ArchivDeutsches Ärzteblatt48/2007Moderne Verfahren in der operativen Myokardrevaskularisation

MEDIZIN: Übersichtsarbeit

Moderne Verfahren in der operativen Myokardrevaskularisation

Modern Therapeutic Strategies for Coronary Artery Bypass Grafting (CABG) Introduction: The conventional approach to coronary

Dtsch Arztebl 2007; 104(48): A-3334 / B-2933 / C-2831

Klotz, Stefan; Scheld, Hans H.

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LNSLNS Zusammenfassung
Einleitung: Die konventionelle operative Myokardrevaskularisation unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine ist seit mehreren Jahrzehnten der Standard. Ziel dieser Arbeit ist die Bewertung neuerer Verfahren zur Bypassoperation in der Herzchirurgie. Methoden: Übersichtsarbeit auf der Basis einer selektiven Literaturaufarbeitung.
Ergebnisse/Diskussion: Die Verwendung der Herz-Lungen-Maschine stellt weiterhin den Goldstandard der chirurgischen Therapie der koronaren Herzerkrankung dar.
Die Verwendung rein arterieller Bypassgefäße wird durch die bessere Offenheitsrate im Langzeitverlauf den Venenbypass gerade bei jüngeren Patienten ersetzen können. Die operative Myokardrevaskularisation ohne Verwendung der Herz-Lungen-Maschine („off-pump“) konnten die zum Teil großen Erwartungen bislang nicht erfüllen. Diese Form der Operation kann jedoch bei ausgewählten Patienten mit vielen Komorbiditäten das perioperative Risiko deutlich reduzieren.
Dtsch Arztebl 2007; 104(48): A 3334–9
Schlüsselwörter: aortokoronare Bypassoperation, operative Myokardrevaskularisation, Mortalität, Outcome, Studie

Summary
Modern Therapeutic Strategies for Coronary Artery Bypass Grafting (CABG)
Introduction: The conventional approach to coronary artery bypass grafting using extracorporeal circulation has been the standard for many decades. This review aims to evaluate novel approaches to bypass grafting in cardiac surgery. Methods: Selective literature review. Results/Discussion: The use of extracorporeal circulation remains the goldstandard in the surgical treatment of coronary heart disease. The use of arterial bypass grafts could replace the use of venous grafts especially in young patients, because of their good long-term patency rate. Aortocoronary bypass grafting without the use of extracorporeal circulation („off-pump“) has fallen short of expectations. However, this type of operation might help to reduce perioperative morbidity in selected patients with extensive comorbidity.
Dtsch Arztebl 2007; 104(48): A 3334–9
Key words: coronary artery bypass grafting, myocardial revascularization, mortality, outcome, study


Circa 54 000 operative Myokardrevaskularisationen wurden im Jahr 2005 in Deutschland durchgeführt. Seit 2000 zeigt sich jedoch ein rückläufiger Trend (Grafik 1). Grund hierfür ist vor allem die zunehmende Tendenz, die koronare Herzerkrankung (KHK) interventionell mittels perkutaner Ballonangioplastie (PTCA) und/oder Stent-Implantation zu therapieren.
Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über die modernen operativen Therapieverfahren zur Behandlung der KHK, auf dem Boden einer selektiven Literaturaufarbeitung, zu geben. Bewusst wird in dieser Übersichtsarbeit nicht auf die zum Teil kontroverse Diskussion der interventionellen Therapie der KHK mit medikamenten-beschichteten Stents (DES = drug eluting stents) eingegangen.
Das Standardverfahren
Die operative Therapie der KHK begann mit der direkten Implantation der Brustwandarterie (Arteria thoracica interna) in das hypoxische Myokard nach Vineberg 1949 (e1) und der Resektion des stenosierten Koronarsegementes mit nachfolgender Veneninterposition durch Murray 1952 (e2). Nach Einführung der Herz-Lungen-Maschine durch Gibbon 1953 (e3) führte erstmals Favaloro 1967 die Überbrückung von stenosierten Koronargefäßen durch Venentransplantate ein (e4). Seit 1971 verwendete Green standardmäßig die Arteria thoracica interna als Bypassgraft (e5). Diese operative Therapie der KHK – das heißt der Gebrauch der linken Arteria thoracica interna in Kombination mit Venentransplantaten unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine – ist auch heute noch weltweit das Standardverfahren in herzchirurgischen Kliniken. Alle neueren Verfahren müssen sich an den Ergebnissen dieses Goldstandards messen.
Historische Überlebensstudien
Die CASS-Studie (Coronary Artery Surgery Study) ist eine der frühesten randomisierten Bypassstudien aus den frühen 1970er-Jahren (1). Die Sterblichkeit betrug 1,1 % pro Jahr. Die meisten Patienten dieser Ära bekamen jedoch keine Betablocker, Aspirin oder Statine verabreicht. Nach der Coronary Artery Bypass Graft Surgery Trialists Collaboration aus dem Jahre 1984 betrug die Sterblichkeit 23 % nach 7 Jahren (e6). Bereits 1989 konnten Loop et al. die Anastomose der Arteria thoracica interna auf den Ramus interventricularis anterior als prädikativster Überlebensvorteil im Vergleich zur reinen Verwendung des Venenbypasses nachweisen (2). In einer Metaanalyse von Yusuf et al. 10 Jahre später lag die 7-Jahres-Sterblichkeit nur noch bei 16 % (e7). Nach Einführung der perkutanen transluminalen Angioplastie (PTCA) wurde in der BARI-Studie (Bypass Angioplasty Revascularization Investigation) aus dem Jahre 1996 eine 5-Jahres-Sterblichkeit von 10,7 % ermittelt (3). Ein signifikanter Überlebensvorteil der Bypassoperation im Vergleich zur PTCA konnte hier erstmalig bei Patienten mit Diabetes mellitus gefunden werden. In dieser Studie wurde die Arteria thoracica interna zu 82 % benutzt. In der ARTS-Studie (Arterial Revascularization Therapies Study) betrug die 5-Jahres-Sterblichkeit 7,6 % (4). Einen Überblick über die verschiedenen Studien gibt Tabelle 1.
Intervention versus Operation
Neben den zum Teil historischen Überlebensstudien der Bypasschirurgie vergleichen größere Studien heute vor allem die interventionelle Therapie mit der operativen Myokardrevaskularisation. Im Jahre 2000 wurden die 8-Jahres-Resultate der EAST-Studie (Emory Angioplasty versus Surgery Trial) vorgestellt (5). Ab 1983 verfolgte man 392 Patienten in einer Single-Center-Studie mit der Randomisierung in transluminale Angioplastie (PTCA) oder Operation. Die Sterblichkeit nach 8 Jahren lag bei 17,3 % und war nicht signifikant unterschiedlich zur PTCA-Therapie mit 20,7 %. Die CABRI-Studie (Coronary Angioplasty versus Bypass Revascularization Investigation) untersuchte als europäische Multi-Center-Studie über 1 000 Patienten über einen Zeitraum von 4 Jahren (6). Die Gesamtsterblichkeit nach der Operation war mit 6,8 % nicht signifikant verschieden von der Sterblichkeit nach PTCA (12,5 %). Das Besondere war jedoch eine Unterscheidung in Patienten mit und ohne Diabetes mellitus. Bei Patienten mit Diabetes stieg die Sterblichkeit nach operativer Myokardrevaskularisation zwar auf 8,1 % an, war nun jedoch signifikant geringer als nach PTCA mit 17,8 %. Die MASS-II-Studie (Medicine, Angioplasty or Surgery Study) untersuchte 611 Patienten randomisiert in medikamentöse Therapie, PTCA oder Operation (e8). Hier konnte kein signifikanter Überlebensvorteil von Operation, PTCA oder rein medikamentöser Therapie nach 5 Jahren gefunden werden (12,6 versus 16,2 versus 15,5 %) (7). Jedoch war die Bypassoperation bezüglich der sekundären Endpunkte (Myokardinfarkt, Revaskularisation, Angina pectoris) der interventionellen und konservativen Therapie überlegen (p = 0,0026). In einer Multi-Center-Studie aus Nordamerika von über 10 000 Patienten nach Bypassoperation und über 4 000 Patienten nach PTCA mit einer Langzeitbeobachtung von 8 Jahren zeigten nur Patienten mit koronarer Dreigefäßerkrankung einen signifikanten Überlebensvorteil durch die Operation (80,6 versus 76,6 %) (8). Die Studie mit dem längsten Beobachtungszeitraum ist die deutsche GABI-Studie (German Angioplasty Bypass Surgery Investigation) (9). Über 300 Patienten wurden 13 Jahre nach erfolgter Bypassoperation beziehungsweise PTCA untersucht. Die Sterblichkeit betrug 35 % und war nicht signifikant unterschiedlich zur PTCA mit 41 %. In dieser Studie wurde jedoch nur in 37 % der Fälle die Arteria thoracica interna verwendet.
Nach Implantation der ersten Metallstents (BMS = „bare metal stent“) wurden in der argentinischen Multi-Center-Studie ERACI-II 450 Patienten randomisiert in eine BMS- und eine operative Gruppe unterteilt (10). Nach 5 Jahren konnte kein signifikanter Überlebensunterschied gefunden werden (88,4 versus 92,8 %). Neben den Single-Center- und Multi-Center-Studien können Metaanalysen zusätzliche Informationen geben. In einer Metaanalyse von 8 randomisierten Studien mit 1 100 Patienten und einer mittleren Beobachtungszeit von 5 Jahren war die Bypassoperation bezüglich Sterblichkeit, Herzinfarktrate und erneuter Angina pectoris der interventionellen Therapie überlegen (11). Der Nachteil dieser Analyse ist jedoch die Vermengung von minimalinvasiver und konventioneller Operation und von PTCA mit BMS und DES („drug eluting stent“, medikamentenbeschichteter Stent). In einer Cochrane-Analyse war die Bypassoperation der Stent-Implantation bezüglich erneuter Revaskularisation nach 3 Jahren signifikant überlegen, während kein Unterschied bei der Sterblichkeit und der Herzinfarktrate bestand (12).
Seit der Einführung der neueren „drug eluting stents“ (DES) gibt es noch keine größeren Multi-Center-Studien, die DES mit der operativen Myokardrevaskularisation vergleichen. Die beiden noch auszuwertenden Studien ARTS-II und ERACI-III weisen auf eine gleich gute Überlebensrate zwischen Operation und DES hin (e9, e10). Es gibt jedoch auch Kritik an der Vergleichbarkeit, weil in der ARTS-II-Studie die Gruppe der DES mit dem historischen operierten Kollektiv der ARTS-I-Studie verglichen wird.
Ergebnisse sind zurzeit nur von Single-Center-Studien verfügbar. Studien mit einer Laufzeit von 1 Jahr konnten keinen signifikanten Unterschied bezüglich operativer oder interventioneller Therapie nachweisen (e11, e12). Jedoch war in Single-Center-Studien mit ei-nem Follow-up von 2 beziehungsweise 3 Jahren, bei gleich verteilter Sterblichkeit und Herzinfarktrate, die Anzahl an erneuter Revaskularisation mit 2,8 beziehungsweise 2,6 % versus 10,4 beziehungsweise 35,5 % signifikant geringer als in der Bypassgruppe (e13, e14). Einen noch deutlicheren Unterschied zeigten Studien, die nur Patienten mit Diabetes mellitus untersucht hatten (e15, e16).
Weiterführende Multi-Center-Studien helfen. Die SYNTAX-Studie (Synergy between percutaneous coronary intervention with Taxus [ein mit Paclitaxel medikamentenbeschichteter Stent namens Taxus] and cardiac surgery) untersucht in einer prospektiven Multi-Center-Studie den Unterschied zwischen DES und Bypassoperation bei geplanten 1 500 Patienten mit koronarer Drei-Gefäß-Erkrankung und begleitender Hauptstammstenose (e17). Die Ergebnisse werden für das Jahr 2012 erwartet. Die FREEDOM-Studie (Future Revascularization Evaluation in Patients with Diabetes Mellitus: Optimal Management of Multivessel Disease) untersucht den Unterschied zwischen multiplen DES-Implantationen im Vergleich zur Bypassoperation bei Diabetikern mit Mehrgefäßerkrankung. Hier werden Ende 2010 die ersten Ergebnisse vorliegen. Nur wenige Ergebnisse gibt es bisher zu der neuesten Generation von bioabsorbierbaren DES, die zwar erfolgreich im akuten Infarkt implantiert werden konnten, deren Restenoserate jedoch gleich des BMS war (13, e18).
„Off-pump“ versus „on-pump“
Die „off-pump“-Bypassoperation (OPCAB, „off-pump coronary artery bypass grafting“) ist die operative Myokardrevaskularisation ohne Herzstillstand und ohne Einsatz der Herz-Lungen-Maschine. Bereits im Jahr 2003 waren circa 17 % der Operationen in Großbritannien und 21 % derer in den USA „off-pump“ durchgeführt worden. Aus Grafik 1 ist ersichtlich, dass die Zahlen in Deutschland deutlich niedriger sind. Grundlage dieser Operationstechnik ist die Verwendung von mechanischen Hilfsmitteln, mit denen es möglich ist, das schlagende Herz ohne Beeinträchtigung der Hämodynamik zum einen zu luxieren, zum anderen in Teilbereichen zu stabilisieren. Als Hilfsmittel verwendet man sogenannte Octopus-Stabilisatoren, die durch einen geringen Unterdruck den Anastomosenbereich stabilisieren (Abbildung). Die Luxation des Herzens, notwendig zur Versorgung der Hinterwandgefäße, erfolgt mittels einer an der Herzspitze per Vakuum angelegten Saugglocke.
Als potenzielle Vorteile erhofft man sich aufgrund des weniger invasiven Charakters ohne Herz-Lungen-Maschine und Herzstillstand eine niedrigere Morbidität und Sterblichkeit. Es liegen bislang jedoch nur wenige große randomisierte Studien vor. Aktuelle prospektive Daten zeigen, dass beide Techniken (Bypassoperation mit und ohne Einsatz der Herz-Lungen-Maschine) bei Patienten mit Mehrgefäßerkrankung gleiche Überlebensraten zeigen (14, 15). Größere prospektive und retrospektive Studien konnten jedoch eine leichtgradig verminderte Rate an Schlaganfällen in der „off-pump“- Gruppe nachweisen (16, e19). Die Rate an postoperativem Herzinfarkt oder neu aufgetretener Angina pectoris war gleich verteilt (15, e20). In 2 Metaanalysen allerdings konnte eine niedrigere Bypassoffenheit bei Verwendung der „off-pump“-Technik nachgewiesen werden (e21, e22). Es gibt Hinweise darauf, dass gerade ältere Patienten mit zusätzlichen kardiovaskulären Risikofaktoren den größten Benefit einer „off-pump“ durchgeführten Bypassoperation haben (e20, e23, e24). Jedoch muss dies vor dem Hintergrund berücksichtigt werden, dass Patienten, bei denen intraoperativ eine Konversion von „off-pump“ zu „on-pump“ durchgeführt werden musste, eine ausgesprochen hohe Sterblichkeit haben (e25). Bei ausgewählten Patienten kann die Revaskularisierung des Ramus interventricularis anterior mit der linken Arteria thoracica interna in minimalinvasiver Technik (MIDCAB, „minimal invasive direct coronary artery bypass“) über einen seitlichen Zugang durchgeführt werden (e26). Diese Therapieoption hat sich insbesondere bei singulärem Befall des Ramus interventricularis anterior bewährt. Bei älteren komorbiden Patienten mit diffuser Mehrgefäßerkrankung stellt das Vorgehen eine sinnvolle Ergänzung zu einem Hybdridverfahren dar. Hierbei erfolgt die chirurgische Revaskularisierung des Ramus interventricularis anterior minimalinvasiv und die Versorgung anderer betroffener Gefäße interventionell (e27).
In Kürze erscheint hier im Deutschen Ärzteblatt ein Übersichtsartikel zu diesem speziellen Thema, sodass hier die Diskussion nicht weiter vertieft wird.
Komplett arterielle Revaskularisation
Während bisher das Standardverfahren der operativen Myokardrevaskularisation die Verwendung der linken Brustwandarterie in Kombination mit Venenbypass aus dem Bein war, treten zunehmend rein arterielle Bypassgrafts in den Vordergrund. Bei Venenbypasses liegt die Verschlussrate, vor allem bedingt durch eine akzelerierte atherosklerotische Degeneration und Intimaproliferation, nach 10 Jahren bei circa 50 %. Die am weitesten verbreitete Operationstechnik ist die Anastomosierung der linken Arteria thoracica interna in situ auf den Ramus interventricularis anterior. Bereits 1986 konnte die hoch signifikant verlängerte Bypassoffenheit bei Verwendung der linken Brustwandarterie im Vergleich zu Venen nachgewiesen werden (97 versus 50 % nach 10 Jahren) (2). In den letzten 20 Jahren werden daher arterielle Gefäße entweder als komplette arterielle Revaskularisation oder in Kombination mit Venenbypasses häufiger verwendet. Während sich alternative arterielle Bypassgrafts aus dem Bauchraum (Arteria epigastrica inferior, Arteria gastroepiploica) aufgrund des notwendigen Zweihöhleneingriffs nicht bewährt haben, ist die Verwendung sowohl der rechten als auch linken Brustwandarterie mit einem deutlichen Überlebensvorteil verbunden (Grafik 2) (17, 18, e28). Da mit beiden Brustwandarterien häufig nur 2 Herzkranzgefäße versorgt werden können, benutzt man heutzutage häufig die Arteria radialis als zusätzliches Bypassgefäß (19, e29). Die Offenheitsrate dieses Bypassgefäßes ist der der Arteria thoracica jedoch nicht überlegen. Gründe sind hier vor allem, dass nicht der Ramus interventricularis das Hauptanschlussgefäß darstellt (e30, e31). Die Offenheitsrate ist jedoch signifikant besser, als bei Verwendung von Venengrafts (19, e32). Hier scheint vor allem die Präperationstechnik der Skelettonisierung im Vergleich zur Präparation als Pedikel Vorteile im Langzeitverlauf zu haben (e33). Bei der Skelettonisierung wird nur das Gefäß entnommen, beim Pedikel entfernt man auch die begleitenden Venen und das Fettgewebe.
Alterschirurgie
Die Anzahl älterer Patienten hat im letzten Jahrzehnt
an herzchirurgischen Kliniken stetig zugenommen (Grafik 3). Die Zahl der über 80-Jährigen ist von 2,3 % im Jahr 1994 auf 8,5 % im Jahr 2005 gestiegen (e34). Es stellt sich die Frage, ob dieser Altersanstieg Auswirkungen auf die Sterblichkeit und die Morbidität nach operativer Myokardrevaskularisation hat. In einer vergleichenden Studie aus dem Jahr 1999 konnten Carver et al. nachweisen, dass mit zunehmendem Alter die Sterblichkeit signifikant zunimmt (Grafik 4) (20). In einer amerikanischen Multi-Center-Studie von 2000 war die Krankenhaussterblichkeit bei Patienten über 80 Jahre mit 8,3 % signifikant höher als bei jüngeren Patienten mit 3,0 % (e35). Vor allem die Rate an perioperativen Schlaganfäl-len war bei älteren Patienten deutlich erhöht. Gerade unter dem Aspekt der erhöhten Morbidität der konventionell durchgeführten Bypassoperation mit Verwendung der Herz-Lungen-Maschine versucht die „off-pump“- Operation das Outcome dieser Patientengruppe zu verbessern. Eine Metaanalyse mit 4 921 Patienten aus dem Jahr 2006 konnte bei Patienten über 70 Jahren eine signifikante Reduktion der Sterblichkeit und der Inzidenz von postoperativem Vorhofflimmern nachweisen, wenn Patienten „off-pump“ operiert worden waren (21). In dieser Studie war die Inzidenz eines Schlaganfalls aber nicht unterschiedlich im Vergleich zu konventionell operierten Patienten. Eine ähnliche Arbeit von Jensen et al. konnte keinen Unterschied in der kognitiven Funktion 3 Monate nach „off-pump“- oder „on-pump“-Operation bei Patienten mit einem Durchschnittsalter von 76 Jahren nachweisen (e36). Jedoch konnte man in einer Metaanalyse von 4 475 Patienten über 70 Jahre eine signifikante geringere Inzidenz an Schlaganfällen bei „off-pump“ im Vergleich zur konventionell durchgeführten Bypassoperation (1 versus 3 %) finden (22). In einer großen Studie mit Daten des New York State Departments of Health von über 88 000 Patienten war vor allem die postoperative respiratorische Insuffizienz Ursache eines signifikant verlängerten Kranken­haus­auf­enthalts (14,1 versus 11,5 Tage) und einer erhöhten Sterblichkeit (5,1 versus 2,7 %) bei Patienten über 80 Jahre (e37). In einer ähnlichen Studie war die Sterblichkeit (8 versus 2 %), der Kranken­haus­auf­enthalt (8,7 versus 6,7 Tage) sowie neurologische, pulmonale und renale Komplikationen signifikant häufiger bei Patienten über 80 Jahre (e38). Jedoch erreichen, trotz all dieser Risiken, erfolgreich operierte Patienten verglichen mit Nichtoperierten derselben Altersgruppe eine deutlich verbesserte Lebensqualität bei gleicher Lebenserwartung (e39, e40).
Zusammenfassung
Die Verwendung der Herz-Lungen-Maschine zur aortokoronaren Bypassoperation ist immer noch Goldstandard. Operationsmethoden ohne extrakorporale Zirkulation haben die Erwartungen teilweise nicht erfüllt. In den meisten Studien konnte kein Vorteil bezüglich Überleben oder Komplikationen im Vergleich zur konventionell durchgeführten Operation erzielt werden. Die Daten zur Bypassoffenheit der „off-pump“-Operation sind kritisch und mit Vorsicht zu sehen. Da jedoch die konventionelle Operation gerade bei der wachsenden Zahl an älteren Patienten deutlich erhöhte Risiken aufweist, liegt hier vielleicht die Zukunft der „off-pump“-Operation. Im Vergleich zur interventionellen Stent-Implantation und den neueren medikamentenbeschichteten Stents ist die Datenlage noch nicht eindeutig zu bewerten. Die Ergebnisse größerer Studien, die die Stent-Implantation mit der komplett arteriellen Revaskularisation vergleichen, werden erst in mehreren Jahren vorliegen.
Die Verwendung rein arterieller Bypassgefäße (beide Brustwandarterien, Arteria radialis) wird die Langzeit-Bypassoffenheit weiter optimieren.

Interessenkonflikt
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne des International Committee of Medical Journal Editors besteht.

Manuskriptdaten
eingereicht: 9. 5. 2007, revidierte Fassung angenommen: 23. 7. 2007


Anschrift für die Verfasser
PD Dr. med. Stefan Klotz
Klinik und Poliklinik für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie
Universitätsklinikum Münster
Albert-Schweitzer-Straße 33
48149 Münster
E-Mail: stefan.klotz@ukmuenster.de

The English version of this article is available online:
www.aerzteblatt.de/english
Mit „e“ gekennzeichnete Literatur:
www.aerzteblatt.de/lit4807
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