Drews, Thorsten: Halteapparatkonservierende Mitralchirurgie - Studie über 48 Patienten -

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Kapitel 1. Einleitung

Die Einführung zuverlässig funktionierender Klappenprothesen Anfang der sechziger Jahre machte den Mitralklappenersatz zu einem häufig durchgeführten Verfahren in der Herz-chirurgie. Heutzutage beträgt von der Gesamtzahl an Herzoperationen der isolierte Mitralklappenersatz 2,3% und in Kombination mit anderen herzchirurgischen Eingriffen
2,7% (1).

Die Mitralklappenchirurgie unterlag einer Reihe von Veränderungen. Während stenosierte Mitralklappen anfänglich noch blind rekonstruiert wurden, wurde erst durch die Entwicklung der Prothesen die chirurgische Behandlung von Mitralklappenerkrankungen zuverlässig reproduzierbar. Es zeigte sich hierbei bald, daß beim Mitralklappenersatz durch die komplette Exzision der Mitralklappe erhebliche hämodynamische Nachteile entstanden. Aus diesem Grund wurden verschiedene Techniken der Halteapparatkonservierung beim Mitralklappenersatz entwickelt. Am Deutschen Herzzentrum Berlin werden seit seinem Bestehen verschiedene solcher Techniken angewendet.

Es soll in dieser Arbeit gezeigt werden, welche hämodynamischen Vorteile der Erhalt des anterioren und des posterioren Halteapparates beim Mitralklappenersatz auf die linksventrikuläre Funktion hat.


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1.1 Historische Entwicklung der Behandlung von Mitralvitien

Die erste am Herzen durchgeführte Operation war die Naht einer Stichwunde, welche Rehn (42) am 9.9.1896 versorgte. Rikketts (44) berichtete 1903 von 20 erfolgreichen Herznähten; es folgten Berichte im Jahre 1908 von Peck (38) über 140 und von Salamoni (49) über 160 Herznähte.

Von der ersten operativen Behandlung einer Pericarditis constrictiva wurde im Jahre 1903 von Brauer (3) berichtet. Rehn (43) folgte mit einem Bericht neun Jahre später, ebenso
Sauerbruch (50) und Schmieden (52).

Die dritte Art eines herzchirurgischen Eingriffs war ein mitralklappenrekonstruktiver Eingriff: Cutler (8) behob 1923 eine Mitralklappenstenose durch blinde, transventrikuläre Einführung eines Valvulotoms und Schaffung einer künstlichen Mitralinsuffizienz. Als Nächster folgte 1925 Souttar (55), der bei einem 15-jährigen Mädchen eine Mitralklappenstenose durch digitale Sprengung der Mitralklappe behob. Sie war fünf Jahre später noch am Leben.

Ramsdell (39) berichtete 1934 in einer Sammelstatistik über eine Letalität von 45% bei 428 Operationen von Stichverletzungen am Herzen. Die geschlossene Mitralklappensprengung wurde in den späten 40er Jahren durch Bailey wieder aufgenommen. Zahlreiche Mitralvitien konnten aber nicht mit geschlossenen Methoden behoben werden. Dann brachte jedoch Gibbon (20) im Jahre 1953 den Durchbruch zur Chirurgie am eröffneten Herzen durch die Einführung der extrakorporalen Zirkulation.

Man hoffte nun am stillgelegten Herzen, unter Sicht, ohne die Implantation von künstlichem Material, die Klappenfunktion wiederherstellen zu können. Es zeigte sich bald, daß die chirurgischen Reparationsmöglichkeiten von der Art der Erkrankungen abhingen. So empfahlen Lillehei im Jahre 1957 und Wooler (60) im Jahre 1962 die Raffung des Mitralanulus, genannt Anuloplastik, bei einer Mitralinsuffizienz, die durch eine Dilatation bedingt war. Eine andere Technik war die Valvuloplastik, 1958 von Lillehei und 1960 von Mc Goon entwickelt. Hierbei wurden die Mitralsegel repariert.

Starr (56) führte 1960 den ersten prothetischen Klappenersatz der Mitralklappe durch. Die von ihm implantierte Prothese, die er gemeinsam mit Edward entwickelt hatte, bestand aus einem Metallkäfig, in dessen Zentrum sich eine Kugel als Verschlußmechanismus bewegte. Dafür wurde der komplette mitrale Halteapparat exzidiert. Er empfahl diese Operationstechnik, wenn weder eine Anuloplastik noch eine Valvuloplastik möglich war. Diese Prothese fand über viele Jahre hinweg in zahlreichen Modifikationen Anwendung.

Es stellte sich aber eine hohe Thrombogenität heraus. Seither beobachtete man eine ständige Weiterentwicklung von künstlichen Klappenprothesen, was sowohl den Verschlußmechanismus als auch die verwendeten Materialien betraf. Heute werden mechanische Prothesen von extrem hoher technischer Zuverlässigkeit und ohne erkennbares Bluttrauma verwendet. Die


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Thrombogenität ist durch die Oberflächenbehandlung und Verwendung von Polycarbon minimiert worden, konnte aber nicht endgültig eliminiert werden (35).

Auf die Bedeutung des Halteapparates der Mitralklappe hatte Rushmer (48) schon 1956 hingewiesen. Lillehei (34) konnte in seiner Veröffentlichung 1964 eine deutliche Verbesserung der Herzfunktion nach einem Mitralklappenersatz nachweisen, wenn das hintere Mitralsegel und seine Chordenaufhängung an beiden Papillarmuskeln belassen wurde. Deshalb schlug Lillehei vor, das posteriore Mitralsegel beim mechanischen Klappenersatz in den Anulusring miteinzunähen. Die Resultate waren für die damaligen Ergebnisse exzellent (34). Nach der ersten Arbeit von Lillehei (34) entbrannte aber eine Diskussion über die physiologische Richtigkeit des Konzeptes. Rastelli (68) führte tierexperimentelle Studien durch, die verdeutlichten, daß der Erhalt des Halteapparates keinen Einfluß auf die Ventrikelfunktion hätte. Ebenso hatte sich Björk (1) gegen das Konzept ausgesprochen. Warum Lillehei das Konzept selbst nicht weiter verfolgte, bleibt unklar. Die Ursache lag möglicherweise daran, daß er mit der Entwicklung der Lillehei-Kaster-Klappe (Kippscheibenprothese) befaßt war, die wohl als ungeeignet bei belassenem Halteapparat erachtet wurde (35).

Somit begann die Entwicklung moderner künstlicher Klappen mit den Kippscheibenprothesen (Lillehei-Kaster, später Hall-Kaster, Björk-Shiley). Es bestand der Verdacht, daß sie in ihrem Verschluß vom verbliebenen posterioren Mitralsegel behindert werden könnten, weshalb der komplette Halteapparat reseziert wurde.

Die Doppelflügelprothesen (St. Jude, Medical), die später entwickelt wurden und heute noch in Anwendung sind, hatten für die Operationstechnik des Erhaltes des Klappenapparates einen günstigeren Öffnungswinkel und eine größere Öffnungsfläche. Da diese Klappen aus künstlichem Material bestanden, war eine lebenslange medikamentöse Therapie mit Antikoagulantien nötig. Um dieses zu vermeiden, entstanden gleichzeitig die Bioprothesen (35). Nach einer Vielzahl unterschiedlicher Versuche bezüglich Herkunft des tierischen Materials und der Konservierungs- und Behandlungsprinzipien blieben Schweineaortenklappen (Hancock, Carpentier-Edwards) und Rinderperikardklappen (Ionescu-Shiley, Mitroflow) übrig. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie degenerieren.

Durch die Euphorie, die der Klappenersatz mit sich brachte, wurden die Ideen der Klappenrekonstruktion in den Hintergrund gedrängt. Die langfristig unbefriedigenden Ergebnisse des Klappenersatzes (37) brachten jedoch Überlegungen mit sich, ob klappenrekonstruktive Verfahren nicht bessere Ergebnisse liefern könnten. Somit enstanden Halbprothesen. Carpentier (5) entwickelte 1976 einen Ring, der dem Mitralanulus eine bestimmte Form aufzwang, um den anterioren und den posterioren Anulus einander zu nähern. Dieser war zunächst steif, wurde später aber durch ein offenes Exemplar, das eine gewisse Flexibilität ermöglichen sollte, abgelöst. Duran (12) entwickelte einen völlig flexiblen Ring, der es der Klappe ermöglichen sollte, sich in ihrer natürlichen Form um den linksventrikulären Ausflußtrakt zu legen, ohne ihn zu stark zu obstruieren. Gleichzeitig wurden auch die Klappenrekonstruktionsverfahren ständig weiterentwickelt, die keiner prothetischen Hilfe bedurften (4, 27, 32, 59). Diese Techniken


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wurden auch am Deutschen Herzzentrum Berlin seit seinem Bestehen (1986) bevorzugt angewandt.

Da aber nicht in jedem Fall eine Rekonstruktion der Mitralklappe möglich war, wurde überlegt, ob nicht der Erhalt des physiologischen Klappenapparates bei Implantation einer Klappenprothese möglich wäre. Im Jahre 1983 griffen Hetzer (25) und im Jahre 1986 David (10) die Idee der Konservierung des Halteapparates wieder auf und nähten das posteriore Segel mit in den Anulusring ein. Die Doppelflügelprothesen wurden dabei nicht in ihrer Funktion behindert. Dieses Verfahren wurde am Deutschen Herzzentrum Berlin seit seiner Gründung durchgeführt.

Die Idee, auch den anterioren Halteapparat zu konservieren, blieb in den weiteren Jahren vorerst unverwirklicht. Gams und Heimisch (19) führten diesbezüglich tierexperimentelle Studien am Hund durch. Sie konnten wesentliche Vorteile bezüglich der linksventrikulären Funktion bei Erhalt nicht nur des posterioren, sondern auch des anterioren Mitralhalteapparates zeigen. Dabei wurde berücksichtigt, daß die Klappenfunktion gewährleistet wurde und der Prothese ein ausreichender Durchmesser verblieb.

Diese Operationstechnik wird seit 1988 in verschiedenen Variationen am Deutschen Herzzentrum Berlin durchgeführt (26). Intra- und postoperativ erfolgen echokardiographische Untersuchungen, um die regelrechte Funktion der Klappe und des Halteapparates zu kontrollieren.


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1.2 Anatomische Vorbemerkungen zur Mitralklappe

Die linke Herzkammer (Ventriculus sinister, lat.) hat eine besonders kräftige Wand, da der Muskel bei der Kontraktion den starken Druck vom Körperkreislauf aufbaut. Ein engmaschiges Netzwerk von Trabekeln (Trabeculae carneae, lat.) kleiden seine Innenseite aus. Aus ihnen erheben sich zwei kräftige Papillarmuskeln (Mm. papillares, lat.), die ihre Chorden (Chordae tendineae, lat.) zu der zweizipfligen Atrioventrikularklappe (Valva atrioventricularis sinistra, lat.) schicken. Da diese Klappe eine gewisse Ähnlichkeit mit der Mitra des Bischofs hat, wird sie Mitralklappe (Valvula mitralis, lat.) genannt. Die beiden Segel der Klappe werden als Cuspis anterior et posterior bezeichnet. Die Cuspis anterior trennt die Einströmungsbahn in die linke Herzkammer von der glattwandigen Ausströmungsbahn, die sich durch die Aortenklappe in die Aorta ascendens fortsetzt.

Die Chordae werden in drei Gruppen eingeteilt (58). Die Chorden erster Ordnung sind diejenigen, die von den Papillarmuskeln kommend längs der Ventrikelfläche nach aufwärts ziehen und sich bis zum Anulus verfolgen lassen. Die Chorden zweiter Ordnung entspringen aus den Papillarmuskeln oder aus den Chorden erster Ordnung und inserieren in einiger Entfernung vom Haftrand der Klappe an der ventrikulären Fläche des Segels. Die Chordae dritter Ordnung sind die oberflächlichsten. Sie enden am freien Klappensaum.

Abb. 1: Die Positionen der Mm. papillares und der Cuspis anterior
et posterior der Valvula mitralis


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1.3 Verfahren der Mitralchirurgie

1.3.1 Zugangswege

Es gibt viele verschiedene Techniken, um den Thorax für einen Mitralklappenersatz zu eröffnen. Als heutiger Standard gilt die komplette, mediane Sternotomie. Dieser Zugangsweg gibt eine gute Übersicht über die großen, herznahen Gefäße und erlaubt einen sicheren Zugang zu den großen Herzhöhlen.

Es gibt außerdem die rechtslaterale Thorakotomie. Dieser Zugang, der heutzutage wieder sehr beliebt zur sogenannten minimalinvasivem Chirurgie geworden ist, wurde früher sehr gerne benutzt, da sich hierbei die Mitralklappe sehr schön exponiert. Die aortale Kanülierung ist hierbei erschwert, was häufig einen femoralen Zugang über die Leiste notwendig macht.

Die linkslaterale Thorakotomie sollte beim Mitralklappenersatz nur bei Kombinationseingriffen, wie zum Beispiel bei gleichzeitigen Eingriffen an der Aorta descendens, erfolgen (29).


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Um nach der medialen Sternotomie, nach Kanülierung und Kardioplegiegabe, die Mitralklappe zu exponieren, gibt es zwei verschiedene Zugänge am Herzen:

Linksatrialer Zugang

Abb. 2: Photo vom linksatrialen Zugang. Der linke Vorhof ist eröffnet.

Der linksatriale Zugangsweg wird bevorzugt gewählt bei noch bestehendem Sinusrhythmus, bei isoliertem Mitralklappeneingriff und bei einem ausreichend großen linken Vorhof.

Transseptaler Zugang

Abb. 3: Photo vom transseptalen Zugang. Der rechte und der linke Vorhof sind eröffnet.

Der transseptale Zugang erfolgt, wenn in der operativen Sitzung ein Trikuspidalklappeneingriff geplant ist.

Da bei diesen Patienten häufig ein chronisches Vorhofflimmern besteht, muß man den Verlust des Sinusrhythmus nicht zu sehr fürchten. Es besteht hierbei ein höheres Risiko für eine AV-Blockbildung im Vergleich zu dem linksatrialen Zugang. In Ausnahmefällen kann ebenfalls ein kleines linkes Atrium den transseptalen Zugang sinnvoller erscheinen lassen.


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1.3.2 Klappenersatz

1.3.2.1 Prothesen

Es sind drei verschiedene Prothesentypen zum Mitralklappenersatz erhältlich.

Kippscheibenprothese

Abb. 4: Skizze der geöffneten Kippscheibenprothese

Ein großer Fortschritt in der Klappenentwicklung war im Vergleich zur Kugelprothese die Entwicklung der Kippscheibenprothese (35). Diese Scheibe, mit ihrer konvexkonkaven Form, hat einen Öffnungswinkel von 60 Grad. Durch ihre hämodynamischen Vorteile und die geringere Traumatisierung des Blutes verursacht sie eine geringere Hämolyse als ihre Vorgänger. Es gibt zahlreiche unterschiedliche Modelle: Lillehei-Kaster, Hall-Kaster, Medtronic-Hall und Björk-Shiley. Als Thrombembolieprophylaxe ist eine lebenslängliche Antikoagulation notwendig.

Am DHZB wird diese Monodisc-Prothese wegen der Blockadegefahr am Mitralsegel bei der halteapparatkonservierenden Operationstechnik nicht eingesetzt.

Doppelflügelklappen

Abb. 5: Skizze einer geöffneten Doppelflügelklappe

Sie wird seit 1977 implantiert. Ihre zwei sich senkrecht stellenden Flügel erlauben eine nahezu laminare Strömung mit geringen Turbulenzen (35). Hierdurch kommt es zu einem geringen Strömungswiderstand. Die Doppelflügelklappen -Typ Carbomedics und Typ St. Jude-Medical- können außerdem nach der Implantation um ihre eigene Achse gedreht werden. Es ist somit


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möglich, den Mitralhalteapparat im Ventrikel zu belassen und die Klappe mit ihren Flügeln so einzustellen, daß es nicht zu einer gegenseitigen Behinderung kommt. Die Klappe St. Jude-Medical hat gegenüber der Carbomedics-Klappe den Vorteil, daß sie durch eine spezielle Aufhängetechnik der prothetischen Klappensegel im prothetischen Anulus nicht so weit über den Mitralanulus hinausragt. Dieses kann bei der Implantation in Mitralposition bei Erhalt des Klappenapparates von Vorteil sein. Als Thrombembolieprophylaxe muß eine lebenslängliche Antikoagulation erfolgen.

Bioprothesen

Abb. 6: Skizze einer Bioprothese

Die heute verfügbaren Bioprothesen werden entweder aus Aortenklappen von Schweinen oder aus dem Perikard von Rindern hergestellt. Die zuerst genannten (Typ Hancock) werden von speziell gezüchteten Schweinen seit 1968 gewonnen. Sie werden aus frisch geschlachteten Schweinen entnommen, präpariert und von freien Zellen und löslichen Proteinen befreit. Anschließend erfolgt eine Stabilisierung in 0.2%igem Glutaraldehyd, welches ebenfalls in der Lage ist, die antigenen Eigenschaften zu unterdrücken. Die Taschenklappen werden anschließend auf einen Stellitring mit drei flexiblen Streben aus Polypropylen, die mit Dacrongewebe überzogen sind, montiert (35). Die Perikardklappen (Typ Medtronic, Typ Baxter, Typ Mitroflow) werden von 6 - 18 Monate alten Tieren gewonnen, zugeschnitten, für mehrere Stunden in eine sterile Hankslösung eingelegt, anschließend gespült und für 2 Wochen in 0.5%ig gepufferter Glutaraldehydlösung fixiert. Die Perikardklappen (Typ Mitroflow) haben den Vorteil, daß sie auf einen besonders kleinen Nahtring aus Titanium genäht werden, der den Durchmesser des nativen Klappenanulus wenig einschränkt.

Die biologischen Klappen haben aufgrund ihres nahezu physiologischen Aufbaus nur geringe hämodynamische Nachteile. Eine lebenslängliche Thrombembolieprophylaxe ist nicht notwendig. Die Klappen können allerdings degenerieren, so daß dann ein erneuter Klappenersatz unter Umständen notwendig werden kann.

Am Deutschen Herzzentrum Berlin werden nur die Doppelflügelklappen und die Bioprothesen in Mitralposition eingesetzt, da diese durch den verbliebenen Halteapparat beim Klappenschluß nicht behindert werden.


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1.3.2.2 Techniken des Klappenersatzes

1.3.2.2.1 Mit Resektion des posterioren und anterioren Mitralsegels

Als erstes bekanntes Verfahren wurde der Mitralklappenersatz unter Resektion beider Mitralsegel mit ihren Chordae durchgeführt. Diese Methode war bis 1983 relativ weit verbreitet. Die klinischen Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend. Die frühpostoperative Mortalität betrug zwischen 7 und 15% (25).

Heute ist ein solches Verfahren nur noch in seltenen Ausnahmesituationen nötig, zum Beispiel wenn beide Segel wegen endokarditischer Vegetationen reseziert werden müssen.

1.3.2.2.2 Unter Erhalt des posterioren Mitralsegels

Abb.7: Schema mit erhaltenem posterioren Halteapparat

Die Kontinuität der Ventrikelwände, Papillarmuskeln, Chorden, des Mitralsegels und des Anulus wurde als ein wesentlicher Faktor für die linksventrikuläre Funktion erkannt. So wurde durch Lillehei (34) erstmalig im Jahre 1964 auf die Möglichkeit des Erhaltes des posterioren Segels hingewiesen. Diese Technik wurde von Hetzer 1981 mit der Entwicklung neuer Herzklappen wiedereingeführt (25).


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Abb. 8: Erhalt des post. Segels

Bei dieser Technik wird das vordere Segel 5 mm entfernt vom Anulus mit den Chorden komplett reseziert. Im Falle von Verkalkungen können diese von dem hinteren Segel abgetragen werden, bei einer Stenose erfolgt eine Kommissurotomie. Das hintere Segel wird erhalten und in den Anulusring eingenäht.

1.3.2.2.3 Unter Erhalt des anterioren und posterioren Mitralsegels

Abb. 9: Schema mit Erhalt deskompletten

Die klinisch besseren Ergebnisse der Mitralklappenrekonstruktion im Vergleich zum Mitralklappenersatz mit alleinigem Erhalt des posterioren Halteapparates wiesen auf die wesentliche Bedeutung des anterioren Halteapparates hin (34). Erste Schritte zum Erhalt des kompletten Halteapparates wurden im Jahre 1988 unternommen.


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a) Technik (I) nach Miki:

Abb. 10: Technik nach Miki

Bei diesem Operationsverfahren (36) wird nicht nur das posteriore Segel erhalten, wie von Lillehei und Hetzer gezeigt, sondern auch Anteile des anterioren Segels. Der zentrale Teil dieses Segels wird reseziert und die verbleibenden Anteile mit den kräftigen Chorden an den äußeren Dritteln der Segel („strut“-Chorden) werden im Bereich der Trigonen fixiert.

Auf eine nicht zu hohe Spannung der „strut“-Chorden ist zu achten. Dieses kann die diastolische Füllung behindern und sekundär zu einer Ruptur der überstreckten Chorden führen. Als Vorteile dieser Technik sind zu erwähnen, daß es weder zu subaortalen Ausflußtraktverlegungen noch zu Behinderungen des Klappenschlusses durch Segelreste („Impingement“), die unter dem Prothesenring in die Klappe hineinreichen können, kommt (26).

b) Technik (II) nach Feikes:

Abb. 11: Technik nach Feikes

Feikes (17) stellte im Jahre 1990 eine Technik vor, bei der der zentrale Anteil des anterioren Segels reseziert wird. Der verbliebene Rest bleibt ungeteilt und wird in den posterioren Anulus eingenäht. Technische Probleme wie Ausflußtraktverlegungen und „Impingements“ treten nicht auf (26).


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c) Technik (III) nach Straub und Rose:

Abb. 12: Technik nach Straub u. Rose

Das vordere Mitralsegel wird hierbei, im Gegensatz zu der Technik nach Feikes, in den vorderen Mitralanulus eingenäht. Dieses führt zu einer physiologischen Anordnung der Chorden. Diese Operationstechnik wurde von Straub (57) und Rose (46) im Jahre 1994 vorgestellt. Die Indikation besteht bei normal großen Mitralklappen.

d) Technik (IV) nach Hetzer:

Abb. 13: Technik nach Hetzer I

Bei diesem Verfahren, welches von Hetzer seit 1991 durchgeführt wird, dessen Hauptindikation durch rheumatisch veränderte Klappen gestellt ist, wird eine Kommissurotomie und eine radiäre Inzision beider Segel von der Mitte bis zum Anulus durchgeführt. Beide Segel verbleiben in situ. Die Klappennähte werden wie üblich in den Anulusring gelegt. Ist das verbliebene vordere Segel sehr groß, besteht die potentielle Gefahr einer Ausflußtraktverlegung (26).


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d) Technik (V) nach Hetzer:

Abb. 14: Technik nach Hetzer II

Um einer eventuellen Verlegung des Ausflußtraktes vorzubeugen, wurde diese Technik von Hetzer 1994 entwickelt. Der wesentliche Unterschied besteht in einer Raffung des anterioren Segels. Die Hauptindikation besteht bei großen insuffizienten Klappen wie bei dem „floppy-valve“-Syndrom (26).


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1.3.3 Klappenrekonstruktion

1.3.3.1 Rekonstruktionsverfahren

1.3.3.1.1 Mitralklappenstenose

Kommissurotomie und Papillarmuskelspaltung:

Abb. 15: Kommissurotomie

Bei der rheumatischen Mitralstenose kommt es zur Verklebung der Kommissuren und in verschiedenem Ausmaß auch des Chordenapparates. Deshalb ist in bestimmten Fällen neben der Kommissurotomie auch die Spaltung der jeweiligen Papillarmuskeln erforderlich. Die Segelbeweglichkeit wird somit wiederhergestellt und die Öffnungsfläche vergrößert (28).

Abb. 16: Papillarmuskelspaltung

Diese Verfahren müssen gegebenenfalls mit einer Segel- und Chordenentkalkung kombiniert werden.


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1.3.3.1.2 Mitralklappeninsuffizienz

1.3.3.1.2.1 Klappenrekonstruktion ohne Implantate

Die Mitralklappenrekonstruktion eignet sich vorwiegend zur Korrektur einer Mitralinsuffizienz, die verursacht wurde durch eine Dilatation des Anulus, durch eine Segelschrumpfung (z.B.: postrheumatisch), durch einen Klappenprolaps oder durch eine Ruptur von Chorden oder Papillarmuskeln (z.B.: ischämisch (24)).

1.3.3.1.2.1.1 Segelplastiken

Gerbode-Plastik

Diese Technik findet beim Chordenabriß an der mittleren Muschel des posterioren Mitralsegels Anwendung.

Abb. 17: Gerbode-Plastik mit vorgelegter Naht im
Bereich des posterioren Segels

Bei der Gerbode-Plastik wird der Anteil des posterioren Mitralsegels mit den abgerissenen Chorden durch eine Naht ventrikelwärts eingestülpt (plikiert). Daraus resultiert, daß am freien Rand des posterioren Mitralsegels durchgehend intakte Chorden inserieren. Die Hauptspannung liegt dabei an der Naht, die den Anulus um die ausgeschaltete Segelbreite rafft. Um einen Teil der Spannung aufzunehmen, verlängert man die Nahtreihe in den Vorhof hinein (28).


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1.3.3.1.2.1.1 Kommissuroplastik

Abb. 18: Kommissuroplastik

Diese Technik wird bei einem Chordenabriß kommissurnah am anterioren und am posterioren Mitralsegel durchgeführt. Es erfolgt hierbei ein partieller Nahtverschluß einer Kommissur. Das anteriore Segel ist meistens primär betroffen und wird somit am stärksten fixiert. Da diese Methode im allgemeinen zu einer Segelverziehung an der gegenüberliegenden Kommissur führt, ist additiv praktisch immer eine Ringraffung des gegenüberliegenden posterioren Anulus erforderlich (28).

1.3.3.1.2.1.1 Ringplastik

Paneth-Plastik

Abb. 19: Paneth-Plastik

Die Paneth-Plastik wird beim dilatierten Mitralanulus bei gleichzeitig intakten Segeln angewandt. Der gesamte posteriore Anulus wird dabei von beiden Seiten aus kontinuierlich bis zur Mitte gerafft. Dadurch wird eine Koaptationsfläche für das anteriore Segel geschaffen
(28, 53, 54).


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Kay-Wooler-Plastik

Abb. 20: Kay-Wooler-Plastik

Eine Variation hiervon stellt die Kay-Wooler-Plastik dar. Diese sogenannte Anuloraphie nach Kay ist ein Operationsverfahren, bei dem der posteriore Anulus in seinen kommissurnahen Anteilen gerafft wird (28, 32, 59).


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1.3.3.1.3.1 Klappenrekonstruktion unter Verwendung von Implantaten

Eine weitere Möglichkeit eine Mitralklappeninsuffizienz zu beheben, besteht in der Implantation eines Ringes, wie Duran ihn 1975 entwickelte (12). Hierbei handelt es sich um einen flexiblen Ring im Gegensatz zu dem von Carpentier (5, 33) entwickelten starren Exemplar. Der flexible Ring soll der Klappe ermöglichen, sich in ihrer natürlichen Form um den linksventrikulären Ausflußtrakt zu legen, ohne ihn zu obstruieren. Diese Ringe werden mit
U-förmigen Nähten auf den Anulus aufgebracht (28). Durch die Raffung und Remodelierung vor allem des posterioren Anulus soll so die Koaptation beider Segel wiederhergestellt werden.

Diese Techniken der Klappenrekonstruktion werden weltweit am häufigsten durchgeführt.


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1.3.4 intraoperative Klappentestung

Es gibt im wesentlichen zwei Verfahren zur Beurteilung einer korrekt rekonstruierten Herzklappe:

Bei der Klappentestung am kardioplegierten Herzen wird NaCl 0.9% transvalvulär in den Ventrikel injeziert und so der korrekte Klappenschluß beurteilt (27). Wenn hierbei schon eine Insuffizienz sichtbar wird, so ist eine Korrektur der Rekonstruktion oder ein Ersatz der Klappe unumgänglich.

Ein anderes Verfahren zur Klappentestung stellt die transösophagiale Echokardiographie dar. Hierbei wird am schlagenden Herzen, unter Belastung, die Echosonde transösophagial in Höhe des linken Ventrikels plaziert. Diese Technik erfolgt nach erfolgreicher transvalvulärer Testung unmittelbar nach der Reperfusionsphase an der Herz-Lungen-Maschine. Mit diesem Verfahren wird der Erfolg der Rekonstruktion abschließend gesichert.


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1.4 Echokardiographie

1.4.1 Einleitung

Die ersten Ultraschalluntersuchungen erfolgten während des Ersten Weltkrieges. Damals wurden U-Boote mit Hilfe des Echolotes lokalisiert, um sie anschließend gezielt zu zerstören. Nach dem Krieg führte Firestone Ultraschalluntersuchungen zur Materialtestung durch (18). Einer seiner Mitarbeiter war der Student Hertz. Im Jahr 1953 war Edler der Leiter der kardiologischen Abteilung des Universitätskrankenhauses von Lund in Schweden (14). Die Untersuchungsmöglichkeiten von Mitralvitien und die Indikationsstellung zur operativen Versorgung beschränkten sich damals auf die Herzkatheterisierung. Da diese Untersuchung nicht nur relativ invasiv war, sondern auch unpräzise Daten ergab, wurde das Treffen von Edler und Hertz der Beginn einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit. Edler schilderte Hertz das Problem, woraufhin dieser unverzüglich nach Malmö reiste, um sich den Schallkopf von dem Reflectoscope, welches zur Materialtestung genutzt wurde, auf seine eigene Brust zu halten. Es lieferte zu seiner freudigen Überraschung wellenförmige Linien auf dem Bildschirm, welche den sich kontrahierenden Herzwänden entsprachen. Im Oktober 1953 wurde ein Ultraschallgerät von der Firma Siemens als Leihgabe an Edler und Hertz für wissenschaftliche Zwecke zur Verfügung gestellt.

Im Jahre 1961 erfolgte die erste Publikation über die Diagnose der Mitralstenose mit Hilfe des Ultraschalls (13). Schmitt, Braun und Kinner publizierten 1967 eine Studie über 760 echokardiographische Untersuchungen, wobei es gelang, bei 376 Patienten einen Mitralklappenfehler zu diagnostizieren (51). Feigenbaum präsentierte 1965 eine Arbeit zur Diagnostik des Perikardergusses (16) und 1966 eine Übersichtsarbeit, die auf die technischen Möglichkeiten der Ultraschalluntersuchungen nicht nur des Herzens, sondern auch der Inneren Organe und der Augen einging (15). Gramiak führte 1969 bei 32 Patienten die ersten echokardiographischen Kontrastmitteluntersuchungen zur Diagnose hypertropher obstruktiver Kardiomyopathien, intrakardialer Shunts und Aortenklappenfehlern durch (21).

In der heutigen Zeit werden echokardiographische Geräte benutzt, die nicht nur zweidimensionale Bilder des Herzens liefern, sondern auch eine Farb-Doppler-Funktion besitzen. Es wird damit ermöglicht, Wand- und Klappensegelbewegungen, sowie Flüsse und Drücke zu erfassen.

Es steht somit ein diagnostisches Mittel zur Verfügung, welches im Unterschied zur Herzkatheteruntersuchung strahlungsfrei und beliebig oft wiederholbar ist, sowie von allen Seiten, unter Bewegung und problemlos auch intraoperativ durchgeführt werden kann.


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1.4.2 Untersuchungsgerät

Als Ultraschallgerät diente der Typ "Aloka 870", der mit einem elektronischen 3,5 MHz Schallkopf für die transthorakale und mit einem elektronischen 5,0 MHz Meßkopf für die transösophagiale Untersuchung ausgestattet war. Die Messungen wurden auf Video und Thermopapier aufgezeichnet. Simultan hierzu wurde ein Elektrokardiogramm geschrieben.

1.4.3 Untersuchungsverfahren

Die in dieser Studie ausgewerteten echokardiographischen Untersuchungen erfolgten prä- und postoperativ. Die postoperative Untersuchung fand circa zwei Jahre nach erfolgter Operation statt.

Bei der Untersuchung wurden Bilder des Herzens in Systole und in Diastole angefertigt, anhand welcher Messungen vorgenommen werden konnten. Es wurden Durchschnittswerte von drei Messungen gebildet. Alle Messungen erfolgten durch einen Untersucher. Eine subjektive Meßungenauigkeit sollte somit vermieden werden.

Gemessen wurden:

- die Größe der Ventrikel und Vorhöfe,

- die Ejektionsfraktion,

- die Flußgeschwindigkeiten,

- die Dicke der Papillarmuskeln und

- die Herzwanddicke.

Hiermit sollte festgestellt werden, ob sich durch die angewandten Operationstechniken die Hämodynamik des Herzens verändert hat.

Es gibt zwei echokardiographische Verfahren:

Die erste Technik wird transthorakal durchgeführt. Der Vorteil besteht darin, daß sie jederzeit durchführbar und ohne jede Belastung für den Patienten ist. Die wechselnden Schallbedingungen bedingt durch die Größe der Mammae sowie durch die knöcherne Thoraxform und die eingeschränkte Aussagekraft bei einer bestimmten Fragestellung, schränken diese Untersuchungstechnik ein (6).

Die transösophagiale Echokardiographie bietet keine knöchernen Interferenzen; die Messung ist somit präziser und die individuellen Meßergebnisse sind vergleichbarer. Nachteilig ist die Gefahr einer Aspirationspneumonie und die psychische Belastung mit reflektorischem Blutdruckanstieg.


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1.4.3.1 Transthorakale Echokardiographie

In der transthorakalen Echokardiographie wird einerseits links parasternal im vierten und fünften Interkostalraum die Breite des Herzens, auch „kurze Herzachse“ genannt, andererseits unterhalb der neunten Rippe entlang der vorderen Axillarlinie links die Länge des Herzens, auch „lange Herzachse“ genannt, dargestellt.

1.4.3.1.1 Kurze Herzachse

Abb. 21: Kurze Herzachse

Eine solche zweidimensionale Darstellung wird in der Echokardiographie als „parasternale Längsachse“ bezeichnet. Hierbei wird es möglich, in der kurzen Herzachse die Breite der Herzkammern und -wände zu vermessen.

Die Vermessung erfolgt im M-Mode. Dieser Modus gibt eine eindimensionale Darstellung des Herzens wieder, das heißt, daß die Kontraktionsabläufe nur entlang einer festgelegten Linie aufgezeichnet werden. Entlang dieser werden anschließend die Messungen vorgenommen.


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Abb. 22: Photo (zweidimensionales Bild) Abb. 23: Photo (eindimensionales Bild)

Legende: Abbildung 22 zeigt das zweidimensionale Bild durch die kurze Herzachse. Links ist der linke Ventrikel, rechts unten der linke Vorhof zu erkennen. Dazwischen befinden sich die zwei Segel der Mitralklappe. Rechts in der Mitte sieht man die Aorta und oben, ebenfalls in der Mitte, den rechten Ventrikel. Abbildung 23 stellt einen eindimensionalen Schnitt der Abbildung 22 entlang der punktierten Linie dar: Bewegungsabläufe wurden beobachtet und Messungen vorgenommen. Die Breite des linken Ventrikels in der Diastole (EDD: Enddiastolischer Diameter) beträgt in diesem Beispiel 4,9 Zentimeter.

Die Meßergebnisse der Größenausdehnung werden in Zentimeter angegeben. Jede dieser Messungen erfolgt sowohl in Diastole als auch in Systole. Mit diesen Werten kann das Ultraschallgerät die Ejektionsfraktion und das Fractional shortening errechnen. Es werden alle Herzstrukturen, die in dieser Achse erkennbar sind, vermessen. Hierzu gehören nicht nur der linke und der rechte Ventrikel, sondern auch die Herzhinterwand und das Septum.


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Wichtige Zeitabläufe:

Weiterhin werden in der M-Mode Echokardiographie zeitliche Abläufe der Herzaktion untersucht. Dazu sind die Zeitpunkte wie folgt definiert:

T-Punkt:

Dies ist ein Zeitpunkt, bei dem der Abstand zwischen Herzspitze und Herzbasis minimal ist. Er entspricht also der maximalen Systole.

E-Punkt:

Hierbei handelt es sich um den Zeitpunkt, bei dem die diastolische Formveränderung des linken Ventrikels von der aktiven zur passiven Relaxation übergeht.

Q-Punkt:

Der Punkt Q entspricht der Spitze der Q-Welle vom Elektrokardiogramm, das simultan mitaufgezeichnet wird. Er entspricht dem Beginn der Erregungsausbreitung im Ventrikel.

Mitralöffnung:

Zu diesem Zeitpunkt beginnt sich die Mitralklappe zu öffnen.

Anhand dieser vier Zeitpunkte ist es möglich, die folgenden Zeitabläufe zu messen:

• T bis E

• T bis Mitral-Öffnung

• q bis Mitralöffnung

• q bis T

• q bis TE

• q bis Anfang der Systole

Es wurden außerdem der linksventrikuläre enddiastolische Diameter (LVEDD), der linksventrikuläre endsystolische Diameter (LVESD) sowie die Größe des rechten Ventrikels
ermittelt.


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1.4.3.1.2 Lange Herzachse

Um Veränderungen der Hämodynamik nicht nur in der Herzbreite, sondern auch in der Herzlänge zu erfassen, wird diese zweite „lange Herzachse“ echokardiographisch dargestellt. Der Schallkopf wird hierzu unterhalb der neunten Rippe links entlang der vorderen Axillarlinie gehalten. Hierdurch erhält man den sogenannten „Vierkammerblick“.

Es werden hier die Länge des linken Ventrikels, welche als der Abstand vom Ansatz des posterioren Mitralsegels bis zur Herzspitze definiert ist, die Länge des rechten Ventrikels und des linken Vorhofs gemessen.

Äquivalent zur kurzen Achse werden auch in dieser Ebene Parameter der Zeitabläufe erfaßt. Die definierten Zeitpunkte entsprechen den zuvor genannten.

Abb. 24: Lange Herzachse mit Meßlinie vom Apex bis zur Mitralklappenbasis.

Abb. 25: M-Mode der gelegten Meßlinie


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Abb. 26: Photo: Zu erkennen ist ein zweidimensionales Bild der langen Achse. Die Messungen werden im M-Mode ausgeführt und die Werte in Zentimeter angegeben. In diesem Beispiel hat der linke Ventrikel in der Diastole (EDD: Enddiastolischer Diameter)
eine Länge von 6,5 Zentimeter.

Die Daten der kurzen und der langen Achse, die zwei Ebenen entsprechen, geben dadurch einen dreidimensionalen Eindruck zur Beurteilung der Hämodynamik des linken Ventrikels.


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1.4.3.2 Transösophagiale Echokardiographie

Als zweite echokardiographische Untersuchung erfolgte die transösophagiale Sonographie. Hierbei wird in Linksseitenlage des Patienten und nach lokaler Sprühanästhesie des Rachens mit 10%iger Lidocainlösung der Ultraschallkopf circa 25 Zentimeter weit in den Ösophagus vorgeschoben.

Die Ultraschallsonde kann hierbei, bedingt durch die Nachbarschaft des Ösophagus zum Herzen, sehr herznahe plaziert werden. Es bestehen keine störenden Interferenzen durch Knochen oder Lunge. Diese Technik bietet außerdem den Vorteil, daß sie problemlos während der Operation durchführbar ist. Im Deutschen Herzzentrum Berlin, wie in anderen Herzzentren auch, dient sie somit zur intraoperativen Klappenuntersuchung.

Abb. 27: Schema mit Sicht in
der kurzen Achse vom rechten und vom linken Ventrikel

Bei dieser Technik erhält man eine Sicht in der kurzen Herzachse über den linken und den rechten Ventrikel sowie über die Papillarmuskeln der Mitralklappe.

Bei der tiefsten Position der Sonde (25 cm) können paradoxe Bewegungen des Septums erkannt werden; die Funktion des posterioren und des anterioren Papillarmuskels ist objektivierbar und in Systole und in Diastole im M-Mode abzumessen. Wenn der Schallkopf ein wenig weiter nach kranial gezogen wird, so wird die Mitralklappe darstellbar und der Erfolg einer Rekonstruktion oder die Funktionstüchtigkeit einer Prothese beurteilbar (19). Hierzu dient auch die Messung des Pulmonalvenenflusses. Für diese Untersuchung verbleibt die Sonde in der oberen Position und die Farb-Doppler-Funktion wird eingeschaltet (9).


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1.4.3.2.1 Posteriorer Papillarmuskel

Der Papillarmuskel befindet sich in Schallkopfnähe. Die Vermessung erfolgt in Systole und in Diastole im M-Mode. Aus diesen Werten wird das „Fractional shortening“ errechnet.

Abb. 28: Photo von einer zweidimensionalen Darstellung des linken Ventrikels. Im M-Mode wird der posteriore Papillarmuskel vermessen. Seine endsystolische Dicke beträgt in diesem Beispiel 0,6 und seine enddiastolische Dicke beträgt 0,8 Zentimeter.


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1.4.3.2.2 Anteriorer Papillarmuskel

Die Messungen vom anterioren Papillarmuskel entsprechen denen des posterioren. Auf dem Monitorbild ist er im distalen Anteil des linken Ventrikels erkennbar.

Abb. 29: Photo von einer zweidimensionalen Darstellung des linken Ventrikels. Im M-Mode wird in diesem Beispiel der anteriore Papillarmuskel vermessen. Seine endsystolische Dicke beträgt 0,7 und seine enddiastolische Dicke beträgt 0,8 Zentimeter.


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1.4.3.3 Doppler

Die Doppler-Sonographie dient der Messung von Flußgeschwindigkeiten.

Bei dieser Technik werden Schallwellen, die auf eine Flußwelle treffen, mit veränderter Frequenz zurückgeworfen. Diese Frequenzänderung wird vom Ultraschallgerät erfaßt und Flußrichtungen und Geschwindigkeiten werden errechnet. Die graphische Darstellung der Flußrichtung erfolgt auf dem Monitor farbig. Diese wird dann als Farbdopplersonographie bezeichnet (siehe unten). Anhand der gemessenen Flußgeschwindigkeit ist es möglich, auch den Druck, den eine Strömung durch eine Herzklappe verursacht, sowie den „Cardiac output“ zu berechnen.

Es wurden somit im Vierkammerblick die Flußbewegungen, -geschwindigkeiten, und -drücke an der Mitral- und an der Trikuspidalklappe untersucht.

Während der transösophagialen Untersuchung wurden ebenfalls die Flüsse in den Pulmonalvenen graphisch dargestellt und vermessen.


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1.4.3.3.1 Transmitraler Fluß

Der im Vierkammerblick dargestellte und untersuchte Blutfluß durch die Mitralklappe kann in zwei Phasen gegliedert werden. Jede von ihnen wird mit einer eigenen Welle dargestellt.

E-Welle:

Die 'E-Welle' ist ein echokardiographisches Äquivalent der ersten Blutflußwelle durch die Mitralklappe. Die daraufhin gemessene Zeit, nämlich 'q-E', ist die Zeit von der ersten systolischen Erregung des Ventrikels aus dem EKG bis zur ersten Strömung durch die Klappe.

A-Welle:

Die 'A-Welle' ist das echokardiographische Äquivalent der zweiten Blutflußwelle durch die Mitralklappe. Die gemessene Zeit 'q-E' ist die Zeit von der ersten systolischen Erregung der Ventrikel aus dem EKG bis zur zweiten Strömungswelle durch die Klappe.

Abb. 30: Photo mit der zweidimensionalen Darstellung des linken Ventrikels. Der transmitrale Fluß mit der E- und der A-Welle wird vermessen.


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1.4.3.3.2 Pulmonalvenenfluß

In der transösophagialen Untersuchung wird der Fluß in den Pulmonalvenen gemessen. Bei 80% der Patienten konnten drei Flußwellen beobachtet werden.

SE-Welle:

Diese Welle ist die erste Flußwelle, die durch die Pulmonalvenen strömt.

SL-Welle:

Dementsprechend ist die 'SL-Welle' die zweite Welle die durch die Pulmonalvenen fließt.

Z-Welle:

Manche Patienten haben noch eine dritte Flußwelle.

Abb. 31: Photo von der Vermessung des Pulmonalvenenflusses. Der Doppler befindet sich über einer Pulmonalvene. Es werden die SE-, die SL- und die Z-Welle vermessen. In diesem Beispiel war nur eine SE- und eine SL-Welle zu vermessen.


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1.4.3.4 Farb-Doppler

Die Farb-Doppler-Echokardiographie basiert auf dem oben genannten Doppler-Prinzip der Sonographie. Anhand der festgestellten Frequenzänderung ist es mit Hilfe des Ultraschallgerätes möglich, Flußrichtungen graphisch darzustellen. Mit der Farbe Blau werden Flüsse in Richtung zum Schallkopf und in Rot Bewegungen vom Schallkopf weg illustriert. Diese Messungen dienen der Diagnose von Klappeninsuffizienzen, -stenosen und der Beurteilung des Schweregrades. Ihre Ursache ist häufig bei der Untersuchung des Herzens in der kurzen Herzachse (im M-Mode) sichtbar. Als Beispiel sei eine linksventrikuläre Dilatation mit Überdehnung des Mitralanulus mit folgender Klappeninsuffizienz genannt.

Abb. 32: Photo auf dem an der bläulichen Farbe (obere Strömungsrichtung)
ein retrograder Fluß in den linken Vorhof erkennbar ist.
Dieses entspricht einer Mitralklappeninsuffizienz Grad I.


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1.5 Erhebungen zur NYHA-Klassifikation und zur Lebensqualität

Außer der echokardiographischen Untersuchung erfolgte noch für jeden Patienten eine Erhebung der subjektiven Lebensqualität. Dieses geschah anhand eines Fragebogens (siehe Anhang).

Es beinhaltete die Erhebung der NYHA-Klassifikation. Damit wird der klinische Schweregrad der Klappeninsuffizienz nach den Richtlinien der Criteria Commitee der New York Heart
Association
klassifiziert (45):

Klasse I:

Herzerkrankung ohne Einschränkung der körperlichen Belastbarkeit.

Normale körperliche Tätigkeit verursacht keine übermäßige Ermüdbarkeit, Dyspnoe oder Palpitationen.

Klasse II:

Leichte Einschränkung der körperlichen Aktivität. Beschwerdefreiheit in Ruhe.

Normale körperliche Aktivität verursacht Müdigkeit, Palpitationen und Dyspnoe.

Klasse III:

Deutliche Einschränkung der körperlichen Belastbarkeit. Wohlbefinden in Ruhe.

Weniger als normale körperliche Tätigkeit verursacht Symptome.

Klasse IV:

Beschwerden in Ruhe, bei geringster Steigerung der körperlichen Aktivität erhebliche
Symptomatik.


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1.6 Zielsetzung der Studie

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es festzustellen, ob der Mitralklappenersatz unter Konservierung des vorderen und des hinteren Halteapparates hämodynamische Vorteile hat. Dazu wurden Patienten im Durchschnitt zwei Jahre postoperativ echokardiographisch nachuntersucht. Die Daten der Patienten mit Klappenersatz mit komplett erhaltenem Halteapparat (MKEh) wurden verglichen mit denen von Patienten mit Mitralklappenersatz ohne Konservierung des anterioren Halteapparates (MKEo), mit denen von Patienten mit Mitralklappenrekonstruktion (MKR) und mit denen von gesunden Probanden (KG).


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Wed Sep 18 12:15:59 2002