Introduction: Haemodialysis arterio-venous fistula aneurysm (AAVF) prevalence varies between 7-43%. When they are symptomatic, they should be referred for treatment. It is unclear which is the optimal surgical treatment and if fistula flow reduction is beneficial for heart remodeling in patients with high-flow AAVF. Aims: (1) introduction of a new surgical technique - aneurysmorrhaphy using exoprothesis (AuE) and evaluation of its patency and complication rates. (2) analysis of flow reduction impact on heart remodeling in high-flow AAVF. (3) systematic review and meta- analysis of various surgical techniques to identify the best treatment option of haemodialysis arterio-venous fistula aneurysm. Methods: (1) retrospective analysis with prospectively collected surgical and postoperative data, patency evaluation using Kaplan - Meier curve, early and late complication rates analysis. (2) retrospective analysis prospectively collected echocardiographic parameters before and after surgery. (3) systematic review and meta- analysis following the PRISMA guidelines - registered in the international prospective register of prospective reviews PROSPERO (registration number: CRD42016029692). Results: (1) primary assisted patency rate at 12 months was 80 %, infection rate was 4.5 % and AAVF recurrence rate was 0...

Das Aortenaneurysma ist eine häufige Erkrankung, welche mit der gravierenden Kompli-kation einer Aortenruptur einhergehen kann. In den letzten 20 Jahren konnten beachtliche kurative Fortschritte erzielt werden, welche u.a. auf die Ergänzung der rein operativen Therapie um endovaskuläre und Hybridverfahren zurückzuführen sind. Dennoch ist die Aneurysmaruptur mit einer außerordentlich hohen Mortalität assoziiert. Die Genese des Aortenaneurysmas ist multifaktoriell bedingt, sodass das Wachstumsverhalten der Aorta als Surrogat des realen Rupturrisikos schwer vorherzusagen ist. Im klinischen Alltag findet überwiegend der maximale Diameter als Größen- und Verlaufsparameter Anwendung, obwohl dadurch den heterogenen Veränderungen der Aorta möglicherweise nicht ausrei-chend Rechnung getragen wird. Ziel der Studie war es, anhand einer CT-gestützten Verlaufsquantifizierung von Aorten-veränderungen Prädiktoren für das Wachstum der Aorta abzuleiten und Wachstumsraten auf Basis unterschiedlicher morphologischer Ausgangsgrößen zu vergleichen. Zwischen den definierten Aortensegmenten konnten signifikante Unterschiede der erho-benen morphologischen Parameter wie beispielsweise der Größe, der Verteilung von Ge-fäßwand und –lumen, der Verkalkung und der Krümmung aufgezeigt werden. Diese Heterogenität ließ sich auch beim Vergleich von thorakalen/abdominalen, aneurysmati-schen/nicht aneurysmatischen und wachsenden/nicht wachsenden Segmenten bestätigen. So waren beispielweise wachsende Aortensegmente initial größer als nicht wachsende (Volumen 82 cm³ vs. 53 cm³, p < 0,00; Diameter 36 mm vs. 30 mm, p< 0,00), unterschie-den sich hingegen aber nicht hinsichtlich der Wandverkalkung (Calcium-Score 894 vs. 842, p = 0,77). Im Verlauf wiesen die wachsenden Segmente unter anderem eine stärkere Zunahme der maximalen Wandstärke (+15 % vs. +4 %, p > 0,00) und eine stärkere Elongationstendenz (Segmentlänge +3,6 % vs. -0,5 %, p < 0,00) auf. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass im Verlauf eine Wachstumsdynamik beinahe aller erhobenen Größen bestand. Ein durchschnittliches Wachstum des Aortensegmentvolumens um 5,7 % pro Jahr gezeigt konnte werden. Unter den potentiellen Einflussfaktorenkonnten konnten als relevante Prädiktoren die ma-ximale Wandstärke, die Diameter-Längen-Ratio, die Exzentrizität der Außenzirkumferenz sowie die Risikofaktoren Rauchen und die Einnahme von Kortikoiden identifiziert wer-den. Der Vergleich morphologisch unterschiedlich basierter Wachstumsraten zeigte eine erhebliche Diskrepanz insbesondere zwischen dem Routineparameter maximaler Diameter und dem sensitiveren Volumen. Schlussfolgerung: CT-morphologisch bestimmbare Parameter wie die Wandstärke, das Proportionsmaß Diameter-Längen-Ratio und die Exzentrizität des Gefäßquerschnittes sind Prädiktoren überdurchschnittlichen Aortenwachstums. Die umfassenden routinemäßige Evaluation der Aorta mit Erhebung mehrerer morphologischer Parameter – insbesondere des Volumens – ist notwendig, um das heterogene und multifaktoriell bedingte Wachstum der Aorta suffizient zu erfassen.:Inhalt Inhalt I Bibliographische Beschreibung V Referat V Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis VII 1. Einführung 1 1.1. Zur Historie des Aneurysmas 1 1.1.1. Erste Erwähnungen und Altertum 1 1.1.2. Mittelalter und Renaissance– von außen nach innen 2 1.1.3. Neuzeit – Evolution pathogenetischer Erkenntnisse und suffizienter Therapien 3 1.2. Begriffsbestimmung 5 1.2.1. Aneurysma verum 5 1.2.2. Aneurysma dissecans 6 1.2.3. Aneurysma spurium 6 1.3. Ätiologie und Einflussfaktoren der Aneurysmaentstehung 6 1.3.1. Pathophysiologische Aspekte der Aneurysmagenese 7 1.3.2. Genetische Syndrome als Ursache von Aortenaneurysmen 9 1.3.3. Gefäßassoziierte Pathologien als Ursache für Aortenaneurysmen 11 1.3.4. Risikofaktoren für die Entstehung aortaler Aneurysmen 13 1.3.5. Medikamentöse Wechselwirkungen 15 1.4. Epidemiologie des Aortenaneurysmas 17 1.4.1. Angaben zur Prävalenz und Inzidenz 17 1.4.2. Rupturraten von thorakalen und abdominellen Aneurysmen 18 1.4.3. Angaben zu Wachstumsraten (GRy) aortaler Aneurysmen 19 1.5. Diagnostik und Bildgebung der Aorta 21 1.5.1. Nichtapparative Diagnostik 21 1.5.2. Konventionelles Röntgen und Angiografie 21 1.5.3. Ultraschall 21 1.5.4. Schnittbildgebung – Computer- und Magnetresonanztomografie (CT/MRT) 22 1.6. Therapeutische Optionen 23 1.6.1. Thorakale und thorakoabdominelle Aortenaneurysmen 23 1.6.2. Bauchaortenaneurysmen 23 2. Ziel der Studie 25 3. Materialien und Methoden 26 3.1. Studienkollektiv – Ein- und Ausschlusskriterien 26 3.2. Bildgebung 26 3.3. Bildverarbeitung und Messverfahren 27 3.3.1. Vorbereitung 27 3.3.2. Volumenberechnung 30 3.3.3. Messung von Diameter und Querschnittsfläche 30 3.3.4. Berechnung der Innen- und Außenfläche 31 3.3.5. Messung der minimalen und maximalen Wandstärke 32 3.3.6. Bestimmung der Segmentlänge 32 3.3.7. Winkelungs- und Krümmungsmessung 33 3.3.8. Exzentrizität des Gefäßquerschnittes 33 3.3.9. Vermessung der Gefäßwandverkalkung 34 3.4. Klinisch-anamnestische Faktoren 36 3.5. Berechnung der Wachstumsraten 36 3.6. Definition des Wachstumskriteriums 37 3.7. Gruppierung der Aortensegmente zur Auswertung 37 3.8. Statistische Auswertung 38 3.8.1. Mittelwertdifferenzen 38 3.8.2. Korrelation 38 3.8.3. Multiple Regressionsanalyse 38 3.8.4. Messmethodenvergleich 39 4. Ergebnisse 40 4.1. Charakteristika der Studienpopulation 40 4.1.1. Patientcharakteristika 40 4.1.2. Verteilung der klinischen Risikofaktoren 41 4.2. Quantifizierung der Aortenveränderungen anhand CT-morphologischer Parameter – initial und im Verlauf 43 4.2.1. Volumen 43 4.2.2. Diameter und Querschnittsfläche 47 4.2.3. Innen- und Außenfläche 48 4.2.4. Wandstärke 49 4.2.5. Länge, Proportion und Krümmung 52 4.2.6. Exzentrizität der Gefäßquerschnitte 55 4.2.7. Wandverkalkung 57 4.3. Einflussfaktoren des Aortenwachstums 62 4.3.1. Korrelationsanalyse der potentiellen Einflussfaktoren mit dem Wachstumskriterium 62 4.3.2. Prädiktoren des Aortenwachstums - Multiple Regressionsanalyse 67 4.4. Diskrepanzen zwischen unterschiedlich basierten Wachstumsraten 70 5. Diskussion 73 5.1. Wachstumsverhalten und Aortenmorphologie 73 5.1.1. Das Volumen als sensitiver Verlaufsparameter des Aortenwachstums 73 5.1.2. Etablierte Größen: Diameter und Querschnittsfläche 75 5.1.3. Alternative dreidimensionale Parameter: Innen- und Außenfläche 76 5.1.4. Die aortale Wandstärke als Surrogatparameter für intraluminalen Thrombus und atheromatöse Wandveränderungen 77 5.1.5. Die segementale Länge, Proportion und Krümmung als Korrelat longitudinalen Wachstums 78 5.1.6. Die Exzentrizität der Gefäßquerschnitte 79 5.1.7. Die aortale Wandverkalkung 80 5.2. Prädiktoren und Einflussfaktoren des Aortenwachstums 80 5.2.1. Initiale Größe 81 5.2.2. Gefäßwandveränderungen 82 5.2.3. Das Verhältnis von Proportion, Krümmung und Elongation der Aorten-segmente 84 5.2.4. Die Morphologie des Gefäßquerschnittes 86 5.2.5. Die Rolle der aortalen Wandverkalkung für das Aortenwachstum 87 5.2.6. Die Relevanz klinischer Risikofaktoren 87 5.3. Diskrepanzen der unterschiedlich basierten Wachstumsraten 89 5.4. Limitationen der Studie 91 5.5. Schlussfolgerung 92 6. Zusammenfassung der Arbeit 93 7. Literaturverzeichnis 95 8. Erklärung zur Dissertation 118 9. Curriculum Vitae 119 Persönliche Daten 119 Ausbildung 119 Praktische Erfahrungen und beruflicher Werdegang 119 10. Danksagung 121 / Purpose This study aims to identify clinical and CT-morphologic predictors of growth of the native aorta and aortic aneurysms. Material and methods Seventy-three patients (66 ±8.0 years) who underwent two subsequent computed tomography angiographies of the thoracic/thoracoabdominal/abdominal aorta for clinical reasons from 2002 - 2008 were retrospectively included. The mean interval between the CT scans was 1.8 ±0.8 years. The aortic anatomy was divided into 9 segments from sinotubular junction to iliac bifurcation. CT scans were obtained with 16- and 64-slice scanners, all series were analyzed on a commercially available workstation. Beside the collection of information about the past medical history, several morphologic parameters were measured for each segment such as aortic volume, maximum diameter, cross sectional area, surface area, calcification, tortuosity, wall thickness or cross sectional eccentricity. Annual growth rates were calculated for each parameter. Aortic total volume was considered as the standard of reference. Therefore, aortic growth was defined as a growth rate of total volume > 5 %. Multiple regression analysis was conducted to reveal predictors of aortic growth. Results For all segments, average volumes were 65.0 ± 59.0/44.7 ± 39.6/20.3 ± 27.9 cm³ (total/lumen/wall). The annual aortic growth rate of total volume was 5.7 % for all segments. All parameters that represent the initial size of the aortic segments (total and lumen volume, maximum diameter, cross sectional area, surface area) were approved as predictors of aortic growth. Further predictors were wall volume, maximum and minimum wall thickness, diameter length ratio, segmental length and tortuosity index. Among the clinical parameters, smoking, corticosteroid medication and peripheral artery disease were confirmed as aortic growth predictors. Conclusions In clinical routine, most therapeutic decisions a made based on the diameter measurement alone, which might be inappropriate. A comprehensive evaluation of aortic morphology is warranted in the presence of increased aortic size, wall thickness, cross sectional eccentricity, smoking and corticosteroid therapy.:Inhalt Inhalt I Bibliographische Beschreibung V Referat V Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis VII 1. Einführung 1 1.1. Zur Historie des Aneurysmas 1 1.1.1. Erste Erwähnungen und Altertum 1 1.1.2. Mittelalter und Renaissance– von außen nach innen 2 1.1.3. Neuzeit – Evolution pathogenetischer Erkenntnisse und suffizienter Therapien 3 1.2. Begriffsbestimmung 5 1.2.1. Aneurysma verum 5 1.2.2. Aneurysma dissecans 6 1.2.3. Aneurysma spurium 6 1.3. Ätiologie und Einflussfaktoren der Aneurysmaentstehung 6 1.3.1. Pathophysiologische Aspekte der Aneurysmagenese 7 1.3.2. Genetische Syndrome als Ursache von Aortenaneurysmen 9 1.3.3. Gefäßassoziierte Pathologien als Ursache für Aortenaneurysmen 11 1.3.4. Risikofaktoren für die Entstehung aortaler Aneurysmen 13 1.3.5. Medikamentöse Wechselwirkungen 15 1.4. Epidemiologie des Aortenaneurysmas 17 1.4.1. Angaben zur Prävalenz und Inzidenz 17 1.4.2. Rupturraten von thorakalen und abdominellen Aneurysmen 18 1.4.3. Angaben zu Wachstumsraten (GRy) aortaler Aneurysmen 19 1.5. Diagnostik und Bildgebung der Aorta 21 1.5.1. Nichtapparative Diagnostik 21 1.5.2. Konventionelles Röntgen und Angiografie 21 1.5.3. Ultraschall 21 1.5.4. Schnittbildgebung – Computer- und Magnetresonanztomografie (CT/MRT) 22 1.6. Therapeutische Optionen 23 1.6.1. Thorakale und thorakoabdominelle Aortenaneurysmen 23 1.6.2. Bauchaortenaneurysmen 23 2. Ziel der Studie 25 3. Materialien und Methoden 26 3.1. Studienkollektiv – Ein- und Ausschlusskriterien 26 3.2. Bildgebung 26 3.3. Bildverarbeitung und Messverfahren 27 3.3.1. Vorbereitung 27 3.3.2. Volumenberechnung 30 3.3.3. Messung von Diameter und Querschnittsfläche 30 3.3.4. Berechnung der Innen- und Außenfläche 31 3.3.5. Messung der minimalen und maximalen Wandstärke 32 3.3.6. Bestimmung der Segmentlänge 32 3.3.7. Winkelungs- und Krümmungsmessung 33 3.3.8. Exzentrizität des Gefäßquerschnittes 33 3.3.9. Vermessung der Gefäßwandverkalkung 34 3.4. Klinisch-anamnestische Faktoren 36 3.5. Berechnung der Wachstumsraten 36 3.6. Definition des Wachstumskriteriums 37 3.7. Gruppierung der Aortensegmente zur Auswertung 37 3.8. Statistische Auswertung 38 3.8.1. Mittelwertdifferenzen 38 3.8.2. Korrelation 38 3.8.3. Multiple Regressionsanalyse 38 3.8.4. Messmethodenvergleich 39 4. Ergebnisse 40 4.1. Charakteristika der Studienpopulation 40 4.1.1. Patientcharakteristika 40 4.1.2. Verteilung der klinischen Risikofaktoren 41 4.2. Quantifizierung der Aortenveränderungen anhand CT-morphologischer Parameter – initial und im Verlauf 43 4.2.1. Volumen 43 4.2.2. Diameter und Querschnittsfläche 47 4.2.3. Innen- und Außenfläche 48 4.2.4. Wandstärke 49 4.2.5. Länge, Proportion und Krümmung 52 4.2.6. Exzentrizität der Gefäßquerschnitte 55 4.2.7. Wandverkalkung 57 4.3. Einflussfaktoren des Aortenwachstums 62 4.3.1. Korrelationsanalyse der potentiellen Einflussfaktoren mit dem Wachstumskriterium 62 4.3.2. Prädiktoren des Aortenwachstums - Multiple Regressionsanalyse 67 4.4. Diskrepanzen zwischen unterschiedlich basierten Wachstumsraten 70 5. Diskussion 73 5.1. Wachstumsverhalten und Aortenmorphologie 73 5.1.1. Das Volumen als sensitiver Verlaufsparameter des Aortenwachstums 73 5.1.2. Etablierte Größen: Diameter und Querschnittsfläche 75 5.1.3. Alternative dreidimensionale Parameter: Innen- und Außenfläche 76 5.1.4. Die aortale Wandstärke als Surrogatparameter für intraluminalen Thrombus und atheromatöse Wandveränderungen 77 5.1.5. Die segementale Länge, Proportion und Krümmung als Korrelat longitudinalen Wachstums 78 5.1.6. Die Exzentrizität der Gefäßquerschnitte 79 5.1.7. Die aortale Wandverkalkung 80 5.2. Prädiktoren und Einflussfaktoren des Aortenwachstums 80 5.2.1. Initiale Größe 81 5.2.2. Gefäßwandveränderungen 82 5.2.3. Das Verhältnis von Proportion, Krümmung und Elongation der Aorten-segmente 84 5.2.4. Die Morphologie des Gefäßquerschnittes 86 5.2.5. Die Rolle der aortalen Wandverkalkung für das Aortenwachstum 87 5.2.6. Die Relevanz klinischer Risikofaktoren 87 5.3. Diskrepanzen der unterschiedlich basierten Wachstumsraten 89 5.4. Limitationen der Studie 91 5.5. Schlussfolgerung 92 6. Zusammenfassung der Arbeit 93 7. Literaturverzeichnis 95 8. Erklärung zur Dissertation 118 9. Curriculum Vitae 119 Persönliche Daten 119 Ausbildung 119 Praktische Erfahrungen und beruflicher Werdegang 119 10. Danksagung 121

Background: Impaired homocysteine metabolism is associated with a number of vasculopathies including extracranial aneurysms. We analyzed the possible association of nine genetic variants of homocysteine metabolism with the occurrence of intracranial aneurysms. Methods: Caucasian patients (n = 255) treated at two German hospitals for intracranial aneurysms and local controls (n = 348) were genotyped for the following polymorphisms: methionine synthase (MTR) c.2756A→G, methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) c.677C→T, MTHFR c.1298A→C, cystathionine β-synthase (CBS) c.844_855ins68, CBS c.833T→C, dihydrofolate reductase (DHFR) c.594 + 59del19bp, glutathione S-transferase Ω-1 (GSTO1) c.428C→A, reduced folate carrier 1 (RFC1) c.80G→A and transcobalamin 2 (Tc2) c.776C→G. Results: The G-allele of the missense polymorphism Tc2 c.777C→G was found to be underrepresented in patients, suggesting that this variant may protect from the formation of cerebral aneurysms [odds ratio per two risk alleles (OR) 0.48; 95% confidence interval (CI) 0.30–0.77; p = 0.002]. We obtained borderline results for the G-allele of RFC1 c.80G→A (OR 1.64; 95% CI 1.01–2.65; p = 0.051) and the insertion allele of DHFR c.594 + 59del19bp (OR 1.61; 95% CI 1.00–2.60; p = 0.059), which were found to be overrepresented in patients. Conclusion: Polymorphisms of homocysteine metabolism are possible risk factors for the formation of intracranial aneurysms. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Background: Vascular remodeling generated by reactive oxygen species contributes to aneurysm formation. The NADPH oxidase system is a major source of superoxide anion not only in phagocytes, but also in endothelial and vascular smooth muscle cells. Polymorphisms of p22phox, an essential component of the NADPH oxidase system, are found to be associated with atherosclerosis, while a recent study found a significant association between the 214C>T polymorphism and the occurrence of ischemic cerebrovascular disease. We conducted a case-control study to investigate the relationship of five polymorphisms of the p22phox gene and the occurrence of cerebral aneurysms. Methods: The study population consisted of 113 patients with intracranial aneurysms and 53 control subjects. The 214C>T polymorphism was investigated by restriction fragment length polymorphism analysis, while polymorphisms 381T>C, 480G>A, 521C>T, and *24A>G were analyzed by direct sequencing of exon 6 and adjacent intronic sequences. Results: The analysis of a primary study sample comprising 35 cases and 28 controls failed to show a significant association between any of the five polymorphisms and the occurrence of intracranial aneurysms using both allele frequencies and genotypes (all nominal p > 0.05). Although there was a deviation from Hardy-Weinberg equilibrium in cases at the 521C>T locus (nominal p < 0.05), this could not be confirmed in a second study sample of 78 patients. Haplotypes were constructed regarding three frequent polymorphisms (214C>T, 521C>T, and *24A>G); haplotype frequencies in cases and controls were not significantly different. Conclusion: Although polymorphisms of the p22phox gene located in the coding region and the 3′-untranslated region were reported to be associated with atherosclerosis and cerebrovascular disease, our data provide evidence that there is no association between these polymorphisms and the occurrence of cerebral aneurysms in Caucasians. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

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This master thesis is focused on usage of monitoring pulse wave propagation in aortic system in a field of diagnostic abdominal aortic aneurysm (AAA). There is a description of cardio-vascular system and its pathology in a form of AAA. A summarization of temporary diagnostic method was created and some new methods were proposed. This new methods presume monitoring of pulse wave propagation. Fluid structure interaction (FSI) analyses of pulse wave propagation were performed on simplified models of geometry which representing specific sections of aorta. The goal of these analyses was to prove usage of FSI method in a future development of proposed diagnostic methods.

The incompressible fluid flow around the geometries of cerebral artery aneurysms is studied in this thesis. The aneurysm is a local extension of a vessel. This disease is dangerous only in the case of rupture. Then the blood is released into the brain. The need of accurate computation of the velocity and pressure fields in this geometries is motivated exactly by the question which aneurysm has tendency to rupture. The finite element method (FEM) is used for the computation of the flow. A good domain discretization is one of the main step in FEM. Modern computed tomography is able to produce series of the two- dimensional images and it is necessary to create an appropriate three-dimensional model of the tissue. This thesis includes the description of the mesh generation and the ways to smooth and improve the meshes. In the theoretical part the equations of fluid flow are formulated. A suitability of a choice of boundary conditions is discussed. Weak formulation for the equations and its discretization are presented. In the practical part velocity and pressure fields are computed by the various finite elements. Wall shear stress which plays an important role in the evolution of an aneurysm is also computed on the introduced meshes. Comparison of mesh smoothing filters, used finite elements and used...

Circa 3% der Menschen in einer Bevölkerung ohne Komorbiditäten sind Träger eines unrupturierten intrakraniellen Aneurysmas. Intrakranielle Aneurysmen können dabei inzidentell, also asymptomatisch und damit ein Zufallsbefund sein oder zu Symptomen wie Kopfschmerzen oder Tinnitus führen. Die schwerwiegendste Komplikation ist die Ruptur durch einen Einriss in der Gefäßwand. Die Ruptur eines intrakraniellen Aneurysmas ist die häufigste Ursache für eine nicht-traumatische Subarachnoidalblutung, einem Ereignis, das mit einer hohen Morbidität und Mortalität einhergeht. Jedoch ist das Auftreten einer Subarachnoidalblutung mit einem Risiko von circa 1,5% in 5 Jahren gegenüber der relativen Häufigkeit von intrakraniellen Aneurysmen selten. Die nahezu ubiquitäre Verfügbarkeit von MRT-Bildgebungen des Kopfes ermöglicht zudem eine frühzeitige Detektion inzidenteller Aneurysmen und so die Versorgung vor einer potentiellen Ruptur. Der präventive Verschluss des Aneurysmas geht wiederum mit einem therapie-assoziierten Risiko von circa 4% einher. Es gilt also, zwischen Patienten zu differenzieren, die vom Verschluss profitieren und Patienten, deren Blutungsrisiko kleiner ist als das Verschlussrisiko. Im Umkehrschluss bedeutet das, zwischen rupturgefährdeten und stabilen Aneurysmen zu unterscheiden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Risikoprofil der lokalen Leipziger Population zu erstellen, um Patienten am Universitätsklinikum Leipzig optimal in ihrer Rupturgefährdung einschätzen und dann beraten zu können. Die folgenden 7 Faktoren wurden dabei als besonders relevant für das Beratungsgespräch herausgearbeitet: 1. Aneurysmagröße zwischen 2-9 mm, oder zunehmend 2. Anterior-Stromgebiet und A. communicans posterior als Aneurysma-Lokalisation 3. fetaler Versorgungstyp der A. cerebri posterior und Gefäßduplikaturen als ko-existente Variationen des Circulus Willisii 4. irreguläre Form des Aneurysmas 5. Alter des Patienten zwischen 40 und 60 Jahren 6. Nikotinabusus 7. arterieller Hypertonus

In der vorliegenden Arbeit soll die nicht-invasive Messung der Pulswellengeschwindigkeit als Screening-Methode für proximale Aortenaneurysmen evaluiert werden. Hierfür wurde der Zusammenhang zwischen dem Aortendurchmesser und der nicht-invasiv gemessenen PWV untersucht. Außerdem wurde der Einfluss bekannter kardiovaskulärer Risikofaktoren und das Vorhandensein einer bikuspiden Aortenklappe auf die Gefäßsteifigkeit (mit Hilfe der PWV als Surrogatmarker) analysiert. Des Weiteren wurde die Hypothese untersucht, ob sich die nicht-invasive Bestimmung der Gefäßelastizität zur Früherkennung von proximalen Aortenaneurysmen eignet. Die vorliegende Studie umfasst 210 Probanden im Alter von 18 bis 92 Jahren, bei welchen ein proximales Aortenaneurysma und/oder eine (isolierte) Aortenklappenerkrankung diagnostiziert wurde, sowie 17 gesunde Kontrollen. Die folgenden Patientengruppen wurden gebildet: (1) Patienten mit Aortenaneurysma und Aortenklappenerkrankung, (2) Patienten mit Aortenklappenerkrankung ohne Aortenaneurysma, (3) Patienten mit Aortenaneurysma (>45mm) mit und ohne Aortenklappenerkrankung, (4) Patienten mit einem Aortendurchmesser < 45mm mit und ohne Aortenklappenerkrankung. Bei allen Probanden erfolgte die nicht-invasive Messung der Pulswellengeschwindigkeit mit Hilfe der kommerziell erhältlichen Systeme 'SphygmoCor®' und 'Mobil-O-Graph®'. Der Mobil-O-Graph® ist ein automatisches, oszillometrisches Oberarmmanschetten-basiertes Gerät, wohingegen sich der SphygmoCor® auf ein tonometrisches Verfahren stützt. Im Anschluss erfolgte die statistische Auswertung. Eine Signifikanz wurde bei einem p-Wert < 0.05 angenommen. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst bei der Unterscheidung von gesunder Kontrollgruppe und gesamter Patientengruppe eine signifikant höhere PWV in der Patientengruppe gesehen. Durch die zahlreich vertretenen kardiovaskulären Ko-Morbiditäten der Patienten und das höhere durchschnittliche Alter lässt sich die generalisierte höhere Gefäßsteifigkeit im Rahmen von Atherosklerose (mit mikro- und makrovaskulären Verkalkungen) und der (oft langjährigen) arterieller Hypertonie erklären (Baulmann et al. 2010, Elias et al. 2018, Ghosh et al. 2019). Bei weiterer Unterteilung der Patientengruppe in Patienten mit thorakalem Aortenaneurysma zeigte sich eine Abnahme der PWV sowie eine erhöhte Dehnbarkeit des Gefäßes – unabhängig vom Durchmesser – wobei bisherige physikalische und pathophysiologische Studien eine Erhöhung der Gefäßsteifigkeit mit Zunahme des Aortendurchmessers beschrieben (Koullias et al. 2005). Obwohl die aktuellen Leitlinien (Isselbacher et al. 2022) in Abhängigkeit vom Durchmesser der Aorta die Indikation zur chirurgischen Therapie stellen, legen immer mehr Studien nahe, dass der Durchmesser allein kein hinreichendes Kriterium zur individuellen Einschätzung des Ruptur- bzw. Dissektionsrisikos von Aortenaneurysmen ist (Rabkin et al. 2014). So konnten beispielsweise Etz et al. in einer retrospektiven Analyse zeigen, dass viele Patienten bei dem aktuell empfohlenen Grenzwert (Durchmesser der proximalen Aorta von 55 mm) noch eine ausreichend stabile Aorta besitzen und möglicherweise keine Komplikationen erwarten müssen (Etz et al. 2012). Auch eine weitere Studie von Patienten mit akuter Aortendissektion Typ A konnte darlegen, dass beispielsweise Patienten mit bikuspider Aortenklappe (BAV) eine 10 mm größere Aorta hatten zum Zeitpunkt der Dissektion im Vergleich zu Patienten mit trikuspider Aortenklappe (Eleid et al. 2013). Dies widerspricht den Empfehlungen der Experten zum frühzeitigen Ersatz der Aorta bei BAV-Patienten, so dass der Durchmesser als maßgebliches Entscheidungskriterium weiterhin zu diskutieren bleibt. Grundsätzlich ist bei einer Dissektion oder Ruptur von einem multifaktoriellen Prozess auszugehen, welcher sich sowohl von mechanischen als auch zellulären Komponenten herleitet (Abbas et al. 2011). Die nicht-invasive Messung der PWV als Surrogatmarker der Gefäßelastizität könnte einen Beitrag zur Früherkennung der symptomlosen Erkrankung des Aortenaneurysmas leisten. Entgegen der in der Literatur beschriebenen Annahme einer erhöhten Gefäßsteifigkeit und damit erhöhten PWV bei Patienten mit Gefäßerkrankungen (Blacher et al. 1999; Koullias et al. 2005; Chen et al. 2022) zeigten die Patienten mit Aortenaneurysma eine signifikant niedrigere PWV, verglichen mit Patienten mit isolierter Aortenklappenerkrankung. Zum einen besteht die Möglichkeit, dass die Patienten in einen Hochrisikobereich einzuordnen sind und die Aortenaneurysmen rechtzeitig kurz vor Eintritt potenziell lebensbedrohlicher Komplikationen operiert wurden. So konnte in einer Studie an abdominellen Aneurysmen ein biphasischer Verlauf mit Abnahme der PWV kurz vor Ruptur gezeigt werden (Russo 2006). Auf Basis dieser Daten wurde erst kürzlich ein Diagramm zur Einschätzung des Rupturrisikos abdomineller Aortenaneurysmen entwickelt mit einem Hochrisiko-Bereich, definiert durch einen großen Aortendurchmesser in Verbindung mit einer geringen Gefäßsteifigkeit, also hohen PWV (Russo 2020). Durch eine routinemäßige, regelmäßige Messung der PWV über viele Jahre (bspw. beim Hausarzt im Rahmen der Blutdruckmessung) ließe sich eine Veränderung in der PWV frühzeitig detektieren und somit das Risiko potenzieller Komplikationen durch rechtzeitiges Eingreifen minimieren. Sollte es in Zukunft durch die PWV gelingen, die Risikostratifizierung, zusätzlich zum Aortendiameter – aktuell der einzige Indikator für das vermeintliche Rupturrisiko – zu augmentieren, können im Idealfall Hochrisikopatienten rechtzeitig einem chirurgischen Eingriff zugeführt und Niedrigrisikopatienten sicher zurückgestellt werden (Amjer; Njiveldt 2015). Die Patienten könnten bereits in den Anfangsstadien der Erkrankung fachgerecht betreut und eine optimale, individuelle Therapie auf den einzelnen Patienten abgestimmt, insbesondere in Bezug auf den optimalen OP-Zeitpunkt, gewählt werden. Im Vergleich der PWV von Patienten mit trikuspider und bikuspider Aortenklappe fanden sich keine signifikanten Unterschiede, was auf die ohnehin erhöhte Gefäßsteifigkeit bei zunehmendem Gefäßdurchmesser – unabhängig von der Klappenmorphologie – zurückgeführt werden könnte. Die Unterschiede in der PWV zwischen BAV- und TAV-Patienten nivellieren sich möglicherweise mit zunehmendem Aortendurchmesser. Zudem könnte der Unterschied statistisch nicht auffallen, da BAV-Patienten zwar jünger sind, dafür aber aufgrund der kardialen Anomalie frühzeitig eine erhöhte Gefäßsteifigkeit aufweisen (Goudot et al. 2019), hingegen die trikuspiden Patienten erst in höherem Alter auffällig werden und somit die Gefäßsteifigkeit aufgrund des Alters und der Ko-Morbiditäten (z.B. Atherosklerose, Diabetes mellitus) zunimmt (Smulyan et al. 2016, Tedla et al. 2020). Schlussfolgerung: Auf Basis einer einzigen nicht-invasiven Messung der Gefäßelastizität kann keine sichere Aussage zum Vorhandsein eines proximalen Aortenaneurysmas getroffen werden. Eine Empfehlung als Screeningmethode kann auf Basis der vorliegenden Studie nicht gegeben werden. Relevant erscheint hingegen die longitudinale Messung über Jahre hinweg, um über die Änderung der PWV Rückschlüsse ziehen zu können. Zwar kann eine erhöhte PWV einen Hinweis auf das Vorliegen eines Aortenaneurysmas liefern, ist aber als alleinige Diagnostikmethode nicht ausreichend. Bei bereits diagnostiziertem Aortenaneurysma kann eine im Verlauf auftretende Verringerung der PWV möglicherweise Hinweis auf bevorstehende aortale Komplikationen wie Aortendissektion oder -ruptur geben.

Einführung: Aortenaneurysmen bergen das hohe Risiko einer lebensbedrohlichen Aortenruptur und stellen deshalb einen Grund zur operativen Versorgung dar. Bei der endovaskulären Reparatur von Aortenaneurysmen ist die spinale Ischämie eine der verheerendsten Komplikationen. In den letzten Jahren entwickelten sich viele Verfahren zur Prävention der spinalen Ischämie. Eines davon ist die sog. minimalinvasive Segmentarterien-Coilembolisation (MISACE), bei welcher in Vorbereitung auf die Prothesenimplantation von der Aorta abgehende Segmentarterien mit kleinen Coils oder Plugs verschlossen werden. So wird die Entstehung von Kollateralen angeregt, um die Blutversorgung des Rückenmarks auch nach Einbau des Stentgrafts sicherzustellen. Von einigen dieser Segmentarterien geht die A. radicularis magna anterior (ARMA) ab, welche wiederum die A. spinalis anterior (ASA) speist und einen wichtigen Beitrag zur Blutversorgung des Rückenmarks leistet. Bisher wurde noch nicht spezifisch untersucht, ob MISACE mit Verschluss der ARMA durchführbar und sicher ist. Dies ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Methoden: Von Januar 2018 bis Juli 2020 erhielten 104 Patienten am Universitätsklinikum Leipzig eine endovaskuläre Aortenreparatur (EVAR) ihres thorakalen Aortenaneurysmas (TAA) oder thorakoabdominalen Aortenaneurysmas (TAAA) mit vorheriger MISACE Intervention. Bei 54 dieser Patienten (36 männlich, Mittelwert des Alters: 71,1 ± 9,3 Jahre) wurde während des Eingriffs eine ARMA gesichtet und die Abgänge dieser okkludiert. Die Daten dieser 54 Patienten wurden in die retrospektive monozentrische Studie aufgenommen. Klinische Endpunkte der Studie waren der technische Erfolg von MISACE, neurologische Komplikationen sowie die Krankenhausmortalität nach MISACE und EVAR bei TAA und TAAA. Ergebnisse: Die TAAA wurden nach Crawford klassifiziert. Hierbei zeigten sich Typ II (N=19), Typ III (N=5), Typ IV (N=11) und Typ V (N=11). Die Anzahl an TAA betrug N=8. Insgesamt wurden 388 Segmentarterien im Rahmen von MISACE okkludiert, wobei der Mittelwert der okkludierten Segmentarterien bei den Patienten 7,2 ± 3,1 betrug. Dadurch wurden 64,5 % (Spannweite: 25 %-100 %) des direkten arteriellen Blutflusses aus den Segmentarterien zum Rückenmark unterbunden. Insgesamt wurden 66 ARMAs gefunden, welche von 85 (21,9 %) Segmentarterien abgingen. Der Ursprung der ARMA zeigte sich zwischen TH8 und L3, in den meisten Fällen (75,3 %) auf der linken Seite. Manche Patienten erhielten mehrere Interventionen. Während des ersten MISACE Eingriffs wurden N=42 der 85 Segmentarterien, welche die ARMA versorgen, gecoilt. Im zweiten MISACE Eingriff wurden N=26, im dritten N=14 und im vierten N=3 Segmentarterien okkludiert. Insgesamt fanden 136 MISACE Interventionen statt. Danach kam es zu keinen verfahrensspezifischen Komplikationen, insbesondere keinen neurologischen wie spinaler Ischämie oder Apoplex. Im Mittel 47,9 ± 39,4 Tage nach einem MISACE Eingriff erfolgte die Implantation einer Aortenprothese in minimalinvasiver Technik. Danach kam es zu keinen Todesfällen. Ein Patient entwickelte eine unvollständige und vorübergehende spinale Ischämie, ein weiterer erlitt einen Apoplex. Fazit: Die Okklusion von Segmentarterien, welche direkt die ARMA und damit die ASA speisen, ist im Rahmen von MISACE technisch durchführbar und sicher. Es kam zu keinen verfahrensspezifischen Komplikationen, insbesondere keiner spinalen Ischämie.:Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis II Abkürzungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis IX 1 Einführung 1 1.1 Aufbau der Aorta 1 1.2 Aortenaneurysma 3 1.2.1 Definition 3 1.2.2 Klassifikation der Aortenaneurysmen 4 1.2.3 Epidemiologie thorakaler und thorakoabdomineller Aortenaneurysmen 5 1.2.4 Ätiologie und Risikofaktoren thorakaler und thorakoabdomineller Aortenaneurysmen 6 1.2.5 Klinik thorakaler und thorakoabdomineller Aortenaneurysmen 7 1.2.6 Diagnostik thorakaler und thorakoabdomineller Aortenaneurysmen 7 1.2.7 Therapiestrategien 11 1.2.7.1 Offene chirurgische Versorgung 12 1.2.7.2 Endovaskuläre Versorgung per Stentgraft 13 1.2.7.3 Hybride Technik 19 1.2.8 Komplikationen 19 1.2.8.1 Komplikationen unbehandelter Aneurysmen 19 1.2.8.2 Komplikationen nach offener Versorgung 20 1.2.8.3 Komplikationen nach endovaskulärer Aortenreparatur 21 1.2.8.4 Komplikation spinale Ischämie 23 1.3 Anatomie der Rückenmarksversorgung 27 1.4 Minimalinvasive Segmentarterien-Coilembolisation zur Prävention von spinaler Ischämie 30 1.5 Fragestellung der eigenen Arbeit 34 2 Methoden 34 2.1 Studiendesign und Patientenauswahl 34 2.2 Festlegung spezifischer Kriterien 35 2.3 Ermittlung demographischer Daten 36 2.4 Analyse der thorakalen und thorakoabdominellen Aortenaneurysmen 36 2.5 Analyse des Status der Segmentarterien 36 2.6 Analyse der minimalinvasiven Segmentarterien-Coilembolisation 38 2.7 Analyse der endovaskulärer Aortenreparatur 39 2.8 Klinisches Vorgehen 40 2.9 Statistische Auswertung 40 3 Ergebnisse 41 3.1 Demographische Daten und Beschreibung der thorakalen und thorakoabdominellen Aortenaneurysmen 41 3.2 Anatomie der Segmentarterien mit Zufluss zur A. spinalis anterior und minimalinvasive Segmentarterien-Coilembolisation 42 3.3 Neurologische Komplikationen und Management nach minimalinvasiver Segmentarterien-Coilembolisation 44 3.4 Endovaskuläre Reparatur von thorakalen und thorakoabdominellen Aortenaneurysmen 45 3.5 Neurologisches Outcome nach endovaskulärer Aortenreparatur 45 4 Diskussion 46 4.1 Sicherheit der minimalinvasiven Segmentarterien-Coilembolisation mit Verschluss der A. radicularis magna anterior 46 4.2 Bedeutung der A. radicularis magna anterior und ihrer Anastomosen 47 4.3 Stützung des Konzeptes des Kollateralnetzwerks 49 4.4 Limitierungen der Studie 50 5 Schlussfolgerung 50 6 Zusammenfassung der Arbeit 51 7 Literaturverzeichnis 53 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 62 9 Danksagung 63