Die koronararterielle Bypass-Operation betrifft native Koronarterien mit hochgradigen Stenosen oder Verschluss, die für eine Angioplastie mit Stent-Einführung nicht geeignet sind. Die Indikationen verändern sich laufend, da die perkutanen Eingriffe immer häufiger zur Anwendung kommen.
Traditionelles Koronararterien-Bypass-Verfahren
Zu einer traditionellen Koronarterien-Bypass-Chirurgie gehört eine Thorakotomie mit medianer Sternotomie. Eine Herz-Lungen-Maschine wird eingesetzt, um einen kardiopulmonalen Bypass (CPB) zu etablieren, sodass das Herz angehalten und von Blut entleert werden kann, um die operative Exposition zu maximieren und eine Gefäßanastomose zu erleichtern. Das Anhalten des Herzens senkt Sauerstoffbedarf.
Vor dem Beginn des CPB wird dem Patienten eine sehr hohe Dosis Heparin gegeben, um Blutgerinnung in der Bypass-Zirkulation zu vermeiden. Danach wird die Aorta abgeklemmt und das Herz durch Injektion einer Kardioplegie-Lösung (krystalloid oder häufiger Blut-basiert), die ebenfalls Substanzen beinhaltet, die Herzmuskelzellen dabei helfen, Ischämie und Reperfusion zu tolerieren, angehalten. Die Kardioplegie-Lösung und das Herz werden manchmal leicht gekühlt, um die Ischämietoleranz zu erhöhen. Der Körper des Patienten wird über die CPB-Maschine aus ähnlichen Gründen gekühlt.
Die linke A. mammaria interna wird typischerweise als gestielter Bypass zum Ramus interventricularis anterior gelegt. Andere Bypass-Arten bestehen aus Abschnitten der V. saphena, die vom Bein entnommen werden. Gelegentlich kann auch die rechte A. mammaria oder die A. radialis des nichtdominanten Armes verwendet werden.
Nach Abschluss der Gefäßanastomosen wird die Aorta entklemmt, sodass die Koronararterien durch sauerstoffreiches Blut durchschwemmt werden, das die Herzaktivität typischerweise wiederherstellt. Die Heparin-Antikoagulation wird umgekehrt, indem Protamin gegeben wird.
Trotz kardioprotektiver Maßnahmen ist das Anhalten des Herzens nicht ohne Folgen. Während der Reperfusion ist Myokarddysfunktion üblich und kann zu Bradykardie, Arrhythmien (z. B. Kammerflimmern) und geringer Herzleistung führen. Diese Ereignisse werden mit Standard-Maßnahmen wie Stimulation, Defibrillation und inotropen Medikamenten behandelt.
Typischerweise beträgt der Krankenhausaufenthalt 4–5 Tage, sofern er nicht durch Komplikationen oder begleitende Erkrankung verlängert wird.
Komplikationen einer koronararterielle Bypass-Operation
Zu den Komplikationen und Nachteilen des traditionellen Koronararterien-Bypass gehören hauptsächlich
Sternotomie
Herz-Lungen-Bypass
Mediane Sternotomie wird überraschend gut vertragen. Allerdings dauert der Heilungsprozess 4–6 Wochen. Außerdem führen Wundinfektionen gelegentlich zu Mediastinitis oder Sternumosteomyelitis, die schwer zu behandeln sind.
CPB verursacht mehrere wichtige Komplikationen, darunter
Blutungen
Organdysfunktion, einschließlich neuropsychiatrischer Effekte
Apoplex
Eine Blutung nach CPB ist ein häufiges Problem, das von verschiedenen Faktoren ausgelöst wird, einschließlich Hämodilution, Heparin-Verwendung, Plättchenfunktionsstörung aufgrund der Exposition gegenüber der Bypass-Pumpe, disseminierte intravaskuläre Koagulation und induzierte Hypothermie.
Organversagen kann durch eine systemische Entzündungsreaktion - hervorgerufen durch die CPB-Maschine - auftreten (wahrscheinlich aufgrund der Exposition von Blutbestandteilen gegenüber dem fremdartigen Materials der Bypass-Schaltung). Diese Reaktion kann Organversagen in jedem System verursachen (z. B. Lungen, Nieren, Gehirn, Gastrointestinal). Kanülierung, queres Abklemmen und Freisetzung der Aorta können die Freisetzung von Embolien auslösen und einen Schlaganfall verursachen. Bei Patienten mit einem normal großen Herzen, ohne Myokardinfarkt in der Anamnese, mit guter ventrikulärer Funktion und ohne zusätzliche Risikofaktoren liegt das Risiko für einen Schlaganfall bei 1 bis 2%.
Bei etwa 25–30% der Patienten können sich nach der CPB neuropsychiatrische Effekte entwickeln, die wahrscheinlich auf Mikroembolien zurückzuführen sind (1). Kognitive oder Verhaltensänderungen sind häufiger bei älteren Patienten, was den Verdacht aufwirft, dass diese Änderungen am ehesten durch verminderte "neuronale Reserven" ausgelöst sind, was ältere Patienten anfälliger für kleinere Verletzungen während des Einsatzes der Herz-Lungen-Maschine macht. Es kann sich hierbei um leichte bis schwerwiegende Störungen handeln, die über Wochen oder Jahre bestehen bleiben können. Es ist nicht klar, dass die Verwendung einer schlagenden Herztechnik (Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine, bei dem kein kardiopulmonaler Bypass verwendet wird) die langfristigen Risiken neuropsychiatrischer Auswirkungen verringert.
Andere häufige Komplikationen von Koronararterien-Bypass sind
Arrhythmien
Fokale Myokardischämie
Globale Myokardischämie
Perioperativer Myokardinfarkt tritt bei etwa 1% der Patienten auf. Bei Patienten mit einem normal großen Herzen, ohne Myokardinfarkt in der Anamnese, mit guter ventrikulärer Funktion und ohne zusätzliche Risikofaktoren liegt das Risiko für einen perioperativen Myokardinfarkt bei < 5%. Vorhofflimmern tritt bei 15–40% der Patienten auf, typischerweise 2–4 Tage nach der Operation. Betablocker (einschließlich Sotalol) und Amiodaron scheinen die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von atrialen Arrhythmien nach einer Herzoperation zu reduzieren. Eine nicht anhaltende ventrikuläre Tachykardie kann bei bis zu 50% der Patienten auftreten.
Die Mortalität hängt vor allem vom zugrunde liegenden gesundheitlichen Zustand der Patienten ab. Operator und institutionelle Erfahrung (d. h. die Anzahl der jährlichen Verfahren) sind ebenfalls wichtig. In einem erfahrenen Programm beträgt die periprozedurale Mortalität bei ansonsten gesunden Patienten typischerweise < 1–3% (2). Bei Patienten mit einem normal großen Herzen, ohne Myokardinfarkt in der Anamnese, mit guter ventrikulärer Funktion und ohne zusätzliche Risikofaktoren liegt das Risiko für die Mortalität bei ≤ 1%.
Das Risiko eines Schlaganfalls, eines perioperativen Myokardinfarkts und der Sterblichkeit steigt mit dem Alter, einer schlechten LV-Funktion und dem Vorliegen einer Grunderkrankung.
Mit einem einfachen Rechner lassen sich die mit einem Koronararterien-Bypass verbundenen Risiken in drei Gruppen kategorisieren (niedrig, mittel, hoch). Die Society of Thoracic Surgeons (STS) veröffentlicht einen fortgschritticheren Kurzzeit-/Operations-Risikorechner, mit dem das Risiko der operativen Mortalität, der schweren Morbidität und der Komplikationen nach den meisten kardiologischen Eingriffen in der Adult Cardiac Surgery Database (ACSD) (z. B. Schlaganfall, Nierenversagen) beurteil werden kann.
Literatur zum traditionellen Koronararterien-Bypass-Verfahren
1. Kulik A, Ruel M, Jneid H, et al: Secondary prevention after coronary artery bypass graft surgery: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation 131(10):927–964, 2015. doi:10.1161/CIR.0000000000000182
2. Peterson ED, Coombs LP, DeLong ER, Haan CK, Ferguson TB: Procedural volume as a marker of quality for CABG surgery. JAMA 291(2):195–201, 2004. doi:10.1001/jama.291.2.195
Alternative Koronararterien-Bypass-Verfahren
Alternative Techniken versuchen, die Komplikationen der traditionellen Koronararterien-Bypass-Chirurgie (CABG) einzuschränken durch
Vermeidung von kardiopulmonalem Bypass (Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine)
Vermeidung medianer Sternotomie (minimal-invasiver Koronararterien-Bypass)
Beides
Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine
Ein kardiopulmonaler Bypass kann bei ausgewählten Patienten durch den Einsatz von Techniken vermieden werden, die es dem Chirurgen erlauben, das schlagende Herz zu revaskularisieren. Verschiedene Vorrichtungen und Verfahren stabilisieren einen Teil des Myokards, wodurch die Operationsstelle relativ bewegungslos gehalten wird.
Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine-Verfahren werden häufiger durch kleine parasternale oder interkostale Einschnitte (minimal-invasiver Koronararterien-Bypass) durchgeführt, manchmal mit Endoskopie oder auch Roboter-Unterstützung, aber sie können durch eine traditionelle mediane Sternotomie vorgenommen werden, die eine bessere operative Exposition bietet.
Wird der Herzschlag zugelassen, bedeutet dies, dass der Herzmuskel mehr Sauerstoff benötigt, als wenn CPB verwendet wird. Somit ist das Herz empfindlich für die Unterbrechung des Blutflusses, die notwendig ist, während die vaskuläre Anastomose durchgeführt wird. Diese Unterbrechung kann Ischämie oder Infarkt im Herzmuskel, der durch das betroffene Gefäße versorgt wird, verursachen. Einige Chirurgen legen einen temporären Koronararterien-Shunt, um distale Perfusion zu gewährleisten.
Der Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine ist technisch anspruchsvoller, kann aber bei Patienten mit erheblichen Aortenverkalkungen, die eine Manipulation der Aorta mit einem höheren Risiko begründen, sinnvoll sein. Verglichen mit dem Koronararterien-Bypass mit Herzlungenmaschine-Verfahren ist der Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine nach einem Jahr mit einem erhöhten Revaskularisierungsbedarf assoziiert.
Minimal-invasiver Koronararterien-Bypass
Die minimal-invasive Koronararterien-Bypass-Technik ist etwas schwieriger durchzuführen und eignet sich möglicherweise nicht, wenn mehrere Bypässe erforderlich sind, insbesondere wenn Gefäße hinter dem Herzen betroffen sind. Der Transfusionsbedarf, die Aufenthaltsdauer und die Kosten sind bei dem Koronararterien-Bypass ohne Herzlungenmaschine in der Regel geringer, aber in einigen Studien ist die Rate der schwerwiegenderen Komplikationen wie Tod, Myokardinfarkt und Schlaganfall ähnlich hoch wie beim Koronararterien-Bypass mit CPB. Somit sind die theoretischen Vorteile der Vermeidung von CPB scheinbar nicht vollständig realisiert worden.
Minimal-invasiver Koronararterien-Bypass wird üblicherweise mit Verfahren ohne Herzlungenmaschine durchgeführt, kann aber unter Verwendung von CPB geschehen. In solchen Fällen wird CPB endovaskulär durchgeführt, unter Verwendung von Spezialkathetern, die in die arteriellen und venösen Systeme eingefügt werden. Die Aorta wird durch einen Ballon am Ende des Aortenkatheters anstatt durch eine externe Klammer okkludiert. Obwohl die Komplikationen medianer Sternotomie vermieden werden, hat diese Technik ansonsten ähnliche Mortalitätsraten und vorrangige perioperative Komplikationen wie herkömmliche Techniken (1).
Literatur zu alternativen Koronararterien-Bypass-Verfahren
1. Teman NR, Hawkins RB, Charles EJ, et al. Minimally Invasive vs Open Coronary Surgery: A Multi-Institutional Analysis of Cost and Outcomes. Ann Thorac Surg 2021;111(5):1478-1484. doi:10.1016/j.athoracsur.2020.06.136
