Fortschritte in der Behandlung von Frühgeborenen mit offenem Ductus arteriosus
Erstmals wurde an der Klinischen Abteilung für Pädiatrische Kardiologie des LKH-Univ. Klinikum Graz bei einem nur 960 Gramm schweren Frühchen ein offener Ductus - eine angeborene Verbindung zwischen Hauptschlagader und Lungenschlagader - mittels Herzkatheter-Therapie verschlossen. Ein winziges „Schirmchen“, kleiner als erbsengroß, landete punktgenau im nur walnussgroßen Herzen des Babys. Möglich macht diese Millimeterarbeit unter anderem die exzellente Bildgebung einer neuen Angiographieanlage.
Diese Anlage, die erst im September in Betrieb genommen wurde und den Namen Aglaia trägt, war entscheidend für den Erfolg des Eingriffs. Das betroffene Frühchen, Aglaia, wog bei der Geburt 700 Gramm und hatte Schwierigkeiten beim Atmen.
Was ist ein offener Ductus arteriosus (PDA) und welche Risiken birgt er?
Ein offener Ductus arteriosus (PDA) hat das Leben des in der 26. Schwangerschaftswoche geborenen Frühchens gefährdet. Bei einem offenen Ductus strömt zu viel Blut in die Lungenarterien, wodurch zu viel Blut die Lungengefäße erreicht. Unter dieser „Überwässerung“ leidet der Gasaustausch. Zusätzlich steigt der Blutdruck in der Lunge, was die Blutgefäße der Lunge schädigen kann.
„Für die optimale Entwicklung der Frühgeborenen ist das keine gute Basis. Frühchen mit bedeutsamem offenem Ductus atmen angestrengter bis zur Beatmungsnotwendigkeit, haben Schwankungen der Sauerstoffsättigung im Blut, das reicht bis zur Herzschwäche mit Problemen beim Trinken und schlechter Gewichtszunahme“, erklärt FOA Dr. Gernot Grangl, Leiter des Herzkatheter-Labors der Klinischen Abteilung für Pädiatrische Kardiologie der Univ.-Klinik für Kinder- und Jugendheilkunde.
Um dem Kind die besten Chancen auf ein Überleben zu geben, hat Dr. Grangl den offenen Ductus arteriosus - genau: persistierenden Ductus arteriosus (PDA) - der Kleinen vier Wochen nach ihrer Geburt mit einem winzigen sogenannten „Piccolo“-Schirmchen verschlossen.
Der Persistierende Ductus Arteriosus (PDA) im Detail
Der persistierende Ductus arteriosus zählt zu den angeborenen Herzfehlern. Besonders häufig davon betroffen sind Frühchen: Bei bis zu 70 Prozent aller Frühgeborenen unter 28 Schwangerschaftswochen wird ein PDA diagnostiziert. Noch vor einigen Wochen hätten die Ärzt*innen den Eingriff bei einem Frühchen mit einem Gewicht von unter einem Kilogramm nicht vorgenommen. Trotz der Risiken hätte man zuwarten oder aber offen operieren müssen.
„Der Ductus-Verschluss an sich ist zwar eine relativ häufige und technisch überschaubare Intervention, aber es ist echte Millimeterarbeit“, erzählt Dr. Grangl. Bei sehr kleinen Frühgeborenen hat man bislang meist einen chirurgischen Verschluss durchgeführt: Über einen Schnitt zwischen den Rippen setzten Chirurg oder Chirurgin einen Metallclip auf oder ein Bändchen um den Ductus, um ihn zu schließen.
Die Rolle der neuen Angiographieanlage bei minimalinvasiven Eingriffen
Dass bei Aglaia der Eingriff so früh und minimalinvasiv erfolgen konnte, war auch aufgrund einer neuen Angiographieanlage mit erstklassiger Bildgebung möglich. Das Herzkatheter-Labor der Klinischen Abteilung für Pädiatrische Kardiologie am Uniklinikum Graz wurde - ein Glücksfall für Aglaia - erst kürzlich damit ausgestattet.
„Im Zuge der Erneuerung des Herzkatheter-Labors haben wir uns in puncto Bildgebung für die neueste verfügbare Technologie entschieden“, erzählt Dr. Gernot Grangl, der pro Jahr 150 Kinder aller Altersgruppen, vom Frühchen bis zum Volljährigen, behandelt. Es ist eine Zwei-Ebenen-Angiographieanlage, die gleichzeitig aus zwei verschiedenen Richtungen Bilder des Herzens aufnehmen kann. Die Anlage ist auch in der Lage, Bildinformationen aus unterschiedlichen Bildquellen miteinander zu verschmelzen und gemeinsam darzustellen. Zudem ist bei Kindern besonders darauf zu achten, die Belastung durch Kontrastmittel und Röntgenstrahlen möglichst gering zu halten. Auch das leistet die neue Angiographieanlage: Sie liefert Bilder in Top-Qualität und ist dennoch strahlungsärmer als ihre Vorgänger.
Weitere Anwendungsbereiche und zukünftige Entwicklungen
Von der neuen Anlage profitieren laut Dr. Grangl künftig auch Patient*innen wie die kleine Ilvy, die mit einer Pulmonalklappenstenose zur Welt kam. Dieser angeborene Herzfehler machte eine interventionelle Pulmonalklappen-Sprengung notwendig. „Das ist eine häufige Behandlung, die wir jetzt auch schon bei Neugeborenen und Frühgeborenen ab 1,5 kg Körpergewicht - so wie bei Ilvy - durchführen können“, so Dr. Grangl.
Dr. Karlheinz Kornhäusl, Landesrat für Gesundheit, Pflege und Sport, betont die Bedeutung solcher technologischen Fortschritte: „Die Investition in die neue Angiographieanlage zeigt beispielhaft, wie viele neue Therapieoptionen allein durch eine einzelne technische Innovation möglich werden. Heutzutage können viele Probleme bei angeborenen Herzfehlern bereits im Herzkatheter-Labor behandelt werden - das weiß ich auch als Kardiologe, der selbst an der Kinderklinik gearbeitet hat.“
Die Pulmonalklappenstenose: Ein weiterer angeborener Herzfehler
Die Pulmonalklappenstenose nimmt einen Anteil von 10 Prozent aller angeborenen Herzfehler ein. Der Defekt ist eine Verengung (Stenose) der Lungenschlagader-klappe, die das Herz mit dem Lungenkreislauf verbindet. Durch die Verengung gelangt nicht genügend sauerstoffarmes Blut vom Herzen zum „Sauerstofftanken“ in die Lunge. Die Methode der Wahl bei angeborenen Pulmonalstenosen ist die Aufweitung der verengten Klappe (Stenose) mit einem Ballonkatheter. Mittels Herzkatheter wird ein kleiner Ballonkatheter in Höhe der Stenose platziert und mit einer Kontrastmittelmischung aufgeblasen („Sprengung“).
Zukünftige Entwicklungen: Neubau eines Kinderzentrums
Viel Vorfreude löst auch der für 2029 geplante Neubau eines Kinderzentrums am Uniklinikum Graz aus. Im Rahmen des Bauprogramms „LKH 2040“ wurde der Weg für ein neues Kinderzentrum gebahnt. Die Inbetriebnahme ist für 2038 vorgesehen.
„Mir ist klar, wie wichtig die Entscheidung zum Neubau für die Mitarbeiter*innen sowie die kleinen Patient*innen ist. Auch weil Krankenhausbauten viel Vorlaufzeit benötigen und es noch dauert, bis das neue Kinderzentrum in Betrieb gehen kann, war es wichtig, jetzt zu handeln“, erklärt Dr. Kornhäusl.
Geplant ist der Bau eines Kinderzentrums mit 65.000 Quadratmetern, das den Kliniken für Kinder- und Jugendheilkunde sowie Kinder- und Jugendchirurgie eine gemeinsame Heimat bietet. Ziel ist es, den akuten Platzmangel zu beheben und Synergien in der Versorgung zu nutzen. Baukosten: ca. 450 Millionen Euro (Preisbasis 2023).
Medizinische Aspekte des Offenen Ductus Arteriosus
Ein kleiner offener Ductus Botalli ist häufig ein Zufallsbefund bei einem beschwerdefreien Kind. Bei einem großen Ductus arteriosus fließt viel Blut aus der Aorta in die Lungenschlagader, während die Lunge verstärkt durchblutet wird, wird der Körper trotz vermehrter Herzarbeit weniger gut durchblutet. Betroffene Babies schwitzen beim Trinken, nehmen nicht gut an Gewicht zu und atmen häufig angestrengt.
Bei manchen angeborenen Herzfehlern ist ein offener Ductus arteriosus lebensrettend, weil über ihn Blut zwischen Körper- und Lungenkreislauf gemischt werden kann. Kleinere PDA’s können sich häufig im ersten Lebensjahr noch spontan verschließen. Wenn der Ductus Botalli z.B. bei einem Frühgeborenen Baby offen bleibt, kann man Medikamente verabreichen, die den Verschluss fördern.
Jenseits der Neugeborenenzeit wird die Operation nur noch selten vorgenommen und stattdessen die Kathetertechnik angewendet. Eine Spirale (Coil) oder auch ein Schirmchen (Okkluder) wird in den Ductus eingesetzt und verschließt diesen. Für die verschiedenen Größen und Formen stehen inzwischen zahlreiche Implantate auch für kleine Säuglinge zur Verfügung. Der Zugang erfolgt über die Leiste.
Internationale Erfahrungen mit dem PDA-Verschluss
US-Kardiologen haben eine Methode gefunden, um einen persistierenden Ductus arteriosus bei Frühgeborenen bereits in den ersten Lebenswochen verschließen zu können. Laut einem Bericht in Catheterization and Cardiovascular Interventions (2014) gelang der Eingriff bei den ersten sechs Patienten komplikationslos. Der Ductus arteriosus, durch den vor der Geburt das Blut aus den Truncus pulmonalis an den Lungen vorbei in die Aorta geleitet wird, verschließt sich normalerweise in den ersten Lebenstagen. Die bei Frühgeborenen häufige Persistenz kann zu schweren kardiovaskulären Komplikationen führen. Eine nicht-operative Therapie, wie sie bei älteren Säuglingen heute die Regel ist, war bisher nicht möglich.
Das Team um Evan Zahn vom Cedars-Sinai Medical Center in Los Angeles beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Amplatzer Vascular Plug II zum Einsatz kommt, der eigentlich für andere Zwecke, nämlich die peripheren Embolisationen bei Erwachsenen, entwickelt wurde. Zwischen März 2013 und Februar 2014 wurden insgesamt sechs Frühgeborene mit persistierendem Ductus arteriosus (PDA) behandelt. Die Kinder waren bei der Behandlung zwischen 16 und 80 Tage alt und wogen 870 bis 2.240 Gramm. Laut Zahn gelang es in allen sechs Fällen, den PDA zu verschließen. Die Kinder seien weiterhin am Leben und ohne Spätfolgen der Katheterbehandlung.
Therapiemöglichkeiten bei einem Persistierenden Ductus Arteriosus
Vor der Geburt des Kindes dient der offene Ductus arteriosus als Kurzschlussverbindung zwischen Lungenarterie und Hauptschlagader. Hierdurch kann die nicht belüftete Lunge umgangen und das Blut direkt in die Hauptschlagader geleitet werden. Nach der Geburt verschließt sich normalerweise diese Kurzschlussverbindung. Bei einem weiterhin offenen Ductus, dies tritt besonders häufig für Frühgeborene auf, kann es zu einem ausgeprägten Links-Rechts-Shunt kommen. Dies bedeutet eine erhebliche Kreislaufbelastung und eine mögliche Schädigung der Lunge. Bei sehr großem PDA kann es bereits im Säuglingsalter zur Herzinsuffizienz mit Trinkschwäche, Gedeihstörungen und Neigungen zu bronchopulmonalen Infekten kommen. Bei diesen Beschwerden sollte der PDA baldmöglichst verschlossen werden.
Darüber hinaus kann der persistierende Ductus arteriosus ein ausgleichender lebenswichtiger Bestandteil komplexer Herz- und Gefäßfehlbildungen sein, insbesondere bei Herzfehlern mit verminderter Lungendurchblutung. In diesen Fällen kann es notwendig sein, den PDA durch Medikamente offenzuhalten.
Medikamentöse Therapie
Verschluss des PDA durch Gabe von Indometacin oder Ibuprofen bei Frühgeborenen.
Katheterintervention
Verschluss des PDA beim Herzkatheter mit speziellen Implantaten wie Okkludern oder Spiralen.
Operative Therapie
Verschließt sich durch die medikamentöse Therapie der PDA nicht, wird bei Früh- und Neugeborenen der Ductus baldmöglichst durch eine Operation verschlossen. Die Operation erfolgt über eine kleine linksseitige Eröffnung des Brustkorbes. Die Verbindung zwischen der Lungenarterie und der Hauptschlagader kann dann unterbunden und durchtrennt werden.
Diagnose und Behandlung des Persistierenden Ductus Arteriosus
Beim persistierenden Ductus arteriosus (PDA) schließt sich das Blutgefäß zwischen der Pulmonalarterie und der Aorta (der Ductus arteriosus) nicht, wie es dies normalerweise kurz nach der Geburt tun sollte. Ein persistierender Ductus arteriosus ist ein Herzfehler, der auftritt, wenn sich die normale Verbindung zwischen Pulmonalarterie und Aorta beim Fötus nach der Geburt nicht schließt.
Häufig gibt es keine Symptome und die Diagnose wird aufgrund eines Herzgeräusches vermutet, das beim Abhören mit dem Stethoskop zu hören ist. Frühgeborene sind besonders anfällig für einen persistierenden Ductus arteriosus und haben eher Symptome, einschließlich Atembeschwerden (insbesondere, wenn sie gestillt oder gefüttert werden).
Eine Behandlung mit Ibuprofen oder Indometacin kann den PDA häufig schließen, vor allem bei Frühgeborenen. Wenn er durch Medikamente nicht zuheilt, kann eine Operation erforderlich sein.
Bei reifen Neugeborenen ist eine medikamentöse Behandlung weniger wahrscheinlich wirksam, besonders, weil diese Säuglinge meistens schon etwas älter sind, wenn die Diagnose PDA gestellt wird. Wenn sie keine Symptome aufweisen, wird die operative Behandlung oft über ein oder zwei Jahre hinaus verzögert, da sich der Ductus arteriosus von selbst schließen kann.
Der Ductus arteriosus ist ein Blutgefäß, das die zwei großen Arterien, die aus dem Herzen führen, verbindet, die Pulmonalarterie und die Aorta. Durch den Ductus (Gang) kann das Blut die noch nicht funktionstüchtigen Lungen des Fötus umgehen und direkt von der Pulmonalarterie zur Aorta und nach außen in den Körper des Fötus fließen. Beim Fötus wurde das Blut, das im Herzen ankommt, mit Sauerstoff von der Plazenta angereichert. Dieses sauerstoffreiche Blut kann durch zwei Verbindungen, das offene Foramen ovale (PFO) und den Ductus arteriosus, an den Körper abgegeben werden. Unmittelbar nach der Geburt schließen sich diese Verbindungen. Wenn die Nabelschnur durchtrennt wird, erhält das Neugeborene kein Blut mehr von der Plazenta, und der gesamte Sauerstoff muss durch die Lunge des Säuglings gelangen. Der Ductus wird daher nicht mehr benötigt und schließt sich normalerweise innerhalb der ersten Lebenstage.
Wenn der Ductus nach der Geburt offen bleibt, fließt das Blut durch den Ductus und es entwickelt sich ein Links-Rechts-Shunt. Das heißt, dass etwas Blut aus der Aorta, das in den Lungen bereits Sauerstoff aufgenommen hat, durch den Ductus und in die Pulmonalarterie zurückfließt, wodurch zusätzliches Blut zurück in die Lunge gelangt. Ein mäßiger oder großer persistierender Ductus arteriosus verursacht auch Lungenhochdruck und dieser kann schließlich die Blutgefäße der Lunge schädigen. Ein persistierender (offener) Ductus erhöht auch das Risiko für eine schwere Herzinfektion, Endokarditis.
Diagnose
Echokardiographie: Wenn beim Abhören mit dem Stethoskop bestimmte Herzgeräusche bemerkbar sind, entsteht der Verdacht auf einen offenen Ductus. Verengte oder undichte Herzklappen und abnorme Herzstrukturen rufen Turbulenzen im Blutfluss hervor, die die Herzgeräusche verursachen. Bei älteren Kindern wurde das Herzgeräusch als Waschmaschinengeräusch beschrieben. Bei Frühgeborenen ist das Herzgeräusch weniger eindeutig. Der Puls ist bei einem persistierenden Ductus arteriosus häufig erhöht, und der Puls wird manchmal als „Bounding“ (pochend oder rasend) beschrieben.
Eine Echokardiographie (Ultraschalluntersuchung des Herzens) bestätigt die Diagnose. Die Ärzte beginnen typischerweise mit einem Elektrokardiogramm (EKG) und einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs. Diese können normal sein oder ein vergrößertes Herz aufzeigen.
Behandlung
Medikamente, die helfen den Ductus zu verschließen: Manchmal wird ein Stopfen oder anderes spezielles Gerät durch einen Katheter eingesetzt oder es wird operiert. Indometacin oder Ibuprofen kann verabreicht werden, um einen persistierenden Ductus arteriosus zu schließen. Diese Medikamente sind am wirksamsten, wenn sie in den ersten 10 Lebenstagen gegeben werden. Sie wirken besser bei Frühgeborenen als bei reifen Neugeborenen. Es können mehrere Dosen verabreicht werden. Wenn sich der PDA nach mehreren Dosen nicht schließt, kann ein Kathetereingriff oder eine Operation durchgeführt werden, wenn die Anzeichen darauf hindeuten, dass der PDA die Lunge und das Herz schädigt.
Selbst bei den kleinsten Frühgeborenen mit persistierenden Ductus arteriosus kann der PDA oft mit einem Kathetereingriff verschlossen werden. Bei reifen Neugeborenen und Säuglingen ohne Symptome geben die Ärzte dem PDA gegebenenfalls Zeit, sich von selbst zu schließen, bevor sie eine Behandlung vorschlagen. Wenn der Ductus arteriosus immer noch offen ist, wenn der Säugling 1 oder 2 Jahre alt ist, ist es extrem unwahrscheinlich, dass er sich von allein schließt. Zu diesem Zeitpunkt empfehlen die Ärzte meistens ein Verfahren zum Verschluss des PDA, sodass das Risiko für eine Endokarditis ausgeschlossen werden kann.
In den meisten Fällen verschließen die Ärzte den persistierenden Ductus arteriosus, indem sie während einer Herzkatheterisierung ein kleines Implantat oder eine Spirale (Coil) einsetzen. Bei diesem Verfahren wird das Verschlussgerät an die Spitze eines langen dünnen Schlauchs (Katheter) gesetzt. Der Katheter wird in die große Vene in der Leiste eingeführt. Der Katheter wird vorsichtig durch das Blutgefäß geschoben, bis er das Herz erreicht, und dann etwas weiter, bis die Spitze mit dem Gerät beim Ductus ist. Sobald das Gerät an der richtigen Stelle platziert ist, wird es aufgespannt, um den Ductus zu verschließen. Hin und wieder, insbesondere wenn der Ductus ungewöhnlich groß ist, verschließen die Ärzte diesen bei einer Operation.
Kinder müssen während eines Zeitraums von 6 Monaten nach der operativen Verschluss des Ductus vor Zahnarztbesuchen und bestimmten Operationen (etwa an den Atemwegen) Antibiotika einnehmen. Manchmal sind Antibiotika über einen längeren Zeitraum erforderlich, wenn der Ductus mit der Operation nicht vollständig geschlossen werden kann. Diese Antibiotika werden eingesetzt, um schweren Herzinfektionen vorzubeugen, die als Endokarditis bezeichnet werden.
Häufigkeit und Symptome des PDA
Der persistierende Ductus arteriosus (PDA) ist mit ca. 10% einer der häufiger auftretenden Herzfehler und findet sich oft bei Frühgeborenen. Häufig ist dieser Herzfehler symptomfrei und es lässt sich lediglich ein Herzgeräusch beim Auskultieren (Abhören) feststellen. Ist der Defekt jedoch sehr groß treten Symptome einer Herzschwäche auf: das Kind trinkt und/oder gedeiht schlecht, atmet schnell und schwitzt eventuell. In einigen Fällen kann es zu Blausuchtanfällen kommen. Bei größeren Kindern, die einen noch immer offenen Ductus arteriosus haben finden sich häufiger Atemwegsinfekte, eine schnellere Ermüdbarkeit und eine geringere Belastungsfähigkeit.
Bei Frühgeborenen ist das Mittel der ersten Wahl ein medikamentöser Verschluss des Ductus mit Ibuprofen. Gelingt dieser Verschluss nicht, so wird bei sehr kleinen Frühgeborenen der Ductus operativ unterbunden. Nach Verschluss ist mit keinen Einschränkungen zu rechnen, die Langzeitprognose ist sehr gut.
Ein Persistierender Ductus arteriosus (PDA) ist ein Herzfehler, bei dem ein Blutgefäß (der Ductus arteriosus) zwischen der Körperschlagader (Aorta) und der Lungenarterie offen bleibt. Normalerweise schließt sich dieses, vorgeburtlich notwendige, Blutgefäß nach der Geburt in Stunden oder wenigen Tagen. Häufig tritt dieses Problem bei unreifen Frühgeborenen auf. Es kommt zu einem zusätzlichen Blutfluss durch die Lungenarterien mit Belastung der linken Herzkammer.
Bei Frühgeborenen führt ein bedeutsamer PDA zu Beatmungsnotwendigkeit, Schwankungen der Sauerstoff-Sättigung im Blut, Herzschwäche mit Trink- und Gedeihstörung, sowie zu einem erhöhten Risiko für typische Komplikationen der Frühgeburtlichkeit. Im Säuglingsalter und darüber hinaus kann ein PDA zu Trink- und Gedeihstörung, Belastungseinschränkung und in Spätstadien zu Lungenhochdruck mit bläulicher Färbung der Haut (Zyanose) führen.
Ursachen und Behandlungsansätze
Dem ausbleibenden Verschluss des Ductus arteriosus liegt entweder eine Unreife der Gefäßmuskulatur vor (Frühgeborene) oder es handelt sich um eine angeborene Verschlussunfähigkeit des PDA. Der PDA macht etwas 10% aller angeborenen Herzfehler aus.
Je nach Schweregrad (Größe) eines Persistierendem Ductus arteriosus (PDA) ergibt sich eine Behandlungsbedürftigkeit. Bei Frühgeborenen kann zunächst ein medikamentöser Verschlussversuch unternommen werden. Bei Unwirksamkeit kann ein chirurgischer Verschluss über einen seitlichen Schnitt im linken Brustkorb notwendig werden. Nach Darstellung des PDA wird dieser mit einem Faden umschlungen oder mit Metall-Clips verschlossen. Diese Operation wird ohne Einsatz der Herz-Lungen-Maschine durchgeführt.
Seit einigen Jahren wird auch sehr kleinen Frühgeborenen z.T. unter 1000g ein Verschluss mittels Herzkathetertechniken ohne Operation angeboten.