Aneurysmen des Aortenbogens: Interventionelle Therapie

Dass interventionelle Techniken trotz dieser Schwierigkeiten auch im Aortenbogen an Bedeutung gewinnen, liegt vor allem daran, dass die konventionelle offene Aortenbogenrekonstruktion in Hypothermie und mit Herzlungenmaschine wegen der hohen perioperativen Morbidität und Mortalität heute vor allem Patienten mit einem niedrigen Risikoprofil vorbehalten ist. Die endovaskuläre Behandlung kann aufgrund ihrer geringeren Eingriffsinvasivität auch älteren Patienten mit einem hohen operativen Risiko angeboten werden.

Eine große Anzahl neuer innovativer Techniken von endovaskulären und Hybrid-Prozeduren sind in den letzten 15 Jahren entwickelt worden, die mehr Patienten die endovaskuläre Behandlung von komplexen Aortenbogenpathologien trotz des Vorliegens von Komorbiditäten ermöglichen werden.

Die Anatomie des Aortenbogens weist eine große Anzahl von Variationen auf, die ihren Ursprung in der Embryonalentwicklung und der Rückbildung des rechtsseitigen Aortenbogens haben (Tab. 1). Die Häufigkeiten der Variationen sind rassenunterschiedlich mit z. B. einer Häufung des bovinen Truncus brachiocephalicus (gemeinsames Ostium von Truncus brachiocephalicus und linker A. carotis communis) bei farbigen Menschen (> 40 %) im Vergleich zu weißen Menschen (20 %) in den USA und 5 % in Indien (Natsis et al. 2009). Anatomische Variationen haben in der Regel keine funktionellen Auswirkungen beim gesunden Menschen, können aber im Krankheitsfall bei endovaskulärer Versorgung eine entscheidende Bedeutung für die Eingriffsplanung und Versorgung erlangen. So ist bei Anatomien mit bovinem Truncus brachiocephalicus die linke A. carotis communis oft schwierig zu katheterisieren. Andererseits ist eine geplante Stentprothesenversorgung gegebenenfalls einfacher, da mehr Abstand im Aortenbogen zwischen den zwei Gefäßabgängen zwischen bovinem Truncus und A. subclavia sinistra liegt und z. B. ein aufwendiges Debranching der linken A. carotis communis nicht erforderlich ist (Abb. 1). Die genaue präoperative Kenntnis der Aortenbogenanatomie ist daher für die endvaskuläre Therapie entscheidend. Besondere Aufmerksamkeit sollte Patienten mit anamnestisch bekannter coronarer Bypassoperation gewidmet werden, da das Überstenten der linken A. subclavia nach koronarem Bypass von der linken A. mammaria interna (LIMA) fatale Konsequenzen haben kann. Auch die genaue Kenntnis der Anatomie der hirnversorgenden Arterien und des Circulus Willisii ist bei Ausschaltung oder Veränderung der Aortenbogenanatomie natürlich wichtig.

Pathologien des Aortenbogens schließen oft angrenzende Aortensegmente mit ein. Der Aortenbogen kann aber auch für die Behandlung von Pathologien der Aorta descendens von Bedeutung sein, da die Landungszonen für eine Stentprothesenversorgung auch ohne Beteiligung des Bogens am Krankheitsgeschehen oft im Bereich des Aortenbogens mit seinen Gefäßabgängen liegen.

Die endovaskuläre Einteilung der einzelnen Abschnitte des Aortenbogens erfolgt in Abhängigkeit der vom Bogen abgehenden supraaortalen Gefäße. Für die Katheter-gestützte Stentversorgung ist die Einteilung des Aortenbogens in vier Zonen nach Ishimaru zur Definition der proximalen Landungszonen der Stentprothesen üblich (Abb. 2; Mitchell et al. 2002)

Die endovaskulären Therapieoptionen bei Aortenbogenpathologien hängen wesentlich von einer guten präoperativen Diagnostik und sorgfältigen Eingriffsplanung ab. Individuelle Patienteneigenschaften, wie das Alter, das Geschlecht und Komorbiditäten des Patienten entscheiden ebenso wie morphologische Eigenschaften des Aortenbogens und der deszendierenden Aorta über das geplante Vorgehen. Das Verhalten von Drähten, Kathetern, Stentprothesen und ihren Einführungssystemen im Aortenbogen ist oft schwer vorhersagbar und eine Vielfalt an möglichen Komplikationen kann die Eingriffe erschweren. Daher ist neben einer breiten endovaskulären Erfahrung des Operationsteams das Vorhandensein von einer Vielzahl an interventionellen Materialien erforderlich.

Bei stark gewundener Aorta descendens kann ein transfemoraler Zugang unmöglich sein. In tierexperimentellen Untersuchungen wurde der transseptale Zugang (via Punktion der V. femoralis) und der transapikale Zugang (via Freilegung oder Punktion des rechten Ventrikels) für den antegraden Zugang zum Aortenbogen untersucht (Wipper et al. 2012, 2013, 2015). Es zeigte sich, dass beide Zugangswege möglich sind, aber der transapikale Zugangsweg dem transseptalen vorzuziehen ist und die gebranchte Aortenbogenversorgung auf diesem Wege möglich ist (s. u.). Weitere alternative Zugangswege zum Aortenbogen sind der transcavale Zugang, bei dem eine Punktion von der infrarenalen V. cava in die Aorta erfolgt, sowie der Zugang über A. subclavia oder A. carotis communis.

Welche Länge diese Landungszonen haben sollten, lässt sich nicht pauschalisieren und auf eine Millimeter-Anzahl reduzieren, da eine Reihe anderer Eigenschaften bei der Beurteilung der Landungszone wichtig sind. Grundsätzlich ist allerdings mindestens eine Stentlänge als gerade Landungsstrecke wünschenswert, da bei kürzeren Landungsstrecken eine konische Öffnung des Dichtungsstents (engl: sealing stent) entsteht, bei der die Radialkraft des Stents dislozierend wirkt. Für die Abdichtung sind neben der Länge auch die Krümmung der Landungszone und die Freisetzungseigenschaften des geplanten Implantates von großer Bedeutung. Die Lagebeziehung der möglichen Landungszonen zur Aortenpathologie einerseits und den Gefäßabgängen des Aortenbogens andererseits entscheiden über das geplante Vorgehen und bestimmen zusammen mit dem Grad der Verkalkung und Thrombotisierung, den Eigenschaften der Zugangsgefäße, den Erfahrungen des Operationsteams und dem vorhandenen Material das Risikoprofil der Behandlung.

Jede Aortenbogenpathologie bedarf einer individuellen Abwägung von Chancen und Risiken. Daher ist neben einer guten allgemeinen Untersuchung des Patienten die Schnittbildgebung mittels hochauflösender Computertomographie (CT) erforderlich.

Die CT-Bilddatensätze geben mit Hilfe einer modernen Bildnachbearbeitung entscheidende diagnostische Informationen für die individualisierte Auswahl des geeigneten Therapieverfahrens und der Implantate. Insbesondere kommen hierzu folgende rechnergestützte Verfahren zur Anwendung:

Diese Techniken erlauben eine präzise Ausmessung der Aortenbogenpathologien zur Eingriffsplanung und minimieren die intraoperative Strahlen- und Kontrastmittelbelastung durch die präoperative Bestimmung geeigneter intraoperativer Projektionen. Operationsbedingte Risiken können außerdem durch die Beurteilung der Zugangsgefäße und der zu überstentenden Interkostalarterien besser eingeschätzt und durch geeignete Strategien vermieden werden.

Die thorakale Aorta ist das größte Gefäß des menschlichen Körpers und erfordert daher große Stentgraftdurchmesser und großkalibrige Einführungssysteme bis zu 26F. Atherosklerotisch verengte, kurven- und knickreiche, aber auch aneurysmatisch erweiterte Beckengefäße können die Einführung dieser großlumigen thorakalen Stentprothesen erschweren oder sogar unmöglich machen. Zugangsschwierigkeiten sind häufiger bei weiblichen Patienten, die oft Beckengefäße mit einem geringeren Durchmesser haben und häufiger thorakale Aortenpathologien aufweisen im Vergleich zu infrarenalen Bauchaortenaneurysmen.

Eine Perforation der Iliakalgefäße bis hin zur Exhärese von Gefäßanteilen bei der Entfernung von Stentgraftsystemen kann zu schweren und akut lebensbedrohlichen Blutungen führen. Zur Überwindung der anfänglich häufigen Zugangskomplikationen hat beigetragen, dass die Stentgraftsysteme im Laufe der Zeit im Durchmesser deutlich kleiner geworden sind. Die thorakalen Stentprothesen der nächsten Generation sind mit Einführungssystemen von 16–20 F deutlich kleiner und rufen seltener zugangsbedingte Komplikationen hervor. Durch eine gute präoperative Bildgebung und Eingriffsplanung können solche akuten intraoperativen Komplikationen in der Regel vermieden werden. Die folgenden offen chirurgischen und interventionellen Maßnahmen, die einen sicheren Zugang mit ausreichendem Gefäßdurchmesser ermöglichen, kommen hier zur Anwendung.

Thorakale Endoprothesen werden heute in ihrer Mehrzahl verwendet um Pathologien der deszendierenden Aorta zu behandeln, die aber lediglich eine Minderheit der thorakalen Aortenpathologien darstellen. Einer der Gründe hierfür ist die nur bedingte Flexibilität der kommerziell erhältlichen tubulären Stentprothesen, die für die Verwendung in geraden Gefäßabschnitten konzipiert sind. Die Nichtübereinstimmung zwischen gerader Stentprothese und dem gekrümmten Aortenbogen kann eine Reihe unterschiedlicher Probleme ergeben, die teilweise fatale Folgeschäden haben können. Ein Versatz, der sich in der proximalen Landungszone ergibt, beeinträchtigt die Abdichtung und kann zu einer Typ-1-Endoleckage führen. Nicht anliegende proximale Stentprothesen sind auch dem hier besonders kräftigen pulsatilen Blutfluss ausgesetzt und können bei dadurch verursachten Stentbewegungen im Verlauf zur Metallermüdung und zum Stentgraftkollaps führen (Hinchliffe et al. 2007b). Die fehlende Apposition der Stentprothese an der kleinen Kurvatur des Aortenbogens wird auch als „Vogelschnabel-Phänomen“ (engl. bird-beak) bezeichnet (Abb. 7) und ist mit einer Reihe von Faktoren der individuellen Patientenanatomie und der Prothesenauswahl assoziiert (s. Übersicht). Gleichzeitig führt die mangelnde Anpassung der geraden Stentprothesen zu einem Druck des proximalen Stent-Endes auf die Aortenwand an der großen Kurvatur. Dieser Druck kann gemeinsam mit der pulsatilen Beweglichkeit des Aortenbogens zu einer schleichenden Mazeration der Gefäßwand und schließlich zur Aortenruptur führen (Abb. 7; Malina et al. 1998)

Um die Anpassung der Stentprothesen an den Aortenbogen zu verbessern sind eine Reihe von Entwicklungen der unterschiedlichen Stentprothesenhersteller unternommen worden. Keine dieser Entwicklungen hat bisher das Problem der mangelnden anatomischen Anpassung vollständig beseitigt. Ein Grund hierfür ist der Umstand, dass die kommerziell erhältlichen thorakalen Stentprothesen auf der Basis von Gianturco Z-Stents konzipiert sind. Z-Stents erfordern eine gewisse Mindesthöhe um ausreichend radiale Kraft in den Landungszonen entfalten zu können. Die Höhe dieser Z-Stents begrenzt jedoch die Flexibilität der Stentprothesen. Kleinere Stents erhöhen auf der einen Seite die Flexibilität, sind aber weniger stabil und erfordern mehr Biegungen, die wiederum größere Einführsysteme erforderlich machen. Stentprothesen auf Basis von geflochtenen Nitinolstents haben den Nachteil der Verkürzung und der damit verbundenen schwierigeren exakten Platzierbarkeit der Implantate.

Das genaue Freisetzen von thorakalen Stentprothesen ist aus verschiedenen Gründen schwieriger als bei anderen endovaskulären Implantationen. Der sehr kräftige pulsatile Blutstrom im Aortenbogen kann einen sog. Windkesseleffekt verursachen, der die Prothese nach stromabwärts dislozieren kann. Strategien zur Verhinderung dieser ernsten Komplikation bestehen in einer kurzfristigen Verminderung des kardialen Auswurfvolumens durch kardiales Overpacing oder einen kurzzeitigen Adenosin-induzierten Herzstillstand. Der Nachteil dieser beiden Techniken liegt in der zeitlichen Begrenzung des Prothesenabwurfes ohne Möglichkeit der Angiographie. Auch ist der Einfluss dieses kurzfristigen „crossclamping“ auf das Risiko von Rückenmarksischämien nach TEVAR bisher nicht untersucht. Eine weitere Möglichkeit zur Reduktion des kardialen Auswurfvolumens ist die Verwendung eines Verschlussballons in der unteren Hohlvene zur Verringerung des Blutrückstroms zum rechten Herzen. Bei Prothesensystemen, die eine proximale Fixierung auf dem Einführungssystem beinhalten (z. B. Captivia von Medtronic, E-Vita von Jotec und Zenith von Cook) kann u. U. auf auswurfreduzierende Maßnahmen verzichtet werden, da die Stentprothese durch die zusätzliche Fixierung in Position gehalten werden kann (Abb. 10a).

Die genaue Position eines Implantates nach Freisetzung vorherzusagen, ist auch durch den großen Gefäßdurchmesser der thorakalen Aorta und durch deren Gefäßkrümmung erschwert. Die Einführungssysteme folgen aufgrund ihrer Rigidität nicht dem natürlichen Gefäßverlauf, so dass ein hohes Maß an Erfahrung erforderlich ist, um die endgültige Position des Implantates vorherzusagen. Eine genaue Platzierung der Stentprothesenenden ist im Aortenbogen entscheidender als in anderen Gefäßregionen, und wenige Millimeter können über Gelingen und Nicht-Gelingen der Versorgung entscheiden.

Daher ist es wichtig, einige grundlegende technische Details zu beachten:

Viele Patienten mit Läsionen der thorakalen Aorta haben keine ausreichende Landungszone für den Einsatz einer konventionellen thorakalen Aortenprothese. Die Gefäßabgänge des Aortenbogens müssen in einem solchen Fall überstentet werden, um eine ausreichende proximale Abdichtung zu erlangen.

Unter bestimmten Voraussetzungen kann die linke A. subclavia ohne Revaskularisierung überstentet werden, während der Fluss in die linke A. carotis communis und den T. brachiocephalicus erhalten werden muss. Extraanatomische cervicale Bypässe können die Überstentung der linken A. carotis communis bis zum T. brachiocephalicus ermöglichen. Muss der T. brachiocephalicus jedoch überstentet werden, um eine ausreichende Abdichtung proximal zu erreichen, ist eine der folgenden speziellen Techniken erforderlich, um eine Thorakotomie zu vermeiden.

Zu den zentralen, bis heute noch nicht vollständig gelösten Problemen der endovaskulären Aortenbogentherapie zählt das Auftreten von Schlaganfällen durch zerebrale Embolisierung. Diese schwerwiegende Komplikation tritt in bis zu 11 % nach endovaskulären Interventionen auf und kann eine hohe Mortalität nach sich ziehen. Auch „stumme Infarkte“ (i. e. morphologisch nachweisbare zerebrale Infarzierungen ohne klinisches Korrelat) kommen in hoher Zahl vor, die möglicherweise einer später auftretenden vaskulären Demenz Vorschub leisten könnten (Kahlert et al. 2014; Lansky et al. 2017). Diese kann durch Katheter- und Stentmanipulationen ausgelöst werden. Es hat sich aber gezeigt, dass auch die Luftembolie eine wesentliche Rolle spielt. Diese kann durch nicht ausreichende Spülung der Katheter, z. B. im Rahmen von Angiographien entstehen. Eine wesentliche Rolle kommt aber auch der Freisetzung der Stentgrafts zu: durch die aufwändige Verpackung der Stentgrafts in den Schleusenhülsen kann auch eine sorgfältige Spülung der Prothese keine vollständige Entlüftung erreichen. Aus diesem Grund wurde eine Technik der zusätzlichen CO2-Spülung entwickelt, mit der die Rate an Luftembolien deutlich reduziert werden konnte (Kölbel et al. 2016; Rohlffs et al. 2018, 2019).

Die Einführung endovaskulärer Verfahren hat die Behandlung von Erkrankungen der thorakalen Aorta (TEVAR) seit Mitte der 1990er-Jahre maßgeblich verändert (Dake et al. 1994). Ermutigt durch gute kurz- und mittelfristige Behandlungsergebnisse an der Aorta descendens (Leurs et al. 2004) haben einige endovaskuläre Zentren in den letzten Jahren begonnen, die Indikation zur rein endovaskulären Behandlung der Aorten auf Pathologien im Aortenbogen auszudehnen. Mit den oben dargestellten endovaskulären und Hybridtechniken ist die partielle und vollständige endovaskuläre Ausschaltung von Aortenbogenpathologien inklusive aller Gefäßabgänge möglich. Doch sind die technischen Herausforderungen im Aortenbogen vielfältig und noch nicht alle gelöst. Eine Reihe von in diesem Kapitel beschriebenen Techniken ermöglicht es, den morphologischen und hämodynamischen Herausforderungen im Aortenbogen effektiv zu begegnen. Die endovaskuläre Behandlung ist aber trotz vieler potenzieller Vorteile, wie der geringeren Invasivität und dem Verzicht auf Thorakotomie und Einsatz der Herz-Lungen-Maschine, heute noch nicht die Therapie der ersten Wahl zur Behandlung von Aortenbogenerkrankungen.