Laser technologies in treatment of arterial pathology

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

INTRODUCTION: Cardiovascular diseases hold a leading position in the structure of mortality in the world. Laser technologies permit to improve the outcomes of endovascular and surgical treatment of various forms of the coronary heart disease and diseases of peripheral arteries. Despite the development of technologies, laser angioplasty and endarterectomy are associated with a number of complications and often require additional intervention.

AIM: To analyze currently available data on the use of lasers in treatment of arterial pathology.

According to the results of analysis of the modern literature, the use of lasers confidently occupies its niche in endovascular treatment of acute coronary syndrome, chronic occlusions of the coronary and peripheral arteries, permits to optimize the results of stenting and balloon angioplasty. One main disadvantage of laser angioplasty is that in most cases the procedure combines with stenting and/or balloon angioplasty and requires more contrast agent and longer operation time. Large-scale studies on the open laser endarterectomy have not been conducted.

CONCLUSION: Further study of the effect of laser on an atherosclerotic plaque and vessel wall in the open endarterectomy is a promising trend that may probably reduce the incidence of perioperative complications and improve long-term results of surgical treatment of diseases of peripheral arteries.

About the authors

Il'ya N. Staroverov

Yaroslavl State Medical University; Regional Clinical Hospital, Yaroslavl

Email: istaroverov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9855-9467
SPIN-code: 8011-7176
ResearcherId: М-8174-2014

MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Yaroslavl; Yaroslavl

Mikhail V. Il'in

Yaroslavl State Medical University

Email: michael_ilyin@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6278-374X
SPIN-code: 2936-4312

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Yaroslavl

Aleksandr V. Tikhov

A. Tikhov Eye Laser Microsurgery Clinic

Email: j33@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-7983-8898
SPIN-code: 7593-1232
Russian Federation, Yaroslavl

Stanislav O. Churakov

Yaroslavl State Medical University; Regional Clinical Hospital, Yaroslavl

Author for correspondence.
Email: churakov-stas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4589-0898
SPIN-code: 4126-4927

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Yaroslavl; Yaroslavl

Oksana M. Lonchakova

Yaroslavl State Medical University; Regional Clinical Hospital, Yaroslavl

Email: omloncha@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4507-6693
SPIN-code: 8360-6161
ResearcherId: A-9321-2019

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Yaroslavl; Yaroslavl

Mame F. Dzhavoyan

Yaroslavl State Medical University

Email: dzhavoyanmame@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-5448-6763
SPIN-code: 6083-6947
Russian Federation, Yaroslavl

References

  1. McGuff PE, Bushnell D, Soroff HS, et al. Studies of the surgical applications of laser (light amplification by stimulated emission of radiation). Surg Forum. 1963;14:143–5.
  2. Chatelain P, Meier B, de la Serna F, et al. Success with coronary angioplasty as seen at demonstrations of procedure. Lancet. 1992; 340(8829):1202–5. doi: 10.1016/0140-6736(92)92900-z
  3. McQuillan C, Farag M, Egred M. Excimer Laser Coronary Angioplasty: Clinical Applications and Procedural Outcome, in a large–volume tertiary centre. Cardiology. 2021;146(2):137–43. doi: 10.1159/000513142
  4. Karacsonyi J, Armstrong EJ, Truong HTD, et al. Contemporary Use of Laser During Percutaneous Coronary Interventions: Insights from the Laser Veterans Affairs (LAVA) Multicenter Registry. J Invasive Cardiol. 2018;30(6):195–201.
  5. Deckelbaum LI, Isner JM, Donaldson RF, et al. Reduction of laser-induced pathologic tissue injury using pulsed energy delivery. Am J Cardiol. 1985;56(10):662–7. doi: 10.1016/0002-9149(85)91031-8
  6. Faria D, Jeronimo A, Escaned J, et al. Subacute right coronary artery thrombosis treated by using Excimer Laser Coronary Angioplasty: a case report. Eur Heart J Case Rep. 2023;7(10):ytad499. doi: 10.1093/ehjcr/ytad499
  7. Shevchenko YL, Ermakov DY, Maslennikov MA, et al. Tactics of Endovascular Treatment of Patients with Coronary Heart Disease with Recurrent Coronary In-Stent Restenosis Using Second- and Third-Generation Stent Systems and Paclitaxel-Coated Balloon Catheters. I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2024; 32(1):5–16. (In Russ). doi: 10.17816/PAVLOVJ625996
  8. Kirtane AJ, Doshi D, Leon MB, et al. Treatment of Higher–Risk Patients With an Indication for Revascularization: Evolution Within the Field of Contemporary Percutaneous Coronary Intervention. Circulation. 2016;134(5):422–31. doi: 10.1161/circulationaha.116.022061
  9. Topaz O, Bernardo NL, Shah R, et al. Effectiveness of excimer laser coronary angioplasty in acute myocardial infarction or in unstable angina pectoris. Am J Cardiol. 2001;87(7):849–55. doi: 10.1016/s0002-9149(00)01525-3
  10. Nishino M, Mori N, Takiuchi S, et al. Indications and outcomes of excimer laser coronary atherectomy: Efficacy and safety for thrombotic lesions — The ULTRAMAN registry. J Cardiol. 2017;69(1): 314–9. doi: 10.1016/j.jjcc.2016.05.018
  11. Shibata N, Takagi K, Morishima I, et al. The impact of the excimer laser on myocardial salvage in ST-elevation acute myocardial infarction via nuclear scintigraphy. Int J Cardiovasc Imaging. 2020;36(1):161–70. doi: 10.1007/s10554-019-01690-x
  12. Topaz O, Ebersole D, Das T, et al. Excimer laser angioplasty in acute myocardial infarction (the CARMEL multicenter study). Am J Cardiol. 2004;93(6):694–701. doi: 10.1016/j.amjcard.2003.11.050
  13. Dörr M, Vogelgesang D, Hummel A, et al. Excimer laser thrombus elimination for prevention of distal embolization and no-reflow in patients with acute ST elevation myocardial infarction: results from the randomized LaserAMI study. Int J Cardiol. 2007;116(1):20–6. doi: 10.1016/j.ijcard.2006.03.024
  14. Kujiraoka H, Tsuchiyama T, Inagaki D, et al. Comparison of the efficacy of excimer laser coronary angioplasty for ST-segment elevation myocardial infarction with onset-to-balloon time. Lasers Med Sci. 2023;38(1):126. doi: 10.1007/s10103-023-03789-z
  15. Shimojo K, Shibata N, Takagi K, et al. Excimer laser coronary angioplasty versus manual aspiration thrombectomy in patients with ST-segment elevation myocardial infarction: analyzed by nuclear scintigraphy. Int J Cardiovasc Imaging. 2023;39(4):831–42. doi: 10.1007/s10554-022-02771-0
  16. Nicolais C, Lakhter V, Virk HUH, et al. Therapeutic Options for In-Stent Restenosis. Curr Cardiol Rep. 2018;20(2):7. doi: 10.1007/s11886-018-0952-4
  17. Hirose S, Ashikaga T, Hatano Y, et al. Treatment of in-stent restenosis with excimer laser coronary angioplasty: benefits over scoring balloon angioplasty alone. Lasers Med Sci. 2016;31(8): 1691–6. doi: 10.1007/s10103-016-2039-z
  18. Sethi A, Malhotra G, Singh S, et al. Efficacy of various percutaneous interventions for in-stent restenosis: comprehensive network meta-analysis of randomized controlled trials. Circ Cardiovasc Interv. 2015;8(11):e002778. doi: 10.1161/circinterventions. 115.002778
  19. Hajibandeh S, Hajibandeh S, Antoniou SA, et al. Treatment strategies for in-stent restenosis in peripheral arterial disease: a systematic review. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2019;28(2):253–61. doi: 10.1093/icvts/ivy233
  20. Hibui T, Tsuchiyama T, Masuda S, et al. Excimer laser coronary atherectomy prior to paclitaxel-coated balloon angioplasty for de novo coronary artery lesions. Lasers Med Sci. 2021;36(1):111–7. doi: 10.1007/s10103-020-03019-w
  21. Pereira GTR, Dallan LAP, Vergara–Martel A, et al. Treatment of In-Stent Restenosis Using Excimer Laser Coronary Atherectomy and Bioresorbable Vascular Scaffold Guided by Optical Coherence Tomography. Cardiovasc Revasc Med. 2021;22:44–9. doi: 10.1016/j.carrev.2020.05.006
  22. Topaz O, Das T, Dahm J, et al. Excimer laser revascularisation: current indications, applications and techniques. Lasers Med Sci. 2001;16(2):72–7. doi: 10.1007/pl00011345
  23. Mangieri A, Jabbour RJ, Tanaka A, et al. Excimer laser facilitated coronary angioplasty of a heavy calcified lesion treated with bioresorbable scaffolds. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2016;17 (suppl 2):e149–50. doi: 10.2459/jcm.0000000000000397
  24. Fernandez JP, Hobson AR, McKenzie D, et al. Beyond the balloon: excimer coronary laser atherectomy used alone or in combination with rotational atherectomy in the treatment of chronic total occlusions, non-crossable and non-expansible coronary lesions. EuroIntervention. 2013;9(2):243–50. doi: 10.4244/eijv9i2a40
  25. Karacsonyi J, Alaswad K, Choi JW, et al. Laser for balloon uncrossable and undilatable chronic total occlusion interventions. Int J Cardiol. 2021;336:33–7. doi: 10.1016/j.ijcard.2021.05.015
  26. Nan J, Joseph TA, Bell MR, et al. Outcomes of excimer laser-contrast angioplasty for stent underexpansion. EuroIntervention. 2021;17(1):78–80. doi: 10.4244/eij-d-19-01074
  27. Knoraracsonyi J, Danek BA, Karatasakis A, et al. Laser Coronary Atherectomy During Contrast Injection for Treating an Under-expanded Stent. JACC Cardiovasc Interv. 2016;9(15):e147–8. doi: 10.1016/j.jcin.2016.04.040
  28. Lee T, Shlofmitz RA, Song L, et al. The effectiveness of excimer laser angioplasty to treat coronary in-stent restenosis with peri-stent calcium as assessed by optical coherence tomography. EuroIntervention. 2019;15(3):e279–88. doi: 10.4244/eij-d-18-00139
  29. Norgren L, Hiatt WR, Dormandy JA, et al. Inter-Society Consensus for Management of Peripheral Arterial Disease (TASC II). J Vasc Surg. 2007;45(1, Suppl S):S5A–67A. doi: 10.1016/j.jvs.2006.12.037
  30. Neville RF, Sidawy AN. Myointimal hyperplasia: basic science and clinical considerations. Semin Vasc Surg. 1998;11(3):142–8.
  31. Shammas NW, Aasen N, Bailey L, et al. Two Blades-Up Runs Using the JetStream Navitus Atherectomy Device Achieve Optimal Tissue Debulking of Nonocclusive In-Stent Restenosis: Observations From a Porcine Stent/Balloon Injury Model. J Endovasc Ther. 2015; 22(4):518–24. doi: 10.1177/1526602815592135
  32. Dippel EJ, Makam P, Kovach R, et al. Randomized controlled study of excimer laser atherectomy for treatment of femoropopliteal in-stent restenosis: initial results from the EXCITE ISR trial (EXCImer Laser Randomized Controlled Study for Treatment of FemoropopliTEal In-Stent Restenosis). JACC Cardiovasc Interv. 2015;8(1, Pt A):92–101. doi: 10.1016/j.jcin.2014.09.009
  33. Laird JR Jr, Yeo KK, Rocha–Singh K, et al. Excimer laser with adjunctive balloon angioplasty and heparin–coated self-expanding stent grafts for the treatment of femoropopliteal artery in-stent restenosis: twelve–month results from the SALVAGE study. Catheter Cardiovasc Interv. 2012;80(5):852–9. doi: 10.1002/ccd.23475
  34. Scheinert D, Laird JR, Schröder M, et al. Excimer laser–assisted recanalization of long, chronic superficial femoral artery occlusions. J Endovasc Ther. 2001;8(2):156–66. doi: 10.1177/152660280100800210
  35. Steinkamp HJ, Rademaker J, Wissgott C, et al. Percutaneous transluminal laser angioplasty versus balloon dilation for treatment of popliteal artery occlusions. J Endovasc Ther. 2002;9(6):882–8. doi: 10.1177/152660280200900623
  36. Dave RM, Patlola R, Kollmeyer K, et al. Excimer laser recanalization of femoropopliteal lesions and 1-year patency: results of the CELLO registry. J Endovasc Ther. 2009;16(6):665–75. doi: 10.1583/09-2781.1
  37. Laird JR, Zeller T, Gray BH, et al. Limb salvage following laser–assisted angioplasty for critical limb ischemia: results of the LACI multi-center trial. J Endovasc Ther. 2006;13(1):1–11. doi: 10.1583/05-1674.1
  38. Bosiers M, Peeters P, Elst FV, et al. Excimer laser assisted angioplasty for critical limb ischemia: results of the LACI Belgium Study. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2005;29(6):613–9. doi: 10.1016/j.ejvs.2005.01.008
  39. Yang Y–P, Lin T–H, Chou C–Y, et al. Effect of Limb Salvage by Excimer Laser Angioplasty Plus Low-Pressure Balloon Inflation in Chronic Limb-Threatening Ischemia Patients with Infrapopliteal Vessel Disease. Acta Cardiol Sin. 2023;39(5):765–72. doi: 10.6515/acs.202309_39(5).20230115a
  40. Jayet J, Coscas R, Heim F, et al. Laser uses in non-coronary arterial disease. An Vasc Surg. 2019;57:229–37. doi: 10.1016/j.avsg.2018.06.010
  41. Serino F, Cao Y, Renzi C, et al. Excimer laser ablation in the treatment of total chronic obstructions in critical limb ischaemia in diabetic patients. Sustained efficacy of plaque recanalisation in mid-term results. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2010;39(2):234–8. doi: 10.1016/j.ejvs.2009.10.018
  42. Eugene J, McColgan SJ, Hammer–Wilson M, et al. Laser endarterectomy. Lasers Surg Med. 1985;5(3):265–74. doi: 10.1002/lsm.1900050308
  43. Eugene J, Ott RA, Nudelman KL, et al. Initial clinical evaluation of carotid artery laser endarterectomy. J Vasc Surg. 1990;12(4):499–503.
  44. Eugene J, Ott RA, Baribeau Y, et al. Initial trial of argon ion laser endarterectomy for peripheral vascular disease. Arch Surg. 1990;125(8):1007–10. doi: 10.1001/archsurg.1990.01410200071010

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Staroverov IN, Il’in MV, Tikhov AV, Churakov SO, Lonchakova OM, Dzhavoyan MF

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».