Chirurgische Therapie der fulminanten Lungenembolie

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Chirurgische Therapie der fulminanten Lungenembolie

Ivan Aleksic, Markus Kamler, Ulf Herold, Parwis Massoudy, Heinz Günter Jakob

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Surgical Treatment for Massive Pulmonary Embolism

Abstract

Surgical embolectomy for massive pulmonary embolism (PE) has become a rare procedure. Often, it is viewed as a last-chance option for patients undergoing cardiopulmonary resuscitation after massive PE. Thus thrombolytic therapy has become the treatment of choice. However, a significant proportion of patients suffers from residual obstruction after thrombolytic therapy and faces the development of chronic pulmonary hypertension. Therefore, some centers have regained interest in surgical embolectomy after improved risk stratification and reported very good results. Perioperative survival rates up to

89% have been reported. This was accomplished by surgery on the ECC-(extracorporeal circulation-)supported, beating, nor- mothermic heart and utilization of special instruments. These encouraging results have been confirmed by the authors and others in patients with stable systemic hemodynamics but moderate to severe right ventricular dysfunction. The more widespread use of surgical embolectomy seems warranted. A randomized, controlled trial is overdue to determine the ben- efits of this therapy in stable patients compared with thrombolytic therapy if “best-practice” therapy is to be achieved for the patients’ benefit.

1 Klinik für Thorax- und Kardiovaskuläre Chirurgie, Westdeutsches Herzzentrum Essen, Universitätsklinikum Essen.

Schlüsselwörter: Lungenembolie · Chirurgie · Extrakorporale Zirkulation

Herz 2005;30:269–73

DOI 10.1007/s00059-005-2701-x Zusammenfassung

Die fulminante Lungenembolie wird nur noch selten chirur- gisch behandelt. Die Operation wird als „Ultima-Ratio“-Thera- pie insbesondere bei Patienten mit kardiopulmonaler Reani- mation angesehen. Vor dem Hintergrund eines erheblichen Anteils von Patienten mit residualer Obstruktion nach Lyse- therapie mit der Gefahr der Entwicklung einer chronischen pulmonalen Hypertonie und besserer Risikostratifizierung haben einzelne Zentren wieder mehr Patienten einer offenen chirurgischen Embolektomie zugeführt. Hier sind Überlebens- raten bis 89% in der perioperativen Phase erzielt worden.

Möglich war dies durch Operationen am schlagenden, normo-

thermen Herzen unter Verwendung spezieller Instrumente, wie sie bei der Pulmonalisthrombendarteriektomie Verwen- dung finden. Die Bestätigung dieser guten Ergebnisse bei noch hämodynamisch stabilen Patienten mit mäßiger bis starker Einschränkung der rechtsventrikulären Funktion durch die Au- toren und andere rechtfertigt den Einsatz dieses Verfahrens an Kliniken mit angeschlossener Herzchirurgie in einer frühe- ren Phase, in welcher der Patient noch nicht reanimations- pflichtig ist. Die Durchführung einer kontrollierten, randomisierten Studie zur Erfassung des tatsächlichen Stellenwerts im Vergleich zur Lysetherapie wäre wünschenswert im Sinne einer bestmöglichen Therapie für den Patienten.

Key Words: Pulmonary embolism · Surgery · Extracorporeal circulation

Einleitung

Die fulminante Lungenembolie (LE) ist die dritthäu- figste kardiovaskuläre Erkrankung und für 50 000 bis 200 000 Todesfälle jährlich allein in den USA verant- wortlich [16]. Eine massive LE hat eine Mortalitätsrate von > 30%, wobei zwei von drei Todesfällen innerhalb

der 1. Stunde auftreten [13]. Somit sind die rasche Dia- gnose und Therapie entscheidend, um das Leben des Patienten zu retten.

Die Entwicklungen der mechanischen und enzyma- tischen thrombolytischen Therapie haben die operative Behandlung der massiven akuten LE zunehmend in den

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Hintergrund gedrängt. Jedoch sind bei beiden Behand- lungen mehrere Problemfelder vorhanden, die bei einer differenzierten chirurgischen Therapie nicht existieren.

Limitationen der Thrombolyse

Goldhaber et al. [6] zeigten 1999 anhand der Daten von 2 454 in das International Cooperative Pulmonary Em- bolism Registry (ICOPER) eingeschlossenen Patien- ten, dass 17,4% der eingeschlossenen Patienten innerhalb von 90 Tagen verstorben waren und 3% der throm- bolytisch behandelten Patienten eine intrazerebrale Blutung entwickelten. 15–25% aller lysierten Patienten zeigen nur eine partielle Auflösung der Emboli in der pulmonalvaskulären Strombahn [7]. Das Persistieren einer pulmonalen Hypertonie nach LE ist mit einer er- höhten Mortalität vergesellschaftet [4, 10]. Meneveau et al. [11] zeigten, dass die „Restembolus-Last“ nach unvollständiger thrombolytischer Wiedereröffnung des Pulmonalisgefäßbetts ein unabhängiger prognostischer Faktor für das Langzeitergebnis der Patienten ist. Bei einer Restobstruktion von > 30% des Gefäßbetts fand sich in der multivariaten Analyse ein relatives Risiko von 2,22 (95%-Konfidenzintervall 1,69–2,74) für Lang- zeitmortalität des Patienten [11]. Während bislang davon ausgegangen worden ist, dass eine chronische thromboembolische pulmonale Hypertonie nur bei sehr wenigen Patienten nach akuter LE entsteht, gehen Me- neveau et al. in ihrer Studie davon aus, dass die Zahl der Betroffenen unterschätzt wird, und fordern ein sorgfäl- tiges Follow-up solcher Patienten mit residualer Ob- struktion, damit Patienten für eine pulmonale Thromb- endarteriektomie erfasst werden.

Eine strömungsphysiologische Erklärung für die in- komplette Thrombolyse gab Uflacker [15] an. In einem Strömungsmodell (Abbildung 1) zeigte er, dass es proximal des Verschlusses zu einer Wirbelbildung mit Um- leitung des Blutflusses in nicht okkludierte Gefäßab- schnitte kommt, so dass der Kontakt zwischen Throm- bolytikum und Thrombus schlecht ist.

Dementsprechend belegten Thabut et al. [14] im Rahmen einer Metaanalyse von neun randomisierten, kontrollierten Studien mit 461 Patienten, dass eine thrombolytische Therapie im Vergleich zu intravenö- sem Heparin bei nicht selektierten Patienten keinerlei therapeutischen Vorteil bringt, aber mit einem erhöh- ten Risiko für relevante Hämorrhagien einhergeht.

Bei der mechanischen Thrombolyse durch Katheter werden kleinere Thromben in die peripheren Äste der Pulmonalarterie gestreut, so dass eine Restobstruktion

resultiert, welche nach Meneveau et al. für den Patienten prognostisch ungünstig ist (Abbildung 2) [15]. Zudem kommt es nach solchen Behandlungen häufiger zu Rezi- divembolien als nach offener chirurgischer Embolekto- mie [2, 7].

Chirurgische Therapie

Die offene chirurgische Pulmonalisembolektomie entwi- ckelte sich mehr und mehr zu einer „Ultima-Ratio“-The- rapie von reanimationspflichtigen Patienten mit erwartbar schlechten Ergebnissen. Vor dem dargestellten Hinter- grund der Einschränkungen und fehlenden Daten über eindeutige Vorteile der Thrombolyse gegenüber der rei- nen Heparintherapie hat eine Renaissance der offenen chirurgischen Pulmonalisembolektomie stattgefunden [1, 3, 18]. Dank besserer Risikostratifizierung – Goldhaber &

Elliott [5] empfehlen den Geneva Prognostic Index [17] – können Patienten, die sich hämodynamisch verschlechtern werden, rasch identifiziert werden. Diese Patienten haben oft einen erhaltenen systemischen Blutdruck bei gleichzei- tiger ausgeprägter Dysfunktion des rechten Ventrikels.

Wie bedeutsam die Dysfunktion des rechten Ven- trikels ist, zeigten Schoepf et al. [12] bei 431 Patienten mit computertomographisch gesicherter LE. Hier wurde das Größenverhältnis von rechtem zu linkem Ventri- kel bestimmt. Betrug dieses Verhältnis > 0,9, lag eine Vergrößerung des rechten Ventrikels vor. 15,6% der Betroffenen starben gegenüber nur 7,7% der Patienten ohne eine solche Vergrößerung. Das Vorliegen einer Vergrößerung des rechten Ventrikels steigerte das Risi- ko, innerhalb von 30 Tagen nach der Diagnose zu ver- sterben, um das 5,17fache.

Aklog et al. [1] berichteten 2002 über ihre Ergebnisse mit der chirurgischen Therapie der akuten LE. Im Rah- men eines interdisziplinären Ansatzes war die permanente

Abbildung 1. Flussmodell, das die Wirbelbildung proximal des Ver- schlusses mit Umleitung in die nicht okkludierte linke Pulmonalarte- rie demonstriert [15].

Figure 1. Flow model showing vortex formation proximal to the level of obstruction. Most of the fluid is washed into the nonoccluded left pulmonary artery and the vortex close to the occlusion [15].

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Verfügbarkeit eines Operationsteams sichergestellt. Von 29 operierten Patienten überlebten 26 (89%) den Eingriff und die ersten 30 postoperativen Tage. Zu diesen guten Ergebnissen trug sicher der Einschluss von hämodyna- misch stabilen Patienten mit massiver LE und mäßiger bis stark reduzierter rechtsventrikulärer Funktion bei.

Chirurgische Technik

Die offene chirurgische Pulmonalisembolektomie er- folgt grundsätzlich am warmen, schlagenden Herzen

unter Einsatz der extrakorporalen Zirkulation (ECC).

Ein kardioplegisch induzierter Herzstillstand, der den rechten Ventrikel noch weiter schädigen würde, ist nicht erforderlich. In Essen kommt eine modifizierte Technik der Pulmonalisembolektomie zum Einsatz, die erstma- lig von Jakob et al. 1995 beschrieben wurde [8].

Über separate Inzisionen von rechter und linker Pulmonalarterie ist mit Hilfe spezieller miniaturisierter Saugersysteme (Abbildung 3), wie sie bei der Pulmona- listhrombendarteriektomie zum Einsatz kommen, eine komplette Desobliteration des Gefäßbetts bis auf die Subsegmentarterienebene möglich. Entscheidend ist die Vermeidung einer blinden Instrumentation des Pul- monalisstrombetts.

Im Anschluss erfolgen die Desobliteration und Kon- trolle von rechtem Ventrikel, rechtem Vorhof, Vena cava und den großen peripheren Venen. Hierfür werden bei offener V. cava inferior unter Einsatz von drei Sau- gersystemen die Beine intraoperativ nach zentral ausge- wickelt und das Abdomen wiederholt komprimiert.

Die Rationale dieser Operation besteht in der ef- fektiven Nachlastreduktion des rechten Ventrikels und der Verhinderung des intra- oder früh-postoperativen thromboembolischen Rezidivs. Im Anschluss folgen eine CT-Angiographie bzw. dopplersonographische Un- tersuchung und eine Antikoagulation mit Marcumar^® für zunächst 6 Monate.

Bei acht mäßig stabilen Patienten war es möglich, unmittelbar vor Beginn der ECC den systolischen pulmonalarteriellen Druck zu messen und dies nach selek- tiver Pulmonalisembolektomie zu wiederholen (Tabelle 1). Bei nahezu normalisierten systolischen pulmonalarteriellen Drücken konnte ein weiterer pulmonalarterieller Druckabfall bis zur Entfernung des Swan-Ganz- Katheters nach 2–3 Tagen beobachtet werden.

Ergebnisse

Diese modifzierte Technik ist inzwischen von April 1993 bis April 2005 bei 19 Patienten eingesetzt worden. Das mittlere Alter der elf Männer und acht Frauen betrug 47

± 15 Jahre (27–69 Jahre). Zwölf Patienten hatten eine präoperative tiefe Beinvenenthrombose, vier waren einer präoperativen Lysetherapie unterzogen worden.

Zehn der Patienten (53%) wurden unter laufender kardiopulmonaler Reanimation in den Operationssaal gebracht. Von diesen zehn überlebten sieben die perioperative Phase. Mit einer Ausnahme wurden alle Pati- enten in Normothermie am schlagenden Herzen operiert. Die Bypasszeit betrug 145 ± 54 min. Die intraope-

Abbildung 2. Dispersion kleinerer Thromben in die Peripherie der Pul- monalarterie nach (B) mechanischer Fragmentation [15].

Figure 2. Dispersion of smaller clots into the peripheral branches of the pulmonary artery after (B) machanical fragmentation of an occlu- sive central thrombus in the pulmonary artery [15].

Abbildung 3. Miniaturisierte Saugersysteme mit 2–6 mm großen Spit- zen erlauben die Desobliteration bis auf Subsegmentniveau.

Figure 3. Miniaturized suction devices with 2- to 6-mm tips permit desobliteration down to subsegment level.

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rative venöse Thrombektomie nach Auswickeln der Beine war bei sechs von 19 Patienten (32%) positiv (Abbildung 4). Es traten insgesamt fünf Todesfälle in den ersten 30 Tagen auf, weitere zwei Patienten verstar- ben im Langzeit-Follow-up. Bei keinem Patienten wurde eine Rezidivembolie beobachtet (Tabelle 2).

Besonders problematisch sind Mischbilder bei Pati- enten mit teilweise frischer und chronischer LE (Abbil- dung 5). Wenn eine frische LE die Zeit erhält, sich zu organisieren und Rezidivembolien auftreten, wird das ca.

10–14 Tage dauernde Zeitfenster für eine pulmonale Embolektomie überschritten. Ein Absaugen oder Ablö- sen von Thromboemboli von der Gefäßintima ist nicht mehr möglich, und die klassische Thrombendarteriekto- mie ist bei nicht stabilisierter Gefäßmedia mit der tödli- chen Gefahr einer Gefäßwandperforation vergesellschaftet, was mit dem Überleben des Patienten nicht vereinbar ist. In einem solchen Fall muss ca. 6 Monate zugewartet werden, um über eine „Reifung“, d.h. zuneh- mende bindegewebige Organisation und Inkorporation des ehemaligen Thromboembolus in die Gefäßwand eine stabile Media zu erhalten, ehe der Patient einer Pul- monalisthrombendarteriektomie [9] in tiefer Hypother- mie und Kreislaufstillstand zugeführt werden kann.

Diskussion

Obwohl unsere Ergebnisse aufgrund des überproport- ionalen Anteils von unter Reanimation befindlichen Pa- tienten nicht mit den von Aklog et al. [1] angegebenen 89% Überlebenden nach 30 Tagen vergleichbar sind, können wir dennoch eine hohe Erfolgsquote sowohl quoad vitam als auch hämodynamisch-funktionell aufweisen. 74% überlebten die perioperative Phase. Kein einziger Patient verstarb im Rechtsherzversagen, und bei den Patienten, bei denen eine invasive pulmonalarteriel- le Druckmessung möglich war, zeigte sich eine rasche Normalisierung der Druckwerte, so dass unseres Erach-

tens die chirurgische Behandlung der akuten LE eine vielversprechende Alternative zur nichtoperativen The- rapie darstellt. Bestätigt wird dies durch aktuelle Arbei- ten von Dauphine & Omari [3] sowie Yalamanchili et al.

[18], die ähnliche Ergebnisse berichten wie in unserem Patientenkollektiv. Dies gilt insbesondere, wenn man hä- modynamisch noch stabile Patienten mit gesicherter rechtsventrikulärer Dysfunktion operiert und, wie von Aklog et al. empfohlen, die Operation von Patienten, die außerhalb des Krankenhauses einen anhaltenden Herz-

Tabelle 1. Verhalten des systolischen pulmonalarteriellen Drucks nach modifizierter Pulmonalisembolektomie. ECC: extrakorporale Zirkula- tion.

Table 1. Systolic pulmonary artery pressure before and after modified pulmonary embolectomy. ECC: extracorporeal circulation.

Zeitpunkt Systolischer pulmonalarterieller Druck (mmHg)

Unmittelbar vor Start der ECC 58 ± 12 Postoperativ (Ende der ECC) 31 ± 12 2.–3. postoperativer Tag 24 ± 9

Abbildung 4. Intraoperatives Präparat eines Thrombus aus der Vena femoralis superficialis und communis bei einem Patienten mit Pulmo- nalisembolektomie.

Figure 4. Intraoperative specimen of peripheral thrombus from super- ficial and common femoral vein.

Tabelle 2. Perioperative Daten der mittels modifizierter Pulmonalis- embolektomie behandelten Patienten mit fulminanter Lungenembo- lie (n = 19). CPR: kardiopulmonale Reanimation.

Table 2. Perioperative data of patients operated upon with modified pulmonary embolectomy after massive pulmonary embolism (n = 19).

CPR: cardiopulmonary resuscitation.

Alter (Jahre) 47 ± 15 (27–69)

Präoperative Lysetherapie 4 (21%)

Präoperativ gesicherte tiefe Beinvenenthrombose 12 (63%)

Präoperative CPR 10 (53%)

Bypasszeit (min) 145 ± 54

Venöse Thrombektomie positiv 6/19 (32%)

Kavaschirm 2 (11%)

30-Tage-Letalität 5 (26%)

Exitus in tabula^a 1

30-Tage-Letalität nach präoperativer CPR 3/10 (30%)

Spätletalität 2 (11%)

Rezidivembolie 0

Follow-up (Monate) 78 ± 23

a Patient mit Mischbild aus akuter und chronischer Lungenembolie

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stillstand erlitten haben, und von Patienten jenseits des 80. Lebensjahrs, die weitere Kontraindikationen für eine Operation aufweisen, z.B. eine vorausgegangene erfolg- lose Lyse, ablehnt.

Aus chirurgischer Sicht ist vor dem Hintergrund der residualen Obstruktion von > 30% des pulmonalen Ge- fäßbetts [11] bei 15–25% der lysierten Patienten [7] und der Dispersion kleinerer Thromben in periphere Pul- monalarterien durch mechanische Lysesysteme [15] mit höherer Inzidenz von Rezidivembolien [7] der Platz der offenen chirurgischen Embolektomie nicht am Ende der therapeutischen Möglichkeiten, sondern im Gegen- teil am Anfang zu sehen. Gründe sind die effektive komplette Desobliteration bis auf Subsegmentarterien- ebene unter Verwendung von entsprechenden Instru- menten, die resultierende effektive Nachlastsenkung für den rechten Ventrikel und die Verhinderung des intra- sowie früh-postoperativen thromboembolischen Rezidivs unter Einsatz der beschriebenen Technik.

Letztlich ist die Durchführung einer kontrollierten, randomisierten Studie zu fordern, in der Vergleichbar- keit durch hämodynamisch stabile Patienten mit mäßi- ger bis starker rechtsventrikulärer Dysfunk tion für die

jeweilige Therapieoption – Lysetherapie versus offene chirurgische Pulmonalisembolektomie – geschaffen wird. Nur so kann der Stellenwert dieser therapeutischen Ansätze abschließend beurteilt werden.

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Korrespondenzanschrift Priv.-Doz. Dr. Ivan Aleksic, FETCS

Klinik für Thorax- und Kardiovaskuläre Chirurgie Westdeutsches Herzzentrum Essen

Universitätsklinikum Essen Hufelandstraße 55 45122 Essen

Telefon (+49/201) 723-3151, Fax -5931 E-Mail: ivan.aleksic@uni-essen.de Abbildung 5. Grenzfall eines Mischbilds aus frischer und chronischer

Lungenembolie (Pfeile). Dieser Patient wurde primär konservativ behandelt und nach 6 Monaten in unserer Klinik einer Pulmonalisthromb- endarteriektomie zugeführt.

Figure 5. Patient with mixed acute and chronic pulmonary emboli (arrows). This patient was managed conservatively for 6 months and underwent pulmonary thrombendarterectomy in our institution.