Potential Long-Term Complications of Endovascular Stent Grafting for Blunt Thoracic Aortic Injury

Abstract

Blunt thoracic aortic injury (BTAI) is a rare, but lethal, consequence of rapid deceleration events. Większość ofiar BTAI umiera na miejscu wypadku. Spośród tych, którzy dotarli do szpitala żywi, szybka interwencja aortalna znacząco poprawia przeżywalność. Zabieg wewnątrznaczyniowej naprawy aorty piersiowej (TEVAR) został zaakceptowany jako standard postępowania w BTAI w wielu ośrodkach, głównie ze względu na przekonujące dowody mniejszej śmiertelności i zachorowalności w porównaniu z operacją otwartą. Mniej uwagi poświęca się jednak potencjalnym długoterminowym powikłaniom TEVAR w przypadku BTAI. W niniejszej pracy skupiono się na tych powikłaniach, do których należą: postępujące rozszerzanie się aorty wraz ze starzeniem się, nieodpowiednia charakterystyka stentgraftu, obawy dotyczące trwałości urządzenia, obawy dotyczące długoterminowej ekspozycji na promieniowanie związane z następczymi skanami tomografii komputerowej oraz potencjalne powikłania (Victims of Modern Imaging Technology) VOMIT.

1. Background

Blunt thoracic aortic injury (BTAI) is a leading cause of mortality in trauma patients, accounting for 8,000 deaths per year in North America . Wypadki samochodowe są odpowiedzialne za większość z tych urazów, chociaż BTAI z autopedestrian kolizji, wypadków lotniczych, upadków i urazów zgniatania zostały zgłoszone. Gwałtowne hamowanie powoduje siły ścinające w cieśni aorty, ostry ucisk przepony, skręcenie aorty i ucisk aorty między kręgosłupem a mostkiem. BTAI spowodowany deceleracją zazwyczaj skutkuje poprzecznym rozerwaniem aorty w pobliżu więzadła tętniczego (ligamentum arteriosum) o różnym stopniu ciężkości, od częściowego obwodowego rozerwania błony wewnętrznej, które może się spontanicznie zagoić bez interwencji, do całkowitego przecięcia aorty, co prowadzi do szybkiego wykrwawienia i śmierci. Około 80-90% ofiar BTAI umiera przed dotarciem do szpitala. Spośród pacjentów, którzy dotrą do szpitala żywi, śmiertelność wynosi 65%, chyba że zostanie wykonana naprawa aorty metodą otwartej operacji lub wewnątrznaczyniowej naprawy aorty piersiowej (TEVAR).

Do niedawna chirurgiczna naprawa aorty była standardem postępowania w przypadku BTAI. Większość przypadków obejmuje chirurgiczną interpozycję syntetycznego przeszczepu z aktywnym bypassem w celu osiągnięcia dystalnej perfuzji aortalnej, chociaż prosta naprawa może być podjęta w przypadku minimalnych uszkodzeń aorty. Jednak chirurgiczna naprawa aorty wiąże się z dużą śmiertelnością i zachorowalnością. Od czasu pierwszego doniesienia o TEVAR w leczeniu BTAI w 1997 roku, procedura ta stała się standardem postępowania w wielu ośrodkach ze względu na uniknięcie lewej torakotomii, zaciskania aorty, wentylacji na jednym płucu i systemowej antykoagulacji oraz ze względu na lepsze wyniki krótkoterminowe w porównaniu z operacją otwartą. Obecnie żaden endograft nie został zatwierdzony do leczenia BTAI i dlatego doświadczenie z tymi urządzeniami jest ograniczone do badań klinicznych w centrach doskonałości lub do stosowania poza wskazaniami.

2. Leczenie tępego uszkodzenia aorty piersiowej

Kliniczna korzyść z naprawy aorty po BTAI, niezależnie od zastosowanej metody, jest oczywista. Przy nieoperacyjnym postępowaniu w BTAI śmiertelność wynosi około 1% na godzinę w ciągu pierwszych 48 godzin. Interwencja aortalna znacząco zmienia historię naturalną BTAI, przy czym TEVAR oferuje krótkoterminowe korzyści w porównaniu z naprawą chirurgiczną. Hoffer i wsp. dokonali przeglądu 19 badań, w których porównano TEVAR z otwartą operacją w leczeniu BTAI. TEVAR wiązał się z mniejszym ryzykiem śmiertelności i paraplegii. Metaanaliza przeprowadzona przez Xenosa i współpracowników wykazała podobne wyniki, faworyzujące TEVAR, ze współczynnikiem szans 0,44 i 0,32 odpowiednio dla śmiertelności i paraplegii. W następnym roku ta sama grupa uaktualniła te wyniki z podobnymi rezultatami. Tang i wsp. podali, że TEVAR zmniejszył śmiertelność o 50% w porównaniu z operacją otwartą i nie spowodował paraplegii (w porównaniu z 5,6% w przypadku operacji). Wreszcie, w prospektywnym nierandomizowanym badaniu wieloośrodkowym TEVAR przyniósł lepsze wyniki w porównaniu z otwartą operacją w zakresie śmiertelności (7,2% w porównaniu z 23,5%), ale bez statystycznej różnicy w zakresie paraplegii (0,8% w porównaniu z 2,9%). W sumie, w niewyselekcjonowanych populacjach, TEVAR nie zapewnia przewagi w zakresie przeżywalności ani nie zmniejsza ryzyka paraplegii. Obserwację tę można przypisać wyższemu odsetkowi powikłań po TEVAR w przypadku BTAI w mniej doświadczonych ośrodkach.

Głównym celem leczenia chorych z BTAI jest przeżycie, dlatego korzystne wyniki krótkoterminowe są niezbędne. Stosunkowo mniej uwagi poświęcono jednak potencjalnym długoterminowym wynikom TEVAR w przypadku BTAI. Dotychczas nie przeprowadzono badań dotyczących TEVAR z powodu BTAI, w których opisano długoterminowe wyniki kliniczne i radiograficzne. W niniejszej pracy skoncentrujemy się na potencjalnych długoterminowych powikłaniach u pacjentów leczonych TEVAR z powodu BTAI, w tym na postępującym rozszerzaniu się aorty wraz ze starzeniem się, nieodpowiedniej charakterystyce stentgraftu, obawach dotyczących trwałości urządzenia, obawach dotyczących długoterminowej ekspozycji na promieniowanie w następczych badaniach tomografii komputerowej oraz potencjalnym występowaniu VOMIT (Victims of Modern Imaging Technology).

3. Potencjalne powikłania wewnątrznaczyniowego wszczepienia stentgraftu w tępym urazie aorty piersiowej

3.1. Aortic Expansion over the Lifespan

Zdrowa aorta piersiowa zwiększa swoją średnicę o około 1,5 mm na dekadę i dlatego teoretycznie może urosnąć o prawie 10 mm od okresu dojrzewania do starości. Zalecane rozmiary stentgraftów dla BTAI wahają się od 0 do 20% większe niż średnica aorty. W oparciu o te wytyczne, stentgraft o średnicy 27 mm mógłby bezpiecznie pomieścić aortę o średnicy 22,5 do 27 mm. Jednakże, jeśli pacjent z aortą o średnicy 24 mm jest leczony urządzeniem o średnicy 27 mm, aorta może rozszerzyć się poza średnicę stentgraftu w ciągu około 20 lat, zakładając, że stentgraft nie miał wpływu na wzrost aorty. Taki stopień rozszerzenia znacznie zwiększyłby ryzyko zapadnięcia się urządzenia, migracji i/lub endoleaku, a przy braku ostatecznej naprawy chirurgicznej może wymagać wielokrotnych ponownych interwencji TEVAR w ciągu całego życia, aby uwzględnić ten postępujący wzrost. Forbes i wsp. dokonali przeglądu skanów tomografii komputerowej 21 pacjentów, którzy przeszli TEVAR z powodu BTAI i mieli co najmniej 1 rok obserwacji. Niepokojące jest to, że średnica aorty bezpośrednio dystalnie od lewej tętnicy podobojczykowej zwiększała się w tempie 0,8 mm na rok w średnim okresie obserwacji 2,6 roku – jest to tempo rozszerzania się aorty 5-krotnie szybsze niż w zdrowej aorcie. Zachowanie aorty po tym okresie nie jest znane, ale dane te dodatkowo podkreślają potrzebę regularnej obserwacji u tych pacjentów. Obawy związane z rozrostem aorty mogą być nieco złagodzone przez fakt, że umieszczenie endograftów powoduje odczyn włóknisty wokół przeszczepu, co sprzyja przyleganiu aorty do przeszczepu.

3.2. Nieodpowiednia charakterystyka stentgraftu

Postępy w technologii stentgraftów pozostały w tyle za powszechnym stosowaniem TEVAR w leczeniu różnych patologii aorty. Spośród trzech stentgraftów piersiowych zatwierdzonych obecnie do użytku w Stanach Zjednoczonych (Medtronic Talent, Cook TX2 i Gore TAG) żaden nie jest wskazany do stosowania u pacjentów z urazami. Ponadto, ponieważ te urządzenia zostały zatwierdzone do stosowania u pacjentów ze zwyrodnieniową chorobą aorty, charakterystyka obecnych urządzeń jest mniej niż idealna dla pacjentów z BTAI. Idealne urządzenie specyficzne dla urazu byłoby przystosowane do dostarczania przez małe naczynia dostępowe i rozmieszczenia w aorcie o małej średnicy z ciasną krzywizną promienia w łuku aorty i stosunkowo większą podatnością pulsacyjną i prędkością przepływu.

Średnia średnica aorty przylegającej do BTAI wynosi 19 mm, a najmniejsza zgłoszona do 14 mm . Jednakże, dostępne stentgrafty nie mogą pomieścić całego zakresu średnic aorty u typowego pacjenta z BTAI. W związku z tym u wielu pacjentów z BTAI odmawia się wykonania TEVAR z powodu małej średnicy aorty lub stosuje się u nich nadmiernie duże urządzenia. Ciasne ustawienie kątowe łuku aorty u młodego pacjenta po urazie stwarza dodatkowe trudności w prawidłowym umieszczeniu endograftu. Ponieważ większość BTAI występuje w pobliżu więzadła tętniczego (ligamentum arteriosum), a średnia długość pomiędzy uszkodzeniem a ostium lewej tętnicy podobojczykowej wynosi 5,8 mm, mierząc wzdłuż krzywizny mniejszej, proksymalna strefa lądowania endoprotezy jest zwykle dystalnie od ostium lewej tętnicy podobojczykowej lub, w niektórych przypadkach, dystalnie od lewej tętnicy szyjnej wspólnej, co wymaga pokrycia lewej tętnicy podobojczykowej. Połączenie strefy lądowania w ciasnym łuku aorty z relatywnie nieelastycznym stentgraftem może skutkować ptasim dziobem, zjawiskiem charakteryzującym się malapozycją stentgraftu ze ścianą aorty, co wiąże się z 64% wskaźnikiem endoleaku i znanym czynnikiem ryzyka dla późniejszego upadku urządzenia .

Załamanie się urządzenia jest zjawiskiem obserwowanym w 1% do 19% napraw TEVAR dla BTAI i jest głównie przypisywane nadmiernemu rozmiarowi urządzenia w połączeniu z ciasnym promieniem krzywizny aorty . W rzeczywistości typowy endograft, który uległ uszkodzeniu, jest przewymiarowany o 27 ± 12%. Chociaż zwykle odnotowuje się je w ciągu 30 dni od zabiegu, przypadki zapadnięcia się urządzenia są zgłaszane po 3 latach od TEVAR . Najczęściej zgłaszano przypadki zapadnięcia się urządzenia w przypadku urządzenia Gore TAG – 169 przypadków, z których 72% wymagało ponownej interwencji, a 8% zakończyło się zgonem, zgodnie z Annual Clinical Update producenta z 2011 roku. Ponadto sugeruje się, że wytrzymałość promieniowa urządzenia Gore TAG jest niewystarczająca, aby zapobiec zawijaniu się urządzenia, gdy dolna krawędź urządzenia wystaje do światła aorty, szczególnie w przypadku zbyt dużego urządzenia w małej aorcie. W przeciwieństwie do nich, urządzenia Talent i TX2 mają rzekomo stosunkowo większą wytrzymałość promieniową, a przypadki zapadania się urządzenia zgłaszane są niezwykle rzadko. Dane te sugerują, że wybór endoprzeszczepu może wpływać na wyniki leczenia BTAI. Trwają badania kliniczne nad urządzeniami specyficznymi dla danego urazu, które mają więcej możliwości doboru rozmiaru, większą wytrzymałość promieniową i lepszą zdolność dopasowania się do łuku aorty, a tym samym potencjalnie minimalizują efekt „bicia ptaków”.

3.3. Obawy dotyczące trwałości urządzenia

Kliniczne próby wewnątrznaczyniowych stentgraftów regulowane przez Food and Drug Administration zwykle nakazują obserwację pacjenta przez 5 lat po leczeniu. Pulsacyjne testy zmęczeniowe endograftów wewnątrz klatki piersiowej są zazwyczaj symulowane przez 400 milionów cykli, co odpowiada 10 latom in vivo. Takie czasy trwania są odpowiednie do badania tętniaka aorty piersiowej, ponieważ typowy czas życia pacjenta po TEVAR wynosi 7 lat . Jednak w przypadku pacjentów z BTAI leczonych metodą TEVAR, u których przewidywany czas życia wynosi kilkadziesiąt lat, długoterminowa trwałość urządzenia staje się głównym problemem, a obecne metody oceny stentgraftu są prawdopodobnie nieodpowiednie. Dotychczas najdłuższy opisany średni czas obserwacji po TEVAR w przypadku BTAI wynosi 8,7 roku i nie odnotowano istotnej przewagi przeżycia w porównaniu z operacją otwartą do 4 lat (11% w porównaniu z 16%, ). Wyniki kliniczne po tym okresie nie są znane. Producenci stentgraftów powinni rozważyć rozszerzenie testów wytrzymałościowych dla stentgraftów specyficznych dla danego urazu, proporcjonalnie do wydłużenia czasu życia pacjentów po leczeniu. Ponadto organy regulacyjne powinny rozważyć wprowadzenie obowiązku dłuższych okresów obserwacji w badaniach klinicznych TEVAR z powodu BTAI w celu zebrania co najmniej danych dotyczących śmiertelności i specyficznych dla danego urządzenia.

3.4. Excessive Cumulative Radiation Exposure

Helical CT scans of the chest have become the diagnostic tool of choice for patients with suspected deceleration injury. Pojedyncza tomografia komputerowa klatki piersiowej naraża pacjenta na promieniowanie jonizujące w ilości około 7 mSv. Dla porównania, jednorazowa ekspozycja na 10 mSv promieniowania jonizującego spowoduje ostatecznie raka u 1 na 1000 osób. Zakładając, że 40-letni pacjent po urazie ma przed sobą jeszcze 30 lat życia i coroczne badania kontrolne z użyciem CT klatki piersiowej z wzmocnieniem kontrastowym, skumulowana dawka skuteczna CT wyniosłaby 210 mSv, co znacznie zwiększyłoby ryzyko zachorowania na nowotwór złośliwy. Ponadto ryzyko wystąpienia nowotworu wywołanego promieniowaniem jest większe u młodszego pacjenta (np. typowej ofiary urazu) niż u pacjenta starszego. Ogólnie rzecz biorąc, korzyści z dożywotniej corocznej tomografii komputerowej w celu oceny stanu endoprzeszczepu mogą być w pewnym stopniu zniwelowane przez podwyższone ryzyko nowotworu wynikające z dużej, trwającej całe życie ekspozycji na promieniowanie jonizujące.

3.5. Potencjał dla VOMIT

Wraz z pojawieniem się spiralnej tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości w diagnostyce podejrzenia BTAI, identyfikacja minimalnych zmian aortalnych stała się coraz bardziej powszechna. Około 10% pacjentów z BTAI doświadcza minimalnych uszkodzeń aorty, które skutkują ogniskowym rozdarciem błony wewnętrznej bez lub z niewielkim udziałem błony środkowej. Jednak 21% pacjentów z BTAI z minimalnymi uszkodzeniami aorty jest poddawanych TEVAR, pomimo przeciwnych wytycznych praktyki klinicznej Towarzystwa Chirurgii Naczyniowej. Badania in vitro i in vivo na zwierzętach wykazały, że obrażenia tętnic ograniczone do intimy i wewnętrznego ośrodka goją się całkowicie bez interwencji. Malhotra i współpracownicy nie stwierdzili pęknięć aorty u 9 pacjentów z minimalnymi urazowymi uszkodzeniami aorty, u których zastosowano postępowanie nieoperacyjne. W sumie definicja minimalnego urazu jest niejednoznaczna, a historia naturalna tych urazów może obejmować rozwój tętniaka rzekomego nawet w 50% przypadków . Niemniej jednak rosną obawy, że minimalne uszkodzenia aorty rozpoznane w tomografii komputerowej w połączeniu z powszechnym entuzjazmem dla stentgraftów mogą prowadzić do niepotrzebnych zabiegów TEVAR. Podgrupa pacjentów, którzy niepotrzebnie poddawani są TEVAR w obecności minimalnego BTAI, zwana inaczej VOMIT (Victims of Modern Imaging Technology), narażona jest na niepotrzebne ryzyko związane z procedurą i urządzeniami, biorąc pod uwagę ogólnie korzystne rokowanie nieleczonego minimalnego uszkodzenia aorty. Chociaż nie jest to długoterminowe powikłanie per se, pacjenci ci są podatni na wszystkie długoterminowe ryzyka związane z urządzeniami, o których była mowa wcześniej (w tym 20% ryzyko powikłań związanych z urządzeniami w okresie pooperacyjnym), podczas gdy w rzeczywistości prawdopodobnie mogliby być skutecznie leczeni za pomocą środków nieoperacyjnych.

4. Podsumowanie

Ocena długoterminowych powikłań po TEVAR z powodu BTAI jest najlepiej zarządzana przez regularną kliniczną i radiograficzną obserwację pacjenta. Jednak typowy pacjent po BTAI jest notorycznie niesolidny w uczęszczaniu na zaplanowane wizyty kontrolne. W jednym z badań nad TEVAR z powodu BTAI stwierdzono, że 70% pacjentów nie zgłosiło się na kontrolne badania obrazowe po wypisie ze szpitala, pomimo edukacji pacjenta przed wypisem i agresywnych prób nawiązania kontaktu z pacjentem po wypisie. Dlatego potencjał długoterminowych powikłań TEVAR w leczeniu BTAI może być jeszcze bardziej wyolbrzymiany przez brak stałego nadzoru medycznego. Nawet gdy producenci stentgraftów kontynuują wysiłki zmierzające do opracowania endograftów specyficznych dla urazów, pozostają problemy związane z ciągłym rozszerzaniem się aorty, nieznaną trwałością urządzeń, nadmierną ekspozycją na promieniowanie i możliwością wystąpienia VOMIT. Podsumowując, pomimo niewątpliwych krótkoterminowych korzyści z TEVAR u pacjenta z BTAI, istnieje w dużej mierze nierozpoznany potencjał poważnych długoterminowych powikłań tej procedury.

Konflikt interesów

Autor deklaruje brak konfliktu interesów.

Ujawnienie

Autor kontrolował decyzję o złożeniu tej pracy do publikacji.