Rückert, Ralph-Ingo: Experimentelle und klinische Untersuchungen zur Optimierung der Hämodynamik in termino-lateralen Prothesenbypass-Anastomosen

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Kapitel 6. Zusammenfassung

Die subendotheliale myointimale Hyperplasie (MIH) stellt eine der Hauptursachen für die Ausbildung von Stenosen und damit potentiell auch von Verschlüssen im Bereich von Anastomosen dar. Besondere Bedeutung hat die MIH in termino-lateralen Anastomosen. An der Entstehung der MIH sind neben anderen Faktoren, wie etwa dem Compliance mismatch, hämodynamische Faktoren entscheidend beteiligt, wobei unphysiologische Strömungsphänomene ursächliche Bedeutung haben. Die klinische Relevanz der MIH wächst mit abnehmendem Kaliber des Empfängergefäßes.

Ausgehend von der Annahme, daß eine Veränderung der Anastomosenform die Hämodynamik beeinflussen kann, wurde in der vorliegenden Arbeit eine neue Anastomosenform, die femoro-crurale Patchprothese (FCPP), entwickelt. Das Ziel bestand dabei in einer Optimierung der Strömungsverhältnisse im Anastomosenbereich. Durch gabelförmige Gestaltung im Sinne der Kombination zweier termino-terminaler Anastomosen sollten in der FCPP-Anastomose insbesondere diejenigen Strömungsmuster minimiert werden, die die Entwicklung der MIH fördern.

In einem neu entwickelten hydrodynamischen Kreislaufmodell wurden elastische, transparente Silikonmodelle von termino-lateralen Anastomosen mit einem blutanalogen Newtonschen Fluid (Glycerol-Wasser-Gemisch) unter Simulation der femorocruralen Druckkurve pulsatil durchströmt. Die Strömungsbedingungen (Stromzeitvolumen, Verhältnis des proximalen zum distalen Abstromwiderstand) wurden variiert. Die konventionellen und klinisch erprobten Anastomosenformen (termino-laterale Anastomose, Composite Bypass, Linton Patch, Miller Collar, Taylor Patch) wurden in vitro mit der FCPP-Anastomose und zwei Modifikation dieser Anastomosenform hinsichtlich des Strömungsverhaltens im Anastomosenbereich verglichen. Die Visualisierung des Strömungsfeldes wurde mit drei verschiedenen Methoden erreicht. Bei der farboptischen Methode wurde die Verteilung und Bewegung von Farbteilchen im Anastomosenbereich nach Injektion in das strömende Fluid mittels Video für die spätere Analyse aufgezeichnet. Anhand der Videosequenzen und Standbilder erfolgte die semiquantitative Analyse des Strömungsverhaltens im Anastomosenbereich. Für die Ultraschalluntersuchung mittels hochauflösender farbcodierter Dopplersonographie (FKDS) und Dopplersonographie wurde das Fluid mit Sephadex-Partikeln dotiert. Sämtliche Ultraschalluntersuchungen wurden ebenfalls mittels Video aufgezeichnet. Die FKDS wurde qualitativ und quantitativ als Standbildanalyse der Strömungsgeschwindigkeitsfelder an zwei charakteristischen Zeitpunkten des Kreislaufzyklus ausgewertet. Die erhaltenen Dopplerspektren wurden off-line der Fast Fourier Analyse (FFT) unterzogen. Die FFT der Dopplerspektren wurde dreidimensional dargestellt.


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Die Analyse der Farbverteilung und -bewegung im Anastomosenbereich zeigte komplexe Flußmuster, wobei die folgenden Strömungsphänomene auftraten: Stauchung der Strömung an der Außenwand der Empfängerarterie mit konsekutiver Stromteilung und Auftreten eines Punktes der Stagnation der Strömung gegenüber der distalen Bypassöffnung in der Anastomose, Ablösung der Strömung von der Gefäßwand, Wirbelbildungen und definierte Regionen mit besonders niedriger Flußgeschwindigkeit bis zu einer Strömungsumkehr. Die Ausprägung der einzelnen Flußmuster war abhängig vom Stromzeitvolumen und damit von der Reynolds-Zahl und von dem Verhältnis von proximalem und distalem peripherem Widerstand. Mit zunehmender Reynolds-Zahl traten sowohl in der „Fersen“ (FR)- als auch in der „Spann“-Region (SR) der Anastomosen Wirbelzonen auf oder vergrößerten sich. In jeder Flußsituation waren jedoch die Wirbelbildungen in der FCPP-Anastomose am geringsten oder traten bei den vergleichsweise höchsten Reynolds-Zahlen auf. Der Stagnationspunkt war für alle Anastomosenformen mit Ausnahme der FCPP-Anastomose lokalisierbar und bewegte sich mit zunehmender Reynolds-Zahl nach distal. Die geometrische Form der FCPP eliminiert den Punkt des Auftreffens der Strömung auf die Wand der Empfängerarterie und damit eine Zone hohen Druckes. Sie schafft statt der unphysiologischen Volumenzunahme aller anderen Anastomosen mit Querschnittsvergrößerung und damit notwendiger Flußgeschwindigkeitsabnahme in definierten Randzonen (SR, FR) die Kombination zweier termino-terminaler Anastomosen. Je nach der Flußsituation mit entsprechender Stromteilung traten aber in der FCPP noch Wirbel und Rezirkulationszonen auf (FR bzw. SR bei Stromteilung Qprox:Qdist = 1:2 bzw. 2:1 ). Als Vorteil der FCPP-Anastomose erwies sich die Möglichkeit der Anpassung ihrer Form an die entsprechende Flußsituation. Durch Modifikation der Gabelform wurde eine annähernd laminare Strömung im gesamten Anastomosenbereich mit Ausschaltung oder Minimierung der o.g. MIH-assoziierten Strömungsphänomene erreicht.

Die FKDS lieferte eine quantitative Verteilung des Flußgeschwindigkeitsfeldes in der Anastomosenregion und bestätigte die Ergebnisse der farboptischen Methode. Der Vergleich der Anastomosenformen wurde in der Peak-Systole und am Beginn der Diastole vorgenommen. Rezirkulationszonen und Zonen niedriger Strömungsgeschwindigkeit waren besonders deutlich abgrenzbar und in der FCPP-Anastomose am geringsten ausgeprägt oder nicht mehr nachweisbar (modifizierte FCPP). Die FKDS diente gleichzeitig als Basis des Dopplersonographie-Mappings zur selektiven Untersuchung der Anastomosenregion. Der Vergleich der 3D-Darstellungen der FFT der Dopplerspektren korrespondierender Punkte in den Randzonen der Anastomosen (FR und SR und nahe der Empfängerarterienwand gegenüber dem Bypass) zeigte niedrige Frequenzen und damit Flußgeschwindigkeiten und partiell eine Strömungsumkehr nahezu konstant in der FR und SR bei allen Anastomosenformen mit Ausnahme der FCPP-Anastomose und deren Modifikationen. Bei diesen neuen Anastomosenformen waren in der Systole an allen Punkten,


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insbesondere in der FR und SR, Anteile hoher Frequenzen entsprechender Amplitude vorhanden.

Durch die Optimierung der Hämodynamik in der neuen Anastomosenform konnte bei deren klinischem Einsatz eine Minimierung der Entstehung der MIH erwartet werden.

In einer prospektiven Studie zum klinischen Einsatz der neuen distalen Anastomosenform wurden im Zeitraum von 6/1992 bis 7/1998 135 femoroinfragenuale und -crurale ePTFE-Prothesenbypass-Rekonstruktionen mit distaler FCPP-Anastomose bei 129 Patienten im klinischen Stadium III und IV der paVK vorgenommen. Die kumulativen primären und sekundären 1-, 2-, 3-, 4-, und 5-Jahres-Offenheitsraten nach Kaplan/Meier betrugen jeweils 63,0%, 44,9%, 35,7%, 33,1% und 27,6% bzw. 74,5%, 55,2%, 44,8%, 43,0% und 37,6%. Die kumulativen 1-, 3-, und 5-Jahres-Wahrscheinlichkeiten für den Erhalt der Extremität betrugen jeweils 86,8%, 79,2% und 77,5%. Diese Ergebnisse sind gegenüber den alternativen Verfahren bei Unmöglichkeit der Verwendung der autologen V. saphena magna oder parva als Bypass durchaus akzeptabel. Im Vergleich mit den klinisch verwendeten Modifikationen der distalen Anastomosentechnik bei ePTFE-Bypass-Rekonstruktionen, insbesondere mit den Venencuff-Techniken, sind die in der vorliegenden Arbeit erzielten Ergebnisse als sehr gut zu bewerten.


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Mon Sep 24 17:36:53 2001