Боковые желудочки имеют форму буквы С, которая отражает их взаимосвязь с развивающимся конечным мозгом, чья височная доля делает изгиб вверх и назад, а затем вниз и вперед. Важным рентгенологическим ориентиром является взаимоотношение бокового желудочка с хвостом и головкой хвостатого ядра. Он важен в диагностике гидроцефалии, атрофии хвостатого ядра при болезни Гентингтона, смещении хвостатого ядра в сторону от средней линии опухолью. Спинномозговая жидкость (ликвор) через межжелудочковое отверстие оттекает в узкий третий желудочек, затем попадает в водопровод мозга и, наконец, в четвертый желудочек. Блокада тока ликвора в водопроводе мозга может привести к развитию внутренней гидроцефалии, при которой происходит расширение желудочков ростральнее места блока. Участки, через которые ликвор оттекает в расширения субарахноидального пространства (цистерны), называются отверстиями Мажанди и Люшки. В этих отверстиях также может происходить нарушение циркуляции ликвора. Ликвор продуцируется сосудистыми (хороидными) сплетениями, которые распространяются в желудочки.
Анатомия желудочков на фронтальных срезах переднего мозга
На этом фронтальном срезе, проходящем через конечный мозг, изображены тела боковых желудочков, узкие межжелудочковые отверстия Монро и располагающийся вдоль средней линии третий желудочек. От боковых желудочков ликвор оттекает в третий желудочек. Сосудистые сплетения продлеваются в просвет и бокового, и третьего желудочков, продуцируя спинномозговую жидкость. Височный (нижний) полюс бокового желудочка и его сосудистые сплетения отображены в височной доле.
Анатомия четвертого желудочка: вид сзади, мозжечок удален
Четвертый желудочек, имеющий форму ромба, продолжается вдоль моста и продолговатого мозга. Для того, чтобы ликвор свободно оттекал в субарахноидальные цистерны, отверстия Мажанди и Люшки должны быть проходимы. Двусторонние симметричные выпячивания, борозды и вдавления, расположенные на дне четвертого желудочка, отражают анатомию подлежащих отделов ствола мозга, например, подъязычной, блуждающей и вестибулярной областей. Под дном четвертого желудочка расположены
ключевые центры ствола мозга, отвечающие за сердечно-сосудистую, дыхательную и метаболическую функции организма. Опухоль данной области может сдавливать эти центры. Боковые границы четвертого желудочка представлены крупными ножками мозжечка, соединяющие мозжечок с конечным мозгом и со стволом мозга. Эти анатомические взаимоотношения важны при интерпретировании результатов лучевых исследований ствола мозга, где плотное расположение затрудняет диагностику опухолей и сосудистых заболеваний.
Анатомия четвертого желудочка: вид сбоку
На этом срединном сагиттальном срезе показана ромбовидная форма четвертого желудочка. С рострального конца к четвертому желудочку подходит узкий водопровод мозга; через расположенное на каудальном конце отверстие Мажанди ликвор оттекает в цистерны субарахноидального пространства. В норме спинномозговая жидкость не циркулирует в центральном канале спинного мозга. Дорсальная поверхность ствола мозга расположена на дне четвертого желудочка; латеральные границы желудочка представлены ножками мозга; крыша четвертого желудочка образована мозжечком и мозговым парусом. В четвертом желудочке имеется сосудистое сплетение. В области конечного мозга отображены плоское вдавление третьего желудочка и межжелудочковое отверстие Монро.
Клинические аспекты
Спинномозговая жидкость синтезируется сосудистыми сплетениями бокового, третьего и четвертого желудочков. Даже небольшое нарушение баланса между продукцией и абсорбцией ликвора может привести к изменению внутрижелудочкового и внутричерепного давления. Гидроцефалия чаще всего развивается в результате обструкции оттока ликвора (внутренняя гидроцефалия), либо в результате недостаточной его абсорбции в венозные синусы (наружная гидроцефалия). Иногда изменяется продукция ликвора сосудистыми сплетениями. Воспаление сосудистого сплетения или появление там папилломы может привести к гиперсекреторной гидроцефалии. Напротив, повреждение сосудистых сплетений радиацией, травмой, инфекционным агентом при менингите, либо вследствие выполнения люмбальной пункции, может привести к снижению продукции ликвора (гиполикворея). Данное состояние проявляется длительными персистирующими головными болями, которые могут исчезать и появляться при изменении положения тела.
Спинномозговая жидкость покидает пределы желудочков через медиальное отверстие Мажанди и латеральные отверстия Люшки, расположенные в четвертом желудочке. Чтобы ликвор мог свободно оттекать в субарахноидальное пространство, эти отверстия должны оставаться проходимыми. Далее ликвор омывает структуры ЦНС и затем поглощается венозными синусами посредством паутинных грануляций. Наиболее важным является отверстие Мажанди. Его обструкция может стать следствием вклинения миндалин мозжечка в большое затылочное отверстие при мальформации Арнольда-Киари, опухоли мозжечка, а также при развитии внутрижелудочковой опухоли, блокирующей нижний отдел четвертого желудочка. Обструкция на таком низком уровне приводит к расширению всей желудочковой системы, включая третий, четвертый и боковые желудочки.
Исследование желудочков при помощи магнитно‑резонансной томографии: аксиальные и коронарные срезы
А и Б, МР‑томограммы головного мозга в аксиальной и коронарной проекциях, взвешенные по Т2. Отображены основные компоненты желудочковой системы (белым цветом) и некоторые цистерны. Видны лобный и височный рога боковых желудочков. На рисунке 3.11 приведена взвешенная по Т2 МР‑томограмма в срединной сагиттальной проекции, на которой визуализируются соответствующие желудочки и связанные с ними цистерны.
В основу книги положены непревзойденные иллюстрации легендарного Франка Неттера дополненные лаконичными описаниями строения и функционирования всех отделов и систем головного мозга, спинного мозга и периферической нервной системы. Подробно показаны особенности соматической и вегетативной иннервации, двигательных систем и базальных ганглиев вегетативной гипоталамо-лимбической системы, нейроэндокринной регуляции, высших корковых функций, а также влияние лимбической системы и коры головного мозга на гипоталамус и вегетативную нервную систему.
Книга предназначена для невропатологов и нейрохирургов.
За последние 10 лет в структуре общей заболеваемости населения Российской Федерации на 19,3% увеличилась доля инфекционных и паразитарных болезней, которые сопровождаются лихорадкой. Так, на долю инфекционных заболеваний приходится 60%, на долю неинфекционных — 40%, из них терапевтическая патология составляет 30%.
Лихорадка — это неспецифическая защитно-приспособительная реакция организма возникающая в ответ на воздействие патогенных раздражителей, с перестройкой процессов терморегуляции, приводящих к повышению температуры тела.
Различают шесть типов лихорадки
1. Постоянная (febris continua) — суточные колебания не превышают
1 °C; характерна для брюшного тифа, сальмонеллеза, иерсиниоза, пневмонии.
2. Послабляющая, или ремиттирующая (febris remittens), — суточные колебания температуры составляют от 1 до 2 °C, но температура тела не достигает нормы; характерна при гнойных заболеваниях, бронхопневмонии, туберкулезе.
3. Перемежающаяся, или интермиттирующая (febris intermittens), - периоды повышения температуры правильно чередуются с периодами нормы; типична для малярии.
4. Истощающая, или гектическая (febris hectica), — суточные колебания составляют 2—4 °C и сопровождаются изнуряющим потом; имеет место при тяжелом течении туберкулеза, сепсисе, гнойных заболеваниях.
5. Обратный тип, или извращенная (febris inversus), — утренняя температура тела выше вечерней; наблюдается при туберкулезе, септических состояниях.
6. Неправильная (febris irregularis) — неправильные разнообразные суточные колебания температурной кривой без какой-либо закономерности; возникает при многих заболеваниях, таких как грипп, плеврит и т.п.
Кроме того, по характеру температурной кривой различают две формы лихорадки.
1. Возвратная (febris recurens) — отличается правильной сменой высоколихорадочных до 39—40 °C и безлихорадочных периодов продолжительностью до 2—7 сут; типична при возвратном тифе.
2. Волнообразная (febris undulans) — характерно постепенное нарастание температуры до высоких цифр и постепенное снижение до субфебрильных или нормальных цифр; возникает при бруцеллезе, лимфогранулематозе.
По продолжительности лихорадку подразделяют следующим образом.
1. Молниеносная — от нескольких часов до двух сут.
2. Острая — от двух до 15 сут.
3. Подострая от 15 сут до 1,5 мес.
4. Хроническая — свыше 1,5 мес.
Не каждое повышение температуры тела является лихорадкой. Оно может быть обусловлено нормальной реактивностью или физиологическими процессами (физическая нагрузка, переедание), дисбалансом между теплопродукцией и теплоотдачей. Такое повышение температуры тела называется гипертермией.
Гипертермия может быть обусловлена неадекватной перестройкой терморегуляции на фоне нарушения микроциркуляции и метаболизма (тепловой удар, тиреотоксикоз, климактерические «приливы»). При тепловом и солнечном ударе помимо рефлекторных воздействий с периферических рецепторов возможно влияние теплового излучения на температуру коры головного мозга с нарушением регуляторной функции ЦНС.
Механизмы возникновения лихорадки
Непосредственной причиной лихорадки являются пирогены. Они могут быть экзогенными (инфекционные и неинфекционные) или эндогенными (клеточно-тканевые), которые представляют собой биологически активные структуры, способные вызвать перестройку уровня регуляции температурного гомеостаза, приводящего к развитию лихорадки.
К экзогенным пирогенам относятся эндотоксины клеточных мембран (липополисахариды) различных бактерий, экзотоксины, выделяемые микроорганизмами, сенсибилизированные Т-лимфоциты, иммунные комплексы «антиген — антитело», циркулирующие иммунные комплексы, продукты клеточного распада и др.
Вследствие воздействия экзогенных пирогенов в организме образуются эндогенные пирогены — цитокины, это низкомолекулярные белки, участвующие в иммунологических реакциях. Чаще всего это монокины — интерлейкин-1 (IL-1) и лимфокины — интерлейкин-6 (IL-6), фактор некроза опухоли (ФНО-α), цилиарный нейротропный фактор и а-интерферон. Кроме того, к эндогенным относятся пирогены, продуцируемые клетками злокачественных опухолей разной локализации.
Под действием эндогенных пирогенов синтезируется арахидоновая кислота, а образующиеся из нее простагландины Е2 (PgE2), проход! через гематоэнцефалический барьер и воздействуя на переднюю доли гипоталамуса, через циклический 3',5'-аденозинмонофосфат (ЦАМФ приводят к перестройке процессов терморегуляции и развитию лихорадки (рис. 1.1).
Запомните! Жаропонижающее действие ацетилсалициловой кислоты и других НПВП обусловлено подавлением активности циклооксигеназы и угнетением синтеза простагландинов.
Рис. 1.1. Патогенез лихорадки
Биологическое значение лихорадки
Лихорадка как компонент воспалительного ответа организма на инфекцию во многом носит защитный характер: усиливается синтез интерферонов, повышаются бактерицидность полинуклеаров и акция лимфоцитов на митоген. Цитокины усиливают синтез бел острой фазы воспаления, стимулируют иммунный ответ лимфоцитов Т-хелперов I типа (Th-1), необходимый для продукции иммуноглобулинов класса G (IgG), антител и клеток иммунной памяти. При повышении температуры тела бактерии и вирусы утрачивают способно к размножению.
С повышением температуры тела до 40 °C и выше защитная функция лихорадки исчезает и возникает ее обратный эффект: повышается потребление кислорода и выделение СО2, усиливается потеря организмом жидкости, создается дополнительная нагрузка на сердце (тахикардия и нарушения ритма, чаще экстрасистолия), нарушения со стороны ЦНС, а также активация латентной инфекции (например герпетической).
Лихорадка неясного генеза
Она занимает особое место в группе заболеваний, протекающих с лихорадочным синдромом, так как представляет диагностические трудности. Критериями классической лихорадки неясного генеза, выдвинутые R. Petersdorf и Р. Beeson, являются:
■ длительность лихорадки в течение трех недель;
■ неясность диагноза после стационарного обследования в течение недели;
■ лихорадка проявляется повышением температуры тела выше или равно 38,3 °C при нескольких измерениях.
В последние годы среди лихорадок стали фигурировать некоторые формы инфекций: оппортунистические, нозокомиальные, мононуклеозоподобный синдром, в связи с чем стали выделять три категории лихорадки неясного генеза (табл. 1.1).
Наиболее частые причины ЛНГ приведены в следующей классификации.
Повышение температуры тела в пределах 37,0—37,9 °C обозначают как субфебрилитет, который в практической деятельности врача встречается наиболее часто.
Под затяжным субфебрилитетом понимают повышение температуры тела длительностью более двух недель, часто являющееся единственной жалобой больного.
Субфебрилитет продолжительностью до трех недель обозначают как длительный, который бывает двоякого происхождения: пирогензависимый, и тогда это субфебрильная лихорадка, и непирогензависимый, имеющий самостоятельное клиническое значение. Заболевания, характеризующиеся субфебрилитетом, целесообразно сгруппировать следующим образом.
— другие внелегочные формы туберкулеза (урогенитальные, костные);
в) трудновыявляемые формы более редких, специфических ин-фекций:
— некоторые формы бруцеллеза,
— некоторые формы токсоплазмоза,
— некоторые формы инфекционного мононуклеоза;
■ субфебрилитет патоиммуновоспалительной природы (имеет место при заболеваниях, временно манифестирующих только субфебрилитетом с четким патоиммунным компонентом патогенеза):
— ювенильная форма ревматоидного артрита, болезнь Бехтерева;
■ субфебрилитет как паранеопластическая реакция:
— при лимфогранулематозе и неходжкинских лимфомах,
— при злокачественных новообразованиях любой неустановленной локализации (почки, кишечник, гениталии и др.).
2. Заболевания, как правило, не сопровождающиеся изменением в крови показателей воспаления скорости оседания эритроцитов (СОЭ), фибриногена, σ2-глобулинов, С-реактивного белка (СРБ):
■ нейроциркуляторная дистония (НЦД);
■ термоневроз постинфекционный;
■ гипоталамический синдром с нарушением терморегуляции:
■ гипертиреоз;
■ субфебрилитет неинфекционного происхождения при некоторых внутренних заболеваниях: хронических железодефицитных анемиях, В 12-дефицитной анемии; язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
3. Физиологический субфебрилитет:
■ предменструальный;
■ конституционный.
Дифференциальная диагностика лихорадок
После тщательного и детального сбора жалоб больного необходимо собрать полный анамнез, включая сведения о перенесенных заболеваниях, а также о социальных и профессиональных факторах, получить сведения о путешествиях, личных увлечениях, контактах с животными, а также о перенесенных оперативных вмешательствах и приеме лекарственных средств.
Запомните! Вопросы, которые необходимо уточнить у больного с субфебрилитетом.
1. Сопровождалось ли повышение температуры тела симптомами интоксикации?
2. Длительность повышения температуры тела.
3. Эпидемиологический анамнез:
окружение пациента, контакт с инфекционными больными;
пребывание за границей, возвращение из путешествий;
контакты с животными.
4. Вредные привычки.
5. Фоновые заболевания.
7. Травмы и оперативные вмешательства.
8. Предшествующий прием медикаментов.
9. Профессиональные вредности.
Затем внимательно проводят физикальное обследование. Выполняются общий осмотр, перкуссия, аускультация, исследование органов и систем. Наличие сыпи у больного с лихорадкой требует тщательного дифференцированного подхода с оценкой ее локализации, характера и наличия дополнительных клинических признаков (табл. 1.2).
При впервые выявленных изменениях миндалин обязательно исследование на бациллу Лефлера (мазок из носа и слизистой зева, общий анализ крови).
Также при осмотре ротоглотки следует обратить особое внимание на состояние небных миндалин, характер поражения которых имеет определенные отличия при разной патологии (табл. 1.3).
Запомните! При впервые выявленных изменениях миндалин обязательно шВ исследование на бациллу Лефлера (мазок из носа и слизистой зева, общий анализ крови).
Таблица 1.2 Дифференциальная диагностика сыпи при лихорадке
Таблица 1.3 Дифференциальная диагностика поражений миндалин при лихорадке
Среди бактериальных возбудителей острого тонзиллита определяющая роль принадлежит β-гемолитическому стрептококку группы А, который вызывает развитие банальной ангины. Несмотря на серо-логическую и микробиологическую (культуральное исследование, экспресс-тесты) диагностику ангин, прогрессивным шагом является формализация симптомов заболевания в клинические шкалы. Клиническая шкала оценки вероятности стрептококкового тонзиллита (Mс. Isaac, 1998) позволяет осуществить эмпирический подход в тактике ведения больных с острым тонзиллитом:
1) температура тела более 38 °C (1 балл);
2) отсутствие кашля (1 балл);
3) увеличение и болезненность шейных лимфоузлов (1 балл);
4) отечность миндалин и наличие экссудата (1 балл);
5) возраст (лет): 3—14 лет (1 балл); 15—44 (0 баллов); 45 и старше (1 балл).
Оценка результата: 0—1 балл (нет необходимости в назначении антибиотиков); 2—3 балла (бактериологическое исследование и антибиотики при положительном результате); 4—5 баллов (эмпирическое лечение антибиотиками).
При осмотре лихорадящего больного необходимо исследовать состояние лимфатических узлов (ЛУ), определить локализацию и оценить распространенность их увеличения. Выделяют следующие варианты лимфоаденопатии: локальная — увеличение одного ЛУ в одной из областей (единичные шейные, надключичные ЛУ); региональная — увеличение нескольких ЛУ одной или двух смежных областей (надключичные и подмышечные, надключичные и шейные, затылочные и под-челюстные ЛУ и т.д.); генерализованная — увеличение ЛУ трех и более областей (шейные, надключичные, подмышечные, паховые и др.).
Необходимо определить характер увеличения ЛУ (размеры, консистенция, болезненность, подвижность, спаянность), учитывать возраст, анамнез больного, наличие или клинических признаков (увеличение селезенки, печени, наличие сыпи, суставного синдрома и др.), показатели периферической крови. Самыми частыми причинами, вызывающими увеличение ЛУ, являются: инфекции, опухолевые поражения, иммунопролиферативные процессы (табл. 1.4).
Имеет значение локализация регионарного увеличения лимфатических узлов: их болезненное увеличение под углом нижней челюсти свидетельствует о воспалительном процессе в ротоглотке; лимфоузлы на шее увеличиваются при воспалительных процессах ЛОР-органов, в подмышечной области — воспаление в верхних конечностях; в паховой области — половых органов, нижних конечностей.
Таблица 1.4 Дифференциальная диагностика поражений лимфоузлов при лихорадке
Увеличенные лимфоузлы передней шейной группы могут указывать на инфекцию миндалин, патологию зубов. Увеличение затылочных и заднешейных ЛУ характерно для инфекционного мононуклеоза на фоне генерализованной лимфаденопатии. При кори и краснухе также наблюдается генерализованная лимфаденопатия с увеличением шейных и затылочных лимфоузлов. При брюшном тифе, паратифах — генерализованная лимфаденопатия с вовлечением в процесс всех групп периферических лимфатических узлов, включая внутрибрюшные. При бруцеллезе увеличены все группы лимфатических узлов, кроме внутрибрюшных, они мягкие, эластичные и слегка болезненны при пальпации.
Генерализованная персистирующая лимфаденопатия является одним из ранних клинических признаков СПИДа, при котором наблюдается увеличение более двух групп лимфоузлов, в двух несмежных группах (кроме паховых), размером более 1 см. Если размеры лимфоузлов не превышают более 1 см2, то это чаще реактивная лимфаденопатия, а при их увеличении более 2 см2 следует подозревать опухолевый или гранулематозный процесс.
Лимфоузлы при лимфомах плотные, со сниженной подвижностью, часто образуют конгломераты, практически безболезненные. Метастатические лимфоузлы очень плотные, малоподвижные, с неровной по-верхностью, часто спаяны с окружающими тканями.
При физикальном исследовании могут быть выявлены изменения со стороны многих органов и систем.
■ Суставы — распухание и болезненность (бурситы, артриты, остеомиелит).
■ Легкие — изменение типов дыхания, наличие патологических шумов при аускультации.
■ Сердце — шумы при аускультации, изменение тонов, появление нарушений ритма.
■ Живот — выявление при осмотре увеличения печени и селезенки, болезненности при пальпации.
■ Урогенитальная зона: у женщин — патологические выделения из шейки матки; у мужчин — выделения из уретры.
■ Прямая кишка — патологические примеси в кале, дополнительные образования, наличие крови при пальцевом исследовании.
Лабораторная и инструментальная диагностика изложена в табл. 1.5.
Запомните! Начальный диагноз является не более чем научной гипотезой, которая нуждается в подкреплении или исключении с помощью дополнительных методов исследования.
Таблица 1.5 Лабораторные и инструментальные исследования при лихорадке
Содержит материалы по практической организации работы врача-терапевта в амбулаторно-поликлинических условиях по профилактике, диагностике, дифференциальной диагностике, ведению и лечению больных неинфекционными болезнями. Соответствует ФГОС ВО последнего поколения. Для студентов 5—6 курсов медицинских вузов по специальности «Лечебное дело», интернов, ординаторов, аспирантов и врачей, проходящих переподготовку.
Где находится граница нормы — никто не знает, поскольку критерии здоровья соотносятся со способностью человека выполнять ту или иную нагрузку. Более того, по современным стандартам Обязательного Медицинского Страхования России категории «практически здоров» не существует вообще, при этом очевидно подразумевается, что каждый человек, даже если он не предъявляет жалоб, всё равно болен. Тем не менее практика требует каких-то ориентиров нормы, от которых можно отталкиваться. До эры позора, когда во главе Российского Здравоохранения оказался бухгалтер, некоторые авторы успели провести исследования ЭЭГ как бы у здоровых детей (тогда они по стандартам еще были!), однако вряд ли можно признать их попытки удачными.
Выявление изменений на ЭЭГ должно опираться на какие-то нормативные критерии как визуальные, так и количественные. Однако электроэнцефалографии, в отличие от других методов исследования, в обоснованной стандартизации не очень повезло. Граница требований к норме во многом определяется потребностями специалиста, заказывающего исследование. Так, по критериям реаниматолога любое наличие кривых будет нормой, эпилептологу же для такой оценки достаточно отсутствия разрядной активности в записи. Не лучше и с другими специалистами: если альфа-ритм есть, а вспышковой активности нет, то пусть это будет нормой. Получается, что несмотря на массу работ, посвященных исследованию ЭЭГ как бы у здоровых детей, воз и ныне там. Если ориентироваться на описательные данные Алферовой В. В и Фарбер Д. А. или на количественные Горбачевской Н. Л., то места для отклонений от нормы в ЭЭГ не остается вообще. Для требовательных клинических нейрофизиологов, которые работают с тонкими механизмами аномалий психического статуса, такая нормативная база только убивает методику.
К счастью, много сделано психофизиологами, которые в силу обособленности от клинического направления развития, создали собственное электроэнцефалографическое мировоззрение, что открывает перспективы для дальнейшего развития клинического направления метода.
С учетом вышесказанного, прежде чем охарактеризовать изменения, которые можно трактовать как невротические паттерны ЭЭГ, систематизируем некоторые нормативные критерии, которые на наш взгляд позволяют более тонко оценивать биоэлектрическую активность головного мозга.
На визуальной норме ЭЭГ подробно останавливаться не будем, напомним лишь о пространственном распределении ритмов по конвекции скальпа, поскольку именно нарушение пространственного распределения, особенно альфа- ритма, лежит в основе выделения невротических паттернов ЭЭГ. Известно, что для здорового человека характерно наличие регулярного альфа-ритма в затылочной области, возможно также его присутствие в теменных и задневисочных отделах, но с существенно более низкой амплитудой рудиментарного уровня. Всякое повышение амплитуды в этих и других отделах не может считаться ни непременно признаком патологии, ни физиологической нормой. В любом случае, такое повышение должно привлечь внимание исследователя как факт аномалии, которую для более точной трактовки следует сопоставить с другими отклонениями в ритмике ЭЭГ.
Десинхронизированный бета-ритм невысокой амплитуды у здоровых людей регистрируется в лобных и передневисочных отделах. Расширение зоны его представительства, особенно если он регистрируется в теменно-затылочных отделах, да еще замещает собой альфа-активность, должно трактоваться как аномальное изменение биоэлектрической активности головного мозга, скорее всего как признак преобладания восходящих активирующих влияний.
Синхронизированный бета-ритм достаточно высокой амплитуды с четко выделяемыми веретенами вряд ли может соответствовать норме, хотя клиническая трактовка его не всегда однозначная и требует своего уточнения.
Медленные волны на ЭЭГ у взрослых присутствуют, но столь малой амплитуды, что практически визуально не привлекают внимания. У детей, и чем они моложе, тем отчетливее, видны невысокие волны дельта- и тета-диапазонов, особенно в лобных отделах. Они обычно не синхронизированы. Большая выраженность медленной активности у здоровых детей по сравнению со взрослыми имеет свой физиологический смысл как проявление более низкого уровня бодрствования. Дети и концентрируют внимание хуже, и на менее продолжительный срок, и потребность во сне у них существенно выше, частично они компенсируют его во время бодрствования. Баланс регуляции сна и бодрствования устроен так, что изначально доминируют сомногенные влияния. Новорожденный спит большую часть суток. Его прецентральная кора еще «пуста», оттуда не поступает активация, подавляющая доминирование сомногенных и высвобождение активирующих влияний структур гипоталамуса. Отсюда и медленной активности у детей сравнительно больше, чем у взрослых.
Требует оценки пространственное (или зональное) распределение медленных волн. Конечно, речь идет не о грубых патологических медленных волнах, как при коме или опухолях мозга, наличие которых обусловлено глубоким распространенным или локальным торможением прилегающих к патологическому образованию еще функционирующих нейронных ансамблей, а о негрубой медленной активности, соразмерной по амплитуде с другими частотными компонентами ЭЭГ, всегда присутствующей как фон на любой электроэнцефалограмме. Появление такой активности регионарно или распространенно на фоне сохранной основной ритмики свидетельствует об усилении тормозных процессов, то есть о снижении или диссоциации уровня бодрствования.
Наличие коротких синхронизированных умеренно распространенных групп альфа-колебаний или коротких спонтанных участков подавления основного ритма также не признак нарушения мозговой ритмики. Это свидетельство физиологического колебания уровня бодрствования. Даже появление невысоких вспышек тета-ритма в передних отделах очень спорно в плане признания их признаками дисфункции подкорковых образований. Они имеют место быть на самой ранней стадии наступления поверхностного сна. Без сопутствующих признаков других отклонений на ЭЭГ эти тета-вспышечки указывают скорее на углубление сниженного уровня бодрствования, чем на диагностический признак непременной патологии.
При визуальной (да и количественной) оценке ЭЭГ не следует переоценивать умеренно выраженную асимметрию частотных компонентов ЭЭГ, к чему нас всегда подталкивают невропатологи-практики. Где это в природе человека встречается симметрия? Нет ее ни в руках, ни в ногах, ни в глазах и т.д. Нет ее и в функциях полушарий головного мозга. В той или иной степени асимметрия должна присутствовать и присутствует в функциональном состоянии полушарий и, соответственно, на электроэнцефалограмме. Выраженность ее и качественная представленность — вот на что следует обращать внимание, а не на факт ее присутствия.
В книге изложен нетрадиционный подход к пониманию клинической электроэнцефалографии. После длительного доминирования оценки роли ЭЭГ только в рамках решения задач эпилепсии автор раскрывает новые возможности практического использования метода в диагностике невротических состояний. Книга рассчитана на широкий круг специалистов: неврологов, психиатров, врачей функциональной диагностики, а также психологов и психофизиологов.
Дать четкое определение того, что следует считать успехом, непросто. Единства мнений относительно показателей и оценок успеха до сих пор нет. Успешность во многом зависит от характера программ, условий работы лаборатории и т.п. Мерой успешности могут служить исходы. Успех программ экстракорпорального оплодотворения зависит, помимо клинических факторов, от квалификации и навыков персонала и точности выполнения всех процедур. С приобретением опыта в области ЭКО стало ясно, насколько велика роль в успехе квалификации и слаженности действий лабораторного персонала. Устойчиво высоких показателей частоты наступления беременности в результате применения вспомогательных репродуктивных технологий добиваются те лаборатории, в которых персонал хорошо обучен и неизменно внимателен к вопросам качества. Вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ) — мультидисциплинарная область, требующая высокого уровня знаний как от клиницистов (репродуктологов и средних медицинских работников), так и от специалистов лаборатории. Немалую роль в поддержании такого уровня играет внутренний контроль качества и внешние программы его гарантии.
Множество бесплодных пар добились, благодаря ВРТ, наступления беременности и рождения здоровых детей, но неудач пока значительно больше, чем успешных исходов. Таким образом, лаборатории ЭКО постоянно испытывают необходимость улучшать качество своей работы, чтобы повысить эффективность ВРТ как метода помощи бесплодным парам.
Роль персонала в успешности ВРТ
Я могу лишиться своих предприятий, их здания могут сгореть, но верните мне моих людей и я восстановлю свой бизнес.
Генри Ф.
Генри Форд Формулировка Генри Форда относительно успешности любого бизнеса приложима и к клиникам ВТР. Дело не столько в совершенстве оборудования лаборатории ЭКО, сколько в том, какие руки осуществляют программу ЭКО. Компетентность сотрудников, несомненно, важна для успеха, но еще важнее слаженность их работы, способность действовать как единая команда.
Комплектование персонала и руководство
Работа лаборатории ЭКО весьма интенсивна. Для полноценного осуществления ЭКО и культивирования эмбрионов требуется достаточный по численности и квалификации штат сотрудников с учетом возможности отпусков и неявок вследствие заболеваний и других обстоятельств. Характер работы ЭКО-центра разнообразен и требует нескольких категорий персонала. Штат сотрудников должен соответствовать характеру и объему выполняемой программы. В его составе должно быть, по крайней мере, два квалифицированных работника, способных полностью осуществлять техническое обслуживание.
Согласованность взаимодействия
Успех программы ЭКО полностью зависит от слаженности действий всех подразделений центра вспомогательных репродуктивных технологий.
Он требует тесного взаимодействия:
• руководителя и персонала клинического и лабораторного подразделений центра;
• сотрудников клинического подразделения между собой;
• сотрудников лаборатории между собой;
• клинического и лабораторного подразделений в целом.
Сотрудники, непосредственно в оказании помощи не участвующие, персонал регистратуры и административно-хозяйственной службы, фельдшера и медицинские сестры, тоже играют важную роль в успехе программы ЭКО, выполняя свою трудную и ответственную работу и принимая решения в рамках своих обязанностей.
Дисциплина
Дисциплина — основа успеха любого предприятия. Весь персонал должен быть дисциплинированным, полностью ответственным за свою работу перед самим собой, руководством и пациентами, следующим распоряжением вышестоящих сотрудников. Каждый сотрудник должен точно понимать и выполнять стандартные инструкции. Любое отступление от них допустимо только с разрешения руководителей. Руководители должны быть постоянно в курсе событий учреждения, поощрять нижестоящих сотрудников к корректному и откровенному взаимодействию с вышестоящими и не осуждать их за неизбежные ошибки. Каждый вновь принятый на работу сотрудник в течение определенного времени проходит ориентировочную стажировку. К самостоятельной работе он допускается только после достаточного ознакомления со своими обязанностями.
Координация с клиническим подразделением
Отличный ЭКО-центр отличается от просто хорошего четким взаимодействием клинического и лабораторного подразделений. В центрах с большой нагрузкой взаимодействие регулируется руководством.
Культивирование эмбрионов и организация лаборатории ЭКО
Оба подразделения совместно анализируют успехи и неудачи. Ежемесячное обсуждение статистики успехов и неудач на совещаниях или создание информационных бюллетений — более длинный путь к повышению эффективности работы.
Мало набрать сотрудников, надо удержать их
Комплектование штата — лишь первый шаг в создании слаженно работающей команды. Надо еще удержать сотрудников. Текучесть кадров оборачивается потерями времени и падением продуктивности.
От эмбриолога зависит успешность всей программы. То, что эмбриолог работает в данной лаборатории много лет, свидетельствует о правильной кадровой политике руководства ЭКО-центра. Избежать частой смены эмбриологов помогает несколько факторов.
• Предложение конкурентоспособного, отвечающего его нуждам социального пакета, в частности программы медицинского страхования, страхования жизни, накопительного пенсионного плана, чрезвычайно важно для удержания сотрудника. В цикле ЭКО работа эмбриолога начинается за день до извлечения яйцеклетки. На протяжении предимплантационного периода эмбрион требует неусыпного наблюдения эмбриолога. Если цикл включает перенос бластоцисты и ее биопсию, он еще более трудоемок. В отличие от других сотрудников, эмбриолог вынужден подчинять распорядок своей работы нуждам благополучия эмбриона. Наилучший выход — предложить эмбриологу гибкий график работы.
• Участие в общенациональных конференциях, семинарах и программах не прерывного повышения квалификации внутри учреждения приносит сотрудникам лаборатории удовлетворение, побуждает их концентрировать усилия на работе.
• Создание перспективы продвижения по службе, насколько возможно. Отсутствие такой перспективы нередко вызывает у сотрудников разочарование.
• Свободное общение между сотрудниками и руководством. Регулярные совещания, на которых сотрудники могут выдвинуть свои идеи и задать вопросы. Политика «открытых дверей» поощряет сотрудников свободно обсуждать проблемы с руководителями, не опасаясь последствий.
• Адекватная оплата тяжелой работы несомненно помогает удержать сотрудников. Ведущим сотрудникам, работающим в лаборатории 3-5 лет и соответствующим требованиям к своей должности может быть предложена покупка ограниченного числа акций предприятия по фиксированной цене или другие формы индивидуального материального поощрения. Ежегодное повышение заработной платы на значимую сумму также очень помогает избежать текучести кадров.
• Усилия эмбриологов должны получать достойную оценку. Эмбриологи, давно работающие в своей области и хорошо ее знающие, быстро освоились с новыми путями и методами работы, неизвестными в те времена, когда им приходилось самим изготавливать денудационные пипетки, вытягивая стеклянные капилляры.
Качество окружающего воздуха как преимплантационный фактор токсичности и его влияние на клинический исход
Процесс зачатия у человека включает согласованное взаимодействие между гаметами посредством сложного каскада биохимических и молекулярных внутриклеточных сигнальных событий, в результате которого из оплодотворенной яйцеклетки образуется жизнеспособный и способный к имплантации эмбрион. Успешность предимплантационного эмбриогенеза in vitro после ЭКО целиком и полностью зависит от условий культивирования.
Эмбрион беззащитен. У него нет барьеров в виде выстланных эпителием поверхностей, нет иммунной защиты, нет механизмов детоксификации, которые обеспечиваются функцией печени. Гаметы и культивируемый in vitro эмбрион куда более чувствительны к влияниям окружающей среды, чем сложный организм с его развитыми защитными механизмами.
До недавнего времени об одном из важных источников неблагоприятных воздействий — воздухе лабораторных помещений, не было известно почти ничего. Последние данные свидетельствуют о существовании значимого и очень хрупкого равновесия между концентрацией органических соединений в воздухе лаборатории и их потенциальным влиянием на успех ЭКО, эмбриогенеза и имплантации. Уоррилоу и соавт. недавно опубликовали анализ клинических исходов процедуры ЭКО за 8 лет в зависимости от колебаний концентрации в воздухе ЭКО-лаборатории летучих органических соединений (ЛОС), взвешенных биологических частиц и микроорганизмов.
Он показал, что даже относительно низкие концентрации ЛОС (рис. 2.1) и взвешенных биологических частиц в воздухе негативно влияют на клинические исходы процедуры ЭКО. Для успеха ЭКО-программы чрезвычайно важно устранить эти распространенные загрязнители. ЛОС очень разнообразны по своим качествам — молекулярной массе, размерам и полярности частиц, от которых зависят методы их удаления из воздуха. Методы очистки в значительной мере зависят от молекулярной массы и других характеристик загрязнителя. Широко используются два способа — с помощью активированного угля и с помощью перманганата калия, хотя для очистки от многих ЛОС требуется еще и дополнительные методы.
Рис. 2.1. Статистически значимая связь между частотой наступления беременности и наличием в воздухе ЭКО-лаборатории низких концентраций (порядка ppb: частей на биллион) летучих органических и химически активных соединений. Анализ охватывает исходы ЭКО у 950 пар за 48 тестируемых кварталов, в каждом из которых ЭКО 15-20 пар
Активированный уголь поглощает высокомолекулярные углеводороды, присутствующие в воздухе. Активированный уголь имеет поры разного диаметра, позволяющие воздуху проникать через него. При этом поверхность пор притягивает за счет сил Ван-дер-Ваальса молекулы присутствующих в воздухе посторонних веществ. Хотя силы эти невелики, они захватывают большие молекулы с богатой электронами поверхностью. Как правило, активированный уголь хорошо впитывает органические соединения с молекулярной массой более 45 а.е.м. (атомных единиц массы), например бензол и толуол. Активированный уголь часто используют в лабораториях ЭКО как основное средство снижения общей концентрации ЛОС в воздухе, но он недостаточно удерживает низкомолекулярные соединения и вещества, включающие высокополяризованные структуры.
Устройства на основе активированного угля в удалении низкомолекулярных ЛОС неэффективны. Для удаления низкомолекулярных ЛОС (спиртов, кетонов, альдегидов) используют ион перманганата, который окисляет их с образованием двуокиси углерода (углекислого газа — СО2) и воды. Источником иона перманганата, окисляющего и разрушающего ЛОС и другие органические соединения, служит перманганат калия, который в процессе окисления расходуется. В отличие от поглощения активированным углем этот процесс необратим.
Работа Убррилоу и соавт. продемонстрировала отрицательное влияние на эмбриогенез присутствия в воздухе не только эмбриотоксичных ЛОС, но и взвешенных частиц биологического происхождения и микроорганизмов (бактерий, вирусов, спор плесеней). Росту плесеней в системах кондиционирования воздуха, воздуховодах и воздушных фильтрах лабораторий ЭКО способствуют идеальная для них температура и влажность.
Для образования многочисленных эмбриотоксических микотоксинов достаточно менее чем 100 спор гриба. УФ диапазона С разрушает 90-99% взвешенных в воздухе микроорганизмов, вызывая деградацию их РНК или ДНК, и тем самым предупреждает образование ими эмбритоксинов.
Исследование Уоррилоу и ее коллег продемонстрировало статистически значимую связь клинических исходов ЭКО с достаточной интенсивностью обеззараживающего воздух УФ С и частотой смены его источников. При увеличении частоты смены с 10 до 13 произошел прирост частоты появления бета-единицы чХГ на 17,8% и частоты наступления клинической беременности на 18,2% (рис. 2.2). Производителей источников УФ С много. Важно выбирать источники, наиболее подходящие для обеззараживания воздуха ЭКО-лаборатории.
В значительной степени источниками загрязнителей воздуха лабораторий ЭКО являются оборудование, инструментарий и персонал. В частности, персонал лаборатории и клиники является важнейшим источником загрязнения воздуха помещений, где происходит культивирование, бактериями, вирусами и спорами грибов. Культивационные среды и минеральное масло, используемое как защитное покрытие, впитывают из воздуха растворимые в воде и маслах загрязнители, в результате чего последние оказывают прямое негативное действие на жизнеспособность и развитие эмбрионов, поэтому планировка лаборатории и зависящие от нее условия в рабочих помещениях весьма важны для успешности эмбриогенеза, имплантации и клинического исхода в целом. Чрезвычайно важно использовать системы фильтрации и очистки воздуха, удаляющие все типы ЛОС, и источники УФ С, достаточного для разрушения всех взвешенных в воздухе микроорганизмов и их спор.
Рис. 2.2. Статистически значимая связь между частотой смены источников ультрафиолетового излучения (УФ), приростом частоты чХГ-позитивности — появления (3-субъединицы человеческого хорионического гонадотропина (+ (3-чХГ), т. е. наступления биологической беременности, и приростом частоты наступления клинической беременности. Связь иллюстрирует зависимость клинических исходов от интенсивности, длительности и коэффициента отражения УФ С, за счет суммарного воздействия которых снижается концентрация микроорганизмов и спор грибов в воздухе лаборатории
Оборудование и расходные материалы
Оборудование
Выбор подходящего оборудования
Рынок оборудования для ЭКО-лабораторий в наши дни обширен. Выбор наиболее подходящего именно для вашей лаборатории зависит от относительно немногих характеристик, которые будут подробно рассмотрены ниже. Необходимо тщательно взвесить, сколько единиц основного оборудования потребуется для повседневной работы и сколько надо иметь в запасе на случай внезапного выхода аппарата из строя. Типичные примеры основного оборудования, без которого работа ЭКО-лаборатории невозможна — инкубаторы, микроманипуляторы и центрифуга. Несомненно, для мелких клиник ЭКО с небольшим объемом работы иметь запасные единицы основного оборудования слишком затратно. Единственное, что можно им посоветовать — договориться с более крупной лабораторией поблизости о возможности доступа к ее оборудованию в аварийных ситуациях.
Характеристики, которые следует иметь в виду при выборе
При выборе аппаратуры, критически важной для деятельности лаборатории, следует очень тщательно оценивать ее функциональные возможности, точность, надежность, технические параметры. Проиллюстрируем сказанное на примере выбора инкубатора. Выбор в пользу обычного большого (объемом 240 литров) инкубатора или инкубатора нового поколения, настольного, зависит от того, сколько места может быть выделено для него, доступна ли необходимая для настольного инкубатора сбалансированная газовая смесь (для обычного инкубатора достаточно чистого СО2), соответствуют ли размеры инкубатора объему работы лаборатории, т.е. числу циклов ЭКО, одновременно осуществляемых в клинике (в нашей лаборатории стремятся не помещать в один и тот же инкубатор оплодотворенные яйцеклетки более чем 5 пациенток), насколько он удобен для выполнения манипуляций согласно стандартным инструкциям, сколько в нем дверей, какого они размера, насколько влияет открывание дверей на стабильность условий внутри инкубатора. Помимо цены, следует учесть и опубликованные отзывы других лабораторий о данной модели инкубатора, доступность его обмена или ремонта силами квалифицированных специалистов в ближайшем сервис-центре при поломке до конца гарантийного срока (и степени возмещения затрат на ремонт). Нередки случаи, когда на складе сервис-центра отсутствуют необходимые запасные части и ремонт затягивается. Следует учитывать и соответствие потребляемой инкубатором мощности имеющимся в лаборатории системам бесперебойного электропитания. Мощность, потребляемая инкубаторами обычного типа, значительно выше, чем настольными. Соответственно, для поддержания их работы при аварийном отключении электроснабжения требуются более мощные системы бесперебойного питания. Несомненно, клиникам, которые практикуют серийные программы ЭКО, более рационально иметь настольные инкубаторы, которые легче мыть в период подготовки клиники к очередной серии.
Валидация аппаратуры и контроль ее работы
В Великобритании действуют предписания, требующие обязательной валидации (проверки соответствия задачам применения) аппаратуры, критически важной для осуществления ЭКО и культивирования эмбрионов. Валидационные тесты довольно кропотливы и требуют много времени, но гарантируют соответствие аппаратуры условиям применения. Проиллюстрируем это на примере того же инкубатора.
• При установке и вводе в действие производится осмотр инкубатора, проверяется система подачи сигнала тревоги при отклонениях от заданного температурного режима, работа регулятора подачи газа и калибровка.
• Производится температурное картирование всех пространств инкубатора и запись данных на протяжении 12 часов с помощью высокочувствительных термопар.
• Определяются минимальные уровни, до которых падает температура, концентрация СО2 и О2 при открывании двери инкубатора на 3 минуты и про-должительность периода возвращения к рабочим уровням.
• Проверяется pH культивационной среды после пребывания в инкубаторе 12, 24, 48 и 73 часа.
• На 3 часа инкубатор отключают от электропитания, чтобы определить, с какой скоростью снижается в нем температура и через какое время она достигает нижнего предела заданного уровня.
Валидационные тесты культивирования используемые лондонским Центром репродуктивного и генетического здоровья
Если перечисленные выше тесты подтвердили соответствие технических характеристик инкубатора условиям работы, производят валидацию путем культивирования пробных образцов. Сначала выполняют тест на жизнеспособность сперматозоидов на протяжении 5 дней культивирования с регистрацией их подвижности и тест на способность зигот нормально развиваться после оплодотворения до стадии бластоцисты. В заключении валидации культивированию в инкубаторе подвергают не менее 20 оплодотворенных яйцеклеток, полученных не менее чем у 10 пациенток). Параллельно оплодотворенные яйцеклетки тех же пациенток культивируют в инкубаторе, уже используемом лабораторией. Оценивают сравнительную частоту наступления оплодотворения, достижения стадии дробления и стадии бластоцисты при культивировании в обоих инкубаторах. Независимо от этого продолжают ежедневный контроль и регистрацию температуры и уровней СО2 и О2 в инкубаторе.
Контроль работы инкубаторов в процессе эксплуатации
Желательно оснащать всю критически важную для процесса ЭКО и культивирования эмбрионов аппаратуру системами независимого контроля (например, Eltek, Smart Vue, компании Tutela). Однако эти системы появились относительно недавно и пока дороги. Как минимум необходимы ежедневный контроль и регистрация основных параметров. Наиболее действенный контроль опирается на ежегодный анализ результатов культивирования. Мы в своей лаборатории анализируем частоту наступления оплодотворения, достижения стадии дробления и бластоцисты 5-6-го дня развития, частоту имплантации, наступления биохимической и клинической беременности за год по каждому инкубатору отдельно и делаем заключение относительно его эксплуатационных качеств с учетом демографических характеристик контингента пациентов. Заключение и факторы, которые предположительно повлияли на эксплуатационные качества, обсуждаются на совещании сотрудников лаборатории.
Техническое обслуживание аппаратуры
Относительно всего жизненно важного для функционирования ЭКО-лаборатории оборудования (микроманипуляторов, центрифуг, инкубаторов, систем экстренной сигнализации, боксов биологической безопасности 2-го класса биологической защиты) должны быть заключены соглашения о гарантированном техническом обслуживании и техническом осмотре по крайней мере 1 раз в год. Разумеется, такой осмотр требует закрытия лаборатории. В Великобритании его осуществляют во время почти 2-недельного закрытия лабораторий на Рождественские праздники. Очень важно, чтобы компании и специалисты, осуществляющие техническое обслуживание как представители производителя оборудования, проходили соответствующее обучение и сертификацию. По действующим в Великобритании правилам специалисты сервисных центров должны получать подтверждающий их компетентность сертификат у компании-производителя соответствующего аппарата. Специалист ежегодно подтверждает калибровку (согласно национальным стандартам) измерительных приборов с полным описанием технического обслуживания. Любая модификация или замена каких-либо частей инкубатора или другого жизненно важного для работы лаборатории оборудования требует для допуска к использованию повторной валидации. После заменены силиконовых прокладок дверей инкубатора, прежде чем использовать его для культивирования гамет и эмбрионов, подвергают 2-недельной «холостой прогонке» при максимальной температуре, чтобы удалить из силикона любые токсические примеси.
Ознакомление персонала с аппаратурой и обучение ее эксплуатации
Персонал ЭКО-лаборатории должен быть подробно ознакомлен с предназначением каждого нового аппарата и правилами его эксплуатации. К каждому аппарату должна иметься четкая и подробная инструкция по его эффективному использованию. Для овладения навыками работы с аппаратом следует проводить с персоналом специальные занятия. В ЭКО-лаборатории должно быть руководство по обеспечению качества, включающее стандартные инструкции.
Расходные материалы
Со временем коренным образом улучшилось положение с расходными материалами для ЭКО-лабораторий. Образовался рынок стандартных расходных материалов. Мы являемся свидетелями постепенной смены «самодельных» микроинструментов и сред коммерческими, обеспечивающими точность и качество выполнения процесса и соответствующее улучшение результатов. Штамп СЕ (соответствует гармонизированным стандартам качества Евросоюза) или FDA (одобрено к применению FDA), несомненно, гарантирует строгий контроль и соблюдение стандартов качества изделий для медицинских лабораторий, в том числе расходных материалов для ЭКО.
Культивационные среды
При выборе культивационных сред необходимо иметь в виду, что пищевые потребности эмбриона изменяются по мере его развития. Многие лаборатории стремятся не просто перенести эмбрион в матку, а предварительно культивировать его до стадии бластоцисты, для чего важно иметь среду, обеспечивающую благоприятные условия для развития эмбриона в руках любого эмбриолога вашей лаборатории. Несомненно, важны и стоимость, возможность перевозки и доставки при низкотемпературном режиме, размер и объем упаковки, продолжительность срока годности, оценка качества среды, по данным опубликованных исследований. Важно также выбрать продукт, запас которого у производителя или поставщика достаточен, чтобы снабдить им лабораторию, в случае необходимости, немедленно. С ростом нормативных требований, регламентирующих работу ЭКО-лабораторий, «самодельные» среды становятся «вчерашним днем» вспомогательных репродуктивных технологий. Целесообразно отслеживать частоту успеха при использовании конкретной среды. Хотя разница между отдельными сериями сред с маркировкой СЕ невелика, чрезвычайно важно «держать руку на пульсе» и анализировать основные показатели успешности культивирования в данной лаборатории, чтобы не упустить какие- либо ятрогенные погрешности культивирования, в том числе связанные со средой. Рекомендуется не только проверять pH каждой новой серии среды, но и, начиная работу с новой серией, параллельно культивировать яйцеклетки, полученные у одних и тех же 5 пациенток, в среде прежней и новой серии, как делали эмбриологи «старой школы».
Маркировка СЕ и классификация медицинских изделий
Согласно опубликованному в январе 2012 г. Руководству Еврокомиссии по надзору за качеством медицинских изделий (European Commission Guidance document on medical Devices) продукция для ЭКО и ВРТ должна соответствовать стандартам качества Евросоюза для продуктов и изделий медицинского назначения. В США продукция для ЭКО относится ко II классу медицинских изделий, выпуск которых в продажу требует разрешения FDA. Штамп FDA на продукции для ЭКО гарантирует строгий контроль качества и соблюдения производителем технологического протокола.
Контролируемые стандарты: European Union Cells and Tissue Directives (Нормативы Евросоюза по использованию клеток и тканей; документ: 2004/23/ЕС)
Указанный документ требует полного оперативного контроля продуктов и расходных материалов, используемых в процессе работы с гаметами и эмбрионом и способных повлиять на их качество и жизнеспособность. Все они должны регистрироваться и поддаваться отслеживанию. Например, требуется регистрация серий сред и номеров партий инструментов и материалов, которые непосредственно соприкасаются с гаметами и эмбрионом. Документ предписывает использовать в лабораторном процессе ЭКО только изделия, соответствующие стандартам Евросоюза (маркированные знаком СЕ).
Тесты контроля качества расходных материалов
Расходные материалы, в том числе культивационные среды и пластиковые изделия, используемые в лабрраторном процессе ЭКО, должны подвергаться строгому контролю на присутствие эмбриотоксических веществ. При выборе расходных материалов следует поинтересоваться, какие тесты использовались для их контроля. Например, ведущие производители пластиковых изделий используют для подтверждения соответствия стандартам качества каждой серии своей продукции следующие тесты:
• культивирование эмбриона мыши (из одной яйцеклетки) до стадии бластоцисты;
• проверка выживаемости сперматозоидов человека (тест на цитотоксичность);
• тест с лизатом амебоцитов Limulus, или лимулюс-тест (тест на бактериальные эндотоксины);
• тест Эймса на мутагенность.
Необходимость использования нескольких тестов QC для сертификации продукции обусловлена недостаточной чувствительностью каждого теста по отдельности. Например, тест с мышиным эмбрионом не всегда выявляет эмбриотоксины, действующие на человеческую яйцеклетку и эмбрион. Использование нескольких тестов, несомненно, повышает чувствительность в отношение токсических веществ. Тем не менее рекомендуется, в соответствие с протоколом надлежащей практики, начиная клиническое применение новой серии продукта или партии изделия, в целях контроля параллельно использовать для культивирования яйцеклеток одних и тех же пациенток прежнюю серию или партию.
Процессы и процедуры
Несмотря на многие достижения последних 20 лет в разработке схем стимуляции яичников и хирургических методов забора гамет, успешность вспомогательных репродуктивных технологий во многом зависит от правильности организации работы и качества оборудования лаборатории. Ненадлежащая техника лабораторных процедур и неаккуратное их выполнение неминуемо снижают шансы на наступление беременности и сводят на нет успех всего процесса. Надлежащая практика состоит в овладении лабораторным персоналом, особенно эмбриологами и андрологами, навыками выполнения процедур согласно формальному протоколу и следовании стандартным инструкциям, как того требуют регламентирующие органы.
Контроль качества
ЭКО-лаборатория любой программы ВРТ — объект особого внимания, от которого ждут устойчивых результатов работы. Однако успешных исходов ВРТ пока значительно меньше, чем безуспешных, хотя благодаря ВРТ удается добиться беременности во многих случаях бесплодия. Таким образом, ЭКО-лаборатории и их сотрудники вынуждены постоянно прилагать усилия к улучшению качества работы и увеличению доли циклов ЭКО, приводящих к наступлению беременности.
Система контроля качества направлена именно на то, чтобы оправдать ожидания пациентов. Ее цель — достижение и поддержание определенного уровня качества, гарантируемого стандартами выполнения процедур. Многие ЭКО-лаборатории в настоящее время разрабатывают и применяют системы контроля качества, предназначенными специально для них. Однако все стандарты качества работы лаборатории должны использоваться наряду с общими для клиники ЭКО в целом стандартами. Внедрение гарантий качества только в одном подразделении бесполезно. Например, данные пациентов должны регистрироваться во всех подразделениях ЭКО-клиники, а не только в эмбриологической лаборатории.
Внутренний контроль качества
Для обеспечения заданного уровня качества очень важен регулярный контроль работы аппаратуры. Регулярно контролируются и регистрируются температура в инкубаторах и фризерах, точность диаметров пипеток, условия среды в помещениях и т.д. Колебания этих показателей не должны выходить за допустимые пределы. Самые важные из контролируемых физических показателей — температура, pH и качество воздуха. pH культивационной среды внутри инкубатора с подачей СО2 отражает истинные условия культивирования, но точно измерить pH чрезвычайно трудно, так как pH капель среды под покровом масла повышается до 7,4 даже при извлечении из инкубатора на 2,5 минуты. Контролировать pH среды в реальном времени можно с помощью устройств типа R1 pH Meter (Великобритания) или pH Online (MTG, Германия), которые непрерывно измеряют pH в специальной референтной чашке со средой, помещенной в инкубатор. Измерение pH в реальном времени опирается на бесконтактную двойную люминофорную технологию, имеющую значительные преимущества по сравнению с обычным методом pH-метрии электродами. Надлежащий контроль и регистрация температуры внутри инкубаторов, холодильников и криохранилищ — неотъемлемая часть повседневного контроля качества в ЭКО-лаборатории и обязательное условие ее аккредитации регламентирующими органами. В лабораториях с большим объемом работы и многочисленными инкубаторами и криохранилищами такой контроль трудоемок и отнимает много времени (около 1 часа ежедневно). Уменьшить трудоемкость помогают современные системы измерения и регистрации температуры в этих аппаратах. Автоматический регистратор через запрограммированные промежутки времени выводит показатели температуры в инкубаторах, холодильниках и криохранилищах на монитор, регистрирует их и сохраняет в соответствующих файлах.
Многие из подобных устройств снабжены датчиками удаленного контроля, делающими информацию доступной посредством веб-браузеров в любой точке мира без необходимости иметь в этой точке специальное программное обеспечение. Созданы программируемые системы для обслуживания криохранилищ ЭКО-лабораторий, которые позволяют пользователю определить тип криохранилища, стойку, уровень и ячейку. Некоторые системы, указав, где находится один из образцов соответствующей пациентки, автоматически указывает местонахождение следующего ее образца. Пользователь может одновременно извлечь из криохранилища все образцы данной пациентки, пользуясь ее идентификатором. Такое программное обеспечение систематизирует хранение тысяч замороженных образцов. Оно уменьшает трудоемкость документирования, упрощает работу эмбриологов и предохраняет от ошибок.
Внешняя гарантия качества
Участие в общепризнанной схеме внешней гарантии качества (external quality assurance — EQA) дает много преимуществ, в том числе информацию о сравнительных характеристиках разных методов, знание того, насколько точно сотрудники вашей лаборатории выполняют оценку качества и сообщают ее результаты, повышение доверия со стороны клиницистов и пациентов. Внешний контроль качества позволяет судить, соответствуют ли субъективные оценки гамет и эмбрионов принятым рекомендациям. Сравнение индивидуальных оценок с оценками других профессионалов дает возможность сопоставлять результаты разных клиник. Информация о контроле качества сперматозоидов и классификации эмбрионов доступна на многочисленных интернет-сайтах, например, www.strictl23.com,www.fertaid.com, http://gamete-expert.com/?language=en and http://androexpert.com/ и др. Консалтинговые компании оказывают клиникам ЭКО помощь в улучшении организации работы и обеспечении качества (например, http://www.optimalivf.com.au/ and http://ivfconsultants.com/ embryology.html).
В клинике следует вводить и поддерживать единые для всех подразделений правила и регулярно пересматривать и корректировать их в свете собственного опыта и развития вспомогательных репродуктивных технологий.
Руководство по качеству и стандартной технологии процедур
Каждая лаборатория должна иметь собственное руководство по качеству, всеобъемлющий рабочий документ, охватывающий общую систему управления качеством и каждый ее этап. Оно должно содержать следующую информацию:
а) общую концепцию организации лаборатории, ее штата, качества работы и его обеспечения;
б) описание общей системы управления качеством;
в) структуру лаборатории, круг обязанностей, сферу ответственности и взаимосвязи персонала. Полезно иметь графическую схему организационной структуры и взаимосвязей лаборатории с потребителями ее услуг и другими структурами учреждения;
г) описание документации и системы ее контроля в лаборатории;
д) документальные подтверждения того, что концепция и контроль качества соответствуют стандартам, утвержденным регламентирующими органами.
Важный аспект обеспечения качества — выполнение каждой процедуры соответственно четким стандартным инструкциям. Такие инструкции для лабораторных процедур ЭКО описывают порядок выполнения обычных процедур процесса ЭКО, значимых для его исхода. Цель стандартных инструкций — выполнение процедур точно и всегда одним и тем же способом. Инструкция по выполнению соответствующей процедуры должна быть доступна на рабочем месте, где она производится.
Соблюдение инструкций строго обязательно. Отступления от них допускаются только с письменного разрешения ответственного лица (как правило, руководителя лаборатории), в котором точно указывается порядок измененного выполнения процедуры. Оригиналы инструкций хранятся в надежном месте. С них снимают аутентичные рабочие копии с печатью и (или) подписью руководителя лаборатории.
Стандартные инструкции должны детально описывать выполнение каждой лабораторной процедуры, с тем чтобы она всегда выполнялась единообразно и соответственно требованиям качества. Это снижает риск системных ошибок и служит ориентиром для обучения персонала и руководства его действиями. Инструкции должны быть четким, исключающими двусмысленность, понятными и опытному и неопытному работнику. Каждый этап выполнения процедуры должен быть описан подробно. С новыми или пересмотренными инструкциями до их введения в действие следует ознакомить сотрудников лаборатории, деятельности которых они касаются. Ознакомление и обучение необходимым по новой инструкции приемам надо документировать. Данные пациентов регистрируются в бумажном или электронном формате. При электронной регистрации во избежание потери данных должно быть предусмотрено резервное копирование. Регистрации подлежат и характеристики оборудования и расходных материалов (номер серии или партии, производитель, номер в каталоге или ссылка на него, дата выпуска и срок годности, если это имеет значение), начало и дата каждой страницы записи или ее электронного эквивалента отмечаются. Ошибки следует зачеркивать одной линией. Выявив ошибку, вписывают дату исправления, причины, по которым оно внесено, и ставят подпись.
Для правильного использования инструкций очень важно их должное хранение, своевременное обновление и доступность для персонала. Надлежащая лабораторная практика требует хранения всей документации относительно тестов и исследований за определенный период, в том числе и стандартных инструкций.
Предотвращение ошибок на каждом этапе
При извлечении яйцеклеток в операционной фамилию, имя и год рождения пациентки при ее ясном сознании сверяют производивший извлечение гинеколог, анестезиолог, эмбриолог и медсестра. В некоторых клиниках пациентку просят до извлечения яйцеклетки расписаться на этикетке с ее фамилией и клиническим идентификационным номером, и эмбриолог наклеивает эту этикетку на настольный инкубатор, в котором находятся чашки для яйцеклеток данной пациентки. После аспирации яйцеклеток их идентифицируют и помещают в чашки, маркированные именем, фамилией и годом рождения пациентки. При переносе яйцеклетки в новую чашку для замены культивационной среды сверяют данные и идентификационный номер родительской пары (случая) на прежней и новой чашке. Потенциальный отец маркирует образец своей спермы сам. Далее сперматозоиды обрабатываются в пробирках, маркированных именами и фамилиями обоих партнеров и идентификационным номером пары. Эти данные дважды сверяются с данными регистрации пациентки, в которых тоже имеется регистрационный номер пары. Во избежание ошибок при оплодотворении сверку производят два эмбриолога. Как дополнительную меру предотвращения ошибок при работе со сперматозоидами в крупных лабораториях используют цветную маркировку одноразовых изделий для работы со сперматозоидами. Создана программируемая система радиочастотной идентификации, регистрирующая каждый этап цикла ЭКО (RI Witness). Она отслеживает и регистрирует принадлежность сперматозоидов, яйцеклеток и эмбрионов при очередной манипуляции и дает сигнал тревоги при несовпадении или неполноте регистрационных данных. Наконец, идентификационные данные на культивационной чашке, из которой эмбрион забирают в катетер для переноса в матку, до переноса проверяют оперирующий гинеколог, эмбриолог, медсестра и сама пациентка.
На протяжении всего предшествующего переносу эмбрионов в матку процесса ЭКО необходимо подтверждать идентификацию гамет и эмбрионов всеми доступными методами. Многие современные клиники ЭКО уделяет идентификации большое внимание.
Гарантия бесперебойного действия аппаратуры
Аппаратура лабораторий ЭКО, имеющая микропроцессорное управление, подвержена сбоям в работе, которые могут дорого обойтись развивающимся эмбрионам. Каждая лаборатория, чтобы обеспечить надежность аппаратуры, должна иметь годовые контракты с соответствующими сервисными компаниями на обслуживание аппаратуры, предусматривающие регулярное профилактическое обслуживание и немедленное обслуживание в случае возникновения неполадок с минимумом простоя оборудования. Такие контракты могут включать выплату страховки конечному пользователю в обозначенной сумме. Регулярное профилактическое обслуживание гарантирует раннее обнаружение и устранение неисправностей аппаратуры, прежде чем они нарушат работу.
Заключение
Успешность работы лаборатории ЭКО определяется многими обстоятельствами — компетентностью персонала, качеством аппаратуры, соблюдением стандартных инструкций при осуществлении всех процедур в ходе процесса. Желательно, чтобы лаборатория имела полный набор таких инструкций с самого начала своей деятельности. Разбор с персоналом всех процедур за неделю должен стать частью повседневной работы, направленной на повышение качества.
Книга "Культивирование эмбрионов и организация лаборатории ЭКО: Практическое руководство"
Авторы: Алекс Варгхесе, Петер Шёблум, К. Джаяпракасан
Впервые в России издается уникальное исчерпывающее руководство по организации работы лаборатории ЭКО. Каждая глава книги написана выдающимися профессионалами из разных стран и представляет собой комплекс рекомендаций по выбору наиболее эффективных путей в определенной области вспомогательных репродуктивных технологий. В руководстве представлены вопросы проектирования, планировки и строительства клиник, отвечающих современным требованиям, приведены современные стандарты процедур, повседневно выполняемых ЭКО-лабораториями, отмечается роль контроля и управления качеством для их успешной работы, рассмотрены перспективы клинической эмбриологии.
Особую ценность представляет материал, посвященный серийным программам ЭКО, где освещается передовой опыт рациональных решений всех проблем, снижающих эффективность практикуемых во многих странах программ.
Для профессионалов, управляющих работой ЭКО-клиники или организующих новую лабораторию, акушеров-гинекологов, эмбриологов, специалистов по репродуктивной медицине, эндокринологов, врачей ультразвуковой диагностики, а также студентов.
Морфологическая оценка эмбрионов, полученных с помощью ЭКО, широко применяется в клинической практике и является единственным критерием выбора пригодных для переноса эмбрионов. Корреляция морфологии эмбриона с потенциалом имплантации была подтверждена многочисленными исследованиями.
Как правило, морфологическую оценку эмбрионов проводят каждый день в течение 5-6 дней развития эмбриона in vitro до стадии бластоцисты путем однократных, строго запланированных по времени наблюдений. Несмотря на то что выбор эмбриона(ов) для переноса принято делать на основании морфологии эмбриона непосредственно перед переносом, другие особенности его развития также характеризуют его потенциал. Оценка количества клеток и процента фрагментации эмбрионов на разных этапах развития легла в основу простых систем классификации, одна из которых используется в Великобритании. В других системах классификации используется более комплексный подход к оценке качества эмбрионов, учитывающий дополнительные параметры, например морфологию пронуклеусов. Не так давно на конференции по согласованию единых стандартов оценки эмбрионов в Стамбуле была разработана общая терминология и описаны критерии морфологической оценки ооцитов и эмбрионов, обеспечивающие эффективное сравнение результатов и стандартизацию отчетности.
Эта система классификации, основанная на клинических данных, связывает морфологические параметры эмбриона на разных этапах развития с его жизнеспособностью.
Тем не менее точное определение жизнеспособных эмбрионов из когорты на основе только морфологических параметров не представляется возможным, и это неизбежно снижает вероятность положительного исхода в программах ЭКО. Непреднамеренный выбор непригодного эмбриона и криоконсервация перспективного задерживают получение желаемого результата. Множество данных свидетельствует в пользу того, что отбору эмбрионов, проявляющих оптимальные морфокинетические характеристики, следует уделять больше внимания. Однако оценить морфокинетику (морфологию и скорость прохождения эмбрионом различных этапов преимплантационного развития) невозможно при стандартной инкубации и статичном морфологическом исследовании эмбрионов. Кратковременные наблюдения, традиционно используемые для уменьшения стресса от воздействия окружающей среды на эмбрионы, не дают полной информации о показателях или особенностях развития эмбрионов.
Согласно нескольким отчетам, использование замедленной покадровой съемки как клинического инструмента для анализа серийных изображений эмбрионов в процессе их развития улучшает отбор эмбрионов. Устройства для покадровой съемки, доступные в настоящее время, позволяют фиксировать изображения эмбрионов, развивающихся in vitro, через определенные промежутки времени в течение всего периода культивирования. Продолжительное и непрерывное наблюдение - более совершенный инструмент для изучения и селекции преимплантационных эмбрионов, чем обычная ежедневная микроскопия. Первым прибором, обеспечивающим стабильную непрерывную инкубацию в сочетании с микроскопией, был EmbryoScope. M. Meseguer и соавт. отмечали, что стабильные условия культивирования и использование этой системы для оценки морфокинетических параметров и выбора эмбрионов на 20% увеличивали частоту наступления беременности по сравнению со стандартной инкубацией. Кроме того, технология timelaps позволяет выявить атипичное дробление эмбрионов, которое невозможно обнаружить с помощью традиционных статических методов. Примером атипичного дробления, которое, по некоторым данным, наблюдается достаточно часто, является прямое или быстрое расщепление зиготы на три клетки менее чем за 5 ч.6 Исследование показало, что замедленная покадровая съемка позволяет идентифицировать аномально дробящиеся эмбрионы, которые имеют сниженный потенциал имплантации. В когорте из 1659 перенесенных эмбрионов частота прямого деления на 3 бластомера составила 13,7%, а частота имплантации таких эмбрионов была значительно ниже, чем у эмбрионов с нормальной картиной дробления (1,2 и 20,2% соответственно). Важно отметить, что это относительно распространенное, но клинически патологическое дробление не было обнаружено до появления технологии покадровой визуализации.
Существует множество приложений для обработки timelaps-изображений в соответствии с нуждами лаборатории ЭКО. Они позволяют судить об эффективности традиционных методов статического анализа, прогнозировать жизнеспособность эмбрионов, рассчитывать исходы лечения и оценивать влияние внешних факторов (таких как среда для культивирования или режим стимуляции), отмечать переходные или патологические морфологические признаки, контролировать качество и оптимизировать рабочие протоколы. В этой главе мы рассмотрим практические аспекты получения серийных изображений с помощью замедленной покадровой съемки, использования морфо-кинетических данных для разработки алгоритмов выбора эмбриона и обсудим, как покадровая съемка может помочь стандартизировать данные оценки эмбрионов и улучшить результаты лечения пациентов в клиниках ЭКО.
Выбор и исключение морфокинетических критериев
Наблюдение процесса развития в сочетании с традиционной оценкой морфологии дает исчерпывающую информацию о морфокинетике каждого эмбриона. Материалы, собранные в режиме ручной или автоматической записи изображений через заданные промежутки времени, можно ретроспективно проанализировать и получить сведения об исходе лечения (бластуляции, имплантации, генетическом статусе или родах). Ретроспективный анализ позволяет практикующим специалистам выбирать перспективные и предпочтительные критерии отбора эмбрионов для переноса или криоконсервации.
Замедленную покадровую съемку также целесообразно использовать для поиска исключающих, или отрицательных, критериев развития. Например, если было установлено, что морфокинетическая переменная или событие исключает имплантацию либо связано с другим неблагоприятным клиническим исходом, эмбрионы, проявляющие такое качество, могут быть исключены из числа эмбрионов для переноса независимо от их традиционной морфологи-ческой оценки.
Обработка данных
Морфокинетические данные систем покадровой съемки необходимо группировать в соответствии с результатом переноса эмбрионов, что позволит сравнивать результаты и проводить статистический анализ. С особой тщательностью следует исключать из анализа данные о переносах нескольких эмбрионов, в результате которых развивающихся беременностей и рожденных детей было меньше, чем перенесенных эмбрионов. Аналогично, если после переноса двух эмбрионов возникла беременность двумя плодами, включать в анализ данные таких переносов недопустимо без генетического тестирования, пока не будет точно определено, от одной или нескольких зигот произошла беременность. Из-за широкой вариабельности, характерной для морфокинетических переменных, чтобы избежать искажения результатов при сравнении успешных и неуспешных групп эмбрионов, рекомендуется использовать значение медианы, а не среднее. Как только ключевые значения переменных определены в зависимости от статистической силы имеющихся данных, их можно классифицировать исходя из того, как они связаны с исходом. Это помогает разрабатывать модели и алгоритмы селекции эмбрионов.
Алгоритмы выбора эмбрионов
Биомаркеры, отражающие качество эмбрионов (например, раннее деление на две клетки, наличие агрегатов гЭПР), уже давно применяются в клиниках ЭКО для принятия решения о том, какой эмбрион следует переносить или криоконсервировать, но эта практика имеет ограничения из-за статичности наблюдений и, часто, неустойчивого характера маркеров. Тем не менее эмбриологи могут использовать существующие критерии отбора и в то же время накапливать данные и опыт работы с нововведенной системой замедленной покадровой съемки, постепенно разрабатывая индивидуальную, специфическую систему отбора. Например, вместо того чтобы ориентироваться на время первого деления, соответствующее 25±1 чпи, как рекомендуется в руководствах по оценке эмбрионов, можно оперировать более точным значением, рассчитанным на основе исходов лечения, возможно, учитывая метод инсеминации или индивидуальные особенности пациента. Затем уточненный параметр можно включить в модель отбора эмбрионов.
Первая морфокинетическая модель для отбора эмбрионов, которые с большой вероятностью продолжат развитие до стадии бластоцисты, основывалась на оценке времени прохождения этапов дробления и была опубликована C. C. Wong и соавт. в 2010 г. С тех пор прогнозирование бластуляции как показателя качества эмбрионов, или жизнеспособности, было заменено более надежными клиническими показателями результативности, такими как хромосомный набор эмбриона, потенциал имплантации и успешные роды.
M.Meseguer и соавт. использовали иерархический подход к моделированию, при котором классификация эмбрионов основывалась главным образом на ключевых этапах развития и связанных с ними отрезках времени. При ретроспективном анализе более 500 перенесенных эмбрионов (данные по имплантации были доступны для 247) исследователи обнаружили существенные различия по шести ранним морфокинетическим переменным между эмбрионами, которые имплантировались и не имплантировались. Согласно полученным данным, наиболее значимыми параметрами для прогнозирования успеха имплантации были время, за которое эмбрион достигал 5-клеточной стадии (t5), и продолжительность второго клеточного цикла (сс2; от англ, cell cycle). Модель M. Meseguer и соавт. также включала три исключающих критерия, основанных на их отрицательной связи с имплантацией. Этими критериями были прямое деление на три бластомера, неравный размер и многоядерность бластомеров на стадии четырех клеток. Позднее A.Campbell и соавт. рассмотрели вопрос о том, существует ли разница в морфокинетике эуплоидных и анеуплоидных эмбрионов, на основе данных, полученных после биопсии бластоцист и преимплантационного генетического скрининга. Среди более чем 20 сопоставленных параметров статистически значимую связь имели значения времени начала бластуляции (tSB) и достижения стадии полной бластоцисты (tB), определяемые в соответствии с их системой аннотаций. Исходя из этого, используя пошаговое разделение (структурирование), они представили модель классификации рисков анеуплоидии. Недавно N. Basile и соавт. предложили модель для повышения вероятности выбора эуплоидного эмбриона из когорты, основанную на логистической регрессии, используя морфокинетические данные эмбрионов после биопсии бластомера и преимплантационного генетического скрининга. Они сообщили, что хромосомно сбалансированные и несбалансированные эмбрионы проявляли разные кинетические особенности. Статистически значимыми морфокинетическими переменными в их модели были время дробления от 2 до 5 клеток (t5—12) и продолжительность третьего клеточного цикла (ссЗ = t5—13). Несмотря на то что эуплоидность имеет решающее значение для рождения здорового ребенка, очевидно, что существует множество других эмбриональных и материнских факторов, важных для имплантации и развития эмбриона. По этой причине рождение здорового ребенка, а не плоидность является конечной мерой благоприятного исхода лечения. Именно рождение ребенка использовалось в качестве определяющего критерия в мультипликативной модели раннего отбора дробящихся эмбрионов. В этой модели ключевые переменные и интервалы времени оценивались с точки зрения способности прогнозировать живорождение, что позволило бы использовать их для ранжирования эмбрионов. При сравнении морфокинетических профилей между эмбрионами, которые приводили или не приводили к родам, была найдена достоверная связь с продолжительностью первого деления и первых клеточных циклов. Хотя исследование было выполнено на небольшой выборке, это очень многообещающая модель, так как она показала высокую точность классификации эмбрионов относительно вероятности живорождения (площадь под кривой, показывающей связь чувствительности и специфичности, составила 0,8).
Несмотря на то что к настоящему времени было описано несколько моделей для выбора эмбрионов, основанных на морфокинетике эмбрионов, следует отметить, что эти модели нельзя перенести в другую клиническую лабораторию без каких-либо изменений. Проблема воспроизводимости модели в другой обстановке обусловлена набором факторов, первым из которых является среда для культивирования. Например, сообщалось, что парциальное давление инкубационного газа или среды влияет на морфокинетику эмбрионов наряду с возрастом пациентов или индексом массы тела. Недавно было показано, что описанную выше многовариантную иерархическую модель выбора эмбрионов нельзя перенести без изменений из одной клинической лаборатории в другую. Напротив, модель классификации риска анеуплоидии и прогнозирования имплантации, также упомянутая выше, была успешно протестирована на больших независимых массивах данных. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какие события наиболее важны в развитии эмбриона и могут служить надежными критериями отбора: до активации эмбрионального генома (морфокинетика дробления до 8-клеточной стадии) или более поздняя морфокинетика, отражающая активацию эмбрионального генома. Большинство работ, опубликованных до настоящего времени, были сфокусированы на особенностях дробления эмбриона до 5-клеточной стадии для прогнозирования бластуляции или им-плантации, а не на рождении детей. Наряду с влиянием материнских факторов на имплантацию жизнеспособных эмбрионов, а также анеуплоидии как самой крупной и достоверной причины неудачи «золотым стандартом» оценки исхода лечения должно быть рождение детей. Хотя некоторые из перечисленных параметров более удобны для интерпретации и, возможно, являются более объективными, они могут быть не столь показательными для оценки длительного развития эмбриона и его потенциала после активации эмбрионального генома.
Необходимость консенсуса
В настоящее время не существует единых рекомендаций для специалистов, работающих с замедленной покадровой съемкой в ЭКО. Наряду с учебными семинарами и форумами, которые часто проводят поставщики устройств, у эмбриологов и исследователей существует множество возможностей, чтобы обсуждать и сравнивать оптимальные методы работы. По мере увеличения доли циклов ЭКО, использующих замедленную покадровую съемку, все более приоритетной задачей становится разработка профессиональных рекомендаций для определения, интерпретации и аннотирования изображений. Аннотации представляют собой регистры морфологических и динамических явлений, которые служат основой для индивидуальной оценки и классификации эмбрионов. Единообразие аннотаций, используемых в клинике и в этой области медицины в целом, позволит унифицировать морфокинетическую оценку эмбрионов.
Процесс принятия единой морфокинетической системы выбора эмбрионов обещает быть сложным. Это обусловлено большой неоднородностью опубликованных исследований, посвященных замедленной покадровой съемке, а также отсутствием проспективных рандомизированных контролируемых исследований для полной поддержки концепции. Многие клиники испытывают трудности с набором пациентов для подобных исследований, в связи с чем этот классический критерий научной обоснованности данных не позволяет быстро прийти к общему мнению о морфокинетической системе выбора эмбрионов. Тем не менее такая система чрезвычайно важна, поскольку дает возможность разработать единые принципы аннотирования изображений и терминологию для описания морфокинетических переменных.
Стороннее мнение и подготовка персонала
Одним из ключевых преимуществ использования систем покадровой съемки в лаборатории ЭКО является возможность перемотать, остановить, а также пересмотреть отдельные кадры, чтобы изучить детали и сопутствующие факторы развития эмбриона, не нарушая условий его культивирования. Хранение изображений также позволяет ретроспективно пересматривать их для повторного аннотирования особенностей развития и, возможно, обозначения новых событий, которые ранее остались не описанными (как было отмечено в данном атласе). Кроме того (и это особенно ценно), можно аннотировать дополнительные переменные (например, только для эмбрионов с известными исходами). Такие возможности имеют большое клиническое значение, поскольку помогают находить морфокинетические биомаркеры, коррелирующие с рождением детей.
Контроль и гарантии качества
Эффективность работы лаборатории повышается, когда стандартные манипуляции могут выполнять сразу несколько сотрудников. Серийная покадровая съемка не является исключением, и с введением ее в лабораторную практику просмотр, аннотирование и интерпретация изображений стали рутинными операциями. Там, где задействовано несколько практикующих эмбриологов, риск субъективности и непоследовательности выше, хотя вариации аннотирования могут быть присущи и одному оператору. Для получения максимально точного и объективного отчета о динамичном, часто аномальном, развитии эмбриона необходимо делать непростой выбор между использованием автоматических программ и индивидуальных или коллективных ручных методов аннотирования. Чтобы свести к минимуму субъективность, ключевые переменные для аннотирования рекомендуется определять в стандартном операционном протоколе и регулярно их регистрировать. Поскольку в настоящее время отсутствуют единые рекомендации, стратегию следует разрабатывать в каждой конкретной лаборатории, а затем соблюдать, контролировать и при необходимости уточнять. Основные морфокинетические переменные должны определять и аннотировать опытные специалисты, прошедшие особую подготовку. Некоторые морфокинетические переменные в большей степени подвержены риску субъективной интерпретации, чем другие (например, появление пронуклеусов). Для обеспечения качества аннотирования полезно использовать эталонные изображения.
Наиболее часто регистрируемые морфокинетические переменные соответствуют основным параметрам раннего развития и дробления и включают в себя хронологию появления и исчезновения пронуклеусов, увеличение числа клеток (время до 2, 3, 4, 5, 6 клеток и т.д.), время достижения эмбрионом стадии морулы и бластоцисты. Далее можно вычислить длительность митотических циклов и их синхронность. Кроме того, конкретные аномалии или связанные с ними явления могут быть аннотированы в зависимости от возможностей настройки системы timelaps.
Чтобы поддерживать высокое качество данных, важно регулярно контролировать процесс составления аннотаций, а также их качество и соблюдение стандартного операционного протокола. Это позволит анализировать и выявлять достоверные положительные или отрицательные морфокинетические признаки.
Полученные к настоящему времени результаты свидетельствуют, что многие морфокинетические события регистрируются объективно, но для обеспечения качества крайне важны регулярные аттестации и проверки. L. Sundvall и соавт. с помощью коэффициента внутригрупповой корреляции рассмотрели различия между аннотациями, составленными несколькими операторами, и аннотациями, сделанными одним оператором. Их исследование установило соответствие данных, полученных опытными и новыми пользователями системы timelaps, для большинства морфокинетических переменных, однако показало, что некоторые статические морфологические параметры (такие как многоядерность и равные размеры бластомеров) остаются под угрозой субъективной оценки. Ее можно свести к минимуму при соответствующем контроле и наличии четких определений в стандартном операционном протоколе. В другой работе также обнаружено соответствие результатов, полученных разными операторами, но было показано, как одна неправильная аннотация может исказить результат анализа. Таким образом, до тех пор пока мы не узнаем, как небольшие отклонения от протокола влияют на результат, культуральные чашки и слайды следует подготавливать стандартным способом, а при ручном аннотировании timelaps-изображений все специалисты должны быть максимально объективными.
Перспективы развития
Быстрое развитие и внедрение в практику технологии замедленной покадровой съемки неизбежно. Этому способствует большой интерес к данной технологии профессионалов в области ЭКО, многообещающие клинические результаты, возможность расширить знания врачей и пациентов о развитии эмбриона перед имплантацией и его визуальных особенностях.
Для поддержки новых приложений (таких как интерфейс пациента, улучшенный сбор данных, хранение, совместное использование и удаленный доступ) вместо автономных устройств необходимы компьютерные серверы.
Сервер Zoi (FertiliTech, Дания) является платформой, которая поддерживает безопасный обмен данными внутри клиник, использующих EmbryoScope, и между ними. Данные пациента можно собрать из нескольких связанных инкубаторов и объединить в общем хранилище. Это позволяет специалистам просматривать, аннотировать и выбирать эмбрионы удаленно, что открывает новые возможности для повышения производительности и гибкости. В скором времени также ожидается появление статистических пакетов программного обеспечения, которые позволят контролировать качество и подробно анализировать данные, связанные с построением модели выбора эмбрионов.
Заключение
В этой быстро развивающейся и весьма перспективной области репродуктивной медицины у практикующих специалистов теперь есть дополнительный, становящийся все более надежным инструмент, позволяющий улучшить отбор эмбрионов. Пока неясно, какие пациенты получат наибольшую пользу (значительное повышение вероятности беременности и родов) от этого нового подхода. Чтобы доказать его эффективность, необходимы крупные рандомизированные контролируемые исследования. Но поскольку важно вовремя обнаружить нарушения преимплантационного развития эмбриона, имеет смысл вместо статического метода одномоментной фиксации использовать технологию, которая дает возможность изучать весь процесс в динамике. Чем больше вопросов мы задаем при сопоставлении изображений и обзоре данных, тем больше можем узнать об оптимальном морфокинетическом профиле. Timelaps-технология обладает потенциалом для разработки алгоритмов выбора эмбрионов. Это позволяет определять многочисленные критерии для различных обстоятельств - от индивидуальных особенностей пациента до усредненных условий в лаборатории. Со временем можно будет уточнить оптимальные диапазоны для определенных динамических явлений, которые непосредственно связаны с «нормальным» клеточным циклом, а также выявить новые морфокинетические маркеры жизнеспособности эмбриона.
Замедленная покадровая съемка является инструментом, который не только значительно повышает гибкость протоколов в клинике ЭКО, но также обладает потенциалом для обучения, отработки практических навыков и, самое главное, улучшения клинических результатов.
Книга "Атлас эмбриологии. Последовательные покадровые изображения"
Авторы: Кэмпбел А., Фишела С.
Атлас представляет собой первое в своем роде издание, посвященное новому методу мониторинга и отбора эмбрионов, который выводит современную науку на новый уровень понимания процессов развития. В книге вводятся общие понятия покадровой визуализации, описываются используемые устройства и методы, а также рассматриваются изменения, происходящие в ходе развития in vitro. В каждом разделе атласа содержатся как опубликованные, так и новые расчеты и наблюдения, сделанные с помощью замедленной покадровой съемки. Они сопровождаются последовательными изображениями и описаниями клинических примеров из выборки, насчитывающей свыше 9000 преимплантационных эмбрионов человека. Атлас завершается обзором мнений пациентов, проходящих лечение с помощью ЭКО, об использовании метода замедленной покадровой съемки, который позволяет им наблюдать за развитием их будущих детей. Атлас будет полезен эмбриологам, желающим расширить свои познания о развитии человеческого эмбриона перед имплантацией, а также всем специалистам, занимающимся ЭКО и желающим внедрить эту перспективную технологию в свою практику.
Фундаментальные основы эндовенозной лазерной облитерации (ЭВЛО)
Свет, цвет и хромофоры
Центральное место в понимании механизмов поглощения тканями лазерного излучения занимает понятие хромофора. Хромофором называют имеющее окраску вещество. Ткани растений и животных содержат разнообразные хромофоры, каждый из которых в видимой области спектра поглощает излучение сугубо специфической длины волны. От этого свойства зависит цвет тканей, который мы воспринимаем. Без хромофоров ткани человека и животных бесцветны, а то и вовсе прозрачны. Примерами биологических хромофоров служат: меланин, гемоглобин, родопсин, флавины, порфирины, хлорофиллы, каротиноиды, флавоноиды и многие другие соединения.
Рис. 1.1. Синюшность кожи голени при илиофеморальном тромбозе. Кожа меняет свой цвет на белый при надавливании пальцем
Наглядный пример, демонстрирующий прозрачность биологических тканей — синюшный цвет кожи у пациента с острым илиофеморальным тромбозом, который исчезает при надавливании на кожу пальцем (рис. 1.1). Эпидермис незагоревшего человека европеоидной расы практически прозрачен, а синюшный цвет мы видим за счет цвета крови, содержащейся в расширенном венозном сплетении сосочкового слоя дермы. Стенки вен в этом сплетении тоже прозрачны, поэтому, когда мы пальцем выдавливаем из него кровь, окраска исчезает. Это свойство (прозрачность венозной стенки) используется при склеротерапии, задача которой не столько устранить вену, сколько кровь из нее. В процессе эволюции некоторые животные увидели в этом свойстве хромофоров новую возможность и пошли путем избавления от них, став почти прозрачными. Так Европейский угорь (лат. Anguilla- anguilla), на ранних стадиях развития за свою прозрачность даже получил название «стеклянный угорь». Только его глаза, содержащие хромофор родопсин, выдают животное (рис. 1.2).
Рис. 1.2. «Стеклянный угорь» в процессе эволюции избавился от хромофоров, за исключением пигмента сетчатки глаз, который обеспечивает ему зрение
Цвет хромофора зависит от длины волны, которая падает на вещество и поглощается. Например, гемоглобин интенсивно поглощает часть видимого спектра зеленого цвета. В результате, когда мы смотрим на кровь при дневном свете (смесь всевозможных спектров) короткая часть спектра в т. ч. зеленый поглощается, а красный — нет и, мы видим кровь окрашенную в типичные для нее багровые тона. На этом принципе избирательного поглощения основана лазерная термокоагуляция, как чрез- кожная, так и эндовенозная. Для лазеров с длинами волны видимого света (380-780 нм) этот процесс можно представить следующим образом: в результате поглощения фотона молекула хромофора переходит на более высокий энергетический уровень. Затем часть этой энергии теряется в виде флюоресценции, часть — расходуется на заселение метастабильного триплетного состояния хромофора и нагрев окружающих тканей. Электронно-возбужденные молекулы хромофора (главным образом, триплетные) могут также вступать в химическое взаимодействие с компонентами тканей и кислородом или передавать энергию кислороду. В последнем случае возникает синглетный кислород, который тоже весьма эффективно разрушает биологические структуры.
Несколько по-иному обстоит дело при длинах волн невидимого глазом инфракрасного света. Например, в результате воздействия на ткань инфракрасного света с длиной волны 1300- 1500 нм энергия в основном поглощается молекулами воды (термин «хромофор» в этом случае обычно не применяют). При воздействии инфракрасного излучения диполи воды начинают совершать колебательные движения, и эта их кинетическая энергия расходуется на нагревание среды. Чем больше энергия излучения, тем сильнее колеблются диполи воды и больше происходит нагрев. В этом смысле действие инфракрасного излучения подобно действию микроволнового излучения (тому самому, что используется в микроволновых печках).
В зависимости от степени нагрева в живой ткани происходят различные изменения: при температуре до 40 °C (при отсутствии длительного воздействия) необратимых изменений ткани не возникает; при температуре около 60 °C начинает происходить коагуляция белков; при температуре свыше 300 °C ткань испаряется. Схема эффекта воздействия различной температуры на биоткани приведена в табл. 1.1. При этом не следует забывать, что продолжительность температурного воздействия также обуславливает эффект на ткани.
Таблица 1.1 Изменения, возникающие в биологических тканях в зависимости от нагрева
Единицы измерения лазерного излучения, используемые в клинике
В соответствии с ГОСТ Р 8.780-2012 расчет распределения плотности энергии по облучаемой поверхности должен производиться в джоулях на квадратный сантиметр (Дж/см2), по объему — в джоулях на кубический сантиметр (Дж/см3). Однако для реальной клинической практики расчет потребленной энергии в условиях движения световода внутри сосуда со сложной конфигурацией внутренней поверхности представляется слишком громоздким. Для описания этих процессов врачами используется параметр «линейная плотность энергии», характеризующий количество энергии, поданное на «погонный сантиметр» вены, с размерностью Дж/см (в англоязычной литературе этот параметр обозначается как LEED — Linear Endovenous Energy Density). Однако использование параметра LEED не вполне корректно, оно делает недостоверными результаты сравнительных исследований ЭВЛО при различных энергетических параметрах. Так, например, линейная плотность энергии (LEED) в 50 Дж/см будет при мощности лазерного излучения в 10 Вт и скорости тракции световода 2 мм/с. Такая же линейная плотность энергии в 50 Дж/см будет при мощности в 0,1 Вт и скорости тракции 0,02 мм/с. Такие энергетические условия не только не приведут к облитерации вены, но и вообще не вызовут никаких значимых повреждений в ней. По этой причине в своей практике мы совершенно отказались от применения в каком-либо виде показателя «линейная плотность энергии» (LEED) и во всех протоколах операций и клинических исследований указываем только длину волны, мощность излучения и скорость тракции световода.
Три фазы механизма эндовенозной лазерной облитерации
Понимание физических процессов, происходящих во время ЭВЛО, дает возможность врачу правильно выстраивать тактику термической обработки вен у конкретного пациента, избегая при этом заблуждений относительно универсальности этого метода для всех клинических ситуаций, поскольку ЭВЛО имеет свои ограничения, вытекающие из его механизмов. При этом понимание механизмов позволяет правильно устанавливать показания и выбрать тактику ЭВЛО, что дает возможность получить высокие клинические результаты.
Для понимания этого механизма очень важно выделить главный действующий фактор, повреждающий вену. Вопрос этот не является праздным, так как если бы мы смогли выявить основной повреждающий фактор ЭВЛО, это позволило бы нам научиться не только его измерять, но и контролировать его воздействие на стенку вены. В будущем это сулило бы возможность создания хирургических роботов, которые сами бы рассчитывали необходимые плотность потока энергии и скорость тракции световода, необходимые для надежной облитерации вены.
Со времен публикаций Т. М. Proebstle, предложившего в 2002 году гипотезу пузырьков пара в реализации механизма ЭВЛО, среди специалистов закрепилось мнение, что под действием лазерного излучения на кровь, в просвете сосуда из воды (плазмы) образуется пар. Именно этот пар, хорошо заметный при ультразвуковом сопровождении процедуры ЭВЛО, считался если не главным, то важнейшим агентом, повреждающим стенку вены. Однако данная гипотеза совершенно не учитывала физические свойства самого пара. Достаточно быстро пришло понимание, что водяной пар при ЭВЛО образуется в небольшом количестве и почти никак не участвует в передаче тепла венозной стенке. Связано это с тем, что при нормальном давлении он мгновенно передает тепло окружающему веществу и конденсируется обратно в воду там же, где образовался. Тем не менее, если в процессе ЭВЛО установить датчик ультразвукового сканера так, чтобы визуализировать нижнюю полую вену, практически во всех случаях в ней обнаруживаются пузыри газа, «летящие» в сторону правого предсердия (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Пузыри газа в нижней полой вене, регистрируемые в процессе ЭВЛО. Ультразвуковая сканограмма
Одновременно, в самой большой (малой) подкожной вене можно обнаружить скопления газа (рис. 1.4). По данным ультразвукового исследования, в просвете магистральной вены после ЭВЛО скопления газа сохраняются на протяжении, как минимум, 30 минут. В соответствии с физическими законами, при кипении размер пузырей должен уменьшаться по мере удаления от источника тепла и в результате контакта с более холодной жидкостью. При этом достигнув ненагретого слоя жидкости, они должны исчезать. В реальной вене пузыри не только не уменьшаются, но и сохраняют свою форму и размер длительное время после выключения лазера. Естественно, что переразогретый до температуры выше 100 градусов пар не может сколь-либо длительно сохраняться в подкожной вене, не говоря уже о том, чтобы попасть в нижнюю полую вену. Все это ставит под сомнение сколько-нибудь значимое участие водяного пара в механизме ЭВЛО.
Рис. 1.4. Пузыри газа в стенке вены и вокруг «головки» световода, регистрируемые в процессе ЭВЛО. Ультразвуковая сканограмма
Строго говоря, механизм лазерного воздействия на венозный комплекс должен включать в себя минимум три важных компонента:
• прямое воздействие лазерного излучения;
• воздействие испаряющейся крови;
• воздействие перенагретой рабочей части световода.
Так как кровь является мутной жидкостью, интенсивно рассеивающей и поглощающей световое излучение, изначально считалось, что непосредственного воздействия лазерного излучения на стенку вены практически не происходит. Мы решили проверить эту и другие гипотезы и провели ряд экспериментов. Эксперименты должны были выявить основной из этих трех компонентов механизма нагрева вены. Зная, какой из этих трех компонентов является самым важным, следующим этапом научного поиска мы бы научились его измерять и контролировать, что вплотную приблизило бы нас к созданию роботизированных хирургических комплексов для ЭВЛО, идеально «заваривающих» вену.
Рис. 1.5. Просвет большой подкожной вены после создания тумесцентной анестезии близок к диаметру световода и составляет около 0,8 мм
Для визуализации процессов, происходящих в вене при ЭВЛО мы исходили из того, что при создании местной тумесцентной анестезии вена обжимается вокруг световода, и ее внутренний просвет становится близким к диаметру световода (рис. 1.5). Иными словами, вена из трубки превращается в капилляр, а в капилляре течение жидкости подчиняется своим законам, известным как явления капиллярности. Поэтому мы прежде всего привели диаметр модели вены близко к реальному значению, имеющему место после создания тумесцентной анестезии. В первой фазе опытов в качестве модели вены мы использовали стеклянный капилляр Панченкова, внутренний диаметр которого равен 1 мм. Учитывая, что при создании анестезии вена обжимается вокруг световода неплотно, именно такой диаметр просвета чаще всего бывает в реальной ситуации, что хорошо заметно на ультразвуковых сканограммах (рис. 1.5). Капилляр Панченкова был заполнен гепаринизированной венозной кровью, а в его просвет введен торцевой световод. Извлечение световода выполняли с помощью устройства, обеспечивающего постоянную скорость вытягивания (обратной тракции) — 1 мм/с. Значения энергии излучения составляли 5, 7, 10, 12, 20 Дж в одном импульсе для лазера с длиной волны 1030 нм, и 1, 3, 5, 12 Дж — для лазера 1470 нм. Во всех случаях использовали псевдонепрерывный режим с длиной импульса в 1 секунду и интервалом между импульсами — 0,01 с.
Полное выгорание крови из капилляра и разогрев торца световода до очень высоких температур происходили при достижении линейной плотности потока энергии в 10 Дж/см для лазера 1470 нм и 70 Дж/см для лазера с длиной волны 1030 нм (рис. 1.6). Учитывая, что в реальной клинике такие параметры излучения являются недостаточными для облитерации вены, мы пришли к выводу, что тепловое воздействие испарившейся крови на стенку вены недостаточно для ее «закрытия». При этом, следует понимать, что просвет вены уже ничего, кроме прозрачного газа не содержит, а значит ничто не препятствует прямому воздействию лазерного излучения на венозную стенку. Образовавшаяся на стенках вены сажа (продукты выгорания крови) дополнительно интенсивно поглощает это излучение и, разогреваясь, также оказывает температурное воздействие на венозную стенку.
Следующий возможный кандидат на основной повреждающий фактор ЭВЛО — прямое воздействие перегретого торца световода на стенку вены. Провести прямую термометрию рабочего торца световода технически весьма сложно. Однако его температуру можно измерить косвенным путем, по цвету его излучения или цвету каления. Цвета каления — это цвета свечения тела, раскаленного до высокой температуры. Спектр теплового излучения зависит от температуры, поэтому, наблюдая цвета каления, можно оценить температуру тела, что часто применяется при термообработке и ковке железа. До изобретения бесконтактных термометров это было единственным способом судить о температуре металла. Сокращенные названия цветов каления (примерно 700 °C — «красное каление», более 1300 °C — «белое каление») часто используются металлургами вместо указания температуры. Примерно таким способом, но с использованием современных цветовых шкал, при всех энергетических параметрах, вне зависимости от мощности излучения, мы определяли температуру рабочей части световода от 700 °C и выше. Причем эта температура постоянно и непредсказуемо менялась, что, вероятно, связано с количеством образующегося на торце световода нагара. Логично предположить, что столь высокая температура торца световода не может не оказывать воздействия на венозную стенку. А раз так, то ЭВЛО, может быть, является аналогом обычного «паяльника» нагревающего вену? Для подтверждения этой гипотезы в одной из серий опытов мы вводили в просвет капилляра Панченкова тонкую (0,2 мм) оловянную проволоку, имеющую температуру плавления 232 °C и удельную теплоту плавления 60 кДж/кг (рис. 1.7). Моделировали процесс ЭВЛО со скоростью тракции световода 1 мм/с и энергетическими параметрами, как и в предыдущих опытах. Идея заключалась в том, что разогретый до температур 700 °C и выше торец световода обязательно расплавит олово и мы докажем, что основной альтерирующий фактор при ЭВЛО — это раскаленный торец световода, фактически являющийся, как ни печально звучит, примитивным «паяльником» в просвете вены. Однако, к своему удивлению, ни в одном случае целой серии экспериментов мы не получили расплавления проволоки под воздействием раскаленного торца световода (рис. 1.8).
Рис. 1.7. В капилляр по всей длине введена оловянная проволока. При тракции световода раскаленный его торец проходит в непосредственной близости от проволоки
Рис. 1.8. После извлечения из капилляра оловянная проволока покрыта черным нагаром, но не оплавлена
Чем же вызван этот парадокс: разогретый до температур 800 °C и выше торец световода и отсутствие повреждения стенки вены, неизбежно с ним соприкасавшейся? Определенно это напоминало цирковой номер, при котором фокусник опускал руку в расплавленное олово и не получал ожогов. Видео с такими номерами в достаточном количестве можно найти на YouTube. Эти номера производят сильное впечатление на неискушенного зрителя. А секрет этих фокусов очень прост: из-за значительной разницы температур, при контакте влажной руки с расплавленным металлом возникает так называемый эффект пленочного кипения. Данный феномен обусловлен практически мгновенным испарением воды с влажной кисти (для того, чтобы все получилось, фокусник предварительно незаметно смачивает руку) и образованием тонкой прослойки пара между кистью руки и расплавленным металлом. Пар, как известно, обладает очень низкой теплопроводностью и, если руку в тигле долго не держать, ожога не возникает. Этот же эффект пленочного кипения и «виноват» в том, что во время ЭВЛО происходит прямая передача тепла от переразогретого торца световода к вене, если контакт кратковременен, ожога интимы не возникнет.
Таким образом, результаты исследования показали, что физические явления, происходящие во время ЭВЛО, можно условно разделить на три фазы:
Испарение крови при подаче первых импульсов. Этот период длится от долей секунды при высоких значениях плотности потока энергии до 5-6 секунд при его минимальных значениях. Под влиянием лазерного излучения и раскаленного до экстремальных температур торца световода происходит выпаривание крови с образованием газа, состоящего из продуктов горения. Сгоревшие органические вещества в виде сажи откладываются на интиме. После полного выпаривания вены, ее просвет остается заполненным газом.
Поскольку кровь испарилась и вену заполняет прозрачный газ, в эту фазу начинает реализовываться непосредственное воздействие лазерного излучения на венозную стенку. Именно непосредственное воздействие излучения лазера на вену, с нашей точки зрения, является основным фактором в реализации механизма ЭВЛО. От воздействия высокой температуры раскаленного торца световода интиму защищает эффект пленочного кипения.
Если тракции световода не происходит или она производится слишком медленно, кровь полностью испаряется, и эффект пленочного кипения исчезает. С этого момента перегретая рабочая часть световода начинает оказывать прямое термическое воздействие на вену.
Данный механизм является универсальным, т. е. независимым от длины волны лазерного излучения, его мощности и типа световода. При изменении мощности излучения и типов световодов меняется только соотношение длительности этих фаз. Использование радиальных или цилиндрических световодов, которые излучают «вбок», значительно укорачивает 1 фазу. Причиной этому служит то, что у них (в отличие от торцевых световодов) меньше прослойка крови между головкой световода и стенкой вены. Соответственно, гораздо меньше энергии теряется на «сжигание» этой прослойки крови. У радиальных световодов (особенно изготовленных из дешевых сортов кварца) часто ощутимо удлиняется 3 фаза, что обусловлено разогревом самой колбы рабочей части световода и «пригоранию» ее к стенке вены. Это выражается в «залипании» световода, столь явно ощущаемого хирургами при выполнении тракции.
Данная монография обобщает пятнадцатилетний опыт использования эндовенозной лазерной облитерации (ЭВЛО). Анализ представленного материала охватывает более 10 тысяч пациентов с варикозной болезнью, которым выполнялась ЭВЛО в клиниках Национального медико-хирургического центра им. Н. И. Пирогова, где под руководством президента Пироговского центра академика РАН Ю.Л. Шевченко активно внедряются в практику современные эндоваскулярные технологии.
В настоящей монографии изложены фундаментальные основы эндовенозной лазерной облитерации. Рассмотрена история развития этого метода с позиции жизненного цикла инновации. Представлены некоторые концепции, освещающие основы этиологии и патогенеза варикозной трансформации. Получены экспериментальные, ультразвуковые и морфологические данные, отражающие механизм ЭВЛО с математическим моделированием процессов, происходящих при том в вене. Подробно описаны анатомические варианты варикозной трансформации с обоснованием выбора тактики и техники ЭВЛО на различных бассейнах венозной системы нижних конечностей. Детальному анализу подвергнуты опасности и осложнения ЭВЛО, изучены отдаленные результаты на большом клиническом материале. В приложении для практических врачей представлены нормативные материалы по правилам эксплуатации техники для ЭВЛО, инструкция по проведению работ с лазерными аппаратами, а также требования к медицинским документам при проведении работ с лазерными аппаратами и инструкция по оказанию первой помощи при повреждении лазером.
Монография предназначена не только для флебологов и сосудистых хирургов, но и хирургов общей практики, врачей ультразвуковой и рентгенэндоваскулярной диагностики, а также студентов медицинских вузов.
Содержание книги "Эндовенозная лазерная облитерация"
Глава 1. Фундаментальные основы эндовенозной лазерной облитерации 1.1. Свет, цвет и хромофоры 1.2. Единицы измерения лазерного излучения, используемые в клинике 1.3. Три фазы механизма эндовенозной лазерной облитерации 1.4. Основная задача эндовенозной термооблитерации — необратимо разрушить коллаген венозной стенки. 1.5. Оптические свойства тканей венозного комплекса 1.6. Математическое моделирование эндовенозной лазерной облитерации 1.7. Причины и условия образования перфораций венозной стенки во время ЭВЛО Глава 2. Развитие метода эндовенозной лазерной облитерации с точки зрения жизненного цикла инноваций Глава 3. Этиология и патогенез варикозной трансформации вен Глава 4. Эндовенозная лазерная облитерация в лечении варикозной болезни 4.1. Показания и противопоказания к ЭВЛО 4.2. Техника проведения ЭВЛО 4.3. Тактика ЭВЛО при разных вариантах распространения рефлюксов 4.3.1. Тактика ЭВЛО в бассейне БПВ 4.3.2. Тактика ЭВЛО в бассейне МПВ 4.3.3. Тактика ЭВЛО «внесафенных» вен 4.3.4. Тактика ЭВЛО в особых случаях Глава 5. Ошибки, опасности и осложнения при проведении ЭВЛО Глава 6. Отдаленные результаты ЭВЛО Заключение
