Prof. Dr. med. Jens Wippermann
Prof. Dr. med. Jens Wippermann (Foto: uk-koeln)

Prof. Dr. med. Jens Wippermann, Klinik für Herz- und Thoraxchirurgie des Universitätsklinikums Magdeburg A.ö.R

Einleitung

Die Aorta ist das größte und damit wichtigste Gefäß im menschlichen Körper. Das Besondere an ihr ist die s. g. „Windkesselfunktion“, die für einen Druckausgleich zwischen dem schubweise aus dem Herzen ausgestoßenen Blutstrom und einer kontinuierlichen Organperfusion notwendig ist. Verschiedene Erkrankungen führen zu einem Verlust dieser Elastizität. In der Folge kann es dann zu einer Erweiterung des Gefäßes mit der Gefahr des Einreißens kommen.

Die Ruptur oder die Dissektion eines Aortenaneurysmas sind Notfallindikationen und bedürfen der sofortigen operativen Versorgung. Die Inzidenz eines Aortenaneurysmas beträgt 40/100.000 Einwohner. Die Inzidenz der Aortendissektion beträgt 3/100.000 Einwohner. In der Regel ist die Dissektion mit einer aneurysmatischen Erweiterung der Aorta verbunden. Sie ist unter Männern deutlich erhöht (65 %) und nimmt mit dem Patientenalter zu. Unbehandelt ist eine Typ-A Dissektion lebensbedrohend. Knapp die Hälfte der Patienten versterben kurz nach Entritt des Ereignisses und im unmittelbaren Verlauf (2 %/Stunde). Hier ist rasches Handeln lebensrettend. Die prä- und frühpostoperative Mortalität ist auch in erfahrenen Zentren erhöht und beträgt 5-20 % [1].

Zielstellung: Ziel dieses Artikels ist es, dem/der Leser/in die aktuellen Operationsverfahren im Bereich der thorakalen Aorta vorzustellen und zu erläutern, denn die chirurgische Versorgung dieser Region gehört zu den komplexesten Eingriffen in der Herz-Thorax-Chirurgie. Es ist darüber hinaus eine enge Kooperation mit der Gefäßchirurgie von besonderer Bedeutung, da es in zunehmendem Maße zu gemeinsamen Behandlungskonzepten kommt. Derzeit ist eine sichere Darstellung und Operation der Aorta ascendens und des Aortenbogens nur mit Einsatz der Herz-Lungen-Maschine möglich.


Ursachen, Symptome und Diagnosen


Risikofaktoren für das Auftreten eines Aortenaneurysmas/Aortendissektion sind ausgeprägte Atherosklerose, der arterielle Hypertonus, familiäre Disposition und wichtige genetische Faktoren. Das Marfan-Syndrom ist hier besonders zu erwähnen sowie andere seltene Bindegewebserkrankungen, wie das Ehlers-Danlos-Syndrom.

Während das Aortenaneurysma sich in der Regel über Jahre entwickelt und klinisch asymptomatisch verläuft, ist die Dissektion ein akutes Ereignis, meist verursacht durch einen abrupten Blutdruckanstieg, und von stärksten thorakalen Schmerzen begleitet. Häufig berichten die Patienten über einen Vernichtungsschmerz zwischen den Schulterblättern oder in der Brust, der in den Hals und Kopf ausstrahlt. Oftmals wird dieser durch neurologische Symptome (Synkope, Schwindel), häufig aber auch durch Halbseitensymptomatik und Lähmung der Extremitäten begleitet [2]. Eine akute Perikardtamponade führt zu einer Schocksymptomatik und häufig zu einem letalen Verlauf.

Als geeignete bildgebende Untersuchung gilt heute die kontrastmittelunterstützte Computertomographie als Methode der ersten Wahl. Mit einer Sensitivität von 99 % ist sie für die akute Typ A-Dissektion der transösophagealen Echokardiographie deutlich überlegen. Letztere eignet sich jedoch besser zur Darstellung der Myokard- und Klappenfunktion.


Einteilung Typ-A/Typ-B Dissektion


Die Aorta wird in verschiedene Abschnitte unterteilt. Der aufsteigende Teil der Aorta wird ascendens genannt, gefolgt vom Aortenbogen und dem absteigenden Teil, der Aorta descendens. Die Operationen an der Aorta ascendens und am Aortenbogen obliegen dem Herzchirurgen, während die Therapie der Descendens oftmals konservativ und wenn interventionell, dann durch die Kollegen der Radiologie bzw. Gefäßchirurgie ausgeführt wird. In komplexen Fällen ist oftmals ein interdisziplinärer Ansatz notwendig. Im Universitätsklinikum Magdeburg A.ö.R. besteht aus diesem Grund eine sehr enge Kooperation zwischen der Herz- und Gefäßchirurgie durch die Einrichtung einer gemeinsamen Aortensprechstunde.

 Abb. 1: Lokalisation der Aortenaneurysmen (Foto: © htc-uniklinik-koeln)
Abb. 1: Lokalisation der Aortenaneurysmen (Foto: © htc-uniklinik-koeln)

Der Durchmesser des Aortenaneurysmas (Abb. 1) bestimmt das weitere Procedere. Eine chiurgische Indikation ist bei einem Durchmesser von > 5 cm, im Bereich der Aorta ascendens sogar 5,5 cm, gegeben (normal 2,5-3,5 cm). Bei Marfan-Patienten und besonders bei der aggressiveren Unterform des Loeys-Dietz-Syndroms [3] wird ein Aortendurchmesser von 4 cm bereits als Indikation zur Operation angesehen. Des Weiteren ist bei schneller Größenprogredienz des Aneurysmas ebenfalls die Indikation gegeben.

Innerhalb der Aortendissektion (Abb. 2) wird im Wesentlichen zwischen der Typ-A Dissektion, welche immer eine Notfallindikation darstellt, und einer Typ-B Dissektion unterschieden. Die Typ-B Dissektion hat ihren Beginn distal der linken Arteria subclavia und hat unbehandelt eine Überlebensrate von 80-90 % unter konservativ medikamentöser Therapie. Hier ist eine chirurgische Intervention lediglich bei Zunahme des Aneurysmas bzw. Minderdurchblutung der Viszeralorgane oder Extremitäten notwendig.


Operative Technik

Abb. 2: Einteilung der Aortendissektionen nach Stanford und DeBakey: (Foto: © htc-uniklinik-koeln)
Abb. 2: Einteilung der Aortendissektionen nach Stanford und DeBakey: (Foto: © htc-uniklinik-koeln)

Die Operation der Aorta erfolgt in Rückenlage und Vollnarkose. Die arterielle Kanülierung der Herz-Lungen-Maschine (HLM) erfolgt häufig über die rechte A. axillaris (alternativ Aortenbogen oder Leistenarterie). Die venöse Kanüle wird direkt in dem rechten Vorhof platziert. Ziel der Operation ist es, das Aneurysma bzw. die Dissektion mit dem „Entry“ (der primäre Einriss) vollständig zu resezieren. Dies erfolgt durch das Ausschneiden des betroffenen Abschnittes der Aorta, welcher durch eine Kunststoffprothese ersetzt wird. Muss nur die Aorta ascendens ersetzt werden, kann die Herz- und Lungenmaschine kontinuierlich weiter laufen und für eine ununterbrochene Perfusion der Organe sorgen. In komplexen Fällen mit Beteiligung des Aortenbogens, erfolgt der Aortenbogenersatz während eines kompletten Kreislaufstillstands, nach vorausgegangenem Absenken der Körpertemperatur auf 28°C. Die Aortenbogen-Chirurgie gehört zu den technisch aufwendigsten Eingriffen am Herzen und ist auch heute noch mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität assoziiert. Neueste Entwicklungen wie die selektive Hirnperfusion in moderater Hypothermie und die Weiterentwicklung der zu implantierenden Prothesen haben jedoch zu einer deutlich verbesserten Prognose der Patienten geführt.


Neuroprotektion

Abb. 3: Kanülierungen für die selektive Hirnperfusion  (Foto: © Karck M 2005,28:286-90 Eur J Cardiothorac Surg)
Abb. 3: Kanülierungen für die selektive Hirnperfusion (Foto: © Karck M 2005,28:286-90 Eur J Cardiothorac Surg)

An der Herz-Lungen-Maschine HLM wird die Körpertemperatur und insbesondere die Organtemperatur des Patienten kontrolliert herabgesetzt, um den Sauerstoffverbrauch zu vermindern und somit einer Ischämie sensibler Organe, insbesondere des Gehirns, entgegenzuwirken. Generell gilt: „Je länger der Kreislaufstillstand, desto kälter sollte das Blut sein“. Man spricht von moderater Hypothermie, wenn das Blut des Patienten auf 26-32° C herabgesetzt wird und von einer tiefen Hypothermie bei einer rektalen Körpertemperatur von < 26° C. Der Stoffwechsel wird pro Grad Celsius unter 37° C um 6-10 % gesenkt. In früher Zeit wurden die Patienten gerne bis auf < 20° C gekühlt und im Kreislaufstillstand operiert. Im Gehirn, dem Organ mit der geringsten Ischämietoleranz, wird bei dieser Temperatur der Sauerstoffverbrauch auf 15 % (!) gesenkt, und somit die normotherme Ischämietoleranz von nur 2 Minuten auf bis zu 60 Minuten erhöht [4].

Komplementär zur Hypothermie hat sich die selektive Hirnperfusion als protektives Verfahren etabliert. Es wird zwischen der unilateralen und der bilateralen selektiven Hirnperfusion sowie zwischen der antegraden und der retrograden Hirnperfusion unterschieden. Da in den meisten Fällen die arterielle Kanüle über die rechte A. axillaris angeschlossen wird, kann durch das Klemmen des Truncus brachiocephalicus das sauerstoffreiche Blut über die rechte A. carotis communis in das Gehirn umgeleitet werden und so antegrad die rechte Hemisphäre versorgen (Abb. 3). Über einen intakten Gehirnkreislauf (Circulus Willisii) wird dabei auch die linke Hemisphäre mitversorgt. Man spricht hier von unilateraler Hirnperfusion [5]. Bei älteren Patienten ist der natürliche Gehirnkreislauf häufig durch Atherosklerose insuffizient und somit die Durchblutung beider Hirnhemisphären nicht immer gewährleistet. In diesem Fall kann über einen zweiten speziellen Katheter eine antegrade Perfusion direkt über die linke A. carotis communis erfolgen (bilaterale Hirnperfusion). Die bilaterale Hirnperfusion ist somit die effizienteste Methode, um hypoxische Hirnschäden während des komplexen Eingriffs zu vermeiden.

Abb. 4a: Isolierter Aorta-ascendens Ersatz (Foto: © LINC Mount-Sinai)
Abb. 4b: Hybrid- Prothese vom Typ Evita Open Plus – Einbringen und Entfalten des Stents in die Aorta descendens. Die supraaortalen Abgänge werden als „Gefäßinsel“ in die Prothese eingenäht. (Foto: © Fa. Jotec GmbH, Hechingen, Deutschland)

Die Qualität und Effektivität der selektiven Hirnperfusion wird während der Operation durch die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) des Gehirns kontinuierlich überwacht. Hierzu werden Messelektroden auf der Stirn des Patienten angebracht, die die regionale Sauerstoffsättigung bis zu einer Tiefe von 3 cm messen können. Eine Minderdurchblutung des Gehirns während der Operation kann so rechtzeitig erkannt und korrigiert werden.

Allerdings wird durch die selektive Hirnperfusion nur das zerebrale Nervengewebe geschützt, nicht das Rückenmark. Um die Operationsdauer und somit die Gefahr für Schädigungen des Rückenmarks aber auch der Bauchorgane während des Kreislaufstillstand zu verringern, wurden in jüngerer Zeit neuartige Prothesen entwickelt, die eine schnelle Durchblutung dieser Organsysteme ermöglichen.

Abb. 4c: Hybrid-Prothese vom Typ Thoraflex-Hybrid – ein Nahtkragen fixiert die Prothese an der proximalen Aorta descendens. Die supraaortalen Gefäße werden selektiv angeschlossen. Ein Perfusionsschenkel ermöglicht eine frühe antegrade Reperfusion. (Foto: © Fa. Vaskutek, Glasgow, GB)
Abb. 4d: CT (Sagittalebene) – Akute Typ-A Dissektion mit einer FET-Hybrid-Prothese versorgt (Foto: © htc-uniklinik-koeln)

Neuartige Hybrid-Prothesen und „Frozen elephant trunk“ Technik (FET)

Während bei dem Ersatz der Aorta ascendens eine einfache Rohrprothese verwendet wird (Abb. 4a), werden bei einem Ersatz des Aortenbogens die supraaortalen Gefäße entweder direkt als „Gefäßinsel“ oder einzeln angenäht. Verschiedene Prothesen mit vorgefertigten Abgängen stehen dafür heute zur Verfügung. Bei Ausdehnung eines Aneurysmas oder der Dissektion in die supraaortalen Gefäße und in die Aorta descendens hinein, ist es notwendig, eine sog. „elephant trunk“-Operation durchzuführen, um in einem zweiten Schritt die erweiterte bzw. dissezierte Aorta descendens von transfemoral mit einem Stent versorgen zu können.

Die neuartigen „frozen-elephant-trunk-Prothesen“, bestehen somit aus einem Prothesen- und einem Stent-Anteil (Abb. 4b+c). Mittels eines speziellen Einführsystems werden diese Prothesen in die Aorta descendens eingebracht, sodass im Falle einer Dissektion, der Stent die aufgespaltenen Wandschichten wieder aneinander bringt (Abb. 4d).

Bei Fragen zu diesem Thema kontaktieren Sie bitte unsere „Sprechstunde für Aorten-Erkrankungen“, Sekretariat der Klinik Herz- und Thoraxchirurgie, Universitätsklinikum Madgeburg A.ö.R., Telefon: 0391-67-14102. Wir bedanken uns darüber hinaus bei Frau Stefanie Heinen und Prof. Oliver Liakopoulos für die freundliche Mitarbeit an diesem Artikel.


Fazit


Patienten/Patientinnen mit Erkrankungen der thorakalen Aorta sollten möglichst frühzeitig an einem Zentrum angebunden werden, welches die notwendigen diagnostischen und operativen Möglichkeiten besitzt, um ein individuelles Therapiekonzept für den jeweiligen Betroffenen zu entwickeln. Im Notfall ist das Überleben dieser Patienten/Patientinnen entscheidend davon abhängig, dass eine akute Dissektion der Aorta erkannt wird und die rasche Verlegung in ein darauf vorbereitetes Zentrum erfolgt.

Neuartige Hybrid-Prothesen erlauben es, weite Strecken der erkrankten thorakalen Aorta zu ersetzen und ermöglichen eine endovaskuläre Weiterbehandlung der übrigen Aorta, sofern notwendig.

Ausblick: Wichtig ist es an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass neue katheter-basierte Entwicklungen die klassische Vorgehensweise verändern werden. Gemeinsam mit den Kollegen aus der Gefäßchirurgie gilt es, diese Techniken kennenzulernen und zu bewerten, denn neben der thorakoabdominellen Aorta gerät auch der Aortenbogen immer mehr in den Fokus neuer endovaskulärer Therapieverfahren.

Literatur:

  1. Elefteriades JA, Ziganshin BA. Gratitude to the International Registry of acute aortic dissection from the aortic community. J Am Coll Cardiol 2015;66:359-62.
  2. Matsubara S, et al. Cerebrovascular imaging of cerebral ischemia in acute type A aortic dissection. J Neuro Sci 2018;388:23-27.
  3. Chad Hughes G, Coselli JS. Aggressive Aortic Replacement for Loeys-Dietz Syndrome. Texas Heart Inst J 2011;38:663-6.
  4. Griepp RB et al. The physiology of hypothermic circulatory arrest. Semi Thorac Cardiovasc Surg 1991;3:188-93.
  5. Sabashnikov A et al. Axillar or Aortic Cannulation for Aortic Repair in Patients with Stanford A Dissection. Ann Thorac Surg 2016;102:787-94.


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