Дооперационная визуализация периферических артерий с применением ультразвукового дуплексного сканирования у пациентов с сахарным диабетоми критической ишемией нижних конечностей

Рентгеноконтрастная ангиография (РКАГ) является наиболее информативным современным методом диагностики заболеваний периферических артерий (ЗПА), представляя полную информацию об анатомическом расположении артерий нижних конечностей, одновременной визуализации сосудистого русла на всем протяжении, локализации и протяженности окклюзирующих поражений [1]. Основным недостатком метода является инвазивность, которая может привести к ряду сосудистых осложнений вмешательства. Данная техника сопряжена с лучевой нагрузкой на пациента и интервенционного хирурга [2]. Применение РКАГ у пациентов с сахарным диабетом (СД) значительно повышает риск развития контраст-индуцированной нефропатии и прогрессирования хронической болезни почек (ХБП) [3, 4]. Тяжелая сердечно-сосудистая недостаточность, часто встречающаяся у больных СД и критической ишемией нижних конечностей (КИНК), обуславливает повышенный риск послеоперационных осложнений и летальности. Поэтому диагностика КИНК с использованием контрастных препаратов у таких больных строго ограничена. Кроме того, недостатком метода РКАГ являются технические ограничения, связанные с невозможностью оценить состояние сосудистой стенки и функциональные параметры кровотока, а также неудовлетворительное контрастирование артерий дистальнее уровня окклюзии из-за низкой скорости кровотока [5, 6]. В настоящее время тактика интервенционного вмешательства у пациентов с СД и КИНК все чаще определяется данными ультразвукового дуплексного сканирования (УЗДС) [7–17]. УЗДС в сравнении с другими методами визуализации имеет ряд преимуществ у больных СД с сопутствующими тяжелыми микро- и макрососудистыми осложнениями: неинвазивность, отсутствие токсического влияния рентгеноконтрастного препарата и возможность многократного повторения исследования [17, 18]. Кроме того, следует учитывать, что стоимость УЗДС намного ниже в сравнении с РКАГ и другими методами визуализации артериального русла [19]. Существенным недостатком метода УЗДС является зависимость от квалификации специалиста.

Цель исследования

оценить возможность проведения чрескожной транслюминильной баллонной ангиопластики (ЧТБА) у больных СД и КИНК на основании данных УЗДС без проведения диагностической РКАГ.

Материалы и методы

Обследовано 254 пациента (290 конечностей) с СД и КИНК, поступивших в отделение диабетической стопы ФГБУ ЭНЦ с сентября 2010 по январь 2012 гг. Тактика диагностики поражений артерий нижних конечностей и необходимость в проведении дооперационной РКАГ определялась в зависимости от точности ультразвуковой визуализации. Все пациенты были разделены на 2 группы. В первой фазе исследования (сентябрь 2010 г. – февраль 2011 г.) эндоваскулярное вмешательство выполнено у 132 пациентов (144 нижние конечности). Оценка проходимости периферических артерий у этих больных (группа А) проводилась с применением УЗДС и последующей дооперационной РКАГ в связи с недостаточной информативностью протокола ультразвукового заключения и необходимостью более точной топической диагностики сосудистых поражений. Во второй фазе исследования (март 2011 г. – январь 2012 г.) 122 пациентам (146 нижних конечностей) ЧТБА была выполнена на основании данных УЗДС без дополнительного проведения РКАГ (группа Б). 7 пациентам с многоуровневыми поражениями, включая аорто-подвздошный и берцово-стопный сегменты, проводилось дополнительное уточняющее исследование артериальной проходимости. Перед открытым хирургическим вмешательством 4 из них выполнялась диагностическая РКАГ, 2 пациентам – мультиспиральная компьютерная ангиография и 1 пациенту – магнитно-резонансная ангиография. В дальнейшем этим больным проводилась ЧТБА артерий голеней.

Всеми больными подписывалось информированное согласие.

Хроническая артериальная недостаточность на стадии критической ишемии пораженной конечности диагностирована согласно критериям TASC II [1]. При наличии специфических признаков ишемии, асимметрии или отсутствии пульсации на артериях стопы проводилось измерение лодыжечно-плечевого индекса (ЛПИ), транскутанная оксиметрия и УЗДС артерий нижних конечностей. Алгоритм диагностики и выбор тактики лечения КИНК у больных СД представлен на рис. 1.

Измерение ЛПИ проводилось в положении пациента лежа на спине после 10-минутного состояния покоя. С использованием допплеровского датчика (5–10 МГц) выполнялось измерение систолического давления на задней большеберцовой артерии (ЗББА) и тыльной артерии стопы (ТАС). ЛПИ рассчитывался как отношение наибольшего систолического давления на ЗББА или ТАС к наибольшему систолическому давлению на плечевой артерии правой или левой верхней конечности. Оценка результатов измерения проводилась согласно современным рекомендациям [1, 20, 21]. 

Транскутанная оксиметрия проводилась с применением транскутанного оксиметра RADIOMETER (Copenhagen). Измерение чрескожного напряжения кислорода (TcpO2) проводилось на коже тыльной поверхности стопы с равномерным капиллярным ложем без крупных артерий и вен, язвенных дефектов или волосяного покрова. Пациент во время исследования находился в положении лежа на спине в спокойном и расслабленном психоэмоциональном состоянии. Температура в помещении, где проводилось исследование, составляла 21–23°С. Перед началом исследования выполнялась калибровка электрода атмосферным воздухом. Электрод устанавливался в фиксирующее кольцо на коже после предварительной обработки 95% раствором этилового спирта. Полость фиксирующего кольца предварительно заполнялась раствором электролита (2–3 капли). Затем датчик устанавливался в фиксирующее кольцо на кожу. Регистрация показателей TcpO2 после установки датчика на кожу проводилась при их стабилизации через 15–20 минут и достижении температуры кожи 43°С.

УЗДС артерий нижних конечностей проводилось на ультразвуковой системе Voluson 730® Expert (GE Medical Systems Kretztechnik GmbH&Co OHG, Austria) с применением линейного датчика с частотой излучения 5–7,5 МГц и конвексного датчика с частотой излучения 3,5 МГц. Обследование артерий нижних конечностей выполнялось в положении пациента лежа на спине и животе с приподнятым под углом 30 градусов головным концом кушетки. Перед исследованием аорты и подвздошных артерий пациенту назначалось голодание в течение 12 ч для уменьшения кишечных артефактов. Оценка проходимости артерий проводилась при продольном и поперечном сканировании с использованием двухмерного изображения в В-режиме, цветового и энергетического картирования кровотока, а также импульсноволновой допплерографии. Исследовалось состояние сосудистой стенки, локализация, протяженность, степень и характер стеноза и окклюзии. Для определения выраженности обструктивного процесса в артериях нижних конечностей проводился спектральный анализ. Использовались общепринятые критерии для классификации сегментарных артериальных окклюзирующих поражений, основанные на нормальных и патологических характеристиках допплеровского спектра. При выявлении гемодинамически незначимого стеноза (<50%) регистрировалось повышение пиковой систолической скорости (ПСС) кровотока менее чем в 2 раза. Прирост ПСС более чем в 2 раза указывал на гемодинамически значимый умеренный стеноз 50–70%. Увеличение ПСС более чем в 3 раза соответствовало стенозу порядка 70–99%. При окклюзии кровоток в исследуемом сосуде не определялся в режиме цветового и энергетического картирования, не регистрировался в режиме допплерографии [9, 14, 17, 22, 23]. Ультразвуковое исследование артерий нижних конечностей проводилось на всем доступном визуализации протяжении от аорты до тыльной артерии стопы. Для локализации уровня поражений использовалась градация на сегменты: аорто-подвздошный, бедренно-подколенный, голень и стопу. Проходимость поверхностной бедренной артерии (ПБА), подколенной артерии (ПА) и тибиальных артерий оценивалась пошагово от устья в проксимальном, среднем и дистальном отделах. Особенное внимание уделялось окклюзирующим поражениям артерий голени, наиболее часто встречающимся у больных СД. 

РКАГ и ЧТБА артерий нижних конечностей проводилась с использованием ангиографической системы SIEMENS AXIOM Artis Dfc в течение 1 недели после выполнения УЗДС. Для оценки степени стеноза были использованы диагностические критерии, как и при УЗДС: гемодинамически незначимые стенозы <50% диаметра сосуда, гемодинамически значимые стенозы – 50–70% и 70–99% соответственно и окклюзии. 

Статистический анализ соответствия между УЗДС и РКАГ проводился с помощью индекса согласованности, или коэффициента каппа Коэна: K<0,1 – низкая согласованность; K=0,1–0,4 – умеренная согласованность; K=0,41–0,6 – средняя согласованность; K=0,61–0,8 – высокая согласованность; K=0,81–1,00 – очень высокая или абсолютная согласованность [24]. Для оценки чувствительности и специфичности метода УЗДС рентгеноконтрастная ангиография использовалась как «золотой стандарт». Для оценки количественных величин применялся t-критерий. Качественные, дискретные количественные и количественные непрерывные величины при ненормальном распределении оценивались методом непараметрической статистики: критерий χ2. Расчеты прогностической значимости и диагностической значимости выполнялись с использованием таблицы сопряженности 2х2. Результат или разница значений считался достоверным при уровне значимости <0,05. Статистический анализ проводился с использованием статистического пакета программ Statistica 6.0.

Результаты

Клинико-демографическая характеристика пациентов представлена в таблице 1. Число обследованных больных 254, из них 128 мужчин и 126 женщин. Средний возраст составил 62,7±14 года. СД 1 типа (СД 1) диагностирован у 25 (10%) пациентов, СД 2 типа СД 2) – у 229 (90%). Состояние углеводного обмена свидетельствовало о выраженной декомпенсации СД согласно показателям среднего уровня гликированного гемоглобина 8,1±1,1%. Более половины пациентов имели тяжелую форму диабетической полинейропатии (ДПН) – 147 (58%) и 95 (37%) страдали ожирением (ИМТ>30). Из сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний у 54 (19%) пациентов в анамнезе был острый инфаркт миокарда (ОИМ), у 43 (17%) – острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) соответственно. У большинства пациентов диагностированы тяжелые микрососудистые осложнения СД. Диабетическая препролиферативная и пролиферативная ретинопатия выявлена у 68 (27%) пациентов. ХБП имелась у 152 (60%) пациентов, из них у 70 (27%) – скорость клубочковой фильтрации (СКФ) составила <60 мл/мин/1,73м2. Заместительную почечную терапию программным гемодиализом получали 13 (5%) больных, трансплантация донорской почки ранее была выполнена у 5 (2%) пациентов. 

При использовании критериев соответствия тяжести критической ишемии значениям ЛПИ, предложенных Американской ассоциацией кардиологов [25], было выявлено, что у 76 (30%) пациентов значения ЛПИ соответствовали нормальным или были повышены, в то время как у 254 (88%) обследованных пациентов был установлен диагноз КИНК. При этом значения ЛПИ≤0,6, соответствующие выраженной ишемии конечности [26], были зарегистрированы только у 91 (36%) больного. У 54 (19%) пациентов измерение систолического давления не представлялось возможным из-за ригидности артерий голени, а у 47 (16%) измерение ЛПИ было невозможным из-за окклюзии ТАС и у 248 (86%) из-за окклюзии дистальных отделов ЗББА.

В нашем исследовании в структуре тяжести ЗПА, согласно классификации Рутерфорда [27], преобладали пациенты с КИНК и язвенными дефектами стоп. Так, у 203 (70%) пациентов имелись длительно незаживающие раневые дефекты на стопе, нередко осложненные инфекцией, а также гангрена 1 или нескольких пальцев. Таким образом, первое обращение за лечебной помощью происходило у таких больных уже на терминальной стадии критической ишемии, когда возникала реальная угроза высокой ампутации конечности. У 34 (11%) пациентов выявлена тяжелая перемежающаяся хромота – 3 категория поражений по Рутерфорду, и 28(10%) больных жаловались на выраженную боль в покое – 4 категория соответственно. У некоторых больных было отмечено малосимптомное течение КИНК при наличии объективных признаков ишемии конечности. Боли покоя у 23 (8%) пациентов с КИНК отсутствовали или имели стертый характер, что объясняется сопутствующей дистальной полинейропатией и снижением болевой чувствительности. Кроме того, было выявлено увеличение количества пациентов с КИНК и трофическими нарушениями на стопе в течение последних 2 лет исследования относительно предыдущего периода наблюдения.

По данным транскутанной оксиметрии исходно средний уровень парциального напряжения кислорода составил 14,8 [10–19] мм рт.ст. После проведения ЧТБА на 5–7 сутки отмечен прирост показателя ТсрО2 до 35,2 [31–38] мм рт.ст., отражающий разрешение КИНК.

У всех пациентов с СД и КИНК выявлены гемодинамически значимые стенозы и окклюзии артерий голени. В 43% случаев (125 нижних конечностей) имелись многоуровневые окклюзирующие поражения бедренно-подколенного и берцово-cтопного сегментов при относительно интактных подвздошных артериях. Только у 7 (2,4%) больных выявлены наряду с дистальными поражениями окклюзии подвздошных артерий (табл. 2). Было отмечено преобладание протяженных окклюзий артерий нижних конечностей относительно стенозов, характерных для тяжелого течения ЗПА у больных СД. 

Тяжесть поражения артерий нижних конечностей оценивалась также с применением морфологической картины согласно классификации Л. Грациани [28], используемой большинством эндоваскулярных хирургов для решения вопроса о возможности и тактике интервенционного вмешательства. В нашем исследовании в обеих группах пациентов преобладал дистальный тип поражения артериального кровотока, то есть окклюзии 2–3 артерий и множественные стенозы берцовых артерий. Однако в группе Б характер стено-окклюзирующих изменений артерий нижних конечностей указывал на большую распространенность тяжелых поражений 6 класса в сравнении с группой А (41% против 19%, и меньшую распространенность перемежающейся хромоты (6% против 20%, p <0,05). Таким образом, клиническая характеристика пациентов и морфологическая картина поражений периферического русла отражают увеличение количества пациентов с СД, имеющих тяжелые осложнения заболевания, распространенность КИНК с закономерным ухудшением артериальной проходимости в периоде наблюдения с сентября 2010 г. по январь 2012 г.

В работе было показано оптимальное соответствие между УЗДС и РКАГ для всех артериальных сегментов группы В (табл. 3). Наилучшая согласованность между УЗДС и РКАГ в обеих группах регистрировалась в проксимальном и среднем сегментах ПБА. В дистальной трети ПБА это соответствие было незначительно ниже в группе А из-за технических трудностей визуализации в гунтеровом канале в первой фазе исследования. Статистически значимые различия в группах А и В были выявлены в тибиальных артериях, особенно малоберцовой (МБА), а также в проксимальной и средней третях передней большеберцовой артерии (ПББА) и ЗББА. 

В группе А чувствительность и специфичность метода была достаточной для всех артериальных сегментов, но ниже, чем в группе В, что обусловлено уменьшением как ложноположительных, так и ложноотрицательных результатов исследования по мере повышения точности ультразвуковой диагностики. В группе А чувствительность УЗ-диагностики была умеренно снижена в аорто-подвздошном сегменте, что связано с ложно-отрицательными результатами исследования из-за технических сложностей визуализации в данной области, особенно у пациентов с ожирением. Более низкие значения прогностической ценности положительного результата (ПЦПР) для подвздошно-бедренного сегмента могут быть объяснены низкой распространенностью окклюзий и гемодинамически значимых стенозов в представленной выборке обследованных больных, обусловленной особенностью течения ЗПА у больных СД. Чувствительность и специфичность метода УЗДС была снижена в МБА и проксимальных сегментах ЗББА и ПББА, а также в нижней трети ПБА группы А, что сопровождалось повышенной частотой ложноположительных и ложноотрицательных ответов. Однако повышение точности метода в этих сегментах группы В свидетельствует о росте квалификации специалиста. 

Одной из причин неудовлетворительной оценки проходимости МБА может быть ее глубокое анатомическое расположение и множественные фасциальные мышечные влагалища, затрудняющие визуализацию сосуда. Кроме того, для высокой точности метода в проксимальном и среднем сегментах ПББА, ЗББА и МБА необходимы более высокие профессиональные навыки по ультразвуковой диагностике, которые были продемонстрированы в группе В специалистом во второй фазе исследования. В дистальной трети голени было выявлено хорошее соответствие между УЗДС и РКАГ во всех берцовых артериях, поскольку ультразвуковое сканирование на этом уровне обычно легко выполнимо в связи с поверхностным расположением сосудов.

Умеренно сниженные показатели коэффициента Каппы в аорто-подвздошном сегменте группы А были связаны с техническими трудностями сканирования. Малоинформативная визуализация артерий таза могла быть обусловлена их глубоким расположением, извитостью анатомического хода, наличием газа в кишечнике. Кроме того, было отмечено, что оценку тяжести стено-окклюзирующих изменений подвздошных артерий при ультразвуковом исследовании существенно ограничивало абдоминальное ожирение (рис. 3). Индекс согласованности был выше у пациентов без ожирения в сравнении с пациентами, страдающими абдоминальным ожирением в представленных выборках. 

Поскольку артериальные поражения у больных СД с КИНК локализовались преимущественно дистальнее подколенной артерии, представлял интерес анализ факторов, влияющих на точность ультразвукового исследования в берцово-стопном сегменте. Установлено, что объективную оценку состояния кровотока артерий голени и стопы при УЗДС значительно ограничивают: проксимальные окклюзии бедренно-подколенного сегмента, кальциноз стенок артерий голеней и отек подкожно-жировой клетчатки (рис. 4 а, б, в).

Действительно, визуализация всего артериального русла тибиальных артерий была ограничена вследствие большой его протяженности и распространенности пролонгированных окклюзий. Качество изображения артерий голеней значительно снижалось при наличии выраженного кальциноза сосудистой стенки, множественных кальцинированных атеросклеротических бляшек. При этом массивные ультразвуковые тени перекрывали контуры сосуда, вызывая ложное представление о непроходимости артерии (рис. 5).

Однако при сопоставлении с ангиографией установлено, что полученные при УЗДС функциональные параметры кровотока (форма спектра, величина периферического сопротивления) позволяли косвенно, но достоверно судить о наличии препятствий кровотоку в невизуализируемых участках (рис. 6 а, б). 

Обсуждение

Качественная визуализация периферических артерий у больных СД с КИНК является залогом последующей успешной реваскуляризации конечности. Традиционно РКАГ считается стандартным методом оценки проходимости артерий нижних конечностей у пациентов с ЗПА. Впервые применение УЗДС с целью исследования стено-окклюзирующих поражений периферических артерий было предпринято Jager К.А. в 1985 г. [29]. Однако длительное время метод УЗДС носил скрининговый характер в оценке тяжести ЗПА, и стратегия восстановления артериального кровотока в конечности строилась на основании данных диагностической РКАГ и других методов визуализации с использованием контрастных препаратов. Известно, что УЗДС является оператор-зависимой техникой и точность диагностики во многом определяется квалификацией специалиста. Тем не менее, в настоящее время накоплен достаточный опыт эффективной и точной ультразвуковой диагностики сосудистых поражений. Все чаще выбор тактики хирургического и/или эндоваскулярного восстановления кровотока у пациентов с КИНК, включая больных СД, проводится на основании данных информативного заключения УЗДС. При этом необходимость в проведении дооперационной инвазивной визуализации сосудов возникает в редких случаях [8, 9, 11, 14, 17, 22, 23, 30]. Данная диагностическая концепция позволяет снизить риск локальных и системных осложнений ангиографии (4–9%): образование гематомы в месте пункции бедренной артерии, формирование ложной аневризмы, артерио-венозной фистулы, а также развитие контраст-индуцированной нефропатии, острой почечной недостаточности и прогрессирования ХБП у больных с СД [2–4, 31–34]. Кроме того, дифференцированный подход к применению РКАГ значительно сокращает сроки госпитализации пациента с КИНК и уменьшает расходы на его обследование [35]. С целью снижения частоты возможных осложнений процедуры РКАГ в нашей работе была продемонстрирована возможность повышения эффективности УЗДС в топической диагностике сосудистых поражений у больных СД и КИНК с последующим исключением РКАГ из алгоритма дооперационного обследования у большинства пациентов. Сравнительный анализ точности заключений специалиста по ультразвуковой диагностике в оценке гемодинамически значимых поражений артерий нижних конечностей относительно данных РКАГ был проведен в разные сроки наблюдения. По мере роста соответствия УЗДС и РКАГ в определении степени артериальных стенозов, необходимость в проведении дополнительных методов визуализации была значительно снижена. МСКТА, МРА и РКАГ применялись лишь в некоторых случаях при неудовлетворительной ультразвуковой визуализации артерий нижних конечностей, обусловленной тяжелым кальцинозом сосудистой стенки, окклюзиями путей притока, морбидным ожирением, выраженными периферическими отеками, а также при планировании открытого хирургического вмешательства [6]. Важно отметить, что оценка проходимости тибиальных артерий с применением РКАГ при сопутствующих полисегментарных стенозах и окклюзиях бедренно-подколенного сегмента часто бывает неудовлетворительной. При этом низкая скорость кровотока в дистальных отделах голени определяет недостаточно качественное контрастирование сосудов. В таких случаях комплексное применение различных режимов УЗДС может иметь преимущество в определении окклюзирующих артериальных поражений в сравнении с РКАГ и другими методами визуализации [36, 37]. Как было представлено, особенностями ультразвуковой и морфологической картины периферического русла у пациентов с СД и КИНК были мультифокальные множественные поражения артерий нижних конечностей. Диффузные стенозы и пролонгированные окклюзии артерий голеней являлись отличительной особенностью течения ЗПА у таких больных. Выраженный кальциноз сосудистой стенки, особенно берцово-стопного сегмента у пациентов с СД и ХПН, значительно осложнял точность оценки стено-окклюзирующих изменений. Сочетанное применение различных режимов ультразвуковой визуализации не всегда позволяло достоверно судить о проходимости артерий голени при наличии массивных ультразвуковых теней от кальцинированных стенок и атеросклеротических бляшек, перекрывающих просвет сосудов. Диагностика окклюзирующих поражений в невизуализируемых участках артерий успешно проводилась с использованием спектрального допплеровского режима путем оценки функциональных параметров кровотока. Таким образом, возможность исследования состояния сосудистой стенки и гемодинамических характеристик кровотока является преимуществом УЗДС в сравнении с РКАГ и другими методами диагностики периферических артерий [7]. Кроме того, пошаговая визуализация артерий голени и стопы на всем протяжении также представляла собой сложную техническую задачу. Тем не менее, подробное описание состояния периферического кровотока необходимо для определения степени вовлеченности дистальных отделов артериального русла и соответствующего планирования хирургической тактики лечения. Качественное заключение УЗДС определяло построение оптимальной тактики эндоваскулярного вмешательства, прогноз интраоперационных трудностей в случае пролонгированных окклюзий и выраженного кальциноза сосудистой стенки, влияло на оценку предполагаемого успеха интервенции.

Несмотря на объективные ограничения метода, в работе была продемонстрирована возможность совершенствования практических навыков по ультразвуковой диагностике артерий нижних конечностей, что позволяет достаточно точно диагностировать степень и характер стено-окклюзирующих поражений. Сравнительный анализ заключений УЗДС с ангиографической картиной, а также знание клинических особенностей течения КИНК у пациентов с СД и тяжелыми сопутствующими осложнениями заболевания снижали вероятность ошибки исследования и способствовали достижению высокой точности метода. 

Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов в связи с написанием статьи.