Rotational atherectomy of heavily calcified coronary lesions
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2025
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Zusammenfassung
Coronary artery calcifications precent in about one fifith of all percutaneous coronary intervention (PCI) procedures [1]. Despite considerable advancements in PCI tools and techniques, coronary calcification remain a significant clinical challenge [2]. Heavily calcified lesions predispose to suboptimal final PCI results [3, 4], underscoring the need for enhanced strategies and tools to adress this challenge.
Modified baloons (MB) (cutting and scoring balloons) serve as valuable tools for modifying calcified lesions prior to stent implantation [7]. Nevertheless, these strategies do not achieve optimal plaque modification in over 12% of cases [10, 11]. This highlights the role of rotational atherectomy (RA), which ablates the calcified plaque into small particles (<10 μm), reducing the calcium burden of the lesion and facilitating stent delivery and expansion, potentially improving the long-term performance of drug-eluting stent (DES) [12].
Procedural complications are known to be more frequent among the RA PCIs performed in heavily calcified lesions compared to other PCIs conducted in mild or non-calcified lesions without the use of RA [13].
The SYNTAX score is an anatomically based tool reflecting the cumulative complexity of the coronary tree, taking into account their specific locations and characteristics [15]. We hypothesized that determining the SYNTAX score for the target vessel in the context of RA may serve as a predictive tool for the likelihood of in-hospital adverse outcomes by predicting the technical difficulties faced during the PCI. We have developed the new concept of target vessel SYNTAX score (tvSS) to adress this point.
Our analysis aimed to explore the predictors of in-hospital adverse outcomes after RA and to test the target vessel SYNTAX score (tvSS) as a potential causal variable [46]. Patients receiving RA were divided into two groups according to the occurrence of in-hospital adverse outcomes.
Median TvSS was significantly higher in patients with vs. without in-hospital adverse outcomes. A tvSS cut-off value of 15 showed 73% sensitivity and 62% specificity for predicting in-hospital adverse outcomes. Moreover, a tvSS ≥15, bailout RA, reduced LVEF, as well as diabetes mellitus, emerged as independent predictors of in-hospital adverse outcomes. After one year follow-up, there was no significant difference between patients with vs. without in-hospital adverse outcomes regarding the rates of composite MACE, all-cause death, MI and TVR.
Coronary bifurcation lesions present complex anatomical challenges in the field of interventional cardiology, observed in up to 20% of all PCI cases [18, 19]. They are complex anatomical structures where the main vessel and the side branch (SB) are interpolated within a bifurcation segment [20]. SB compromise is an early described complication during PCI of bifurcation lesions [22]. Main vessel plaques can cause plaque shift leading to side branch compromise [25]. However, the plaque nature including the presence of calcification is also an important predictor of the side branch compromise [26, 27].
The PREPARE-CALC multicenter randomized controlled trial investigated lesion preparation strategies for severely calcified coronary lesions, comparing the use of a MB versus RA, followed by implantation of biodegradable polymer sirolimus eluting stent [11].
We conducted an as-treated subgroup analysis of bifurcation lesions from the PREPARE–CALC trial [47]. We compared outcomes of different modification techniques of severly calcified bifurcation lesion. At the end of the procedure, the SB remained significantly compromised in 15 lesions in MB (32%) and in 5 lesions (7%) in RA group. Fluoroscopy time and procedural duration were significantly higher in RA group. Large coronary dissections were more frequently observed in MB group. In-hospital outcome was similar between both groups. Additionally, we analyzed the evolution of cardiac biomarkers in patients with (n=20) and without (n=84) compromised SB at the end of the procedure until 24 hours. The median value of CK-MB was significantly higher at 16H post-PCI in compromised SB patients with a trend towards higher Troponin T.
CTO is observed in approximately one-fifth of all PCI [28]. Heavily calcified CTO lesions present a challenge in CTO PCI and are not uncommon. In fact, moderate to severe calcification characterizes over half of the CTO lesions [29]. The use of RA for the preparation of calcified CTO lesions is increasing [30]. The feasibility and in-hospital outcome of RA in CTOs were reported in some studies [32, 33].
We investigated the in-hospital and long-term outcomes after RA for CTO compared to non-CTO calcified lesions [48]. The angiographic success was less in CTO RA procedures, and the procedural success rate was 80% versus 90.5% in CTO RA versus non-CTO RA procedures. In-hospital MACE was comparable in both groups. However, the incidence of slow flow, coronary perforation and cardiac tamponade were higher in the CTO RA group. We observed a higher 2-year TLF in the CTO group, that was driven by higher cardiac deaths. However, target vessel MI and clinically driven TLR rate were comparable between the study groups. On multivariate regression analysis, the presence of CTO lesion, chronic kidney disease (CKD), periprocedural MI and reduced LV-EF (EF < 50%) were independently associated with the two-year TLF. In the CTO group, 38.7% of patients were treated with elective RA. Compared to elective RA, bail-out procedures took longer time, had higher number of dissections and more frequently required two or more burrs. However, the estimated rate of 2-year TLF was not significantly different between those received elective RA and bailout RA.
In conclusion, the use of RA is expanding and reaching high-risk populations. In-hospital adverse outcomes during RA are common in patients with more complex target vessel anatomy as indicated by a higher target vessel SYNTAX score (tvSS ≥ 15). Additionally, bailout RA and left ventricular systolic function emerged as predictors of in-hospital adverse outcomes. In-hospital adverse outcomes were not associated with long-term MACE. In the context of high-risk lesions, comparing a strategy of MB versus RA in severely calcified coronary bifurcation lesions, we observed a significantly higher rate of side branch compromise with an MB-based strategy, which did not translate into worse short-term clinical outcome. Side branch compromise was associated with more extensive periprocedural myocardial injury. Therefore, in calcified bifurcation lesions, an upfront debulking with an RA-based strategy might optimize the result of PCI in the side branch. Furthermore, RA in CTO is feasible with a high success rate. However, the long-term outcome is worse than non-CTO RA. Elective RA in CTO can shorten the procedure time and decrease the incidence of dissection in comparison with bail-out RA. Finally, RA is an indispensable modality in every catheterization laboratory and may be the only solution for lesion preparation in heavily calcified cases, especially in situations where PTCA balloons are unable to cross or dilate the lesion.
Beschreibung
Koronare Gefäßverkalkungen treten bei etwa einem Fünftel aller perkutanen koronaren Interventionen (PCI) auf [1]. Trotz erheblicher Fortschritte in der PCI-Technologie bleiben koronare Verkalkungen eine bedeutende klinische Herausforderung [2]. Schwer verkalkte Läsionen prädisponieren für suboptimale Interventionsergebnisse [3, 4], was Notwendigkeit, die Strategien und Technik ihrer Behandlung weiter zu entwickeln, unterstreicht. Cutting und Scoring Balloons (SCB) dienen als wertvolle Werkzeuge zur Modifikation von verkalkten Läsionen vor der Stentimplantation [7]. Dennoch erreichen diese Strategien in über 12% der Fälle keine optimale Plaquemodifikation [10, 11]. Dies unterstreicht die Rolle der Rotablation (RA) – eine Technologie, die durch abfräsen der verkalkten Plaques, in kleine Partikel (<10 μm), die Kalziumlast der Läsion reduziert und somit das Vorbringen von Matrialien wie den Stent ermöglicht und dessen Expansion erleichtert. Dies hat möglicherweise eine Verbesserung der Langzeitprognose des medikamentenfreisetzenden Stents (DES) zur Folge [12].
Prozedurale Komplikationen treten bei RA-PCI in stark verkalkten Läsionen häufiger auf im Vergleich zu anderen PCIs, die in milden oder nicht-verkalkten Läsionen ohne Verwendung von RA durchgeführt werden [13]. Der SYNTAX-Score ist ein anatomisch basiertes Instrument, das die Komplexität der Intervention der Läsionen des Koronarbaums widerspiegelt [15]. Wir untersuchten, ob die Bestimmung des SYNTAX-Scores für das Zielgefäß vor einer RA, prädiktiv für in-hospitale Ereignisse ist. Somit könnten die technischen Schwierigkeiten vorhergesagt werden kann, die während der PCI auftreten könnte. Wir haben das neue Konzept des Zielgefäß-SYNTAX-Scores (tvSS) entwickelt, um diesen Punkt anzugehen. Unsere Analyse zielte darauf ab, die Prädiktoren für in-hospital unerwünschte Ereignisse nach RA zu finden und den Zielgefäß-SYNTAX-Score (tvSS) als potenzielle neue Variable zu testen [46]. Die Patienten, die RA erhielten, wurden je nach Auftreten von in-hospital unerwünschten Ereignissen in zwei Gruppen eingeteilt. Der mediane tvSS war signifikant höher bei Patienten mit iunerwünschten Ereignissen im Vergleich zu denen ohne. Ein tvSS ≥ 15 zeigte eine Sensitivität von 73% und eine Spezifität von 62% für die Vorhersage von Komplikationen im Krankenhaus. Darüber hinaus erwiesen sich ein tvSS ≥15, Bailout RA, eine reduzierte LVEF sowie Diabetes mellitus als unabhängige Prädiktoren für in-hospital unerwünschte Ereignisse. Nach einem einjährigen Follow-up zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen Patienten mit und ohne unerwünschten Ereignisse im Krannkenhaus hinsichtlich der Raten für MACE, Gesamtmortalität, Herzinfarkt (MI) und Zielgefäß-Revaskularisation (TVR).
Koronare Bifurkationsläsionen stellen komplexe anatomische Herausforderungen im Bereich der interventionellen Kardiologie dar und werden in bis zu 20% aller PCI-Fälle beobachtet [18, 19]. Es handelt sich um Koronarlesionen , bei denen das Hauptgefäß und der Seitenast (SB) innerhalb eines Bifurkationssegments interpoliert sind [20]. Eine Kompromittierung des Seitenastes ist eine bekannte Komplikation während der PCI von Bifurkationsläsionen [22]. Plaques im Hauptgefäß können zu einem Plaque-Shift führen, der zu einer Kompromittierung des Seitenastes führt [25]. Die Plaque-Beschaffenheit, einschließlich des Vorhandenseins von Verkalkungen, ist jedoch auch ein wichtiger Prädiktor für die Kompromittierung des Seitenastes [26, 27]. Die multizentrische randomisierte kontrollierte PREPARE-CALC-Studie untersuchte Interventions-Strategien zur Läsionsvorbereitung bei schwer verkalkten koronaren Läsionen, indem sie den Einsatz eines SCB mit RA verglich, gefolgt von der Implantation eines modernen Sirolimus beschichteten Stents mit bioresorbierbaren Polymer [11]. Wir führten eine Post-hoc Analyse von Bifurkationsläsionen aus der PREPARE–CALC-Studie durch [47]. Wir verglichen die Ergebnisse verschiedener Modifikationstechniken von stark verkalkten Bifurkationsläsionen. Am Ende des Verfahrens blieb der Seitenast (SB) in 15 Läsionen in der SCB-Gruppe (32%) und in 5 Läsionen (7%) in der RA-Gruppe signifikant kompromittiert. Die Fluoroskopiezeit und die Verfahrensdauer waren in der RA-Gruppe signifikant höher. Große Koronardissektionen wurden häufiger in der SCB-Gruppe beobachtet Die in-hospitalen Ergebnisse waren zwischen beiden Gruppen ähnlich. Zusätzlich analysierten wir die Entwicklung der kardialen Biomarker bei Patienten mit (n=20) und ohne (n=84) kompromittierten SB am Ende des Verfahrens bis zu 24 Stunden. Der Medianwert von CK-MB war bei kompromittierten SB-Patienten 16 Stunden nach PCI signifikant höher, mit einem Trend zu höheren Troponin-T-Werten.
CTO tritt in etwa einem Fünftel aller PCI-Fälle auf [28]. Stark verkalkte CTO-Läsionen stellen eine Herausforderung bei der CTO-PCI dar und sind nicht ungewöhnlich. Tatsächlich ist über die Hälfte der CTO-Läsionen moderat bis schwer verkalkt [29]. Die Verwendung von RA zur Vorbereitung von verkalkten CTO-Läsionen nimmt zu [30]. Die Machbarkeit und die in-hospitalen Ergebnisse von RA bei CTOs wurden in einigen Studien berichtet [32, 33]. Wir untersuchten die in-hospitalen und langfristigen Ergebnisse nach RA von verkalkten CTO Läsionen im Vergleich zu verkalkten nicht-CTO Läsionen [48]. Der angiografische Erfolg war geringer bei RA-CTO Interventionen (80 % gegenüber 90,5 % für RA-CTO Interventionen im Vergleich zu nicht-CTO-RA Interventionen). Die in-hospitalen MACE waren in beiden Gruppen vergleichbar. Die Inzidenz von langsamem Koronarfluss (slow-flow) am Ende der Untersuchung, Koronarperforationen und kardialen Tamponaden war jedoch in der CTO-RA-Gruppe höher. Wir beobachteten eine höhere 2-Jahres-TLF-Rate in der CTO-Gruppe, die durch höhere kardiale Todesfälle bedingt war. Die Raten für Zielgefäß-MI und klinisch indizierte TLR waren zwischen den Studiengruppen vergleichbar. In der multivariaten Regressionsanalyse waren das Vorhandensein einer CTO-Läsion, chronische Nierenerkrankung (CKD), periprozedurale MI und reduzierte LV-EF (EF < 50 %) unabhängig mit dem 2-Jahres-TLF assoziiert. In der CTO-Gruppe wurden 38,7 % der Patienten mit elektiver RA behandelt. Im Vergleich zur elektiven RA dauerten Bailout-RA Interventionen länger, wiesen eine höhere Anzahl von Dissektionen auf und erforderten häufiger zwei oder mehr Bohrköpfe. Die geschätzte Rate für das 2-Jahres-TLF unterschied sich jedoch nicht signifikant zwischen denjenigen, die eine elektive RA und eine Bailout-RA erhielten.
Abschließend lässt sich feststellen, dass der Einsatz von RA zunimmt und auch Hochrisikopopulationen mit RA behandelt werden. Akute unerwünschte Ereignisse treten häufiger bei Patienten mit einer komplexeren Anatomie des Zielgefäßes auf, die durch einen höheren Zielgefäß-SYNTAX-Score (tvSS ≥ 15) widerspiegelt wird. Zusätzlich erwiesen sich Bailout-RA und die linksventrikuläre systolische Funktion als Prädiktoren für in-hospital unerwünschte Ereignisse. In-hospital unerwünschte Ereignisse waren nicht mit Langzeit-MACE assoziiert. Im Kontext von Hochrisikoläsionen verglichen wir eine Strategie mit MB gegenüber RA bei stark verkalkten koronaren Bifurkationsläsionen und beobachteten eine signifikant höhere Rate an Kompromittierung des Seitenastes mit einer MB-basierten Strategie, die sich jedoch nicht in einem schlechteren kurzfristigen klinischen Ergebnis niederschlug. Die Kompromittierung des Seitenastes war mit umfangreicherem periprozeduralem Myokardschaden verbunden. Daher könnte bei verkalkten Bifurkationsläsionen eine primäre Debulking-Strategie mit RA das Ergebnis der PCI im Seitenast verbessern. Darüber hinaus ist RA bei CTO mit einer akzetable Erfolgsrate durchführbar. Die langfristigen Ergebnisse sind jedoch schlechter als bei nicht-CTO-RA. Die elektive RA bei CTO kann die Verfahrensdauer verkürzen und die Inzidenz von Dissektionen im Vergleich zur Bailout-RA verringern. Schließlich ist RA ein unverzichtbares Verfahren in jedem Herzkatheterlabor und kann die einzige Lösung für die Läsionsvorbereitung bei stark verkalkten Fällen sein, insbesondere in Situationen, in denen PTCA-Ballons nicht in der Lage sind, die Läsion zu passieren oder zu dilatieren.
Schlagwörter
Rotablation, Rotational atherectomy, Calcified lesions, CTO, Bifurcation
Zitierform
Institut/Klinik
Medizinische Klinik II