Experimental and Clinical Angioplasty With a Laser Probe Fiberoptic Catheter System

Summary

Tho ablation of atherosclerotic tissue by laser energy was a promising new idea in the treatment of atherosclerotic vascular diseases. Initital studies showed a lot of beneficial effects but also a lot of complications like perforations and thermal injuries. The introduction of a new fiber optic System with a metalcapped quartzfiber, changing the laser energy into thermal energy, showed significant improvements. First animal studies revealed a higher success rate and a significantly decreased risk of Perforation. Based on these results first clinical studies in the femoro-popliteal region were started. Meanwhile 129 patients with stonoses or occlusions of the femoral arteries have been treated with this new fiber optic System under fluoroscopic control. Patency rate was 93% for stenoses and 89% for total occlusions. In all cases the procedure was completed by a balloon angioplasty. Reinvestigations revealed a cumulative one-year-patency rate of 77%. This is well comparable to long-term results of balloon angioplasty. First clinical applications of this so called “hot-tip” in coronary arteries proved the possibility of reopening stenoses or occlusions in the small vessels. Still further improvements in flexibility and steerability of the catheter Systems have to be made, before this method can become routine too. By further improvement laser angioplasty will find its place besides balloon angioplasty and surgery in the treatment of the athorosclerotic vascular disease.

Zusammenfassung

Arteriosklerotische Veränderungen durch Verdampfung abzutragen anstatt sie lediglich aufzudehnen bzw. die Plaques zu fragmentieren, war der vielversprechende Ansatz der Laserangioplastie im Gegensatz zur herkömmlichen Ballonangioplastie. Inititale experimentelle und auch klinische Untersuchungen zeigten jedoch hohe Komplikationsraten, so insbesondere Perforationen der Gefäßwand und thermische Schädigungen umliegender auch unveränderter Wandstrukturen. Ein neues fiberoptisches System verspricht hier erhebliche Verbesserungen. Es handelt sich dabei um eine Quarzfaser, deren Ende mit einer Metallkappe geschützt ist, so daß die Laserenergie komplett in thermische Energie umgewandelt wird. Es können damit Temperaturen von über 400 °C an der Metallkappe erzielt worden. Erste tierexperimentelle Studien an arteriosklerotischen Iliacalgefäßen von Kaninchen zeigten zunächst eine deutlich bessere Erweiterung der stenosierten Gefäßsegmente gegenüber der herkömmlichen offenen Quarzfasor bei einer deutlich reduzierten Perforationsrate von 1 : 12 im Gegensatz zu 9 : 12. Auch die histologischen Untersuchungen bestätigten eine geringere thermische Veränderung umliegender Wandschichten, welche bei Verwendung der offenen Quarzfaser, insbesondere bei exzentrischen Stenosen oder kompletten Verschlüssen, erheblich war. Auch Untersuchungen an menschlichen Xenografts bestätigen diese Ergebnisse. Nach diesen Voruntersuchungen wurde das Verfahren zunächst bei Stenosen und später auch bei Totalverschlüssen im Bereich der Femoralgefäße angewendet. Dabei konnten 93% der Stenosen und 89 % der teilweise auch längerstreckigen Verschlüsse erfolgreich rekanalisiert werden. Zur Erreichung eines ausreichenden Lumens wurde jeweils eine Ballonangioplastie angeschlossen. In einer Gruppe von mittlerweile 129 Patienten mit 119 femoropoplitealen Verschlüssen oder Stenosen beträgt die kumulative Einjahres-Patency-Rate 77 % und ist damit den Ergebnissen der Ballondilatation in diesem Bereich gleichwertig oder geringfügig überlegen. Auch im Bereich der Koronararterien wurde mit einer speziellen Koronar-Lasersonde das Verfahren der thermischen Laser-Angioplastie angewendet. Bisherige Ergebnisse zeigen lediglich, daß auch in diesem Bereich eine Angioplastie mit dem Hot-Tip möglich ist, jedoch noch erhebliche Schwierigkeiten bezüglich der Steuerbarkeit und der Flexibilität bestehen, so daß weitere Verbesserungen notwendig sind, um auch in diesem Bereich gleich gute Ergebnisse wie im Bereich der peripheren Gefäßstrombahn zu erzielen. Insgesamt stellt die thermische Laserangioplastie ein vielversprechendes neues Verfahren dar, welches in Zukunft seinen Platz neben chirurgischen Maßnahmen und der Ballonangioplastie einnehmen wird.

Key words

Laser - Fiberoptic - Angioplasty - Athcrosclerosis - Laser probe