Herzchirurgie | Verfahren und Risiken von Herzoperationen

Herzchirurgie (Herzoperation)

Die Herzchirurgie beschäftigt sich mit der chirurgischen Behandlung (Herzoperation) der angeborenen und erworbenen Erkrankungen des Herzens, der herznahen großen Gefäße und des Herzbeutels. Zur Herzchirurgie gehören insbesondere der Koronararterienbypass, der Herzklappenersatz oder, wenn möglich, die Klappenkorrektur (Rekonstruktion), die Korrektur angeborener Herzfehler, Eingriffe an der aufsteigenden und absteigenden Hauptschlagader (Aorta) und ihrem Bogen, Herz- bzw. Lungentransplantationen und das Panzerherz. Ein relativ neues Beschäftigungsfeld der Herzchirurgie sind die als „Kunstherz“ bekannten Herzunterstützungssysteme.

Aortenklappenersatz
Beispiel für eine Herzoperation: Operativer Einsatz einer biologischen Aortenklappe

Eine Herzoperation ist einer der größten chirurgischen Eingriffe am Menschen. Als Beispiel sei nur der künstliche Ersatz der Atmung durch eine Beatmungsmaschine, der Ersatz der Pumpfunktion des Herzens durch die Herz-Lungen-Maschine mit der notwendigen Hemmung der Gerinnungsfähigkeit des Blutes und die Unterdrückung des Bewusstseins durch eine Allgemeinnarkose erwähnt. Herzoperationen im Rahmen der Herzchirurgie werden seit mehr als 40 Jahren durchgeführt. Die moderne Medizin ist mittlerweile so weit entwickelt, dass solch eine komplexe Behandlungsmethode mit einem geringen Risiko durchführbar ist.

Voruntersuchungen und Vorbereitung einer Herzoperation

Bevor eine Herzoperation durchgeführt werden kann, muss eine genaue Diagnose gestellt und der Patient auf die Herzoperation vorbereitet werden. Fast in jedem Fall ist vor der Herzoperation eine Herzkatheteruntersuchung unumgänglich. Nur bei jungen Menschen mit unkomplizierten Herzfehlern, bei denen eine genaue Diagnose mittels Ultraschalluntersuchung gestellt werden konnte, kann man auf eine Katheteruntersuchung verzichten.

Weitere diagnostische Maßnahmen haben als Ziel, die möglichen Nebenerkrankungen im Vorfeld der Herzchirurgie zu erkennen und zu behandeln, um das Risiko einer Herzoperation zu verringern. Dazu gehören unter anderem die Untersuchung der Halsschlagadern (Carotis), die Sanierung der Infektionsherde im Zahn-, Rachen- und Nasenbereich vor den Klappenoperationen und die Prüfung der Lungenfunktion.

Auch eine Gewichtsreduktion bei deutlich übergewichtigen Patienten und eine vollständige Nikotinkarenz sollten vor einer Herzoperation angestrebt werden. Trotz aller Vorbereitungen und Vorsichtsmaßnahmen kann man mögliche Komplikationen im Rahmen der Herzchirurgie nicht vollständig ausschließen.

Rolle der Herz-Lungen-Maschine in der Herzchirurgie

Zahlreiche Herzoperationen, die im Rahmen der Herzchirurgie an der Herzoberfläche, an den herznahen Gefäßen und innerhalb der Herzbinnenräume durchgeführt werden, sind nur an einem nichtschlagenden, blutleeren Herzen durchführbar. Für diese Eingriffe der Herzchirurgie werden das Herz und die Lungen aus dem Kreislauf ausgeschaltet und stillgelegt. Ihre Funktion wird durch eine Herz-Lungen-Maschine (HLM), die aus einem System aus (meistens Roller-) Pumpen, Schläuchen und einem Gasaustauscher (Oxygenator) besteht, übernommen. Der Oxygenator ist mit einem Wärmeaustauscher, mit dem die Blut- und somit auch die Körpertemperatur reguliert wird, verbunden.

Über die angebrachten Kanülen und Schläuche fließt das Blut aus dem rechten Vorhof oder den beiden Hohlvenen in den Gasaustauscher. Dort wird es mit Sauerstoff angereichert vom Kohlendioxid gereinigt und dann in den arteriellen Kreislauf des Patienten, meistens über die Aorta, zurückgepumpt. Diesen Vorgang nennt man extrakorporale Zirkulation (EKZ) oder cardiopulmonalen Bypass.

Heart-lung bypass
Verwendung einer Herz-Lungenmaschine

Vor Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine wird das Blut mittels Heparin ungerinnbar gemacht, um während der Herzoperation eine Gerinnselbildung in Schläuchen und Oxygenator zu vermeiden. Am Ende der Herzoperation, nach dem Abschalten der HLM wird die Wirkung von Heparin mit einem Gegenmittel (Protamin) aufgehoben und die Gerinnung wiederhergestellt.

Hypothermie in der Herzchirurgie

Mittels des Wärmeaustauschers kann die Körpertemperatur gesteuert werden. Abhängig von der Art der herzchirurgischen Operation wird sie in verschiedenem Maße abgesenkt.

Mit der Absenkung der Körpertemperatur vermindert sich der Sauerstoffbedarf der Zellen, die dadurch vor Schädigung durch Sauerstoffmangel geschützt sind. Diesen Vorgang nennt man Hypothermie. Bei der so genannten tiefen Hypothermie, die einen vorübergehenden, bis zu 30 Minuten langen Kreislaufstillstand erlaubt, wird der Körper bis auf ca. 18°C gekühlt. Sie wird z.B. bei den herzchirurgischen Operationen am Aortenbogen zum Schutz des Gehirns angewandt.

Das Herz wird während der Herzchirurgie stillgestellt, indem es durch das Abklemmen der Aorta von der Blutzufuhr abgeschnitten und zusätzlich ein Mittel, das zur Unterbrechung der Herzmuskelkontraktion führt, in die Kranzgefäße infundiert wird. Gleichzeitig wird das Herz gekühlt.

Mögliche Komplikationen beim Einsatz der Herz-Lungen-Maschine in der Herzchirurgie

Nach der Freigabe der Durchblutung nimmt das Herz meistens spontan seine Tätigkeit wieder auf, manchmal ist ein Stromschlag notwendig.

Die Herz-Lungen-Maschine kann in der Herzchirurgie über mehrere Stunden ohne wesentliche Nebenwirkungen eingesetzt werden. Ihr Einsatz kann aber zu unerwünschten Reaktionen oder Komplikationen, wie z.B. Veränderungen in der Blutgerinnung, der Organdurchblutung und -funktion und Aderverschlüssen führen.

Heutzutage können einige Bypass-Operationen mit den so genannten „minimal-invasiven Techniken“ ohne Einsatz der HLM durchgeführt werden. Dabei werden die Verbindungen an den Kranzgefäßen am schlagenden Herzen unter lokaler Stabilisierung der Herzwandabschnitte angelegt.

Behandlung nach einer herzchirurgischen Operation (Herzoperation)

An die Herzoperation schließt sich eine postoperative intensivmedizinische Behandlung an. Auf der Intensivstation wird der Patient noch einige Zeit künstlich beatmet, die Herzfunktion wird ständig überwacht und bei Bedarf mit Medikamenten unterstützt.

Nach jeder Herzoperation ist es notwendig, dass der Patient für eine gewisse Zeit – meist nur für eine Nacht – auf einer Intensivstation beobachtet und gegebenenfalls behandelt wird.

Da alle wichtigen Lebensfunktionen nach einer Herzoperation stark beeinflusst sind, braucht der Körper eine bestimmte Zeit, um seine ursprüngliche Stabilität wieder zu finden. Der hierfür notwendige Zeitraum ist abhängig von mehreren Faktoren. Zum Beispiel vom Allgemeinzustand des Patienten, dem Schweregrad der Erkrankung und Nebenerkrankungen, der Dauer und Komplexität der Operation. Nach einer normalen Bypass-Operation beträgt dieser Zeitraum ungefähr 4 – 8 Stunden.

Während dieser vulnerablen Periode werden viele Faktoren inklusive der Vitalparameter des Patienten sehr eng überwacht, um kleinste Abweichungen von der Norm zu erkennen und zu therapieren. Nur so können optimale Bedingungen für die größtmögliche Sicherheit und möglichst schnelle Erholung gewährleistet werden.

Einlieferung in die Intensivstation

Eine so engmaschige Überwachung ist nur auf einer Intensivstation möglich. Hier findet man alle erforderlichen Voraussetzungen wie Pflege- und ärztliches Personal rund um die Uhr, sowie Monitorsysteme für eine kontinuierliche Überwachung. Zur Verfügung stehen modernste Geräte für die Unterstützung von mehreren Lebensfunktionen, z.B. Beatmungsmaschinen, Geräte für Nierenersatzverfahren oder Geräte für die mechanische Unterstützung des Kreislaufs (Herzunterstützungssysteme).

Nach einer Herzoperation kommt der Patient meistens in tiefer Allgemeinnarkose und beatmet auf die herzchirurgische Intensivstation. Hier wird er vom Arzt und dem Pflegeteam übernommen, körperlich gründlich untersucht, ein EKG geschrieben, an die Beatmungsmaschine und den Patientenmonitor angeschlossen. Zudem wird eine Röntgenaufnahme des Brustkorbs angefertigt, um eventuellen Komplikationen nach der Herzoperation sofort entgegenwirken zu können.

Beendung der Narkose und Aufwachphase

Während der ersten Stunden erhält der Patient unter anderem Schmerz- und z.T. Schlafmittel. Nach sicherer Stabilisierung der Lebensfunktionen und Ausschluss möglicher Komplikationen wird die Narkose beendet und die Aufwachphase eingeleitet. Unter nachlassender Wirkung der Schlafmittel wacht der Patient in der Regel innerhalb von 2 – 3 Stunden auf.

Wenn der Patient aufwacht, kann er nicht direkt sprechen, da der Beatmungsschlauch noch durch den Mund zwischen den Stimmbändern durchgeführt wird. Dies ist eine ein wenig unangenehme, aber nicht schmerzhafte Phase, woran man sich später Dank der leichten Nachwirkung der Narkose nicht mehr erinnert. Bei zufriedenstellender Wachheit ist sichergestellt, dass nach Entfernung des Beatmungsschlauchs der Patient selbst ausreichend atmen und abhusten kann.

Überweisung von der Intensiv- in die Normalstation

Zwei Stunden nach Beendigung der künstlichen Beatmung darf der Patient trinken. Am Morgen nach der Herzoperation werden weitere Kontrolluntersuchungen durchgeführt: wiederholte körperliche Untersuchung, EKG, Röntgenaufnahme und Blutabnahme für Laboruntersuchung.

Bei normalem Verlauf kann der Patient schon auf der Bettkante sitzen und wird im Laufe des Tages auf die Normalstation verlegt, wo die einliegenden Drainagen und Katheter entfernt werden und der Patient weiter mobilisiert wird.

Bei einigen Patienten mit schwerster Herzerkrankung, ausgeprägten Nebenerkrankungen, fortgeschrittenem Alter oder eingeschränktem Allgemeinzustand reicht die Überwachung und Unterstützung eines einzigen Tages für die Erholung nicht aus, hier müssen mehr intensivmedizinische Maßnahmen unternommen werden, sodass der Patient länger auf der Intensivstation verweilt.

Minimal-invasive Herzchirurgie

Lange Zeit verlangte der Zugang zum Herzen für eine Operation die Durchtrennung des Brustbeines. Ermutigt durch die Erfolge der minimal-invasiven Chirurgie in anderen chirurgischen Teilgebieten hat sich seit Mitte der 90er Jahre auch in der Herzchirurgie eine rasante Entwicklung vollzogen.

Ziel der minimal-invasiven Herzchirurgie

Das Ziel der minimal-invasiven Chirurgie (MIC) ist ein möglichst geringes Trauma. Dazu zählt nicht nur ein kleiner Operationszugang (im Sinne der „Schlüssellochchirurgie“), sondern vor allem die größtmögliche Schonung des gesamten Organismus, der besonders in der Herzchirurgie durch den Einsatz der Herz-Lungen-Maschine (HLM) belastet wird.

Dabei weisen die Operationstechniken eine unterschiedliche Invasivität auf. Heutzutage ist nicht nur ein geringes Komplikationsrisiko während einer Operation wichtig, sondern es treten auch immer mehr kosmetische Aspekte in den Vordergrund. Das bedeutet, dass der Zugangsweg so klein wie möglich gewählt werden sollte, ohne jedoch die Sicherheit der Operation zu gefährden. Dadurch wird die Größe der verbleibenden, sichtbaren Narben begrenzt.

Vorteile des Verzichts auf die Herz-Lungen-Maschine

Im Jahr 2000 wurden in Deutschland insgesamt 97.870 Herzoperationen in 80 Zentren durchgeführt. Davon wurden 4.886 (entspricht 5,0 %) Eingriffe minimal-invasiv vorgenommen. 4.095 Patienten (entspricht 4,2 %) wurden ohne Herz-Lungen- Maschine operiert, d.h. der Eingriff wurde am schlagenden Herzen vorgenommen.

Die Nachteile der HLM, eine Einschränkung der Nieren- und respiratorischen Funktion einerseits und mögliche zerebrovaskuläre Zwischenfälle andererseits, werden dabei vermieden. Sowohl der Myokardschaden als auch die inflammatorischen Reaktionen auf den Herzeingriff bzw. auf die extrakorporale Zirkulation treten in wesentlich geringerem Maße auf. Die Beatmungsdauer und die Dauer des stationären Aufenthaltes werden dadurch signifikant reduziert. Daher werden diese Operationsverfahren ohne HLM immer öfter durchgeführt, in erster Linie in der Koronarchirurgie.

Besonders ältere Patienten profitieren davon, wenn der eigene Blutkreislauf während der Herzoperation aufrechterhalten wird. Bei einem Verzicht auf die Herz-Lungen-Maschine wird das betroffene Herzkranzgefäß mit Hilfe von speziellen Stabilisationssystemen ruhiggestellt, sodass die Bypass-Operation zuverlässig durchgeführt werden kann.

Operationszugang im Rahmen der minimal-invasiven Herzchirurgie

Der konventionelle Zugangsweg für eine Herzoperation ist die „mediane Sternotomie“, d.h. die Durchtrennung des Brustbeins. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten den Brustkorb zu eröffnen, ohne das Brustbein zu durchtrennen, wie zum Beispiel die Minithorakotomie, partielle oder laterale Thorakotomie. Auf diesem schmalen Weg ist jedoch die Erreichbarkeit verschiedener Herzkranzgefäße oder Klappen begrenzt. Die verkleinerten Inzisionen haben jedoch eine Reihe von potentiellen Vorteilen: die Belastung des Patienten ist sehr gering und es wird ein günstigeres kosmetisches Ergebnis erreicht. Eine kleinere Wunde verringert weiterhin die Wahrscheinlichkeit von Wundinfektionen, Nachblutungen und Sternuminstabilitäten.

Einfache Bypass-Operationen an den Koronargefäßen sowie einfache angeborene Herzfehler bei Kindern lassen sich vereinzelt auch über einen kleinen seitlichen Zugang zwischen den Rippen, d.h. ohne komplette Eröffnung des Brustkorbs von vorn durchführen. Die MIC ist für den Patienten schonend, erzielt gute ästhetische Ergebnisse und erfordert nur einen sehr kurzen Klinikaufenthalt.

Wenn der Schnitt noch kleiner wird, ist allerdings der Einsatz eines Endoskops mit Videokamera notwendig, um eine gute Sicht auf die zu operierende Stelle zu gewinnen. Dazu sind in den letzten Jahren mehrere hochtechnisierte Geräte entwickelt worden, wie zum Beispiel dreidimensionale Endoskope oder aber ein sprachgesteuerter Roboterarm, der die Kamera festhält und sie auf Kommando des Chirurgen in alle gewünschten Richtungen bewegt. Die Bildwiedergabe erfolgt entweder am Monitor oder dreidimensional in einem speziell dafür konstruierten Videohelm des Operateurs.

Verschiedene Methoden bei einer minimal-invasiven Herzoperation

Einsatz von OP-Robotern

Mit komplexen Roboter-Systemen kann in der Herzchirurgie über sehr kleine Zugänge (1 cm), sogenannte Ports, operiert werden. Diese Online-Systeme mit Telemanipulator-gesteuerten Instrumenten sind erst seit 1998 im klinischen Gebrauch. Meistens wird der Roboter in der Bypass-Chirurgie benutzt. Zu bedenken ist: je kleiner der Zugangsweg, desto sorgfältiger muss der Chirurg vorbereitet und trainiert sein. Dafür sind spezifische computergraphische Simulationen unverzichtbar. Technologie und chirurgische Techniken müssen in enger Verzahnung miteinander verbunden sein.

Chirurgische Planungs- und Navigationssysteme sind bisher vorwiegend im neurochirurgischen Bereich im Einsatz. Verwendung finden sie außerdem, wo Knochen modelliert werden müssen – in Bereichen also, in denen räumliche Verschiebung während der Operation vernachlässigt oder kompensiert werden kann. Die Herausforderung bei der Herzchirurgie liegt in der räumlichen Verlagerung während der Herzoperation, zum Beispiel durch die Herzkontraktion.

Bis zum Vorliegen von Studien mit eindeutigen Langzeitergebnissen, die die Roboterchirurgie mit den Verläufen von konventionell operierten Fällen vergleicht, muss die Indikation streng gestellt werden.

Durchführung einer Hybrid-Herz-Operation

Können bei einem minimal-invasiven Eingriff nicht alle Gefäße vom Chirurgen gebypasst werden, kann das so genannte „Hybridverfahren“ zum Einsatz kommen. Hierbei werden diejenigen Koronararterien, die vom Herzchirurgen nicht mit einem Bypass versehen werden, in einer 2. Behandlung durch den Kardiologen mittels Herzkatheterverfahren (PTCA oder Stentimplantation) versorgt. Für jedes minimal-invasive Vorgehen muss sehr sorgfältig überprüft werden, ob diese Möglichkeit dem Patienten auch wirklich angeboten werden kann.

Minimal-invasive Venenentnahme

Wundheilungsstörungen im Bereich der konventionellen Venenentnahmestelle sind ein nicht seltenes Problem in der postoperativen Phase nach aortokoronarer Bypass-Operation. Minimal-invasive Techniken ermöglichen die endoskopische Venenentnahme über eine kleine, 1,5 cm lange Inzision, die zu einer Verminderung der Komplikationshäufigkeit im Beinwundenbereich führt. Das kosmetische Ergebnis ist gut und die Zahl an Komplikationen geringer als bei einer konventionellen Venenentnahme.

Vorteile für Patienten durch minimal-invasive Herzchirurgie

Diese neuen Operationstechniken der Herzchirurgie reduzieren die Belastung des Patienten bei einem herzchirurgischen Eingriff (Herzoperation). Beim Verzicht auf die Herz-Lungen-Maschine und durch die Verkleinerung des Zugangswegs ergeben sichpotentiell weniger Nebenwirkungen bzw. potentielle Komplikationen. In der Regel erreicht man durch die minimal-invasive Herzchirurgie eine raschere postoperative Erholung des Patienten und somit eine kürzere Verweildauer im Krankenhaus.

Der Vorteil für den Patienten bei roboterassistierten und endoskopischen Methoden liegen darin, dass das Operationstrauma vermindert wird. Hierdurch werden vor allem die postoperativen Schmerzen vermindert,und somit ebenfalls die Erholung und Rehabilitation des Patienten beschleunigt.

Autoren:
Dr. med. Piotrowski
Prof. Dr. med. van de Wal
Dr. med. Szabo

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