Minimaal invasieve hartklepvervanging

februari 23, 2011

Inleiding
Een van de krachtigste en duurzaamste trends binnen het chirurgisch behandelen van ziekten is de overgang van open chirurgie naar minimaal invasieve interventies, waardoor snellere procedures met minder letsel voor de patiënt en betere behandelresultaten mogelijk zijn. Minimaal invasieve interventies maken het al mogelijk patiënten te behandelen die niet voor een open chirurgie in aanmerking komen en met nieuwe soorten interventies zijn wellicht ook aandoeningen te behandelen waarvoor momenteel nog geen goede behandeling voorhanden is.

 

Een minimaal invasieve procedure betekent dat de arts de te opereren organen niet meer rechtstreeks ziet en voelt, reden waarom multimodale beeldvormingstechnologieën (de combinatie van verschillende beeldvormingsmodaliteiten) essentieel zijn bij de uitvoering van minimaal invasieve procedures. Deze technologieën brengen doelorganen en weefsels in beeld, en maken het gebruik van interventie-instrumenten en de plaatsing van implantaten zichtbaar, wat de kansen op slagen van de behandeling verbetert.

 

Binnen de cardiologie begint de combinatie van nieuwe interventionele hulpmiddelen en multimodale beeldvorming van steeds grotere invloed te worden op de hartzorg. De combinatie wordt gebruikt om de structuur en de functie van het hart beter zichtbaar te maken. Het effect van deze ontwikkeling is vergelijkbaar met het effect en de impact van de hart-longmachine destijds.

 

Open hartchirurgie
De hartchirurgie is ontstaan aan het eind van de 19e eeuw. In de eerste helft van de 20e eeuw zijn de operatietechnieken voortdurend verbeterd, maar desondanks bleef een hartoperatie een uitermate gevaarlijke ingreep. Dat duurde tot in het begin van de jaren 50 van de vorige eeuw de hart-longmachine werd uitgevonden. Deze machine nam de functies van het hart en de longen tijdens een operatie over, waardoor het hart van de patiënt langer dan een paar minuten kon worden stilgezet. Hierdoor konden de chirurgen veel ingewikkeldere en effectievere open hartingrepen uitvoeren. Een voorbeeld hiervan was het vervangen van beschadigde hartkleppen door kunstkleppen.

 

Een hartklepaandoening heeft grote invloed op het vermogen van het hart om zuurstofrijk bloed door het lichaam te pompen en kan daardoor buitengewoon invaliderend zijn. Patiënten met bijvoorbeeld een vergevorderde aortaklepaandoening zijn vaak niet meer in staat om uit bed te komen of meer dan een paar stappen te lopen. Door de hartklep te vervangen kan hun leven zich weer normaliseren. De kunstkleppen die tijdens deze open hartoperaties worden geplaatst, zijn uiterst betrouwbaar gebleken: veel patiënten met een kunstklep leven er al meer dan twintig jaar mee. Wereldwijd wordt elk jaar bij meer dan 200.000 patiënten een hartklep vervangen.

 

De overgrote meerderheid van deze hartklepvervangingen vindt nog als open hartoperatie plaats. Dat betekent een forse aanslag op de ribben en de weke delen in de borstkas van de patiënt om het hart te kunnen bereiken en de vervanging te kunnen uitvoeren. Ook met de voordelen van moderne geneesmiddelen en pijnstillers resulteert dit grote operatieletsel nog steeds in aanzienlijke postoperatieve pijn en lange hersteltijden. De behandeling daarvan leidt tot verhoging van de kosten van een toch al dure ingreep. Vanwege het hoge succespercentage van de procedure en de bewezen betrouwbaarheid van de gebruikte kleppen is open hartklepvervanging nog steeds de ‘gouden zorgstandaard’.

 

Er zijn echter patiënten voor wie een open hartoperatie geen optie is, omdat ze daar te zwak voor zijn (bijvoorbeeld doordat ze erg oud zijn) of omdat ze een andere medische aandoening hebben (zoals een ernstige longziekte). Doordat de samenleving vergrijst, komen er steeds meer patiënten voor wie het risico op overlijden bij een open hartoperatie te groot geacht wordt. Tot voor kort kon deze patiënten alleen nog maar arbeidsintensieve palliatieve zorg of zorg in een hospice (levenseindezorg) worden geboden. Ze zijn vaak bedlegerig of uiterst beperkt in hun lichamelijke mogelijkheden.

 

Dankzij nieuw ontworpen hartkleppen, betere katheterisatietechnieken en geavanceerde multimodale beeldvormingstechnieken kunnen bij deze patiënten nu hartkleppen worden vervangen door middel van een beeldgeleide minimaal invasieve ingreep¹.

 

Minimaal invasieve hartklepvervanging (TAVI)
Met minimaal invasieve operatietechnieken voor bepaalde hartaandoeningen wordt geprobeerd letsel te minimaliseren, de hersteltijd te bekorten en het risico voor de patiënt te verkleinen. Dat gebeurt meestal door een katheter via de grote bloedvaten van de patiënt op te voeren naar het hart. Die katheters worden ingebracht via een kleine incisie in het been, de schouder of de hals van de patiënt. Dergelijke ingrepen zijn al zeer effectief gebleken bij het plaatsen van stents via een katheter ter behandeling van verstopte kransslagaderen, evenals bij procedures die in een kloppend hart moeten worden uitgevoerd, zoals katheterablatie ter behandeling van hartritmestoornissen (aritmieën).

 

Meer recent zijn minimaal invasieve technieken op katheterbasis ontwikkeld voor het inbrengen, positioneren en plaatsen van hartkleppen. Onder de naam ‘percutane aortaklepvervanging' (ook wel TAVI genoemd) zijn deze technieken een geschikt alternatief voor patiënten voor wie een open hartoperatie een te groot risico is. Kleppen die met een minimaal invasieve TAVI-procedure worden ingebracht, moeten tot een diameter van ongeveer 6 mm worden opgevouwen, wat bij een open hartoperatie niet nodig is. De kleppen moeten zo klein zijn omdat ze anders niet via een katheter in een slagader kunnen worden ingebracht. Een iets grotere diameter is mogelijk als de plaatsing transapicaal (via een kleine incisie tussen de ribben) plaatsvindt. Na plaatsing moeten de kleppen ontplooid worden tot een diameter van een paar centimeter, wat automatisch gebeurt of met behulp van een zogeheten ballon.

 

In Nederland zijn al 11 ziekenhuizen waar TAVI-procedures worden uitgevoerd, waarvan het Catharina-ziekenhuis in Eindhoven een van de eerste was. Geschat wordt dat wereldwijd tot eind 2009 (het eerste hele jaar waarin geschikte kleppen in Europa algemeen verkrijgbaar waren) ongeveer 8.000 TAVI-procedures zijn uitgevoerd. In 2010 waren dit er al ongeveer 13.000. In nauwe samenwerking met het Catharina-ziekenhuis en andere ziekenhuizen in Europa werkt Philips verder aan het verbeteren en ontwikkelen van nieuwe multimodale beeldvormingstechnieken met als doel het verder verbeteren van het inbrengen, positioneren en plaatsen van kunsthartkleppen via TAVI-procedures.

 

De rol van beeldvorming
Bij open hartoperaties kunnen de hartchirurgen met eigen ogen zien en met eigen handen voelen wat ze doen. Interventiecardiologen hebben echter niet de beschikking over direct zicht en gevoel en hebben daarom informatie uit andere bronnen nodig om hun handelingen op te baseren. En in plaats van met hun eigen handen moeten ze ook met afstandsbesturingen kunnen werken. Eén van de beste leveranciers van zulke informatie is medische beeldvorming. Hiermee krijgen interventiecardiologen informatie over de plattegrond, de route en de locatie die ze nodig hebben om de instrumenten door het lichaam van de patiënt naar de gewenste plaats in het hart te sturen.

 

Beeldvormingstechnieken als echocardiografie, computertomografie (CT) en interventionele röntgenfluoroscopie zijn daarom van essentieel belang bij de planning en uitvoering van TAVI-procedures: de route en de voortgang van de katheter richting het hart, de positionering in het hart en het plaatsen van bijv. de hartklep zijn er allemaal mee in beeld te brengen. Even belangrijk is dat deze beeldvormingsmodaliteiten elk op zich of samen kwalitatief zeer hoogwaardige beelden opleveren waarop kleinschalige, driedimensionale anatomische details zichtbaar zijn.

In de diagnostische fase vóór de ingreep wordt meestal echocardiografie (inclusief 3D-echocardiografie) gebruikt om de ernst van de hartklepafwijking te onderzoeken. Hierbij kan de cardioloog kiezen een transoesofageale echocardiografie (TEE) te maken, waarbij de echobeelden worden gemaakt door een speciale echotransducer (een soort zender/microfoon) via de slokdarm boven het hart te positioneren, dichtbij de hartkleppen. Als alternatief kan men kiezen voor een transthoracale echocardiografie (TTE) waarbij de arts de transducer op de borstkas plaats en vanuit dit perspectief beelden maakt.

 

Een CT-scan kan worden gebruikt om de optimale maat van de benodigde artificiële klep te bepalen. In de planningfase helpen deze beeldgegevens eveneens bij het kiezen van de beste toegangsroute – meestal de dijbeenslagader, de halsader of een transapicale incisie (een kleine incisie tussen de ribben). Vervolgens worden de kransslagaderen en de grote slagaderen onderzocht met CT-angiografie (een speciale CT-scan van het hart waarbij contrastmiddel wordt geïnjecteerd).

 

De procedure zelf wordt uitgevoerd op geleide van multimodale beeldvorming, waarbij de informatie van verschillende beeldvormingsmodaliteiten wordt gecombineerd om de gewenste structuren beter zichtbaar te maken. Tijdens de procedure wordt multimodale beeldvorming gebruikt voor het volgen van de voortgang van de katheter door de slagaderen en de positionering van de katheter in het hart om de vervangende hartklep nauwkeurig te kunnen plaatsen. Deze beeldvorming bestaat uit een combinatie van röntgenfluoroscopie en 3D TEE echocardiografie.

 

Postoperatief wordt meestal echocardiografie (met name 3D TEE) gebruikt om de werking van de klep te controleren. Postoperatief kan ook een CT-scan worden gemaakt om het ‘herstelde’ hart te beoordelen.

 

De TAVI-procedure
Bij een typische TAVI-procedure wordt een kleine incisie gemaakt in de dijbeenslagader in de lies van de patiënt. Via de dijbeenslagader, de bekkenslagader, de aorta en de beschadigde aortaklep wordt een voerdraad opgevoerd tot in de linker hartkamer. Vervolgens wordt een vulbare ballon over de voerdraad opgevoerd tot midden in de aortaklep. Daar wordt de ballon gevuld om de beschadigde klep te openen (beschadigde hartkleppen blijven vaak vastzitten). Daarna wordt de ballon verwijderd en wordt de opgevouwen vervangende klep over de voerdraad opgevoerd tot de klep goed in de juiste positie in de aortaklep ligt. De kunstklep wordt dan van de katheter afgeschoven, waarbij de klep zich in positie ontvouwt en zijn werk begint te doen. Tot slot worden de klepplaatsingskatheter en de voerdraad verwijderd en wordt de incisie in de dijbeenslagader gesloten.

 

Als de route via de dijbeenslagader niet praktisch is, bijvoorbeeld omdat de slagaderen daar sterk verkalkt of kronkelig zijn, is de slagader onder het sleutelbeen van de patiënt een alternatieve route. Als geen enkele route door een bloedvat haalbaar is, kan de katheter via een kleine incisie tussen de ribben (transapicaal) worden ingebracht en zodanig door de apex (het laagste punt) van het hart worden geduwd dat de katheter van onderaf de linker hartkamer en de aortaklep binnenkomt. De patiënten kunnen meestal binnen een paar dagen tot een week na de ingreep weer naar huis.

 

De ingreep doet betrekkelijk eenvoudig aan, maar kan alleen maar worden uitgevoerd door een uiterst bekwaam en goed gecoördineerd team van klinisch specialisten. Zo’n team bestaat, naast een interventiecardioloog, uit een vaatchirurg voor de behandeling van eventuele restricties of beschadigingen van de slagaderen, een cardioloog voor advies tijdens de intraoperatieve beeldvorming, en een anesthesist en een hartchirurg voor het geval de ingreep mislukt en een open hartoperatie nodig is. De aanwezigheid van deze specialisten, het noodzakelijke overige personeel en de kwalitatief hoogwaardige beeldvormingssystemen vereist een speciale hybride operatiekamer waarin de functies van een röntgenkamer, een katheterisatiekamer en een operatiekamer (steriliteit) zijn gecombineerd en waarin ieder teamlid gemakkelijk dicht bij de patiënt kan komen.

 

De volgende stap: HeartNavigator
Als volgende stap in de verbetering van minimaal invasieve procedures voor klepvervanging werkt Philips samen met klinische partners zoals het Catharina-ziekenhuis aan de ontwikkeling van de HeartNavigator, een driedimensionaal interventie-instrument op basis van software. Eén van de vele functiemogelijkheden van dit instrument is het integreren van beelden afkomstig uit multimodale bronnen tot één gecombineerde afbeelding.

 

De HeartNavigator gebruikt de preoperatief gemaakte CT-angiogrammen om de hartchirurg/de interventiecardioloog te helpen bij het kiezen van een klep van het juiste type en de juiste maat. De HeartNavigator identificeert verder het tweedimensionale vlak van de klep die vervangen wordt en stopt die informatie in de röntgenfluoroscoop die tijdens de ingreep gebruikt wordt voor het verkrijgen van optimale intraoperatieve real-time afbeeldingen. Door het fluoroscopische beeld snel op het vlak van de klep te projecteren wordt tijdens de operatie het best mogelijke beeld van de zieke klep verkregen. Hierdoor verlopen de werkzaamheden sneller en kan de klep nauwkeuriger worden geplaatst.

 

Tijdens de procedure lijnt de HeartNavigator de preoperatief gemaakte CT-angiogrammen uit met de real-time röntgenfluoroscopische beelden en projecteert ze daarop. Zo kan het operatieteam de voortgang van de voerdraad en de katheter en de plaatsing van de klep in relatie tot gedetailleerde anatomische structuren volgen (röntgenfluoroscopie alleen kan geen wekedelen zichtbaar maken).

 

Algemeen gezegd is de HeartNavigator ontworpen om de planning van TAVI-procedures te objectiveren en de ingreep zelf sneller en succesvoller te laten verlopen.

 

Toekomstbeeld
Minimaal invasieve hartklepvervanging is een van de eerste voorbeelden van de manier waarop interventiecardiologie (behandeling van hartaandoeningen met behulp van katheters) zich ontwikkelt van betrekkelijk ongecompliceerde verwijding van vernauwde bloedvaten (angioplastiek), verwijding van vernauwde hartkleppen (valvuloplastiek) of verwijdering van bloedstolsels (coronaire trombectomie) tot complexere structurele herstellende ingrepen aan het hart.

 

In termen van beeldvorming benadrukt dit de immer groeiende behoefte aan het integreren van beelden afkomstig uit verschillende beeldvormingsmodaliteiten (CT, röntgenfluoroscopie en echocardiografie (3D TEE)), waardoor de clinicus op het juiste moment de beschikking krijgt over de juiste functionele en anatomische informatie.

 

Zodra is aangetoond dat TAVI klinisch even effectief is als open hartchirurgie zal blijken dat veel sneller herstel van de patiënt het doorslaggevende voordeel is, dat zich weerspiegelt in kortere ziekenhuisopnames, efficiënter gebruik van ziekenhuismiddelen en lagere opnamekosten. Interventie-instrumenten en medische hulpmiddelen worden steeds verder geperfectioneerd, waarbij technologieën als robotica en haptische (gevoelszintuigelijke) feedback steeds belangrijker worden. De logische conclusie is dan ook: binnen de cardiologische zorg gaat interventiecardiologie een steeds belangrijkere rol spelen.

 

¹ Transcatheter aortic valve replacement (TAVI) voor patiënten met Aorta Stenose (een verdikte en vernauwde aorta klep) die niet in aanmerking komen voor chirurgie, The New England Journal of Medicine, 22 september 2010 (www.NEJM.org).