New methods in diagnostic and therapy
Coaxial telescopic catheters systems in percutaneous diagnostic and therapeutic procedures

Introduction

Sometimes percutaneous interventions require passing though structures where, from the technical perspective, access is extremely difficult and equipment designated for such procedures is usually nonexistent.

In the literature concerning technical issues related to percutaneous interventions within the heart and peripheral vessels, we can find some reports on opportunities associated with guiding telescoping catheter sets and application of long vessel sheaths.

Those reports confirm better support for coronary angioplasty systems [1], as well as better support in structural interventions [2].

We make an attempt to review different diagnostic and therapeutic applications of telescopic technique.

Coronary arteries

Selective angiography in patients with significant

(> 6 cm) ascending aorta dilatation with a single catheter is difficult or often even impossible. One of the available options in such a case is application of a telescopic catheter system. We describe a patient with profound ascending aorta dilatation, qualified for the Bentall procedure, in whom ascending aorta dimension in MDCT was 8 cm. Precise localization and assessment of coronary arteries was problematic due to concomitant fast atrial fibrillation. Therefore standard coronary angiography was performed: using femoral access we inserted a long (90 cm) 6 F sheath, then a telescopic system consisting of a 100 cm EBU 3.5 6 F guiding catheter and 125 cm JL4 5 F diagnostic catheter was placed within the vessel sheath, thus making a triple telescopic system consisting of the vessel sheath, guiding catheter and diagnostic catheter, which was applied for selective left coronary artery LCA opacification (Fig. 1 A). Then after replacing the catheters with an AR2 6 F guiding catheter and 125 cm JR4 5 F diagnostic catheter, right coronary artery (RCA) angiography was performed (Fig. 1 B).

Other situations where coronary artery access is difficult may be considered an indication to apply this technique. We present an example of RCA ostial rotablation shown in Fig. 1 C. In this case the only available access through the right femoral artery (patient on hemodialysis) had been exploited. Moreover, tortuosity of iliac arteries and aorta made selective right coronary artery catheterization substantially more difficult.

The system we used here consisted of a long (90 cm) 6 F vessel sheath and JR4 6 F guiding catheter, which allowed for very good catheter maneuvering, as well as for proper support for the rotablation system.

Peripheral vessels

Telescopic technique should be considered the classic one during procedures performed on peripheral vessels. A typical example is an internal carotid artery angioplasty where some aortic arch anatomical variations (arch type II or especially III), or situations where the only available access is through the brachial/radial arteries, make us use different telescopic systems. A good example is an angioplasty of the left internal carotid artery originating from the brachiocephalic artery (bovine arch) in a difficult type III aortic arch. A triple telescoping system consisting of a 6 F long vessel sheath, JR 6 F guiding catheter and JR 5 F diagnostic catheter was inserted through the right femoral artery (Fig. 2 A).

Another example of use of a telescopic system (JR4 6 F guiding catheter + 125 cm JR4 5 F diagnostic catheter) is in the case of a patient with a significantly deformed aortic arch and tortuous left subclavian artery (Fig. 1 D), where the aforesaid system was applied for selective angiography of the left internal mammal artery (LIMA). In another case selective angiography of the brachiocephalic artery (Fig. 2 B) and the left common carotid artery (LCCA) was performed via the left radial access with a telescopic system consisting of an AL1 6 F guiding catheter and JR 5 F diagnostic catheter (Fig. 2 C). The same set was also used for right common carotid artery (RCCA) angiography (Fig. 2 D).

Structural heart diseases

Application of telescopic systems is not restricted to coronary or peripheral vessel interventions only, but should be considered as one of the basic techniques applied in structural heart disease therapy as well. Several different, rotating, independently controlled bends combined in one system allows for reaching most of the intervention target areas. It is also helpful in atraumatic passing through of heart structures such as the ventricular septum injured by acute ischemia in a patient with post-infarct VSD (Figs. 3 C and 3 D). In this case an AL2 6 F guiding catheter and longer 125 cm JR4 5 F diagnostic catheter were used to localize and cross the septum defect.

In most cases of paravalvular leaks (PVL), localization and passing through the leak also requires application of complex telescopic technique.

In case of para-aortic leak localized in the left coronary sinus area (Fig. 3 A), a commonly used solution is to apply a combination of the outer AL type guiding catheter and smaller JR type diagnostic catheter as the inner catheter. In case of mitral paraprosthetic leaks, transseptal puncture with telescopic system application is frequently a must. In such cases (Fig. 3 B) a triple telescopic system is often applied (here 8 F transseptal sheath, AL1 6 F guiding catheter and as inner catheter JR4 5 F diagnostic catheter). The loop, created in the left atrium by the above-mentioned system, facilitates obtaining an optimal alignment with the leak channel even if, as in our case, the leak is located in the paraseptal atrium area. In addition, gradually increasing system stiffness usually allows for crossing through the frequently quite tortuous leak canal.

Discussion

Application of telescopic systems often enables overcoming technical challenges related to difficult access to the intervention site, often available only through several multidimensional bends, as well as lack of proper support for devices inserted during the procedure. The first reports describe their extracardiac application in visceral, carotid and renal arteries [1-4]. Several papers have been published concerning technical difficulties related to selective artery catheterization in patients with a significantly dilated ascending aorta. The authors of those publications suggest application of AL3 6 F + MP 4 F [5], EBU4.5 6 F + MPA1 4 F [6] or Heartrail III 5F type catheter placed inside the EBU4.0 6 F guiding catheter [7].

An advantage of the triple system presented in our paper – long introducer, guiding catheter and diagnostic catheter – is that it allows for catheter position control even in a very dilated ascending aorta with no need to shore up the aortic wall, which significantly decreases the perforation risk. In addition, if a JL-shape guiding catheter is used, then its opening angle can be easily changed by moving the introducer forward and backward. On the other hand, the abovementioned rotablation where a telescopic system consisting of 6 F sheath and 6 F guiding catheter was used illustrates one of available possibilities of support for the applied devices. The aforesaid Heartrail type catheters used in the telescopic system are also applied for superselective coronary artery intubation, which increases the stability of the system. Moreover, coronary angioplasty, as well as stent implantation or aspiration thrombectomy, can be performed through the system lumen.

The Guideliner is the latest version of the superse-lective coronary catheter [11]. Internal diameter of this catheter is 0.056”, and contrary to the Heartrail type catheters, it does not require disconnection of the hemostatic valve from the guiding catheter. It is dedicated to superselective vessel catheterization and support for balloon catheters and stent delivery, but stuck rotablator drill removal with this catheter has also been described.

Another application field for telescopic systems is an intervention in patients with structural heart diseases such as paravalvular leaks and/or acquired defects of the left ventricular wall [14, 15].

This technique has some potential drawbacks such as a risk of introduction of air into the artery during internal system parts removal (Venturi effect). To avoid this effect, the use of hemostatic valves between all system elements is recommended (applicable only in the case of smaller catheter sizes). It is also crucial to remove an inner catheter(s) slowly, thus avoiding air being sucked into the system, as well as to monitor the blood backflow from a guiding catheter. In case of an intervention in a venous, low pressure part of the circulatory system, keeping an end of the telescoping system below the heart level is essential. Another major challenge associated with the telescopic system is a possibility of examined structures being damaged by an internal catheter’s end due to interference with surrounding structures.

References

 1. Okazaki M, Higashihara F, Koganemaru F. A coaxial catheter and steerable guidewire used to embolize branches of the splanchnic arteries. Am J Roentgenol 1990; 155: 405-406.

 2. Kaminou T, Nakamura K, Matsuo R, et al. A triple coaxial catheter system for subselective visceral artery catheterization and embolization: preliminary clinical experience. Cardiovasc Intervent Radiol 1998; 21: 255-257.

 3. Voigt K, Djindjian R. Super-selective cerebral angiography. III. Diagnostic use and therapeutic possibilities of the telescopic catheterization technic in the circulation area of the external carotid artery in man. Rofo 1976; 125: 214-218.

 4. Klow NE, Paulsen D, Vatne K, et al. Percutaneous transluminal renal artery angioplasty using the coaxial technique. Ten years of experience from 591 procedures in 419 patients. Acta Radiol 1998; 39: 594-603.

 5. Geijer H, Kahari A. Coaxial technique for catheterization of the coronary arteries with a very dilated ascending aorta. Catheter Cardiovasc Interv 2004; 62: 32-34.

 6. Rigatelli G, Giordan M, Mantovani R, et al. "Telescopic" technique for selective coronary angiography in severely dilated ascending aorta. Catheter Cardiovasc Interv 2007; 69: 1078-1079.

 7. Anantharaman R, Obaid D, Chase A. Telescoping catheter technique for enlarged aortas. Catheter Cardiovasc Interv 2009; 74: 1126-1128.

 8. Takahashi S, Saito S, Tanaka S, et al. New method to increase a backup support of a 6 French guiding coronary catheter. Catheter Cardiovasc Interv 2004; 63: 452-456.

 9. Mamas MA, Fath-Ordoubadi F, Fraser D. Successful use of the Heartrail III catheter as a stent delivery catheter following failure of conventional techniques. Catheter Cardiovasc Interv 2008; 71: 358-363.

10. Hadi HM, Fraser DG, Mamas MA. Novel use of the Heartrail catheter as a thrombectomy device. J Invasive Cardiol 2011; 23: 35-40.

11. Stys AT, Lawson W, Brown D. Extreme coronary guide catheter support: report of two cases of a novel telescopic guide catheter system. Catheter Cardiovasc Interv 2006; 67: 908-911.

12. Cola C, Miranda F, Vaquerizo B, et al. The Guideliner catheter for stent delivery in difficult cases: tips and tricks. J Interv Cardiol 2011; 24: 450-461.

13. Cunnington M, Egred M. GuideLiner, a child-in-a-mother catheter for successful retrieval of an entrapped rotablator burr. Catheter Cardiovasc Interv 2012; 79: 271-273.

14. Rihal CS, Sorajja P, Booker JD, et al. Principles of percutaneous paravalvular leak closure. JACC Cardiovasc Interv 2012; 5: 121-130.

15. Yuksel UC, Tuzcu EM, Kapadia SR. Percutaneous closure of a postero-medial mitral paravalvular leak: the triple telescopic system. Catheter Cardiovasc Interv 2011; 77: 281-285.

Wprowadzenie

W piśmiennictwie opisującym techniczne aspekty przezskórnych interwencji w obrębie serca i naczyń obwodowych kilkukrotnie już wspomniano o możliwościach, jakie daje użycie teleskopowo zestawionych cewników prowadzących lub diagnostycznych i długich koszulek naczyniowych. Doniesienia dotyczyły zarówno zwiększania w ten sposób wsparcia dla systemów angioplastyki wieńcowej [1], jak i zastosowania w interwencjach strukturalnych [2].

Poniższy artykuł jest próbą zestawienia różnych zastosowań techniki teleskopowej podczas zabiegów diagnostycznych i interwencyjnych.

Naczynia wieńcowe

Wykonanie selektywnej koronarografii w przypadku tętniaka aorty wstępującej znacznych rozmiarów (> 6 cm) przy użyciu pojedynczych cewników jest trudne, a często niemożliwe. Jedną z możliwości przeprowadzenia badania jest wówczas użycie systemu teleskopowego. Poniżej przedstawiamy pacjenta kwalifikowanego do zabiegu Bentalla, u którego w badaniu metodą wielorzędowej tomografii komputerowej (multi-row-detector computed tomography – MDCT) aorta wstępująca miała wymiar 8 cm. Dokładna lokalizacja odejść i ocena przebiegu naczyń wieńcowych była znacznie utrudniona ze względu na współistniejące szybkie migotanie przedsionków. Zdecydowano o wykonaniu klasycznej koronarografii – wprowadzono długą (90 cm) koszulkę naczyniową 6 F z dostępu przez tętnicę udową, następnie przy użyciu systemu teleskopowego składającego się z cewnika prowadzącego EBU3.5 6 F, 100 cm i umieszczonego w nim cewnika diagnostycznego JL4 5 F, 125 cm (potrójny układ teleskopowy: koszulka – cewnik prowadzący – cewnik diagnostyczny) selektywnie zakontrastowano układ lewej tętnicy wieńcowej (LTW) (ryc. 1. A). Po wymianie cewników na cewnik prowadzący AR2 6 F oraz diagnostyczny JR 5 F, 125 cm wykonano angiografię prawej tętnicy wieńcowej (PTW) (ryc. 1. B).

Wskazaniem do użycia systemu teleskopowego jest nie tylko znacznie poszerzona aorta wstępująca. Również w innych sytuacjach, w których dostęp do naczyń wieńcowych jest utrudniony, można zastosować tę technikę. Przykładem niech będzie przedstawiona na rycinie 1. C rotablacja ostialnej zmiany w PTW. Wykorzystano jedyne dostępne dojście przez tętnicę udową prawą. Kręty przebieg tętnic biodrowych i aorty znacznie utrudniał selektywne zacewnikowanie PTW. Użycie zestawu składającego się z długiej koszulki (90 cm) 6 F oraz umieszczonego w niej cewnika prowadzącego JR4 6 F umożliwiło zarówno bardzo dobre manewrowanie cewnikiem prowadzącym, jak i właściwe wsparcie dla systemu rotablacji.

Naczynia obwodowe

Użycie systemu teleskopowego jest wręcz klasyczną techniką stosowaną podczas zabiegów na naczyniach obwodowych. Typowym przykładem może być angioplastyka tętnicy szyjnej wewnętrznej, podczas której niektóre warianty anatomiczne łuku aorty (łuk typu II, a szczególnie III) lub konieczność korzystania z dostępu przez tętnice ramieniowe lub promieniowe skłaniają do używania różnego typu systemów teleskopowych. Podczas angioplastyki tętnicy szyjnej wewnętrznej lewej odchodzącej od pnia ramienno-głowowego (bovine arch) w trudnym typie III łuku aorty z dostępu przez tętnicę udową prawą użyto potrójnego systemu cewników złożonych z długiej koszulki 6 F, cewnika prowadzącego JR 6 F oraz diagnostycznego JR 5 F (ryc. 2. A).

Kolejny przypadek (ryc. 1. D), dotyczący chorego ze znacznie zdeformowanym łukiem aorty i krętą lewą tętnicą podobojczykową, ilustruje użycie systemu teleskopowego JR4 6 F (cewnik prowadzący) plus JR4 5 F (cewnik diagnostyczny 125 cm) do selektywnego zakontrastowania lewej tętnicy piersiowej wewnętrznej (left internal mammal artery – LIMA). W innym przypadku angiografię wykonywano z dostępu promieniowego lewego – do selektywnego zobrazowania pnia ramienno-głowowego (ryc. 2. B) oraz lewej tętnicy szyjnej wspólnej użyto cewnika prowadzącego AL1 6 F oraz cewnika diagnostycznego JR 5 F (ryc. 2. C), tym samym zestawem cewników zakontrastowano również prawą tętnicę szyjną wspólną (ryc. 2. D).

Strukturalne choroby serca

Użycie systemów teleskopowych nie ogranicza się tylko do interwencji w obrębie naczyń wieńcowych czy obwodowych, ale jest jedną z podstawowych technik w przypadku strukturalnych chorób serca. Możliwość korzystania z kombinacji kilku oddzielnie kontrolowanych lub rotowanych krzywizn złożonych w jeden system pozwala na dotarcie do większości obszarów interwencji. Daje to również większą możliwość atraumatycznego przechodzenia przez różne struktury, takie jak uszkodzona ostrym niedokrwieniem przegroda międzykomorowa u chorego z pozawałowym ubytkiem przegrody międzykomorowej (ventricular septal defect – VSD), co zilustrowano na rycinach 3. C i D. W tym przypadku do lokalizacji i przejścia przez ubytek w przegrodzie międzykomorowej użyto cewnika prowadzącego JR4 6 F i dłuższego (125 cm) cewnika diagnostycznego JR4 5 F.

Zabiegi przezskórnego zamknięcia przecieków okołozastawkowych zazwyczaj wymagają użycia złożonej techniki teleskopowej. W przypadku przecieku okołoaortalnego zlokalizowanego w okolicy lewej zatoki wieńcowej często stosuje się układ złożony z cewnika prowadzącego AL, wewnątrz którego umieszczony jest mniejszy cewnik diagnostyczny typy JR, jak to zobrazowano na rycinie 3. A. W przypadku przecieków zlokalizowanych na brzegu protezy zastawki mitralnej użycie systemu teleskopowego, zwykle przy dostępie transseptalnym, jest niezbędne. Często jest to potrójny układ, jak to przedstawiono na rycinie 3. B. Widać tutaj koszulkę transseptalną 8 F, cewnik prowadzący AL1 6 F i wewnątrz niego cewnik diagnostyczny JR4 5 F. Wytworzona przez ten układ pętla w lewym przedsionku umożliwia osiowe przejście przez kanał przecieku, nawet wtedy gdy jest on – podobnie jak w przedstawionym przypadku – zlokalizowany w przyprzegrodowej części przedsionka. Dodatkowo stopniowo wzrastająca sztywność układu ułatwia pokonanie nierzadko krętego kanału przecieku.

Dyskusja

Stosowanie systemów teleskopowych pozwala często przezwyciężyć dwojakiego rodzaju ograniczenia techniczne: dojście do miejsca interwencji poprzez kilka (często wielopłaszczyznowych) krzywizn oraz brak właściwego wsparcia dla narzędzi wprowadzanych podczas zabiegu. Pierwsze doniesienia opisują ich użycie w obszarach pozasercowych: naczyniach trzewnych [1, 2], dogłowowych [3] i nerkowych [4]. Kilkukrotnie publikowano prace dotyczące techniki selektywnego cewnikowania naczyń wieńcowych u chorych ze znacznie poszerzoną częścią wstępującą aorty. Autorzy tych artykułów proponują użycie zestawów AL3 6 F plus MP 4 F [5], EBU4.5 6 F plus MPA1 4 F [6] lub cewnika typu Heartrail III 5 F umieszczonego w cewniku prowadzącym EBU4.0 6 F [7]. Przedstawiony potrójny układ (długa koszulka naczyniowa – cewnik prowadzący – cewnik diagnostyczny) ma tę zaletę, że pozwala kontrolować położenie cewników nawet w bardzo szerokiej aorcie wstępującej bez wspierania się o jej ścianę, co zmniejsza ryzyko wystąpienia perforacji. Dodatkowo, jeżeli cewnik prowadzący ma kształt typu JL, jego kąt rozwarcia na proksymalnej krzywiźnie można dowolnie zmieniać, nasuwając lub odsuwając koszulkę naczyniową. Z kolei opisana powyżej rotablacja przy użyciu systemu teleskopowego złożonego z koszulki oraz cewnika prowadzącego jest przykładem możliwości zwiększenia wsparcia dla stosowanych narzędzi.

Wspomniane powyżej cewniki typu Heartrail używane w systemie teleskopowym używane są również do superselektywnej intubacji naczyń wieńcowych, co zdecydowanie zwiększa siłę wsparcia całego systemu, a przez ich światło możliwe jest wykonanie angioplastyki wieńcowej z implantacją stentu [8, 9] czy też trombektomii aspiracyjnej [10]. Nowszym wariantem cewnika do superselektywnej kaniulacji naczyń wieńcowych jest GuideLiner [11]. Jest to cewnik, który nie wymaga odłączania zastawki hemostatycznej od cewnika prowadzącego, jak to miało miejsce w cewnikach typu Heartrail. Oprócz jego podstawowego użycia (dostarczanie cewników balonowych i stentów po superselektywnym zacewnikowaniu naczynia) [12] opisano także wykorzystanie tego cewnika do usunięcia uwięźniętego wiertła rotablatora [13].

Innym obszarem zastosowań układów teleskopowych są interwencje u chorych z takimi strukturalnymi chorobami serca, jak przecieki okołozastawkowe [14, 15] czy też ubytki (szczególnie nabyte) w różnych lokalizacjach ściany lewej komory serca.

Opisywana w tym artykule technika teleskopowa wiąże się również z możliwością występowania specyficznych dla niej powikłań. Pierwszym z nich jest wprowadzenie powietrza do wnętrza naczyń, szczególnie podczas usuwania wewnętrznych elementów składowych systemu (efekt Venturiego). Aby tego uniknąć, zaleca się używanie zastawek hemostatycznych pomiędzy poszczególnymi elementami systemu (możliwe przy mniejszych rozmiarach cewników). Ważne jest także wolne wysuwanie wewnętrznego cewnika lub cewników (pozwala to uniknąć zassania powietrza do wnętrza) oraz zwracanie szczególnej uwagi na wypływ wsteczny krwi z cewnika głównego. W przypadku interwencji w części żylnej (niskociśnieniowej) układu krążenia konieczne jest utrzymywanie końca układu poniżej poziomu serca. Innym powikłaniem wynikającym bezpośrednio z charakterystyki samego układu teleskopowego jest możliwość uszkodzenia badanych struktur przez silnie wsparty koniec wewnętrznego cewnika.

Piśmiennictwo

 1. Okazaki M, Higashihara F, Koganemaru F. A coaxial catheter and steerable guidewire used to embolize branches of the splanchnic arteries. Am J Roentgenol 1990; 155: 405-406.

 2. Kaminou T, Nakamura K, Matsuo R, et al. A triple coaxial catheter system for subselective visceral artery catheterization and embolization: preliminary clinical experience. Cardiovasc Intervent Radiol 1998; 21: 255-257.

 3. Voigt K, Djindjian R. Super-selective cerebral angiography. III. Diagnostic use and therapeutic possibilities of the telescopic catheterization technic in the circulation area of the external carotid artery in man. Rofo 1976; 125: 214-218.

 4. Klow NE, Paulsen D, Vatne K i wsp. Percutaneous transluminal renal artery angioplasty using the coaxial technique. Ten years of experience from 591 procedures in 419 patients. Acta Radiol 1998; 39: 594-603.

 5. Geijer H, Kahari A. Coaxial technique for catheterization of the coronary arteries with a very dilated ascending aorta. Catheter Cardiovasc Interv 2004; 62: 32-34.

 6. Rigatelli G, Giordan M, Mantovani R i wsp. "Telescopic" technique for selective coronary angiography in severely dilated ascending aorta. Catheter Cardiovasc Interv 2007; 69: 1078-1079.

 7. Anantharaman R, Obaid D, Chase A. Telescoping catheter technique for enlarged aortas. Catheter Cardiovasc Interv 2009; 74: 1126-1128.

 8. Takahashi S, Saito S, Tanaka S, et al. New method to increase a backup support of a 6 French guiding coronary catheter. Catheter Cardiovasc Interv 2004; 63: 452-456.

 9. Mamas MA, Fath-Ordoubadi F, Fraser D. Successful use of the Heartrail III catheter as a stent delivery catheter following failure of conventional techniques. Catheter Cardiovasc Interv 2008; 71: 358-363.

10. Hadi HM, Fraser DG, Mamas MA. Novel use of the Heartrail catheter as a thrombectomy device. J Invasive Cardiol 2011; 23: 35-40.

11. Stys AT, Lawson W, Brown D. Extreme coronary guide catheter support: report of two cases of a novel telescopic guide catheter system. Catheter Cardiovasc Interv 2006; 67: 908-911.

12. Cola C, Miranda F, Vaquerizo B, et al. The Guideliner catheter for stent delivery in difficult cases: tips and tricks. J Interv Cardiol 2011; 24: 450-461.

13. Cunnington M, Egred M. GuideLiner, a child-in-a-mother catheter for successful retrieval of an entrapped rotablator burr. Catheter Cardiovasc Interv 2012; 79: 271-273.

14. Rihal CS, Sorajja P, Booker JD, et al. Principles of percutaneous paravalvular leak closure. JACC Cardiovasc Interv 2012; 5: 121-130.

15. Yuksel UC, Tuzcu EM, Kapadia SR. Percutaneous closure of a postero-medial mitral paravalvular leak: the triple telescopic system. Catheter Cardiovasc Interv 2011; 77: 281-285.