Detection of Complications After Aortic Stent Grafting

In de afgelopen decennia heeft de endovasculaire reparatie van aorta-aneurysma’s (EVAR) een revolutie teweeggebracht in de behandeling van thoracale en abdominale aorta-aneurysma’s. Sinds 1991, toen Parodi et al.1 de eerste reeks succesvolle endovasculaire hersteloperaties van abdominale aneurysma’s bij mensen meldden, zijn enorme ontwikkelingen in technieken, materialen en apparatuur tot stand gebracht. Meer verfijnde technieken en gesofisticeerde materialen hebben de behandeling van de moeilijkste gevallen mogelijk gemaakt (met korte proximale halsanatomie, aneurysmazak waarbij de oorsprong van belangrijke slagaderlijke takken is betrokken en knikken in de aorta).

Randomiseerde vergelijkingen met open chirurgie hebben aangetoond dat EVAR een lagere peri-procedurele mortaliteit (relatieve risicoreductie van 3,1), minder peri-procedurele complicaties en een aanhoudend lagere aneurysma-gerelateerde mortaliteit na vier jaar heeft (4% voor EVAR, 7% voor open herstel).2,3 EVAR heeft echter zijn beperkingen, waarvan de belangrijkste de noodzaak van heringreep is, aangezien het complicatiepercentage kan oplopen tot 41%.2 Late complicaties die heringreep vereisen, komen veel minder vaak voor, met percentages van ongeveer 2,1-2,8%.4 De ernstigste complicaties zijn endoleaks, infectie, migratie van het transplantaat en ruptuur.

Vanwege deze potentiële problemen die inherent zijn aan EVAR, wordt momenteel levenslange bewaking aanbevolen met behulp van verschillende beeldvormingsmethoden. Beeldvorming moet zich richten op de volgende parameters: meting van de diameter van de aorta, detectie en classificatie van endoleaks en detectie van elk falen van de structurele integriteit van de endograft.5 De ideale follow-up modaliteit moet goedkoop, overal beschikbaar, reproduceerbaar en nauwkeurig zijn, zonder blootstelling aan straling.

Complicaties na Aorta Stent Grafting

Ruptuur

Ruptuur is de meest gevreesde complicatie die na EVAR kan optreden;6 hoewel het niet vaak voorkomt (1% per jaar),7 vanwege het hoge sterftecijfer moet het altijd in gedachten worden gehouden. Voorbereidende factoren voor ruptuur zijn endoleaks (meestal type I en III), migratie van het stent-graft, desintegratie en infectie. Ruptuur van het aneurysma kan lang na de ingreep optreden en is zelfs voorgekomen in gevallen waarin de zak aantoonbaar gekrompen was. Aangenomen wordt dat een ongewenst voorval zoals endoleak type III of I, desintegratie van stent-graft of migratie van het implantaat resulteert in een plotselinge toename van de endosacale druk, hetgeen tot een ruptuur leidt.

Sinds de gepubliceerde resultaten van de EUROpean collaborators on Stent-graft Techniques for abdominal aortic Aneurysm Repair (EUROSTAR)-studie,7 waarin een jaarlijks cumulatief ruptuurpercentage van ongeveer 1% per jaar werd gemeld, is dit percentage met recente stent-grafts en technieken/follow-up protocollen gedaald tot ongeveer 0,5% per jaar.8 Het met de ruptuur geassocieerde sterftecijfer is hoog (60%), ongeacht de behandelingsoptie (endovasculaire of open chirurgische reparatie).8

Endoleaks

Een endoleak wordt gedefinieerd als een bloedstroom buiten de stent-graft en binnen de aneurysmazak. Endoleaks kunnen soms moeilijk te diagnosticeren en te behandelen zijn. Er zijn vijf soorten endoleaks beschreven.9 Type I endoleak wordt veroorzaakt door de afwezigheid van een afdichting tussen de endograft en de wand van de slagader; de bloedstroom is afkomstig van een aanhechtingsplaats van de stent-graft (proximaal of distaal). Onmiddellijke endoleaks van type I worden onmiddellijk na de plaatsing ontdekt bij digitale subtractieangiografie (DSA), waarbij opaciteit van de aneurysmazak wordt afgebeeld ondanks de plaatsing van de endograft. De meest voorkomende oorzaken van onmiddellijke endoleaks van type I zijn angulatie van de proximale of distale hals, de aanwezigheid van murale trombus of verkalkingen of onjuiste afmetingen van de endograft. De vertraagde type I endoleaks kunnen worden veroorzaakt door proximale of distale vergroting van de landingszone en/of endograftlichaam- of ledemaatmigratie (zie figuur 1). Type II endoleaks worden toegeschreven aan een tak-tot-tak stroming, waardoor retrograde stroming door aortatakken (bijvoorbeeld de inferieure mesenteriale en de lumbale arteriën) in de aneurysma zak ontstaat. Type II endoleaks zijn de meest voorkomende endoleaks die worden aangetroffen. Het aantal gepatenteerde aftakkingen correleert met het risico van endoleakontwikkeling10 (zie figuur 2). Type III-endolekken treden op bij een structureel defect van de stent-graft (stent-graftfractuur, gaatjes, junctionele scheidingen zoals bij modulaire hulpmiddelen)9 (zie figuur 3). Type IV endoleaks worden veroorzaakt door poreusheid van de stent-graft, terwijl type V endoleaks (ook endotensie genoemd) worden gediagnosticeerd wanneer de zak voortdurend uitzet, hoewel de doorbloeding van de zak niet zichtbaar is in de beeldvormingsstudies. Endoleaks van type I en III vereisen onmiddellijke behandeling, terwijl type II gewoonlijk goedaardig is en alleen behandeling vereist in gevallen van aanhoudende zakgroei.9

Infectie van het transplantaat

Infectie van het transplantaat tijdens EVAR wordt als vrij zeldzaam beschouwd, met een incidentie van ongeveer 0,4%11,12 tegenover 1,3% bij open herstel.13 Infectie van het transplantaat treedt gewoonlijk op binnen de eerste vier maanden na de implantatie van het transplantaat. Besmetting (Staphylococcus aureus) tijdens de procedure wordt beschouwd als de belangrijkste oorzaak van infectie.

Patiënten presenteren zich gewoonlijk met een aorto-enterische of aorto-bronchiale fistel voor respectievelijk abdominale en thoracale aneurysma’s, abdominaal abces, liesfistel en septische embolisatie. Bij ongeveer een derde van de patiënten manifesteert de infectie zich aanvankelijk met vage symptomen (malaise, koorts, gewichtsverlies). Computertomografie (CT) toont tekenen van graftinfectie: peri-aorta- en retroperitoneale ontsteking van wisselende ernst, strandingoedeem van het omringende vetweefsel en vochtcollecties. De aanwezigheid van luchtbellen in de aorta is een sterke aanwijzing voor infectie van de stent-graft. Behandelingsopties voor endograft-infectie omvatten conservatieve therapie (antibiotica, CT-geleide drainage) en chirurgische verwijdering van de prothese (gevolgd door extra-anatomische bypass of in situ prothetische reconstructie). De totale mortaliteit is hoog (ongeveer 27%).12,14

Migratie

De incidentie van graftmigratie varieert aanzienlijk tussen de studies, met een bereik tussen 5 en 45% en een gemiddelde tijd van presentatie van 20 maanden na de endovasculaire reparatie.8,15-18 Migratie komt minder vaak voor bij de nieuwste stent-grafttechnologie en vaker bij grafts van de eerste generatie en grafts zonder haken. Minder vaak kan migratie cefalische migratie van het ledemaat inhouden.

Stent-graft Kink and Access-gerelateerde Complications

Zwaar zieke, vernauwde of geanguleerde aorta/iliacale arteriën en vernauwde aorta bifurcatie (<20mm) zijn predisponerende factoren voor stent-graft kink, late grafttrombose en occlusie (door kinking van de graft of beperkte uitstroom).8,19 Bovendien, wanneer de toegangsslagaders (femorale en iliacale slagaders) vernauwd en ernstig ziek zijn, is het risico van dissectie, pseudoaneurysmavorming en zelfs scheuring hoog.

Daarom is zorgvuldige selectie van patiënten noodzakelijk. Bij patiënten met ernstig zieke of geanguleerde slagaders moet de voorkeur worden gegeven aan open herstel. In gevallen waarin open chirurgie niet kan worden uitgevoerd, kunnen intraoperatieve hulpmiddelen (iliacale slagaderangioplastie, gebruik van aorto-mono-iliacale endograftsystemen met femorofemorobypass) worden voorgesteld.8 Wanneer de graft na de plaatsing een ernstige hoek vertoont, kan balloninflatie of plaatsing van ballonexpandeerbare stents helpen de geknikte endoprothese opnieuw te modelleren.

Imaging Techniques for the Detection of Complications After Endovascular Aortic Aneurysm Repair

Radiography

Ondanks de aanwezigheid van geavanceerde beeldvormingsmodaliteiten beschouwen veel artsen gewone radiografieën nog steeds als de hoeksteen van het toezicht op aorta-endografts. De integriteit van het implantaat, de migratie en de conformiteit van het transplantaat kunnen met meerdere radiografische projecties worden bestudeerd. Anteroposterieure en laterale projecties worden gebruikt om mogelijke migratie van de stent-graft en separatie van componenten te evalueren en om knikken te detecteren. Op gewone radiografische films moet de endograft altijd in het midden van de röntgenfoto worden geplaatst om geometrische vervorming tot een minimum te beperken,20,21 en bij de beoordeling van migratie van het implantaat moet voorzichtig te werk worden gegaan, aangezien de positie van het implantaat onderhevig is aan parallaxfouten. Bovendien kan echte migratie moeilijk te diagnosticeren zijn op de vergelijkende radiografieën indien er veranderingen in de wervelhoogte zijn geweest, zoals een verbrijzelingsfractuur of verlies van discusruimte. Het meest betrouwbare punt voor vergelijking van de stent-graft positie is de arteriële wand zelf, zoals weergegeven door gebieden van verkalking.21

Vermindering van de overlap van de stent op vergelijkende radiografieën kan te wijten zijn aan dislocatie van de modulaire delen van het apparaat en kan leiden tot dislocatie van het ledemaat. Endograften met proximale fixatie verkregen door een onbedekte proximale stent met weerhaken die in de suprarenale aorta uitsteekt, kunnen onderhevig zijn aan scheiding van de bovenste ankerstent en het bovenste uiteinde van het transplantaatmateriaal. Dit kan gemakkelijk worden aangetoond op radiografie.21

Vergeleken met CT-beelden zijn radiografieën niet onderhevig aan metaalartefacten die het beeld verslechteren en de detectie van stutbreuken bemoeilijken.9,21 Het is duidelijk dat gewone radiografie geen informatie geeft over de diameter van het aneurysma en de aanwezigheid van endoleaks; daarom kan het niet worden gebruikt als een op zichzelf staande modaliteit voor EVAR-follow-up.21 Bij CT-onderzoek met contrastvloeistof moeten de röntgenfoto’s altijd voorafgaan aan de CT-angiografie (CTA) om vertroebeling van de endograft door de geëxtraheerde contraststof in de opvangsystemen te voorkomen.9

Multidetector Computed Tomography Angiography

Contrast-medium-verrijkte multidetector CTA (MDCTA) is de meest gevestigde follow-up modaliteit voor EVAR.

De maximale aneurysmadiameter kan op betrouwbare, consistente en reproduceerbare wijze worden gemeten met bijna 100% sensitiviteit en specificiteit. Multiplanaire reconstructies en meting van de grootte van het aneurysma op een niveau loodrecht op de hartlijn van het bloedvat helpen fouten te vermijden die worden veroorzaakt door duidelijke aortatortuositeit.22 Sommige onderzoekers hebben gepleit voor meting van het volume van het aneurysma als follow-up parameter in plaats van meting van de maximale diameter van het aneurysma.23 Een toename van de grootte van het aneurysma wordt gewoonlijk geassocieerd met een endoleak.

MDCTA heeft een sensitiviteit van 92% en een specificiteit van 90% voor de detectie van endoleaks.24 In enkele gevallen kunnen endoleaks ontsnappen aan CTA-detectie en sacvergroting veroorzaken.25 Classificatie van endoleaks is niet altijd accuraat met MDCTA; een onjuiste classificatiegraad van 14% is gerapporteerd in vergelijking met conventionele DSA, terwijl herclassificatie van het type endoleak met DSA resulteerde in een verandering in behandeling bij 11% van de patiënten.26

Detectie van endoleaks is afhankelijk van het MDCTA-protocol. Er zijn verschillende combinaties van niet-versterkte en versterkte (arteriële of vertraagde fase) beelden voorgesteld: enkelvoudige arteriële fase, bifasisch (inclusief arterieel en vertraagd, of niet-contrast en arterieel) of trifasisch (inclusief niet-contrast, arterieel en vertraagd). Het doel is een zo groot mogelijke gevoeligheid en nauwkeurigheid te handhaven met een zo gering mogelijke blootstelling aan straling; er bestaat tot dusver echter geen consensus over het ideale protocol. In het algemeen is een eenfasig protocol minder nauwkeurig dan een tweefasig,27 terwijl het driefasige protocol uiteraard gepaard gaat met de grootste stralingsbelasting. Daarom is bifasische CTA de meest gebruikte techniek voor endolekdetectie, maar er is geen universele overeenstemming over de vraag of de arteriële en de vertraagde fase dan wel de niet-contrast scan en de arteriële fase moeten worden opgenomen om nauwkeurige gegevens te verkrijgen. Sommige auteurs hebben vastgesteld dat een low-flow type II endoleak vaker kan worden gemist wanneer arteriële beelden worden gebruikt in plaats van vertraagde scanning, maar de aanwezigheid van low-flow type II endoleaks zonder geassocieerde vergroting van de aneurysmazak lijkt niet geassocieerd te zijn met een algemeen verhoogd risico op ruptuur en daarom geen behandeling noodzakelijk te maken.28-30 Streak artefacten van embolisatie spoelen kunnen de beelden verslechteren en de detectie van endoleaks bemoeilijken.

In de meeste centra omvatten de follow-up protocollen MDCTA controle op maand één, drie, zes en 12, en daarna jaarlijks. De totale effectieve dosis met de bovengenoemde protocollen bedraagt ongeveer 145-204mSv over een periode van vijf jaar. Bij een totale dosis van 204mSv is het risico op kanker voor een patiënt van 70 en 50 jaar respectievelijk 0,60 en 1,03 (één op 170 en één op 100 patiënten, respectievelijk).16 De stralingsdosis van MDCTA is dus inderdaad een punt van zorg wanneer bewaking op lange termijn noodzakelijk is.

In termen van het vermogen van CTA om de structurele veranderingen van de endograft te detecteren, is dit haalbaar met de momenteel beschikbare MDCT, hoewel subtiele niet-verplaatste fracturen niet kunnen worden geïdentificeerd.31,32

Unhanced Colour Doppler and Enhanced Ultrasound

Colour Doppler ultrasonography (CDUS) is met succes gebruikt bij bevolkingsonderzoek naar abdominale aorta-aneurysma’s, en zou ideaal zijn voor EVAR-follow-up (het is niet-invasief, op grote schaal beschikbaar en goedkoop en brengt geen stralingsrisico of nefrotoxiciteit met zich mee). De meting van de aortadiameter kan betrouwbaar worden uitgevoerd met CDUS, hoewel is opgemerkt dat US kan resulteren in een onderschatting van de maximale diameter in vergelijking met CTA.33 CDUS presteert echter slecht bij de detectie van endoleak,34,35 en volgens twee systematische reviewstudies waren de gepoolde sensitiviteits- en specificiteitspercentages 66-69% en 91-93%, respectievelijk36,37 (zie figuur 4). Een specifiek voordeel van CDUS is de detectie van de stroomrichting, wat belangrijk is voor de classificatie en het beheer van endolekken.

De laatste tijd hebben veel onderzoekers zich geconcentreerd op de rol van contrastverrijkte US (CEUS) bij de bewaking van patiënten na EVAR en de detectie van endolekken. Contrastmiddelen voor US bestaan uit gasbelletjes die intens echogenisch zijn en een uitstekend veiligheidsprofiel hebben. Duidelijke tekenen van een endoleak zijn de aanwezigheid van contrastversterking binnen de aneurysmazak met of zonder identificatie van de oorsprong of de aan- en afvoerende collaterale vaten. De tijd die verstrijkt tussen de injectie en de vergroting van de zak, alsmede de morfologie van de vergroting (diffuus of geconcentreerd op een pseudo-holte binnen de getromboseerde zak), kunnen een rol spelen bij de oorsprong van het endolek. Het gebruik van recent ontwikkelde middelen en weefselharmonische beeldvorming heeft de gevoeligheid van CEUS verbeterd. Hoewel Napoli et al.25 en Benedick et al.38 uitstekende resultaten meldden over de gevoeligheid van CEUS bij de detectie van endoleak, zelfs in gevallen waarin de andere modaliteiten (CECT) hadden gefaald, zijn de resultaten van andere onderzoekers niet zo bemoedigend.

McWilliams et al.39 meldden een gevoeligheid van 50% en een relatief hoog percentage vals-positieven van CEUS met gebruikmaking van CECT als de gouden standaard vergelijkingstechniek. AbuRahma et al.35 vonden de totale gevoeligheid van CEUS voor de detectie van endoleaks 68%. De detectie van endoleaks van type II was aanzienlijk lager (gevoeligheid 50% voor type II versus 88% voor type I).

Recentelijk publiceerden Chaer et al.40 een interessante benadering op het gebied van EVAR-surveillance en de rol van ultrasonografie. De auteurs evalueerden de veiligheid van kleuren duplex US scanning bij een specifieke categorie patiënten na EVAR, met name die met een stabiel of krimpend aneurysma, en concludeerden dat US-only surveillance na EVAR veilig was in deze populatie en vroeg na de behandeling kon worden gestart.

In het algemeen heeft US imaging specifieke voordelen en beperkingen. Enerzijds is de techniek handig en veilig (geen blootstelling aan straling) en goedkoop, en US-agentia veroorzaken geen allergie of nefrotoxiciteit (in tegenstelling tot radio-opake contrastmiddelen). Anderzijds is de techniek operator- en patiëntafhankelijk (zwaarlijvigheid en darmgas kunnen het US-scannen verstoren en medewerking van de patiënt is altijd vereist) en geeft geen informatie over de integriteit van de endograft en morfologische veranderingen van het aneurysma (knikken).25 Bovendien kan CE-beeldvorming worden uitgevoerd voor de analyse van één vooraf gedefinieerd gebied van de aneurysmazak, maar als er geen aanwijzingen zijn voor de plaats van het endolek, kan de selectie van het af te beelden gebied problematisch zijn.25

Magnetic Resonance Angiography

MRA wordt gebruikt als follow-up methode na EVAR, meestal bij patiënten met een verminderde nierfunctie of een bekende allergie voor jodiumhoudende contrastmiddelen. Het is bewezen dat MRI veilig kan worden gebruikt met niet-ferromagnetische stent-grafts wat betreft afbuiging en verhitting van de stent.41 Nitinol-gebaseerde stents zijn MR-compatibel zonder grote artefacten die beeldverslechtering zouden kunnen veroorzaken.

De meeste studies maken gebruik van dynamische gadolinium-verrijkte 3D- en vertraagde 2D gradiënt-echo sequenties. Nieuwe technieken (tijd-opgeloste sequenties) zijn met goede resultaten toegepast voor een betere karakterisering van het type endoleak42 (zie figuur 5). Er is gesuggereerd dat MRA en MDCTA endolekken met dezelfde gevoeligheid kunnen opsporen.43-45 Sommige auteurs43,46 hebben gemeld dat MRA zelfs een hogere gevoeligheid kan hebben voor het opsporen van endolekken van type II in vergelijking met mono- of bifasische MDCTA. Cohen et al.42 vonden een zeer hoge mate van overeenstemming (tot 97%) tussen MRA en DSA wat betreft de classificatie van endolekken. MRA-angiografie kan ook veilig worden gebruikt voor de follow-up van patiënten na een stent-graft van de thoracale aorta.45

Over het algemeen mist MRA de nadelen van CTA, zoals contrastmiddel-geassocieerde nefrotoxiciteit, potentiële anafylactische reactie en blootstelling aan ioniserende straling. Anderzijds zijn contrastmiddelen op basis van gadolinium in verband gebracht met de ontwikkeling van nefrogene systemische fibrose (NSF) of nefrogene fibroserende dermopathie (NFD). De ziekte is opgetreden bij patiënten met matige tot eindstadium nierziekte na toediening van contrastmiddelen op basis van gadolinium.47 Patiënten met pacemakers en andere metalen implantaten zijn ongeschikt voor MR-surveillance.

Digitale Subtractie Angiografie

DSA wordt beschouwd als de gouden standaard voor de detectie en classificatie van endolekken.26 Door zijn invasieve karakter wordt het meestal gebruikt voor een betere afbakening van een reeds bewezen (met MDCTA of MRA) endoleak, of in gevallen met een vergroting van het aneurysma in de zak en geen duidelijk endoleak op MDCTA, MRA of CEUS. Het belangrijkste voordeel van DSA is de mogelijkheid om de bloedstroomrichting te bepalen en zo endoleaks van type I en III te onderscheiden van endoleaks van type II. DSA moet altijd worden uitgevoerd voordat een endoleak wordt gekarakteriseerd als type V (endotensie) en voordat de patiënt wordt doorverwezen voor een open chirurgische reparatie voor endotensie. Tenslotte biedt DSA het grote voordeel van therapeutische behandeling van de bewezen endoleaks.

Conclusie

Lifeong surveillance is verplicht na EVAR om mogelijke complicaties op te sporen. De huidige strategieën en modaliteiten voor de follow-up van patiënten na EVAR zijn verre van bevredigend. De medische gemeenschap is nog steeds op zoek naar de ideale follow-up methode. MDCTA wordt beschouwd als de gouden standaard voor de follow-up van patiënten na EVAR, maar het stralingsrisico is een punt van zorg en er is dringend behoefte aan alternatieve beeldvormingsmodaliteiten,48 CT-protocollen met lage dosisverwerving49 en een goed aangepaste follow-up. Sommige auteurs suggereren dat US-beeldvorming kan worden aanbevolen bij patiënten met een stabiele of krimpende aneurysma follow-up.40 MRA heeft een vergelijkbare gevoeligheid als MDCTA voor de detectie van endoleaks, zonder stralingsgerelateerd blootstellingsrisico. DSA moet worden gebruikt voor een betere afbakening en mogelijke behandeling van een endoleak nadat het is gedetecteerd.