Original paper
Transvascular pulmonary valve implantation – early results of the first Polish experience

Wstęp
Chorzy po korekcji całkowitej wady serca z użyciem homograftu płucnego stanowią bardzo duży problem kliniczny. Kilka lat po zabiegu dochodzi do zmian degeneracyjnych homograftu płucnego, co powoduje niedomykalność płucną i/lub zwężenie drogi odpływu prawej komory. Po 5 latach od operacji dysfunkcję homograftu stwierdza się w 34%, a po 10 latach w 53–75% przypadków [1, 2]. Chorzy wymagają reoperacji przed wystąpieniem cech dysfunkcji prawej komory, często już po kilku latach od zabiegu, a nieraz kilkakrotnie w ciągu życia. Każdy kolejny zabieg operacyjny oznacza większe ryzyko, wielotygodniowy pobyt w szpitalu i długi okres rehabilitacji, natomiast odstąpienie od kolejnej korekcji wiąże się z wystąpieniem nieodwracalnego uszkodzenia mięśnia prawej komory. Im większe jest uszkodzenie prawej komory, tym mniejsza szansa na poprawę jej funkcji po operacji. Ze względu na ryzyko kolejnego zabiegu operacyjnego i zwykle dobry stan ogólny młodego, aktywnego zawodowo pacjenta, decyzję o reoperacji podejmuje się zbyt późno, w okresie zaawansowanej dysfunkcji prawej komory.
Wielką szansą dla tej grupy chorych jest przeznaczyniowa implantacja zastawki płucnej (ang. pulmonary artery valve transvascular implantation, PAVTI). W 2000 r. Philipp Bonhoeffer po raz pierwszy opisał zabieg przeznaczyniowego wszczepienia zastawki w konduit łączący prawą komorę z tętnicą płucną u 12-letniego chłopca po operacji atrezji płucnej i ubytku przegrody międzykomorowej [3]. Od 2000 do końca 2008 r. wykonano na świecie 750 takich zabiegów [4]. W dniu 18 grudnia 2008 r. przeprowadzono pierwsze w Polsce nieoperacyjne wszczepienie zastawki serca w drogę odpływu prawej komory u 4 chorych z dysfunkcją homograftu płucnego, wszczepionego wcześ- niej w czasie operacji korekcji wrodzonej wady serca [5].
Celem tego doniesienia jest przedstawienie wczesnych wyników PAVTI z omówieniem metod kwalifikacji chorych i techniki zabiegu.
Metody
Chorzy
Do zabiegu zakwalifikowano 4 chorych (3 kobiety) w wieku 27–31 lat, po operacjach korekcji wad serca z wszczepieniem homograftu płucnego (23 i 24 mm) łączącego drogę odpływu prawej komory z tętnicą płucną (tab. 1.). Dwie kobiety przebyły korekcję tetralogii Fallota. Jedna z nich była operowana 3-krotnie – po 11 i 18 latach od pierwszej operacji, w celu wymiany homograftu. Dwoje chorych przebyło operacje Rossa z powodu wrodzonego zwężenia zastawki aorty. Do powstania dysfunkcji zastawki homograftu doszło po 7–20 latach od ostatniej operacji wszczepienia homograftu. U dwojga chorych wykonano także w przeszłości zabieg przeznaczyniowej walwuloplastyki zastawki homograftu płucnego z niezadowalającym efektem.
Zabieg PAVTI został zaakceptowany przez Komisję Bioetyczną przy Instytucie Kardiologii w Warszawie. Każdy z chorych wyraził w pełni świadomą zgodę na zabieg i podpisał formularz zaaprobowany przez Komisję.
Kryteria kwalifikacji do zabiegu nieoperacyjnego przeznaczyniowego wszczepienia zastawki płucnej
Do zabiegu PAVTI kwalifikowano chorych z dysfunkcją homograftu płucnego o rozmiarze nie mniejszym niż 16 mm, istotnym zwężeniem drogi odpływu prawej komory i/lub niedomykalnością zastawki płucnej. Ze względu na rozmiar zastawki Melody szerokość drogi odpływu prawej komory nie mogła przekraczać 22 mm. Morfologię drogi odpływu prawej komory, stopień niedomykalności i zwężenia zastawki płucnej oraz czynność prawej komory oceniano wstępnie przezklatkowym badaniem echokardiograficznym. Następnie u wszystkich wykonano również rezonans magnetyczny serca (CMR) z oceną objętości i czynności prawej komory, wielkości niedomykalności płucnej i z trójwymiarową rekonstrukcją drogi odpływu prawej komory w celu dokładnej oceny anatomii, wymiarów drogi odpływu komory i homograftu (ryc. 1.).
Echokardiografia
U każdego chorego wykonano przezklatkowe badanie echograficzne archiwizowane cyfrowo. Akwizycję danych przeprowadzono z wykorzystaniem aparatu Vivid 7 (GE Vingmed Ultrasound, Horten, Norwegia).
W badaniu, oprócz standardowej oceny morfologii i funkcji lewej komory, dla potrzeb dalszej analizy rejestrowano:
• wielkość jamy prawej komory w projekcji przymostkowej w osi długiej,
• szerokość drogi odpływu prawej komory w skurczu i w rozkurczu w projekcji przymostkowej w osi krótkiej na wysokości zastawki aortalnej,
• pole prawej komory i jego zmianę w zależności od cyklu pracy serca (ang. fractional area change, FAC),
• maksymalną i średnią prędkość wypływu płucnego w projekcji przymostkowej w osi krótkiej rejestrowane doplerem fali ciągłej, które szacowano na podstawie uproszczonego równania Bernoulliego, oznaczając maksymalny i średni skurczowy gradient ciśnień (ryc. 2. A),
• szerokość talii niedomykalności zastawki płucnej (VC) w badaniu metodą doplera kolorowego (ryc. 2. B).
Rezonans magnetyczny
Badanie CMR serca wykonano przy użyciu skanera 1,5 Tesli (Avanto, Siemens). Wykonywano sekwencje steady-state free precession (SSFP) – sekwencje kinematograficzne, tzw. cine – w standardowych projekcjach oraz obrazowanie cine drogi odpływu prawej i lewej komory w dwóch płaszczyznach w osi długiej. W celu dokładnej, trójwymiarowej oceny anatomii drogi odpływu prawej komory, miejsca podziału pnia płucnego oraz prawej i lewej tętnicy płucnej wykonywano angiografię 3D po podaniu kontrastu gadolinowego w dawce 0,1 mmol/kg masy ciała. U części chorych wykonano dodatkowo sekwencje 3D whole-heart w celu oceny początkowego przebiegu tętnic wieńcowych względem homograftu (ryc. 3.).
Ocenę objętości końcoworozkurczowej i końcowoskurczowej lewej i prawej komory wykonywano poprzez ręczne obrysowanie konturów wsierdzia i nasierdzia na przekrojach w osi krótkiej (MASS 6.2.1, Medis). Następnie obliczano objętość wyrzutową oraz frakcję wyrzutową obu komór. Frakcję niedomykalności zastawki pnia płucnego podano jako procentowy udział objętości fali zwrotnej w całkowitej objętości krwi napływającej wyliczonych metodą phase-contrast (analiza za pomocą oprogramowania Argus, Siemens).
U chorych po zabiegu PAVTI wykonano badanie kontrolne CMR z oceną morfologii drogi odpływu prawej komory w sekwencjach turbo spin echo (TSE, tzw. sekwencje czarnej krwi – ang. black blood).
Technika zabiegu
Zastawka biologiczna Melody zbudowana jest ze spreparowanej żyły szyjnej wołu wyciętej wraz z własną zastawką, wszytej do wnętrza stentu z irydoplatyny (ryc. 4.). Stent wraz z zastawką jest montowany na specjalnie skonstruowanym systemie dostarczającym, z cewnikiem balonowym typu „balon w balonie” i koszulką pozwalającą osłonić stent zaciśnięty na balonie (Medtronic Ensemble Transcatheter Delivery System). Jeden rodzaj zastawki, w zależności od wielkości balonu zastosowanego systemu dostarczającego, można rozprężyć do 18, 20 lub 22 mm.
Zabiegi wykonano w znieczuleniu ogólnym z intubacją dotchawiczą, z dojścia przez nakłucie prawej żyły oraz tętnicy udowej w pachwinie. Przed zabiegiem, po kaniulacji naczyń podawano dożylnie jedną dawkę heparyny niefrakcjonowanej (100 j./kg) oraz antybiotyk (jedna dawka cefalosporyny). Zabieg poprzedzony był cewnikowaniem serca z pomiarem ciśnień i angiografią drogi odpływu prawej komory w projekcji lewobocznej (ryc. 5.). W celu oceny przebiegu tętnic wieńcowych względem homograftu płucnego wykonywano również aortografię wstępującą w projekcjach tylno-przedniej i lewobocznej. W każdym przypadku stwierdzono, że tętnice wieńcowe nie leżą w bezpośrednim sąsiedztwie homograftu i w ten sposób wykluczono możliwość uciśnięcia tętnicy przez rozprężony stent.
Przez żyłę udową, prawe serce i homograft, za pomocą cewnika wielozadaniowego wprowadzono głęboko do obwodu jednej z tętnic płucnych długi, sztywny prowadnik (Amplatz Ultra-Stiff wire guide – 0,035 in, 260 cm). Przy użyciu tego prowadnika, z zastosowaniem długiej koszulki dostarczającej (Mullins design, 14 Fr, Cook Medical), przed właściwą implantacją zastawki Melody w miejsce niefunkcjonującej zastawki homograftu dodatkowo wszczepiano stalowy stent. Stent (IntraStent Max LD, ev3 Inc.) o długości 36 mm rozprężono na cewniku z balonem typu „balon w balonie” (Nu MED. BIB), o średnicy balonu zewnętrznego o 2 mm mniejszej od średnicy, do której rozprężano później stent zastawki płucnej (ryc. 6. A, B). Następnym etapem było przygotowanie zastawki do wszczepienia. Zastawkę biologiczną Melody (Medtronic Melody Transcatheter Pulmonary Valve) zamontowano na systemie dostarczającym (Medtronic Ensemble Transcatheter Delivery System) poprzez jej ręczne zaciśnięcie na balonie systemu. Układ zastawka-balon został pokryty koszulką systemu poprzez nasunięcie jej na zastawkę. Dokładnie odpowietrzony układ wprowadzono następnie przez żyłę udową po prowadniku do tętnicy płucnej. Po osiągnięciu optymalnej pozycji koszulkę ochronną podciągnięto tak, aby odsłonić stent zastawki zaciśnięty na balonie. Kolejno wypełniono płynem balon wewnętrzny, a następnie zewnętrzny, powodując rozprężenie stentu i wszczepienie zastawki w homograft (ryc. 7. A–C). Wszystkie zastawki rozprężono do 22 mm. Po szybkim opróżnieniu obu balonów system dostarczający usunięto, z pozostawieniem prowadnika w tętnicy płucnej. W jednym przypadku bezpośrednio po wszczepieniu stwierdzono utrzymujący się nadal istotny gradient płucny. Zastawkę doprężono dodatkowo balonem wysokociśnieniowym (Nu MED. Mullins-X Ultra High Pressure) o średnicy 22 mm, ciśnieniem 10 atm, uzyskując ustąpienie gradientu. Zabieg kończyła kontrolna arteriografia płucna (ryc. 8.) i pomiar ciśnień w prawym sercu. Hemostazę po zabiegu uzyskiwano przez miejscowy ucisk w pachwinie. Po wybudzeniu chorzy byli przewożeni na oddział ogólny.
Ocena wyników zabiegu
W 2. dobie po zabiegu u wszystkich chorych wykonano badanie echokardiograficzne, a miesiąc później badanie echokardiograficzne i CMR.
Wyniki
Wszystkie zastawki rozprężono balonem do 22 mm. Czas zabiegu wynosił 60–150 min, a czas skopii 13,4–27 min. Kontrolna angiografia bezpośrednio po zabiegu wykazała prawidłową czynność nowej zastawki płucnej, bez fali zwrotnej. Wszyscy chorzy zostali uruchomieni następnego dnia po zabiegu. Przez pierwsze 2 doby obserwowano podwyższoną temperaturę (do 38°C) bez innych objawów. Stany podgorączkowe ustąpiły samoistnie. W 4. dobie po zabiegu wszyscy zostali wypisani do domu.
Przezklatkowe badanie echokardiograficzne wykonane w 2. dobie po zabiegu wykazało spadek gradientu płucnego z 80–112 (średnio 87,5) do 27–55 (średnio 38,8) mm Hg, tj. o 56% (tab. 2.). Nie obserwowano niedomykalności płucnej.
Miesiąc po zabiegu wszyscy chorzy zgłaszali wyraźną poprawę samopoczucia i subiektywne zwiększenie tolerancji wysiłku. U wszystkich w badaniu CMR uwidoczniono szeroko rozprężoną we właściwym miejscu zastawkę płucną (ryc. 9.). Nie stwierdzono niedomykalności płucnej u żadnego z chorych (ryc. 10. A). Wykazano także zmniejszenie wymiarów końcoworozkurczowych oraz końcowoskurczowych prawej komory (z wyjątkiem chorej, u której parametry te pozostały niezmienione) z zachowaniem lub niewielkim wzrostem frakcji wyrzutowej (ryc. 10. B). Obserwowano wzrost objętości końcoworozkurczowej oraz końcowoskurczowej lewej komory przy niezmienionej istotnie frakcji wyrzutowej (ryc. 11.). W badaniu echokardiograficznym wykazano dalszy spadek gradientu płucnego do 20–45 (średnio 30,1) mm Hg, tzn. o 65% w stosunku do wartości rejestrowanych przed zabiegiem (tab. 2.).
Dyskusja
Zabiegi przeznaczyniowego wszczepiania zastawek serca są obecnie najbardziej interesującą i rozwijającą się dziedziną kardiologii interwencyjnej [6]. Dwa lata po pierwszym zabiegu PAVTI ukazało się doniesienie o pierwszym u człowieka przeznaczyniowym wszczepieniu zastawki w pozycję aortalną [3, 7]. O ile przeznaczyniowa implantacja zastawki aortalnej jest szansą dla chorych wysokiego ryzyka, u których wykluczono wykonanie zabiegu operacyjnego, o tyle zabieg przeznaczyniowego wszczepienia zastawki płucnej stwarza możliwości wczes- nego leczenia chorych z dysfunkcją homograftu płucnego – są to zwykle młodzi, aktywni zawodowo ludzie, po jednym lub kilku zabiegach operacyjnych wady wrodzonej serca, u których ze względu na ryzyko kolejnej operacji często decyzję o wymianie homograftu podejmuje się zbyt późno. Określenie optymalnego momentu, w którym należy przeprowadzić zabieg operacyjny, jest bardzo trudne. Zwykle na operację kieruje się chorych, u których występują już objawy niewydolności prawej komory, zaburzenia rytmu serca, postępująca rozstrzeń prawej komory, szczególnie gdy istnieją czynniki dodatkowo zwiększające przeciążenie objętościowe prawej komory, jak rezydualny ubytek przegrody międzykomorowej, zwężenie drogi odpływu lub niedomykalność trójdzielna. Znacznie lepsze wyniki operacji stwierdza się u tych chorych, u których interwencję podjęto przed wystąpieniem objawów niewydolności prawej komory, kierując się pogorszeniem tolerancji wysiłku w kolejnych testach ergospirometrycznych. Ze względu na ryzyko kolejnego zabiegu operacyjnego i zwykle dobry stan ogólny chorego, decyzję o reoperacji podejmuje się, gdy dochodzi do nieodwracalnego uszkodzenia prawej komory.
Dotychczasowe doświadczenia pokazują, że nieoperacyjne wszczepienie zastawki płucnej jest metodą skuteczną i bezpieczną. Mniejsze ryzyko groźnych powikłań, krótki czas hospitalizacji, natychmiastowy powrót do normalnej aktywności po zabiegu PAVTI umożliwia podjęcie decyzji o wcześniejszej interwencji. Nie obserwowano zgonów związanych z procedurą. Najczęstszym powikłaniem późnym było pęknięcie stentu zastawki (18%) [8]. W takiej sytuacji możliwe jest wszczepienie następnej zastawki Melody do wnętrza uszkodzonej [9–11]. Częstość tych powikłań wyraźnie zmalała, od kiedy rutynowo implantację zastawki poprzedza się wszczepieniem dodatkowego stentu [12].
Warunkiem osiągnięcia dobrych wyników i bezpieczeństwa zabiegu jest właściwa kwalifikacja chorych. Obecnie zabiegi PAVTI wykonuje się jedynie u osób z pełnym homograftem w drodze odpływu prawej komory, o minimalnym rozmiarze 18 mm [13, 14]. Zasadnicze znaczenie ma precyzyjna ocena morfologii i wymiarów drogi odpływu prawej komory. Szerokość drogi odpływu nie może przekraczać 22 mm. Badanie echokardiograficzne odpowiada na większość pytań dotyczących wielkości gradientu płucnego i stopnia niedomykalności płucnej. Najlepszą ocenę morfologii i czynności drogi odpływu prawej komory uzyskuje się jednak za pomocą CMR [15, 16]. Badanie to pozwala na precyzyjną ocenę objętości i czynności prawej komory oraz wielkości niedomykalności płucnej. Szczególnie przydatna jest trójwymiarowa rekonstrukcja drogi odpływu prawej komory uwidaczniająca konduit we wszystkich płaszczyznach, dzięki czemu uzyskuje się prawdziwą ocenę zwężeń w jego zagięciach i skręceniach. Istotne znaczenie ma również precyzyjna ocena przebiegu tętnic wieńcowych względem homograftu w miejscu, gdzie ma zostać wszczepiony stent zastawki, aby wykluczyć możliwość uciś- nięcia tętnicy. Badanie echokardiograficzne i CMR są również nieodzowne w ocenie wyników zabiegu.
Zabiegi PAVTI wykonano po bardzo szczegółowej kwalifikacji u 4 młodych osób, uzyskując usunięcie istotnej przeszkody w odpływie krwi z prawej komory i prawidłową funkcję nowej zastawki biologicznej. W żadnym przypadku nie stwierdzono niedomykalności płucnej bezpośrednio po zabiegu ani miesiąc później (obecna jedynie śladowa niedomykalność w badaniu CMR). Istotne zmniejszenie gradientu płucnego obserwowane w pierwszej dobie po zabiegu było jeszcze wyraźniejsze miesiąc później. W krótkim okresie obserwacji stwierdzono zmniejszenie objętości i poprawę funkcji prawej komory oraz wzrost objętości końcoworozkurczowej i końcowoskurczowej lewej komory ze wzrostem objętości wyrzutowej, co świadczy o poprawie jej napełniania (ustąpienie zjawiska „pustej lewej komory”).
Zabiegi wykonano bez powikłań. Stany podgorączkowe w pierwszej dobie po zabiegu były prawdopodobnie wynikiem reakcji alergicznej na obce białko. Podobne objawy obserwowano po zabiegach PAVTI w innych ośrodkach [17].
Przeznaczyniowa implantacja zastawki płucnej otwiera nowy rozdział kardiologii interwencyjnej, dając szansę młodym ludziom po operacjach wad wrodzonych na uniknięcie kolejnych operacji, powikłań z nimi związanych, długiego pobytu w szpitalu i wielotygodniowej rehabilitacji. Ułatwia podjęcie wcześniejszej decyzji o interwencji, dzięki czemu wyniki leczenia powinny być lepsze.
Istotnym ograniczeniem metody jest możliwość implantacji zastawki Melody jedynie w pełnych homograftach o określonych rozmiarach, podyktowanych wielkością zastawki wykonanej z żyły szyjnej wołu. Trwają prace nad nowym typem zastawki płucnej, którą będzie można zastosować u chorych z większym wymiarem drogi odpływu prawej komory i dużą niedomykalnością płucną, jakie stwierdza się u większości osób po wszczepieniu zastawki typu monucusp z konserwowanego osierdzia lub częściowego homograftu aortalnego.
Piśmiennictwo
1. Oosterhof T, Meijboom FJ, Vliegen HW i wsp. Long-term follow-up of homograft function after pulmonary valve replacement in patients with tetralogy of Fallot. Eur Heart J 2006; 27: 1478-1484.
2. Boethig D, Goerler H, Westhoff-Bleck M i wsp. Evaluation of 188 consecutive homografts implanted in pulmonary position after 20 years. Eur J Cardiothorac Surg 2007; 32: 133-142.
3. Bonhoeffer P, Boudjemline Y, Saliba Z i wsp. Percutaneous replacement of pulmonary valve in a right ventricle to pulmonary artery prosthetic conduit with valve dysfunction. Lancet 2000; 356: 1403-1405.
4. Rejestr zabiegów wszczepienia zastawki Melody, Medtronic – kontakt osobisty.
5. Demkow M, Rużyłło W, Włodarska EK i wsp. Nieoperacyjne wszczepienie zastawki płucnej – pierwsze doświadczenia. Kardiol Pol 2009; 67: 110-114.
6. Babaliaros V, Block P. State of the art percutaneous intervention for the treatment of valvular heart disease: a review of the current technologies and ongoing research in the field of percutaneous valve replacement and repair. Cardiology 2007; 107: 87-96.
7. Cribier A, Eltchaninoff H, Bash A i wsp. Percutaneous transcatheter valve implantation of an aortic valve prosthesis for calcific aortic stenosis: first human case description. Circulation 2002; 106: 3006-3008.
8. Khambadkone S, Coats L, Taylor A i wsp. Percutaneous pulmonary valve implantation in humans: results in 59 consecutive patients. Circulation 2005; 112: 1189-1197.
9. Nordmeyer J, Coats L, Bonhoeffer P. Current experience with percutaneous pulmonary valve implantation. Semin Thorac Cardiovasc Surg 2006; 18: 122-125.
10. Nordmeyer J, Coats L, Lurz P i wsp. Percutaneous valve-in-valve implantation: a successful traetment concept for early device failure. Eur Heart J 2008; 29: 810-815.
11. Nordmeyer J, Khambadkone S, Coats L i wsp. Risk stratification and anticipatory management strategies for stent fracture after percutaneous pulmonary valve implantation. Circulation 2007; 115: 1392-1397.
12. Lurz P, Coats L, Khambadkone S i wsp. Percutaneous pulmonary valve implantation. Impact of evolving technology and learning curve on clinical outcome. Circulation 2008; 17: 1964-1972.
13. Khambadkone S, Nordmeyer J, Bonhoeffer P. Percutaneous implantation of the pulmonary and aortic valves: indications and limitations. J Cardiovasc Med 2007; 8: 57-61.
14. Khambadkone S, Bonhoeffer P. Nonsurgical pulmonary valve replacement: why, when, and how? Catheter Cardiovasc Interv 2004; 62: 401-408.
15. Schievano S, Coats L, Migliavacca F i wsp. Variations in right ventricular outflow tract morphology following repair of congenital heart disease: implications for percutaneous pulmonary valve implantation. J Cardiovasc Magn Reson 2007; 9: 687-695.
16. Schievano S, Migliavacca F, Coats L i wsp. Percutaneous pulmonary valve implantation based on rapid prototyping of right ventricular outflow tract and pulmonary trunk from MR data. Radiology 2007; 242: 490-497.
17. Lars So/ndergaard, Rigshospitalet, Kopenhaga, Dania – kontakt osobisty.