Percutaneous Laser Angioplasty in the Treatment of Peripheral Vascular Disease

Summary

For a long timc the treatment of peripheral vascular diseases mainly was a surgical one. Improvemonts in drug therapy and success of PTCA have increased the interest in a more conservative therapy. So laser promised to be another tool in the percutaneous treatment of peripheral vascular diseases. First successful experiments were followed by the experience of technical problems and side effects of this new method. First clinical studies in occluded human femoral arteries were started at Stanford University in 1983. The results, published in 1985, showed that occlusive lesions in this vascular region could be successfully reopened by a percutaneous approach. But in cases of severe calcification the danger of Perforation or dissection was significantly increased. Moreovor the newly created Channel proved to be too small for a sufficient revascularization, so that this method had to be combined with balloon angioplasty. By the development of the metalcapped “hot tip”, laser energy was totally changed into thermal energy. By this new System greater Channels of 2 up to 2.5 mm could be created and by the special design of the metalcap thermal injury to the arterial wall could be decreased. Nevertheless Perforation occurred also with this System. Moreover, additional balloon angioplasty was still necessary in proximal Segments of the femoral artery. Futural developments of greater metal heads may lead to the exclusive use of the “hot tip” expecially in more distal parts. Longterm results will show, if laser angioplasty is comparabel to other conventional methods like balloon angioplasty or surgery. There is still a long way to go, until the ideal of reopening atherosclerotic stenoses only by laser energy can be reached.

Zusammenfassung

Die Behandlung der peripheren arteriellen Verschlußkrankheit war lange Zeit das dominierende Gebiet der Chirurgie. Dieses Bild hat sich in letzter Zeit durch verbesserte medikamentöse Behandlungsverfahren und vor allem durch die Einführung der Ballonangioplastie verändert. So fand auch der Laser als mögliches perkutanes Behandlungsverfahren bei Stenosen und vor allem bei Verschlüssen peripherer Gefäße schnell großes Interesse. Der anfänglichen Euphorie folgte jedoch bald die Erkenntis, daß auch dieses Verfahren sowohl mit technischen Problemen wie auch mit Nebenwirkungen belegt ist. Dabei ist eine Erprobung im Tiermodell erschwert durch die Tatsache, daß die Arteriosklerose z.B. bei Kaninchen unter spezieller Cholosteroldiät aufgrund unterschiedlicher Wandstrukturen und damit auch unterschiedlicher Plaquekonsistenz menschlichen Veränderungen nur schwer vergleichbar ist. Nach Invitro-Versuchen wurde somit die periphere Gefäßstrombahn - insbesondere im Oberschenkelbereich - zur klinischen Erprobung des Laserverfahrens ausgewählt. Es handelt sich dabei um eine gut zugängliche und relativ gradlinige Gefäßstrecke, die im Komplikationsfalle auch operativ gut zugänglich ist und kein Risiko für den Patienten darstellt. Die ersten 1985 in Stanford veröffentlichten Ergebnisse zeigten, daß mit einer dünnen Quarzfaser dieser Bereich gut zugänglich war und auch höhergradige Veränderungen mit dem Laser wiedereröffnet werden konnten. Allerdings zeigte sich, daß insbesondere bei hochgradigen Verkalkungen eine erhöhte Dissektions- oder Perforationsgefahr bestand, da der Lichtstrahl sich ähnlich einem Führungsdraht den Weg geringsten Widerstandes sucht. Auch konnte mit der dünnen Quarzfaser nur ein relativ kleinkalibriger neuer Kanal geschaffen werden, so daß in der Regel eine zusätzliche Ballondilatation zur Wiederherstellung eines ausreichenden Gefäßlumens erforderlich war. Mit Einführung der metallummantelten Faser, der sog. Hot-Tip, wurde die Laserenergie ausschließlich in thermische Energie umgewandelt. Mit Hilfe entsprechender Kathetersysteme und einer Führung über entsprechende Führungsdrähte ist mit dieser Faser eine gute Steuerbarkeit möglich. Bei dem entsprechend größeren Durchmesser der Gefäße in Relation zu dem Metallkopf (2,0 mm, 2,5 mm) besteht zwischen intakter Gefäßwand und Hot-Tip ein kühlender Flüssigkeitsfilm, der eine thermische Verletzung der umgebenden Wandstrukturen auf ein Minimum reduziert. Allerdings ist auch bei der Hot-Tip die Gefahr von Perforationen nicht ausgeschlossen, da sich auch diese Sonde im Falle besonders hartnäckiger Verkalkungen nicht selten den Weg in die subintimale Schicht sucht. Bei großen Gefäßdurchmessern im Bereich des Oberschenkels ist auch bei der Verwendung der Hot-Tip eine Ballondilatation meist erforderlich, um ausreichende Lumendurchmessor wieder herzustellen. Lediglich im Bereich kleinerer Gefäße erscheint der ausschließliche Gebrauch der Hot-Tip ausreichend, allerdings bleibt hier noch abzuwarten, inwieweit der verminderte Abstand zwischen Metallmantel und umgebender Gefäßwand auch Auswirkungen auf unveränderte Gefäß wandstrukturen hat. So ist die Idee, mit dem Laser verkalkende Stenosen oder Verschlüsse von Arterien einfach zu überwinden, bisher noch eine Idealvorstellung. Allerdings scheint es mit technischen Weiterentwicklungen und zunehmender Routine im Umgang mit diesem neuen System möglich, dieser Vorstellung in Zukunft zumindest einen wesentlichen Schritt näherzukommen.

Key words

Laserangioplasty - Peripheral vascular disease