Update Aorta

Das Fachgebiet Gefäßchirurgie gehört aufgrund der Weiterentwicklung endovaskulärer Techniken und minimalinvasiver Behandlungsmöglichkeiten zu einer sehr innovativen und dynamischen Disziplin innerhalb der Chirurgie.

Die von dem Argentinier Juan Parodi Anfang der 1990er-Jahre eingeleitete „endovaskuläre Revolution” bei der Versorgung infrarenaler Aortenaneurysmen (AAA) hat die heutige Behandlungsstrategie von Aortenerkrankungen insgesamt neu gestaltet [1]. Dank moderner prä- und intraoperativer Bildgebung sowie andauerndem Fortschritt in der Endoprothesenentwicklung können heute Erkrankungen nahezu der gesamten Aorta präzise geplant und mit hohem technischem und klinischem Erfolg endovaskulär versorgt werden. Hiervon profitieren insbesondere Patienten mit ausgeprägtem Komorbiditätsprofil, die für offen-chirurgische Behandlungskonzepte nur eingeschränkt bzw. nicht geeignet sind und bis vor wenigen Jahren als konventionell nicht-operabel galten. Der folgende Artikel gibt ein Update über aktuelle neue Behandlungsstrategien und diagnostische, bildgebende Verfahren, die in der modernen gefäßchirurgischen Behandlung von Aortenerkrankungen zur Anwendung kommen.

Finite Elemente Analyse

Das patientenspezifische Rupturrisiko eines Patienten mit AAA wird aktuell mit dem maximalen Aortendurchmesser und der jährlichen Expansionsrate beurteilt. Diese Kriterien sind zur Indikationsstellung der operativen Versorgung anerkannt. Um zukünftig eine individualisierte AAA-Therapie zu ermöglichen, bedarf es der Evaluierung weiterer Risikofaktoren zur patientenspezifischen Risikoerkennung. Die Finite Elemente Analyse (FEA) ist ein numerisches Näherungsverfahren, welches u.a. in der Festkörperphysik Anwendung findet. Basierend auf Computertomographie-Angiographie Untersuchungen (CTA) lassen sich morphologische AAA-Eigenschaften abbilden. Patientenspezifische (z. B. arterieller Blutdruck) und morphologische Parameter (z. B. Thrombusdicke) können dann in einer Software kombiniert werden, um Druck- und Spannungsverhältnisse im AAA abzubilden (Abb. 1). Softwareprogramme zur FEA ermöglichen eine schnelle und benutzerunabhängige Simulation. Aus der FEA lassen sich somit weitere Faktoren wie Gefäßvolumen, Thrombus und Wandspannung ermitteln, die für eine umfassendere Risikobeurteilung von Patienten mit AAA berücksichtigt werden könnten.

Die Interpretation dieser Messwerte (z. B. Wandspannung) ist derzeit Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Einige Autoren konnten für rupturierte AAA im Vergleich zu asymptomatischen AAA in retrospektiven Analysen ein höheres Risikoprofil berechnen [2, 3]. Gleichermaßen waren histologische und molekularbiologische Experimente zur Überprüfung der Methodik vielversprechend [4, 5]. Einschränkend ist zu erwähnen, dass Untersuchungen zur FEA sich derzeit weitestgehend auf die infrarenale Aorta fokussieren. Für weiter herznahe Abschnitte der Aorta ist die FEA methodisch noch nicht etabliert. Translationale histologische und/oder molekularbiologische FEA-Korrelationsstudien wurden bisher nur an einer geringen Anzahl von Aortenpräparaten durchgeführt. Wie in jedem Modell kann bei der FEA die biologische Diversität der Gefäßwandeigenschaften nur annähernd abgebildet werden. Weitere experimentelle Studien sind daher erforderlich, um Eigenschaften der Aneurysmenwand (z. B. Kalkplaques) in die softwarebasierte Risikoberechnung miteinzubeziehen. Für die Überprüfung der Methodik als „biomechanisches Follow-Up“ bei AAA wäre eine prospektive multizentrische Studie mit großer Fallzahl wünschenswert.

3-D basierte intraoperative Bildgebung

Die endovaskuläre Aortenchirurgie hat durch die Verbreitung von Hybridoperationssälen und den damit verbundenen neuen Möglichkeiten der intraoperativen Bildgebung ihr Behandlungsspektrum deutlich erweitert. Dies ermöglicht eine Ausweitung der Indikationsstellung auf komplexere Aortenpathologien. Eine entscheidende Rolle nimmt hierbei die intraoperative 3-D-basierte Navigation zur optimalen Platzierung von Endoprothesen ein. Zur Hilfestellung bei der Stentgraftpositionierung und 3-D-Visualisierung von Navigationsinformationen findet hierbei die Fusionsbildgebung Anwendung (Abb. 2). Diese erlaubt es, die detaillierte präoperative Planung des Eingriffs (Erkennung von Risikostrukturen/operativer Landmarken) von der Computertomographie/-Angiographie (CTA) in den Operationssaal zu übertragen. Dort erfolgt eine Fusion beider Bildgebungsmodalitäten: die CTA mit dem Röntgen-Durchleuchtungsbild des C-Bogens, d. h. die auf der präoperativen CTA basierenden 3-D-Daten können mit intraoperativen 2-D-Fluoroskopiebildern fusioniert werden. Aktuell findet ein 3-D-2-D-Registrierungsworkflow Anwendung. Hierbei wird die präoperative CTA (3-D) mit zwei intraoperativen Fluoroskopiebildern (2-D) in a.p.- und Lateralprojektion auf Knochenbasis registriert.

Abb. 2: Präoperative Planung bei Fusionsbildgebung und Darstellung anatomischer Leitstrukturen (rot: infrarenale Aorta; blau: Nierenarterien und Aa. iliacae internae; grün-rot gepunktete Linie: berechnete „centerline“ durch das Aneurysma). Die Leitstrukturen sind intraoperativ beliebig ein- und ausblendbar.

Eigene Analysen an derzeit mehr als 250 standardmäßig 3-D-navigierten endovaskulären Prozeduren konnten hierbei eine sehr gute Integration der Fusionsbildgebung in den klinischen Arbeitsablauf zeigen. Operative Landmarken und Risikostrukturen konnten mit hoher Genauigkeit (< 3 mm) lokalisiert werden (Abb. 3) [6, 7].

Abb. 3: Intraoperative Fluoroskopie mit überblendeter Fusionsbildgebung (rot = aneurysmatische Aortensilhouette, blaue/gelbe Ringe = Nierenarterien-Ostien/proximale Landungszone).

Darüber hinaus konnte eine signifikante Reduktion der Kontrastmittelmenge und Strahlenapplikation im Rahmen endovaskulärer Aorteneingriffe durch den Einsatz der Fusionsbildgebung erreicht werden [8-10]. Komplexe endovaskuläre Aorteneingriffe können in Planung und Durchführung technisch sehr hohe Anforderungen an das Operationsteam stellen und mit einer relevanten Stentgraft-assoziierten Komplikationsrate (z. B. Endoleckagen/Prothesenstenosen) verbunden sein. Eine frühzeitige Erkennung und Behandlung dieser Komplikationen ist essentiell. Kontrastmittelunterstützte cone-beam-Computertomographien (ceCBCT) bieten hierbei die Möglichkeit, das Operationsergebnis bereits intraoperativ, multiplanar und 3-D-rekonstruiert, zu evaluieren (Abb. 4) [11, 12].

Abb. 4: Die kontrastmittelunterstützte cone-beam-Computertomographie (ceCBCT) kann intraoperativ das Operationsergebnis (Endograft, relevante Gefäßabgänge, Stentgraft-assoziierte Komplikationen) in 3-D/multiplanar darstellen.

Im eigenen Patientenkollektiv konnte an mehr als 100 intraoperativen ceCBCT-Auswertungen die Verlässlichkeit und Genauigkeit der Methode im Vergleich zu postoperativer CTA und intraoperativer DSA gezeigt werden [13, 14]. Das ceBBCT bietet die Möglichkeit, Komplikationen intraoperativ optimal zu detektieren und in einem relevanten Anteil der Patienten (7 bis 30 %) sofort zu korrigieren. Dies kann zu einer signifikanten Reduktion schwerwiegender postoperativer Komplikationen und Reinterventionen (RI) führen. Ein moderner, auf intraoperativer 3-D-Bildgebung basierter Workflow (Navigation/ceCBCT), ermöglicht aus Sicht der Autoren einen neuen Qualitätsstandard im Rahmen endovaskulärer Aorteneingriffe.

Endovaskuläre Aneurysmaversiegelung (endovascular aneurysm sealing – EVAS)

Nach herkömmlicher endovaskulärer Aneurysmaausschaltung (EVAR) beträgt die Rate von Reinterventionen im Langzeitverlauf immer noch bis bis zu 29,6 %, meist aufgrund von sog Typ II Endoleckagen (EL). Diese werden durch rückblutende Lumbalarterien oder die Art. mesenterica inf. verursacht [15, 16]. Die hohe Rate der Korrekturen bzw. Nachbesserungen ist auch auf einen Einsatz von EVAR außerhalb der Empfehlungen des Herstellers (25 bis 40 % der AAA-Fälle), der sogenannten Instructions For Use (IFU), zurückzuführen [17].

Die endovaskuläre Aneurysmaversiegelung (EVAS) mittels Nellix® Prothese (Endologix, Irvine, USA) stellt ein neues, alternatives endovaskuläres Konzept in der Therapie von abdominellen Aortenaneurysmen (AAA) dar. Hierbei wird über beide Beckenachsen je ein mit einer sogenannten Endobag umgebener Stentgraft eingebracht. Im Anschluss erfolgt die Füllung der Endobags mit einem Polymer (Abb. 5). Dadurch kann eine Verankerung im Aneurysma selbst mit konsekutivem Ausschluss der Pathologie erzielt werden.

Abb. 5: Beispiel einer endovaskulären Aneurysmaversiegelung (EVAS). Vorbereitung (a) und Implantation der gecoverten Nellix-Stentgrafts (b) nach druckkontrollierter Füllung des Endobags mit Polymer. Der Kontrastmittelabbruch im Bereich des distalen Endograftschenkels visualisiert den Beginn des von der Endobag umgebenen Prothesenabschnitts (c).

Der Entwicklung von Translationskräften, wie sie bei modularen EVAR-Endoprothesen auftreten und zur Migration führen, soll hiermit entgegengewirkt werden. Endoleckagen, insbesondere vom Seitenasttyp (Typ II) werden dadurch verhindert bzw. signifikant reduziert [18]. In einer CTA-Analyse von 776 Patienten mit AAA konnte gezeigt werden, dass mittels EVAS knapp 70 % der Fälle IFU-konform behandelt werden können [19]. Die Endoleckagerate nach EVAS innerhalb der ersten 30 Tage wird in der Literatur mit 0 bis 6  % angeben [20-22]. Die Rate der Reinterventionen nach 30 Tagen liegt derzeit noch bei 9 bis 12 % [21, 23]. Im längeren Follow-Up (Median: 5 Monate) betrug die Rate von Typ I bzw. Typ II EL 5 % bzw. 2 % [23]. In einer kürzlich publizierten Studie betrug das reinterventionsfreie Überleben nach 18 Monaten 95 % [24]. EVAS ist weiterhin in der klinischen Praxis gut mit anderen endovaskulären Techniken kombinierbar. Beispiele hierfür sind die Versorgung von juxtarenalen Aneurysmen in Kombination mit „Chimney-Technik“ (s. u.) [25-28] oder die Therapie iliakaler und aorto-iliakaler Aneurysmen mittels Seitenastprothesen für die A. ilica interna [29]. Langzeitergebnisse an größeren Patientenkollektiven müssen die nachhaltige Effizienz dieser Methode zukünftig belegen.

Abb. 6. Implantation einer fenestrierten Endoprothese bei thorakoabdominellem Aortenaneurysma Typ Crawford IV. Beispiel eines individualisierten Ausmessprotokolls (a) zur Planung der endovaskulären Prozedur mit intraoperativer Fusionsbildgebung (b) (Markierungen für Truncus coeliacus (TC), A. mesenterica superior (AMS), re. und li. Nierenarterie (NA) sowie den berechneten C-Bogen-Anfahrwinkeln) Eingebrachte Prothese (c) vor Freisetzung, Sondierung (d) sowie Stentimplantation (e) in die AMS nach bereits freigesetztem NA-Stent links (roter Pfeil: der TC-Fenestrierung) Angiographiekontrolle (f).

Fenestrierte und gebranchte Prothesen bei abdominellen Aortenaneurysmen

Endovaskuläre Verfahren beschränken sich seit geraumer Zeit nicht mehr nur auf das „klassische“ infrarenale AAA. Mittels fenestrierten/gebranchten Endoprothesen können mittlerweile auch juxtarenale, suprarenale und thorakoabdominelle Aneurysmata und Dissektionen zuverlässig und mit niedriger Morbidität/Mortalität behandelt werden (Abb. 6) [30].

Abb. 7: Implantation einer aortobiiliacalen Endoprothese unter Verwendung der Chimney-Technik bei juxtarenalem Aorteaneurysma (a-f). Übersichtsangiographie (a) mit fusionierter Markierung der Nierenarterien (blaue Kreise)/proximalen Landungszone der Endoprothese (gelber Kreis). Platzierung der Endoprothese sowie des Stentgrafts in der linken NA nach transbrachialer Sondierung der NA (b+c) und Anmodellieren der gesamten Endoprothese sowie des NA-Stentgrafts sowie Angiographiekontrolle (e). In der postoperativen CT-Angiographie (f; axiale Ansicht) kommt der NA-Stentgraft parallel der Aortenendoprothese zu liegen. Beispielhaft ist in (g) die coronare Ansicht einer CT-Angiographie nach erfolgreicher Durchführung einer Chimney-Versorgung der A.mesenterica superior sowie der linken NA gezeigt. Die selektive Perfusion der aortalen Seitenäste erfolgt antegrad durch die parallel und außerhalb der Endoprothese eingebrachten Stentgrafts.

Diese Aortenpathologien benötigen aufgrund der Beteiligung renaler und/oder viszeraler Gefäße eine komplexe endovaskuläre Ausschaltung. Verhoeven et al. publizierten kürzlich eine Serie von 281 Patienten, welche mittels fenestrierten Endoprothesen bei o. g. Pathologien behandelt wurden [31]. Der technische Erfolg betrug 97 % bei nur einem Todesfall innerhalb der ersten 30 Tage. Bei einem Follow-Up von im Mittel 21 Monaten lag das Überleben nach drei Jahren bei ca. 85 %. Im gleichen Zeitraum zeigten sich 90 % der Pateinten frei von RI. Diese hervorragenden Ergebnisse weisen die Therapie von juxtarenalen und suprarenalen Aortenaneurysmen mittels fenestrierten Endoprothesen als Methode der Wahl im geeigneten Patientengut aus. Limitierend für die Anwendung von fenestrierten/gebranchten Endoprothesen sind neben der hohen Materialkosten (bis zu mehreren 10.000 Euro) der in der Regel individualisiert angefertigten Prothesen (ca. 6 bis 12 Wochen Wartezeit) insbesondere anatomische Kriterien. Hierzu gehören vor allem kaliberschwache Zugangsgefäße (22 F Einführbesteck) und ausgeprägte Angulationen und Torquierungen des zu behandelnden Aneurysmas, die eine Implantation technisch schwierig bzw. unmöglich machen können. Einer sorgfältigen Patientenselektion kommt daher, auch im Hinblick auf die im Anschluss beschriebene Chimney-Technik, eine Schlüsselrolle zu.

Chimney-Technik

Die von Criado und Malina eingeführte „Schornstein-Technik“ (sogenannte Chimney-Technik) stellt eine wertvolle und zum Teil komplementäre Alternative zu gebranchten und fenestrierten Endoprothesen dar [32, 33]. Die Chimney-Technik basiert auf der Implantation von gecoverten Stentgrafts (als Einfach-, Doppel-, oder Mehrfach-Chimney) in das betroffene renoviszerale Gefäß der Aorta – parallel und außerhalb der aortalen Endoprothese. Dies erlaubt eine Proximalisierung der Landungszone, um die notwendige Verankerung für den im Anschluss eingebrachten abdominellen Stentgraft zu gewährleisten. Der „Schornstein“ verhindert die Einengung des Ostiums des Zielgefäßes durch den abdominellen Stentgraft und sorgt gleichzeitig für eine regelgerechte Perfusion des angeschlossenen Organs (Abb. 7).

Die Wahl des aortalen Stentgrafts ist bei der Chimney-Technik frei und abhängig von dem jeweils routinemäßig eingesetzten Endograft. Das Gleiche gilt für die Auswahl des Chimney-Grafts. Die Offenheit der bei pararenalen Aortenpathologien eingebrachten Chimneys wird in der Literatur mit ca. 95 % nach einem Jahr angegeben. Proximale reinterventionspflichtige Endoleckagen (Typ Ia EL) treten (nicht signifikant) häufiger auf als bei fenestrierten/gebranchten Endoprothesen [34]. Allerdings sind die Patienten¬zahlen aktuell noch gering und längerfristige Nachuntersuchungsdaten nur beschränkt verfügbar. Zur Langzeitevaluation sind – wie auch bei fenestrierten/gebranchten Endoprothesen – dezidierte CTA-Nachsorgeprotokolle unabdingbar.

Endovaskuläre Techniken im Aortenbogen

Für ein hochselektioniertes Patientengut stellt die offene Rekonstruktion im Bereich des Aortenbogens bei Bogenpathologien (Aneurysma, Dissektion, penetrierendes Aortenulcus) nach wie vor den Goldstandard dar. Für die deszendierende Aorta und den distalen Aortenbogen, d. h. bis einschließlich des Abgangs der li. A. subclavia hat sich die als weniger invasiv geltende Versorgung mittels thorakaler endovaskulärer Aortenreparatur (TEVAR) jedoch bereits als Methode der ersten Wahl weltweit durchgesetzt. Auch weiter herznah gelegene Aortenerkrankungen können mittlerweile endovaskulär versorgt werden (Abb. 8).

Abb. 8: Endovaskuläre Versorgung eines Aortenbogenaneurysmas. Sagittaler CT-Schnitt (a). Zur Schaffung einer proximalen Landungszone erfolgt zunächst ein komplettes Debranching der supraaortalen Äste mittels Anlage eines Ascendens-Bypasses auf den Truncus brachiocephalicus, carotido-subclavialem Bypass von re. nach li. mit Reimplantation der linken A. carotis communis sowie proximaler Ligatur der linken A. subclavia (vor dem Abgang der A. vertebralis; b-d). Anschließend erfolgt die Implantation eines TEVAR. Die proximale Landungszone liegt dabei innerhalb der Aorta ascendens.

Hier haben die TEVAR in Kombination mit Hybridoperationen im Sinne von supraaortalem Debranching (Bypass/Transposition der supraaortalen Äste) und die o.g. Chimney-Technik das Repertoire deutlich erweitert. Chimneys können dabei sowohl als primäre Implantationsstrategie als auch als sogenanntes „Bail-out-Verfahren“ bei akzidenteller Überstentung von Kopf-Hals-Gefäßen verwendet werden. Lindblad et al. berichten in einer systematischen Review von einer 30-Tages-Mortalität von 4 %, einer Schlaganfallrate von 6 % sowie eine Typ-I-Endoleckagerate von 11 % bei der Versorgung von Aortenbogenerkrankungen mittels Chimney-Technik. Nach 17 Monaten betrug die Offenheitsrate der eingebrachten Chimneys um 98 % [35]. Auch die fenestrierten/gebranchten Möglichkeiten für Bogenpathologien, einschließlich der Aorta ascendens, befinden sich auf dem Vormarsch. Aktuelle Publikationen mit ersten Erfahrungen und frühen Ergebnissen zeigen eine erfolgreiche Umsetzbarkeit in einem selektionierten Patientenkollektiv [36, 37]. Maßgeblich für eine erfolgreiche Durchführung der TEVAR im Aortenbogen sind interdisziplinäre Indikationsstellung (Gefäßchirurgie, Herzchirurgie, Radiologie) unter Berücksichtigung aller zur Verfügung stehender Therapieoptionen, die genaue Prozedurplanung (Wahl der Landungszone, akkurate Workstation-basierte Messungen, hochqualitative Bildgebung und Kenntnisse der Prothesenmechanik) sowie ein spezialisiertes Team aus endovaskulären Chirurgen, Anästhesisten und OP-Personal [38]. Obgleich die endovaskuläre Therapie insbesondere des proximalen Aortenbogens bis dato noch in den Kinderschuhen steckt, sind die ersten Ergebnisse vielversprechend. Gut angelegte Studien sind unabdingbar um ihre Wertigkeit im Kurz-, Mittel- und Langzeitverlauf zu evaluieren und um geeignete Patienten- und Pathologiekollektive zu charakterisieren. Erste Fall-Berichte existieren bereits für die endovaskuläre Therapie von Aortendissektionen Typ Stanford A.

Komplexe Aortenchirurgie ist Zentrumschirurgie

Die beschriebenen diagnostischen und therapeutischen Techniken sind in Interpretation und Handhabung komplex. Ihre Anwendung gehört in die Hände erfahrener Gefäßchirurgen, die sowohl endovaskulär als auch offen-chirurgisch auf eine hoch-qualitative Ausbildung zurückblicken. Daneben ist für ihre erfolgreiche Implementierung ein interdisziplinärer Ansatz unabdingbar. Nur durch enge Zusammenarbeit zwischen Gefäßchirurgie, Herzchirurgie, Radiologie, Anästhesie und OP-Mitarbeitern lassen sich optimale Ergebnisse erzielen. Aus Sicht der Autoren lassen sich in der heutigen Aortenchirurgie bestmögliche Implantationsergebnisse, niedrige Komplikations- und Reinterventionsaten sowie die notwendige fokussierte Nachsorge nur in logistikstarken Aortenzentren mit entsprechender Fallzahl und Erfahrung erreichen. Obgleich die letzten Jahre in der Gefäßchirurgie vornehmlich endovaskulär geprägt waren, so ist aktuell wie zukünftig der Stellenwert der offenen Chirurgie unbestritten. In einer signifikanten Patientenpopulation sind endovaskuläre Verfahren nicht oder nur unter Kompromissen durchführbar, sodass hier ein Bedarf an offener Chirurgie besteht. Des Weiteren bleiben konventionelle Techniken für die Zugangsetablierung und nicht zuletzt für das Komplikationsmanagement uneingeschränkt bedeutsam. Eine größtmögliche Expertise in allen gefäßchirurgischen Techniken ist daher bei der Versorgung aortaler Pathologien zu fordern und zu fördern. Aortenchirurgie sollte daher zentrumsbasiert durchgeführt werden. Der Zusammenhang von Operations-Volumen, Erfahrung und klinischem Behandlungsergebnis (Mortalität) ist in der Literatur gut [38].

Das Literaturverzeichnis zu diesem Artikel können Sie gern unter passion_chirurgie@bdc.de anfordern.