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1.  Einleitung

1.1 Der Vorhofseptumdefekt (ASD)

1.1.1 Morphologie und Häufigkeit

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Der Vorhofseptumdefekt (ASD) ist mit einer Inzidenz von ca. 11% nach dem Ventrikelseptumdefekt der zweithäufigste angeborene Herzfehler überhaupt (12,13). Für die interventionelle Therapie ist die Unterteilung der Defekte entsprechend ihrer Lage und embryologischen Genese in drei Untergruppen von Bedeutung. Neben dem ASD vom Sekundum-Typ unterscheidet man den ASD vom Primum-Typ und den Sinus venosus Defekt. Die beiden letztgenannten Defekte zeichnen sich unter anderem durch ihre randständige Lage im Vorhofseptum aus. Dabei hat der ASD vom Primum Typ unmittelbare Beziehung zur AV-Klappenebene, der Sinus venosus Defekt liegt direkt an der Mündung mindestens einer Lungenvene (Abb.1). Die Randlage dieser Defekte hat einen interventionellen Verschluß bislang nicht ermöglicht. Die vorliegende Arbeit behandelt daher ausschließlich die interventionellen Möglichkeiten beim ASD vom Sekundum-Typ (ASD II), der mit 80% aller

Abb. 1: Herzansicht von rechts. Die laterale Wand des rechten Vorhofs und Ventrikels wurden entfernt. Man erkennt die Randlage des Sinus venosus Defekts (*) und die mittige Lage des Vorhofseptumdefekts vom Sekundum Typ ( **).


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Vorhofdefekte zugleich der häufigste ist (12). Er zeichnet sich durch eine relativ zentrale Lage in der Scheidewand aus, die ihn für einen interventionellen Verschluß besonders prädestiniert (Abb.1).

1.1.2 Pathophysiologie

Bedingt durch die größere Muskelmasse des linken Ventrikels und der daraus resultierenden geringeren Compliance herrscht im linken Vorhof ein etwas höherer Druck als im rechten. Der normale linksatriale Druck liegt bei 6 bis 11 mmHg, der rechtsatriale bei 1 bis 5 mmHg. Im Falle eines Vorhofseptumdefekts resultiert daraus ein Links-Rechts-Shunt, der zu einer chronischen Volumenbelastung des rechten Vorhofs, des rechten Ventrikels und der Lungenstrombahn führt. Die belasteten Herzhöhlen adaptieren sich an das vermehrte Schlagvolumen durch Vergrößerung und Mehrarbeit. Im Kindesalter wird daher der ASD in der Regel klinisch symptomlos kompensiert (Abb.2A).

Im Erwachsenenalter kommt es zu einer langsam zunehmenden und schließlich irreversiblen Vorhofdilatation (14). Sie geht mit einer hohen Inzidenz an supraventrikulären Herzrhythmusstörungen einher, die ins Vorhofflattern und -flimmern übergehen und auch nach Verschluß des Septumdefekts weiterbestehen oder rezidivieren können (15,16). Durch zunehmende Vergrößerung des rechten Ventrikels entwickelt sich eine Trikuspidalinsuffizienz, die ihrerseits die Volumenbelastung für Vorhof und Kammer weiter verstärkt.

Die chronische Lungenüberflutung führt zu einer meist milden pulmonalen Hypertension (17) (Abb.2B). Am Ende dieser Entwicklung steht die Rechtsherzinsuffizienz.

Zur Vermeidung von bleibenden Schädigungen am Herzen sollte ein Vorhofseptumdefekt daher idealerweise bereits im Kindesalter verschlossen werden (18). Aber auch zu einem späteren Zeitpunkt bis ins hohe Alter hinein ist der Defektverschluß immer noch möglich und indiziert, um insbesondere


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die Mehrarbeit für den rechten Ventrikel zu reduzieren und ein Fortschreiten der bereits eingetretenen pathologischen Veränderungen (Dilatation des rechten Vorhofs und Ventrikels, pulmonale Hypertension) zu verhindern (19,20). Der Verschluß kann mit einer deutlichen Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit und der Lebensqualität verbunden sein (18).

Abb. 2: Hämodynamik bei Vorliegen eines Vorhofseptumdefekts
(Eingekreiste Zahlen geben die Sauerstöffsättigung (in Prozent), Zahlen mit Querbalken den Mitteldruck (in mmHg) im entsprechenden Kompartiment an. Qp steht für das Herzzeitvolumen des Pulmonalkreislaufs, Qs für das des Körperkreislaufs. V1 bezieht sich auf die erste präkordiale EKG-Ableitung nach Wilson):


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1.2  Das persistierende Foramen ovale (PFO)

1.2.1 Morphologie und Physiologie

In der Pränatalperiode ist das Foramen ovale eine Kommunikation zwischen den Vorhöfen, die wie ein Rückschlagventil angelegt ist, so daß arterialisiertes Blut aus der Plazenta zwar vom rechten in den linken Vorhof fließen kann, aber nicht umgekehrt. Der membranöse craniale Rand des Septum primum bildet das morphologische Substrat für die Fossa ovalis. Bei Druck von rechts klappt die Membran nach links auf, bei Druck von links wird sie wie eine Tür in ihren Rahmen gegen das Septum secundum gepresst und verschließt so die Fossa ovalis (Abb.3A). Da in der Pränatalzeit das Blut vornehmlich aus der unteren Hohlvene entlang der Eustachischen Klappe durch das Foramen ovale fließt, steht das Foramen ovale weit offen. Mit Beginn der postnatalen Lungendurchblutung steigt der Druck im linken Vorhof, und das Foramen ovale verschließt sich. Durch Verklebung und Verwachsung des Septum primum mit dem Septum secundum resultiert eine vollkommene Trennung der Vorkammern.

1.2.2 Pathophysiologie der paradoxen Embolie

Bei ca. 10-35% aller Erwachsenen bleibt die Verklebung und Verwachsung der Septumblätter aus, so daß nur ein funktioneller Verschluß besteht (21,22). Es liegt ein ventiloffenes Foramen ovale vor. Unter Valsalva-Manöver oder ähnlichen Anstrengungen, bei denen für kurze Momente der rechtsatriale Druck über den linksatrialen steigt, kann es zum Übertritt von Blut aus dem rechten in den linken Vorhof kommen (Abb. 3B). Emboli aus den Bein- und Beckenvenen, oder der Fossa ovalis selbst, können so in den Systemkreislauf


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gelangen und in Endarterien zu Infarkten führen. In den hirnversorgenden Arterien resultiert ein ischiämischer Insult.

Diese Verschleppung von Thromben aus den Körpervenen über das Vorhofseptum in den Systemkreislauf wird nicht ganz treffend als „paradoxe Embolie“ bezeichnet. Der Verschluß eines ventiloffenen Foramen ovale mittels Intervention oder Operation stellt für betroffene Patienten eine kausale Therapie zur Rezidivprophylaxe dar.

Abb. 3: Hämodynamik eines persistierenden Foramen ovale:
A. Liegt der linksatriale Druck über dem rechtsatrialen (Normalfall), so wird die Fossa ovalis zugedrückt (rote Pfeile).
B. Bei z.B. einem Valsalvamanöver mit kurzfristigem Anstieg des rechtsatrialen Drucks über den linksatrialen öffnet sich die Fossa ovalis und venöses Blut gelangt in den Systemkreislauf. Auf diesem Weg können venöse Thromben zur "paradoxen Embolie"“führen.

1.3 Interventioneller Verschluß von ASD und PFO

1.3.1 Heutiger Stellenwert der Methode

Erst im Jahre 1954 wurde erstmals ein Vorhofseptumdefekt chirurgisch verschlossen. Das Verfahren ist durch die Fortschritte auf dem Gebiet der Herzchirurgie in den darauffolgenden Jahrzehnten zu einem sicheren und komplikationsarmen Eingriff geworden.


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Vom ersten erfolgreichen interventionellen Verschluß eines ASD II berichteten King und Mills 1976 (23). Es folgten Entwicklungen verschiedener Occludersysteme (Abb. 4). Meilensteine des Schirmverschlusses waren der Rashkind-Occluder und der Clamshell-Occluder (24,25), das Sideris-buttoned-Device (26,27), das Cardioseal- (28) und das Starflex-Device (29,30) als Weiterentwicklung des Clamshell-Occluders, sowie die Amplatzer Occluder (AGA-medical Corp., Golden Valley, MN USA)(31). Andere Systeme, wie der Angel-wings-Occluder (32,33) oder das ASDOS-Device (34-36) wurden bereits nach wenigen Jahren entweder ganz oder teilweise vom Markt genommen. Ein Occluder aus einer Goretexâ-Membran (Helex-Septal-Occluder) befindet sich derzeit in der Erprobungsphase (37) und verschiedene andere Systeme in der Entwicklung.

Abb. 4: Vorhofseptumokkluder: Das Sideris buttoned Device (links) besteht aus einem linksatrialen Schirm und einem rechtsatrialen Counteroccluder aus Polyurethanschaum. Es war eines der ersten Systeme und wird auch heute noch in einigen Ländern implantiert. Der Cardio-Seal Occluder (Mitte) besteht aus einem Doppelschirm aus Polyester. Die Drahtkonstruktion ist, wie beim Sideris-Device, aus Nitinol gefertigt. Der Amplatzer Septal Occluder (rechts) besteht aus einem feinen Drahtgeflecht aus Nitinol, das mit Polyestermembranen gefüllt ist.

Heute, 26 Jahre nach dem ersten interventionellen ASD-Verschluß, ist das Verfahren zur Routinemethode gereift (1) mit weltweit mehr als 20.000 erfolgreichen Implantationen (einschließlich Verschlüssen beim persistierenden Foramen ovale). Die Intervention hat bei geeigneten Defekten die Operation


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als Therapie der ersten Wahl abgelöst (38), denn sie ist weniger invasiv, geht mit einer deutlich kürzeren Krankenhausliegedauer und Rekonvaleszenz einher und weist eine hohe Erfolgsrate auf (39).

Der interventionelle Verschluß eines Foramen ovale nach kryptogenem Stroke konkurriert allerdings weniger mit der Operation als vielmehr mit der medikamentösen Antikoagulationstherapie zur Rezidivprophylaxe.

1.3.2 Technisches Vorgehen

Die Katheterintervention findet am sedierten Patienten statt und gliedert sich in drei Abschnitte:

Diagnostik

Unter Lokalanästhesie wird die Vena femoralis punktiert. Zur Druckmessung und oxymetrischen Shuntbestimmung werden der rechte Vorhof, die obere Hohlvene, der rechte Ventrikel, die Pulmonalarterien, der linke Vorhof und die rechte obere Lungenvene sondiert. Eine Angiographie in die rechte obere Lungenvene im 45° links schrägen und ca. 20° nach kranial gekippten Strahlengang dient der Darstellung des Vorhofseptums und schließt den diagnostischen Teil ab (Abb. 5).


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Abb. 5: Eine Angiographie in die rechte obere Lungenvene (PV) im 45° links schrägen und ca. 20° nach kranial gekippten Strahlengang. Neben dem linken Vorhof (LA) und Ventrikel (LV) wird der Kontrastmittelübertritt durch den ASD (*) in den rechten Vorhof (RA) dargestellt.

Invasive Größenbestimmung des Defekts (Sizing)

Als Goldstandard zur präinterventionellen Größenbestimmung eines Vorhofseptumdefekts gilt die invasive Messung des Durchmessers mit einem elastischen Ballonkatheter (6). Er wird über einen Führungsdraht in den ASD

Abb. 6: Ballonsizing: Ein Sizing-Ballon ist über einen Führungsdraht in den ASD plaziert und gefüllt worden. Die Taille im Ballon entspricht dem Negativabdruck des Defekts und gibt den Durchmesser des ASD an.


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platziert und mit Kontrastmittel gefüllt, bis er den Defekt provisorisch verschließt. Dabei bildet sich eine Taille im Ballon aus, die als Negativabdruck des Defekts dient und anhand derer die Größe des Defekts ausgemessen wird (Abb. 6).

Schirmimplantation

Über eine lange Schleuse wird ein Occluder geeigneter Größe bis in den linken Vorhof vorgeschoben, dort sein linksatrialer Schirm entfaltet und ans Septum zurückgezogen. Durch Entfaltung des rechtsatrialen Schirms erfolgt die Verankerung im Septum. Nach sorgfältiger Lagekontrolle kann das Implantat vom Führungssystem freigesetzt werden (Abb. 7).

Abb. 7: Freisetzen eines Amplatzer Occluders aus der Einführschleuse: Es wird nacheinander der linksatriale Schirm (1 und 2), der Verbindungssteg, der den ASD komplett ausfüllt (3) und der rechtsatriale Schirm (4 und 5) entwickelt. Durch Drehen am Einführkabel wird der Schirm schließlich abgelöst (6).


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1.3.3  Stellenwert der Echokardiographie

Beim interventionellen Verschluß eines ASD finden alle Katheterbewegungen, Ballonmanipulationen, Schleusenpositionierungen und die Implantation des Occluders selbst unter strenger Röntgenkontrolle statt. Die transösophageale Echokardiographie stellt während der Intervention den Goldstandard zur Beurteilung der Anatomie des Defekts und seiner Randbegrenzungen sowie zur Lagekontrolle des Schirms dar. Zusätzlich gibt sie bei der Ballonokklusion des ASD und nach Schirmimplantation mit hoher Sensitivität Auskunft, ob Restshunts vorliegen, und ist daher unverzichtbarer Bestandteil des Verfahrens (40,41). Idealerweise sind kleine multiplane Sonden im Einsatz, die in tiefer Sedierung auch von Kindern toleriert werden.

1.4 Besondere Vorhofseptumdefekte

1.4.1 Multiple Defekte – morphologisches Spektrum und therapeutische Konsequenzen

Mit einer Inzidenz von ca. 10-15 % liegt im Falle eines Vorhofdefekts mehr als eine Kommunikation im Septum vor (7,8). Zwar ist im Prinzip jede Verteilung der Defekte innerhalb des Vorhofseptums denkbar, dennoch lassen sich einige Grundmuster häufiger erkennen. Im einfachsten Falle handelt es sich um eine oder wenige kleine Perforationen in unmittelbarer Nachbarschaft eines Hauptdefekts, so daß sie nur durch eine zarte Gewebebrücke voneinander getrennt sind (7). Im komplizierteren Falle liegen mehrere größere Defekte mit relativ weitem Abstand zueinander vor. Im Extremfall (Abb. 8) ist das gesamte Vorhofseptum aneurysmatisch ausgesackt und mit unterschiedlich großen Löchern übersät (8).


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Abb. 8: Großes Vorhofseptumaneurysma mit multiplen Defekten (Typ D).

Ist das hämodynamische Grundproblem ein hohes Shuntvolumen im Sinne eines ASD, so ist das primäre Interventionsziel die Verringerung des Shuntvolumens. Dabei kann gegebenenfalls ein sehr geringer Restshunt durch kleinste Perforationen toleriert werden. Ist das Ziel eine Rezidivprophylaxe nach paradoxer Embolie, so muß der vollständige Verschluß erreicht werden.

1.4.2 Vorhofseptumaneurysmen – Morphologie und pathophysiologische Bedeutung

Unter einem Vorhofseptumaneurysma wird eine hypermobile, membranöse Aussackung des Vorhofseptums verstanden, die von der Fossa ovalis des Septum primum ausgeht. Histologisch (Abb. 9) besteht die Membran fast nur aus kollagenen Fasern, in denen einzelne wenige Zellen versprengt und ohne Zusammenhalt eingestreut sind (42).

Die Fehlbildung wird vereinzelt bereits im Kindesalter beobachtet (43). Systematische Untersuchungen zur Altersabhängigkeit fehlen zwar, aber dennoch scheint es häufiger im Erwachsenenalter diagnostiziert zu werden, so


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daß sich die Anomalie möglicherweise progredient entwickelt. In einigen Fällen gelang der Nachweis einer genetische Prädisposition (44,45).

Die besondere pathophysiologische Bedeutung eines Vorhofseptumaneurysmas besteht in einem deutlich erhöhten Thromboembolierisiko, wenn das Aneurysma mit einem PFO kombiniert auftritt (46,47). Ob das Vorliegen eines Vorhofseptumaneurysmas allein ebenfalls ein Risikofaktor für thrombembolische Insulte darstellt, wird in der Literatur widersprüchlich beurteilt (47,48).

Abb. 9: Histologischer Schnitt durch ein Vorhofseptumaneurysma:
Die dünne Membran besteht überwiegend aus kollagenen Faser (blau). Muskelzellen (rot) bilden keinen zusammenhängenden Verband.

Da unklar ist, ob ein Vorhofseptumaneurysma zur Progredienz und zu multiplen Perforationen neigt, sollte daher ein interventioneller Verschluß eines ASD oder PFO bei Vorliegen eines Vorhofseptumaneurysmas idealerweise nach Möglichkeit auch die Beseitigung dieser Fehlbildung mit einbeziehen.


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1.5  Auswirkungen eines ASD auf den linken Ventrikel

1.5.1 Chronisch verminderte Vorlast versus intrinsische linksventrikuläre Störung

Es finden sich in der Literatur wiederholt Berichte über ein linksventrikuläres Versagen beim Vorliegen eines ASD (49-53). Vor diesem Hintergrund sind Studien mit unterschiedlichen Methoden zur linksventrikulären Funktion bei ASD durchgeführt worden (51,54-61). Die Ergebnisse sind jedoch nicht einheitlich (62). Einige Autoren haben ein vermindertes enddiastolisches Volumen des linken Ventrikels gefunden und führen es auf die chronisch verringerte Vorlast durch den Überlauf über den ASD zurück. Auch eine direkte Füllungsbehinderung durch den vergrößerten rechten Ventrikel und über eine Interaktion durch das Ventrikelseptum werden diskutiert. Bonow et al. fanden einen fehlenden Anstieg und zum Teil sogar eine Abnahme der Ejektionsfraktion unter ergometrischer Belastung bei einem Teil ihrer Patienten (54). Booth et al. fanden bei Erwachsenen mit ASD eine verringerte linksventrikuläre Compliance (55). Zwar ist in den meisten Studien eine Normalisierung der Befunde nach Verschluß des ASD beschrieben, ob es dennoch unmittelbar nach operativem oder interventionellem Verschluß eines Vorhofseptumdefekts zu einer Adaptationsstörung des linken Ventrikels kommen kann, ist nicht systematisch untersucht.

1.5.2 Kofaktoren für eine linksventrikuläre restriktive Funktionsstörung

Ein wichtiger Fakor für die Entwicklung einer diastolischen Ventrikelrestriktion ist das Alter. Unter anderem aus dopplerechokardiographischen


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Untersuchungen ist bekannt, daß im Laufe des Lebens die linksventrikuläre frühdiastolische Füllung abnimmt und durch die atriale Kontraktion in der späten Diastole kompensiert wird, ohne daß hierfür eine Grunderkrankung verantwortlich gemacht werden muß (63-65). Erworbene Störungen der linksventrikulären Funktion können diesen Complianceverlust weiter verstärken: U. a. Zabalgoitia et al. und Rosa et al. fanden bei Patienten mit essentieller Hypertonie eine deutlich höhere Prävalenz für eine linksventrikuläre diastolische Dysfunktion (66-68). Auch in diesen Studien stellte das Alter der Hypertoniker den stärksten zusätzlichen prädisponierenden Faktor dar.

Ein Diabetes mellitus kann zu einer diabetischen Kardiomyopathie mit konsekutiver Herzinsuffizienz führen. Bei noch asymptomatischen Diabetikern konnten Fein et al. eine diastolische Dysfunktion bei erhaltener systolischen Funktion als ein frühes pathophysiologisches Zeichen nachweisen (69). Eine diabetische Stoffwechsellage prädisponiert ihrerseits für eine koronare Herzerkrankung. Rydberg et al. konnten zeigen, daß bereits eine stabile koronare Herzerkrankung bei 41% der Patienten mit einer dopplerechokardiographisch nachweisbaren diastolischen Dysfunktion einherging (70). In der Strong Heart Study wurde für diese Parameter belegt, daß sie mit einer signifikanten Erhöhung der kardialen Mortalität einhergehen (71).

Liegt ein Vorhofseptumdefekt vor, sind die Auswirkungen dieser Kofaktoren jedoch dopplerechokardiographisch nicht zu erfassen. Möglicherweise verstärkt der chronisch verminderte Füllungsdruck bei Vorliegen der genannten Begleiterkrankungen die Entwicklung einer Restriktion aber zusätzlich.

Auch chronisches Vorhofflattern/flimmern, sei es aufgrund der ASD-bedingten rechtsatrialen Dilatation oder im Rahmen anderer Begleiterkrankungen, wirkt sich negativ auf die bereits gestörte Füllung aus.


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03.11.2003