Grundlagen der Herzchirurgie

Koronare Bypass-Operation (CABG):

Indikation: Fortgeschrittene koronare Herzkrankheit (KHK) mit hochgradigen Stenosen oder Mehrgefäßerkrankung. Die Operation kann mit arteriellen oder venösen Bypässen erfolgen, wobei arterielle Grafts (z.B. A. mammaria interna) eine höhere Langzeitoffenheit aufweisen.

Herzklappenoperationen:

Indikation: Klappenstenosen oder Klappeninsuffizienzen (z.B. Aortenklappenstenose, Mitralklappeninsuffizienz). Die chirurgische Behandlung umfasst den Klappenersatz oder die Rekonstruktion. Bei älteren Patient:innen oder Hochrisikopatient:innen kommen zunehmend kathetergestützte Verfahren wie TAVI oder MitraClip zum Einsatz.

Korrektur angeborener Herzfehler:

Indikation: Zyanotische und azyanotische Herzfehler (z.B. Fallot-Tetralogie, Vorhof- oder Ventrikelseptumdefekte). Besonders bei Kindern sind diese Eingriffe von großer Bedeutung, um die hämodynamische Funktion langfristig zu stabilisieren.

Herztransplantation:

Indikation: Terminale Herzinsuffizienz trotz optimaler medikamentöser und interventioneller Therapie. Die Spenderherzverfügbarkeit bleibt eine Herausforderung, sodass alternative mechanische Unterstützungssysteme wie LVADs (Left Ventricular Assist Devices) zunehmend Bedeutung gewinnen.

Mechanische Kreislaufunterstützungssysteme:

Indikation: Bei schwerer Herzinsuffizienz als Überbrückung bis zur Transplantation oder als Dauertherapie. Dazu gehören implantierbare Kunstherzen oder Linksherzunterstützungssysteme (LVADs).

Die Herz-Lungen-Maschine (HLM) ist ein essenzielles Gerät in der Herzchirurgie, das den Blutkreislauf und die Oxygenierung während eines offenen herzchirurgischen Eingriffs aufrechterhält. Sie übernimmt vorübergehend die Pumpfunktion des Herzens und die Gasaustauschfunktion der Lungen, um dem Operateur präzise Operationen am unbewegten Herz zu ermöglichen.

Funktionsweise der Herz-Lungen-Maschine:

• Blutentnahme: Das venöse Blut wird über große Kanülen aus dem rechten Vorhof oder der Hohlvene entnommen
• Rollerpumpe: Eine mechanische Pumpe, die das Blut durch das System bewegt und den notwendigen Perfusionsdruck aufrechterhält. Sie arbeitet nach dem Prinzip einer rotierenden Walze, die das Blut durch flexible Schläuche transportiert
• Reservoir: Ein Sammelbecken für das venöse Blut, bevor es wieder in die Zirkulation geleitet wird. Dies dient zur Volumensteuerung und Druckregulierung während der Perfusion
• Oxygenierung: Das Blut durchläuft einen Oxygenator, wo es mit Sauerstoff angereichert und Kohlenstoffdioxid entfernt wird
• Filter: Verschiedene Filtereinheiten sorgen dafür, dass Luftblasen, Mikrothromben und Zellfragmente entfernt werden, um Embolien zu vermeiden
• Temperaturregulation: Die HLM kann das Blut gezielt kühlen oder erwärmen, um den Stoffwechsel während der Operation zu steuern
• Rückführung des Blutes: Das oxygenierte und decarboxylierte Blut wird über eine Pumpe in die Aorta zurückgeführt, wodurch der systemische Kreislauf erhalten bleibt

Iatrogene Kardioplegie:

Die Kardioplegie ist eine Methode zur gezielten Stilllegung des Herzens während einer Operation, um den Myokardschaden zu minimieren und eine optimale chirurgische Arbeit zu gewährleisten. Sie wird durch eine spezielle kardioplegische Lösung erreicht, die über die Koronararterien oder retrograd über den Koronarsinus injiziert wird.

• Prinzip der kardioplegischen Lösung:
  • Besteht aus einer elektrolythaltigen Lösung mit Zusatzstoffen wie Kalium
  • Die Kardioplegie bewirkt durch eine gezielte Kaliumgabe eine elektrische Depolarisation der Herzmuskelzellen, wodurch das Herz in der Diastole stillgelegt wird
  • Dies senkt den Sauerstoffverbrauch des Myokards und schützt es vor ischämischen Schäden während der Operation. Gleichzeitig wird durch eine gezielte Kühlung des Herzens der Stoffwechsel weiter reduziert, um Zellschäden zu minimieren
  • Ggf. kann Blut zur kardioplegischen Lösung beigemischt werden, um die Oxygenierung zu verbessern und einen weiteren Schutz vor ischämischen Schäden zu bieten
  • Durch den reduzierten myokardialen Sauerstoffverbrauch können längere kardiale Ischämiezeiten toleriert werden
  • Durch das stillgelegte, erschlaffte Herz werden präzise operative Eingriffe erleichtert

Risiken und Komplikationen der Herz-Lungen-Maschine:

• Inflammatorische Reaktionen: Die Interaktion von Blut mit der künstlichen Oberfläche der Maschine kann eine systemische Entzündungsreaktion auslösen
• Gerinnungsstörungen: Die Verwendung von Heparin zur Thromboseprophylaxe kann postoperativ zu Blutungskomplikationen oder einer Heparin-induzierten Thrombozytopenie (HIT) führen
• Neurologische Komplikationen: Mikroembolien oder Perfusionsstörungen können zu kognitiven Einschränkungen oder Schlaganfällen führen
• Niereninsuffizienz: Die veränderte Perfusion während der HLM-Nutzung kann die Nierenfunktion beeinträchtigen
• Störungen des Wasser- und Elektrolythaushalts: Es kann zu einer Hypervolämie und zu reduzierten Elektrolytwerten kommen

Die moderne Herzchirurgie setzt zunehmend auf off-pump Verfahren (OPCAB - Off-Pump Coronary Artery Bypass), bei denen Bypass-Operationen am schlagenden Herzen durchgeführt werden, um die Risiken der HLM zu minimieren.

Zugangswege

Je nach Eingriff können unterschiedliche chirurgische Zugangswege gewählt werden:

• Komplette mediane Sternotomie: Standardzugang für viele offene herzchirurgische Eingriffe
• Anterolaterale Thorakotomie: Wird häufig für minimalinvasive Eingriffe genutzt
• Linksseitige posterolaterale Thorakotomie: Eingriffe an der Aorta descendens
• Minithorakotomie: Zugang für transkatheterbasierte Verfahren oder minimal-invasive Klappeneingriffe sowie für die Anlage einer Thoraxdrainage
• Subxiphoidaler Zugang: Seltener verwendet, meist bei perikardialen Eingriffen

 Info

Sternotomie

Ablauf einer Sternotomie:

1. Hautschnitt entlang der Mittellinie des Brustkorbs
2. Durchtrennung des Brustbeins mit einer Knochensäge (mediane Sternotomie)
3. Spreizung des Sternums mittels eines Retraktors für optimale Sicht
4. Zugang zum Herzen und den großen Gefäßen für die geplante Operation
5. Verschluss nach dem Eingriff mit Drahtcerclagen zur Stabilisierung des Brustbeins

Vorteile:

• Gute Sicht auf alle kardialen Strukturen
• Standardzugang für komplexe Eingriffe
• Schneller Zugang bei Notfällen

Nachteile:

• Längere Heilung des Brustbeins (mehrere Wochen)
• Risiko für Infektionen (z.B. Mediastinitis)
• Sternumdehiszenz möglich bei unzureichender Stabilität

Minimalinvasive Herzchirurgie

• Minimal-invasive Klappenchirurgie: Zugang über kleine Thorakotomien oder katheterbasierte Verfahren (z.B. TAVI)
• MIDCAB (Minimal Invasive Direct Coronary Artery Bypass): Bypass-Operation ohne HLM über eine kleine linksseitige anteriore Thorakotomie. Geeignet für isolierte LAD-Bypass-Operationen

Transkatheter-Techniken

• TAVI (Transkatheter-Aortenklappenimplantation): Ersatz der Aortenklappe über einen Katheterzugang
• MitraClip: Interventionelle Korrektur einer Mitralklappeninsuffizienz
• TrikuspidalClip: Interventionelle Korrektur einer Trikuspidalklappeninsuffizienz

Hybridverfahren

In den letzten Jahren gewinnen Hybrid-OP-Verfahren an Bedeutung, bei denen chirurgische und interventionelle Techniken kombiniert werden, um Patient:innen schonender zu behandeln.

z.B. Hybrid-Revaskularisation:

• Kombination aus minimalinvasiver Bypass-OP und perkutaner Koronarintervention (PCI)
• Vorteil: Reduzierung der operativen Belastung, kürzere Erholungszeit
• Besonders sinnvoll für Patient:innen mit limitierten Bypass-Möglichkeiten oder einer komplexen koronaren Anatomie

Intensivmedizinische Betreuung

Nach herzchirurgischen Eingriffen ist eine engmaschige Überwachung essenziell. Zu den wichtigsten Maßnahmen gehören:

• Überwachung der Herz-Kreislauffunktion
• Kontrolle des Flüssigkeitshaushalts und der Elektrolyte
• Management von Herzrhythmusstörungen
• Frühzeitige Mobilisation zur Thromboseprophylaxe
• Analgesie und Sedierung zur Reduktion von postoperativem Stress

Herzchirurgisches intensivmedizinisches Basismonitoring

Kardiovaskuläres Monitoring:

• EKG-Überwachung
• Invasive Blutdruckmessung (arterielle Kanüle, meist A. radialis)
• Zentralvenöser Druck (ZVD) über ZVK
• Pulmonalarterienkatheter (Swan-Ganz-Katheter) bei komplexen Fällen zur Messung von Herzzeitvolumen und pulmonalem Widerstand
• Echokardiographie (TTE) zur Beurteilung der Herzfunktion und zum Ausschluss eines Perikardergusses

Respiratorisches Monitoring:

• Pulsoxymetrie (SpO₂) zur kontinuierlichen Überwachung der Sauerstoffsättigung
• Kapnographie (etCO₂-Messung) zur Überwachung der Beatmungseffektivität
• Blutgasanalyse (BGA) zur Beurteilung von Oxygenierung, Ventilation und Säure-Basen-Haushalt

Volumen- und Kreislaufmonitoring:

• Flüssigkeitsbilanz (Einfuhr/Ausfuhr)
• Hämodynamische Parameter (z. B. Herzindex, Schlagvolumenvariation, Pulsdruckvariation) zur Volumensteuerung
• Laktat-Messung als Indikator für Gewebeoxygenierung

Renales Monitoring:

• Urinausscheidung als Parameter der Nierenfunktion
• Serumkreatinin, eGFR und Harnstoff zur Beurteilung der Nierenfunktion

Neurologisches Monitoring:

• Bewusstseinsstatus (GCS, RASS-Score)
• Pupillenkontrolle

Gerinnungs- und Blutungsmonitoring:

• Hämatokrit / Hämoglobin zur Erkennung von Anämien
• ACT/aPTT/INR zur Beurteilung der Gerinnungsfunktion
• Thrombozytenzahl und Fibrinogen zur Erkennung von Koagulopathien
• Blutverlustmessung über Drainagen und intraoperative Saugmengen

Metabolisches Monitoring:

• Blutzuckermessungen
• Elektrolyte (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Phosphat)
• Temperaturüberwachung (hypotherme Nachwirkungen, Infektionsfrüherkennung)

Wichtige postoperative Komplikationen

Kardiovaskuläre Komplikationen:

• Herzrhythmusstörungen: z.B. Vorhofflimmern, ventrikuläre Tachykardien
• Myokardiale Dysfunktion: Low-Output-Syndrom, Herzinsuffizienz
• Perikardtamponade: durch postoperative Nachblutungen
• Thromboembolische Ereignisse: Schlaganfall, Lungenarterienembolie
• Hypertonie oder Hypotonie durch Dysregulation des Kreislaufs
• Perioperativer Myokardinfarkt: oft durch intraoperative Perfusionsstörungen oder Koronardissektionen verursacht

Respiratorische Komplikationen:

• Atelektasen durch unzureichende Lungenentfaltung
• Pneumonie: z.B. beatmungsassoziiert
• ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome)
• Phrenikusparese (durch intraoperative Nervenschädigung)

Infektiöse Komplikationen:

• Mediastinitis
• Sternumosteomyelitis (Infektion des Brustbeins)
• Sepsis bei systemischer Infektion

Renale Komplikationen:

• Akutes Nierenversagen durch Hypoperfusion oder Kontrastmittelbelastung
• Elektrolytstörungen: z.B. Hyperkaliämie, Hyponatriämie

Neurologische Komplikationen:

• Schlaganfall (ischämisch oder hämorrhagisch)
• Postoperatives Delir oder kognitive Dysfunktion
• Zerebrale Hypoxie durch Kreislaufinsuffizienz

Gerinnungs- und Blutungskomplikationen:

• Nachblutungen (häufig durch Gerinnungsstörungen oder unzureichende Hämostase)
• Koagulopathien: z.B. Heparin-induzierte Thrombozytopenie, Verbrauchskoagulopathie

Gastrointestinale Komplikationen:

• Ileus
• Stressulkus mit gastrointestinalen Blutungen

Autoimmunreaktionen:

• Postkardiotomiesyndrom: Das Postkardiotomiesyndrom ist eine Form der autoimmunen Herzbeutelentzündung, die nach einer operativen Eröffnung des Perikards auftreten kann, oft auch erst Wochen bis Monate nach dem Eingriff. Es wird durch eine immunologische Reaktion auf die Freisetzung von Herz- und Perikardantigenen ausgelöst und äußert sich durch Symptome wie stechende, belastungsunabhängige Brustschmerzen, Fieber und häufig einen Perikarderguss. Weiterhin kann es zu einer inflammatorischen Reaktion der Pleura kommen. Die Behandlung erfolgt mit NSAR oder in schweren Fällen Kortikosteroiden. Es kann zu rezidivierenden Perikardergüssen kommen

Störungen der Wundheilung:

• Sternumdehiszenz (Öffnung des Brustbeins durch Insuffizienz der Naht)
• Narbenhypertrophie oder Keloidbildung

Die postoperative Rehabilitation ist ein essenzieller Bestandteil der Behandlung und zielt auf die Wiederherstellung der körperlichen Leistungsfähigkeit sowie die Optimierung der kardiovaskulären Risikofaktoren ab. Wichtige Maßnahmen umfassen:

• Physiotherapie und Atemtraining zur Verbesserung der Lungenfunktion
• Reduktion von kardiovaskulären Risikofaktoren
  • Lebensstilveränderung: Nikotinkarenz, Gewichtsreduktion, gesunde Ernährung (Ernährungsberatung), regelmäßige körperliche Aktivität (z.B. im Rahmen von Herzsportgruppen und Bewegungstherapie)
  • Ggf. Thrombozytenaggregationshemmung
  • Senkung des LDL-Cholesterins: z.B. mit einem Statin
  • Optimale Einstellung von einem Diabetes mellitus und einer arteriellen Hypertonie
• Medikamentöse Therapie und Sekundärprophylaxe: z.B. mit Betablockern, ACE-Hemmern, Acetylsalicylsäure und Statinen
• Psychologische Betreuung, um postoperative Ängste und Stress zu minimieren