The Arterial Switch Operation in Transposition of the Great Arteries: Anatomic Indications and Contraindications

 

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Summary

1. The arterial switch procedure is now the operation of choice for typical D-transposition of the great arteries at The Children's Hospital, Boston, USA, the operative mortality rate since 1985 being 3%.

2. There are many anatomic considerations suggesting the morphologically left ventricle (LV) may well be a better systemic pump than the morphologically right ventricle (RV) which, if true, would favor the arterial switch procedure as opposed to an atrial switch operation:

(1) The LV consists almost entirely of the sinus or pumping portion, and has only a minimal distal infundibular (conal) component. The RV, by contrast, has a relatively much larger infundibular component, the primary function of which is to prevent regurgitation rather than to pump.

(2) Phylogenetically, the LV is the ancient “professional” pump. By contrast, the RV is a comparatively recent modification of the bulbus cordis.

(3) The LV is a two-coronary ventricle, whereas the RV is a one-coronary ventricle.

(4) The LV has relatively much more compact myocardium (stratum compactum) than does the RV.

(5) The mitral valve leaflets are better designed to occlude a circular systemic atrioventricular orifice than are the tricuspid valve leaflets.

(6) The papillary muscles of the LV are large, paired, well balanced, and both arise from the same ventricular wall - the LV free wall. By contrast, the papillary muscles of the RV are comparatively small, numerous, unbalanced, and arise from both ventricular septal and free walls. Hence, dilatation of the LV does not pull the LV papillary muscles apart, whereas dilatation of the RV does pull the RV muscles apart, favoring the development or exacerbation of tricuspid regurgitation.

(7) The LV has two conduciton system radiations, whereas the RV has only one.

3. The current anatomic contraindications to the arterial switch operation in typical D-TGA include the following:

(1) an unprepared LV;

(2) an aortic intramural left coronary artery arising from the right coronary sinus of Valsalva;

(3) pulmonary outflow tract stenosis (with small annulus and subvalvar obstruction) or atresia;

(4) aortic outflow tract stenosis (with small annulus and subvalvar obstruction) with tubular hypoplasia of the aortic arch and preductal coarctation;

(5) tricuspid or mitral atresia;

(6) marked underdevelopment or absence of either the RV sinus or the LV sinus; and

(7) a major anomaly of the systemic and/or pulmonary veins, as in the hetorotaxy syndrome with asplenia. In a series of 193 postmortem cases of D-TGA, the arterial switch procedure appeared to be anatomically feasible (i.e., prohibitive associated anomalies were not present) in 133 cases (69%).

In conclusion, the arterial switch operation is now our procedure of choice in the surgical management of patients with physiologically uncorrected transposition of the great arteries. This paper is primarily concerned with the anatomic indications for, and contraindications to, the ASO.

Zusammenfassung

Anatomische Gründe, die eine arterielle Switch-Operation gegenüber einer atrialen Switch-Operation typische D-TGA vorteilhafter erscheinen lassen, schließen folgende Punkte ein:

1. Der Konus weist keine gute Pumpfunktion auf, sodaß im rechten Vcntrikel (RV) mehr “dead wood” vorhanden ist als in dem morphologisch linken Ventrikel (LV). Dieses könnte ein Grund dafür soin, daß der linke Ventrikel eine bessere systemische Pumpfunktion als der rechte Ventrikel hat.

2. Phylogenetisch ist der linke Ventrikel als alte “professionel pump” anzusehen, während der rechte Ventrikel eino Modifikation des Bulbus cordis darstollt (konus arteriosus), der vergleichsweise von der embryologischon Entwicklung her jüngcr ist.

3. Der linke Ventrikel wird von zwei Koronararterien (LAD, RCX) versorgt, während der rechte Ventrikel nur von einem Koronargefäß (RCA) versorgt wird.

4. Entwicklungsmäßig ist das stratum compactum des linken Ventrikels deutlich dicker als das des rechten Vontrikels.

5. Die Mitralklappe ist für den Verschluß eines zirkulären atrioventrikulären Orificiums angelegt, während dieses für die Trikuspidalklappe nicht zutrifft.

6. Die Papillarmuskeln des linken Ventrikels sind besser für das Aufbauen eines Systemdrucks geeignet als die des rechten Ventrikels.

7. Der linke Ventrikel besitzt zwei Reizleitungsbündel, der rechte Ventrikel nur eines.

Was sind die Kontraindikationen der Switch-Operation aus anatomischer Sicht?

Eine der wichtigsten ist der unvorbereitete linke Ventrikel, der nicht in der Lage ist, einen systemischen Druck aufzubauen. Interessanterweise ist die einzige Koronaranomalie, bei der die arterielle Switch-Operation schwierig durchzuführen ist, die intramural verlaufende linke Koronararterie, die aus dem rechten Koronarsinus entspringt.

Weitere anatomische Anomalien, die in einer Studio von 193 postmortem Fällen von D-TGA identifiziert wurden, können als Kontraindikation für eine arteriello Switch-Operation in Frage kommon:

1. VSD mit Pulmonalstenose (17 Fälle = 9%)

2. VSD mit Pulmonalatresie (4 Fälle = 2%)

3. VSD mit tubulärer Hypoplasie und präductaler Aortenisthmusstenose (10 Fälle = 5%)

4. Trikuspidalatresie (6 Fälle = 3%)

5. Single LV mit double-Inlet LV (6 Fälle = 3%)

6. Mitralatresie (6 Fälle = 3%)

7. Heterotaxiesyndrom mit Asplenie in 5 Fällen und Polysplenie in einem Fall (6 Fälle = 3%)

Damit hätten 55 der 193 postmortem Fälle aus anatomischen Gründen eine Kontraindikation für eine arterielle Switch-Operation (28,5%). Für sorgfältig ausgewählte Fälle von typischer D-TGA in der Neugeborenenperiode (bis 14 Tage) ist die arterielle Switch-Operation das Operationsverfahren unserer Wahl (operative Mortalität seit 1985 = 3%).