PAVA Operationen bei Gefäßzugangs-assoziierter peripherer Ischämie des Dialyse-Patienten

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1 Aus dem Zentrum für Innere Medizin der Universität zu Köln Klinik und Poliklinik für Innere Medizin II Nephrologie und Allgemeine Innere Medizin Direktor: Universitätsprofessor Dr. med. Th. Benzing PAVA Operationen bei Gefäßzugangs-assoziierter peripherer Ischämie des Dialyse-Patienten Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Hohen Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln vorgelegt von Kathrin Préalle aus Erbach promoviert am 9. Dezember 2015

2 Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität zu Köln 2015

3 Dekan: Herr Universitätsprofessor Dr. med. Dr. h.c. Th. Krieg 1. Berichterstatter: Universitätsprofessor Dr. med. Th. Benzing 2. Berichterstatter: Universitätsprofessor Dr. med. J.S. Brunkwall Erklärung Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Dissertationsschrift ohne unzulässige Hilfe Dritter und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe; die aus fremden Quellen direkt oder indirekt übernommenen Gedanken sind als solche kenntlich gemacht. Bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei der Herstellung des Manuskriptes habe ich Unterstützungsleistungen von folgenden Personen erhalten: Prof. Dr. med. Thomas Benzing, Dr. med. Klaus Konner, Dr. med. Vladimir Matoussevitch Dr. med. Claudia Schöler Dr. med. Peter Konner Petra Kleinwächter von Medizinfoto Köln Weitere Personen waren an der geistigen Herstellung der vorliegenden Arbeit nicht beteiligt. Insbesondere habe ich nicht die Hilfe einer Promotionsberaterin/eines Promotionsberaters in Anspruch genommen. Dritte haben von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen für Arbeiten erhalten, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertationsschrift stehen. Die Dissertationsschrift wurde von mir bisher weder im Inland noch im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form einer anderen Prüfungsbehörde vorgelegt. Köln, den

4 Die dieser Arbeit zugrunde liegenden Daten wurde ohne meine Mitarbeit in der Klinik für Innere Medizin II, bzw. der Klinik für Gefäßchirurgie der Uniklinik Köln ermittelt. Die Krankengeschichten wurden von mir selbst ausgewertet.

5 Danksagung Eine wissenschaftliche Arbeit, ist nie ausschließlich das Werk einer einzelnen Person. Daher möchte ich mich auf diesem Wege bei allen Personen bedanken, die mich bei der Entstehung meiner Arbeit unterstützt haben. Mein besonderer Dank gilt Univ.-Prof. Dr. med. Th. Benzing aus der Medizinischen Klinik II für Innere Medizin der Universität Köln für die Überlassung der spannenden Thematik, seine freundliche und positive Art und ein stets offenes Ohr für Nachfragen und Unklarheiten. Weiter bedanke ich mich insbesondere bei Herrn Dr. med. Klaus Konner für die außerordentlich nette Betreuung, Inspirationen und sehr kompetente Hilfe hinsichtlich Literaturrecherche und -auswahl. Vielen Dank auch Herrn Dr. med. V. Matoussevitch aus dem Institut für Gefäßchirurgie der Universitätsklinik Köln für den Zugang zu benötigtem Datenmaterial, sowie Informationen über Operationstechnik und postoperativen Verlauf. Ebenso bedanke ich mich bei Herrn Dr. med. Peter Konner aus dem KfH Dialysezentrum an der Universitätsklinik Köln für seine Unterstützung bei der Auswertung der postoperativen Verläufe. Danke auch an Frau Kleinwächter von "Medizinfoto Köln" für die professionelle Anfertigung der Operationsskizzen. Dem Team des Institutes für Medizinische Statistik, Informatik und Epidemiologie für die Beratung bezüglich der statistischen Auswertung. Abschließend möchte ich mich bei meiner Familie, besonders bei meinem lieben Ehemann für so viel Verständnis und Motivation bedanken, ohne die das Erreichen meines Ziels unendlich schwer gewesen wäre.

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7 meinem größten kleinen Glücksbringer auf Erden

8 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Einleitung und Zielsetzung Geschichte Geschichte der Hämodialyse Geschichte des Gefäßzugangs Gefäßzugänge Arteriovenöse Fistel Arteriovenöse Gefäßprothese Dialysekatheter Physiologie und Pathophysiologie der arteriovenösen Verbindung Entwicklung demographischer Patientendaten 1970 vs Komplikationen der arteriovenösen Verbindung Stenose, Thrombose, Aneurysmen, Infektion Gefäßzugangs-assoziierte Ischämie (ZAI) Stadieneinteilung nach klinischem Befund Stadieneinteilung nach Flussvolumen Therapie der Gefäßzugangs-assoziierten peripheren Ischämie Interventionelle Verfahren Chirurgische Verfahren PAVA mit V. basilica: Die Kölner Variante Patienten und Methodik Patientenauswahl und Datenerhebung Demographische Grunddaten Prä-operativer Status Ergebnisse und Verlauf OP-Erfolg, Komplikationen, Stationärer Aufenthalt Postoperativer Verlauf... 45

9 Entwicklung der klinischen Symptomatik Funktionsentwicklung der PAVA-Fistel Zustand November Diskussion Limitationen Zusammenfassung Literaturverzeichnis Vorabveröffentlichung von Ergebnissen Lebenslauf... Fehler! Textmarke nicht definiert.

10 Abkürzungsverzeichnis DSA PTA PAVA PAI DRIL AVF AVG eptfe HD PD ZVK KDOQI USRDS ESRD KHK pavk DM PTA DSA BMI OP AZ Digitale Subtraktions-Angiographie Perkutane Transluminale Angioplastie Proximale arteriovenöse Anastomose Proximal Arterial Inflow Distal-Revascularization-Interval-Ligation Arteriovenöse Fistel Arteriovenöses Gefäßinterponat/Graft Elongated Polytetraflourethylene Hämodialyse Peritonealdialyse Zentraler Venenkatheter Kidney Disease Outcomes Quality Initiative United States Renal Data System End Stage Renal Disease Koronare Herzkrankheit Periphere Arterielle Verschlusskrankheit Diabetes mellitus Perkutane Transluminale Angioplastie Digitale Subtraktionsangiographie Body-Mass-Index Operation Allgemeinzustand

11 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Einleitung und Zielsetzung Eine effektive Hämodialysebehandlung ist auf einen Gefäßzugang mit einem Flussvolumen von 500 ml/ min und mehr angewiesen. Bevorzugter Gefäßzugang stellt die arteriovenöse Fistel dar. Die distale Gefäßzugangs-assoziierte Ischämie nach Anlage von arteriovenösen Fisteln ist eine häufig zu beobachtende postoperative Komplikation und stellt heutzutage die Gefäßchirurgie vor eine große Herausforderung. Die Symptome einer Zugangs-assoziierten Ischämie reichen von Parästhesien und Taubheitsgefühl bis zu schwerwiegenden Nekrosen. Eine der Möglichkeiten diese Beschwerden unter Erhalt der arteriovenösen Verbindung zu beseitigen stellt die 2006 durch Zanow vorgestellte Proximale ArterioVenöse Anastomose (PAVA) dar [76]. Der Autor proximalisierte die Anastomose und leitete den Fluss bereits ausgehend von der A. axillaris bzw. stammnahen A. brachialis über eine eptfe-gefäßprothese in den venösen Schenkel. Das interdisziplinäre Shuntzentrum der Universitätsklinik Köln möchte eine Modifikation der PAVA-Technik vorstellen, die unter Verwendung der körpereigenen V. basilica anstelle der Gefäßprothese eine Option zur Vermeidung von alloplastischem Material bietet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 19 Patienten mit zugangsassoziierter Ischämie (ZAI) nach Fistelanlage am Interdisziplinären Shuntzentrum der Universitätskliniken Köln operiert. Elf von ihnen erhielten eine klassische PAVA- Operation mit eptfe-gefäßprothese, acht wurden nach der neuen, modifizierten Variante unter Verwendung der V. Basilica als zuführendem arteriellen Schenkel operiert. Zusätzlich zu den Grunddaten der Patienten wurde Wert auf die Erfassung der Begleiterkrankungen gelegt, da die Multimorbidität speziell bei diesem Patientengut ein großes Problem darstellt. Postoperative Ergebnisse und klinischer Verlauf der Patienten mit Fokus auf die subjektive Besserung der Beschwerden wurde erfasst und evaluiert. Daneben lag ein Augenmerk auf der postoperativen Funktionsdauer des Gefäßzuganges, sowie auf eventuell auftretenden Komplikationen. Ziel der Studie war es, den Erfolg der PAVA Methode im ausgewählten Patientenkollektiv allgemein zu beurteilen bzw. erste Ergebnisse zur modifizierten Variante zu erhalten.

12 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Geschichte 2.1. Geschichte der Hämodialyse Die Erforschung des Stofftransports durch semipermeable Membranen, Grundlage der heute zur Behandlung des akuten und chronischen Nierenversagens gängigen extrakorporalen Blutreinigung, begann im 19. Jahrhundert, verbunden mit den Namen René Dutrochet, Thomas Graham und Adolf Fick. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten John Jacob Abel und Mitarbeiter in Tierversuchen einen Vividiffusions-Apparat und führten den Begriff Artificial Kidney ein. Abel stellte seine Technik 1913 der Öffentlichkeit in der London Times vor; als Membran diente Kolloidium [1]. Am Physiologischen Institut der Universität Straßburg unter Franz Hofmeister erfolgten zeitgleich erste Versuche zur Organperfusion mittels des sogenannten Mandel-Diffusionsapparates. Dieses Gerät pumpte Blut mit regulierbarem Druck durch einen Windkessel und eine Luftfalle in ein im Wasserbad befindliches Organ; die zu untersuchenden Substanzen waren nach Extraktion der Analyse zugänglich [40]. Einer der Schüler Hofmeisters, Georg Haas, setzte seine Arbeit an der Universität Gießen fort. Er hatte 1914, noch in Straßburg, mit ersten Versuchen zu Abtrennungsverfahren für Stoffwechselschlacken an Hunden begonnen und verbesserte den Mandel-Apparat, um im Rahmen der Durchblutungsphase alleinig durch einen Dialysevorgang Metabolite zu gewinnen - die Grundidee zur Hämodialyse war entstanden [5]. Auf der Suche nach einer geeigneten Membran testete Haas u.a. Schilf, Pergament und Kälberperitoneum, die sich allesamt als nicht geeignet herausstellten. Erst als er über die ihm zuvor nicht bekannten Veröffentlichungen von Abel verfügte, übernahm er das von Abel verwendete Kolloidium. Als problematisch erwies sich die Antikoagulation des Blutes. Das damals einzig verfügbare Antikoagulanz, das Hirudin, ein Blutegelextrakt, war wegen einer unzureichenden Reinigung hochtoxisch und verursachte bei den dialysierten Hunden letale Blutungen der Gedanke an eine Anwendung am Menschen verbot sich zunächst. Die Jahre des ersten Weltkriegs zwangen Haas durch Kriegsdienst, aber auch durch Mangel an geeignetem Antikoagulanz, seine Versuche vorübergehend einzustellen [7]. Das vermehrte Auftreten der Feldnephritis unter den Soldaten versetzte Haas in neuen Ehrgeiz, so dass er 1923 seine Versuche zur Blutwäsche wieder aufnahm. Da man nach wie vor

13 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 13 über keinerlei brauchbare Alternativen zur Antikoagulation mit ungereinigtem Hirudin verfügte, nahm Haas dessen Toxizität in seinen Versuchen zunächst in Kauf bis ihn eine Veröffentlichung des in Hamburg an Tieren forschenden Physiologen Heinrich Necheles im gleichen Jahr auf die Verfügbarkeit eines gereinigten Hirudins aufmerksam machte. In der gleichen Arbeit erfuhr Haas zugleich über die in den USA seit Jahren bestehende Forschung John Jacob Abels und erhielt nach Kontaktaufnahme von diesem 1924 die Arbeit Artificial Kidney. Unter nun optimierten Bedingungen goss Georg Haas fortan Kolloidiumschläuche, baute sie in Glasbehältern zu einem Kabinensystem -Dialysator zusammen führte er erstmalig eine 15minütige Dialyse an einem urämischen Patienten durch; als Antikoagulanz dienste gereinigtes Hirudin. Zwei Jahre später wiederholte er den Vorgang über eine Dauer von 30 Minuten. Nach wie vor führte eine hohe Verunreinigung des Hirudins bei den Patienten zu unerwünschten Nebenwirkungen wie Schüttelfrost und Kopfschmerzen. Hier brachte erst das 1925 von Jay Maclean und William Henry Howell entdeckte Heparin in gereinigter Form den entscheidenden Fortschritt; ab 1927 verfügte auch Haas über Heparin [7]. Es ermöglichte u.a. eine schonendere Behandlung selbst kreislaufinstabiler, schwerstkranker Patienten. Diese Beobachtungen stellten die Weichen für Dialysebehandlungen in größerem Umfang. Im Jahre 1935 veröffentlichte Georg Haas seine Ergebnisse der Behandlung urämischer Patienten mittels fraktionierter Blutwäschen im Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden von Emil Abderhalden unter dem Titel Die Methodik der Blutauswaschung (Dialysis in vitro) [22]. Die Zeit für einen breiten, klinischen Einsatz war noch nicht reif; weitere Entwicklungsschritte waren erforderlich [7 ]. Der Weg zu klinisch geeigneten Dialysatoren begann 1937, als der New Yorker W. Thalheimer auf der Suche nach einer geeigneten Membran das Cellophan entdeckte. Der niederländische Internist Willem van Kolff griff dies auf und entwickelte die erste für den klinischen Einsatz geeignete Dialysemaschine, die rotierende Trommelniere, die er erstmals in einer Publikation von 1944 erwähnte [67]. Erst der 17. Patient überlebte, ein Erfolg, der Georg Haas verwehrt geblieben war: Eine Patientin mit akutem Nierenversagen wurde im Rahmen einer einwöchigen Behandlung in mehreren Sitzungen á 11,5 Stunden dialysiert und verließ die Klinik im Anschluss ohne Nierenfunktions-Einschränkung [24]. Nils Alwall von der Universität in Lund, Schweden, gelang es, die Trommelniere Kolffs so zu modifizieren, dass eine Kombination von Dialyse und Ultrafiltration

14 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 14 möglich wurde. Er erreichte zunächst eine Ultrafiltration von ml/h und schließlich sogar 1 l pro Stunde [3]. Zu den weiteren Entwicklungen zählte der von Frederic Kiil in Oslo entwickelte Plattendialysator, bestehend aus Metallplatten und Cellophan [29]. Das Gerät ermöglichte einen maximalen Fluss der Spülflüssigkeit, des sog. Dialysates, von 800 ml/min, was eine deutliche Steigerung der Dialyse- Effizienz, insbesondere der Harnstoff-Clearance bewirkte. In Deutschland kam die Kiil-Platte bis weit in die 70er Jahre u.a. in der Heimdialyse zum Einsatz. Der entscheidende Schritt zum sog. Einmal-Dialysator gelang Richard Steward [61;62]. Er entwickelte zusammen mit seinen Kollegen die sog. Kapillar-Niere; dazu bündelte er etwa Hohlfasern aus Zellulosetriazetat, umspült von der Spülflüssigkeit, in einem Rohr. Diese Kapillardialysatoren sind heute noch weltweit im Einsatz. Das Verfahren der Hämodialyse ist heute ein Routine- und Standardverfahren zur Behandlung der Niereninsuffizienz, das etwa 1,5 Millionen Patienten weltweit überleben lässt [24] Geschichte des Gefäßzugangs Der Stand der technischen Entwicklung hätte bereits um 1955 eine chronische Hämodialysebehandlung terminal nierenkranker Patienten ermöglicht. Was fehlte, war ein geeigneter Gefäßzugang. Der Durchbruch gelang Belding H. Scribner in Seattle, USA, der 1960 einen nach ihm benannten sog. Shunt entwickelte, wobei er eine Idee des Schweden N. Alwall aufgriff. Je ein Teflon-Röhrchen wurde in die A. radialis sowie eine benachbarte Vene eingebracht und außerhalb des Körpers miteinander verbunden, bzw. zur Dialyse entkoppelt an den Dialysator angeschlossen. Die Problematik des Scribner-Shunts bestand zum Einen in einer hohen Infektionsrate bedingt durch die transkutane Ausleitung und zum Anderen in einer Thromboseneigung, bedingt durch das Einbringen des Teflons als Fremdkörper in ein Gefäßlumen [49]. Der nächste entscheidende, die vorgenannten Komplikationen drastisch reduzierende Schritt gelang James E. Cimino und Michael J. Brescia mit ihrer subkutan chirurgisch angelegten arteriovenösen Fistel (Brescia-Cimino-Fistel) - die erste Operation erfolgte am 19. Februar Es handelte sich dabei um eine Seitzu-Seit-Anastomose zwischen der A. radialis und der benachbarten V. cephalica antebrachii etwas proximal des Handgelenkes, von dem Chirurgen Dr. Kenneth Appel

15 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 15 angelegt [9]. Die fehlende permanente Hautperforation mit der Folge einer deutlich reduzierten Infektionsrate machte diese arteriovenöse Fistel (AVF) zu einem vergleichsweise komplikationsarmen Gefäßzugang. Die seit-zu-seit- Brescia-Cimino-Fistel erfuhr in den kommenden Jahren aber einige Modifikationen: So stellten Sperling und Mitarbeiter aus Würzburg eine end zu end- Anastomose vor. Röhl und sein Team aus Heidelberg die Arterie-seit-zu-Vene-end- Verbindung [60;51]. Da die Anlage einer funktionierenden AVF einer guten Gefäßsituation des Patienten bedarf, stieß man gerade bei älteren Patienten mit Vorerkrankungen hier aber schnell an Grenzen. Dies führte zum Einsatz von Gefäßinterponaten. Bereits 1969 kam es zum wenig erfolgreichen Einsatz autologer V. saphena-interponate [41] kamen erstmalig Gefäßprothesen aus formalin-fixierten Rinder- und Kalbscarotiden auf den Markt [23]. Als weniger komplikationsträchtig erwiesen sich Interponate aus gestrecktem Polytetrafluorethylen (eptfe). Baker verwendete dieses Material erstmals als Hämodialysezugang [6]. Diese PTFE-Gefäßprothesen ermöglichten besseres Einwachsen und leichteres Punktieren und waren zudem in unterschiedlichen Längen und Durchmessern verfügbar. Verglichen mit anderen Gefäßersatz-Materialien erwies sich die eptfe-gefäßprothese als weniger komplikationsbehaftet seitens der Punktion mit großkalibrigen Kanülen. Zentrale Venen-Katheter dienten ab Ende der 70er Jahre als akute Zugänge und lösten den bis dahin verwendeten Scribner-Shunt ab. Ab etwa 1985 setzten sich vermehrt getunnelte, mit einer festsitzenden Dacron-Manschette versehene Vorhofkatheter, vorwiegend aus weichem Silikon hergestellt, durch. Welcher der möglichen Gefäßzugänge für den einzelnen Patienten in Frage kommt, hängt von der individuellen Gefäßsituation, gelegentlich auch von regionalen oder zentrumsspezifischen Erfahrungen ab. Während in Deutschland und Europa die native AVF breite Anwendung findet, sind es in den USA bevorzugt prothetische Gefäßinterponate. Obwohl sich heute in den USA eine Tendenz hin zur AV-Fistel vollzieht, spielt der AVG dort nach wie vor eine bedeutendere Rolle als in Europa [48]. Die Publikation von Saran legt nahe, dass die Ausbildung der Gefäßchirurgen in den USA weniger Wert auf die Anlage von AV-Fisteln legt [53]. Gleichzeitig beobachtet man weltweit einheitlich einen Anstieg des Anteils von Vorhofkathetern [18].

16 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Gefäßzugänge 2011 Heute, zu Beginn des 21. Jahrhunderts, erfolgt die Auswahl des optimalen Gefäßzugangs für eine bevorstehende Hämodialysebehandlung aufgrund unterschiedlichster Kriterien. Neben der individuellen Gefäßsituation des Patienten spielt auch die Dauer der bevorstehenden Behandlung eine große Rolle. Hier unterscheidet man akute, bzw. temporäre von permanenten Gefäßzugängen. Im Falle eines akut eingetretenen Nierenversagens, das einer unmittelbaren Behandlung bedarf, kommen zumeist Gefäßkatheter in zentralvenöser oder Vorhof- Platzierung zum Einsatz. Diese sind in der Regel sofort verfügbar und eignen sich sowohl für eine vorübergehende und kurze Dialysebehandlung als auch zur Überbrückung der Reifungszeit nach Anlage einer permanenten, nativen AVF für die chronische Dialysebehandlung. Grundsätzlich unterscheidet man aktuell die folgenden 3 Arten von Gefäßzugängen: 3.1. Arteriovenöse Fistel Die native Arteriovenöse Fistel (AVF) ist auch im Jahr 2011, 45 Jahre nach der Erstveröffentlichung, die erste Wahl zur Anlage von permanenten Gefäßzugängen. Vorteile sind die gute Flussrate, eine vergleichsweise lange Funktionsdauer sowie eine niedrige Komplikations- und sekundäre Interventionsrate. Die durchschnittliche Funktionsrate nach 18 Monaten liegt bei 51% für AVFs und bei 33% für eptfe Grafts [26]. Weiterhin ist bei der AV-Fistel eine im Vergleich zu anderen Gefäßzugängen weitaus geringere Mortalitätsrate zu beobachten, verursacht durch auf den Gefäßzugang bezogene Komplikationen. Diese liegt bei arteriovenösen Grafts um das 1,47- fache und bei zentralvenösen Kathetern um das 2,3- fache höher als bei AVFs [17]. Eine korrekt angelegte AV-Fistel ist nach einer Reifephase von durchschnittlich vier bis sechs Wochen erstmals punktierbar und für die Dialysebehandlung bereit, der optimale Blutfluss liegt zu dieser Zeit bei ca. 600 ml/min. Aufgrund dieser Reifephase verlangt eine vorzeitig erforderliche Dialysebehandlung nach einem sofort nutzbaren, überbrückenden Gefäßzugang. Hinsichtlich der Technik der AVF-Anlage setzte eine rasche Entwicklung ein: Nachdem Brescia und Cimino in ihrer Publikation 1966 die erste AVF als eine Seitzu-Seit-Anastomose zwischen A. radialis und V. cephalica antebrachii beschrieben,

17 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 17 wurde diese in den Nachfolgejahren in Lage, Anastomosetechnik und Wahl der Gefäße vielfach modifiziert. So findet man in der heutigen Gefäßzugangs-Chirurgie neben der traditionellen Cimino-Fistel auch AVF-Anlagen am distalen Unterarm als Tabatière-Fistel oder Anastomosen zur A. ulnaris, sowie an Ellenbeuge oder Oberarm als A. brachialis-fistel. Grundsätzlich sind möglichst distal angelegte, klassische Cimino-Shunts als Anastomose proximal des Handgelenks vorzuziehen. Auf diese Art schont man weiter proximal gelegene Gefäße nach dem Prinzip des retrograden Gefäßverbrauchs für eventuell notwendige spätere Revisionen. Generell sind alle Segmente der Unterarmarterien und der A. brachialis zur Anastomose geeignet. Entscheidend ist stets der individuelle Gefäßstatus des Patienten, der ggf. zur Wahl einer anderen Lokalisation Anlass geben kann. Vor allem sollte nicht zwingend der nicht-dominante Arm gewählt werden, wenn der andere Arm eine deutlich bessere Gefäßsituation aufweist. Ist die Anlage einer Cimino-Fistel aufgrund schlechter Gefäßverhältnisse nicht möglich oder kam es bereits zu deren Verschluss, bietet evtl. die Ulnarisfistel als Seit-zu-End-Anastomose zwischen A.ulnaris und distaler V. basilica antebrachii eine Ausweichmöglichkeit. Dies ist aber in jedem Fall die ungünstigere Alternative, da die Ulnarisfistel mit einer deutlich schlechteren Funktionsdauer einhergeht. Sie liegt durchschnittlich nur bei einem Jahr verglichen mit einer sechs-jährigen Funktion bei A.radialis-AV-Fisteln, was dazu führt, dass diese Methode in der Praxis kaum Anwendung findet [11]. Eine weitere Variante ist die Fistelanlage nach Gracz [21]. Die bereits 1977 beschriebene AVF-Variante am proximalen Unterarm besteht in einer Anastomose des Ramus perforans zur tief gelegenen A. brachialis, je nach Topographie auch zur A. radialis oder ulnaris. Die venöse Drainage kann über die V. basilica und/oder die V. cephalica erfolgen; hier gibt es ein weites Spektrum individueller Gefäßverläufe. Generell als Alternativvariante bei schlechter distaler Gefäßqualität oder distalem Shuntversagen zu betrachten sind die A. brachialis-fisteln. Der Begriff umschreibt hauptsächlich drei autologe AVFs, die durch Anastomosen der A. brachialis mit verschiedenen epifaszial gelegenen Oberarmvenen zustande kommen. Zur Auswahl steht hier die A. brachialis- V.cephalica-Fistel. Die V. cephalica bietet aufgrund ihrer oberflächlichen Lage an der Vorderseite des Oberarms i.d.r. eine gute Punktierbarkeit. Eine weitere Möglichkeit stellt die A. brachialis- V. Basilica-Fistel dar. Die tiefe Lage der V. basilica verhindert eine sichere Punktion. Abhilfe schafft eine

18 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 18 subkutane Vorverlagerung der V. basilica, möglichst in nach lateral ausgreifendem Bogen. Der alte, diabetische, über Jahrzehnte hypertensive Patient bietet grundsätzlich eine mehr oder weniger ausgeprägte Schädigung des arteriellen Gefäßsystems. Die Anforderungen an die Chirurgie werden heute aufgrund der demographischen Änderungen immer größer Arteriovenöse Gefäßprothese Vor allem in der US-amerikanischen Literatur dominiert folgende Ansicht: Die Anlage eines arteriovenösen Grafts (AVG) dient primär als Gefäßzugang bei Patienten mit schlechtem Gefäßstatus, d.h. dass eine AV- Fistel nicht machbar ist. Wie zuvor dargelegt, ist der limitierende Faktor des postoperativen Reifungsprozesses die Beschaffenheit der zur Anastomose führenden Arterie; maßgebende Faktoren sind der Grad der Verkalkung der arteriellen Wand sowie deren Elastizität. Zudem begünstigen post-phlebitische Intima-Schäden das Entstehen von Turbulenzen des Blutstromes: eine langsamere post-stenotische Flussgeschwindigkeit begünstigt die Bildung von Thrombosen. Ein weiteres Problem stellen Stenosen der zu- bzw. abführenden Arterie und Venen dar, beides mit der Folge eines unzureichenden Blutflusses. Solchen Patienten kann gelegentlich die Anlage eines arteriovenösen Grafts eine zufriedenstellende Dialysebehandlung ermöglichen. Im Kölner Shuntzentrum ist eine primäre Implantation einer Gefäßprothese als Option für die Erstanlage eine absolute Rarität. eptfe-gefäßprothesen in veno-venöser Position können qualitativ schlechte Gefäßsegmente ersetzen. Eine weitere Indikation zur AVG-Anlage ergibt sich aus den meist punktionsbedingten aneurysmatischen Wandveränderungen der autologen arterialisierten Vene: hier stellt die chirurgische Interponat-Anlage nur eine von vielen Therapieoptionen dar. Gefäßprothesen können zudem zur Regulation des Blutflusses in einer bestehenden Fistel dienen. So kann z.b. beim Auftreten einer Ischämie der Blutfluss über die Fistel durch Einbringen eines engeren Interponats gedrosselt werden um eine bessere periphere Perfusion zu gewährleisten [72]. Die Anlage der arteriovenösen Gefäßprothesen geschieht einerseits in gestreckter

19 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 19 Form v.a. bei Revisionseingriffen an bestehenden Fisteln, andererseits ist aber auch eine schleifenförmige Anlage (Loop) möglich. Letztere wird bei Erstanlagen in Ellenbeugenposition bevorzugt, wenn das Interponat als Punktionsstrecke dienen soll und daher eine ausreichende Länge aufweisen muss. Das am häufigsten verwendete Graft-Material ist eptfe, ein gestreckter Teflon- Kunststoff, der leicht und in vielen Varianten herzustellen ist und sich zudem gut zum segmentalen Einsatz eignet [24]. Der arteriovenöse Graft stellt heute bei für die Anlage einer AVF grundsätzlich geeigneten Patienten eine Option zweiter Wahl dar. Durch eine vielseitige Studienlage konnten bei AVGs im Gegensatz zu AV-Fisteln, wie in 2.1. beschrieben, eine deutlich geringere Funktionsdauer [57], eine höhere Komplikationsrate [63], und als Ergebnis letztendlich eine höhere Mortalität unter den Patienten beobachtet werden [26 ;17]. Diese Tatsache betrifft alle Gefäßersatzmaterialien. Weitere Komplikationen ergeben sich aus der punktionsbedingten Abnutzung der AVGs, da sich jeglicher Gefäßersatz im Gegensatz zur natürlichen Gefäßwand nicht regeneriert [8]. Ein Ansatz zur Lösung dieser Probleme bietet die Verwendung von biologischen Gefäßinterponaten, welche aus bovinen, allogenen und homologen Materialien zur Verfügung stehen. Trotz zum Teil besserer Ergebnisse in Bezug auf Offenheitsraten, Infektionsraten, etc., sind sie aufgrund des höheren Preises weniger verbreitet. Zudem ist ein segmentaler Ersatz, wie bei eptfe bewährt, nicht möglich [24]. Ein klarer Vorteil der Gefäßprothesen ist die relativ kurze postoperative Zeit bis zur ersten Punktion; eine arteriovenöse implantierte Gefäßprothese hat keine Reifezeit. Im Gegensatz zu den sonst in jedem Fall bevorzugten AVFs ist eine erste Dialysebehandlung hier bereits nach zwei Wochen möglich Dialysekatheter Der Dialysekatheter ist laut aktueller Richtlinien nur in Ausnahmefällen Gefäßzugang erster Wahl für die Dauerbehandlung. Trotzdem bleibt er eine wichtige Alternative für Patienten mit akutem Nierenversagen oder einer stark progredienten Niereninsuffizienz, die einen unmittelbaren Dialysebeginn benötigen. In der Literatur ist folgende Meinung verbreitet: Stehen am Arm keine brauchbaren Venen für AVF

20 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 20 oder AVG zur Verfügung, sieht man sich oftmals gezwungen auf den Katheter zurückzugreifen [28]. Auch rechtfertigt z.b. das Vorliegen einer Herzinsuffizienz ein Abweichen von den allgemeingültigen Empfehlungen und stellt aufgrund der durch eine AVF- oder Interponat-Anlage resultierenden Rechtsherzbelastung eine Indikation zum Einsatz eines solchen Katheters dar. Ebenfalls gilt der Dialysekatheter nach wie vor bei Patienten mit ZAI III-IV neben der Peritonealdialyse als Alternative, um eine weitere Minderperfusion der Extremität bis hin zu akralen Nekrosen zu vermeiden. Grundsätzlich wird der Dialysekatheter vorzugsweise in der V. jugularis interna platziert. Andere Gefäße, wie z.b. die V. subclavia oder V. femoralis weisen deutlich höhere Komplikationsraten (Stenosen, Thrombosen oder Infektionen) auf und sollten daher nur in Ausnahmefällen benutzt werden [58]. Bei den Dialysekathetern unterscheidet man verschiedene Typen, die differenziert zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist die Verwendung von Single-Lumen- Kathetern mit einer niedrigeren Thromboserate verbunden, wohingegen Doppel- Lumenkatheter häufiger thrombosieren. Eine zweite Einteilung der Katheter betrifft die Anlagetechnik. So werden ungetunnelte Katheter, häufig nach dem britischen Nephrologen Stanley Shaldon benannt, ähnlich wie ein normaler ZVK direkt im Gefäß platziert. Getunnelte Katheter, zusätzlich mit einer Dacron-Muffe als Infekt-Barriere versehen, sind aus weichem Silikon. Die Tunnel-Technik ist aufwändiger, dafür mit niedrigerem Infektionsrisiko verbunden. Da dieses mit der Liegedauer zunimmt, empfiehlt man zur temporären Dialyse von maximal zwei Wochen ungetunnelte, ab 14 Tagen immer getunnelte Katheter einzusetzen [52,71]. Größter Nachteil des Einsatzes von zentral-venösen Kathetern stellt die im Vergleich zu Patienten mit nativer AVF 3,4-fach erhöhte Mortalitätsrate dar [2]. Ausschlaggebend ist das stets signifikant erhöhte Infektionsrisiko [37]. Zu bedenken ist, dass die genannten Risiken mit zunehmender Dialysedauer ansteigen, sodass bei kurzfristiger vorübergehender Behandlung der Einsatz von Kathetern fast alternativlos sein kann. Die Verwendung sollte analog zu den Grafts so wenig wie möglich so oft wie unbedingt nötig erfolgen.

21 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Physiologie und Pathophysiologie der arteriovenösen Verbindung Eine erfolgreiche Dialysebehandlung setzt einen gut funktionierenden Gefäßzugang voraus. Für den Patienten zählt zum einen die reibungslos mögliche Behandlung und zum anderen eine niedrige Komplikationsrate. Basis ist zunächst eine sorgfältige präoperative Planung. Eine gut funktionierende AV-Fistel bietet nach optimaler Reifung ein Flussvolumen von 600 bis 1200 ml/min und erfüllt damit die grundlegende Voraussetzung einer effektiven Dialysebehandlung, nämlich ein Blut-Flussvolumen von mindestens 300 ml/min durch den Dialysator [70]. Die Anastomose bedeutet eine deutliche Senkung des peripheren Widerstandes. Bedingt durch die Umgehung des peripheren kapillären Widerstandes, lässt sich unmittelbar postoperativ bereits ein deutlicher Anstieg des Blutflusses auf 200 bis 300 ml/min beobachten [70]. Bis zur ersten Punktion reift die Fistel, es setzt ein sog. Remodelling ein, d.h. eine Dilatation des arteriellen und venösen Schenkels, um Flussraten von bis zu 1200 ml/min erreichen zu können. Woche Venöser Durchmesser [µm] Blutfluss [ml/min] Scherkräfte [dynes/cm 2 ] 24,5 18,1 10,4 Tabelle 1: Postoperativer Verlauf der Fistelreifung nach Corpataux 2002 Dieser Prozess der Fistelreifung bedeutet sowohl eine Vasodilatation als auch einen komplexen Umbau der Gefäßwand. Letzteres wird durch verschiedene Signalkaskaden eingeleitet, die als Reaktion auf die steigenden Scherkräfte in den Shuntgefäßen aktiviert werden [36]. Auch der durch die flussbedingte Dilatation zunehmenden Wandspannung kommt hier eine Trigger-Funktion zu. Der Umbau erfolgt in Form einer exzentrischen Hypertrophie der gesamten Gefäßwand, wobei eine Zunahme des Gefäßdurchmessers bei konstanter Wanddicke verzeichnet wird. Corpataux konnte zeigen, dass diese Veränderungen wider Erwarten lediglich durch gesteigerten Blutfluss bei kaum steigendem, relativ niedrigem venösen Blutdruck

22 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 22 (49/24,5 mmhg intraoperativ; 42/25,3 mmhg postoperativ nach 13 Monaten) von statten gehen [14]. Wann die Veränderungen der Fistelreifung soweit abgeschlossen sind, dass eine Erstpunktion erfolgen kann, wird von wissenschaftlicher Seite unterschiedlich beurteilt. Hier werden Reifungszeiträume von zwei bis zu sechs Wochen nach Anlage beschrieben [31; 28]. Konner spricht unter optimalen Bedingungen sogar von der Option einer Erstpunktion innerhalb von drei Tagen nach Anlage [32]. Im Gegensatz zur AV-Fistel ist bei Anlage einer arteriovenösen Gefäßprothese keine Reifung notwendig, da der maximale Blutfluss bereits unmittelbar postoperativ erreicht ist. Dennoch ist auch hier eine zweiwöchige postoperative Regenerationsphase (d.h. Wundheilung, Einheilen der Gefäßprothese) zwingend erforderlich bis zur ersten Punktion. Diese ist generell erst dann möglich, wenn das Operationsareal abgeschwollen und die Punktionsstrecke perkutan palpabel ist [28]. Geht man davon aus, dass eine gut funktionierende arteriovenöse Verbindung durch hohes Flussvolumen und niedrigen intravasalen Druck bei normalisierten Scherkräften gekennzeichnet ist, erscheint es einleuchtend, dass das Auftreten unerwünschter Komplikationen unmittelbar aus dem Ausbleiben dieses Gleichgewichts resultiert. So hat beispielsweise ein verringerter Blutfluss, meist bedingt durch eine Insuffizienz der zuführenden Arterie, ein deutlich erhöhtes Thromboserisiko zufolge. Aufgrund des Fremdmaterials ist dieses Risiko bei arteriovenösen Grafts noch um ein Vielfaches höher. Außerdem wird durch ein verringertes Flussvolumen die Fistelreifung stark eingeschränkt, was die Nutzung des Gefäßzugangs zur anschließenden Dialysebehandlung infrage stellt. In diesen Fällen findet man meist signifikant höhere venöse Druckwerte als in gut ausgebildeten AV-Fisteln [14]. Die oben genannte Problematik, insbesondere ein insuffizienter Einstrom, gewinnt gerade durch Zunahme der Anzahl an Patienten mit z.b. Diabetes mellitus und deutlicher Arteriosklerose, wie auch der pavk an Bedeutung und stellen den Gefäßchirurgen des 21. Jahrhunderts vor ganz neue Herausforderungen.

23 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Entwicklung demographischer Patientendaten 1970 vs Verglichen mit den Anfängen der Hämodialyse hat sich der Standardpatient hinsichtlich Alter und Komorbiditäten stark verändert. Wurden zu Beginn jüngere Patienten ohne Begleiterkrankungen dialysiert, nimmt heute der Anteil an alten, multimorbiden Patienten seit Jahren zu. Ende der 80er Jahre betrug das durchschnittliche Alter eines Dialysepatienten noch 55 Jahre, ist aber in den letzten 20 Jahren auf 69 Jahre gestiegen [24]. Der Anteil der Patienten unter 65 Jahren blieb in Deutschland im Zeitraum von 1996 bis 2006 etwa konstant, wobei jener der Patienten über 65 bzw. über 75 Jahre stetig anstieg (siehe Abb. 1). Somit wuchs der prozentuale Anteil der über 65-jährigen im Zeitraum zwischen 2000 und 2006 von 16,6% auf 19,8% [20]. Abbildung 1: Dialysepatienten pro Million Einwohner nach Altersklassen (Prävalenz) QuaSI Niere Jahresbericht 2006/2007 Über vergleichbare Zahlen für die USA unterrichtet der Jahresbericht 2007 des United States Renal Data System (USRDS). Damals lag das Durchschnittsalter der Patienten mit Endstage Renal Disease (ESRD) bei 60,9 Jahren. Für die Gruppe der Patienten über 65 Jahren ergab sich seit 1997 ein Prävalenz-Anstieg von 42%, in der

24 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 24 Gruppe der Über-75-jährigen sogar von 57% [66]. Abbildung 2: Alter der Patienten mit ESRD in den USA USRDS Atlas of ESRD 2007 Laut dem National Diabetes Fact Sheet 2007 der American Diabetes Association leiden 7,8% der amerikanischen Bevölkerung an Diabetes mellitus, davon über 90% an Typ-2-Diabetes [10]. Betrachtet man diese Zahlen ist es nicht verwunderlich, dass, den US-Amerikanischen Statistiken nach, Diabetes mellitus mit seinen Folgen der Mikroangiopathie die Hauptursache von ESRD ist war Diabetes für 54% der neu aufgetretenen Fälle verantwortlich [66].

25 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 25 Abbildung 3: Ursachen für Dialysebehandlung nach QuaSI Niere 2006/2007 Auch in Deutschland ist Diabetes mellitus die Hauptdiagnose, die zu einem terminalen Nierenversagen führt. Betrachtet man alle Patienten, die 2006 eine Dialysebehandlung erhielten, so führt ein Diabetes mit 28% der ursächlichen Diagnosen. Unter den Patienten, die 2006 eine Nierenersatztherapie begannen, ist die Rate mit 34% sogar noch höher (Abbildung 3) [20]. Im Vergleich lag die Prävalenz der Patienten mit zuckerbedingter Dialysebehandlung 1997 noch bei 21%, die Inzidenz bei 31%. [19]. Diabetes belegt folglich in Deutschland, wie in den USA, den Spitzenplatz der nephrologischen Grunddiagnosen für eine Dialysebehandlung mit steigender Tendenz einschließlich einer umfassenderen Komorbidität. Da sich die Indikation einer Dialysebehandlung typischerweise aus einer Nephrosklerose infolge einer chronischen generalisierten Gefäßschädigung ergibt, nehmen entsprechende Komorbiditäten aus dem Formenkreis der kardiovaskulären Erkrankungen zu. In der Tat weisen nahezu alle terminal niereninsuffizienten Patienten eine Vorerkrankung des Gefäßsystems auf. So liegt der Anteil der Hypertoniker unter den Dialysepatienten bei über 87% - die Grundlage für weitere Herzkreislauferkrankungen [38]. Bei ca. 42% der Patienten liegt eine koronare

26 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 26 Herzkrankheit vor [54], bei 35% kam es bereits zu mindestens einem ischämischen Ereignis (Angina Pectoris oder Myokardinfarkt) [38]. Auch besteht bei Patienten mit chronischer Nierenersatztherapie eine mit 75% sehr hohe Prävalenz der linksventrikulären Hypertrophie, sowie ein 40%-iges Vorkommen von Herzinsuffizienz (Tabelle 2) [54]. Zusammenfassend lässt sich erkennen, kardiovaskuläre Komorbiditäten bei Dialysepatienten deutlich häufiger als in der Normalbevölkerung auftreten. Tabelle 2: Geschätzte Prävalenz kardiovaskulärer Erkrankungen bei Nierenpatienten und in der Gesamtbevölkerung nach Sarnak 1999 KHK Linksventrikuläre Hypertrophie Herzinsuffizienz Gesamtbevölkerung 5-12 % 20% 5% Chronische Niereninsuffizienz k.a % k.a. Hämodialysepatienten 42% 75% 40% Die generalisierte Artherosklerose ist eine sehr häufig auftretende Komorbidität unter chronischen Dialysepatienten. Neben der bereits oben angeführten KHK, stellt die pavk eine andere schwerwiegende Manifestation der chronischen Gefäßverkalkung dar. Sieht man die Gefäßverkalkung der unteren Extremität als Zeichen einer generalisierten vaskulären Schädigung, stellt diese Begleiterkrankung für terminal niereninsuffiziente Patienten ein besonderes Problem dar. So ist davon auszugehen, dass hier sowohl Anlage als auch längerfristige Nutzung eines Gefäßzugangs der oberen Extremität mit Komplikationen verbunden sein wird. Je nach Studie schwanken die Angaben zur Prävalenz der pavk unter Dialysepatienten zwischen 15% und 23% [66,12,69]. Zusammenfassend lässt sich aus diesen Daten das Profil des typischen terminal niereninsuffizienten Dialysepatienten der heutigen Zeit ableiten: Hierbei handelt es sich zumeist um eine ältere Person, durchschnittlich 60 Jahre alt, mit über lange Jahre bestehender arterieller Hypertonie. Sehr wahrscheinlich ist dieser Mensch an Diabetes mellitus Typ 2 erkrankt und weist zudem häufig generalisierte Gefäßschäden bei meist kardialer Beteiligung auf. Betrachtet man die Entwicklung der letzten Jahrzehnte ist davon auszugehen, dass der Anteil dieser Problempatienten in Zukunft weiter zunehmen wird. Es ist daher

27 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 27 von höchster Priorität sich mit der Problematik auseinander zu setzen und neue Strategien zur Gewährleistung einer optimalen Versorgung mit einem verlässlichen Gefäßzugang auch solcher Patienten zu entwickeln.

28 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Komplikationen der arteriovenösen Verbindung 6.1. Stenose, Thrombose, Aneurysmen, Infektion Zwei Faktoren sind als führende Ursachen von Komplikationen arteriovenöser Verbindungen für die Hämodialyse zu nennen: die unphysiologisch hohe Flussrate und die Folgen wiederholter Punktionen mit durchschnittlich sechs großkalibrigen Kanülen pro Woche. Die häufigste Ursache für den Funktionsverlust einer AV-Fistel ist die Einengung der Strombahn durch Stenose mit häufig nachfolgender Thrombose. In Kenntnis dieses Mechanismus sind in der Praxis bei plötzlich auftretenden verminderten Blutflussraten diagnostische Schritte zu Lokalisation und Grad einer Lumeneinengung einzuleiten. Eine mögliche Einteilung ist die nach Entstehungszeitpunkt: prä-operativ vorhandene, intra- und postoperativ entstandene Ursachen. Unter den präoperativen Faktoren findet man zum einen Schäden der Venenwand durch frühere Kanülierungen oder- auf arterieller Seite- bedingt durch Vorerkrankungen (z.b. arterielle Hypertonie, DM,...), gelegentlich mag eine genetische Prädisposition diskutiert werden [35]. Es bedarf einer sorgfältigen präoperativen Diagnostik des arteriellen wie venösen Gefäßsystems (Klinik, Ultraschall) sowie einer konsequenten Schonung jener Gefäße, die für die Shuntanlage infrage kommen. Der häufigste Grund für eine Stenose beruht auf intraoperativer Devaskularisierung der Gefäßwand durch Mobilisation der betreffenden Vene im ersten postananstomotischen Segment, der sog. Swing-Segment -Stenose, nach Mickley für 80 % aller Stenosen im Verlauf der drainierenden Venen verantwortlich [43]. Dabei führt das Ablösen der Adventitia zur Durchtrennung der Vasa vasorum, was die narbige Umwandlung der Venenwand in Gang setzt [30]. Grundsätzlich ist während der Operation jegliche Schädigung der Vene (Abklemmen, Zug, usw.) zu vermeiden, da eine daraus resultierende Ödem- und Narbenbildung das Langzeitrisiko einer Stenose erhöht. Die wiederholte Punktion innerhalb eines kurzen Areals führt auf Dauer zu Aneurysmen [35]. Im Gegensatz dazu kommt es bei AVGs häufig zum Auftreten einer Hyperplasie der Gefäß-Intima aufgrund von Scherkräften, bedingt durch ungünstige Hämodynamik- Verhältnisse an der Anastomose zur Vene hin ( graft-vein anastomosis ) entstehen.

29 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 29 Stenosen der zur Anastomose führenden Arterie sind eher selten zu beobachten, jedoch mit steigender Tendenz [43]. Eine Einteilung nach Lokalisation der Stenosen wurde von Mickley vorgeschlagen. Typ Graft AVF I Anastomose-nahes arterielles Segment Anastomose-nahes venöses Segment II Punktions-Segment Punktions-Segment III Anastomose-nahes venöses Segment Tabelle 3: Einteilung der Stenosen nach Lokalisation nach Mickley 2004 Mündungsgebiet der betreffenden Vene Bei AVFs betrifft Typ III nahezu ausschliesslich brachiocephale Fisteln, bzw. den Übergang der V. cephalica in die V. subclavia. Führt eine Stenose zur Verlangsamung des Blutflusses, kann es unterstützt durch einen Blutdruckabfall während der Dialysebehandlung zur Thrombose kommen. Bei AV-Gefäßprothesen ist das Thromboserisiko erhöht. Ein weiterer Faktor ist das deutlich geringere Druckgefälle innerhalb einer AVG (30%) im Vergleich zur AVF (80%). Der dadurch bedingte schwächere Blutfluss begünstigt die Thrombenbildung im Interponat. Die sorgfältige Durchführung des Eingriffs ist von höchster Bedeutung um derartige Komplikationen zu vermeiden. Gerade bei AVGs ist es obligat, eine Anastomose von ausreichener Länge anzulegen und dabei möglichst auf ein paralleles Heranführen des Interponats an die Vene zu achten [30]. Da der Prozess der Stenose-Entstehung schleichend vonstatten geht, kommt einer regelmäßigen Überwachung der Fistelfunktion eine besondere Bedeutung zu mit dem Ziel einer frühzeitigen Diagnose einer Dysfunktion mit anschließender prophylaktischer, interventioneller oder chirurgischer Maßnahme vor Auftreten einer Thrombose. Diagnostische Kriterien sind der sono- oder angiographische Nachweis einer mindestens 50%-igen Lumenreduktion der Vene, sowie eines eingeschränkten Blutflussvolumens (< 600 ml/min); die Beobachtung eines erhöhten venösen Rücklaufdruckes am Dialysegerät ist ein Spätsymptom [28]. Im Allgemeinen stehen zwei Optionen zur Behandlung von Stenosen zur Wahl: endovaskulär mittels PTA oder chirurgisch. Die Entscheidung hängt ab vom Typ des

30 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 30 Gefäßzugangs und den institutionsgebundenen, lokalen Erfahrungen [24 S. 336 ff.]. In der Regel führt das chirurgische Vorgehen zu einem längeren revisionsfreien Intervall. Thrombosen erfordern eine umgehende Intervention. Diese sollte am besten unmittelbar, spätestens aber 48 Stunden nach Auftreten der Thrombose, stattfinden. Ein Ziel sollte immer das Vermeiden eines zentralen Venenkatheters sein [24 S. 336 ff]. Letztendlich sollte die Auswahl der entsprechenden Therapiemaßnahme auch hier in Abhängigkeit der Erfahrungen und Kompetenzen der behandelnden Einrichtung erfolgen. Aneurysmen in Venen nativer AVF entstehen durch zwei Faktoren: einerseits durch eine intravasale Drucksteigerung unmittelbar vor Stenosen, andererseits durch narbigen Umbau der Gefäßwand infolge wiederholter Kanülierung eines begrenzten Punktionsgebiets mit resultierendem Elastizitätsverlust [32,33]. Neben AVFs sind auch arteriovenöse Grafts anfällig für die Bildung von Aneurysmen [32, 33]. Da hier jedoch nicht die ursprüngliche Interponatwand verändert wird, sondern eine sekundär durch Narbengewebe umkapselte Aussackung entsteht, spricht man in diesem Fall von Pseudoaneurysmen. Dilatationen per se sind nicht zwangsläufig behandlungsbedürftig. Die Notwendigkeit einer Therapie entstandener (Pseudo-) Aneurysmen ergibt sich vorwiegend aus deren Rupturrisiko. Bei dünnwandigen Aneurysmen ist dieses grundsätzlich höher einzustufen und wird bei Infektion noch zusätzlich gesteigert. Hier besteht eine unmittelbare Indikation zur Revision. Der chirurgischen Revision gebührt hier eindeutig der Vorrang [24, 32, 46, 27]. Die Infektion ist eine bei AVFs heute nur noch selten anzutreffende Komplikation. Häufigster Grund stellt unsauberes Arbeiten bei Shuntpunktionen dar. Bei AVGs können Infektionen im Sinne einer Spätinfektion auch infolge eines Pseudoaneurysmas auftreten. Hiervon zu unterscheiden ist die Frühinfektion - eine unmittelbar nach Shuntanlage auftretende Wundinfektion. Während Infektionen in AVFs i.d.r. lediglich durch Antibiose gut zu behandeln sind, erfordern Graft- Infektionen meist die chirurgische (Teil-) Resektion des Interponats. Ob der Shunt nach Ersatz des infizierten Areals erhalten bleiben kann, hängt vom Ausdehnungsgrad der Infektion ab [24].

31 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Gefäßzugangs-assoziierte Ischämie (ZAI) Aufgabe des Nephrologen ist die frühe Diagnose einer Dysfunktion des Gefäßzugangs. Indikationen zur Revision sind zwingend, wenn eine effektive Hämodialysebehandlung nicht mehr möglich ist. Allerdings kommt es heute auch immer häufiger zu Indikationen, die trotz gut funktionierender Fistel mit zufriedenstellendem Dialysefluss, eine operative Korrektur des Gefäßzugangs erzwingen. Die Wichtigste ist das Auftreten der Gefäßzugangs-assoziierten Ischämie, ein Symptom-Komplex, der auf einer peripheren Ischämie, bedingt durch eine Minderperfusion des distal gelegenen Abschnitts beruht. Zu den hämodynamischen Besonderheiten der arteriovenösen Verbindung gehört ein in ca 77% der Fälle auftretender retrograder Fluss im distalen Arteriensegment [59]. Dieses Phänomen kann bis zu 25% des Fistelvolumens ausmachen. Studien zeigen Prävalenzen von 73% in AVFs und 91% in AVGs [56]. Wird dieser retrograde Fluss durch entsprechende Kollateralen ausreichend kompensiert, hat man es mit einem physiologischen Steal-Phämomen zutun, das nicht mit einer Ischämie einhergeht. Charakteristisch ist, dass die Patienten außer ggf. blassen, zyanotischen Händen keinerlei Klinik aufweisen. Stehen keine suffizienten Kollateralkreisläufe zur Verfügung, kommt es zur Shunt-assoziierten Ischämie. Mit einer Prävalenz von 4 bis 5 % kann die Shunt-assoziierte periphere Ischämie bei A. brachialis-fisteln in bis zu 25 % der Fälle auftreten [ 34; 39; 45; 65; 74 ]. Auch hier ist die Prävalenz in PTFE- Grafts höher als in AVFs (4,3% vs. 1,8% ) [45]. Geht man von einer Anzahl von Patienten aus, die in Deutschland pro Jahr mit einer Hämodialysebehandlung beginnen [20], so werden bei vorsichtiger Schätzung etwa 800 von ihnen eine therapiebedürftige Ischämie entwickeln. Von den insgesamt etwa hämodialysepflichtigen Patienten ( 2006: Pat.) [20] entwickeln bis eine solche Problematik. Entscheidend ist, ob der Patient in seiner Lebensqualität durch Schmerzen beeinträchtigt ist. Periphere Nekrosen zwingen zu sofortigem Handeln. Bei vielen der heutzutage hoch komorbiden Patienten ist kritisch, das Gleichgewicht zwischen bestmöglichem Fistelfluss und ausreichender distaler Durchblutung zu wahren.

32 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 32 Dieses kommt im Allgemeinen durch vier bestimmende Faktoren zustande: ausreichender arterieller Zustrom in den Arm ausgeglichene Widerstandsverhältnisse zwischen Shunt und Peripherie gute Gefäßqualität des postanastomotischen Arteriensegments ausreichende Blutzufuhr über die kontralaterale Unterarmarterie Ist einer der Faktoren nur unzureichend erfüllt, wird dieses sensible Gleichgewicht gestört und es resultiert eine Minderdurchblutung der Peripherie. Zum Beispiel kommt es bei proximalen arteriellen Stenosen zu einer verringerten Blutzufuhr in die Extremität, von welcher der Hauptanteil über den Shunt abfließt und nur eine unzureichende Menge dem Kapillarsystem der Peripherie zukommt. Mit dem Vorgang geht als typische Begleiterscheinung oft eine mangelnde Fistelreifung einher. Eine weitere kritische Kombination stellt die arteriovenöse Anastomose bei vaskulär vorgeschädigten Patienten, wie z.b. Diabetikern dar. Der erhöhte periphere Widerstand in den artherosklerotischen Gefäßen führt in diesem Fall zu einem bevorzugten Abfluss über die widerstandsarme Fistel. Da alle verfügbaren Kollateralen i.d.r. ebenfalls pathologisch verändert sind, ist keine ausreichende Kompensation möglich.

33 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Stadieneinteilung nach klinischem Befund Analog zur pavk lässt sich auch die Klinik der Gefäßzugangs-assoziierten peripheren Ischämie in Stadien einteilen. Eine solche Gliederung nach Schweregrad der Symptomatik wurde 2004 von Tordoir präsentiert [65]. I II III IV Stadium Symptomatik blasse, zyanotische oder kalte Hand / keine Schmerzen Belastungsabhängige Schmerzen oder Schmerzen unter der Dialyse Schmerzen in Ruhe Ulkus / Nekrose / Gangrän Tabelle 4: Stadieneinteilung des Steal-Syndroms nach Symptomatik nach Tordoir Stadieneinteilung nach Flussvolumen Neben der Einteilung nach Symptomatik, ist die Shunt-assoziierte Ischämie objektiver nach dem in der Fistel vorhandenen Blutfluss zu gliedern. Diese Einteilung bildet die Grundlage für die Auswahl der entsprechenden therapeutischen Maßnahmen. Flussvolumen AVF AVG high flow > 800 ml/ min > 1200 ml/ min normal flow ml/ min ml/ min low flow < 400 ml/ min < 600 ml/ min Tabelle 5: Einteilung der Gefäßzugangs-assoziierten Ischämie nach Flussvolumen nach Mickley 2008 Hier ist zu betonen, dass sich die Grenzwerte je nach Literatur geringfügig voneinander unterscheiden. Allgemein sind die Zahlen relativ und sagen nur etwas aus, wenn eine entsprechende Klinik besteht. Die entscheidende Überlegung bleibt, ob und wenn ja, wie, die Gefäßzugangs-assoziierte Ischämie therapiert werden und gleichzeitig der Shunt mit einem ausreichenden Fluss zur weiteren Dialysebehandlung erhalten bleiben kann. Während bei der high-flow Ischämie mehr

34 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 34 Möglichkeiten zur chirurgischen Korrektur des Shunts bestehen, ist bei der low-flow Ischämie schon von Anfang an ein kaum zur Hämodialysebehandlung ausreichender Dialysefluss gegeben. Diese Tatsache stellt Gefäßchirurgen vor eine bedeutende Problematik, auch wenn high-flow Ischämien wesentlich häufiger auftreten Therapie der Gefäßzugangs-assoziierten peripheren Ischämie Interventionelle Verfahren Interventionelle Verfahren kommen hauptsächlich dann zum Einsatz, wenn der peripheren Ischämie eine Stenose der zur Anastomose führenden Arterie zugrunde liegt. Diese Stenose der zuführenden Arterie hat zweierlei Auswirkungen: einen unzureichenden Fistelfluss und eine mangelhafte Durchblutung der distalen Gefäßabschnitte. Durch das Weiten der Stenose im Rahmen einer PTA ist es möglich beide Probleme auf einmal zu beheben. Laut Studienlage liegt die Prävalenz einer vorhandenen Stenose (p.d. einer Reduktion des Gefäßlumens um mindestens 50%) bei Patienten mit Shunt-assoziierter Ischämie zwischen 25 und 50% [44]. Zwar wird auch hier von einer shunt-assoziierten Ischämie gesprochen, ein Steal- Syndrom mit zu hohem Abfluss über die Fistel liegt jedoch nicht vor. Diese Zahlen legen in jedem Fall eine primäre Abklärung der Gefäßsituation per Arteriographie nahe um bei Auftreten einer Steal-Symptomatik das Vorliegen einer arteriellen Stenose auszuschließen. Dazu wird ein Katheter transfemoral retrograd in die A. subclavia eingeführt. Eine DSA kann alle arteriellen Gefäßabschnitte bis zur Stenosestelle darstellen. Im gleichen Eingriff kann die Stenose per Ballondilatation (PTA) aufgedehnt werden, wobei die Größe des verwendeten Niedrig-Druck-Ballons den Durchmesser des betreffenden Gefäßes nicht überschreiten darf. Anhand dieser Technik kann in den meisten Fällen eine unmittelbare Linderung der Symptomatik beobachtet werden [4]. Meist führt eine proximale Stenose allerdings weniger zu einer zugansassoziierten Ischämie, als zu einer Flussreduktion in der Fistel mit Gefahr des thrombotischen Shuntverschlusses.

35 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen Chirurgische Verfahren Zur Behandlung der Zugangs-assoziierten Ischämie kann sich der Gefäßchirurg verschiedener Methoden bedienen, je nach Ursache, Fistelfluss und Patientenprofil. Dabei stellt der komplette Verschluss einer bestehenden Anastomose (Ligatur) und somit die Stillegung des Gefäßzugangs mit Shunt-Neuanlage immer die letzte Option dar. Im Interesse von Patient und Operateur steht jedoch primär eine shunterhaltende Therapie der Steal-Symptomatik. Die erste Entscheidung richtet sich nach dem Fistelflussvolumen: Kann der Fluss reduziert und gleichzeitig die Fistelfunktion erhalten werden? Bei high-flow AVFs (>800 ml/min) bzw. AVGs (>1200 ml/min) ist dies meistens möglich. Seit 1970 bietet die verbreitet angewandte Idee des Bandings eine Option zur chirurgischen Korrektur. Beim Banding kommen u.a. drei Methoden zur Anwendung: Einengen des Lumens des vorhandenen Shunts durch eine nicht-resorbierbare Naht, einen kleinkalibrigen, ca. 5 cm langen Graft oder mittels eines venös angebrachten 3 bis 5 cm langen Cuffs aus Teflon, Dacron oder eptfe bzw. einer Kombination der genannten Materialien [75]. Langerzeit fehlte die Möglichkeit einer intraoperativen Flussmessung: die Palpation war einziges Kriterium. So induzierte man dabei häufig eine low-flow- Situation, die in einer stark erhöhten Thrombserate resultierte [47,16]. Erst 2006 veröffentlichte Studien von Zanow zeigten deutlich verbesserte Ergebnisse jetzt mit intraoperativer Flussmessung während des Bandings. Trotz aller Fortschritte besteht auch heute noch beim Banding von Grafts, ein signifikant erhöhtes Thromboserisiko [75]. Eine andere Therapievariante bei low-flow Ischämie aber auch bei normalen Flussraten ist die DRIL-Methode (Distal-Revascularization-Interval-Ligation) nach Schanzer, seit 1988 in Gebrauch [55]. Durch eine Kombinationstherapie aus arterioarterieller Bypass-Anlage und anschließender Ligatur der Arterie direkt distal der AV- Anastomose wird der vorherrschende retrograde Fluss im arteriellen Schenkel unterbunden und gleichzeitig der Peripherie mehr Blut zur Verfügung gestellt. Als Bypass-Material wird bevorzugt ein Segment der V. saphena magna verwendet. Es handelt sich um eine eher zeitaufwendige Prozedur, die in jedem Fall einer geeigneten körpereigenen Bypass-Vene bedarf auf künstliche Materialien wie eptfe soll hier möglichst nicht zurückgegriffen werden. Auch ist zu bedenken, dass das komplette Ausschalten einer funktionierenden, großlumigen Arm-Arterie im

36 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 36 weiteren Verlauf zu Problemen führen kann, z.b. bei Verschluss des Bypasses. Retrospektiv betrachtet liefern beide Methoden, vor allem mit intraoperativer Flussmessung, heutzutage gute Ergebnisse [44]. Neben DRIL hat sich seit einigen Jahren eine weitere Methode zur Behandlung der symptomatischen shunt-assoziierten Ischämie etabliert: Die Proximalisierung der Arteriovenösen Anastomose (PAVA). Ziel des Verfahrens ist eine Verlegung des arteriellen Einstromes der Anastomose nach proximal, um so durch Anschluss an ein Gefäß mit größerer Kapazität die Perfusion der distalen Abschnitte zu steigern. Dazu wird eine Gefäßprothese (eptfe) zwischen venösem Schenkel der ursprünglichen Anastomose und einem deutlich weiter proximal gelegenen Abschnitt der Arterie eingefügt. Die ursprüngliche Anastomose wird verschlossen. Indem das gleiche Flussvolumen nun aus einem größeren Arterienabschnitt bezogen wird, wird der Druckabfall distal der Anastomose deutlich verringert. Zusätzlich fließt mehr Blut über Kollateralen in die Peripherie, je proximaler die Anastomose platziert wird. PAVA wurde 2006 erstmals von Zanow präsentiert und der bis dato bevorzugten DRIL- Methode in Studien gegenübergestellt [76]. Es konnte eine äquivalente Erfolgsrate bei deutlich geringerem technischen Aufwand beobachtet werden. Positiv zu sehen ist vor allem der bei PAVA mögliche Erhalt der körpereigenen Arterien. Somit ist auch bei Versagen des Gefäßinterponats keine Verschlechterung der peripheren Durchblutung möglich. Als klarer Nachteil der PAVA ist auch hier das Einbringen von Fremdmaterial zu nennen, wodurch eine reine AVF in einen Teil-AVG verwandelt wird. Eine Idee zur Vermeidung des Fremdmaterials und des damit deutlich erhöhten postoperativen Infektionsrisikos liefert die hinsichtlich der klassischen PAVA leicht modifizierte Operationstechnik der Universitätsklinik Köln, die in dieser Arbeit erstmals präsentiert und ausgewertet wird.

37 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen PAVA mit V. basilica: Die Kölner Variante Anstelle eines PTFE-Grafts wird bei dieser modifizierten Operationstechnik die körpereigene V. basilica genutzt, um die Nachteile von alloplastischem Material unter Beibehalt des PAVA-Prinzips zu umgehen. Die V. basilica wird in Höhe der Axilla abgesetzt und mit der proximalen A. brachialis anastomosiert: es entsteht in der arterialisierten V. basilica ein retrograder Blutfluss von der A. brachialis in die V. cephalica, dem venösen Schenkel der Fistel; die Venenklappen werden zerstört (siehe unten). Die V. basilica kann durch eine Vorverlagerung und eventuelle subkutane Transposition auf den M. Biceps brachii zusätzlich als eine zur Dialysebehandlung geeignete Punktionsstrecke genutzt werden. Die standardisierte Operationsbeschreibung geht von einer bereits vorliegenden Gracz-Fistel unterhalb der Ellenbeuge aus. In dem Fall wird die alte OP-Narbe wieder eröffnet und ausgehend vom vorliegenden Shunt die V. basilica am Oberarm unter Ligatur der Seitenäste bis in die Axilla freipräpariert. Hier stellt man den Ramus communicans zur tiefen Vena brachialis/ axillaris dar. An dieser Stelle wird die V. basilica abgesetzt. Als nächstes erfolgt die Darstellung mit Abklemmen der A. axillaris/brachialis. Diese wird durch Stichinzision eröffnet und nach Zuschneiden der V. basilica in fortlaufender überwendlicher Nahttechnik mit dieser anastomosiert. Nach dem Freigeben des Blutstroms und Überprüfen der Nahtsuffizienz wird die weiter distal in der Ellenbeuge lokalisierte alte Fistel aufgesucht, ligiert und abgesetzt. Anschließend werden nun die Venenklappen mittels eines Valvulotoms zerstört. Nach erneuter Freigabe des Blutstroms und Überprüfung auf Nahtsuffizienz erfolgt die Messung des Blutflusses mittels Onclamp Flussmesssonden zum Ausschluss intravasaler Widerstände und Turbulenzen (z.b. durch Venenklappenreste). Abschließend wird eine Wunddrainage eingebracht und die Hautnaht gesetzt.

38 PAVA - Operationen bei Steal-Phänomen 38 Abbildung 4: Gracz-Fistel: (1) V. cephalica, (2) A. brachialis, (3) V. basilica, (4) Anastomose mit V. perforans, (5) Höhe des Ellenbogengelenks, (6) V. cephalica antebrachii Abbildung.5 Schematische Darstellung des Kölner PAVA- Prinzips: (1) V. cephalica, (2) neue brachio-basiläre Anastomose (3) A. brachialis (4) V. basilica, (5) Lage des Ellenbogengelenks, (6) ligierte V. perforans / Insertionsstelle des Valvulotoms