Jörg-Friedrich Onnasch

The evolution of minimally invasive mitral valve surgery – 2 year experience

Objectives: The aim of the study was to evaluate the evolution of Port-Access minimally invasive mitral valve surgery to a robot assisted video assisted solo surgery approach. Methods: One hundred and twenty-nine patients with non-ischemic mitral valve disease underwent 3D-video assisted mitral valve surgery via a 4 cm right lateral minithoracotomy using femoro-femoral bypass and endoaortic clamping. Transcranial Doppler and continuous transesophageal echocardiography were used to monitor placement and positional stability of the endoclamp. After the initial series (group I, n = 62), a simplified solo surgical technique using voice controlled robotic assistance for videoscope guidance was used in the last 67 patients (group II). Results: After an initial learning curve and modifications of catheter design, the procedure could be steadily redefined and simplified. In the last 67 patients, the procedure was completed without the need for an additional assistant as ‘solo surgery’. The mitral valve was repaired in 72 and replaced in all other patients. Duration of bypass and clamp time steadily improved during our study and in the most recent 67 patients average 107 ∠ 34 and 48 ∠ 16 min, respectively. The voice controlled robotic arm (AESOP 3000, Automated Endoscope System for Optimal Positioning) provided a stable and precise video image with excellent exposure of all valvular and subvalvular structures. Hospital mortality was high in the early series (mean survival 88.7% at 804 ∠ 35 days; 95% CI: 735‐873) and partially procedure related (aortic dissection in two patients). In group II, hospital mortality has declined to 3.0% (mean survival 97.0% at 568 ∠ 12 days; 95% CI: 553‐600). Conclusion: Port-Access minimally invasive mitral valve surgery has evolved to be a reliable video assisted technique with reproducible results. Surgery can now be performed almost in the same time as with conventional techniques. Robotic assistance has enabled a solo surgery approach.

The Leipzig Experience with Robotic Valve Surgery

Abstract Objectives: The study describes the single‐center experience using robot‐assisted videoscopic mitral valve surgery and the early results with a remote telemanipulator‐assisted approach for mitral valve repair. Material and Methods: Out of a series of 230 patients who underwent minimally invasive mitral valve surgery, in 167 patients surgery was performed with the use of robotic assistance. A voice‐controlled robotic arm was used for videoscopic guidance in 152 cases. Most recently, a computer‐enhanced telemanipulator was used in 15 patients to perform the operation remotely. Results: The mitral valve was repaired in 117 and replaced in all other patients. The voice‐controlled robotic arm (AESOP 3000) facilitated videoscopic‐assisted mitral valve surgery. The procedure was completed without the need for an additional assistant as “solo surgery.” Additional procedures like radiofrequency ablation and tricuspid valve repair were performed in 21 and 4 patients, respectively. Duration of bypass and clamp time was comparable to conventional procedures (107 Å 34 and 50 Å 16 min, respectively). Hospital mortality was 1.2%. Using the da Vinci telemanipulation system, remote mitral valve repair was successfully performed in 13 of 15 patients. Conclusion: Robotic‐assisted less invasive mitral valve surgery has evolved to a reliable technique with reproducible results for primary operations and for reoperations. Robotic assistance has enabled a solo surgery approach. The combination with radiofrequency ablation (Mini Maze) in patients with chronic atrial fibrillation has proven to be beneficial. The use of telemanipulation systems for remote mitral valve surgery is promising, but a number of problems have to be solved before the introduction of a closed chest mitral valve procedure.

Minimally Invasive Approach for Redo Mitral Valve Surgery: A True Benefit for the Patient

Abstract  Objectives Redo mitral valve surgery via sternotomy is associated with a substantial morbidity and mortality. This study evaluated a minimally invasive technique for mitral valve redo procedures. Material and Methods: Out of a series of 394 patients undergoing mitral valve repair or replacement via a right minithoracotomy, 39 patients underwent redo mitral valve surgery (59 ± 13 years, 23 female). Previous cardiac surgeries included 17 patients with mitral valve repair, 6 patients with mitral valve replacement, 3 patients with aortic valve replacement, 2 patients with atrial septal defect closure, and 11 patients with coronary artery bypass grafting (CABG). In all cases, femoro‐femoral cannulation was performed. The port access technique was applied in patients undergoing redo valve surgery. In patients with prior CABG, the operation was performed using deep hypothermia and ventricular fibrillation. Results: In all cases, sternotomy was avoided. The mitral valve was replaced in 20 patients and repaired in 19. Time of surgery and cross‐clamp time were comparable with the overall series (168 ± 73 [redo] vs 168 ± 58 min and 52 ± 21 [redo] vs 58 ± 25 min). Mortality was 5.1%. One patient had transient hemiplegia due to the migration of the endoclamp. All other patients had uneventful outcomes and normal mitral valve function at 3‐months follow‐up. Conclusion: Redo mitral valve surgery can be performed safely using a minimally invasive approach in patients with a previous sternotomy. The right lateral minithoracotomy offers excellent exposure. It minimizes the need for cardiac dissection, and thus, the risk for injury. Avoiding a resternotomy increases patient comfort of redo mitral valve surgery.

Extracardiac conduit Fontan procedure: early and intermediate results

OBJECTIVE The extracardiac Fontan procedure, as compared with classic atriopulmonary connections, may have the potential for optimizing ventricular and pulmonary vascular function by maximizing the laminar flow principle, by the avoidance of intra-atrial suture lines and cardiac manipulation, and by minimizing cardiopulmonary bypass time. In this study the clinical results of this procedure are assessed. METHODS From January 1990 until January 1997, 45 patients (33 males and 12 females) with a median age of 4.0 years (range 2.7-38 years) underwent an extracardiac Fontan procedure for univentricular physiology. The underlying diagnoses included tricuspid atresia (n=19), double-inlet left ventricle (n=11), and complex anomalies (n=15). Forty patients (89%) were in sinus rhythm. The median ventricular ejection fraction was 60%. In 37 patients (82%) the procedure was staged. RESULTS Median cardiopulmonary bypass time was 72 min, with a decrease to a median time of 24 min in the last ten patients. Aortic cross-clamping was avoided in 33 patients (73%). The intraoperative Fontan pressure and transpulmonary gradient were low: 13.6+/-3.2 and 8.5+/-3.9 mmHg, respectively. Transient supraventricular tachyarrhythmias were observed in six patients (13%). There was no early or late mortality. At a median follow-up of 64 months (range 26-105 months), 39 patients (87%) were in NYHA class I, four (9%) were in NYHA class II, and two (4%) were in class III. Forty patients (89%) remained in sinus rhythm. The median ventricular ejection fraction was 59%. The median arterial oxygen saturation raised from 82% preoperatively to 97%. Functional class (P=0.02), maintenance of sinus rhythm (P=0.04), and preservation of ventricular function (P=0.05) was superior in patients who were appropriately staged. None of the patients had atrial thrombus, chronic pleural effusions, or protein losing enteropathy. CONCLUSIONS In the majority of patients, the extracardiac Fontan procedure, when performed as a staged procedure, provides excellent early and midterm results in terms of quality of life, maintenance of sinus rhythm, and preservation of ventricular function.

Computer-Enhanced Mitral Valve Surgery: Toward a Total Endoscopic Procedure

The aim of the study was to develop a computer-enhanced, video-assisted approach for mitral valve repair as a potential step toward a complete endoscopic procedure. In 10 patients with nonischemic mitral valve insufficiency, computer-enhanced telemetric mitral valve repair using the Intuitive surgical telemanipulation system was performed. A femorofemoral bypass was initiated using Port-Access (Heartport, Redwood City, CA) cannulation. A small minithoracotomy was made in the right 4th intercostal space, and a custom-made rib retractor was placed. The pericardium was opened manually, and four traction stay sutures were placed to enhance exposure. After endoaortic balloon clamping, the left atrium was opened and stabilized. The end-effectors were placed in the left atrium through two ports (3rd ICS and 6th ICS, midaxillary line). A 30 degrees three-dimensional (3D)-videoscope angled up was placed through the incision. Mitral valve repair was then performed remotely from the surgical console. This included inspection of the valve, leaflet resection, leaflet repair, and ring implantation. After completion of the repair and testing of the valve, the end effectors were withdrawn, and the left atrium was closed manually using standard endoscopic instruments (Heartport). In all but 1 patient, successful repair, including quadrangular resection, chordal shortening, Whooler-plasty, and Alfieri-plasty, could be accomplished using the computer-enhanced telemanipulation system. A partial ring was implanted in 6 patients and a complete ring was implanted in 3 patients, respectively. Time for surgery, CPB, and clamp time were 170 to 330 minutes (median, 185 minutes), 140 to 220 minutes (median, 149 minutes), and 78 to 133 minutes (median, 94 minutes), respectively. In one patient, intraoperative transesophageal echocardiography (TEE) showed insufficient repair, a second surgery was performed via an enlarged left thoracotomy. One patient with recurrent mitral insufficiency had to have a second surgery on postoperative day 3 for a torn-out ring. Median time of hospitalization was 8 days. At 3 months follow-up (completed in 7 patients), all patients had improved clinically. Computer-enhanced mitral valve repair is feasible and can be performed with good functional results. The telemanipulation system offers the potential for true endoscopic mitral valve repair. However, surgical time is prolonged, and a learning curve has to be overcome.

Cerebral microemboli during minimally invasive and conventional mitral valve operations

BACKGROUND Intraoperative cerebral microembolism may cause postoperative neurologic damage. The aim of this study was to determine the frequency of cerebral microembolic signals (MES) during minimally invasive surgery (MIS) and conventional (conv.) mitral valve operations and to determine the association of MES with various stages of the operation. METHODS Intraoperative computer-aided transcranial Doppler measurements were performed to detect cerebral microemboli in 21 patients undergoing MIS and in 14 patients undergoing conv. mitral valve operation. We calculated the mean embolic rate for three time periods: P1, start of the operation until aortic clamping; P2, aortic clamping until clamp removal; and P3, declamping until end of surgery. RESULTS There was no significant difference in the total number of detected cerebral MES between both patient groups (MIS 1,014+/-753, conv. 937+/-519; NS). In both groups, the highest number of MES were detected during the third time period when the heart regained effective ejection (MIS 875+/-746, conv. 680+/-462; p > 0.5). CONCLUSIONS Transcranial Doppler was useful to detect cerebral microemboli in MIS and conv. mitral valve operation. We found no increased risk of cerebral microembolism during the minimally invasive method compared with the conventional technique.

Mitralklappenrekonstruktion vs. Mitralklappenersatz

In den letzten 40 Jahren hat die Mitralklappenchirurgie einen grundlegenden Wandel erfahren. Der initialen Begeisterung nach der Einfuhrung von Klappenprothesen in den 60er Jahren folgte eine Renaissance der Rekonstruktion der Mitralklappe mit der Vorstellung der Ringannuloplastie-Technik in den 70er Jahren. Die Rekonstruktion der Mitralklappe erhalt die Integritat der subvalvluaren Strukturen, die eine entscheidende Rolle fur die linksventrikulare Funktion spielen. Grose Studien, die sowohl Fruh- als auch Langzeitergebnisse nach Mitralklappenrekonstruktionen gegenuber prothetischem Klappenersatz betrachteten, zeigten eine geringere Operationsmortalitat sowie eine deutlich hohere Langzeituberlebensrate bei Patienten nach Mitralklappenrekonstruktion. Weiterhin sind spezifische Probleme, wie Thromboembolien oder Endokarditis, die bei Klappenersatzverfahren auftreten konnen, zu nennen. In Anbetracht dieser Tatsachen sind klappenerhaltende Rekonstruktionstechniken von Vorteil. Jedoch ist die Entscheidung fur eine Mitralklappenrekonstruktion von unterschiedlichen Faktoren abhangig, wie der Atiologie der Mitralklappenerkrankung und der daraus folgenden Pathomorphologie der Klappe, sowie patientenabhangigen Einflussen, wie z.B. Alter oder Kontraindikationen fur eine Antikoagulationstherapie und nicht zuletzt der Erfahrung des Chirurgen. Somit ist der Prozess der Wahl eines geeigneten Operationsverfahrens sehr komplex und individuell von jedem Patienten abhangig zu machen. Sowohl Studiendaten als auch Datenbanken groser Patientenkollektive reflektieren die Vorteile der Mitralklappenrekonstruktion mit einem Rekonstruktionsanteil von bis zu 75 % in der gesamten Mitralklappenchirurgie.Over the past 40 years mitral valve surgery has changed dramatically. After initial enthusiasm with the introduction of valve prostheses in the 1960s, a renewed interest in repair techniques began in the 1970s with the introduction of annuloplasty rings. These repair techniques revealed that the integrity of the subvalvular apparatus plays an important role in left ventricular function. When considering the major series comparing early and late results of mitral valve repair versus prosthetic mitral valve replacement, operative mortality rate is lower for patients with mitral valve repair. Long-term results also show a superior survival rate after mitral valve reconstruction. In addition, several problems can occur with the prosthetic valve, such as thromboembolism and endocarditis. All of these factors favor valve repair over replacement. The success of mitral valve repair depends on many factors: etiology of the mitral valve disease and the resultant pathomorphology of the valve, patient’s circumstances such as age or contraindication for anticoagulation, and the experience of the surgeon. The decision whether to repair or replace the mitral valve depends on these factors. Data in the literature and in large collective databases reflect the advantages of mitral valve repair, with over 75 % of current mitral valve surgeries being repairs. In the past 5 years the exposure of the mitral valve through a right lateral minithoracotomy using video assistance has developed into a widespread technique. This approach allows complex mitral valve repair as well as mitral valve replacement even with biological stentless prostheses, with decreased morbidity. The addition of radiofrequency ablation for restoration of sinus rhythm enhances the outcome after mitral valve surgery, and can also be easily performed through a minithoracotomy technique. In den letzten 40 Jahren hat die Mitralklappenchirurgie einen grundlegenden Wandel erfahren. Der initialen Begeisterung nach der Einführung von Klappenprothesen in den 60er Jahren folgte eine Renaissance der Rekonstruktion der Mitralklappe mit der Vorstellung der Ringannuloplastie-Technik in den 70er Jahren. Die Rekonstruktion der Mitralklappe erhält die Integrität der subvalvluären Strukturen, die eine entscheidende Rolle für die linksventrikuläre Funktion spielen. Große Studien, die sowohl Früh- als auch Langzeitergebnisse nach Mitralklappenrekonstruktionen gegenüber prothetischem Klappenersatz betrachteten, zeigten eine geringere Operationsmortalität sowie eine deutlich höhere Langzeitüberlebensrate bei Patienten nach Mitralklappenrekonstruktion. Weiterhin sind spezifische Probleme, wie Thromboembolien oder Endokarditis, die bei Klappenersatzverfahren auftreten können, zu nennen. In Anbetracht dieser Tatsachen sind klappenerhaltende Rekonstruktionstechniken von Vorteil. Jedoch ist die Entscheidung für eine Mitralklappenrekonstruktion von unterschiedlichen Faktoren abhängig, wie der Ätiologie der Mitralklappenerkrankung und der daraus folgenden Pathomorphologie der Klappe, sowie patientenabhängigen Einflüssen, wie z.B. Alter oder Kontraindikationen für eine Antikoagulationstherapie und nicht zuletzt der Erfahrung des Chirurgen. Somit ist der Prozess der Wahl eines geeigneten Operationsverfahrens sehr komplex und individuell von jedem Patienten abhängig zu machen. Sowohl Studiendaten als auch Datenbanken großer Patientenkollektive reflektieren die Vorteile der Mitralklappenrekonstruktion mit einem Rekonstruktionsanteil von bis zu 75 % in der gesamten Mitralklappenchirurgie. In den letzten 5 Jahren wurde der videoassistierte Zugang zur Mitralklappe über eine rechtslaterale Minithorakotomie zu einem etablierten Verfahren entwickelt. Dieser minimalinvasive Zugang erlaubt sowohl komplexe Rekonstruktions- als auch Klappenersatzverfahren unter anderem mit gerüstfreien Bioprothesen. Zusätzliche chirurgische Verfahren, wie die linksatriale Hochfrequenzablation zur Herstellung eines Sinusrhythmus bei Patienten mit Vorhofflimmern, verbessern das Operationsergebnis nach Mitralklappenchirurgie sowohl hinsichtlich der kardialen Funktion als auch der Lebensqualität für den Patienten deutlich und können ebenfalls über den minimalinvasiven Zugang durchgeführt werden.

Mitral valve repair versus mitral valve replacement

In den letzten 40 Jahren hat die Mitralklappenchirurgie einen grundlegenden Wandel erfahren. Der initialen Begeisterung nach der Einfuhrung von Klappenprothesen in den 60er Jahren folgte eine Renaissance der Rekonstruktion der Mitralklappe mit der Vorstellung der Ringannuloplastie-Technik in den 70er Jahren. Die Rekonstruktion der Mitralklappe erhalt die Integritat der subvalvluaren Strukturen, die eine entscheidende Rolle fur die linksventrikulare Funktion spielen. Grose Studien, die sowohl Fruh- als auch Langzeitergebnisse nach Mitralklappenrekonstruktionen gegenuber prothetischem Klappenersatz betrachteten, zeigten eine geringere Operationsmortalitat sowie eine deutlich hohere Langzeituberlebensrate bei Patienten nach Mitralklappenrekonstruktion. Weiterhin sind spezifische Probleme, wie Thromboembolien oder Endokarditis, die bei Klappenersatzverfahren auftreten konnen, zu nennen. In Anbetracht dieser Tatsachen sind klappenerhaltende Rekonstruktionstechniken von Vorteil. Jedoch ist die Entscheidung fur eine Mitralklappenrekonstruktion von unterschiedlichen Faktoren abhangig, wie der Atiologie der Mitralklappenerkrankung und der daraus folgenden Pathomorphologie der Klappe, sowie patientenabhangigen Einflussen, wie z.B. Alter oder Kontraindikationen fur eine Antikoagulationstherapie und nicht zuletzt der Erfahrung des Chirurgen. Somit ist der Prozess der Wahl eines geeigneten Operationsverfahrens sehr komplex und individuell von jedem Patienten abhangig zu machen. Sowohl Studiendaten als auch Datenbanken groser Patientenkollektive reflektieren die Vorteile der Mitralklappenrekonstruktion mit einem Rekonstruktionsanteil von bis zu 75 % in der gesamten Mitralklappenchirurgie.Over the past 40 years mitral valve surgery has changed dramatically. After initial enthusiasm with the introduction of valve prostheses in the 1960s, a renewed interest in repair techniques began in the 1970s with the introduction of annuloplasty rings. These repair techniques revealed that the integrity of the subvalvular apparatus plays an important role in left ventricular function. When considering the major series comparing early and late results of mitral valve repair versus prosthetic mitral valve replacement, operative mortality rate is lower for patients with mitral valve repair. Long-term results also show a superior survival rate after mitral valve reconstruction. In addition, several problems can occur with the prosthetic valve, such as thromboembolism and endocarditis. All of these factors favor valve repair over replacement. The success of mitral valve repair depends on many factors: etiology of the mitral valve disease and the resultant pathomorphology of the valve, patient’s circumstances such as age or contraindication for anticoagulation, and the experience of the surgeon. The decision whether to repair or replace the mitral valve depends on these factors. Data in the literature and in large collective databases reflect the advantages of mitral valve repair, with over 75 % of current mitral valve surgeries being repairs. In the past 5 years the exposure of the mitral valve through a right lateral minithoracotomy using video assistance has developed into a widespread technique. This approach allows complex mitral valve repair as well as mitral valve replacement even with biological stentless prostheses, with decreased morbidity. The addition of radiofrequency ablation for restoration of sinus rhythm enhances the outcome after mitral valve surgery, and can also be easily performed through a minithoracotomy technique. In den letzten 40 Jahren hat die Mitralklappenchirurgie einen grundlegenden Wandel erfahren. Der initialen Begeisterung nach der Einführung von Klappenprothesen in den 60er Jahren folgte eine Renaissance der Rekonstruktion der Mitralklappe mit der Vorstellung der Ringannuloplastie-Technik in den 70er Jahren. Die Rekonstruktion der Mitralklappe erhält die Integrität der subvalvluären Strukturen, die eine entscheidende Rolle für die linksventrikuläre Funktion spielen. Große Studien, die sowohl Früh- als auch Langzeitergebnisse nach Mitralklappenrekonstruktionen gegenüber prothetischem Klappenersatz betrachteten, zeigten eine geringere Operationsmortalität sowie eine deutlich höhere Langzeitüberlebensrate bei Patienten nach Mitralklappenrekonstruktion. Weiterhin sind spezifische Probleme, wie Thromboembolien oder Endokarditis, die bei Klappenersatzverfahren auftreten können, zu nennen. In Anbetracht dieser Tatsachen sind klappenerhaltende Rekonstruktionstechniken von Vorteil. Jedoch ist die Entscheidung für eine Mitralklappenrekonstruktion von unterschiedlichen Faktoren abhängig, wie der Ätiologie der Mitralklappenerkrankung und der daraus folgenden Pathomorphologie der Klappe, sowie patientenabhängigen Einflüssen, wie z.B. Alter oder Kontraindikationen für eine Antikoagulationstherapie und nicht zuletzt der Erfahrung des Chirurgen. Somit ist der Prozess der Wahl eines geeigneten Operationsverfahrens sehr komplex und individuell von jedem Patienten abhängig zu machen. Sowohl Studiendaten als auch Datenbanken großer Patientenkollektive reflektieren die Vorteile der Mitralklappenrekonstruktion mit einem Rekonstruktionsanteil von bis zu 75 % in der gesamten Mitralklappenchirurgie. In den letzten 5 Jahren wurde der videoassistierte Zugang zur Mitralklappe über eine rechtslaterale Minithorakotomie zu einem etablierten Verfahren entwickelt. Dieser minimalinvasive Zugang erlaubt sowohl komplexe Rekonstruktions- als auch Klappenersatzverfahren unter anderem mit gerüstfreien Bioprothesen. Zusätzliche chirurgische Verfahren, wie die linksatriale Hochfrequenzablation zur Herstellung eines Sinusrhythmus bei Patienten mit Vorhofflimmern, verbessern das Operationsergebnis nach Mitralklappenchirurgie sowohl hinsichtlich der kardialen Funktion als auch der Lebensqualität für den Patienten deutlich und können ebenfalls über den minimalinvasiven Zugang durchgeführt werden.