Clinical Aspects on Chimney Stent Graft Technique in Endovascular Repair of the Aorta.

Abstract

Introduction: Open repair of the aorta carries a high risk for morbidity and mortality especially in the elderly population and in patients unfit for major surgery. Endovascular aortic repair is safe, durable and effective when there is adequate proximal and distal sealing zone for the aortic stent graft. Fenestrated and branched stent grafts have made the repair possible for complex but elective cases that do not have an adequate sealing zone. Urgent complex cases and patients with midaortic occlusive diseases do not have any therapeutic alternative if they are not fit for open repair. Chimney graft technique fills this gap and allows the sealing zones for aortic stent graft to be extended as required.

The aim of the present thesis is to study the applicability, safety and durability of CG technique in urgent cases with complex lesions in the thoracic and abdominal aorta including the midaortic occlusive diseases.



Patients and Methods: All patients who received CG were treated urgently or semi-urgently. The majority of the treated aortic lesions were aneurysms, dissections, pseudoaneurysms, infection, and accidental overstented vital aortic side branches. The median age of all patients was 75 years (IQR, 69-78), of them 32% were female except for the first study where all ten patients were female with midaortic occlusive diseases. The second study evaluated the mid to long-term efficacy and durability of the CG technique in 29 patients with urgent and complex lesions of the thoracic aorta. The third study examined the long-term results of CG in preserving the visceral flow of 51 patients with urgent complex aortic lesions. The fourth study evaluated the CTA images of 206 patients with ruptured abdominal aortic aneurysm. The study measured the applicability of CG in patients for whom standard EVAR was contraindicated because of a short aneurysmal neck.



Results: The results showed that CG is applicable and safe for midaortic occlusive diseases with high technical success and patency rate without major adverse effect. The treated patients with thoracic aortic lesions had 14% 30-day mortality, 21% type I endoleak, 7% CG-related mortality, 98% secondary patency and 68% of the aortic lesions shrank significantly. Visceral CG had a 10% 30-day mortality, 6% CG-related mortality, 12% type I endoleak, 93% secondary patency and 63% of the aortic lesions shrank significantly. Twenty-two patients had one renal arteriy sacrificed, 57% of these required permanent renal dialysis. The fourth study proved that CG technique increased the overall suitability for endovascular repair from 34% to 40-46%.



Conclusions: Chimney graft seems effective and safe for treating midaortic occlusive diseases in patients unfit for open surgery. The early and mid to long-term results of the CG technique for urgent and complex lesions of the thoracic and abdominal aorta in high-risk patients are promising with a low early mortality, acceptable rate of type I endoleaks and long durability of the CGs, which may justify a broader applicability of this technique. Most endoleaks could be sealed endovascularly. However, sacrificing a kidney in such elderly population was associated with permanent dialysis in 55% of patients and should be avoided whenever possible. CGs in one or both renal arteries may increase overall suitability of rAAA for EVAR by 6-12%.



Key words: Chimney stent graft, snorkel technique, endovascular aortic repair, thoracic endovascular aortic repair, endoleak, patency, rupture, urgent, stent graft, aorta, computed tomography, ultrasound, stenosis, EVAR, TEVAR.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Inledning/introduktion: Öppen rekonstruktion av aorta innebär en påtaglig risk för postoperativa komplikationer och dödlighet, särskilt i den äldre befolkningen och i dem som är mindre lämpliga för en sådan stor operation. Endovaskulär aorta kirurgi förefaller säker, hållbar och effektiv när det finns tillräcklig proximal och distal tätningszon för en stentgraft. Fenestratede och grenade stentgrafter har gjort det möjligt för att erbjuda endovaskulär kirurgi även till dem som inte har en tillräcklig tätning zon. Men dessa special-kärlproteser är inte rutinmässigt tillgängliga, behöver måttanpassas och är tidskrävande att tillverka (4-6 veckor). De akuta komplicerade fallen och patienter med ocklusiv aortasjukdom har inga andra behandlingsalternativ om de inte lämpar sig för öppen kirurgi. Chimney grafter (skorsten proteser) (CG) teknik fyller denna lucka och gör endovaskulär behandling för denna patientgrupp möjlig. En skorstensgraft är en liten kärlprotes som lägges parallelt med den aortala stentgraften och går till en sidogren som behöver bevaras. Skorstensgrafter bevarar blodflödet till viktiga sidogrenar (t.ex. hjärna, tarm, njurar) och utvidgar tätningszonen för aortala stentgrafter.

Syftet med denna avhandling är att studera kliniska aspekter av denna teknik, inklusive tillämpning, säkerhet och långsiktig hållbarhet.

Avhandlingen innehåller följande fyra studier:

1. Skorstensgrafter bevarar blodflödet till njur- och tarmkärl och möjliggör säker stentning av aortaocklusion i buken. (10 kvinnliga patienter)

2. Effekt och hållbarhet av skorstensgrafter vid brådskande och komplexa aorta sjukdomar i bröstkorgen. (29 patienter)

3. Långtidsresultat av skorstensgrafter för bevarande av njur- och tarmkärl vid brådskande rekonstruktion av bukaorta. (51 patienter)

4. Effekterna av skorstensgraft till njurarna på anatomisk tillämplighet av endovaskulär behandling vid brustet bukaortaaneurysm. (206 patienter)



Patienter och metoder: Alla patienter som fick en skorsten graft i denna studie ansågs mycket riskfyllda för öppen aortakirurgi. Samtliga fall behandlades akut eller brådskande. Majoriteten av de behandlade tillstånden var aortala aneurysm, dissektioner, pseudoaneurysm, infektioner, felaktig överstenting av en vital aortagren och svåra komplikationer av föregående öppen eller endovaskulär aortakirurgi. Patienternas median ålder var 75 (47-87) år och 32% var kvinnor. De tio patienterna med ocklusiv sjukdom var dock samtliga kvinnor.



Resultat: Skorstensgraft vid behandling av ocklusiv aortasjukdom är en helt ny tillämpning av denna teknik som förefaller säker och effektiv. Inga graft- eller kärlocklusionen sågs och för flera en förbättrad njurfunktion. De patienter som fick skorstensgraft för aortasjukdom i bröstkorgen hade 14% 30-dagars mortalitet, 7% skorstensrelaterad dödlighet, 21% typ I endoläckage, 98% sekundär öppetstående, och 68% av de aortala aneurysmen krympte i storlek. Den tredje studien innefattande patienter med skorstensgrafter till njur- och tarmkärl och visade en 10% 30-dagars mortalitet, 6% skorstensrelaterad dödlighet, 93% långsiktig öppetstående och 12% typ I endoläckage. Trettioen större aortala grenar offrades varav 22 var njurartärer. 55% av de patienter som förlorade en njure blev permanent dialyskrävande. Den fjärde studien visade att skorstensgrafter kan öka den totala lämpligheten av brustna bukaortaaneurysm för endovaskulär behandling från standardbehandling 34% till utnyttjande av skorsten graft till 40-46%.



Slutsatser: Oklusiv sjukdom kan komma att behandlas endovaskulärt tack vare skorstensgrafter. Skorstensgrafter förefaller även tillämpliga vid behandling av akut komplex aortal sjukdom både i bröstkorg och buk. I motsats till tidigare rapporter förefaller endoläckage inte vare en starkt begränsande komplikation för denna teknik och de flesta endoläckage kunde tätas endovaskulärt. Patienter där en njure offrades behövde dock permanent dialys i 57% av fallen. Skorstensgrafter i en eller till båda njurartärerna kan öka den totala tillämpligheten av brustna bukaortaaneurysm för endovaskulär behandling med 12%.



Sammanfattningsvis förefaller skorstensgrafter vara lovande vid brådskande komplexa aortasjukdomar i en högriskpopulation. Resultaten motiverar en fortsatt användning och utveckling av denna teknik.



Popular Abstract in Arabic

المقدمة: العمليات الجراحية المفتوحة للشريان الأبهر (الأورطي) تحمل مخاطر عالية للمراضة والوفيات وخاصة عند كبار السن وعند المرضى الغير مؤهلين صحياً لعمليات جراحية كبرى كهذه. تعتبر عمليات علاج الأبهر بالقساطر (العمليات المغلقة) آمنة وفعالة ولها ديمومة جيدة عندما تتوفر منطقة عزل/ختم كافية عند الجزئيان العلوي والسفلي لدعامة (الانبوب المدعوم بهيكل من البلاتينيوم والمزروع داخل الشريان لتوصيل الدم) الأبهر الرئيسية. الدعامات المتطورة كالدعامة ذات النوافذ والدعامة ذات الفروع تمكنت من علاج الحالات المعقدة الاختيارية (الباردة) لأمراض الابهر التي لا توجد فيها أماكن/مناطق عزل كافية لدعامة الأبهر الرئيسية. ومع ذلك، فإن هذه الدعامات لا تتوفر بشكل روتيني وتلقائي في غرف العمليات لأنها تصمم بشكل شخصي حسب مقاسات كل مريض على حدة ويستغرق تصنيع كل منها 4-8 أسابيع وبالتالي فأن الحالات الحرجة لا تستطيع الانتظار طول هذه الفترة ولن تستفيد من هذه الدعامات المتخصصة. أي انه لا توجد أي سبل أو خيارات علاجية لدى الحالات المعقدة الطارئة وحالات انسداد منتصف الابهر (Midaortic or Juxtarenal aortic occlusion) الغير مؤهلين للعمليات الكبرى المفتوحة. تقنية دعامة الإمداد الدموي المزروعة (Chimney stent graft) أتت حديثاً لتسد هذه الفجوة وتمكّن عمليات قساطر الأوعية الدموية من علاج هذه الفئة من المرضى. دعامات الإمداد الدموي المزروعة تؤمن وتحافظ على تدفق الدم إلى الأعضاء الهامة المتفرعة شرايينها من الابهر وفي نفس الوقت تمكّن الجراح من الحصول على منطقة عزل/ختم كافية للدعامة الرئيسية للأبهر بحيث يضمن ثباتها في موقعها المزروعة فيه مع الحيلولة دون التسريب الجانبي للدم.

الهدف من الأطروحة الحالية هو دراسة الجوانب السريرية لهذه التقنية الحديثة بما في ذلك إمكانية تطبيقها عمليا ومدى سلامتها على المريض وكيفية خدمتها داخل الجسم على المدى الطويل. كما تدرس الاطروحة إمكانية هذه التقنية ومساهمتها في توسيع دواعي التدخل العلاجي بقساطر الاوعية الدموية لعلاج الحالات الصعبة الطارئة سواء كانت في منطقة الصدر ام في البطن وعلاج حالات انسداد منتصف الابهر وكذلك المضاعفات المستعصية الناتجة من عمليات سابقة في الابهر بتقنيات أخرى سواء كانت مفتوحة أم مغلقة.

تتضمن الأطروحة الدراسات الأربع التالية:

1- دعامة الإمداد الدموي المزروعة تحافظ على التروية الدموية لأعضاء البطن وتسمح بزراعة أمنة لدعامة الأبهر كعلاج لحالات انسداد منتصف الأبهر. (عشرة مرضى من النساء)

2- فعالية وديمومة دعامات الإمداد الدموي المزروعة مع العمليات المغلقة لقساطر الاوعية الدموية للأبهر في منطقة الصدر لعلاج الحالات المعقدة الطارئة. (29 مريضا)

3- النتائج طويلة المدى لتقنية دعامة الإمداد الدموي المزروعة لتأمين التروية الدموية لأعضاء البطن اثناء العلاج المغلق بقساطر الاوعية الدموية للحالات المعقدة الطارئة للأبهر في منطقة البطن. (51 مريضا)

4- تأثير دعامة الإمداد الدموي المزروعة على الملاءمة/التوافق التشريحية للعمليات المغلقة لقساطر الاوعية الدموية في حالات تمزق تمدد الأبهر البطني (ruptured abdominal aortic aneurysm). (206 مريضا)



المرضى وطرق البحث: جميع امراض هذه المجموعة ممن حصلوا على دعامة الإمداد المزروعة كانوا غير مؤهلين لعمليات كبرى مفتوحة وكانت حالاتهم طارئة استدعت معالجتهم على وجه السرعة. وشملت آفات الأبهر التي تمت معالجتها بهذه التقنية التمدد المرضي للأبهر (Aneurysm)، تسلخ الأبهر(Dissection)، التمدد الكاذب للأبهر(pseudoaneurysms) ، والعدوى، اغلاق عرضي (overstented) لفروع حيوية للأبهر ومضاعفات مستعصية لعمليات سابقة في الأبهر سواء كانت مفتوحة أو مغلقة. بلغ متوسط عمر جميع المرضى 75 (47-87) سنة، منهم 32٪ من الإناث.



النتائج: كان الاستخدام الاستثنائي لهذه التقنية في علاج مجموعة محدودة من حالات انسداد منتصف الابهر آمنة وفعالة ولم تظهر لها أثار سلبية تستدعي القلق. تكللت جميع العمليات بالنجاح التقني وظلت جميع الدعامات مفتوحة اثناء فترة المتابعة التي تجاوزت الست سنوات عند بعض الامراض بل وتحسنت وظائف الكلى لدى من كانوا يعانون من قصور في وظائفها من قبل اجراء العملية. تضمنت نتائج علاج المرضى الذين عانوا من اعتلال الأبهر الصدري (29 مريض) الاتي: وفيات اول ثلاثين يوم بعد العملية 14٪، الوفيات ذات الصلة بدعامة الإمداد المزروعة 7٪، تسريب من النوع الأول (type I endoleak) 21٪ ، استمرار نفاذية (عمل) الدعامات 98٪ ، وانكمشت 68٪ من حالات التوسع المرضي للأبهر.

في الدراسة الثالثة بينت النتائج طويلة الأمد لدعامات الشرايين الرئيسية لأعضاء البطن (51 مريض) ان نسبة وفيات الثلاثين يوم قد بلغت 10% و6% نسبة الوفيات التي ترجع أسبابها الى الدعامة المزروعة واستمرت نسبة نفاذية الدعامات على المدى الطويل 93% بينما بلغت نسبة التسريب من النوع الأول 12%. تم الاستغناء عمدا (لأسباب تقنية) عن 31 شريان بطني منهم 22 شريان كلوي احتاج 55% منهم الى غسيل دوري دائم للكلى. وأظهرت الدراسة الرابعة أن تقنية دعامة الإمداد المزروعة قد تزيد من ملاءمة حالات تمزق التوسع المرضي للأبهر البطني لعمليات قساطر الاوعية الدموية المغلقة من 36٪ إلى 40-46٪.



النتائج: أظهرت النتائج ان الاستخدام الاستثنائي لدعامة الامداد الدموي المزروعة في علاج حالات انسداد منتصف الابهر آمنة وفعالة. كما أظهرت دعامة الامداد الدموي المزروعة فاعلية وديمومة في علاج الأفات الأخرى الطارئة للأبهر الصدري والبطني لدى المرضى الغير مؤهلين لعمليات كبرى مفتوحة. وعلى عكس ما قد زعم في تقارير سابقة لا يبدو أن التسريب وليكان الدم يشكل مشكلة كبيرة لهذه التقنية، بل ان التدخل المغلق لقساطر الاوعية الدموية قادر على علاج اغلب حالات التسريب. ولكن التضحية بكلية لأمراض مسنين كهؤلاء يصاحبه نسبة خطورة عالية (55%) لفشل كلوي يحتاج الى غسيل دائم للكلى ولهذا يجب الحفاظ على كلا الكليتين قدر المستطاع. زراعة دعامة الامداد الدموي في أحد أو كلا الشرايين الكلوية قد تزيد من ملاءمة حالات تمزق الابهر المتمدد للعلاج بواسطة قساطر الاوعية الدموية المغلقة بنسبة 12٪ كما ان هذه النسبة قد تزيد الى 60% إذا ما تم التغلب على مشاكل الوصول واختراق الشرايين.



الخلاصة: بشكل عام أضهرت تقنية دعامة الامداد الدموي المزروعة نجاح سريري ولها نتائج واعدة في علاج الحالات الطارئة للأمراض الغير قادرين على اجتياز او تحمل عمليات كبرى مفتوحة. هذا يبرر تطبيق أوسع لهذه التقنية ويدعو الى مزيد من الاهتمام لتطويرها.

• author: BinJabr, Adel
• supervisor: Martin Malina; Bengt Lindblad; Tim Resch; Anders Gottsäter
• opponent: Professor Debus, E. Sebastian, Klinik und Poliklinik für Gefäßmedizin University Heart Center Hamburg.
• organization: Vascular Diseases - Clinical Research (research group)
• publishing date: 2015
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Cardiac and Cardiovascular Systems
• keywords: Chimney stent graft, chimney graft, chimney graft technique, snorkel technique, endovascular aortic repair, thoracic endovascular aortic repair, endoleak, patency, rupture, urgent, stent-graft, stent, graft, aorta, computed tomography, ultrasound, stenosis, EVAR, TEVAR, CTA, MRI, AAA, TAAA, supraaortic, visceral, aneurysm, dissection, mycotic infection, stent-graft infection, follow-up, endovascular complication, sandwich technique, periscope graft, periscope graft technique.
• categories: Higher Education
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2015:27
• pages: 131 pages
• defense location: Conference room at the radiological department ingång 42 plan 2, Skåne University Hospital, Malmö
• defense date: 2015-02-27 08:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-7619-106-4
• DOI: 10.1177/1526602814564384
• language: English
• LU publication?: yes
• id: ca9e408a-feb5-406f-bf7c-fbde7477a6d0 (old id 5045167)
• alternative location: http://www.jvascsurg.org/article/S0741-5214(12)01926-X/fulltext
• alternative location: http://www.jvascsurg.org/article/S0741-5214(14)02226-5/fulltext
• date added to LUP: 2016-04-01 15:01:46
• date last changed: 2022-01-28 03:43:08