The Relevance of Coronary Sinus Interventions in Cardiac Surgery

Summary

The concept of arterialization of the coronary venous system was first discussed almost 100 years ago. Subsequently, those attracted by this approach have chosen the coronary veins as an alternative route for interventional and surgical therapy. Modern techniques of coronary sinus interventions (CSI) have been suggested mainly for temporary support and protection of ischemic myocardium. Based on the dense meshwork structure of the venous vasculature, CSI may be effective even in the presence of serious coronary artery disease. Three major techniques have been suggested for different indications in cardiology and cardiac surgery: 1) ECG-synchronized retroperfusion of arterial blood, which is supposed to positively affect ischemic myocardium by phasic supply of oxygen to deprived areas mainly in cardiac emergencies, 2) retroinfusion of cardioplegia in the arrested heart, which is now a well-established clinical technique, and 3) intermittent coronary sinus occlusion during antegrade cardioplegic delivery in the arrested heart and in the early reperfusion period after surgical revascularization, or in cardiac emergencies. The beneficial effect of pressure-controlled intermittent coronary sinus occlusion is assumed to result from cyclic occlusion and release of the coronary sinus shifting venous blood to underperfused regions, thereby facilitating substrate delivery and subsequent washout of metabolites. Experimental studies and first clinical trials suggest that all methods of CSI are safe and feasible, and the ultimate goals of reduction of infarct size and preservation of jeopardized ischemic myocardium will be achieved.

Zusammenfassung

Vor fast 100 Jahren wurde das Konzept der Arterialisation des venösen Koronarsystems erstmals vorgestellt und in der Folge von mehreren Autoren aufgegriffen, die in der Verwendung des venösen Systems eine neue Möglichkeit für einen alternativen Zugangsweg der Interventionstherapie und der Herzchirurgie gesehen haben. Moderne Methoden der Koronarsinusinterventionen (CSI) verstehen sich im wesentlichen als vorübergehende stützende Maßnahme zum Schutz des ischämischen Herzmuskels. Aufgrund der überaus dichten netzwerkartigen Struktur des venösen Gefäßsystems können CSI auch bei einer ausgedehnten koronaren Herzkrankheit zur Wirksamkeit gelangen. Grundsätzlich wurden drei verschiedene CSI-Techniken vorgeschlagen, die je nach Indikation in der kardiologischen und chirurgischen Therapie eine mögliche Anwendung finden können: 1) EKG-synchronisierte Retroperfusion von arteriellem Blut als potentielle Methode für den Herznotfall, deren Wirksamkeit auf erhöhter Sauerstoffzufuhr in das unterversorgte Myokardgebiet beruht; 2) die mittlerweile als klinische Methode etablierte Retroinfusion von Kardioplegie am stillstehenden Herzen; und 3) die intermittierende Koronarsinusokklusion während antegrader Verabreichung von Kardioplegie, während der frühen Reperfusionsphase nach chirurgischer Revaskularisation oder im Herznotfall. Es wird angenommen, daß die Wirksamkeit der druckkontrollierten intermittierenden Koronarsinusokklusion (PICSO) mit ihrer periodischen Blockade des venösen Abflusses darauf beruht, daß unterversorgte Gebiete durch rückstromendes venöses Blut versorgt und erhalten werden können. Dabei wird ein Substrataustausch ebenso ermöglicht wie das Auswaschen von toxischen Metaboliten. Experimentelle Studien und erste klinische Ergebnisse haben gezeigt, daB alle CSI-Methoden sichere und gangbare Möglichkeiten darstellen, die Infarktgrößenausdehnung deutlich zu reduzieren und ischämisches Herzmuskelgewebe am Leben zu erhalten.

Key words

Coronary sinus interventions - Cardiac surgery - retrograde cardioplegia infusion