Epikardiale und Hybrid-Ablation von Vorhofflimmern

Einleitung

Vorhofflimmern gilt als häufigste Herzrhythmusstörung mit deutlichen Auswirkungen auf Morbidität und Mortalität der Betroffenen. Die Ablation des erkrankten Vorhofgewebes erlaubt dessen kurative Behandlung und wird zunehmend als Therapie der ersten Wahl durchgeführt. Dieser Trend spiegelt sich in hohen, jährlichen Zuwachsraten der durchgeführten Eingriffe wider und ist bislang ungebrochen.
Traditionell wurde zwischen interventioneller und chirurgischer Ablation von supraventrikulären Herzrhythmusstörungen unterschieden. Diese Einteilung ist historisch gewachsen und unterscheidet nicht nur zwischen dem gewählten Zugangsweg, etwa vaskuläre Punktion vs. Eröffnung des Brustkorbs, sondern impliziert auch unterschiedliche Konzepte. Letztere unterscheiden zwischen anatomischer vs. Substrat-basierter Ablation, Katheter-basierte Energieabgabe vs. chirurgischer Inzision, oder multiplen, gestaffelten Interventionen vs. eines singulären, maximal-invasiven Eingriffs. Der Ort der Ablation- endokardial vs. epikardial, ist ebenfalls mit interventionellem bzw. chirurgischem Eingriff assoziiert.
Diese Abgrenzung ist aus mehreren Gründen überholt. So können sämtliche Instrumente und Katheter endokardial und epikardial genutzt werden- sowohl elektrophysiologisch als auch rhythmuschirurgisch. Anatomische bzw. Substrat-basierte Ablationen sind zudem nicht an eine bestimmte Seite des Vorhofmyokards gebunden. Beide Konzepte kommen epi- und endokardial zur Anwendung. Und, wenngleich die epikardiale Ablation naturgemäß invasiver sein muss, da kein transvaskulärer Zugang genutzt werden kann, ist doch gerade die Invasivität deutlich reduziert worden. Trockene Punktionen des Perikards sowie thorakoskopische Techniken ermöglichen den Zugang zu den Strukturen des Herzens ohne eine Eröffnung des Brustkorbs und ohne Herz-Lungen-Maschine. Da aufgrund von anatomischen Limitationen weder epikardial noch endokardial alle Regionen der Vorhöfe mit vertretbarem Aufwand erreicht und abladiert werden können, ist darüber hinaus das Konzept der Hybrid-Ablationen entwickelt worden. Ausgehend von einem durch das Herz-Team zu definierendem Ablationskonzept, werden die einzelnen Läsionen von endokardial und/oder von epikardial aus realisiert, was zu einer hohen Effektivität bei geringer Invasivität führt.
Die folgende Übersicht beschreibt aktuelle Entwicklungen der epikardialen Ablation als integraler Bestandteil rhythmuserhaltender Therapie. Dabei soll kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden. Vielmehr berücksichtigen die Autoren gängige Ablationstechniken und stellen diese in Bezug zu endokardialen Folgeeingriffen zur Komplettierung des Hybrid-Eingriffs. Ziel ist es, den elektrophysiologisch interessierten Kardiologen die nötigen Informationen für die tägliche Arbeit bereitzustellen, um in der jeweiligen Situation auf die vielfältigen Möglichkeiten der epikardialen Ablation zurückgreifen zu können.

Begriffsbestimmung / Abgrenzung

Epikardiale Ablationen bezeichnen gezielte Destruktionen des Vorhofgewebes ausgehend von der Außenseite des Herzens. Auch die Exklusion und elektrische Isolierung des linken Vorhofohrs als Ursprungsort von Thrombembolien sowie arrhythmogener Trigger bzw. Re-Entry-Kreisen ist Teil der epikardialen Ablation. In Kombination mit perkutanen, endokardialen Mapping- und Ablationstechniken definiert sich die Hybrid-Ablation, die sowohl ein-zeitig (im Rahmen des epikardialen Eingriffs) oder zwei-zeitig (zeitlich versetzt innerhalb von 6 Monaten) stattfindet. Dagegen sollen auf sämtliche rhythmuschirurgische Prozeduren mit Eröffnung des linken Vorhofs und unter Zuhilfenahme der Herz-Lungen-Maschine nicht eingegangen werden.

Rationale

Während paroxysmales Vorhofflimmern regelmäßig mit einer alleinigen Pulmonalvenenisolation (PVI) erfolgreich behandelt werden kann, bedarf persistierendes Vorhofflimmern oft multipler Eingriffe sowie der Ablation von extra-pulmonalvenösen Vorhofarealen (1, 2). Trotzdem führte weder das empirische Anlegen von endokardialen Ablationslinien (3) noch das individuelle Behandeln von Substrat (4) zu einem Vorteil gegenüber der alleinigen PVI. Die Gründe hierfür sind vielschichtig. Einerseits kann die fehlende Transmuralität und Lücken der linearen endokardialen Läsionen die enttäuschenden Ergebnisse bei der Behandlung des persistierenden Vorhofflimmerns erklären. So erwiesen sich in einer Studie von Piorkowski et al. 38% der endokardialen Ablationen als nicht transmural bzw. lückenlos, wenn ein epikardiales, elektroanatomisches Mapping zur Verifizierung genutzt wird (5). Auch werden ausgedehnte endokardiale Ablationen durch die Nähe zu benachbarten Strukturen, wie Ösophagus und N. phrenicus, behindert, da hierbei die abgegebene Energie direkt auf diese gerichtet ist und zu deren Schädigung führen kann (6). Entscheidend ist jedoch der bisherige, zweidimensionale Ansatz endokardialer Ablationen des persistierenden Vorhofflimmerns, der den epikardialen Aspekt völlig außer Acht lässt. So bestehen gehäuft komplexe, dreidimensionale Wellenfronten, die auf der endo- bzw. epikardialen Seite des Vorhofmyokards sowohl asynchron (Endocardial-Epicardial-Dissociation, EED) als auch diskordant (Discordant Wave Front, DWF) aktiviert sind (7). Neben EED und DWF existieren besonders beim persistierendem Vorhofflimmern oft fokale, epikardiale Aktvierungen und Flimmerwellen (epicardial breakthrough) (8, 9), die durch das endokardiale Mapping unerkannt bleiben. Zwar ist die Bedeutung von EED, DWF und epicardial breakthrough als Auslöser bzw. Begleitphänomen nicht abschließend geklärt. Trotzdem weisen klinische Studien auf die Wirksamkeit der epikardialen Ablation hin, wenn sich endokardial kein rhythmuserhaltender Therapieansatz mehr ergibt. In der o.a. Studie zeigten Piorkowski et al nicht nur, dass in 14% der Patienten auch Vorhofareale mit Niedervoltagen (low voltage areas, LVA) und 19% epikardiale Leitungsbahnen nachweisbar sind, die von endokardial unerkannt bleiben und das Vorhofflimmern auslösen können (5). Vielmehr waren trotz umfangreicher, vorheriger endokardialer Behandlung in 80% der Fälle epikardiale Ablationen notwendig (5). Mapping und Ablation von Vorhofflimmern muss daher den dreidimensionalen Charakter des Vorhofmyokards berücksichtigen, sobald die alleinige PVI nicht den gewünschten Therapieerfolg in Aussicht stellt. Das Hybrid-Konzept mit endo- und epikardialer Ablation schließt diese Lücke.

Indikationen

Leitliniengerecht kommt die epikardiale bzw. Hybrid-Ablation bei Patienten mit symptomatischem Vorhofflimmern und ineffektiver medikamentöser, antiarrhythmischer Behandlung in Frage, wenn, (a) bereits eine perkutan-endokardiale Ablation stattfand oder, (b) Risikofaktoren für ein frustrane perkutan-endokardiale Ablation vorliegen (10). Neben den modifizierbaren Risikofaktoren wie Adipositas, arterieller Hypertonus und Rauchen, beeinträchtigen Vorhofgröße, Lebensalter und Dauer des Vorhofflimmerns den Erfolg perkutaner Ablationen (10). Typische Kandidaten für eine epikardiale Ablation leiden an persistierendem Vorhofflimmern mit dilatiertem linkem Vorhof und unterzogen sich bereits einer oder mehrerer perkutaner Ablationsversuche. Wird der von den Fachgesellschaften unterstützte Herz-Team Ansatz konsequent verfolgt, kommen Hybrid-Verfahren auch als Ersttherapie des persistierenden Vorhofflimmerns zum Einsatz- insbesondere bei Vorliegen der o.a. Risikofaktoren.

Energiequellen / Instrumente

Kryothermie und Radiofrequenz werden vorrangig als Energiequellen genutzt. Abhängig vom gewählten Zugangsweg und Ablationskonzept kommen Katheter, Klemmen, uniparietale Instrumente sowie Exklusionssysteme des linken Vorhofohrs (LAA) zum Einsatz:

Katheter
Wesentliche Voraussetzungen sind ein 3-D-Mapping System, eine steuerbare endo-/epikardiale Schleuse, multipolare Mapping Katheter sowie ein gekühlter RF Ablationskatheter mit Möglichkeit der objektiven Messung des Anpressdrucks.

Klemmen
Bipolare Radiofrequenz-Klemmen schließen das zu abladierende Gewebe zwischen den beiden Branchen ein und ermöglichen somit eine Energieabgabe über eine kurze Distanz. Die Elektroden sind durchgehend und über eine Länge von mehreren Zentimetern verteilt. Aktuelle Instrumente haben sowohl gekühlte, durch ein Scharnier verbundene (Abb 1a) als auch ungekühlte, parallel öffnende Branchen (Abb 1b). Die Energieabgabe wird über Messungen der Gewebeimpedanz gesteuert. Die Klemmen können für die Isolation von Pulmonalvenen, linksatrialer Hinterwand und der Hohlvenen genutzt werden.

Uniparietale Instrumente
Sowohl bipolare (Abb 1c) als auch unipolare Radiofrequenzenergie-abgebende Instrumente (Abb 1d) sind verfügbar. Daneben stehen Kryothermie-Sonden zur Verfügung (Abb 1e). Uniparietale Instrumente können für lineare und flächige Ablationen eingesetzt werden.

LAA-Exklusionssysteme
Das Atriclip (Atricure, Inc.) System (Abb 1f) ist das weltweit meistgenutzte System für eine epikardiale LAA Exklusion. Mehrere Anpassungen des Instruments sind erfolgt für eine sichere, schnelle Handhabung (11). Im Gegensatz zu endokardialen Verschlusssystemen erfordert die epikardiale Anwendung keine Endothelialisierung des benutzten Systems. Dies ist vor allem bei Patienten von Vorteil, die eine absolute Kontraindikation für eine orale Antikoagulation haben. Neben der sicheren Exklusion erfolgt auch eine elektrische Isolierung. Daneben kommen Stapler (12) und das LARIAT (Atricure, Inc.) System (13) zur Anwendung.

Links:
AtriClip® | Posicionamento do clipe – YouTube
Isolator® Synergy™ Clamp Animation (OLL2/OSL2) – YouTube

Zugangswege

Trockene Punktion
Die transkutane, subxiphoidale Punktion erfolgt am analgosedierten Patienten mit einer 17 G-Tuohy-Nadel unter Durchleuchtungskontrolle. Wiederholte Injektionen mit Kontrastmittelboli verifizieren die Penetration des Perikards. Anschließend wird mittels Seldinger Technik und Aufdilatation des Punktionskanals eine steuerbare 8,5 F Schleuse platziert. Die Schleuse wird am Ende der Behandlung unter echokardiographischer Kontrolle entfernt und der Zugang durch lokale Kompression gesichert.

Subxiphoidale Thorakotomie
Über eine ca 3-5 cm lange Thorakotomie unterhalb des Sternums wird der Zugang zum Perikard ermöglicht. Die Ablation beschränkt sich auf die linksatriale Hinterwand und Teile der Lungenvenen innerhalb des Sinus obliquus. Die Prozedur kann mit Einschränkungen auch bei kardialen Vor-Operationen erfolgen (Video Tutorial) (14).

Thorakoskopie
Die Ablation erfolgt am geschlossenen Brustkorb, uni- oder bilateral (15,16). Über mehrere Trokare werden die endoskopische Optik und Instrumente eingebracht. Die Prozedur ist technisch aufwändiger als die o.a. subxiphoidale Thorakotomie. Dafür erlaubt diese nicht nur die Präparation von perikardialen Umschlagfalten bzw. Fett zur besseren Exposition des atrialen Myokards, sondern gewährt auch vollen Zugang zu sämtlichen epikardialen Ablationszielen des linken und rechten Vorhofs, einschließlich des LAA.

Läsionen

Epikardiale Ablationen können mit elektro-anatomischem Mapping durchgeführt werden. Beispiele für epikardiales Mapping ist der Nachweis der LVA im Rahmen der Substrat-basierten, epikardialen Ablation (5). Darüber hinaus erfolgt bei der Hybrid-Ablation ein endokardiales Mapping zur Beurteilung und ggf. Ergänzung epikardialer Läsionen (17). Davon unbenommen ist der Nachweis eines bidirektionalen Leitungsblocks ein obligater Bestandteil und Endpunkt epikardialer Ablationen.

Die folgende Übersicht listet typische epikardiale, anatomisch-basierte Läsionen:

Pulmonalvenenisolation (PVI)
Die PVI wird zumeist mit Klemmen realisiert und schließt weite Teile des Antrums mit ein.

„Box“- Hinterwandisolation
Obere und untere „Box“-Linien (interpulmonare Linien) können sowohl mit uniparietalen Instrumenten als auch mit bipolaren Ablationsklemmen angelegt werden.

Trigonum-Linie
Diese Linie zieht von der oberen Boxlinie über das Bachmann-Bündel bis zum Trigonum fibrosum zwischen Aorten- und Mitralklappe und ist vergleichbar mit der endokardialen Antero-Septal-Linie. Uniparietale Instrumente und Kryosonden werden dabei benutzt.

Ligament of Marshall Läsion
Das Marshall-Ligament wird bei der Präparation durchtrennt.

Flächige Ablation
Das Konzept der flächigen Ablation bzw. Debulking des linken Vorhofs wird mit der Convergent Prozedur verfolgt. Neben der linksatrialen Hinterwand können auch Teile des linksatrialen Dachs sowie des LAA abladiert werden.

Isolation der Hohlvenen
Obere (SVC) und untere (IVC) Hohlvene werden mit Klemmen isoliert.

Intercavale Linie
Diese Linie zieht entlang der Crista terminalis und wird im Rahmen der rechtsseitigen PVI durch Klemmen oder uniparietalen Instrumenten realisiert.
Sinus coronarius
Der Koronarvenensinus wird mittels Kryosonden abladiert.

Linkes Vorhofohr
Das LAA wird an dessen Basis exkludiert, was im Falle des Atriclips nicht nur eine mechanische, sondern auch eine elektrische Isolation zur Folge hat (18,19). Zusätzlich kann eine Linie von der Basis des LAA bis zur linken PVI mittels uniparietalen Instrumenten angelegt werden.

Hybrid-Konzepte

Ein- und zwei-zeitige Hybrid-Ablationen nutzen anatomische und elektrophysiologische Synergien, um den Therapieerfolg zu steigern. Gleichzeitig soll die Invasivität insgesamt gemindert werden, da multiple endokardiale Eingriffe vermieden werden.
Folgende klinische Szenarien sollen diese Synergien exemplarisch veranschaulichen:

Convergent Hybrid-Ablation
Hierbei steht ein epikardiales Debulking der linksatrialen Hinterwand im Fokus. Über einen subxiphoidalen Zugang wird eine flächenhafte Myokarddestruktion vorgenommen, um extrapulmonalvenöse Trigger und Substrat auszuschalten (Video Tutorial) (14). Das epikardiale Debulking wird ergänzt durch eine endokardiale PVI und weiterer Substratmodifikation. Die Exklusion des LAA erfolgt ggf. endokardial oder über einen zusätzlichen linksthorakalen Zugang. Alternativ kann das Debulking der Hinterwand auch von einem links-thorakoskopischen Zugang realisiert werden mit zusätzlicher Ablation von linksatrialem Dach sowie LAA Management (Video Tutorial) (20). Mit einer zusätzlichen Klemme können auch beidseitige PVIs erfolgen (15).

Endo- und epikardiale Katheter-Ablation
Dieser Ansatz eignet sich für Patienten, die trotz mehrfachen, endokardialen Ablationen mit Nachweis von permanent isolierten Pulmonalvenen weiterhin symptomatisches Vorhofflimmern aufweisen. Ziel der Behandlung ist die Identifikation und Behandlung des epikardialen Subastrats bzw. Arrhythmien, die auf epikardiale Konnektionen (z.B. Bachmann Bündel, Lig. of Marshall) zurückzuführen sind. Weiterhin soll die Transmuralität der im Rahmen der Vorablation applizierten Läsionen verifiziert und ggf. vervollständigt werden. Anatomische Limitation eines solchen Ansatzes sind u.a. der Bereich des tiefen interatrialen Septums bzw. der perikardialen Umschlagfalten. Vorausgegangene kardiochirurgische Eingriffe oder weitere Patienten-spezifische Faktoren, wie ausgeprägte Adipositas oder Pectus excavatum, können Kontraindikationen darstellen.

Bilateral-thorakoskopische Ablation
Symptomatisches Vorhofflimmern ohne sichere vorherige PVI kann mit bilateraler thorakoskopischer Ablation im Hybrid-Ansatz behandelt werden. Typischerweise bestehen Risiken für eine frustrane endokardiale Ablation (z.B. dilatierter Vorhof, lang-persistierendes Vorhofflimmern) bzw. (relative) Kontraindikationen (Vorhofthromben, ASD Okkluder). Der epikardiale Teil soll die spätere endokardiale Nachbehandlung erleichtern und vereinfachen, indem obligate Ablationsziele schon realisiert sind. Bestandteile des epikardialen Teils sind demnach, (a) bilaterale PVI, (b) Isolation der linksatrialen Hinterwand, (c) LAA Management, und ggf. (d), Trigonum- und LAA Linien für Flatterkreise bzw. (e) rechtsatriale Läsionen (Video Tutorial) (21).

Es gibt zahlreiche klinische Szenarien, bei denen die Hybrid-Ablation zum Einsatz kommt. Die Läsionen werden dabei von dem Ansatz ausgeführt, dessen Erfolgsaussichten am höchsten und dessen Risiken am geringsten sind. Die jeweilige Strategie ist dabei von den Möglichkeiten der einzelnen Zentren abhängig. Sicher ist das endo- und epikardiale Repertoire hier nicht uniform verteilt. Gerade deshalb ist jedoch die Kooperation aller beteiligten Fachabteilungen von herausragender Bedeutung, da nach Überzeugung der Autoren die Hybrid-Ablationen gelebtes Herz-Team sind.

Resultate

Die epikardiale Ablation ist effektiver hinsichtlich der Wiederherstellung von Sinusrhythmus als der alleinige endokardiale Ansatz, hat dafür aber mehr Komplikationen. Mehrere Vergleichsstudien der letzten Jahre bestätigen diesen Trend (22,23). Diese generelle Aussage bedarf der Einordnung in den Kontext. Einerseits unterscheiden sich beide Modalitäten nicht hinsichtlich schwerer Komplikationen, wie Mortalität, Thrombembolien und Herzbeuteltamponade (9,23). Außerdem sind diverse erhöhte Risiken der epikardialen Ablation (Pneumothorax, Blutung) reversibel und mit steigender Erfahrung des Abladeurs selten. Eine höhere Rate an Schrittmacherimplantationen wegen eines AV Blocks kann nicht durch die epikardiale Ablation per se erklärt werden, da eine Verletzung des AV Knotens von epikardial anatomisch unmöglich ist. Meist erklärt sich die Notwendigkeit der Schrittmacherimplantation aus der zugrundeliegenden Erkrankung des Sinusknotens beim lang-persistierenden Vorhofflimmern, die nach epikardialer Ablation demaskiert wird. Anderseits impliziert jeder Vergleich zwischen epikardialer und endokardialer Ablation, daß zwischen beiden Modalitäten frei gewählt wird. Dies ist jedoch nicht der Fall. Die epikardiale Ablation kommt erst dann zum Einsatz, wenn diese indiziert ist und der alleinige endokardiale Ansatz frustran bleibt. Somit besteht keine Konkurrenz zwischen epikardialer und endokardialer Ablation, sondern beide ergänzen und vervollständigen sich im Sinne eines dreidimensionalen Ansatzes der Therapie des Vorhofflimmerns.

Randomisierte Studien zeigen eindeutig, dass die Hybrid-Therapie des persistierenden Vorhofflimmerns effektiver ist als die alleinige endokardiale Ablation:

In der Hybrid Versus Catheter Ablation in Persistent Atrial Fibrillation (HARTCAP-AF) Studie wurden Patienten mit lang-persistierendem Vorhofflimmern randomisiert zu Hybrid-Ablation oder alleiniger Katheter-Ablation (24). Im Hybrid-Arm wurde epikardial eine bilaterale PVI sowie Box-Läsion angelegt und das LAA verschlossen. Im anschließenden endokardialen Eingriff wurde nach Lücken gesucht. Dagegen erfolgte in der Kontrollgruppe eine bilaterale endokardiale PVI, eine Hinterwandisolation, sowie die Anlage weiterer Linien. Eine zweite Katheterablation innerhalb von 6 Monaten war nur in der Kontrollgruppe gestattet. Nach 12 Monaten waren 83% der Patienten in der Hybrid-Gruppe im Sinusrhythmus ohne Antiarrhythmika, verglichen mit 45% in der Kontrollgruppe. Die Rate an Komplikation unterschied sich nicht (24).

Die Convergence of Epicardial and Endocardial Ablation for the Treatment of Symptomatic Persistent Atrial Fibrillation (CONVERGE) Studie verglich die Hybrid-Ablation mit der alleinigen Katheter-Ablation bei Patienten mit persistierenden und lang-persistierenden Vorhofflimmern (25). Im Hybrid-Arm wurden die linksatriale Hinterwand und Teile der Pulmonalvenen abladiert; im endokardialen Folgeeingriff erfolgte die Vervollständigung der PVI, das Anlegen einer Trikuspidalklappen-Isthmuslinie sowie touch up. In der Kontrollgruppe wurden bilaterale PVI, Dachlinie sowie Isthmuslinie angelegt. Nach 12 Monaten waren 67% der Patienten in der Hybrid-Gruppe im Sinusrhythmus gegenüber 50% der Patienten im Kontrollarm. Die Rate an peri-prozeduralen Komplikationen war mit 2,9% niedrig (25).

Der LAA Verschluß mit dem Atriclip System ist Bestandteil der epikardialen Ablation. Die Implantation ist effektiv und erhöht die Komplikationsrate nicht (26). Im Langzeitverlauf zeigen sich weder Migrationen des Systems noch Verletzungen angrenzender Strukturen. Das LAA bleibt dauerhaft verschlossen (26).