznych z wielu punktów lewej komory możliwa jest rekonstrukcja mapy elektrycznej lewej komory serca. W modelach zwierzęcych i badaniach klinicznych stwierdzono istotnie niższe potencjały lokalnego elektrokardiogramu w obszarach objętych blizną zawałową [1].
Aktywność mechaniczną określają zmiany położenia przyłożonej do ściany lewej komory końcówki cewnika w trakcie cyklu pracy serca. Na podstawie informacji uzyskanych
w trakcie mapowania system określa lokalną kurczliwość
w odniesieniu do sąsiadujących punktów.
ZASTOSOWANIE SYSTEMU MAPOWANIA
ELEKTROMECHANICZNEGO (NOGA) DO OCENY
ŻYWOTNOŚCI MIĘŚNIA SERCOWEGO
Mapowanie elektromechaniczne z zastosowaniem
systemu NOGA jest nową metodą oceny żywotności miokardium. Metoda jest oparta na jednoczesnym pomiarze
lokalnej aktywności elektrycznej oraz analizie skurczowego i rozkurczowego ruchu ścian lewej komory. Dzięki komputerowemu przetworzeniu informacji z czujników możliwe jest sporządzanie w czasie rzeczywistym trójwymiarowych map aktywności elektrycznej i mechanicznej serca. Analiza map pozwala na dokładne określenie obszarów mięśnia sercowego o zaburzonej funkcji, z możliwością zróżnicowania segmentów prawidłowych, nekrotycznych oraz hibernowanych. Mięsień zdrowy cechuje się
prawidłową aktywnością elektromechaniczną, wartości
lokalnego potencjału są wysokie — ponad 10 mV, a lokalna skracalność wynosi ponad 12%. Blizna zawałowa charakteryzuje się niskimi woltażami rzędu 0–6 mV. Wartości lokalnej skracalności są bliskie zeru i są ujemne w przypadku dyskinezy, czyli paradoksalnego, odśrodkowego
ruchu ściany w trakcie skurczu lewej komory. Mięsień hibernowany cechuje się natomiast obniżeniem wartości
lokalnej skracalności, przy prawidłowej bądź tylko nieznacznie upośledzonej aktywności elektrycznej. Z dotychczasowych prac badawczych wynika, że metoda mapowania elekromechanicznego cechuje się wysoką czułością
w określaniu stanu funkcjonalnego mięśnia w porównaniu z klasycznymi metodami oceny żywotności [2, 3]. Ponadto, dodatkowe oprogramowanie systemu NOGA
umożliwia dokładną ilościową ocenę wielkości obszarów
żywego mięśnia oraz wykonanie pomiarów frakcji wyrzutowej i objętości końcoworozkuczowej. Zaletą systemu
jest możliwość wykorzystania trójwymiarowej rekonstruk-
46
cji lewej komory serca w trakcie nawigacji przy prowadzeniu zabiegu bezpośredniej rewaskularyzacji serca.
SYSTEM NOGA JAKO NARZĘDZIE
DO PROWADZENIA ZABIEGÓW
BEZPOŚREDNIEJ REWASKULARYZACJI SERCA
Kandydatami do bezpośredniej rewaskularyzacji mięśnia sercowego są pacjenci z bardzo nasilonymi objawami dławicy piersiowej, niereagujący w odpowiednim stopniu na leczenie farmakologiczne, u których niemożliwe jest
wykonanie klasycznej rewaskularyzacji mięśnia z zastosowaniem pomostowania tętnic wieńcowych lub przezskórnej angioplastyki. Niemożność przeprowadzenia operacji
chirurgicznej najczęściej dotyczy pacjentów z nasilonymi
zmianami miażdżycowymi w dystalnych odcinkach tętnic
wieńcowych lub osób po wcześniejszej operacji, u których
nie ma możliwości pobrania kolejnych pomostów. Znaczenie może mieć także stan ogólny pacjenta i związane z nim
ryzyko operacji. Ograniczeniem dla interwencji przezskórnej są wąskie naczynia z rozsianymi zmianami miażdżycowymi lub przewlekłe okluzje, których nie udało się udrożnić, a w angiografii nie stwierdza się obecności dogodnych
do leczenia operacyjnego obwodowych odcinków naczyń.
Podobny problem może też stanowić u pacjentów rozlana, nawrotowa restenoza w stencie.
PRZEZSKÓRNA BEZPOŚREDNIA
REWASKULARYZACJA LASEROWA
W ostatnich latach pojawiły się doniesienia naukowe
o częściowym ustępowaniu objawów dławicy piersiowej
po dostarczeniu energii lasera bezpośrednio do miokardium [4]. Jak dotąd, nie jest znany mechanizm łagodzenia
objawów dławicy oraz poprawy tolerancji wysiłkowej. Na
podstawie badań w modelach zwierzęcych postulowano
pozytywny wpływ wytworzenia laserem kanałów od strony
endokardium na perfuzję niedokrwionego mięśnia. Niektórzy badacze sugerowali możliwość bezpośredniego zaopatrywania mięśnia poprzez trwale wytworzone kanały [5].
Inni uważają, że efekt przeciwbólowy laseroterapii wiąże
się z denerwacją włókien wegetatywnych i uszkodzeniem
przewodzenia czucia bólu trzewnego, jednakże obecnie
większość badaczy uznaje, że w odległej obserwacji,
w miejscu kanału występuje jedynie tkanka bliznowata jako
reakcja na mikrouszkodzenie. Obserwowano jednak angiogenezę w okolicy pierwotnie wytworzonych kanałów i to
bez ciągłości z kanałami pierwotnymi. Postuluje się, że lokalne uszkodzenie z martwicą i procesem zapalnym może
aktywować czynniki wzrostowe naczyń [6].
Warunkiem prowadzenia skutecznej przezskórnej
rewaskularyzacji z zastosowaniem lasera jest osiągnięcie optymalnego kontaktu z tkanką oraz możliwość uniknięcia wielokrotnych aplikacji w to samo miejsce w celu
zminimalizowania ryzyka perforacji ściany komory serca.
[email protected]
System NOGA — narzędzie diagnostyczne i terapeutyczne
Optymalny kontakt z tkanką jest znacznie utrudniony
w trakcie ruchu ścian serca. Firma Biosense dokonała
zintegrowania systemu lasera Holmium: YAG z systemem
NOGA. Specjalny cewnik, wyposażony w końcówkę
z włóknem optycznym, posiada jednocześnie czujnik
pola magnetycznego. Dlatego, podobnie jak w przypadku cewnika do mapowania elektromechanicznego, możliwa jest precyzyjna nawigacja cewnikiem w komorze
i stała kontrola jego pozycji w sercu.
W porównaniu z laseroterapią chirurgiczną system
NOGA umożliwia dostarczenie energii lasera wprost do
miokardium, bez konieczności wykonania ogólnego znieczulenia i torakotomii. Ponadto umożliwia aplikację energii lasera do miejsc niedostępnych metodą chirurgiczną,
takich jak przegroda czy ściana tylna. Droga przezskórna jest mniej inwazyjna i pozwala na wykonanie kilku sesji
leczniczych. Niemniej jednak wyniki ostatnio przeprowadzonego badania sugerują, że laseroterapia nie przynosi spodziewanych efektów. Poprawa tolerancji wysiłku
w randomizowanej próbie nie jest większa od zaobserwowanej przy podawaniu placebo [7]. Sugeruje się, że
proces angiogenezy wokół wytworzonych laserem kanałów jest bardzo ograniczony i nie jest w stanie doprowadzić do widocznej poprawy perfuzji mięśnia sercowego.
Dlatego też obecnie badania dotyczące angiogenezy są
skierowane na stosowanie czynników wzrostowych.
WYKORZYSTANIE SYSTEMU NOGA
DO PROWADZENIA BEZPOŚREDNIEJ
REWASKULARYZACJI SERCA Z ZASTOSOWANIEM
CZYNNIKÓW WZROSTU NACZYŃ
W ostatnim czasie zaczęto stosować czynniki wzrostowe lub plazmidy kodujące białka wzrostowe w celu
pobudzenia rozwoju naczyń krwionośnych w niedokrwionym miokardium. Pierwsze prace dotyczące ludzi,
z zastosowaniem czynników takich jak śródbłonkowy
czynnik wzrostu (VEGF, vascular endothelial growth factor) lub czynnik wzrostu fibroblastów (FGF, fibroblast
growth factor), przynoszą niespójne wyniki, mimo że
w badaniach in vitro, a także w modelach zwierzęcych
korzyści wydają się niezaprzeczalne. W części badań uzyskano poprawę stanu klinicznego pacjentów poprzez
zmniejszenie dolegliwości dławicowych oraz poprawę
ukrwienia mięśnia sercowego [8, 9].
Jak dotąd, nie wiadomo, co jest przyczyną mniejszego niż spodziewany efektu terapeutycznego. Możliwe, że
nowe czynniki wzrostu, nowe techniki podawania kilku
czynników równocześnie lub sekwencyjnie przyniosą
oczekiwane efekty. Rodzą się także inne pytania i wątpliwości, niezależnie od rodzaju użytej substancji wzrostowej. Gdzie należy podawać czynniki — w strefę graniczną
między zdrowym a niedokrwionym mięśniem, czy może
w centrum niedokrwionego obszaru? Czy powinno się
[email protected]
podawać wiele czynników, licząc na większą intensywność
procesu angiogenezy? Ostatnie prace eksperymentalne
donoszą, że dowieńcowe podawanie czynników wzrostowych zwiększa ich depozycję w innych, pozasercowych
narządach, podczas gdy podawanie wprost do mięśnia
redukuje przeciek systemowy [10]. Wiadomo, że czynniki
wzrostowe uczestniczą w rozroście guzów nowotworowych, mogą wpływać także na progresję miażdżycy. Dlatego sposób, precyzja podania oraz ilość zastosowanej
substancji mają prawdopodobnie decydujące znaczenie
dla bezpieczeństwa terapii czynnikami wzrostowymi.
System NOGA umożliwia stałą kontrolę pozycji cewnika, jego stabilności podczas cyklu pracy serca oraz stopnia przyłożenia końcówki cewnika do miokardium. Cechy
te umożliwiają bardzo precyzyjne ulokowanie cewnika
w wymaganym miejscu. Dzięki cewnikowi wyposażonemu w końcówkę z aplikatorem możliwe jest podanie
czynnika dokładnie w miejsce przeznaczenia. Płynna regulacja długości igły umożliwia wykonanie iniekcji na
optymalnej głębokości, co pozwala zminimalizować ryzyko przecieku substancji wzrostowych do krążenia systemowego oraz perforacji ściany komory. Pierwsze wyniki badań donoszą, że precyzja podawania oraz stopień
wywołanej ekspresji odpowiednich genów przy przezskórnym podawaniu czynników wzrostowych z zastosowaniem systemu NOGA nie ustępuje metodom chirurgicznym [11]. Ponadto jest to metoda mniej inwazyjna
oraz umożliwiająca leczenie wieloetapowe.
Przyszłe badania określą ostateczną rolę systemu
NOGA w prowadzeniu zabiegów angiogenezy.
WNIOSKI
System NOGA jest nowoczesnym urządzeniem do
trójwymiarowego obrazowania serca. Jest to skuteczna metoda oceny żywotności mięśnia sercowego, pozwalająca prognozować powrót czynności kurczliwej
lewej komory po rewaskularyzacji. Jednocześnie jest to
system zaprojektowany do precyzyjnego i kontrolowanego dostarczania energii lasera lub czynników wzrostowych bezpośrednio do mięśnia sercowego. Ocena
bezpieczeństwa stosowania i skuteczności systemu
NOGA podczas zabiegów bezpośredniej rewaskularyzacji serca wymaga dalszych badań w grupie pacjentów
z dolegliwościami dławicowymi opornymi na farmakoterapię, niekwalifikujących się do konwencjonalnego leczenia zabiegowego.
Leczenie pacjentów z zaawansowanymi zmianami
w tętnicach wieńcowych, niekwalifikujących się do
zabiegów rewaskularyzacyjnych, jest istotnym problemem klinicznym. Farmakoterapia często bywa
nieskuteczna. Nową metodą leczenia tych pacjentów
47
Forum Kardiologów 2001, tom 6, nr 2
jest bezpośrednia rewaskularyzacja serca z zastosowaniem laseroterapii lub czynników wzrostu naczyń.
System NOGA zaprojektowano do trójwymiarowego
mapowania aktywności elektrycznej oraz mechanicznej lewej komory serca w pracowni kardiologii interwencyjnej bez konieczności stosowania środków
kontrastowych oraz promieniowania rentgenowskiego. Jest to narzędzie diagnostyczne, pozwalające na identyfikację oraz dokładną lokalizację żywotnych obszarów mięśnia sercowego, które stanowią
obszar docelowy dla bezpośredniej rewaskularyzacji
serca. Jednocześnie system NOGA może służyć do
bezpiecznego i skutecznego prowadzenia zabiegów
przezskórnej rewaskularyzacji serca.
W artykule przedstawiono ogólne zasady działania
systemu oraz jego zastosowanie do oceny żywotności mięśnia sercowego. Ponadto omówiono niektóre aspekty zastosowania bezpośredniej rewaskularyzacji z wykorzystaniem systemu NOGA do leczenia pacjentów z zaawansowaną chorobą niedokrwienną serca.
Słowa kluczowe: system NOGA, żywotność
miokardium, bezpośrednia rewaskularyzacja serca,
mapowanie elektromechaniczne
PIŚMIENNICTWO
1. Kornowski R., Hong M.K., Gepstain L. i wsp. Preliminary animal and clinical experiences using an electromechanical endocardial mapping procedure to distinguish infarcted from
healthy myocardium. Circulation 1998; 98: 1116–1124.
48
2. Kornowski R., Hong M.K., Leon M.B. Comparison between
left ventricular electromechanical mapping and radionuclide perfusion imaging for detection of myocardial viability. Circulation 1998; 98: 1837–1841.
3. Langenhove van G., Diamantopoulos L.D., Hamburger J.N.
i wsp. In-cathlab diagnosis of hibernating myocardium
using NOGA TM. A comparison with low-dose dobutamine echocardiography. Circulation 2000; 102 (supl II): 3081.
4. Burkhoff D., Schmidt S., Schulman S.P. i wsp. Transmyocardial laser revascularisation compared with continued medical therapy for treatment of refractory angina pectoris:
a prospective randomised trial. ATLANTIC Investigators. Angina Treatments-Lasers and Normal Therapies in Comparison. Lancet 1999; 354: 885–90.
5. Okada M., Shimizu K., Ikuta H. i wsp. A new method of
myocardial revascularization by laser. Thorac. Cardiovasc.
Surg., 1991; 39: 1–4.
6. Malekan R., Reynolds C.A., Kelley S.T. i wsp. A Nonspecific
Response to Injury. Circ. 1997; 96: I-564.
7. Leon M.B. DIRECT –– Direct Myocardial Revascularisation in
regeneration of endomyocardial channels.Personal communication. TCT Washington DC 2000.
8. Henry T.D., Rocha S.K., Isner J.M. i wsp. Results of intracoronary recombinant human vascular growth factor
(rhVEGF) administration trial (streszczenie). J. Am. Coll.
Cardiol. 1998; 31: 394A.
9. Laham R.J., Sellke F.W., Edelman E.R. i wsp. Local perivascular delivery of basic fibroblast growth factor in patients
undergoing coronary bypass surgery: results of a phase I
randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Circulation, 1999; 100: 1865–1871.
10. Lazarous D.F., Shou M., Stiber J.A. i wsp. Pharmacodynamics of basic fibroblast growth factor: route of administration determines myocardial and systemic distribution. Cardiovasc. Res. 1997; 36: 78–85.
11. Kornowski R., Leon M.B., Fuchs S. i wsp. Electromagnetic
guidance for catheter-based transendocardial injection:
a platform for intramyocardial angiogenesis therapy. J. Am.
Coll. Cardiol. 2000; 35: 1031–1039.
[email protected]