asurgeryАмбулаторная хирургияAmbulatornaya khirurgiya = Ambulatory Surgery (Russia)2712-87412782-2591ООО «ГРУППА РЕМЕДИУМ»10.21518/akh2023-017asurgery-377Research ArticleОБМЕН ОПЫТОМEXCHANGE OF EXPERIENCE | PRACTICEОценка морфологических изменений венозной стенки в результате облитерации с применением низкочастотного внутрисосудистого ультразвука в животной моделиA histological study of vessel wall reaction after endovenous ultrasound ablation in an animal modelhttps://orcid.org/0000-0001-7267-7369ГавриленкоА. В.GavrilenkoA. V.

Гавриленко Александр Васильевич, академик РАН, д.м.н., профессор, заведующий отделением сосудистой хирургии 

119991, Москва, Абрикосовский переулок, д. 2;119435, Москва, Большая Пироговская ул., д. 2, стр. 4

Alexandеr V. Gavrilenko, Academician of RAS, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Vascular Surgery Department 

2, Abrikosovsky Lane, Moscow, 119991;2, Bldg. 4, Bolshaya Pirogovskaya St., Moscow, 119435

a.v.gavrilenko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6590-2425ВахратьянП. Е.VakhratyanP. E.

Вахратьян Павел Евгеньевич, д.м.н., доцент, сердечно-сосудистый хирург отделения сосудистой хирургии 

119991, Москва, Абрикосовский переулок, д. 2

Pavel E. Vakhratyan, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor, Vascular Surgeon, Vascular Surgery Department 

2, Abrikosovsky Lane, Moscow, 119991

vahratian@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2789-3107АракелянА. Г.ArakelyanA. G.

Аракелян Амаля Гагиковна, аспирант, сердечно-сосудистый хирург 

119435, Москва, Большая Пироговская ул., д. 2, стр. 4

Amalya G. Arakelyan, Postgraduate Student, Vascular Surgeon 

2, Bldg. 4, Bolshaya Pirogovskaya St., Moscow, 119435

amalya.arackelian@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8359-1819БордеА. С.BordeA. S.

Борде Анна Сергеевна, к.т.н., ассистент кафедры биомедицинских технических систем 

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

Anna S. Borde, Cand. Sci. (Eng.), Assistant, Biomedical Technical Systems Department 

5, Bldg. 1, 2nd Bauman St., Moscow, 105005

borde@bmstu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5601-0465ИвановаЕ. И.IvanovaE. I.

Иванова Елена Ильнична, врач-патологоанатом патоморфологического отделения 

119991, Москва, Абрикосовский переулок, д. 2;119435, Москва, Большая Пироговская ул., д. 2, стр. 4

Elena I. Ivanova, Pathologist, Anatomical Pathology Department 

2, Abrikosovsky Lane, Moscow, 119991;2, Bldg. 4, Bolshaya Pirogovskaya St., Moscow, 119435

ellen151@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9890-5267ЩукинС. И.ShchukinS. I.

Щукин Сергей Игоревич, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Медико-технические информационные технологии» 

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

Sergey I. Shchukin, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Medical Engineering Information Technologies Department 

5, Bldg. 1, 2nd Bauman St., Moscow, 105005

schookin@bmstu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3301-2561СамородовА. В.SamorodovA. V.

Самородов Андрей Владимирович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой биомедицинских технических систем 

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1

Andrey V. Samorodov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of the Biomedical Technical Systems Department 

5, Bldg. 1, 2nd Bauman St., Moscow, 105005

avs@bmstu.ruРоссийский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)РоссияRussian Scientific Center of Surgery named after Academician B.V. Petrovsky; Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian FederationРоссийский научный центр хирургии имени академика Б.В. ПетровскогоРоссияRussian Scientific Center of Surgery named after Academician B.V. PetrovskyRussian FederationПервый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)РоссияSechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian FederationМосковский государственный технический университет имени Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation202306102023202160169Copyright © Гавриленко А.В., Вахратьян П.Е., Аракелян А.Г., Борде А.С., Иванова Е.И., Щукин С.И., Самородов А.В., 20232023Гавриленко А.В., Вахратьян П.Е., Аракелян А.Г., Борде А.С., Иванова Е.И., Щукин С.И., Самородов А.В.Gavrilenko A.V., Vakhratyan P.E., Arakelyan A.G., Borde A.S., Ivanova E.I., Shchukin S.I., Samorodov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.a-surgeon.ru/jour/article/view/377

Введение. Наряду с общепризнанными тепловыми методами абляции подкожных вен, при варикозном расширении привлекательным становится использование нетепловых и комбинированных методов. Благодаря разнообразию механизмов воздействия перспективной технологией для выполнения широкого спектра малоинвазивных внутрисосудистых операций, в т. ч. для лечения варикозной болезни, является низкочастотный ультразвук. Цель. Выяснить механизм действия нового метода эндовенозного лечения варикозной болезни вен нижних конечностей с использованием низкочастотного ультразвука и оценить его влияние на повреждение венозной стенки и облитерацию венозного просвета в животной модели. Материалы и методы. Тридцать четыре медиальные ветви центральной вены уха (ЦВУ) 17 кроликов были обработаны согласно протоколу хронического эксперимента. Шесть бедренных вен трех кроликов были обработаны в остром эксперименте и исследованы спустя 45 мин после воздействия. В хроническом эксперименте медиальные ветви ЦВУ были разделены на четыре группы в зависимости от времени наблюдения и типа воздействия: (0) 30 дней, контрольная процедура; (1) 60 дней, ультразвуковая абляция; (2) 95 дней, ультразвуковая абляция; (3) 138 дней, ультразвуковая абляция. Результаты. После ультразвукового воздействия облитерация венозного просвета наблюдалась в 29 из 30 медиальных ветвей ЦВУ (97%). Гистологическое исследование показало признаки теплового и механического повреждения венозной стенки, такие как абразия эндотелия и прогрессирование фиброза в tunica media и tunica adventitia. Окклюзированные сегменты состояли в основном из клеточного фиброзного материала. В остром эксперименте гистологически подтверждено повреждение всех слоев венозной стенки. Обсуждение. Ультразвуковая абляция приводит к однородному и равномерному повреждению венозной стенки. Результаты исследования позволяют выдвинуть гипотезу о том, что ультразвуковое воздействие приводит к венозной окклюзии вследствие аддитивного термомеханического механизма повреждения сосудистой стенки. Выводы. Эндовенозная ультразвуковая абляция приводит к схожей с эндовенозной лазерной абляции (ЭВЛА) и радиочастотной абляции (РЧА) картине теплового повреждения, а также к механическому разрушению эндотелия аналогично механохимической абляции (МХА). Спустя четыре месяца после ультразвуковой абляции частота окклюзии составила 90%.

Introduction. Along with the generally accepted thermal methods of saphenous varicose veins ablation, the use of non-thermal and combined methods becomes attractive. Due to the variety of mechanisms of action, low-frequency ultrasound is a promising technology for performing a wide range of minimally invasive intravascular operations, including the treatment of varicose veins. Aim. To elucidate the mechanism of action of a novel endovenous ultrasound ablation method and evaluate its effect on vein wall injury and lumen occlusion in an animal model. Materials and methods. A total of 34 central ear vein (CEV) medial ramus were treated in 17 rabbits according to the follow-up protocol. Six femoral veins from three rabbits enrolled into the acute experiment were harvested 45 min after the procedure. All treated CEV medial ramus in the follow-up experiment were divided into four treatment groups with an observation time of: (0) 30 days, control procedure; (1) 60 days, ultrasound ablation; (2) 95 days, ultrasound ablation; (3) 138 days, ultrasound ablation. Results. Occlusion was achieved in all but one CEV medial ramus (29/30; 97%) treated with ultrasound. Histologic examination of treated veins showed heat- and mechanical-induced changes in the vein wall, such as abrasion of the endothelium and fibrotic lesions in the tunica media and tunica adventitia. The occluded segments consisted mainly of cellular fibrotic material. In the acute group, histological evidence of damage to all vessel wall layers was found. Discussion. Ultrasound ablation results in homogeneous and uniform damage to the venous wall. The results of this study suggest that the ultrasound treatment leads to venous occlusion by the additive thermomechanical mechanism of damage to the vessel wall. Conclusions. Endovenous ultrasound ablation showed a similar pattern of thermal damage as endovenous laser (EVLA) and radiofrequency ablation (RFA) and damage to the endothelium as mechanochemical ablation (MOCA). Four months after ultrasound ablation, the occlusion rate was 90%.

эндовенозная абляциятермооблитерациянетермическая облитерациянизкочастотный ультразвукварикозная болезньendovenous ablationlow-frequency ultrasound therapyvaricose veinsvaricose veins therapysaphenous veinReferencesGloviczki P, Lawrence PF, Wasan SM, Meissner MH, Almeida J, Brown KR et al. The 2022 Society for Vascular Surgery, American Venous Forum, and American Vein and Lymphatic Society Clinical Practice Guidelines for the Management of Varicose Veins of the Lower Extremities. Part I. Duplex Scanning and Treatment of Superficial Truncal Reflux. J Vasc surgery Venous Lymphat Disord. 2023;11(2):231–261. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2022.09.004.Gloviczki P, Lawrence PF, Wasan SM, Meissner MH, Almeida J, Brown KR et al. The 2022 Society for Vascular Surgery, American Venous Forum, and American Vein and Lymphatic Society Clinical Practice Guidelines for the Management of Varicose Veins of the Lower Extremities. Part I. Duplex Scanning and Treatment of Superficial Truncal Reflux. J Vasc surgery Venous Lymphat Disord. 2023;11(2):231–261. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2022.09.004.Farah MH, Nayfeh T, Urtecho M, Hasan B, Amin M, Sen I et al. A systematic review supporting the Society for Vascular Surgery, the American Venous Forum, and the American Vein and Lymphatic Society guidelines on the management of varicose veins. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2022;10(5):1155–1171. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2021.08.011.Farah MH, Nayfeh T, Urtecho M, Hasan B, Amin M, Sen I et al. A systematic review supporting the Society for Vascular Surgery, the American Venous Forum, and the American Vein and Lymphatic Society guidelines on the management of varicose veins. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2022;10(5):1155–1171. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2021.08.011.Epstein D, Bootun R, Diop M, Ortega-Ortega M, Lane TRA, Davies AH. Cost-effectiveness analysis of current varicose veins treatments. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2022;10(2):504–513.e7. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2021.05.014.Epstein D, Bootun R, Diop M, Ortega-Ortega M, Lane TRA, Davies AH. Cost-effectiveness analysis of current varicose veins treatments. J Vasc Surg Venous Lymphat Disord. 2022;10(2):504–513.e7. https://doi.org/10.1016/j.jvsv.2021.05.014.Whiteley MS, Shiangoli I, Dos Santos SJ, Dabbs EB, Fernandez-Hart TJ, Holdstock JM. Fifteen Year Results of Radiofrequency Ablation, Using VNUS Closure, for the Abolition of Truncal Venous Reflux in Patients with Varicose Veins. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;54(3): 357–362. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2017.06.001.Whiteley MS, Shiangoli I, Dos Santos SJ, Dabbs EB, Fernandez-Hart TJ, Holdstock JM. Fifteen Year Results of Radiofrequency Ablation, Using VNUS Closure, for the Abolition of Truncal Venous Reflux in Patients with Varicose Veins. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;54(3): 357–362. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2017.06.001.Park I. Initial outcomes of endovenous laser ablation with 1940 nm diode laser in the treatment of incompetent saphenous veins. Vascular. 2019;27(1):27–32. https://doi.org/10.1177/1708538118797860.Park I. Initial outcomes of endovenous laser ablation with 1940 nm diode laser in the treatment of incompetent saphenous veins. Vascular. 2019;27(1):27–32. https://doi.org/10.1177/1708538118797860.Setia A, Schmedt C, Beisswenger A, Dikic S, Demhasaj S, Setia O et al. Safety and efficacy of endovenous laser ablation (EVLA) using 1940 nm and radial emitting fiber: 3-year results of a prospective, non-randomized study and comparison with 1470 nm. Lasers Surg Med. 2022;54(4):511–522. https://doi.org/10.1002/lsm.23500.Setia A, Schmedt C, Beisswenger A, Dikic S, Demhasaj S, Setia O et al. Safety and efficacy of endovenous laser ablation (EVLA) using 1940 nm and radial emitting fiber: 3-year results of a prospective, non-randomized study and comparison with 1470 nm. Lasers Surg Med. 2022;54(4):511–522. https://doi.org/10.1002/lsm.23500.Siegel RJ (ed). Ultrasound Angioplasty. Springer US; 1996. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-1243-7.Siegel RJ (ed). Ultrasound Angioplasty. Springer US; 1996. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-1243-7.Pokrovsky AV, Savrasov GV, Danilin EI, Chepelenko GV, Antusevas AF, Kavaliauskiene Z. Ultrasonic Endarterectomy for Long Superficial Femoral Artery Atherosclerotic Occlusive Disease. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2006;32(6):657–662. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2006.07.006.Pokrovsky AV, Savrasov GV, Danilin EI, Chepelenko GV, Antusevas AF, Kavaliauskiene Z. Ultrasonic Endarterectomy for Long Superficial Femoral Artery Atherosclerotic Occlusive Disease. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2006;32(6):657–662. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2006.07.006.O’Daly BJ, Morris E, Gavin GP, O’Byrne JM, McGuinness GB. High-power low-frequency ultrasound: A review of tissue dissection and ablation in medicine and surgery. J Mater Process Technol. 2008;200(1–3):38–58. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.041.O’Daly BJ, Morris E, Gavin GP, O’Byrne JM, McGuinness GB. High-power low-frequency ultrasound: A review of tissue dissection and ablation in medicine and surgery. J Mater Process Technol. 2008;200(1–3):38–58. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.11.041.Savrasov GV, Al’kov SV, Ershov YA. The Development of Ultrasound Technologies in Medicine. Biomed Eng (NY). 2019;53(3):211–216. https://doi.org/10.1007/s10527-019-09911-2.Savrasov GV, Al’kov SV, Ershov YA. The Development of Ultrasound Technologies in Medicine. Biomed Eng (NY). 2019;53(3):211–216. https://doi.org/10.1007/s10527-019-09911-2.Borde AS, Savrasov GV. Mathematical modeling of varicose veins ultrasound heating. In: 2019 IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems, COMCAS 2019. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.; 2019. https://doi.org/10.1109/COMCAS44984.2019.8958371.Borde AS, Savrasov GV. Mathematical modeling of varicose veins ultrasound heating. In: 2019 IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems, COMCAS 2019. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.; 2019. https://doi.org/10.1109/COMCAS44984.2019.8958371.Borde AS, Savrasov GV, Belikov NV, Khaydukova IV, Borde BI. Numerical modeling of the impact on the vascular wall during endovenous ultrasound treatment. Med Eng Phys. 2022;100:103745. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2021.103745.Borde AS, Savrasov GV, Belikov NV, Khaydukova IV, Borde BI. Numerical modeling of the impact on the vascular wall during endovenous ultrasound treatment. Med Eng Phys. 2022;100:103745. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2021.103745.Саврасов ГВ, Гавриленко АВ, Борде АС, Иванова АГ, Федоров ДН, Аракелян АГ. Перспективы и особенности технологии ультразвуковой облитерации подкожных вен нижних конечностей. Ангиология и сосудистая хирургия. 2019;25(1):59. Режим доступа: https://www.angiolsurgery.org/magazine/2019/1/8.htm.Savrasov GV, Gavrilenko AV, Borde AS, Ivanova AG, Fedorov DN, Arakelian AG. Prospects and peculiarities of the procedure of ultrasound ablation of subcutaneous veins of the lower limbs. Angiology and Vascular Surgery. 2019;25(1):59. (In Russ.) Available at: https://www.angiolsurgery.org/magazine/2019/1/8.htm.Борде АС, Беликов НВ, Соколова ДЮ. Экспериментальное исследование нагрева вены в процессе эндовенозной ультразвуковой облитерации in vitro. Политехнический моложежный журнал МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2021;(9). https://doi.org/10.18698/2541-8009-2021-9-733.Borde AS, Belikov NV, Sokolova DYu. Experimental study of vein heating during endovenous ultrasound obliteration in vitro. Politechnical Student Journal of BMSTU. 2021;(9). (In Russ.) https://doi.org/10.18698/2541-8009-2021-9-733.Kieser M, Wassmer G. On the Use of the Upper Confidence Limit for the Variance from a Pilot Sample for Sample Size Determination. Biometrical J. 1996;38(8):941–949. https://doi.org/10.1002/bimj.4710380806.Kieser M, Wassmer G. On the Use of the Upper Confidence Limit for the Variance from a Pilot Sample for Sample Size Determination. Biometrical J. 1996;38(8):941–949. https://doi.org/10.1002/bimj.4710380806.Vuylsteke M, Van Dorpe J, Roelens J, De Bo T, Mordon S, Fourneau I. Intraluminal fibre-tip centring can improve endovenous laser ablation: A histological study. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2010;40(1):110–116. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2009.09.013.Vuylsteke M, Van Dorpe J, Roelens J, De Bo T, Mordon S, Fourneau I. Intraluminal fibre-tip centring can improve endovenous laser ablation: A histological study. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2010;40(1):110–116. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2009.09.013.Van Den Bos RR, Milleret R, Neumann M, Nijsten T. Proof-of-principle study of steam ablation as novel thermal therapy for saphenous varicose veins. J Vasc Surg. 2011;53(1):181–186. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2010.06.171.Van Den Bos RR, Milleret R, Neumann M, Nijsten T. Proof-of-principle study of steam ablation as novel thermal therapy for saphenous varicose veins. J Vasc Surg. 2011;53(1):181–186. https://doi.org/10.1016/j.jvs.2010.06.171.Boersma D, van Haelst STW, van Eekeren RRJP, Vink A, Reijnen MMJP, de Vries JPPM, de Borst GJ. Macroscopic and Histologic Analysis of Vessel Wall Reaction After Mechanochemical Endovenous Ablation Using the ClariVein OC Device in an Animal Model. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;53(2):290–298. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2016.11.024.Boersma D, van Haelst STW, van Eekeren RRJP, Vink A, Reijnen MMJP, de Vries JPPM, de Borst GJ. Macroscopic and Histologic Analysis of Vessel Wall Reaction After Mechanochemical Endovenous Ablation Using the ClariVein OC Device in an Animal Model. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2017;53(2):290–298. https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2016.11.024.Cowpland CA, Cleese AL, Whiteley MS. Factors affecting optimal linear endovenous energy density for endovenous laser ablation in incompetent lower limb truncal veins – A review of the clinical evidence. Phlebology. 2017;32(5):299–306. https://doi.org/10.1177/0268355516648067.Cowpland CA, Cleese AL, Whiteley MS. Factors affecting optimal linear endovenous energy density for endovenous laser ablation in incompetent lower limb truncal veins – A review of the clinical evidence. Phlebology. 2017;32(5):299–306. https://doi.org/10.1177/0268355516648067.Bevan JA, Hosmer DW, Ljung B, Pegram BL, Su C. Innervation pattern and neurogenic response of rabbit veins. J of Vasc Res. 1974;11(3):172–182. https://doi.org/10.1159/000158010.Bevan JA, Hosmer DW, Ljung B, Pegram BL, Su C. Innervation pattern and neurogenic response of rabbit veins. J of Vasc Res. 1974;11(3):172–182. https://doi.org/10.1159/000158010.Саврасов ГВ, Гавриленко АВ, Борде АС, Беликов НВ, Хайдукова ИВ, Селиверстова ИА, Солнцева АД. Сравнение механических параметров большой подкожной вены при различных условиях тестирования. В: Уральский симпозиум по биомедицинской инженерии, радиоэлектронике и информационным технологиям (USBEREIT). Екатеринбург, 25–26 апреля 2019 г. IEEE Xplore; 2019, pp. 44–47. https://doi.org/10.1109/USBEREIT.2019.8736610.Саврасов ГВ, Гавриленко АВ, Борде АС, Беликов НВ, Хайдукова ИВ, Селиверстова ИА, Солнцева АД. Сравнение механических параметров большой подкожной вены при различных условиях тестирования. В: Уральский симпозиум по биомедицинской инженерии, радиоэлектронике и информационным технологиям (USBEREIT). Екатеринбург, 25–26 апреля 2019 г. IEEE Xplore; 2019, pp. 44–47. https://doi.org/10.1109/USBEREIT.2019.8736610.Weiss RA. Comparison of Endovenous Radiofrequency Versus 810 nm Diode Laser Occlusion of Large Veins in an Animal Model. Dermatologic Surg. 2002;28(1):56–61. https://doi.org/10.1046/j.1524-4725.2002.01191.x.Weiss RA. Comparison of Endovenous Radiofrequency Versus 810 nm Diode Laser Occlusion of Large Veins in an Animal Model. Dermatologic Surg. 2002;28(1):56–61. https://doi.org/10.1046/j.1524-4725.2002.01191.x.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.