Intervenční kardiologie – ohlédnutí do historie

Historie invazívní a intervenční kardiologie je příběhem lidského úsilí a snahy o pokrok v diagnostice a léčbě kardiovaskulárních onemocnění. Prochází jí řada charizmatických lékařů – vizionářů, kteří se nerozpakovali použít experimentálních metod, a to i na vlastním těle…

Klíčová slova

srdeční katetrizace • koronarografie • dilatace • PTCA • koronární stenty • DES

Historie invazívní a intervenční kardiologie je příběhem lidského úsilí a snahy o pokrok v diagnostice a léčbě kardiovaskulárních onemocnění. Prochází jí řada charizmatických lékařů – vizionářů, kteří se nerozpakovali použít experimentálních metod, a to i na vlastním těle.

Vznik a rozvoj nového podoboru kardiologie – intervenční kardiologie – by nebyl možný bez předchozího objevu a využití metody srdeční katetrizace. Tento pojem použil poprvé v roce 1844 francouzský fyziolog Claudie Bernard, který zaváděl cévky do srdce experimentálních zvířat za účelem měření intrakardiálních tlaků(1).

V roce 1929 pak mladý německý chirurg Werner Forssmann provedl první dokumentovanou srdeční katetrizaci sám na sobě(2). Po aplikaci lokálního anestetika si zavedl cévku do žíly na levém předloktí a dále do pravého srdce, se zavedenou cévkou došel na rtg oddělení, kde její pozici v srdci zachytil na rtg snímku.

Cílem jeho experimentu bylo nalezení bezpečné metody, která by umožťovala aplikaci léků do srdce při resuscitaci. Svoje experimenty Forssmann dále rozšířil o aplikaci kontrastní látky do pravé síně. Metodu pravostranné katetrizace použil již v následujícím roce český lékař Otto Klein, který pracoval v té době ve Vídni(3).

V diagnostice pak využili pravostrannou srdeční katetrizaci k měření nitrosrdečních tlaků a srdečního výdeje Andre Cournand a Dickinson Richards v roce 1941, spolu s Forssmannem získali v roce 1956 Nobelovu cenu. Pro rozvoj intervenčních léčebných metod na stenózované mitrální chlopni mělo zásadní význam zavedení techniky transseptální punkce, kterou poprvé popsal Ross a upravil Cope v roce 1959(4).

Selektivní koronární angiografii (koronarografii) provedl v roce 1958 jako první Mason Sones, techniku a výsledky vyšetření více než 1000 nemocných popsal o 4 roky později(5). V následujícím období došlo k velkému nárůstu počtu vyšetřených nemocných, což bylo sledováno také rozvojem chirurgie věnčitých tepen – aortokoronárních bypassů.

V roce 1967 pak Melvin Judkins přispěl k dalšímu vývoji v oblasti koronarografie – vyvinul novou perkutánní techniku z přístupu femorální tepnou speciálně preformovanými katétry, které jsou užívány v nezměněné podobě do dnešní doby také u koronárních intervencí.

Období 1963-1976. Intervenční kardiologie navázala na předchozí zkušenosti z diagnostických srdečních katetrizací a především na techniky perkutánních intervencí, které byly používány na tepnách periferních.

V roce 1964 Charles Dotter a Melvin Judkins jako první popsali techniku dilatace stenóz periferních tepen – používali rigidní dilatační katétry, které byly nasunovány po sobě do postižených tepen postupně se zvětšujícím se průměrem.

První pacientkou byla 82letá nemocná s gangrénou levé dolní končetiny, která odmítla amputaci – po dilataci popliteální tepny došlo k výraznému zlepšení stavu a postupnému zahojení gangrény(6).

Tak zvaná „Dotterova technika“ byla v primitivnější formě používána již 300 let před Kristem v Egyptě v léčbě striktury uretry, později byla použita také v této indikaci a popsána v roce 1846(7).

Dotterova technika angioplastiky periferních tepen se ujala, v 60. letech 20. století pak byla postupně dále zlepšována. Sám Dotter navrhl první katétry s dilatačním balónkem na jejich distálním konci. Ty doznaly mnoho změn a byla zkoušena řada materiálů, ze kterých byly balónky konstruovány.

Na vývoji se podílela řada radiologů a později i kardiologů, z nichž nejznámější jsou Porstmann a Zeitler z Německa, Myler a Gianturco z USA a především Andreas Gruentzig, který byl žákem Zeitlera a později se usídlil ve Švýcarsku. Gruentzig vyráběl první balónkové katétry ve vlastní kuchyni.

V roce 1973, kdy pracoval v Curychu jako kardiologický „fellow“, provedl balónkovou angioplastiku periferních tepen v experimentu na zvířatech. V roce 1974 pak začal balónkovými katétry s jedním lumen provádět angioplastiky také u nemocných se stenózující aterosklerózou tepen dolních končetin(8).

Vývoj balónkového katétru se dvěma lumen, které umožnily měření tlaku distálně od konce katétru a také nástřiky kontrastní látky do periferní části tepen, byl pak významným krokem k rozšíření metody také do oblasti věnčitých tepen. Také na koronárních tepnách provedl Gruentzig nejprve řadu experimentálních studií a výsledky prezentoval v roce 1976 v USA.

Setkal se ale s odmítáním a skepsí. Došlo však k jeho setkání s Richardem Mylerem a jejich společné úsilí pak vedlo v květnu 1977 k provedení první balónkové koronární angioplastiky – uskutečnili ji peroperačně, kdy zavedli dilatační balónkový katétr retrográdně z arteriotomie do ramus interventrucularis anterior (RIA).

Výkon proběhl úspěšně, včetně provedení aortokoronárního bypassu, což vedlo k použití peroperační balónkové angioplastiky u dalších 15 nemocných v srpnu 1977.

Období 1977-1985. První perkutánní transluminální koronární angioplastiku (PTCA) pak provedl Gruentzig v Curychu 16. 9. 1977. Zahájil tím období nové metody léčby stenózující a obliterující koronární aterosklerózy, která doznala do dnešní doby nečekaného rozvoje – v posledních letech je na světě každý rok provedeno více než 1 milión koronárních intervencí.

Prvním nemocným byl 37letý pojišťovací agent s ischemickou chorobou srdeční s nálezem proximální těsné stenózy RIA. Nemocný byl poučen o tom, že bude vůbec prvním v historii, u koho bude takový výkon proveden, a vyslovil svůj souhlas.

Stenóza byla ošetřena dvěma krátkými dilatacemi balónkovým katétrem, po dilataci došlo rychle k normalizaci tlaku v koronární tepně distálně, angiograficky bylo potvrzeno, že rozsah stenózy je významně zmenšen. Jedinou banální komplikací výkonu byla přechodná blokáda pravého raménka Tawarova.

Pacient bez vědomí lékařů informoval o provedeném výkonu média, ale publicitě se podařilo zabránit – výsledky PTCA prvních pěti pacientů byly poprvé zveřejněny v časopisu Lancet v roce 1978(9).

Je pozoruhodné, že již mezi dalšími pěti nemocnými, kteří byli léčeni metodou PTCA, byli dva s postižením kmene levé věnčité tepny, dva s postižením pravé věnčité tepny a jeden nemocný s dilatací více stenóz při jednom výkonu.

Již v té době je možné zaznamenat prvky mezinárodní spolupráce – druhý a čtvrtý nemocný měli PTCA provedenou v univerzitní nemocnici ve Frankfurtu (Gruentzig, Kaltenbach a Kober). V roce 1979 referoval Gruentzig výsledky prvních 50 nemocných s PTCA.

Jeho další přínos pro rozvoj intervenční kardiologie pokračoval v USA, kde v období 5 let (1980-1985) provedl kolem 2500 výkonů. Byl nesmírně oblíbeným, charizmatickým učitelem -aby demonstroval bezpečnost koronarografie, nechal si ji jednou provést mladým lékařem, kterého učil katetrizovat.

Jeden z jeho slavných žáků, Stephen King III, vzpomíná, že nález byl zcela normální. V roce 1985 zahynul Andreas Gruentzig s manželkou při havárii cesny, kterou sám pilotoval. Bylo mu teprve 46 let.

Z pohledu intervenční kardiologie současné doby je zajímavé srovnání technologie, kterou měli radiologové a kardiologové k dispozici v době počátků používání PTCA a v době dnešní. První zaváděcí katétry měly zevní průměr 3,1 mm (9,4 F), dnes jsou užívány katétry se zevním průměrem 1,98 mm, ale také pouhých 1,65 mm.

Katétry byly nejen velmi silné, ale současně byly hůře ovladatelné, kanylace odstupu koronárních tepen byla obtížnější. Také balónkové katétry měly větší průměr, materiál balónků snesl tlaky pouze do 6 atmosfér (dnes i 30 atmosfér).

Hlavní limitací manipulace balónkových katétrů v té době bylo pevné spojení krátkého vodiče s distálním koncem katétru, nebylo tedy možné tento vodič cíleně samostatně zavádět do oblastí se stenózami.

K tomu přispěl až další vývoj technologie – v roce 1982 byl Simpsonem zaveden do praxe nový typ balónkových katétrů, „over-the-wire“, které měly samostatné lumen pro vodič, který katetrizující lékař ovládal samostatně. Tyto „řiditelné“ (steerable) vodiče přispěly k dalšímu rozšíření metody v praxi.

Významný pokrok pak dále znamenaly katétry typu „monorail“, které jednak zrychlily celou proceduru, jednak umožnily výměny bez nutnosti opakovaného zavádění vodiče přes místo stenózy.

Současně došlo s postupem času k řadě změn u celého instrumentária, vyráběného ze stále kvalitnějších materiálů s mnoha inovacemi, které umožnily rozšíření indikací PTCA jak z pohledu indikací klinických (stabilní, nestabilní angina pectoris, akutní infarkt myokardu), tak z pohledu indikací angiografických (postižení více tepen, uzávěry, komplexní léze aj.).

Období 1985-2002. V roce 1980 bylo na celém světě provedeno celkem asi 1000 PTCA, v roce 1995 to bylo již více než 300 000 výkonů za rok. Kromě toho, že se stále zvyšovaly počty ošetřených pacientů a rozšiřovaly se indikační oblasti, docházelo také k vývoji nových intervenčních metod.

Patřily k nim koronární aterektomie, rotační aterektomie (rotablace), koronární trombektomie a laserové systémy. Všechny tyto metody měly hlavní cíl v odstranění hmot aterosklerotických plátů a snížení výskytu restenózy po PTCA. Proces restenózy – tedy opakovaní stenózy v místě provedené dilatace – se stal „Achillovou patou“ balónkové angioplastiky.

Výskyt závisel na řadě faktorů a pohyboval se mezi 20-50 %, při vzniku restenózy mohla být prováděna opakovaná intervence nebo byl indikován aorto-koronární bypass. Výsledky řady studií bohužel prokázaly, že výše uvedené metody, při kterých byly odstraňovány části aterosklerotických plátů, nevedly ke snížení výskytu restenózy.

Stejně tak nepříznivé byly výsledky mnoha randomizovaných studií, které sledovaly ovlivnění výskytu restenózy po PTCA při systémovém podávání řady různých farmak. Pokrok v této problematice přinesly až koronární stenty, první byly implantovány současně Puelem a Sigwartem v roce 1977(10).

Byly to stenty, které se po uvolnění z katétru samovolně rozepínaly. Dalším typem byly stenty, které byly nasazeny na balónek katétru, při jeho rozepnutí došlo k přitlačení stentu ke stěně tepny.

Také samotné stenty doznaly mnoha technologických vylepšení – většina z nich je z nerezavějící oceli, zkoušeny byly také jiné materiály, například nikl, titan, tantal, platina, chróm, kobalt, byly používány i stenty pozlacené.

Hlavní cíl, který mělo používání stentů – snížení až úplné odstranění vzniku restenózy – byl dosažen jen nedostatečně. Výskyt restenózy se sice snížil, ale pouze na úroveň 15-25 %, při použití u komplexních koronárních lézí byl výskyt restenózy i nadále příliš vysoký. Přesto došlo k velkému rozšíření jejich implantací – odhaduje se, že stenty jsou používány v 8090 % provedených koronárních angioplastik.

V Československu provedli první perkutánní transluminální balónkovou koronární angioplastiku Belán s Fabiánem v roce 1981 v IKEM Praha, pouhé 4 roky po první PTCA(11).

Do současné doby došlo k významnému zvýšení počtu prováděných výkonů, v roce 2004 bylo v České republice provedeno přibližně 21 500 PTCA, v 80 % je výkon provázen implantací stentů. U akutního infarktu myokardu bylo provedeno více než 7200 PCI v časné fázi – tedy do 12 hodin od vzniku potíží.

Období 2002-dosud. V boji proti restenóze bylo již od minulého období využíváno lokální iradiace beta či gama zářením za použití různých technik. Patří k nim lokálně zaváděné, dočasně působící zářiče nebo radioaktivní stenty, které uvolňují malou dávku záření po určitou dobu. Ani metoda iradiace nedoznala širšího využití, je velmi náročná jak ekonomicky, tak z hlediska samotného provedení výkonu.

Také výsledky provedených studií nepotvrzovaly jednoznačnou účinnost této metody. Za revoluční změnu v intervenční kardiologii jsou považovány stenty lokálně uvolňující léčivo – „drug eluting stents“ (DES). Prvními látkami, které byly úspěšně použity, byly rapamycin (sirolimus) a paclitaxel. Jejich uchycení na povrchu stentu je dosaženo využitím nových technologických postupů.

Tyto technologie umožnily výrobu stentů, ze kterých se po implantaci do koronárních tepen lokálně uvolňuje známé množství účinné látky v určeném časovém intervalu. Použití DES v klinických studiích prokázalo, že tento přístup k omezení procesu restenózy je účinný(12).

Restenóza prokázaná angiograficky se po implantaci DES vyskytuje v rozmezí 5-10 %, opět v závislosti na řadě klinických a anatomických faktorů. V této oblasti probíhá další intenzívní výzkum, při kterém jsou hledány další léky, které by mohly mít příznivý preventivní účinek na rozvoj restenózy. Patří k nim takrolimus, everolimus a další.

Ostatní invazívní a intervenční výkony v kardiologii. Hlavní oblastí, ve které se intervenční metody v kardiologii uplatťují, jsou koronární tepny. Kromě zmíněných metod se v posledních letech uplatťují některé novější diagnostické techniky, mezi které patří především intrakoronární ultrazvuk(13), dále funkční vyšetřování – frakční průtoková rezerva, vyšetření průtoku koronárními tepnami dopplerovskou technikou.

Nově jsou používány invazívní metody v diagnostice aterosklerotických plátů – například optická koherenční tomografie, Ramanova spektroskopie, v diagnostice nestabilních plátů pak intravaskulární termografie, elastografie a paleografie(14, 15).

K léčebným intervenčním výkonům pak patří alkoholová septální ablace, indikovaná u hypertrofické obstrukční kardiomyopatie(16), atriální septostomie, prováděná u vybraných nemocných s idiopatickou plicní hypertenzí(17), a katetrizační uzávěry defektů síťového septa různými typy okluderů(18).

Od počátku 80. let dvacátého století jsou první zprávy o katetrizační léčbě chlopenních vad – jako první byly publikovány práce o balónkové dilataci stenózy plicnice(19). V roce 1983 byly publikovány první zkušenosti s balónkovou valvuloplastikou stenózované aortální chlopně u dětí(20).

Rozvoj valvuloplastik mitrální chlopně je spojen především se jménem Inouea a spol., kteří vyvinuli speciální balónkový katétr pro dilataci stenotické mitrální chlopně(21). Perkutánní transvenózní komisurotomie mitrální chlopně (PTMC) je také označována jako mitrální valvuloplastika, představuje metodu volby u většiny nemocných s mitrální stenózou.

Indikací jsou především stavy s plochou mitrálního ústí pod 1,5 cm2, s vhodnou morfologií chlopně, bez přítomného trombu v levé síni a bez závažné mitrální regurgitace.

Intervenční kardiologie se od doby prvních výkonů stala významným podoborem kardiologie. V oblasti ischemické choroby srdeční se spolu s kardiochirurgií zásadním způsobem podílí na revaskularizačních výkonech u stenózující koronární aterosklerózy.

Zasahuje však i do řady dalších oblastí, jako jsou vrozené a získané chlopenní vady, kardiomyopatie i plicní hypertenze. Metody intervence přispěly i ke zlepšení přežívání nemocných v kardiogenním šoku – využitím intraaortální balónkové kontrapulsace.

Zcela samostatným oborem, kde se metody katetrizace významně uplatťují již mnoho let, je také arytmologie, a to jak v oblasti diagnostiky (například intrakardiální echokardiografie), tak v oblasti léčby, například využíváním různých ablačních technik.

Zlepšování technologií a materiálů přinese jistě další rozvoj katetrizačních výkonů v oblasti diagnostické i terapeutické. Příkladem mohou být nemocní se srdečním selháním, u nichž se již dnes používají první systémy s podporou srdeční činnosti využívající katetrizační techniky.

1 Prof. MUDr. Michael Aschermann, DrSc., FESC

e-mail: mascher@vfn.cz

2 MUDr. Ondřej Aschermann

1 Univerzita Karlova v Praze, 1. LF a VFN, II. interní klinika kardiologie a angiologie

2 Nemocnice na Homolce, Praha, Kardiologické oddělení

*

Literatura

1. MUELLER, RL., SANBORN, TA. The history of interventional cardiology: cardiac catheterization, angioplasty, and related interventions. Am Heart J, 1995, 129, p. 146-172.

2. FORSSMANN, W. The catheterization of the right side of the heart. Klin Wochenschr, 1929, 8, p. 2085-2087.

3. KLEIN, O. Determining human cardiac output (minute volume) using Fick's principle (extraction of mixed venous blood by cardiac catheterization). Munch Med Wochenschr, 1930, 77, p. 1311-1312.

4. COPE, C. Techniques for transseptal catheterization of the left atrium: preliminary report. J Thorac Surg, 1959, 37, p. 482-486.

5. SONES, FM., SHIREY, EK. Cine coronary arteriography. Mod Concepts. Cardiovasc Dis, 1962, 31, p. 735-738.

6. DOTTER, CT., JUDKINS, MP. Transluminal treatment of arterioclerotic obstruction: description of a new technic and a preliminary report of its application. Circulation, 1964, 30, p. 654-670.

7. GEDDES, LA., GEDDES, LE. The catheter introducers. Chicago : Mobium Press, 1993.

8. GRUENTZIG, A. Perkutane Rekanalisation chronischer arterieller Verschlüsse mit einem neuen Dilatationskatheter Modifikation der Dotter-Technik. Deutsch Med Wochenschr, 1974, 99, S. 2502-2510.

9. GRUENTZIG, A. Transluminal dilatation of coronary-artery stenosis. (Letter). Lancet, 1978, 1, p. 263.

10. SIGWART, U., PUEL, J., MIRKOVITCH, V., JOFFRE, F., KAPPENBERGER, L. Intravascular stents to prevent occlusion and restenosis after transluminal angioplasty. N Engl J Med, 1987, 16, p. 701-706.

11. FABIÁN, J., BELÁN, A., VESELÁ, M. Perkutánní transluminální koronární angioplastika. Metoda, mechanizmy působení a indikace. Čas Lék čes, 1983, 122, s. 513-517.

12. HILL, RA., DUNDAR, Y., BAKHAI, A., et al. Drug-eluting stents: an early systematic review to inform policy. Eur Heart J, 2004, 25, p. 902-909.

13. ČERVINKA, P., DE FEYTER, PJ., COSTA, M., et al. Intravaskulární ultrazvuk v kardiologii. Vnitř Lék, 2000, 46, s. 470-475.

14. de KORTE, CL., CARLIER, SG., MASTIK, F., et al. Morphological and mechanical information of coronary arteries obtained with intravascular elastography: feasibility study in vivo. Eur Heart J, 2002, 23, p. 405-413.

15. TEARNEY, GJ., YABUSHITA, H., HOUSER, SL., et al. Quantification of macrophage kontent in atherosclerotic plaques by optical coherence tomography. Circulation, 2003, 107, p. 113-119.

16. VESELKA, J., HONĚK, T. Early remodelling of left ventricle and improvement of myocardial performance in patients after percutaneous transluminal septal myocardial ablation for hypertrophic obstructive cardiomyopathy. Int J Cardiol, 2003, 88, p. 27-32.

17. JANSA, P., SUSA, Z., ASCHERMANN, M. Současné možnosti léčby primární plicní hypertenze – jsou srovnatelné se světem? Cor Vasa, 2002, 44, s. 542-543.

18. MAŠURA, J. Trancatheter therapy of atrial septal defects and other congenital and acquired heart defects with Amplatz occluders. Cor Vasa, 2000, 42, K 153.

19. KAN, JS., WHITE, KI., MITCHELL, SE., et al. Percutaneous balloon valvuloplasty: a new method for treating congenital pulmonary valve stenosis. N Engl J Med, 1982, 307, p. 540-542.

20. LABABIDI, Z. Aortic balloon valvuloplasty. Am Heart J, 1983, 106, p. 751-752.

21. INOUE, K., OWAKI, T., NAKAMURA, T., et al. Clinical aplication of transvenous mitral commissurotomy by a new balloon catheter. J Thorac Cardiovasc Surg, 1984, 87, p. 394-402.

**

Ohodnoťte tento článek!