Die endovaskuläre Behandlung der vertebrobasilären Thromboembolie

Mayer, Thomas (2004): Die endovaskuläre Behandlung der vertebrobasilären Thromboembolie. Habilitationsschrift, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Der akute vertebrobasiläre Verschluss war bis vor 20 Jahren nicht behandelbar und führte in 5 von 6 Fällen zum Tode. Diese schlechte Prognose war weniger auf eine fehlende Weiterleitung des Blutstromes in periphere Äste des vertebrobasilären Systemes zurückzuführen, als vielmehr auf eine lokale Blockade einer Vielzahl von Perforatoren der intracranielle Segmente der A. vertebralis und der A. basilaris, die Hirnstamm und Diencephalon versorgen. Mit der Einführung der intraarteriellen Fibrinolyse über einen Mikrokatheter verbesserte sich die Prognose der Patienten erheblich, jedoch blieb eine Mortalität von ca. 60% bestehen. Die bisherigen kleineren Studien konnten die Ursache der anhaltend schlechten klinischen Ergebnisse nicht klären. In einer retrospektiven multizentrischen Studie mit 180 Patienten konnten unabhängige Faktoren für das Behandlungsergebnis gefunden werden. Entgegen früherer Annahmen waren die Lokalisation und die Ätiologie des Verschlusses, für die Fibrinolyse unerheblich. Das Ausmass der Kollateralisation zeigte nur auf der Ebene der Bildgebung Auswirkungen mit unterschiedlichen Infarktgrössen in den verschiedenen Territorien, was aber klinisch nicht relevant war. Auch das Patientenalter hatte keinen signifikanten Einfluss auf das Behandlungsergebnis; ältere Patienten haben aber häufiger eine schlechtere klinische Ausgangssymptomatik und nur deshalb ein schlechteres Outcome. Überraschenderweise liess sich auch kein Zeitfenster nachweisen, das eine Behandlung ausschliessen würde. Vielmehr hing das klinische Ergebnis von der Schwere der neurologischen Ausgangssymptomatik ab. Diese teilten wir in eine an den MRS angelehnte Skala ein (BSSS), die eine zuverlässige Vorhersage des Outcomes ermöglichte. Damit ist auch in Zukunft eine bessere Vergleichbarkeit verschiedener Untersuchungen möglich, zumal randomisierte Studien wegen der kleinen Fallzahlen kaum möglich sein werden. Der entscheidende Parameter für die Rekanalisierbarkeit war das in früheren Studien nicht berechnete Thrombusvolumen. Ein Thrombusvolumen über 300 μl war mit deutlich reduzierter Rekanalisationsrate und schlechterer Prognose verbunden. Nur diese Studie konnte die Wirkungen von Urokinase und rt-PA vergleichen. Es zeigte sich, dass rt-PA etwas wenig effektiv rekanalisierte als Urokinase, aber signifikant mit einer höheren Blutungsrate verbunden war. Vor allem in höherer Dosierung (über 80 mg) resultierte eine Verdoppelung der Blutungen, die das klinische Resultat minderten. Die Darstellung der Infarkte zeigte zudem, dass die durch Fibrinolyse rekanalisierten Patienten weniger Hirnstamminfarkte, die für das Outcome entscheidend sind, davontragen, jedoch signifikant mehr obere Kleinhirn-, Thalamus- und Occipitallappeninfarkte erleiden. Diese sind auf eine signifikant mit der Rekanalisation korrelierte Thrombusmigration in die A. cerebri posterior (und A. cerebelli superior) zurückzuführen. Dies führte zwingend und schrittweise zum Einsatz mechanischer Rekanalisationsverfahren. Vor allem um grosse Thrombusmassen, die nicht fibrinolysierbar waren, zu behandeln und die entscheidende Rekanalisation herbeizuführen, aber auch um die Behandlung zu beschleunigen, um damit mehr Hirngewebe zu bewahren, wurden mechanische Techniken gesucht und entwickelt. Durch Einsparung von Fibrinolytika sollten Einblutungen vermieden werden. Der coronare Angiojet, ein System aus einer Wasserstrahlpumpe, das den Thrombus durch Unterdruck anzuziehen, zu fragmentieren und abzuführen vermag, wurde von uns erstmals in den Hirnarterien eingesetzt (Mayer et al. 2004). Er erwies sich als sicher und führte fast regelmässig zu kompletten Rekanalisationen und war daher besonders geeignet zur Entfernung von grossen Thrombusmassen im proximalen vertebrobasilären System. Mit einer Technik der Streckung der Atlasschlinge der A. vertebralis, die über einen steifen Mikrodraht erreicht wird, der über einen Mikrokatheter mit einem weicheren Mikrodraht zuvor eingeführt wurde, konnte das Katheterdevice vor Ort gebracht werden. Diese Technik bewährte sich auch später für das Transportieren von Retrievern und Stents in das intracranielle vertebrobasiläre System. Die Behandlung von caudalen Thrombosen mit dem Angiojet war kombinierbar mit der intracraniellen Stentangioplastie, die erforderlich ist, weil diese Form der Thrombose meist durch lokale Stenosen verursacht wird und nach blosser Thrombolyse Anlass für Re-Thrombosen bietet. Unter zusätzlicher Verwendung eines Thrombozytenrezeptorenblockers lassen sich so Rekanalisationen ohne den Einsatz von Fibrinolyse erreichen und sichern. Die klinischen Ergebnisse sind ermutigend, der Angiojet wird von uns mittlerweile routinemässig als Methode der ersten Wahl eingesetzt. Der GP-IIbIIIa-Thrombozytenrezeptorenblocker Tirofiban wird zur Vorbereitung der Angiojet und Stentbehandlung als thrombolytisch wirksames Agens bereits in der zuweisenden Klinik verabreicht, im Sinne eines "Bridgings", um Zeitverlust zu vermeiden. Zur Erhärtung der Ergebnisse wird unter unserer Leitung eine prospektive multizentrische Studie vorbereitet. Distale Embolien in die Basilarisspitze sollten mit Mikoretrievern gefasst werden. Dies wurde mit Firmen tierexperimentell und am Flussmodell getestet. Jedoch zeigte sich in einer Phase-1 Studie, dass am Menschen eine Thrombusretraktion kaum möglich war. Dies lag daran, dass ein Thrombus, der die A. basilaris im gesamten Querschnitt ausfüllte und wie ein Korken versiegelte, beim Herausziehen gegen den Blutstrom nicht festgehalten werden konnte. Daher haben wir eine Methode entwickelt, die für das Extraktionsmanöver vorübergehend einen Rückstrom in der A. basilaris auslöst. Dies war möglich wegen der besonderen Anatomie der cerebralen Zirkulation, die auf der Ebene der Hirnschlagadern eine Kreisverbindung, den Circulus Willisii, aufweist. Via Ramus communicans posterior kommt es unter bilateraler Blockade oder Aspiration der A. vertebralis zum Umkehrfluss in der A. basilaris. Damit konnten Mikrodrahtretriever angiologisch und klinisch erfolgreich in einer kleinen Serie eingesetzt werden. Diese von uns erstmals publizierte Technik (Mayer et al. NEJM 2002) fand klinischen Eingang und wird mittlerweile serienmässig mit entsprechenden Devices von einer anderen Firma zur Verfügung gestellt. Absaugkatheter lassen sich meist nicht nahe genug an den Embolus bringen. Mit der Flow-Reversal-Technik können jedoch bereits gelockerte Thromben auch von proximal aspiriert werden. Unser abgestuftes Konzept sieht daher vor, erst unter Rückflussbedingungen einen Absaugversuch durchzuführen, dann gegebenenfalls einen Retriever einzusetzen und eventuelle Restthromben lokal zu fibrinolysieren. Diese Studien waren limitiert durch die retrospektive Betrachtung der Fibrinolyseergebnisse einerseits und die kleine Fallzahl und den experimentellen Charakter der bisherigen mechanischen Anwendungen andererseits. Grössere prospektive Studien müssen die neuen Techniken gegen neue thrombolytische Konzepte testen. Der lokale Einsatz von neuroprotektiven Substanzen in Kombination mit der endovaskulären Rekanalisation könnte in Zukunft zu noch besseren klinischen Ergebnissen führen.

Abstract

Until 20 years back acute vertebrobasilar occlusion thrombosis could not be treated and led to death in 5 of 6 cases. This poor prognosis was mainly due to the occlusion of several perforators supplying the mesencephalon and occlusion of a frequently unilateral located perforator of the top of the basilar artery supplying the diencephalon. The invention of local intraarterial fibrinolysis by means of a microcatheter improved the prognosis markedly but mortality has remained about 60%. In the present retrospective multicentric study containing the data of 180 patients – which is significant more than the case numbers in all previous series and even in meta-analyses published - independent factors for the treatment could be found. Contrary to recent assumptions, we found location and aetiology of the occlusion not to significantly influence the success of fibrinolysis. Collateral circulation did not significantly affect the neurological outcome but the size of postinterventional ischaemic infarction. There was no relationship between the age of the patients and the clinical outcome; however, elder patients had often a worse pretreatment neurological score than younger. Furthermore, we could not establish a time window which would definitely exclude intraarterial fibrinolysis. However, we observed that the clinical outcome correlated strongly with the pretreatment neurological score which we categorised by means of a Brainstem stroke scale (BSSS). The BSSS is similar to the modified Rankin scale and might allow for comparison with future studies since randomised prospective trials will hardly be feasible due to small numbers of patients. The most important factor for recanalisation was the calculated volume of the thrombus. The neurological outcome could be solely improved by restoration of the circulation. On the other hand, fibrinolysis failed in large thrombi with volumina of more than 300 l. Besides this, we found a significant higher rate of intracranial bleeding in high dose rt-PA treatment (more than double in case of rt-PA doses of more than 80 mg); in these cases, we observed a worse clinical outcome despite an excellent angiographic result. Therefore, the stepwise introduction of mechanical recanalisation has been needed. In addition, less ischaemic brainstem infarctions which are crucial for patient’s outcome could be seen after fibrinolysis. On the other hand, there were significant more cerebellar, thalamic and occipital infarctions indicating thrombus migration into the PCAs and SCAs following recanalisation. Bearing the above in mind, there were several reasons for the development of techniques for mechanical recanalisation: First, to avoid thrombus migration, second, to recanalise even large thrombus masses quickly and thus to prevent brain parenchyma from progressive infarction, and third, to avoid intraparenchymal haematoma which regularly occur after the application of thrombolytica. We first applied the coronary angiojet which is a system consisting of a high-pressure pulsatile pump allowing for aspiration, fragmentation and finally evacuation of the thrombus in the brain supplying arteries (Mayer et al. 2004, paper submitted). This device has shown to be safe and to make feasible a complete recanalisation of large thrombus masses in nearly all cases of proximal vertebrobasilar occlusions. After straightening the vertebral artery by means of a proximally stiff but distally floppy microwire combined with a microcatheter the intracranial site could be achieved. The treatment of proximal vertebrobasilar artery thrombosis by angiojet can be combined with percutaneous transluminal angioplasty (PTA) which is often necessary since preexisting arteriosclerotic stenoses can cause re-thrombosis after thrombectomie alone. The additional use of thrombocyte receptor blocker permits permanent recanalisation without the application of fibrinolytic substances. Our clinical results are encouraging so that we routinely use the angiojet as the first choice treatment in the meantime. To avoid delay we use the IIb/IIIa thrombocyte receptor blocker tirofiban before treatment with angiojet, PTA and stenting. In order to support our preliminary results we are preparing a prospective randomised study. As experimentally shown in animals and in a flow model, top-of-the-basilar occlusions should be treated with microretriever. However, a phase-1-study illustrated that a sufficient retraction of the thrombus was not possible in humans since the blood stream kept the thrombus in a fixed position. Thus, we developed a technique inducing a temporary flow reversal of the basilar artery during the thrombus retraction. This was possible because of the unique anatomy of the circle of Willis: During bilateral occlusion of the vertebral artery the basilar artery is retrogradely filled. By means of this technique the microretriever could be successfully applied in a small series. This technique first published by our group and the specific endovascular devices have been introduced in the clinical application in the meantime. Although the microcatheter for thrombus aspiration can be rarely brought close to the thrombus, the flow-reversal technique allows for thrombus suction from a proximal site in case of soft red thrombi. Our stepwise concept in the treatment of vertebrobasilar artery occlusion consists of an attempt of thrombus aspiration under flow-reversal followed by the application of a retriever, and -if necessary- followed by intraarterial fibrinolysis of remaining thrombotic masses. The major limitations of our studies are first the retrospective study design in the intraarterial fibrinolysis series and second the low number of patients included in the experimental series dealing with mechanical recanalisation. Larger prospective studies are needed to compare these new techniques with novel thrombolytic regimes. Furthermore, the local application of neuroprotective substances combined with mechanical recanalisation might be another promising future approach in the treatment of vertebrobasilar occlusion.

• Dokumententyp: Habilitationsschriften
• Keywords: stroke, thrombectomy, basilar
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2004

Fußnote

Überarbeitet Ausgabe, 2004. Diese elektronische Ausgabe stimmt nicht mit der gedruckten Ausgabe unter der Signatur 0700/UMD 11185 überein.