Transmyokardiaalinen laserrevaskularisaatio. Jarmo Simpanen ja Kalervo Verkkala

Sydänkirurgia Transmyokardiaalinen laserrevaskularisaatio Jarmo Simpanen ja Kalervo Verkkala Transmyokardiaalisessa laserrevaskularisaatiossa tehdään sydämen vasemman kammion läpi kanavia parantamaan hapenpuutteesta kärsivän sydänlihaksen verenkiertoa. Suoraan vasemmasta kammiosta kanavia pitkin tulevan runsashappisen veren ajatellaan helpottavan angina pectoris -oiretta. Uudemman käsityksen mukaan kanaviin syntyvän arpikudoksen neovaskularisaatio on tärkeintä. Myös denervaatio ja lumevaikutus ovat mahdollisia mekanismeja. Toimenpiteen aiheena on hankala angina pectoris -oireisto, kun muihin hoitoihin ei enää ole mahdollisuuksia. Menetelmä ei sovi sydämen hankalaan vajaatoimintaan eikä epästabiiliin tilanteeseen. Ulkomaisten raporttien mukaan subjektiivinen oireisto (Canadian angina class I IV) on yleensä parantunut vähintään kahden toimintaluokan verran 75 %:lla potilaista. Objektiivisesti on todettu laseroitujen alueiden paikallisen perfuusion parantumista. HYKS:n kirurgian klinikassa sydän- ja thoraxkirurgian toimialalla on tehty transmyokardiaalinen laserrevaskularisaatio tähän mennessä 14 potilaalle. Transmyokardiaalisella revaskularisaatiolla (TMR) tarkoitetaan menetelmää, jossa endo- tai epikardiaalisesti poratuilla ohuilla kanavilla saadaan aikaan yhteys sydämen vasemmasta kammiosta suoraan sydänlihaksen sisälle (kuva 1). Kun kanavien tekoon käytetään lasersädettä, voidaan puhua transmyokardiaalisesta laserrevaskularisaatiosta (TMLR tai TLR). 1. Laserilla porataan kanava sydänlihaksen läpi Vasen kammio 2. Pinnalle muodostuva verihyytymä lopettaa verenvuodon 3. Kanava aiheuttaa uudissuonimuodostusta Kuva 1. Transmyokardiaalisen laserrevaskularisaation periaate. 214 Duodecim 1999; 115: 214 8 J. Simpanen ja K. Verkkala

Vuonna 1933 Wearn ym. ilmoittivat löytäneensä sydänlihaksen seinämästä sinusoidiverkon, jonka välityksellä sepelvaltimot ovat suoraan yhteydessä sydämen kammioon. Matelijoilla ja kaloilla suuri osa sydänlihaksesta saa verensä suoraan sydämen kammiosta ja sepelvaltimoiden merkitys on vähäisempi kuin nisäkkäillä (Kohmoto ym. 1997a). Sydänlihaksen verenkiertoa yritettiin parantaa tuomalla tämän sinusoidiverkon ulottuville verekkäitä kudoksia, kuten pectoralislihasta ja vatsanpeitettä. Beck (1935) raportoi eläinkokeiden lisäksi potilastapauksista, joissa hankala rasitusrintakipu oli helpottanut tämän leikkauksen myötä. Vineberg (1954) istutti kokeellisissa tutkimuksissaan 1940-luvulla rintakehän sisävaltimon sydänlihaksen sisään (Vineberg 1954). Hänen nimeään kantava leikkaus saavutti jonkinlaista menestystä seuraavina vuosikymmeninä, ja yksittäisissä uusintaleikkauksissa sepelvaltimoiden on havaittu olevan lähtökohdistaan tukossa ja sydämen verenkierron olevan täysin riippuvainen Vinebergin siirteistä (Dobell 1992). Sinusoidiverkkoon on yritetty saada lisää verta myös sydämen sisäpuolelta. Goldman ym. (1956), Massimo ja Boffi (1957), Sen ym. (1965) ja Khazei ym. (1968) kokeilivat erikokoisia kanavia ja siirteitä sydänlihasiskemian ja infarktin estämiseksi. White ja Hershey (1968) julkaisivat tapauksen, jossa pitkittynyt kammiovärinä saatiin kääntymään vasta, kun 2.5 mm paksulla neulalla oli punktoitu 100 kanavaa. Samana vuonna Sen ym. (1968) julkaisivat kokeellisten tutkimusten ohella neljän potilaan kliinisen aineiston. Sepelvaltimokirurgia hyvine tuloksineen syrjäytti 1960-luvulta lähtien nämä muut sydämen revaskularisaatiomenetelmät. Kuitenkin Mirhoseini (1981) jatkoi pioneerina 1970-luvulla kanavien tekemistä kokeellisesti käyttäen laseria, jotta kanavien viereinen arpimuodostus olisi mahdollisimman vähäistä (Mirhoseini ja Clayton 1981). Vuonna 1983 hän teki ensimmäisen TMLR:n ihmiselle sepelvaltimo-ohitusleikkauksen oheistoimenpiteenä (Mirhoseini ym. 1983). Vuonna 1990 tehtiin ensimmäinen TMLR sykkivään sydämeen. Menetelmän teoreettinen vaikutusmekanismi TMLR:n vaikutusmekanismeina pidetään avointa kanavaa, arpikudoksen neovaskularisaatiota, denervaatiota ja lumevaikutusta. Mekanismiksi otaksuttiin aluksi sydämen vasemman kammion ja sydänlihaksen sinusoidikerroksen välille muodostuvaa avointa yhteyttä, joka parantaisi sydänlihaksen perfuusiota. Koko sinusoidikerroksen olemassaolo näyttää kuitenkin olevan epävarma: Wearnin 1930-luvulla julkaisemia havaintoja ei nykymenetelmin ole kyetty toteamaan (Tsang ja Chiu 1995). Toisaalta kysymys sinusoideista on ehkä vain akateeminen, sillä kanavien yhteys lihaksensisäiseen suonistoon (vaikka ne eivät olisikaan määritelmän mukaisesti sinusoideja) johtaa samaan tulokseen. Ensimmäinen ja vieläkin yleisimmin käytetty laserlaite on suuritehoinen hiilidioksidilaser. Lasersäde ammutaan yhdellä pulssilla sydämen seinämän läpi, ja se aiheuttaa hyvin vähän lämpöreaktiota kanavan viereen. Eläimillä on seurannassa todettu avoimia kanavia (Okada ym. 1991, Horvath ym. 1995) mutta useimmat viimeaikaisista tutkimuksista ovat kuitenkin osoittaneet vain arpeutuneita kanava-alueita (Fleischer ym. 1996, Kohmoto ym. 1997b). Uudemmat TMLR-käytössä olevat laitteet ovat holmium(ho)-yag- ja Xe-Cl-eksimeerilaserlaitteita. Kanavat tehdään usealla pulssiaallolla. Ho-YAG-laserilla on huomattava lämpövaikutus kanavan ympäristöön. Näilläkin tehdyissä eläinkokeissa kanavat ovat umpeutuneet (Fisher ym. 1997, Mack ym. 1997, Kohmoto ym. 1998). Kanavien sulkeutuminen kliinisen tehon kärsimättä on johtanut ajatukseen kanavaarven ja vieruskudoksen neovaskularisaatiosta vaikutusmekanismina. Paikallisen uudissuoniston onkin osoitettu lisääntyneen jo kahden viikon kuluttua TMLR:stä sekä hiilidioksidi- että Ho-YAG-laseria käytettäessä (Fisher ym. 1997, Mack ym. 1997, Kohmoto ym. 1998). Denervaatio on myös yksi mahdollinen vaikutusmekanismi. Kwongin ym. (1997) eläinkokeissa sekä TMLR että paikallisesti epikardiumiin viety hermopäätteitä tuhoava fenoli es- Transmyokardiaalinen laserrevaskularisaatio 215

tivät myöhemmän hermopäätevälitteisen verenkiertoreaktion. Myös lumevaikutus tulee sekin ottaa huomioon: saatiinhan jo 1950-luvulla (Glover ym. 1957) apua angina pectoris -oireeseen sulkemalla rintakehän sisävaltimo. Tarkoituksena oli lisätä sydämen pintaan suuntautuvaa kollateraalikiertoa rintakehän sisävaltimon kraniaalisista sivuhaaroista. Tekniikka Yleensä TMLR tehdään vasemmasta torakotomiasta sykkivään sydämeen ilman sydänkeuhkokonetta. Jos samassa leikkauksessa tehdään sepelvaltimo-ohituksia, toimenpide voidaan tehdä sternotomiasta ja tarvittaessa käytetään sydän-keuhkokonetta. Toimenpiteitä on tehty myös torakoskooppisesti. TMLR:ää tehtäessä sydämen pinta paljastetaan. Useimmiten se on kiinnikkeinen aikaisempien ohitusleikkausten jäljiltä. Hiilidioksidilaseria käytettäessä laite viedään sydämen pintaan ja peilein ohjattu lasersäde ammutaan diastoleen synkronoituna seinämän läpi. Ho-YAG- ja Xe-Cl-eksimeerilaserin säde tulee kuitua pitkin sydämen pintaan ja kuitu painetaan laserpulssien avulla seinämän läpi. Epikardiumin pinnan verenvuoto asettuu kevyellä sormikompressiolla. Kanavia tehdään iskeemisille alueille vasemman kammion vapaaseen seinämään noin yksi neliösenttiä kohti. Uusi menetelmä on perkutaaninen sydämen sisältä tapahtuva kanavien tekeminen. Perkutaanisella toimenpiteellä voidaan tehdä kanavia myös väliseinän alueelle. Kliiniset käyttöalueet TMLR tulee kyseeseen potilaalle, jolla on maksimaalisesta lääkityksestä huolimatta hankala angina pectoris -oireisto (NYHA III IV) eikä diffuusin sepelvaltimotaudin vuoksi voida tehdä (uutta) sepelvaltimo-ohitusleikkausta tai pallolaajennusta eikä sydämensiirto ole mahdollinen. TMLR voidaan myös tehdä sepelvaltimo-ohitusleikkauksen yhteydessä, jos kaikille iskeemisille alueille ei ole mahdollista tehdä ohituksia. Sydämensiirron jälkeen ilmaantuvat sepelvaltimomuutokset ovat tyypillisesti diffuuseja. Uuden sydämensiirron tulokset ovat ensimmäistä huonompia, joten TMLR:ää on käytetty myös tällöin (Malik ym. 1997). Vasta-aiheena TMLR:lle pidetään yleensä vasemman kammion huonoa toimintaa (ejektiofraktio alle 30 %), sydämen kongestiivista vajaatoimintaa, tiukkaa kolmen suonen tautia, vasemman sepelvaltimon päärungon yli 70-prosenttista ahtaumaa, epästabiilia angina pectorista, vasemman kammion aneurysmaa tai huomattavaa arpeutumista, aorttaläpän ahtaumaa, tuoretta (alle 3 kk) sydäninfarktia ja vaikeaa kroonista obstruktiivista keuhkosairautta. Toisaalta aortansisäisen vastapulsaattorin käyttö jo ennen toimenpidettä on mahdollistanut TMLR:n tekemisen potilaille, joilla on epästabiili angina pectoris ja huono vasemman kammion toiminta (Lutter ym. 1998). Yleiset anestesian ja leikkauksen vasta-aiheet, ovat myös TMLR:n vasta-aiheita. Tulokset Tähän mennessä on tehty muutamia tuhansia TMLR-toimenpiteitä sekä yksinomaisena että sepelvaltimo-ohitusleikkauksen yhteydessä. Kahdeksan yhdysvaltalaisen keskuksen raportissa vuodesta 1997 esitettiin 200 potilaan aineisto, jossa oli käytetty hiilidioksidilaseria (Horvath ym. 1997). Subjektiivinen tulos oli erittäin hyvä: rintakipuoireisto (Canadian angina class I IV) parantui vähintään kahden luokan verran 75 %:lla potilaista kolmen, kuuden ja 12 kuukauden kuluttua leikkauksesta. Objektiivinen tulos oli laseroitujen alueiden paikallisen perfuusion parantuminen, kun mittausmenetelmänä käytettiin teknetiumkartoitusta ja positroniemissitomografiaa. Perioperatiivinen (30 vrk) kuolleisuus oli 9 %. Komplikaatioina esiintyi sydäninfarkti neljällä potilaalla ja toimenpiteen jälkeinen eteisvärinäkohtaus 18:lla, haavainfektio yhdellä ja postoperatiivinen keuhkokuume viidellä. Uusi toimenpide jouduttiin tekemään vuodon vuoksi kahdelle potilaalle, yhdelle asennettiin keinotekoinen mitraaliläppä jännerihmojen (chordae tendinae) repeämisen 216 J. Simpanen ja K. Verkkala

vuoksi, ja kahdeksalla käytettiin aortan vastapulsaattoria. Muiden kliinisten raporttien mukaan hiilidioksidi, Ho-YAG- ja Xe-Cl-eksimeerilasereilla saavutetut vaikutukset rintakipuoireistoon ja kuolleisuuteen ovat olleet samankaltaisia (March ja Guynn 1995, Diegeler ym. 1998, Milano ym. 1998). Objektiivista näyttöä sydämen suorituskyvyn parantumisesta ei kuitenkaan ole aina saatu. Cooley ym. (1994) havaitsivat muusta kuin sydänperäisestä syystä kuolleen obduktiossa kolme kuukautta aikaisemmin hiilidioksidilaserilla tehdyn TMLR:n jäljiltä avoimia kanavia. Useammissa tapausselostuksissa eri laserlaitteilla tehdyt kanavat on kuitenkin todettu tukossa oleviksi (Burkhoff ym. 1996, Gassler ym. 1997). Omat tulokset HYKS:ssa tehtiin ensimmäinen TMLR-toimenpide 16.4.1997. Tähän mennessä toimenpiteitä on tehty yhteensä 14, joista neljä ohitusleikkauksen yhteydessä. Kanavien tekoon olemme käyttäneet Ho-YAG-laseria. Alustavien tulosten mukaan rintakipuoireisto lieventyi yhden luokan verran 50 %:lla potilaista ja 75 % potilaista ilmoitti hyötyneensä selvästi toimenpiteestä. Kuolleisuutta ei ole ollut. Yhdellä potilaalla käytettiin perioperatiivisesti aortan vastapulsaattoria. Lopuksi TMLR:llä on pitkä historia. Hoidon vaikutusmekanismi on edelleen epäselvä. Subjektiivinen hyöty hankalaoireiselle potilasryhmälle on osoitettu. Toimenpiteitä on tehty useissa kymmenissä keskuksissa. Yhdysvalloissa FDA (Food and Drug Administration) on 20.8.1998 hyväksynyt hiilidioksidilaserilla tehtävän TMLR:n. Kirjallisuutta Beck C S. The development of a new blood supply for the heart by operation. Ann Surg 1935; 102: 801 13. Burkhoff D, Fisher P E, Apfelbaum M, Kohmoto T, DeRosa C M, Smith C R. Histologic appearance of transmyocardial laser channels after 4 1/2 weeks. Ann Thorac Surg 1996; 61: 1532 5. Cooley D A, Frazier O H, Kadipasaoglu K A, Pehlivanoglu S, Shannon R L, Angelini P. Transmyocardial laser revascularization: anatomic evidence of long term channel patency. Texas Heart Inst J 1994; 21: 220 4 Diegeler A, Schneider J, Lauer B, Mohr F W, Kluge R. Transmyocardial laser revascularization using the Holium-YAG laser for treatment of end stage coronary artery disease. Eur J Cardiothorac Surg 1998; 13: 392 7. Dobell A R C. Arthur Vineberg and the internal mammary artery implantation procedure. Ann Thorac Surg 1992; 53: 167 9. Fisher P E, Kohmoto T, DeRosa C M, Spotnitz H M, Smith C R, Burkhoff D. Histologic analysis of transmyocardial channels: comparison of CO2 and Holmium-YAG lasers. Ann Thorac Surg 1997; 64: 466 72. Fleischer K J, Goldschmidt-Clermont P J, Fonger J D, Hutchins G M, Hruban R H, Baumgartner W A. One-month histologic response of transmyocardial laser channels with molecular intervention. Ann Thorac Surg 1996; 62: 1051 8. Gassler N, Wintzer H-O, Stubbe H-M, Wullbrand A, Helmchen U. Transmyocardial laser revascularization: histological features in human nonresponder myocardium. Circulation 1997; 95: 371 5. Glover R P, Davila J C, Kyle R H, Beard J C Jr, Trout R G, Kitchell J R. Ligation of the internal mammary arteries as a means of increasing blood supply to the myocardium. J Thoracic Surg 1957; 34: 661 78. Goldman A, Greenstone S M, Preuss F S, ym. Experimental methods for producing a collateral circulation to the heart directly from the left ventricle. J Thorac Surg 1956; 31: 364 74. Horvath K A, Smith W J, Laurence R G, Schoen F J, Appleyard F R, Cohn L H. Recovery and viability of an acute myocardial infarct after transmyocardial laser revascularization. JACC 1995; 25: 258 63. Horvath K A, Cohn L H, Cooley D A, ym. Transmyocardial laser revascularization: results of a multicenter trial with transmyocardial laser revascularization used as a sole therapy for endstage coronary artery disease. J Thorac Cardiovasc Surg 1997; 113: 645 54. Khazei A H, Kime W P, Papadopoulos C, Crowley R A. Myocardial canalization, a new method of myocardial revascularization. Ann Thorac Surg 1968; 6: 163 71. Kohmoto T, Argenziano M, Yamamoto N, ym. Assessment of transmyocardial perfusion in alligator hearts. Circulation 1997(a); 95: 1585 91. Kohmoto T, Fisher P E, Gu A, ym. Physiology, histology, and 2-week morphology of acute transmyocardial channels made with a CO2 laser. Ann Thorac Surg 1997(b); 63: 1275 83. Kohmoto T, DeRosa C M, Yamamoto N, ym. Evidence of vascular growth associated with laser treatment of normal canine myocardium. Ann Thorac Surg 1998; 65: 1360 7. Kwong K F, Kanellopoulos G K, Nickols J C, ym. Transmyocardial laser treatment denervates canine myocardium. J Thorac Cardiovasc Surg 1997; 114: 883 90. Lutter G, Saurbier B, Nitzsche E, ym. Transmyocardial laser revascularization (TMLR) in patients with unstable angina and low ejection fraction. Eur J Cardiothorac Surg 1998; 13: 21 6. Mack C A, Magovern C J, Hahn R T, ym. Channel patency and neovascularization after transmyocardial revascularization using an excimer laser. Results and comparisons to nonlased channels. Circulation 1997; 96 Suppl II: II65 9. Malik F S, Mehra M R, Ventura H O, Smart F W, Stapleton D D, Ochsner J L. Management of cardiac allograft vasculopathy by transmyocardial laser revascularization. Am J Cardiol 1997; 80(2): 224 5. March R J, Guynn T. Cardiac allograft vasculopathy: the potential role for transmyocardial laser revascularization. J Heart Lung Transplant 1995; 14: S242 6. Massimo C, Boffi L. Myocardial revascularization by a new method of carrying blood directly from the left ventricular cavity into the coronary circulation. J Thorac Surg 1957; 34: 257 64. Transmyokardiaalinen laserrevaskularisaatio 217

Milano A, Pratali S, Tartarini G ym. Early results of transmyocardial revascularization with a Holmium laser. Ann Thorac Surg 1998; 65: 700 4. Mirhoseini M, Cayton M M. Revascularization of the heart by laser. J Microsurg 1981; 2: 253 60. Mirhoseini M, Fisher J C, Cayton M M. Myocardial revascularization by laser: a clinical report. Lasers Surg Med 1983; 3: 241 5. Okada M, Shimizu K, Horif H, Nakamura K. A new method of myocardial revascularization by laser. J Thorac Cardiovasc Surg 1991; 39: 1 4. Sen P K, Udwadia T E, Kinare S G, Parulgar G B. Transmyocardial acupuncture, a new approach to myocardial revascularization. J Thorac Cardiovasc Surg 1965; 50: 181 9. Sen P K, Daulatram J, Kinare S G, Udwadia T E, Parulkar G B. Further studies in multiple transmyocardial acupuncture as a method of myocardial revascularization. Surgery 1968; 64: 861 70. Tsang J C-C, Chiu R C-J. The phantom of»myocardial sinusoids»: a historical reappraisal. Ann Thorac Surg 1995; 60: 1831 5. Vineberg A. Clinical and experimental studies in the treatment of coronary artery insufficiency by internal mammary artery implant. J Internat Coll Surg 1954; 22: 503 18. Wearn J T, Mettier S R, Klumpp T G, Zschiesche L J. The nature of vascular communications between the coronary arteries and the chambers of the heart. Am Heart J 1933; 9: 143 64. White M, Hershey J E. Multiple transmyocardial puncture revascularization in refractory ventricular fibrillation due to myocardial ischemia. Ann Thorac Surg 1968; 6: 557 63. JARMO SIMPANEN, LL, vt. erikoislääkäri KALERVO VERKKALA, dosentti, erikoislääkäri kalervo.verkkala@candico.inet.fi HYKS:n kirurgian klinikka, sydän- ja thoraxkirurgian toimiala 00029 HYKS 218