Thema „Bikuspide Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens“

Habilitationsschrift

zur Erlangung der Lehrbefähigung
für das Fach

HERZCHIRURGIE

vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin

von
Herrn Dr. Matthias Bauer

geboren am 04.04.1959 in Zwickau

Dekan: Prof. Dr. med. Martin Paul

Eingereicht im: Oktober 2004

Datum des öffentlich-wissenschaftlichen Vortrages: 18.4.2005

Gutachter:
1. Prof. Dr. HH. Sievers, Leiter der Klink für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie der Universität Lübeck
2. Prof. Dr. B. Bültmann, Leiter des Pathologischen Institutes der Universität Tübingen


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ZUSAMMENFASSUNG

Zielsetzung

Die bikuspide Aortenklappe gilt als Risikofaktor für das frühzeitige und häufige Auftreten von Aortenklappenvitien, Aneurysmen, Dissektionen und Endokarditiden. Die Studie ermittelt zum einen die Häufigkeit des Auftretens dieser Komplikationen an einem grossen Patientenkollektiv mit bikuspider Aortenklappe, zum anderen führt sie den Vergleich zu Patienten mit trikuspider Aortenklappe.

Ausserdem soll die Arbeit dazu beitragen, die seit langem kontrovers diskutierte Frage zu beantworten, ob die im Bereich der Aorta ascendens auftretenden Komplikationen durch die abnormale Hämodynamik bikuspider Aortenklappen oder durch einen ebenfalls angeborenen Wanddefekt der Aorta in diesem Bereich verursacht sind.

Ausgehend von der unterschiedlichen Einschätzung der Ätiologie und Morphologie der Veränderungen im Bereich der Aorta ascendens werden bislang verschiedene Operationsmethoden angewendet. Das Ziel dieser Studie ist es, ein begründetes chirurgisches Therapiekonzept für Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens zu entwickeln.

Material und Methode

Im Rahmen von sechs Studien wurden die verschiedenen Fragestellungen untersucht. In einer retrospektiven Studie analysierten wir die klinischen Manifestationen und demographischen Daten von 555 erwachsenen Patienten mit bikuspider und 2015 Patienten mit trikuspider Aortenklappe, die sich im Zeitraum von 01/1996 bis 01/2001 in unserer Einrichtung einer Operation an der Aortenklappe und/oder einem Eingriff im Bereich der Aorta ascendens unterzogen.

In einer angiographischen Studie erfolgte die Vermessung der Aortenwurzel, sowie die Zuordnung der Konfiguration der Aorta ascendens zu einer der folgenden Grundtypen (normal, Aneurysma, marfanoid oder Dilatation im Bereich der Gefäßkonvexität) und die Bestimmung des koronararteriellen Versorgungsmusters. [Seite 7↓]Dazu analysierten wir die Aortographien von 461 Patienten, die in folgende Gruppen eingeteilt wurden: bikuspide Aortenklappe mit (n=179) und ohne (n=78) Dilatation der Aorta ascendens, sowie trikuspide Aortenklappe mit (n=154) und ohne (n=50) Dilatation der Aorta ascendens.

Eine morphometrische Analyse von Aortenwandproben aus dem Bereich der Aorta ascendens wurde bei 107 Patienten mit einer bikuspiden Aortenklappe, die sich einem Eingriff an der Aortenklappe und/oder der Aorta ascendens unterzogen, durchgeführt.

Die Aortenwandpräparate von 61 Patienten mit einem Aortenklappenvitium bei trikuspider Klappe dienten als Kontrollgruppe. Die Messung der Dicke der elastischen Lamellen und der Distanzen zwischen den elastischen Lamellen erfolgte mit einem Mikroskopbild-Analysesystem.

Zusätzlich führten wir histologische Untersuchungen (Hämatoxylin Eosin, Elastica van Gieson, α-Actin, Alcianblau/van Gieson) an Aortenwandgewebe von 107 Patienten mit bikuspider Aortenklappe durch. Die Präparate wurden nach dem Vorhandensein eines Normalbefundes, histologischer Zeichen einer Dilatation oder schwerer struktureller Veränderungen klassifiziert. Entsprechend des präoperativ gemessenen Durchmessers der Aorta ascendens wurden die Patienten in drei Gruppen eingeteilt (Aorta ascendens-Durchmesser < 3,8 cm; Aorta ascendes-Durchmesser 3,8 - 4,9 cm; Aorta ascendens-Durchmesser ≥ 5,0 cm).

In einer echokardiographischen Studie untersuchten wir 26 konsekutive Patienten mit einer bikuspiden Aortenklappe und 32 Patienten mit trikuspider Aortenklappe, die sich in unserer präoperativen Sprechstunde mit einer Aortenklappenstenose und einem Aorta ascendens-Durchmesser von weniger als 4,5 cm vorstellten. Neben der transthorakalen 2D-Echokardiographie, dem CW-Doppler und der M-Mode-Echokardiographie, wurde die Tissue-Doppler Untersuchung eingesetzt. Mittels Tissue-Doppler wurden Wandbewegungsgeschwindigkeiten im Bereich der anterolateralen und der posteromedialen Region der Aorta ascendens aufgezeichnet, um regionale Unterschiede in der hämodynamischen Belastung der Aortenwand zu erfassen.


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In einer Nachbeobachtungsstudie verfolgten wir den Verlauf von 115 Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens, die sich im Zeitraum von 05/1985 bis 03/1999, einer Aorta ascendens Reduktionsplastik unterzogen. Der Durchmesser der Aorta ascendens wurde präoperativ, frühpostoperativ, sowie spätpostoperativ nach einem mittleren Nachbeobachtungsintervall von 40 Monaten gemessen.

Ergebnisse

Die Analyse der klinischen Manifestationen zeigte, dass die Patienten mit bikuspider Aortenklappe zum Zeitpunkt der Operation im Durchschnitt 10 Jahre jünger waren als Patienten mit trikuspider Aortenklappe (57,0 ± 13,1 vs. 66,4 ± 11,8 Jahre, p<0,0001). Das Spektrum der zur Operation führenden Aortenklappenveränderung war bei Patienten mit bikuspider bzw. trikuspider Aortenklappe gleich (Klappenstenose 63,1 % vs. 59,5 %, Klappeninsuffizienz 22,7 % vs. 25,5 %, kombiniertes Klappenvitium 11,5 % vs. 10,1 %; p=0,09). Eine Durchmesservergrösserung der Aorta ascendens von mehr als 4,5 cm wurde bei bikuspider Aortenklappe signifikant häufiger beobachtet als bei Patienten mit trikuspider Aortenklappe (22,7 % vs. 5,5 %, p<0,0001). Die Häufigkeit des Auftretens einer Endokarditis unterschied sich zwischen den Patienten mit bikuspider Aortenklappe bzw. trikuspider Aortenklappe nicht (10,6 % vs. 9,9 %, p=0,81). Der Anteil der Patienten mit einer Aortenisthmusstenose war bei den Patienten mit bikuspider Aortenklappe signifikant höher als bei den Patienten mit trikuspider Aortenklappe (1,8 % vs. 0,1 %, p<0,0001). Das Auftreten von Typ A-Aortendissektionen wurde bei Patienten mit trikuspider Aortenklappe signifikant häufiger gesehen als bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe (7,1 % vs. 3,4 %, p=0,002).

Die angiographische Studie zeigte, dass nur der Aorta ascendens Durchmesser bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe signifikant grösser war als bei Patienten mit trikuspider Klappe, nicht aber der Durchmesser im Bereich der Klappenebene, der Sinus valsalvae und des sinutubulären Überganges. Patienten mit bikuspider Aortenklappe ohne Dilatation der Aorta ascendens zeigten im Vergleich zu [Seite 9↓]Patienten mit trikuspider Aortenklappe ohne Dilatation grössere Distanzen zwischen der Aortenklappenebene und dem Punkt des maximalen Durchmessers der Aorta auf der äusseren (31,1 ± 5,3 vs. 28,0 ± 4,9 mm/m2, p= 0,002) und inneren (21,6 ± 4,1 vs. 20,0 ± 2,7 mm/m2, p=0,011) Kurvatur des Gefässes. Alle Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Erweiterung der Aorta ascendens zeigten angiographisch die Konfiguration einer Dilatation im Bereich der Gefäßkonvexität. Patienten mit bikuspider Aortenklappe hatten im Vergleich zu Patienten mit trikuspider Klappe signifikant häufiger eine Linksdominanz der Koronarversorgung (20,6 % vs. 9,3 %, p=0,010).

Die morphometrische Untersuchung ergab, dass die Aortenmedia von Patienten mit bikuspider Aortenklappe im Vergleich zu Patienten mit trikuspider Klappe dünnere elastische Lamellen (2,71 ± 0,23 μm vs. 2,83 ± 0,23 μm, p = 0,006) und grössere Abstände zwischen den Lamellen (27,21 ± 8,69 μm vs. 24,34 ± 5,32 μm, p = 0,033) aufweist. Zwischen beiden Gruppen bestand kein Unterschied bezüglich der Gesamtdicke der Aortenmedia (0,92 ± 0,17 mm vs. 0,95 ± 0,24 mm, p = 0,62).

Die histologische Untersuchung der Aortenwandpräparate zeigte bei allen Patienten mit normalem Durchmesser der Aorta ascendens einen Normalbefund. Bei 28 von 43 Patienten mit einem Ascendensdurchmesser zwischen 3,8 bis 4,9 cm zeigten sich jedoch die histologischen Zeichen einer Dilatation. Dieser Befund war auch bei allen Aorta ascendens-Präparaten von Patienten mit einem Ascendensdurchmesser grösser als 5,0 cm zu beobachten.

Die Tissue Doppler-Untersuchung ergab, dass das Maximum der systolischen Wandgeschwindigkeit in der anterolateralen Region der Aorta ascendens bei den Patienten mit bikuspider Aortenklappe signifikant höher war als bei Patienten mit trikuspider Aortenklappe (12,2 ± 4,3 cm/s vs. 8,8 ± 2,6 cm/s, p=0,047). In der posteromedialen Region zeigten sich keine Unterschiede zwischen beiden Gruppen (10,3 ± 3,6 cm/s vs. 8,6 ± 2,6 cm/s, p=0,24).

Bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens, bei denen wir eine Aorta ascendens-Reduktionsplastik vornahmen, wurden im Verlauf folgende Durchmesserwerte gemessen: präoperativ 48,7 ± 5,1 mm; [Seite 10↓]frühpostoperativ 36,9 ± 3,6 mm und spätpostoperativ 38,0 ± 4,5 mm. Nur bei neun von 106 Patienten mit Aorta ascendens-Reduktionsplastik ohne externe Prothesenummantelung kam es während des Follow-up-Zeitraumes zu einer Zunahme des Durchmessers der Aorta ascendens um vier bis acht Millimeter. Der frühpostoperative Durchmesser der Aorta ascendens war bei diesen Patienten signifikant grösser als bei den anderen Patienten dieser Gruppe (41,4 ± 3,1 mm vs. 36,6 ± 3,4 mm, p<0,0001).

Schlussfolgerungen

Patienten mit bikuspider Aortenklappe zeigen im Vergleich zu Patienten mit trikuspider Aortenklappe krankhafte Veränderungen im Bereich der Aortenklappe und der Aorta ascendens in unterschiedlicher Häufigkeit und in unterschiedlichem Lebensalter. Bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe ist eine Operation an der Aortenklappe und/oder Aorta ascendens im Durchschnitt zehn Jahre früher erforderlich als bei Patienten mit trikuspider Aortenklappe. Desweiteren tritt bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe eine Dilatation der Aorta ascendens häufiger auf. Dagegen ist das Endokarditisrisiko bei Patienten mit bikuspider bzw. trikuspider Aortenklappe gleich hoch. Eine Typ A-Dissektion tritt häufiger bei Patienten mit trikuspider Aortenklappe auf.

Bezüglich der Konfiguration und der Aortenwurzelmaße zeigt sich, dass Patienten mit bikuspider Aortenklappe und normalem Durchmesser der Aorta ascendens häufiger eine Elongation dieses Gefässabschnittes aufweisen als Patienten mit trikuspider Klappe.

Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens zeigen ähnlich wie Patienten mit trikuspider Aortenklappe und poststenotischer Dilatation ausschliesslich eine Erweiterung der Aorta ascendens nach rechts bei erhaltener innerer Kurvatur.
Patienten mit bikuspider Aortenklappe zeigen zudem eine häufigere Dominanz der linken Koronararterie als Patienten mit trikuspider Klappe.


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Patienten mit bikuspider Aortenklappe haben dünnere elastische Lamellen der Aortenmedia als Patienten mit trikuspider Aortenklappe und grössere Abstände zwischen den elastischen Lamellen.

Bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe sind mit zunehmendem Durchmesser der Aorta ascendens häufiger die histologischen Zeichen einer Dilatation zu finden. Schwerere strukturelle Veränderungen, insbesondere eine höhergradige zystische Medianekrose, sind nicht zu beobachten.

Die Tissue Doppler-Ultraschalluntersuchung ist in der Lage, regionale Unterschiede in der Wandbewegung der Aorta ascendens zu demonstrieren. Bikuspide Aortenklappen verursachen eine höhere Belastung im Bereich der anterolateralen Region der Aorta ascendens im Vergleich zu Patienten mit trikuspider Aortenklappe.

Die Aorta Ascendens Reduktionsplastik zeigt bei Patienten mit bikuspider Aortenklappe und Dilatation der Aorta ascendens gute Langzeitergebnisse. Nur bei Patienten mit nicht optimaler Durchmesser-Reduktion bei der Operation kommt es zu einer späteren Redilatation.

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

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20.05.2005