S.O.D.cMedicina Interna ad Indirizzo

Cardiovascolare e Perioperatorio

Azienda Ospedaliero-Universitaria

Careggi

Le malattie dell’aortaDr. B. Alterini

2010 ACCF/AHA/AATS/ACR/ASA/

SCA/SCAI/SIR/STS/SVM Guidelines for

the Diagnosis and Management of Patients

with Thoracic Aortic DiseaseDeveloped in partnership with the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines, American Association for Thoracic Surgery, American College of Radiology, American Stroke Association, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Interventional Radiology, Society of Thoracic Surgeons, and Society for Vascular Medicine.

Endorsed by the North American Society for Cardiovascular Imaging.

Critical Issues for Thoracic Aortic Diseases

As the writing committee developed this TAD guideline, several critical

issues emerged:

•Thoracic aortic diseases (TADs) are usually asymptomatic and not easily detectable until an acute and often catastrophic complication occurs.

•The identification and treatment of stable patients at risk for acute and catastrophic disease presentations (eg, thoracic aortic dissection (AoD) and thoracic aneurysm rupture) prior to such an occurrence are paramount to eliminating the high morbidity and mortality associated with acute presentations.

•Imaging of the thoracic aorta is the only method to detect thoracic aortic diseases and determine risk for future complications.

–Radiologic imaging technologies have improved in terms of accuracy of detection of TAD. However, increased use of these technologies increases the potential risk associated with repeated radiation exposure, as well as contrast medium–related toxicity.

Critical Issues for TADs (continued)

•A subset of patients with acute AoD are subject to missed or delayed detection of this catastrophic disease state.

–Many present with atypical symptoms and findings, making diagnosis even more difficult.

–Widespread awareness of the varied and complex nature of TAD presentations has been lacking, especially for acute AoD.

•There is rapidly accumulating evidence that genetic alterations or mutations predispose some individuals to aortic diseases.

–Identification of the genetic alterations leading to these aortic diseases has potential for early detection among at-risk individuals.

–Biochemical alterations identified in the aortic tissue have the potential to serve as biomarkers for aortic disease.

–Understanding the molecular pathogenesis may lead to targeted therapy to prevent aortic disease.

Aterosclerosi

Dissecazione

Aneurismi

Malattie infiammatorie

Trauma

Aortic Atherosclerotic development

Aneurisma-Definizione

ANEURISMA

Dilatazione segmentale, circoscritta e permanente della parete del vaso, con un diametro maggiore del 50% o più del normale, composto da tutti gli strati della parete aorticaFalse aneurysm (aneurysm

spurium)

Dissecting aneurysm

Arteriovenous aneurysm

Cirsoid aneurysm

Saccular aneurysm

Fusiform (Spindle) aneurysm

Medial necrosis

Arteriosclerosis

Erosion in TB or ulceration

Multifactorial development of arterial aneurysm

Genetic abnormality

Aging and natural degeneration of Elastin

Atherosclerotic damage to elastin and collagen

Increased proteolytic enzyme activity

Pathophysiology Predisposing Factors to abdominal aortic aneurysm formation

Inadequate vasa vasorum

Fewer elastic lamellae: elastase >>, smokingcirculating proteolytic activity

Reflected pressure waves

Calcification

Eziologia

•Medio-necrosi cistica

•Disordini del tess.connettivo (S. di Marfan,S, Ehlers-Danlos, Loeys Dietz)

•Familiarità

•Idiopatica: ectasia anulo-aortica

•Bicuspidia aortica

•Aterosclerosi

•Malattie infiammatorie (granulomatosi, arterite a cellule giganti, arterite di Takayasu)

•Trauma aortico

•Infezioni

•Gravidanza

Metallo-proteinasi di matrice (MMP)

Prevalenza TAA-AAA

I dati più recenti acquisiti dai “Centers for Disease Control” indicano che gli aneurismiaortici sono la 17ª causa di morte nella popolazione generale, e la 15ª causa di morte negliindividui di età maggiore di 65 anni

Centers for Disease Control. National Center f or InjuryPrevention and Control..http://webapp.cdc.gov/cgi-bin/broker .exe.Accessed 9/25/2006

Familiarità degli aneurismi dell’aorta toracica

•1-2% della popolazione di Pz con aneurismi aortici

•Possibile link con il cromosoma 19q13

•Richiede lo screening familiare continuativo

•Salta le generazioni

Genetic Syndromes Associated With

Thoracic Aortic Aneurysm and DissectionGenetic

Syndrome

Genetic

Common Clinical Features Defect Diagnostic Test Comments on Aortic Disease

Marfan

syndrome

Skeletal features (see text);

Ectopia Lentis; Dural ectasia

FBN1

mutations*

Ghent diagnostic

criteria

DNA for

sequencing

Surgical repair when the aorta reaches

5.0 cm unless there is a family history

of AoD at <5.0 cm, a rapidly expanding

aneurysm or presence or significant

aortic valve regurgitation

Loeys-Dietz

syndrome

Bifid uvula or cleft palate;

Arterial tortuosity; Hypertelorism;

Skeletal features similar to MFS;

Craniosynostosis; Aneurysms

and dissections of other arteries

TGFBR2 or

TGFBR1

mutations

DNA for

sequencing

Surgical repair recommended at an

aortic diameter of ≥4.2 cm by TEE

(internal diameter) or 4.4 to ≥4.6 cm by

CT and/or MR (external diameter)

Ehlers-

Danlos

syndrome

(vascular

form)

Thin, translucent skin;

Gastrointestinal rupture; Rupture of

the gravid uterus; Rupture of

medium-sized to large arteries

COL3A1

mutations

DNA for

sequencing

Dermal fibroblasts

for analysis of

type 3 collagen

Surgical repair is complicated by

friable tissues

Noninvasive imaging recommended

Turner

syndrome

Short stature; Primary amenorrhea;

Bicuspid aortic valve; Aortic

coarctation; Webbed neck, low-set

ears, low hairline, broad chest

45,X karyotype Blood (cells) for

karyotype analysis

AoD risk is increased in patients with

bicuspid aortic valve, aortic

coarctation, hypertension, or

pregnancy

* The defective gene at a second locus for MFS is TGFBR2 but the clinical phenotype as MFS is debated.AoD = aortic dissection; COL3A1, type III collagen; FBN1, fibrillin 1; MFS, Marfan syndrome;TGFBR1, transforming growth factor-beta receptor type 1; and TGFBR2, transforming growthfactor beta receptor type 2.

Note: Table 7 in full-text version of TAD Guidelines

Gene Defects Associated With Familial

Thoracic Aortic Aneurysm and DissectionDefective Gene

Leading to

Familial Thoracic

Aortic Aneurysms

and Dissection

Contribution to

Familial Thoracic

Aortic Aneurysms

and Dissection

Associated

Clinical Features

Comments on

Aortic Disease

TGFBR2

(transforming growth

factor-beta receptor

type 2) mutations

4% •Thin, translucent

skin

•Arterial or aortic

tortuosity

•Aneurysm of

arteries

Multiple aortic

dissections

documented at aortic

diameters <5.0 cm

MYH11 (smooth

muscle specific beta-

myosin heavy chain)

mutations

1% •Patent ductus

arteriosus

Patient with

documented

dissection at 4.5 cm

ACTA2 (actin, alpha

2, smooth muscle

aorta) mutations

14% •Livedo reticularis

•Iris flocculi

•Patent ductus

arteriosus

•Bicuspid aortic

valve

Two of 13 patients

with documented

dissections <5.0 cm

Note: Table 6 in full-text version of TAD Guidelines

Recommendations for Bicuspid Aortic

Valve and Associated Congenital

Variants in Adults

Guidelines for Thoracic Aortic Disease

Recommendations for Bicuspid Aortic Valve

and Associated Congenital Variants in Adults

First-degree relatives of patients with a

bicuspid aortic valve, premature onset of thoracic

aortic disease with minimal risk factors, and/or a

familial form of thoracic aortic aneurysm and

dissection should be evaluated for the presence of a

bicuspid aortic valve and asymptomatic thoracic

aortic disease.

All patients with a bicuspid aortic valve should

have both the aortic root and ascending thoracic

aorta evaluated for evidence of aortic dilatation.

III IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIII IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIII IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIII

C

III IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIII IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIII IIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIIIIIaIIaIIa IIbIIbIIb IIIIIIIII

B

Genomica e proteomica negli aneurismi e dissezioni

aortiche: ruolo delle Metalloproteinasi di Matrice

•Caratteristica degli aneurismi aterosclerotici dell’aorta è la diffusa distruzione

proteolitica delle proteine strutturali di matrice, particolarmente l’elastina.

•La degradazione dell’elastina è determinata dalle MMPs, una famiglia di

enzimi,secreti dalle cellule muscolari lisce e dai macrofagi, che intervengono sul

rimodellamento della matrice extracellulare,.

•Le più importanti MMPs documentate in esperimenti in vitro e su animali sono:

MMP-2 (gelatinasi A), MMP-9 (gelatinasi B) e MMP-12 (elastasi macrofagica).

•Pazienti portatori di un aneurisma aterosclerotico hanno livelli sierici elevati di

queste MMPs se confrontati con individui sani.

Genomica e proteomica negli aneurismi e dissezioni aortiche: mutazione del gene Fibrillina-1 (FBN1) sul cromosoma 15

•Questo gene codifica per la Fibrillina 1 , una glicoproteina della matrice extracellulare del tessuto connettivo•La Fibrillina 1 agisce come impalcatura per la deposizione della elastina e la formazione delle fibre elastiche•Contiene siti per il legame con il Calcio importante per stabilizzare le microfibrille contro la degradazione proteolitica attuata dalle serina-proteasi e dalle metalloproteinasi della matrice

Alterazioni istologiche nelle dissezioni dell’aorta toracica

Medical Therapy of Thoracic Aortic Aneurysms : Are We There Yet?Peter Danyi, John A. Elefteriades and Ion S. Jovin. - Circulation 2011, 124:1469-1476

Meccanismi molecolari nella formazione degli aneurismi aortici e possibili effetti del trattamento farmacologico

Diagnosis

Alla ricerca di un Biomarkers per le patologie aortiche

•D-Dimero

•Metalloproteinasi di Matrice

•Isoforme della Miosina del muscolo liscio

•Calponina

•Markers sierici del Metabolismo del collagene e dell’Elastina

•Citochine e Profilo di Espressione genica (RNA 41 signature)

•Proteina C-reattiva (PCR)

•Lipoproteine

•Attivatori ed Inibitori del Plasminogeno, Fibrinogeno e Markers di emostasi

•Endotelina e HGF (Hepatocyte Growth Factor)

•Omocisteina

Livelli circolanti di Biomarkers dopo dissezione aortica

Suzuki T, et al, Jpn Heart J 1996;40:527–34 [89]

I livelli delle Metalloproteinasi della matrice (in particolare, MMP-9) non sono segnalati perché aumentano al massimo 2 settimane dopo l’esordio del sintomo acuto

Analisi dell’incremento dei livelli D-Dimero in pazienti provenienti da “IRAD

Biomarkers Study”

Suzuki T, Distante A, Zizza A, et al. Diagnosis of acute aorticdissection by D-dimer: the International Registry of Acute AorticDissection Substudy on Biomarkers (IRAD-Bio) experience. Circulation 2009;119:2702–7.

I livelli di D-dimero (DD), nelle prime 6 ore, erano da 5 a 10 volte maggiori nei pazienti con dissezione aortica rispetto alle altre diagnosi . Dalle 12 alle 24 ore, un analogo incremento del DD è stato osservato in pazienti con diagnosi di embolia polmonare. (A) periodo di tempo da 0 a 6 ore; (B) periodo di tempo da 6 a 12 ore e (C) periodo di tempo da 12 a 24 ore.

AD+A (Dissezione tipo A); AD+B (Dissezione tipo B); MI (Infarto Miocardico); PE (Embolia Polmonare; IRAD (International Registry of Acute Aortic Dissection)

Angio TC

-Rapida Esecuzione (circa 1-10 secondi)

- Alta Sensibilità e Specificità

- Acquisizione Volumetrica con possibilità di

ricostruzioni MIP-MPR-VR

- Necessaria TC minimo 64 slices con

gating cardiaco per lo studio delle coronarie

e del cuore

Vantaggi

Svantaggi

-Alta Dose Radiation, con possibile

riduzione della dose con gating prospettico

e con le nuove apparecchiature (Angio TC

Coronarica)

- Uso di mdc iodato ev

Angio TC

ANGIO-TC

Studi vascolari completi

Patologia Aortica

Rottura istmica post-traumatica di Aorta

Patologia Aortica

Dissezione Aortica tipo A

Patologia Aortica

Dissezione Aortica tipo B

Patologia Aortica

Arteriti

a clessidrasacciforme

Morfologia

fusiforme

Rottura di aneurisma dell’aorta

Proprietà meccaniche dell’aorta: “6 cm is special”

(J.Elefteriades )

La distensibilità della parete aortica si riduce, quandole dimensioni dell’aorta incrementano, divenendo untubo rigido quando il diametro ≥6 cm.(G.Koullias et al.)

Lo stress di parete in presenza di una pressione arteriosa di 100 mmHgè indicato in grigio scuro e a 200 mmHg in grigio chiaro.La linea tratteggiata rappresenta il massimo punto di forza tensile,noto, della parete aortica. Al diametro di 6 cm e ad una pressione di 200 mmHg, lo stress diparete si avvicina al punto massimo di forza tensiva della parete aortica(Vorp et al.)

= Indicazione al trattamento

SINDROMI AORTICHE ACUTE

Sindrome aortica acuta

•Dissecazione aortica•Ulcera penetrante

•Ematoma parietale

NECROSCOPY FINDINGS

•Pericardium distended with a pint of coagulated blood

•Transverse fissure on the inner side of the aorta 3.75 cm long

•Blood had recently passed in its external coat to form a raised ecchymosis

Le comunicazioni tra il vero ed il falso lume non sono un elemento fondamentale

Esse possono mancare nel 4-12% dei casi.

Sono assenti nel 67% dei casi con presentazione di morte improvvisa.

Classe 1Le DISSEZIONI CLASSICHEsono caratterizzate dallavisualizzazione di un flapche separa il vero dal falsolume.

DISSEZIONE TIPO A

1 ora il 1-2%

24 ore il 35%

48 ore il 50%

7 giorni il 70%

14 giorni il 80%

1 anno il 95%

DISSEZIONE AORTICA TIPO ASTORIA NATURALE

DISSEZIONE AORTICAPresentazione: il DOLORE

DISSEZIONE AORTICA

Diagnosi differenziale

•Primo obiettivo:

–Riconoscimento di un quadro clinico minaccioso per la vita

•Sindrome coronarica acuta

•Tromboembolia polmonare

•Dissezione aortica

•Pneumotorace

•Rottura dell’esofago

TRATTAMENTO CHIRURGICO DISSEZIONE TIPO

A

PREVENIRE LA MORTE DEL PAZIENTE PER

•Rottura aortica e tamponamento pericardico

•Insufficienza aortica massiva

•Malperfusione (sindrome compartimentale)

« …acute type A dissection is an inherently lethal condition.

Our first job is to produce a live patient. »

John Elefteriades. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2002, 123; 201

TRATTAMENTO CHIRURGICO DISSEZIONE

STRATEGIE

•Eliminare la lesione intimale (RESEZIONE E

SOSTITUZIONE)

•Obliterare/escludere il falso lume

•Ricostruire l’aorta

•Correggere l’eventuale vizio valvolare aortico

DISSEZIONE TIPO B

DISSEZIONE AORTICA TIPO B ACUTA

NON complicata: •85-90% dimessi con terapia medica•10-15% > intervento elettivo

Complicata (malperfusione periferica/rottura): •Mortalità > 50%

Necessario intervento in emergenza: chirurgia/EVAR

Storia naturale

riscontro dopo 2 settimane dall’esordio

del quadro clinico

Definizione basata su studi autoptici che dimostrano che il 74% dei pazienti dissecati muoiono entro le due settimane

DISSEZIONE AORTICA TIPO B CRONICA

DISSEZIONE CRONICA

Incremento annuo del diametro aortico in funzione di

0,1cm >>> 0,74cm

Hata M, Shiono M, Inoue T, et al. Optimal treatment of type B acute aortic dissection: long-term medical follow-up results. Ann Thorac Surg 2003;75:1781– 4.

DISSEZIONE AORTICA TIPO B PRIMARIA

DIAMETRO: quale limite?

Winnerkvist A, Lockowandt U, Rasmussen E, Radegran K.A prospective study of medically treated acute type B aorticdissection. Eur J Vasc Endovasc Surg 2006;32:356 –7.

Onitsuka S, Akashi H, Tayama K, et al. Long-term outcomeand prognostic predictors of medically treated acute type Baortic dissections. Ann Thorac Surg 2004;78:1268 –73.

Crawford ES. The diagnosis and management of aorticdissection. JAMA 1990;264:2537– 41.

Lansman SL, Hagl C, Fink D, et al. Acute type B aorticdissection: surgical therapy. Ann Thorac Surg 2002;74(Suppl):1833–5;discussion 1857-63.

FALSO LUME

CONCETTO CONTROVERSO

La pervietà del falso lume NON è associata ad un maggior rischio di rottura nei pazienti in terapia medica

Juvonen T, Ergin MA, Galla JD, et al. Risk factors forrupture of chronic type B dissections. J Thorac CardiovascSurg 1999;117:776–86.

La trombosi del FL può ridurre la progressione del diametro aortico nel tempo

Akutsu K, Nejima J, Kiuchi K, et al. Effects of the patentfalse lumen on the long-term outcome of type B acute aortic

dissection. Eur J Cardiothorac Surg 2004;26:359–66.

Terapia medica e valutazione incremento diametro aortico nel tempo

–Per ridurre P.A. e stress sulla parete arteriosa

B bloccanti

Vasodilatatori

–Per il dolore morfina, NO FANS

Terapia Chirurgica/EVAR

–Sintomatologia evidente

–Rottura imminente

–Dolore refrattario

–Ischemia d’organo

TRATTAMENTO DELLA DISSEZIONE AORTICA TIPO B

Open Surgical Technique

Sostituzione con protesi vascolare diretta

Ampia esposizione dell’aorta

“Clamp and sew”

Ipotermia loco-regionale per protezione midollare e viscerale

Controllo endoprotesi

Thoracic Aorta

Classe 2EMATOMA INTRAMURALE

Si definisce come un ispessimento a falce o circolare della pareteaortica > 7 mm associato a tipiche caratteristiche ecocardiografiche come ilmantenimento del lume circolare, aree ecolucenti, e aspetto a strati.

Localizzazione

•L’ematoma intramurale dell’aorta si osserva in

aorta discendente nel 60% dei casi (vs. 35% di

localizzazione nella dissezione aortica classica).

•E’ generalmente meno associato ad

insufficienza aortica, a deficit di polso, ad

infarto miocardico e a dilatazione aneurismatica

della aorta.

Dall’ematoma alla dissezione

localizzata all’aneurisma

EMATOMA INTRAMURALE (IMH)

•Dake MD, Kato N, Mitchell RS, et al. Endovascular stentgraft placement for the treatment of acute aortic dissection. N Engl J Med 1999;340:1546 –52.

•Ganaha F, Miller DC, Sugimoto K, et al. Prognosis of aortic intramural hematoma with and without penetrating atherosclerotic ulcer: a clinical and radiological analysis. Circulation 2002;106:342– 8.

Classe 4

ULCERA PENETRANTE DI PLACCA ATEROSCLEROTICA

che può oltrepassare il

bordo intimale spesso

con la formazione di

un ematoma tipo 2

Lesione ulcerata della parete aortica fino alla media; eventuale con presenza di IMH (80%) o pseudoaneurisma.

Umana JP:Ann Thorac Surg 2002;74(Suppl):1840 –3Cho KR: J Thorac Cardiovasc Surg 2004;127:1393– 401

•La rottura traumatica dell’aorta toracica è causa di morte improvvisa nel 75% - 90% dei pazienti.

•Solo il 15 - 20% dei pazienti raggiungono l’ospedale in condizioni di stabilità.

•In questi pazienti il flusso di sangue viene mantenuto all’interno del lume aortico dall’avventizia e dalle strutture mediastinche adiacenti.

Rotture traumatiche dell’aorta toracica.

Device Overview

Le protesi endovascolari sono protesi autoespandibili, costituite da una rete metallica (Nitinol - RMN compatibile) e da una copertura di poliestere a basso profilo

15mm from

graft to apex

Gli estremi dei segmenti protesici sono costruiti a forma conica per garantire una migliore aderenza alla parete e possono essere costruiti senza copertura di poliestere, per non interrompere il flusso dei vasi sopraortici o addominali

Sistema di introduzione e rilascio

Il sistema contenente la protesi, o l’introduttore che ne consente l’avanzamento fino al punto di rilascio, ha attualmente un diametro variabile tra 20 e 27 French e viene inserito attraverso la scopertura dell’arteria femorale o iliaca, sotto guida fluoroscopica ed ecocardiogramma transesofageo.

Rilascio della Protesi

1

2

3

Dopo il rilascio, un pallone a bassa compliance del calibro della protesi viene insufflato allo scopo di aumentare la distensione delle maglie metalliche per una migliore aderenza alla parete toracica

• Accessi arteriosi• Breccia di ingresso: sede e diametro• Landing zone prossimale e distale• Distanza breccia di ingresso-arteria succlavia sinistra• Angolo dell’arco aortico

PLANNING PROCEDURALE

EVAR Considerazioni

Attualmente l’indicazione all’EVAR dell’aorta toracica discendente deve essere posta sulla valutazione appropriata del rischio operatorio che deve essere inferiore al rischio del trattamento convenzionale e della sola terapia medica.

Cautela nel soggetto giovane: le endoprotesi attualmente in uso sono testate per durare 10 anni; la durata a lungo termine non è nota.

Expert Consensus Document on the Treatment of Descending Thoracic Aortic Disease UsingEndovascular Stent-Grafts Hazim J. Safi, Richard J. Shemin, Gregorio A. Sicard, Thoralf M. Sundt, III,Thomas G. Gleason, Bruce W. Lytle, R. Scott Mitchell, Christoph A. Nienaber, Eric E. S. Coselli, MichaelA. Curi, Holger Eggebrecht, John A. Elefteriades, Raimund Erbel, Lars G. Svensson, Nicholas T.Kouchoukos, D. Craig Miller, Joseph E. Bavaria, Joseph Ann Thorac Surg 2008;85:1-41

There is no disease more conducive to clinical humility than aneurysm of the aorta”

(Sir William Osler)

“Quaderni di Anatomia" di Leonardo Da Vinci.(Windsor, Royal Library).

Grazie per l’attenzione