Author's Accepted Manuscript

Renal Malperfusion: Spontaneous Renal Dissection and with Aortic Dissection Amit Jain MBBS MS, Margaret C. Tracci MD JD, Dawn Coleman MD, Kenneth J. Cherry MD, Gilbert R. Upchurch Jr MD

www.elsevier.com/locate/enganabound

PII: DOI: Reference:

S0895-7967(14)00022-2 http://dx.doi.org/10.1053/j.semvascsurg.2014.06.004 YSVAS50429

To appear in: ĆSemin Vasc Surg

Cite this article as: Amit Jain MBBS MS, Margaret C. Tracci MD JD, Dawn Coleman MD, Kenneth J. Cherry MD, Gilbert R. Upchurch Jr MD, Renal Malperfusion: Spontaneous Renal Dissection and with Aortic Dissection, ĆSemin Vasc Surg , http://dx.doi.org/10.1053/j.semvascsurg.2014.06.004 This is a PDF file of an unedited manuscript that has been accepted for publication. As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript. The manuscript will undergo copyediting, typesetting, and review of the resulting galley proof before it is published in its final citable form. Please note that during the production process errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal pertain.

Page 1 of 30   

Renal malperfusion: Spontaneous renal dissection and with aortic  dissection.  Amit Jain MBBS MS, , Margaret C. Tracci MD JD, Dawn Coleman MD Kenneth J. Cherry MD, Gilbert R  Upchurch Jr MD  Division of Vascular and Endovascular Surgery  University of Virginia Health System  Charlottesville – VA      Correspondence Address: Gilbert R Upchurch Jr MD   PO Box 800679, Charlottesville, VA, 22908  Phone: 434.243.6333 Fax: 434.243.9941   Email: [email protected]  

           

Page 2 of 30   

Renal malperfusion: Spontaneous renal dissection and with aortic  dissection.   Amit Jain MBBS MS ,  Margaret C. Tracci MD JD, Dawn Coleman MD ,Kenneth J. Cherry MD, Gilbert R  Upchurch Jr MD 

Abstract   Renal malperfusion associated with renal artery dissection may present as either an isolated  disease process or in the setting of branch vessel stenosis complicating aortic dissection. Isolated renal  artery dissection is a rare disorder whose clinical presentation often presents both a diagnostic and  therapeutic challenge.  The true incidence and natural history of this phenomenon also remain unclear.  Multiple approaches to management have been described. Medical therapy typically consists of  anticoagulation and blood pressure management and is reserved for cases with well controlled  symptoms and blood pressure and preserved, stable renal function. Historically, surgical reconstruction  with in‐situ or more complex ex‐vivo reconstruction has been described for the treatment of  uncontrolled hypertension with preservation of renal perfusion. Nephrectomy, either partial or total, for  control of hypertension, is reserved for cases where parenchymal injury necessitates this radical  intervention. Recently, endovascular stenting of the renal artery has shown excellent and durable results  and is now considered to be the first line intervention for renal artery dissection.   Renal malperfusion associated with complicated aortic dissection is a different entity and one,  which is consistently an independent predictor of poor prognosis. The pathogenesis of malperfusion can  be dynamic, static or a combination. In addition, renal hypoperfusion may occur with or without  extension of the intimal flap into the renal artery itself. Traditional open surgical interventions to treat  aortic dissection with malperfusion have a very high perioperative mortality rate. Endovascular 

Page 3 of 30    fenestration and stenting of both thoracic aortic and branch vessels have significantly improved clinical  outcomes in complicated aortic dissections relative to open surgical fenestration.   Although a significant body of long term data has yet to be accumulated, endovascular stent grafting   has the added advantage over fenestration in that it may affect aortic remodeling, thus preventing the  very morbid complication of aneurysmal degeneration.     

Introduction and Epidemiology   

Renal artery dissection (RAD) is an uncommon diagnosis. It was first reported in 1944 by 

Bumpus et al.1 In most cases, RAD is clinically silent and hence its exact incidence is unknown. A small  number of cases reported likely represent a more common, but likely underdiagnosed entity. With the  increasing use of noninvasive imaging modalities and advanced endovascular interventions more renal  artery dissections are being diagnosed. Isolated and spontaneous renal artery dissection was reported  early in a number of small case series with a reported incidence of about 0.036 to 0.049% of all arterial  dissections.2‐4 RAD can cause varying degree of renal parenchymal loss and hypertension. RAD, when  symptomatic, typically presents as acute abdominal or flank pain. It may also present with hematuria  mimicking renal colic secondary to renal stone, thus creating a diagnostic dilemma.  Chronic RAD, on the  other hand, is often diagnosed on the workup of abrupt onset of severe hypertension in a young adult  that often requires multiple drug treatment.   Aortic dissection can also cause renal artery malperfusion. About 25‐30% of the individuals with  aortic dissections have some form of vascular insufficiency involving the visceral, renal, spinal, cerebral  or limb.5‐7  Renal ischemia has been reported in approximately 8% of these cases.6,8,9 Renal malperfusion  is an independent predictor of in‐hospital mortality in patients with aortic dissections.8, 10‐13 Hence, the  identification and treatment of renal malperfusion with or without renal artery dissection is of  paramount significance in patients with complicated aortic dissections.    

Page 4 of 30   

  Etiology, Pathogenesis and Classification  The etiology of isolated RAD is not clearly understood. Arterial dissection is caused by either  bleeding in between the layers of the arterial wall via a primary intimal tear or hemorrhage from the  vasa vasorum. Though the entity of RAD is relatively rare, renal arteries are one of the more common  sites of primary dissection involving peripheral vessels and may be associated with atherosclerosis,  fibro‐muscular dysplasia (FMD), Ehlers‐danlos syndrome, Marfan’ syndrome, malignant hypertension,  blunt trauma and severe strenuous physical activities. 14‐20  Based on their presentation, RADs can be broadly categorized into two clinical categories, acute  or chronic.  RADs may also be classified based on their etiology (Table 1). Isolated RADs are localized to  renal arteries. Primary or spontaneous RADs are usually associated with renal artery atherosclerosis or  FMD.16 Sometimes, no underlying pathology can be identified and therefore classified as idiopathic  (Figure 1). Spontaneous RADs in an otherwise healthy individuals have been reported with excessive  physical exertion possibly playing a role in its causation.16‐19   Secondary RADs can be defined as those  due to either blunt abdominal trauma or as a consequence of catheter and wire manipulation during an  endovascular intervention. While renal artery thrombosis is the most frequent renal vascular pathology  in blunt trauma, renal artery intimal disruption has also been reported.21‐24  Renal artery dissections are  not uncommon after endovascular renal arterial interventions and may occur in 5‐24% individuals. 2,25, 26  Many of RAD associated with endovascular renal interventions may not be reported as they are treated  with stent placement during the course of the procedure.   Aortic dissection can cause renal malperfusion with or without associated renal artery  dissection. The aortic flap may cause either a static or dynamic obstruction of renal artery blood flow  depending on the configuration of the flap and its movement during the cardiac cycle.27  Static renal  malperfusion is present throughout the cycle and is typically caused by the aortic dissection involving 

Page 5 of 30    the renal artery ostium. The aortic wall hematoma may propagate into the renal artery, compromising  the vessel lumen. Dynamic renal malperfusion varies with the pulsatile flow of blood in the aorta and is  generally the result of cyclic prolapse of the dissection flap into the renal artery origin.  Occasionally the  obstruction may represent combination of varying degrees of both static and dynamic components.27,28   (Figure 2)      Table 1: Classification of renal artery dissection. 

  Classification of renal artery dissection   1. Isolated RAD  a. Primary – Spontaneous RAD  i. Atherosclerosis  ii. Fibromuscular Dysplasia (FMD)  iii. Other connective tissue disorders (CTDs)  iv. Idiopathic   b. Secondary –   i. Trauma   ii. Iatrogenic Interventional procedures  2. Combined RAD with AD  a. Static obstruction  b. Dynamic obstruction  c. Combined     

Page 6 of 30   

    Presentation  1. Renal malperfusion with isolated renal artery dissection:  Renal artery dissections are rare and often clinically silent. They usually affect young individuals  in their third, fourth or fifth decade of life. Men are affected more than women (2.5:1).3,16,29 When  clinically overt, they present acutely with various combinations of abdominal or flank pain, nausea,  vomiting, headache, dysuria or hematuria (Table 2).2‐4,15,16  Spontaneous RAD can present with the  sudden onset of malignant hypertension which may even be complicated by hypertensive  encephalopathy.30,31 Abrupt onset of severe hypertension requiring three or four antihypertensive drugs  was seen in majority of the patients requiring operative reconstruction of RADs.32,33  Hypertension may  also be accompanied by varying degrees of renal dysfunction, up to and including frank renal failure.20,32‐ 35  

Bilateral renal artery involvement is present in 12‐25% cases and is strongly associated with FMD as 

the underlying pathology.16,32,33  The primary dissection event may be silent or associated with vague  abdominal pain that goes undiagnosed until  it presents in a delayed fashion as uncontrolled  hypertension. Although RAD is typically isolated, it must be recognized that abdominal pain may also  represent a rare simultaneous visceral arterial dissection.33       In a recent review of the clinical characteristics of the patients with SRADs, Afshinnia et al  studied 17 patients who presented over a 12 years period.36 Of these, 11 (65%) were male and 14 (82%)  white. Patients with SRAD were more likely to have higher mean serum creatinine, systolic and diastolic  blood pressure and a lower body mass index at presentation. FMD was present in 4 patients, Ehlers‐ Danlos in 4 and polyarteritis nodosa was seen in 1 patient. The most common presenting symptom was  pain (flank pain in 10 and abdominal pain in 2 patients).  

Page 7 of 30    2. Renal malperfusion with aortic dissection with or without RAD:   

Clinical suspicion for renal artery malperfusion in individuals with aortic dissection is based on 

worsening hypertension and / or evolving renal insufficiency manifested by oliguria, anuria or a rise in  serum BUN and creatinine. The renal circulation (8%) is the second most commonly malperfused arterial  bed in aortic dissection, following the iliofemoral (11%) system.6,37  

Investigation and Diagnosis  1. Renal malperfusion with isolated renal artery dissection:   Symptoms of isolated spontaneous RADs often mimic other, more common etiologies of acute  abdominal or flank pain and are often misdiagnosed. Reported misdiagnoses have included renal colic  and even appendicitis, resulting in emergency appendectomy.33  A high index of suspicion in patients  with abdominal or flank pain along with rising serum creatinine and uncontrolled hypertension can  guide appropriate investigations. Measurement of serum LDH in the acute phase in addition to serum  BUN and creatinine may indicate renal parenchymal loss.32 Duplex scanning to measure main renal  artery flow velocity and renal intraparenchymal resistance indices provides additional data regarding  renal perfusion and may even permit visualization of dissection. The kidney size can be evaluated by B  mode ultrasound imaging. If renal function is not severely deranged, cross sectional imaging with CTA or  MRA provides excellent resolution diagnostic imaging. Although CTA and MRA offer high sensitivity and  specificity in detecting renal artery stenosis, digital subtraction angiography has been used widely and  some authors continue to prefer this modality to evaluate extent of dissection and intimal flap  morphology and to plan treatment strategy. 30,32,33,38   Muller et al32 have also suggested use of isotope  renography to evaluate bilateral renal function and renal vein renin measurement to be helpful in  selected cases.    2. Renal malperfusion with aortic dissection with or without RAD: 

Page 8 of 30    CTA is the most widely used diagnostic modality for aortic dissection and is able to demonstrate renal  hypoperfusion, where present, in most cases of AD with or without RAD. Evidence of renal malperfusion  may include renal parenchymal infarction, differential contrast density nephrograms and visualization of  an occlusive intimal flap.    Barnes et al28 used contrast angiography to study 165 patients with clinically suspected malperfusion  and confirmed true renal malperfusion by establishing the presence of a systolic gradient between  aortic root and renal hilum of >10 mm Hg, failure of the renal artery to fill during contrast injection in  the true and false lumen of the aorta, or intravascular ultrasound evidence of a “curtain‐like” occlusion  of the renal ostium or the true lumen above its origin.  Using these criteria, they diagnosed true renal  artery malperfusion in 67% (n=59/88) of the patients clinically suspected to have renal artery  malperfusion. Interestingly, they also diagnosed renal artery malperfusion in 39% (n=31/79) of those  patients with suspected malperfusion of non‐renal tissues but without an initial clinical suspicion of  renal hypoperfusion. 

Treatment Options and Outcomes  1. Renal malperfusion with isolated renal artery dissection:  The treatment options described for isolated spontaneous renal artery dissections (ISRAD)  include medical management, open surgical reconstruction or endovascular intervention. Optimal  management depends on the severity of the patient’s clinical condition, degree of renal infarction and  extent of the renal artery dissection. In general, treatment seeks to preserve renal function and treat  renovascular hypertension.   Medical therapy. Ramamoorthy et al described successful non‐operative management of four  patients with ISRAD.29 All of them were managed expectantly with anticoagulation. Blood pressure was  easily controlled and renal function was stable in all 4 patients over a mean follow up of 14 month.  However, one of the patients with FMD did develop a contralateral renal artery dissection. Edwards et 

Page 9 of 30    al34 compared 13 patients treated medically with 11 patients who underwent surgery for ISRAD. They  concluded that medical treatment with antihypertensive medications was equally effective. Afshinnia et  al36 reported treating 8 patients out of 17 in their series of ISRAD, with medical management which  consisted of pain control, control of hypertension and systemic anticoagulation. Others have also  documented successful non‐operative management of ISRAD with or without anticoagulation.3,16,17,19   Medical management seems appropriate when renal function is stable and patient symptoms and  hypertension can be controlled with medication.  Open surgical therapy. Surgical treatment for the SRAD have been reported in several  retrospective case series and, again, is aimed at preserving renal function and treating renovascular  hypertension.16,20 32‐35  Smith et al16 described 10 renal artery bypass procedures in 9 patients with 100%  immediate patency and maintenance or improvement in renal function. Five of these were ex‐vivo  complex reconstructions due to renal branch vessel involvement. None needed nephrectomy.  Lacombe33  treated 22 patients with 17 arterial bypasses and 8 nephrectomies (6 total, and 2 partial).  Three patients had bilateral lesions. There were no post‐operative deaths. Arterial hypertension was  cured in 9 patients (41%), improved in 11 (50), and unchanged in 2 (9%). On long term follow up (mean  10.1 years), one late thrombosis of a repaired polar artery and one spontaneous dissection of  contralateral renal artery was seen. Muller et al32  described surgical treatment of RAD in a series of 25  patients with 22 SRADs and 3 with trauma with all but one reconstruction in situ. Hypertension resolved  or improved in 86% of patients without preoperative renal damage and in only 38% of those with  preoperative damaged kidneys. Renal function was preserved in 23 of 28 revascularized kidneys (82%) at  a mean follow up of 55.3 months. The efficacy of extracorporeal reconstruction with  autotransplantation of 19 kidneys was attempted in 15 patients by van Rooden et al.39 With a technical  success rate of 94%, a favorable outcome was demonstrated in 79% of patients for blood pressure  control and all the patients had normal renal functions over a 1 to 8 year follow up. There were no  operative deaths and one primary nephrectomy was performed. In all of the above mentioned case  series, surgical treatment was indicated for uncontrolled hypertension, persistent symptoms and / or 

Page 10 of 30    deteriorating renal function. Both in‐situ and ex‐vivo repair are feasible and safe. Besides the preference  of the surgeon, ex‐vivo repairs are used for complex reconstructions of RAD involving the branch vessels.  Nephrectomy, either partial or total should be considered for severely damaged kidneys to prevent  renovascular hypertension.   Endovascular Therapy. Endovascular interventions have been also described for the treatment  of both primary, spontaneous RADs, as well as secondary RADs either due to blunt trauma or iatrogenic  endovascular interventions.21,30,36,38, 40‐43 Bilge et al43 and Lee et al40 each reported the earliest cases of  SRAD treated by transcatheter intervention with adjunct stent placement. Pellerin et al30 subsequently  described 16 patients with 17 SRAD treated with endovascular stent placement. In this later series all  patients had uncontrolled hypertension and 10 patients had progressive renal insufficiency. With a 100%  technical success, they reported clinical success in treating all the patients’ elevated  blood pressure.  More than 40% of them were cured and remained normotensive without taking any antihypertensive  medications during a follow up of more than 8 years. All the patients had normal renal function and  imaging of the renal arteries showed no sign of restenosis or occlusion in all patients. Three other recent  case reports describe successful placement of renal artery stent for SRAD.38, 41,42 Afshinnia et al36  reported 17 cases of SRADs treated with supportive medical care, endovascular treatment and surgery  for 8, 5 and 4 cases, respectively. However, of the 5 endovascular cases, thrombolysis and subsequent  anticoagulation was required in one patient for acute thrombotic occlusion of the renal artery. The  remaining 4 patients had Ehlers‐Danlos syndrome with leaking, dissecting renal artery aneurysms and  were treated with endovascular coil embolization with immediate stabilization. Lee et al21 report a case  of successful endovascular stent placement for a renal artery dissection secondary to blunt abdominal  trauma. Bush et al25 treated 85 renal artery stenoses with 88 Palmaz stents. Although most stents were  implanted for suboptimal balloon dilatation (52%), 24% were placed for secondary dissections caused by  the balloon angioplasty. Thus, endovascular interventions for isolated RAD are now well established and  safe in the setting of both primary and secondary etiologies.  

Page 11 of 30    2. Renal malperfusion with aortic dissection with or without RAD:  Aortic dissections complicated by renal artery malperfusion with or without RAD are associated  with significantly increased mortality.8, 10‐13 In complicated aortic dissections, both open and  endovascular approaches aim to restore flow to all the malperfused vascular beds, including the renal  arteries.    Open surgical therapy. Open procedures may involve aortic graft interposition, excision of the  intimal flap and creation of an open fenestration, or performing aorta to branch vessel bypass to restore  the blood flow to the malperfused organs. In multiple large series, open surgical treatment for  complicated aortic dissection with visceral malperfusion have extremely high mortality rates (6‐ 69%).6,8,9,12,13 Lauterbach et al6 reported 187 patients with aortic dissection (101 proximal and 86 distal)  with 53 patients (28%) having clinical evidence of organ or limb malperfusion. Of these, 12 patients had  renal malperfusion. One third (17 patients) of those with malperfusion required specific intervention to  treat the malperfusion. Twelve open procedures and 5 endovascular procedures (including 3 aortic  fenestration and 2 renal stents) were performed. The in‐hospital mortality for the entire group was 18%.  Panneton et al44 described open aortic fenestration for 14 patients with complicated aortic dissection (3  type A, 11 type B). Emergent fenestration was performed in 7 patients, 5 of them had renal  malperfusion, 3 bowel and 4 lower extremity ischemia. Operative mortality was 43% (3/7) in the  emergent group and there were no postoperative deaths in the elective group.   The IRAD investigators  reported open surgical repairs of complicated type B aortic dissection between 2006 and 2008 with an  in‐hospital mortality of 29% and 34% for 82 and 59 open surgical interventions, respectively.45,46 These  mortality rates were significantly higher compared to patients treated with endovascular therapy in the  same database (11% in 2006 and 11% in 2008), as well as who were managed medically (10% in 2006  and 8.7% in 2008) during the same study period. The in‐hospital complication rate was 40% in those  undergoing open surgical treatment compared to 21% in the endovascular group.46  

Page 12 of 30    Endovascular aortic fenestration and stent therapy. Advances in endovascular techniques have  enhanced the safety and efficacy of minimally invasive percutaneous endovascular interventions in the  treatment of ischemic complications of aortic dissection. Endovascular aortic fenestration with or  without branch vessel stenting was proposed and widely studied in late 1990s.47  Endovascular  fenestration and stenting are technically challenging, requiring an advanced level of operator  endovascular skill, a well‐equipped intervention suite, and experienced staff. The procedure involves  extensive angiographic and IVUS evaluation of the anatomy of the dissected aorta, the intimal flap, and  branch vessels and as well as the physiology of the dissection, including measurement of intravascular  pressure gradients between the true and false lumens and the aortic branches. True malperfusion is  confirmed by a systolic gradient between the aorta and the superior mesenteric artery or renal hilum of  >15 mm Hg, failure of a branch artery to fill during injection of contrast in the true and false lumen of  the aorta, evidence of a “curtain‐like” occlusion of the vessel origin or of the true lumen above the origin  by IVUS, thrombosis, or evidence of embolization.47,48  The aortic intimal flap, once identified as causing  the either a static or dynamic obstruction, is punctured with a trocar needle and the tear in the flap is  dilated with a balloon.  A persistent true lumen collapse or an unresolved pressure gradient can be  further treated by placing a large diameter self‐expanding stent to open the aortic true lumen. Care  should be taken to avoid covering the origins of renal and superior mesenteric arteries and or across  fenestrations essential to branch vessel perfusion.48  Further branch vessel static obstructions should be  treated by stent placement origin of these vessels.      Williams et al47 treated 24 patients with aortic dissection complicated by ischemia of liver or  bowel (n=15), kidney (n=18) or lower extremity (n=13).   Treatment consisted of vascular stents alone  (n=4), or balloon fenestration (n=20) without (n=8) or with (n=12) vascular stents. With a 30 day  mortality of 25% (6 patients), there was a 92% success in restoring flow in the obstructed vessels (71 of  77 obstructed arteries).  Slonim et al49 reported 40 patients with aortic dissection (10 type A and 30 type  B) with peripheral ischemic complications. Thirty patients had renal, 22 had limb, 18 had mesenteric and  1 had upper arm ischemia. Fourteen patients were treated with combined stenting of true or false 

Page 13 of 30    lumen with balloon fenestration of the flap, 24 with stenting alone and 2 with fenestration alone.  Successful revascularization was achieved in 37 of 40 patients (93%) with a 25% (10 out of 40 patients)  30‐day mortality. The mortality was often related to ischemia at presentation.   In one of the largest series on renal malperfusion Barnes et al28 reported a single center  experience in treating renal malperfusion after aortic dissection with aortic fenestration and renal artery  stenting. They included all patients with aortic dissection from 1996 to 2004 in whom there was  sufficient clinical suspicion for peripheral malperfusion to require arteriography. The group comprised  165 patients (115 acute and 50 chronic), of which 75 had type A and 90 had type B dissection. Renal  malperfusion was suspected in 88 patients secondary to worsening hypertension (n=34), renal  insufficiency (n=37), CT evidence of renal ischemia (n=13) or a combination of above factors (n=4). Renal  malperfusion, confirmed with a systolic gradient between the aortic root and renal hilum, was present in  59 of the suspected 88 patients (67%). However, renal malperfusion was also detected in 31 of 79  patients (39%) with suspected malperfusion of non‐renal tissue.  Renal arteries were perfused by true  lumen (70% right, 42% left), false lumen (7% right, 20% left), or both true and false lumen (23% right,  38% left). Of the 90 patients with confirmed renal malperfusion, 71 had endovascular treatment,  including isolated renal artery stenting (n=31), proximal fenestration with or without stenting (n=24), or  both renal and aortic intervention (n=16). Post‐intervention the pressure gradient across the aortic root  and renal hilum decreased from an average of 44 mm Hg to 8.1 mm Hg. The peri‐procedure post‐ intervention mortality was 21% (n=15). In a separate report on 69 patients with complicated type B  aortic dissection, Patel et al50 identified 185 malperfused vascular beds in 70% of patients, including  spinal cord (5), mesenteric (40), renal (51), and lower extremity (47). Using aortic fenestration and true  lumen or branch vessel stents, flow was restored in 96% of these vascular beds. Stroke and paraplegia  rates were 4.3% and 2.9% and early mortality rate was 17%. Chavan et al51 described their experience of  treating 45 patients with endovascular fenestration and stenting for complicated aortic dissection (13  type A and 32 type B). Out of total 88 vascular beds, 25 involved renal arteries, 22 mesenteric and 33  lower extremity vessels. Seven of 25 patients with renal ischemia required dialysis, but all of the patients 

Page 14 of 30    were dialysis free 3 months following the intervention. The 30‐day mortality was 6.7%. Shiiya et al52   have reported on organ malperfusion in 38 of 135 patients with aortic dissection (31 type A). They  emphasize a mechanism‐specific approach to treatment, noting the inability of a central aortic  operation alone to adequately address renal branch malperfusion (15% success with 2 of 13 patients).  However, a percutaneous endovascular approach was 100% successful in all vessels with branch type  malperfusion.   Endovascular stent graft therapy.  Besides aortic fenestration and branch vessel stenting,  endovascular graft placement to cover the site of aortic intimal tear has been shown to redirect flow  into the true lumen and, in many cases, reverse organ malperfusion.53,54  During the last decade, the use  of endovascular stent graft to treat complicated aortic dissection has been widely accepted with  favorable results (Figure 3). Dake et al53 described 19 patients treated with stent grafts for aortic  dissection (4 type A and 15 type B). Of these, 37% patients had symptomatic malperfusion. They  reported a 76% improvement in malperfusion with a 16% 30‐day mortality rate.  Thoracic stent graft  placement resolved the obstruction in all of the 22 vessels with dynamic obstruction, but only 6 of the  15 vessels with combined static and dynamic obstruction. The benefit of aortic stent grafting in dynamic  obstruction is clear, however there may be limitations in its ability to address branch vessel dissection or  static obstruction of other etiologies.28  Since this report, several authors have published their  experience of treating aortic dissection with visceral malperfusion syndrome with additional use of bare  metal stents at the origin of visceral, renal and iliac vessels as necessary.  Conrad et al55 reported  treating 33 patients with thoracic endograft for complicated acute type B aortic dissection. Seventeen of  these patients (53%) had malperfusion syndrome. All were repaired successfully with a 12% 30‐day  mortality rate.   Szeto et al56 examined treatment of acute complicated type B dissection in 35 patients,  17 of which had malperfusion. Technical success was achieved in 97% (34) of patients with 34% (12) of  patients requiring additional procedures including bare metal stents in the infrarenal aorta, renal artery,  celiac artery or iliac artery. One patient had permanent paraplegia (2.8%), one had stroke (2.8%) and 30‐ day mortality was 2.8%. White et al57 reported results of thoracic endovascular aneurysm repair (TEVAR) 

Page 15 of 30    for complicated type B aortic dissection at 30 days and 1 year. They had 99 patients, 85 acute (symptom  onset ≤ 14 days), 11 subacute (15‐30 days) and 3 chronic (31‐90 days). Of the acute 32 % had rupture  and 72% had malperfusion, including 56% lower extremity, 36% renal, 19.7% visceral, 8.2% other and 3%  spinal cord. Additional adjunctive procedures were necessary in 4.7% of the patients, including a carotid  artery covered stent in one patient and bare metal stent in the true lumen of the right renal, left renal  and left iliac arteries in three patients. Major adverse events at 30‐days were 10.6% death, 9.4% stroke,  9.4% renal failure and 9.4% paralysis / paraparesis. Actuarial mortality estimate at 1 year was 29.4.  Lombardi et al58 described 40 patients with complicated type B aortic dissection treated with a  composite endograft in the STABLE trial. Branch vessel malperfusion was present in 67.5% (27/40)  patients, including mesenteric (5 of 27), renal (17 of 27), spinal cord (1 of 27) and limbs (15 of 27). All 40  patients received one or more endovascular stent grafts and 39 patients received at least one bare  metal aortic stent. During the initial procedure, adjunctive stent placement was performed in 9 patients  for 13 branch vessels (6 iliac arteries, 6 renal arteries, and one superior mesenteric artery).   The 30‐day  mortality rate was 5% (2 of 40), stroke (7.5%), transient ischemic attack (2.5%), paraplegia (2.5%),  retrograde progression of dissection (5%), and renal failure (12.5%). None of the patients with renal  failure became dialysis‐dependent. Many more authors have reported successful treatment of  complicated aortic dissections with visceral malperfusion, including renal vessels, with endovascular  stent graft with or without adjunctive stent placement in the branch vessels.59,60     A recently published report by Wilkinson et al61 analyzed 73 patients with type B dissection who  underwent either open repair (n=24) or TEVAR(n=49) for malperfusion (n = 8), rupture (n = 22), or  factors portending rupture, including rapid expansion (n = 26), uncontrolled pain (n = 18), aortic size  greater than 5.0 cm (n = 26), or refractory hypertension (n = 2). The early and late mortality were similar  between groups (16.7% for open and 10.2% for TEVAR, p=0.46). Ten‐year Kaplan‐Meier survival was  57.5% and similar between groups (p = 0.74). Comparing their results with other contemporary series  they concluded that an early mortality benefit with TEVAR for complicated type B dissection (not seen in  their study) was more when the intervention was performed for malperfusion than for rupture.  They 

Page 16 of 30    had a small number of patients with malperfusion in their study. They also concluded that TEVAR  provided similar midterm treatment efficacy and late survival compared to open surgical repair of  descending thoracic aorta.     

Summary   The management of renal malperfusion associated with both isolated RAD and aortic dissection  has significantly evolved over time. Although successful medical management of RAD has been  described in multiple case reports and small case series, it should be considered only in patients with  stable renal function and well controlled hypertension.   Aggressive attempts at revascularization of the  renal arteries should be made whenever there is evidence of deteriorating renal function and/or in the  presence of uncontrolled hypertension. Open surgical reconstruction of the renal arteries, both in‐situ  and ex‐vivo has been performed with excellent results at experienced centers.   However, endovascular  therapy has proven effective,  with limited morbidity, and is preferred modality of treatment where  anatomically suitable.  In the treatment of renal malperfusion with aortic dissection, an endovascular approach should  be the first line of therapy as well, except in the unstable patient with a type A dissection who needs  emergent open cardiac surgery. Both endovascular fenestration with stenting (“fen‐stent”) and  endovascular stent grafting have been shown to be successful. DiMusto et al48  analyzed in detail the  benefits and limitations of fen‐sten versus aortic endografts. In summary, fen‐sten is appropriate for  treating malperfusion only, and is technically very demanding and time consuming. Endografting on the  other hand, has broader indications in aortic dissections, including impending rupture, unstable or  leaking false lumen, as well as malperfusion. However, the efficacy of endografts in treating distal  branch type malperfusion may be limited.    Fenestration has narrow clinical indications, but broad  anatomical applicability, whereas thoracic stent graft has broad clinical indications, but perhaps 

Page 17 of 30    narrower anatomical applicability.48  However, this limitation of endovascular stent grafts used alone can  be overcome by adjunctive stenting of malperfused vascular beds, as necessary, at the time of stent  graft deployment. The long term data on the durability of the stent graft is still evolving, but appears  promising.     

References:  1. HC Bumpus Jr. A case of renal hypertension. J Urol, 1944; 52: 295–299.    2.  Gewertz BL, Stanley JC, Fry WJ. Renal Artery Dissections. Arch Surg. 1977; 112(4): 409‐414.  3.  Beroniade, V., Roy, P., Froment, D., & Pison, C. Primary renal artery dissection.  American journal of  nephrology, 1987; 7(5): 382‐389.  4. Banitt PF, Clark CW. Isolated dissecting aneurysm of the renal artery. J Urol, 1986; 135: 998–999.   5. DeBakey, M.E., McCollum C.H., Crawfor E.S. et al. Dissection and dissecting aneurysms of the aorta:  twenty‐year follow‐up of five hundred twenty‐seven patients treated surgically. Surgery, 1982; 92:  1118–1134.   6. Lauterbach, S. R., Cambria, R. P., Brewster, D. C., et al.  Contemporary management of aortic branch  compromise resulting from acute aortic dissection. Journal of vascular surgery, 2001; 33(6): 1185‐1192.  7. Girardi, L. N., Krieger, K. H., Lee, L. Y., et al Management strategies for type A dissection  complicated by peripheral vascular malperfusion. The Annals of thoracic surgery, 2004; 77(4): 1309‐ 1314. 

 

8. Fann, J. I., Sarris, G. E., Mitchell, R. S., et al. Treatment of patients with aortic dissection presenting  with peripheral vascular complications. Annals of surgery, 1990; 212(6): 705.  9. Cambria, R. P., Brewster, D. C., Gertler, J., et al. Vascular complications associated with spontaneous  aortic dissection. Journal of vascular surgery, 1988; 7(2): 199‐209.  10. Suzuki, T., Mehta, R. H., Ince, H., et al Clinical profiles and outcomes of acute type B aortic dissection  in the current era: lessons from the International Registry of Aortic Dissection (IRAD). Circulation, 2003;  108(10 suppl 1): II‐312.  11. Nienaber, C. A., & Eagle, K. A. Aortic Dissection: New Frontiers in Diagnosis and Management Part II:  Therapeutic Management and Follow‐Up. Circulation, 2003; 108(6): 772‐778.  12. Yagdi T., Atay Y., Engin C., et al. Impact of organ malperfusion on mortality and morbidity in acute A  aortic dissections. J Card Surg, 2006; 21: 363–369.   13. Fann, J. I., Smith, J. A., Miller, D. C., et al. Surgical management of aortic dissection during a 30‐year  period. Circulation, 1995; 92(9): 113‐121. 

Page 18 of 30    14. Foord, A. G., & Lewis, R. D. Primary dissecting aneurysms of peripheral and pulmonary arteries:  dissecting hemorrhage of media. Archives of pathology, 1959; 68: 553.  15. Englund, G. W. Primary dissecting aneurysm of the renal artery. Report of a case and review of the  literature. American journal of clinical pathology, 1966; 45(4): 472.  16. Smith, B. M., & Holcomb, G. W. Renal artery dissection. Annals of surgery, 1984; 200(2): 134.  17. Alamir, A., Middendorf, D. F., Baker, P., et al. Renal artery dissection causing renal infarction in  otherwise healthy men. American journal of kidney diseases, 1997; 30(6): 851‐855.  18. Thomas MC, Walker RJ, Packer. Running repairs: renal artery dissection following extreme exertion.  Nephrol Dial Transplant. 1999; 14(5): 1258‐9.  19. Iqbal FM, Goparaju M, Yemme S, et al. Review Renal artery dissection following marathon running.  Angiology. 2009; 60(1): 122‐6.  20. Slavis, S. A., Hodge, E. E., Novick, A. C., et al. Surgical treatment for isolated dissection of the renal  artery. The Journal of urology, 1990; 144(2 Pt 1): 233‐237.  21. Lee, J. T., & White, R. A. Endovascular management of blunt traumatic renal artery dissection.  Journal of Endovascular Therapy, 2002; 9(3): 354‐358.  22. Clark, D. E., Georgitis, J. W., & Ray, F. S. Renal arterial injuries caused by blunt trauma. Surgery, 1981;  90(1): 87.  23. Kaufman, J. L., Dinerstein, C. R., Shah, D. M., et al. Renal artery intimal flaps after blunt trauma:  indications for nonoperative therapy. Journal of vascular surgery, 1988; 8(1): 33‐37.  24. Sharples EJ, Sobeh M, Matson M, et al. Renal artery dissection after blunt abdominal trauma: a rare  cause of acute cortical necrosis. Am J Kidney Dis, 2002; 40: E11.  25. Bush, R. L., Najibi, S., MacDonald, M. J., et al. Endovascular revascularization of renal artery stenosis:  technical and clinical results. Journal of vascular surgery, 2001; 33(5): 1041‐1049.  26. Martin, L. G., Casarella, W. J., Alspaugh, J. P., et al. Renal artery angioplasty: increased technical  success and decreased complications in the second 100 patients. Radiology, 1986; 159(3): 631‐634.  27. Williams, D. M., Lee, D. Y., Hamilton, B. H., et al. The dissected aorta: part III. Anatomy and radiologic  diagnosis of branch‐vessel compromise. Radiology, 1997; 203(1): 37‐44.  28. Barnes, D. M., Williams, D. M., Dasika, N. L., et al. A single‐center experience treating renal  malperfusion after aortic dissection with central aortic fenestration and renal artery stenting. Journal of  Vascular Surgery, 2008; 47(5): 903‐910.  29. Ramamoorthy, S. L., Vasquez, J. C., Taft, P. M., et al. Nonoperative management of acute  spontaneous renal artery dissection. Annals of vascular surgery, 2002; 16(2): 157‐162.  30. Pellerin O., Garçon P., Beyssen B., et al.  Spontaneous renal artery dissection: long‐term outcomes  after endovascular stent placement. J Vasc Interv Radiol, 2009; 20: 1024‐1030.  

Page 19 of 30    31. Esayag‐Tendler, B., Yamase, H., Ramsby, G., et al. Accelerated hypertension with encephalopathy  due to an isolated dissection of a renal artery branch vessel. American journal of kidney diseases, 1994;  23(6): 869‐873.  32. Müller, B. T., Reiher, L., Pfeiffer, T., et al. Surgical treatment of renal artery dissection in 25 patients:  indications and results. Journal of vascular surgery, 2003; 37(4): 761‐768.  33. Lacombe M. Isolated spontaneous dissection of the renal artery. J Vasc Surg, 2001; 33: 385–391.  34. Edwards, B. S., Stanson A. W., Holley K. E., et al. "Isolated renal artery dissection, presentation,  evaluation, management, and pathology." In Mayo Clinic proceedings. Mayo Clinic, 1982; 57(9): 564.   35. Reilly, L. M., Cunningham, C. G., Maggisano, R., et al. The role of arterial reconstruction in  spontaneous renal artery dissection. Journal of vascular surgery, 1991; 14(4): 468‐479.  36. Afshinnia, F., Sundaram, B., Rao, P., et al. Evaluation of characteristics, associations and clinical  course of isolated spontaneous renal artery dissection. Nephrology Dialysis Transplantation, 2013;  37. Oderich, G. S., & Panneton, J. M. Acute aortic dissection with side branch vessel occlusion: open  surgical options. Seminars in vascular surgery, 2002; 15(2): 89‐96.   38. Kanofsky JA, Lepor H. Spontaneous renal artery dissection. Rev Urol. 2007;  9(3): 156‐60.  39. van Rooden, C. J., van Baalen, J. M., & van Bockel, J. H. Spontaneous dissection of renal artery: long‐ term results of extracorporeal reconstruction and autotransplantation. Journal of vascular surgery,  2003; 38(1): 116‐122.  40. Lee, S. H., Lee, H. C., Oh, S. J., et al. Percutaneous intervention of spontaneous renal artery dissection  complicated with renal infarction: a case report and literature review. Catheterization and  cardiovascular interventions, 2003; 60(3): 335‐338.  41. García‐Familiar, A., Ortiz‐Gutiérrez, F., De Blas‐Bravo, M., et al. Isolated Spontaneous Renal Artery  Dissection: Endovascular Management. Annals of vascular surgery. 2013;  42. Tandon, G., & Sukhija, R. Isolated Spontaneous Renal Artery Dissection: A Case Report and Review.  The International journal of angiology: official publication of the International College of Angiology, Inc,  2012; 21(2): 99.  43. Bilge, A. K., Nisanci, Y., Yilmaz, E., et al. Renovascular hypertension secondary to spontaneous renal  artery dissection and treatment with stenting. International journal of clinical practice, 2003; 57(5): 435.  44. Panneton, J. M., Teh, S. H., Cherry Jr, K. J., et al. Aortic fenestration for acute or chronic aortic  dissection: an uncommon but effective procedure. Journal of vascular surgery, 2000; 32(4): 711‐721.  45. Fattori, R., Tsai, T. T., Myrmel, T., et al. Complicated acute type B dissection: is surgery still the best  option? A report from the International Registry of Acute Aortic Dissection. JACC: Cardiovascular  Interventions, 2008; 1(4): 395‐402. 

Page 20 of 30    46. Trimarchi, S., Nienaber, C. A., Rampoldi, V., et al. Role and results of surgery in acute type B aortic  dissection insights from the International Registry of Acute Aortic Dissection (IRAD). Circulation, 2006;  114(1 suppl): I‐357.  47. Williams, D. M., Lee, D. Y., Hamilton, B. H., et al. The dissected aorta: percutaneous treatment of  ischemic complications—principles and results. Journal of vascular and interventional radiology, 1997;  8(4): 605‐625.  48. DiMusto, P. D., Williams, D. M., Patel, H. J., et al. Endovascular management of type B aortic  dissections. Journal of vascular surgery, 2010; 52(4): 26S‐36S.  49. Slonim, S. M., Miller, D. C., Mitchell, R. S., et al.. Percutaneous balloon fenestration and stenting for  life‐threatening ischemic complications in patients with acute aortic dissection. The Journal of Thoracic  and Cardiovascular Surgery, 1999; 117(6): 1118‐1127.  50. Patel, H. J., Williams, D. M., Meekov, M., et al. Long‐term results of percutaneous management of  malperfusion in acute type B aortic dissection: implications for thoracic aortic endovascular repair. The  Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, 2009; 138(2): 300‐308.  51. Chavan, A., Rosenthal, H., Luthe, L., et al. Percutaneous interventions for treating ischemic  complications of aortic dissection. European radiology, 2009; 19(2): 488‐494.  52. Shiiya, N., Matsuzaki, K. Management of vital organ malperfusion in acute aortic dissection: proposal  of a mechanism‐specific approach. General thoracic and cardiovascular surgery, 2007;55(3): 85‐90.  53. Dake, M. D., Kato, N., Mitchell, R. S., et al. Endovascular stent–graft placement for the treatment of  acute aortic dissection. New England Journal of Medicine, 1999; 340(20): 1546‐1552.  54. Dake, M. D., & Wang, D. S. Will stent‐graft repair emerge as treatment of choice for acute type B  dissection?.Seminars in vascular surgery, 2006; 19(1): 40‐47.   55. Conrad, M. F., Crawford, R. S., Kwolek, C. J., et al. Aortic remodeling after endovascular repair of  acute complicated type B aortic dissection. Journal of Vascular Surgery, 2009; 50(3): 510‐517.  56. Szeto, W. Y., McGarvey, M., Pochettino, A., et al. Results of a new surgical paradigm: endovascular  repair for acute complicated type B aortic dissection. The Annals of thoracic surgery, 2008; 86(1): 87‐94.  57. White, R. A., Miller, D. C., Criado, F. J., et al. Report on the results of thoracic endovascular aortic  repair for acute, complicated, type B aortic dissection at 30 days and 1 year from a multidisciplinary  subcommittee of the Society for Vascular Surgery Outcomes Committee. Journal of Vascular Surgery,  2011; 53(4): 1082‐1090.  58. Lombardi, J. V., Cambria, R. P., Nienaber, C. A., et al. Prospective multicenter clinical trial (STABLE) on  the endovascular treatment of complicated type B aortic dissection using a composite device design.  Journal of Vascular Surgery, 2012; 55(3): 629‐640.  59. Sobocinski, J., Dias, N. V., Berger, L., et al. Endograft Repair of Complicated Acute Type B Aortic  Dissections. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery, 2013. 

Page 21 of 30    60. Ehrlich, M. P., Rousseau, H., Heijmen, R., et al. Midterm results after endovascular treatment of  acute, complicated type B aortic dissection: The Talent Thoracic Registry. The Journal of Thoracic and  Cardiovascular Surgery, 2013; 145(1): 159‐165.  61. Wilkinson, D. A., Patel, H. J., Williams, D. M., et al. Early Open and Endovascular Thoracic Aortic  Repair for Complicated Type B Aortic Dissection. The Annals of thoracic surgery, 2013.  62. Stawicki, S. P., Rosenfeld, J. C., Weger, N., et al. Spontaneous renal artery dissection: three cases and  clinical algorithms. Journal of human hypertension, 2006; 20(9): 710‐718.   

Legends  Figure 1 A,B and C :Spontaneous renal artery dissection in a 39 yo otherwise healthy male. A and B– CT  angiogram with poorly perfused left kidney (single arrow) and isolated left renal artery dissection  (double arrow); C – Angiogram with evidence of dissection with no renal perfusion (single arrow).  Figure 2 A and B: Renal artery malperfusion with aortic dissection. (A) Right renal artery malperfusion  with static obstruction (arrow); and (B) Left renal artery malperfusion with both static and dynamic  obstruction (arrows).    Figure 3 A and B: Complicated type B aortic dissection with compressed true lumen (arrows)on pre op  CTA (A) and expanded true lumen (arrows) on a post endograft CTA (B).               

Page 22 of 30      Table 2 – Summary of a selected series and reviews of isolated renal artery dissections.   Age  Sex  Bilater Etiology  No. of  al RAD   patients  range    (No of  RADs)  15(16)  3‐75  M=8;  1  Atherosclerosis  yrs  F=7;  =5;   FMD =3;   Blunt trauma =7;   Catheter induced  =4;   Atherosclerosis  35(41)  22‐58  M=3 6  =1;   yrs  2;  FMD =22;   F=3;  Idiopathic =12; 

Author 

Yea r 

Gewertz  et al2 

197 7 

Edwards  et al34 

198 2 

Smith et  al16* 

198 3 

9 (14) 

39‐63  yrs 

M=7;  5  F=2; 

Smith et  al16** 

198 3 

81 (91) 

32‐65  yrs 

M=5 10  1;  F=30; 

Beronaide  198 et al3  7 

2(4) 

37‐40  yrs 

M=2;  2  F=0; 

Idiopathic =2; 

Alamir et  al17 

199 7 

3(3) 

36‐51  yrs 

M=3;  0  F=0; 

Physical exertion  =2;    FMD =1; 

Lacombe3 3  

200 1 

22 (25) 

20‐56  yrs 

M=1 7;  F=5; 

Ramamoo rthy et  al29 

200 2 

4 (5) 

44‐58  yrs 

M=3;  1  F=1; 



Catheter  induced=2;  FMD=1;  Spontaneous  (idiopathic)=4;  Agonal =2;   Atherosclerosis  =33;   FMD =41;   Catheter induced  =22;  Idiopathic =13; 

Atherosclerosis  =1;   FMD =10;   Cystic medial  necrosis =1;   Idiopathic =10;  Atherosclerosis  =1;   FMD =1;   Idiopathic =2;  

Presentation 

Treatment 

Medical = 6;   Open Surgery  (RABP)=3;   Nephrectomy  (total or partial)  =6;  Medical = 13;   HTN = 27;   Open Surgery  Abdominal or flank  pain= 10; Hematuria  (RABP)=3;  Nephrectomy  = 5;   (total or partial)  Headache=6   =9;  Post mortem = 11;  HTN=4; Abdominal or  Medical =  2;  Open surgical  flank pain=3;  (RABP)=  10;     nausea=1; vomiting  =2; hematuria=1;   HTN = 12;   Abdominal or flank  pain=7;  Hematuria=7;  Nausea=1;  

HTN = 81;   Abdominal or flank  pain= 21; Hematuria  = 9;   Nausea=8;   Vomiting = 5;  Asymptomatic =48;   Post mortem = 19;  Abdominal or flank  pain=2; Nausea =2;   Vomiting =2;  Abdominal or Flank  pain=3; 

HTN =22;   Abdominal or flank  pain =17; Hematuria  =4; 

HTN =4;   Abdominal or flank  pain =4; Nausea =1;   Hematuria =4; 

Medical =12;   Open surgery  (RABP)=21;   Nephrectomy  (total or partial)  =30;  

Medical =2;  

Medical =1;   Open Surgery  (nephrectomy)  =1;     Endovascular = 1;  Open Surgery  (RABP)=17;   Nephrectomy  (total or partial)  =8;  Medical = 4; 

Page 23 of 30    200 15(18)  van  Rooden et  3  al39 



35‐58  yrs 

M=1 0;  F=5; 

M=1 3  8;  F=7;  M=3;  1  F=0; 

Muller et  al32 

200 3 

25 (30) 

20‐56  yrs 

Stawicki  et al62 

200 6 

3(4) 

37‐61  yrs 

Pellerin et  200 al30  9 

16 (20) 

30‐70  yrs 

M=1 3;  F=3; 



Afshinnia  et al36 

17(19) 

26‐51  yrs  

M=1 1;  F=6; 



238  (276) 

 ‐ 

M=1 71;  F =  67;     M:F  =  2.5:1 

36  (15%) 

201 3 

Summary  ‐  (%) 

Atherosclerosis =  HTN = 14;   Abdominal or flank  1;   pain= 8;  FMD =14;   Hematuria=5;   Nausea=3;   Vomiting=2;  Headache=6;   Blurred or loss of  vision=4;  Hypertensive  encephalopathy=1;  Blunt trauma =3;   HTN =21;   Idiopathic =22;   Abdominal or Flank  pain =11;   FMD =1;   HTN = 2;   Idiopathic=2;  Abdominal or flank  pain=3;  Hematuria=2;  Nausea=1;   Vomiting=1;   Idiopathic =16;  HTN=16;   Abdominal or flank  pain=9; Headache=4;  Acute pulmonary  edema=4;  Hypertensive  encephalopathy=4;  FMD = 4;               Abdominal or flank  Ehlers‐Danlos =4;  pain= 14;   Hematuria = 2;   PAN =1;    Headache =1;   Idiopathic =8;  Asymptomatic =2; 

 

 

Open Surgery  (RABP)=30;  Medical = 2;  Endovascular  (thrombolysis)  =1; 

Endovascular  stent = 17;   (3 arteries with 

Renal malperfusion: spontaneous renal artery dissection and with aortic dissection.

Renal malperfusion associated with renal artery dissection can present as either an isolated disease process or in the setting of branch vessel stenos...
2MB Sizes 0 Downloads 7 Views