Bei den endovaskulären Operationen wird ein Blutgefäß an leicht zugänglicher Stelle - meist in der Leistenbeuge, seltener am Oberarm oder am Hals - in Lokalanästhesie punktiert und ein flexibler Führungsdraht bis in die erkrankte Region vorgeschoben. Über diesem Draht werden dann spezielle Katheter oder miniaturisierte Instrumente eingebracht, mit denen Gefäßverschlüsse, Stenosen oder Aneurysmen behandelt werden können.
Eine Unterbrechung des Blutstromes ist dazu nicht erforderlich. Dies ist ein wesentlicher Vorteil bei Erkrankungen der hirnversorgenden Gefäße und der Aorta. An den hirnversorgenden Gefäßen kann die bei herkömmlichen Operationen erforderliche Unterbrechung des Blutstromes einen Schlaganfall auslösen, an der Aorta führt die Abklemmung zu einem Druckanstieg, der eine Herzinsuffizienz oder einen Herzinfarkt auslösen kann.
Im Gegensatz zu den sehr ausgedehnten Schnitten bei offenen Gefäßoperationen beeinträchtigt der nur 2 bis 3 mm große Schnitt den Patienten kaum. Die Behandlung dauert lediglich einen Tag.

Die Gefäßwand jedoch wird bei diesen Eingriffen massiv traumatisiert. In den bei der Gefäßdilatation erzeugten Einrissen der Gefäßinnenschicht lagern sich Thrombozyten an, die die Bildung von Blutgerinnseln initiieren sowie die spätere Proliferation der freiliegenden Muskelzellen mit Ausbildung von Restenosen.
Um das zu verhindern, ist vor und nach dem Eingriff eine Dauerbehandlung mit Medikamenten, die die Thrombozytenaggregation verhindern, erforderlich (z.B. Acetylsalicylsäure, Clopidogrel).
Typische Frühkomplikationen, die bei etwa 5% der Behandlungen auftreten, sind die Blutung aus der Punktionsstelle und die Ausbildung eines Pseudoaneurysmas. Häufigste Spätkomplikation ist der erneute Verschluß des Gefäßes durch eine Wucherung der Gefäßwandmuskelzellen im Bereich der behandelten Läsion.

Etablierte endovaskuläre Operationen im arteriellen Bereich sind die lokale Lyse frischer Verschlüsse, die Aspirationsthrombektomie, die Ballondilatation von Gefäßstenosen, das Offenhalten rekanalisierter Verschlüsse durch Metallstents und die Ausschaltung von Aneurysmen durch Stentgrafts.
Auch in den großen Venen können Verschlüsse lysiert, dilatiert und gestentet werden.
Bei einem erhöhten Druck im Pfortaderkreislauf infolge Leberzirrhose kann perkutan eine Verbindung zwischen Pfortader und Lebervene (TIPSS) hergestellt werden, um das Risiko von Blutungen aus Ösophagusvarizen zu senken oder Aszites zu beseitigen.

Gefäßverschlüsse können durch langsam entstandene harte Verkalkungen (Plaques) oder durch weiche Blutgerinnsel (Thromben) bedingt sein, die sich entweder in einer vorbestehenden Stenose entwickeln oder von einem andernorts gebildeten Thrombus - meist im Herzen gelegen- mit dem Blutstrom mitgerissen werden und dann ein peripheres Gefäß im Bereich einer Aufgabelung verschließen. Die plaquedominanten verkalkten Verschlüsse bedürfen der operativen Behandlung, thrombusdominante Verschlüsse können perkutan aufgelöst werden.
Dazu wird das Blutgerinnsel zunächst mit einem speziellen gleitfähigen Führungsdraht durchbohrt, dann über diesem Draht ein dünner Katheter mit vielen winzigen Seitenlöchern in das Gerinnsel platziert und das Endloch des Katheters mit einem Tip-Okkluder verschlossen. Mit hohem Druck wird dann rTPA - ein Medikament, das in kurzer Zeit Blutgerinnsel auflösen kann- in den Katheter injiziert. Durch den austretenden Flüssigkeitsstrahl wird das Gerinnselfragmentiert und innerhalb weniger Minuten aufgelöst. Eine danach noch zurückbleibende demaskierte Gefäßeinengung durch Plaques kann im Anschluß an die Lyse mit einem Ballonkatheter dilatiert werden.

Frische embolische Verschlüsse peripherer Arterien (Unterschenkel), deren chirurgische Entfernung schwierig ist, können mit großlumigen Kathetern abgesaugt werden.
Für proximale Verschlüsse größerer Arterien und langstreckige Verschlüsse mit großer Thrombusmasse ist das Verfahren wenig geeignet. Wegen der erforderlichen dicken Katheter ist die Rate lokaler Komplikationen an der Punktionsstelle erheblich.

Bei der Ballondilatation wird in Lokalanästhesie die Beinarterie in der Leistenbeuge punktiert, ein flexibler Führungsdraht in das Gefäß eingebracht, die Stenose sondiert und ein Katheter mit einem Ballon an der Spitze über den Draht in der Stenose platziert. Mit hohem Druck (8-14 bar) wird dann das Gefäß aufgeweitet. Dabei reißen die verdickte Gefäßinnenschicht und auch Teile der Muskelschicht ein. Bei Verwendung von schneidenden Ballonkathetern, bei denen kleine Messer in den Ballon eingearbeitet sind, die die Gefäßwand ca. 1/10 mm tief einschneiden, wird die Erweiterung durch das kontrollierte Einschneiden der Plaques erleichtert und das Gefäßtrauma verringert. Damit können auch periphere Gefäße am Unterschenkel mit akzeptabler Restenoserate dilatiert werden.
Die Ballondilatation ist für die Behandlung kurzstreckiger (<10 cm) Stenosen und Verschlüsse, die schon längere Zeit bestehen, geeignet. Bei akuten und subakuten Verschlüssen mit Verschlechterung der Symptomatik in den letzten 6 Wochen müssen thrombotische Anteile des Verschlusses zunächst lysiert werden, um eine Embolisation während der Dilatation zu vermeiden.

Gefäßeinengungen, die durch Ballondilatation allein nicht ausreichend erweitert werden können oder bei denen die Ballondilatation zu einer lumeneinengenden Dissektion geführt hat, können mit einer Gefäßstütze (Stent) offen gehalten werden. Stents sind Metallgitterschläuche aus Stahl oder Nitinol, die mit einem Applikationskatheter in das Gefäß eingebracht werden und nach Freisetzung entweder selbst expandieren oder mit einem Ballonkatheter dilatiert werden.
In großen Gefäßen (Hirnversorgende Arterien, Schulterarterien, Nierenarterien, Beckenarterien) sind die Ergebnisse der Stentimplantation denen einer Operation ebenbürtig, bei kleinen peripheren Gefäßen ist die Reverschlussrate so hoch, dass ein operativer Bypass derzeit vorzuziehen ist.
Neueste Stentmodelle sind mit einem Wirkstoff (Sirolimus) beschichtet, der die Muskelzellproliferation hemmt und die dadurch bedingte Restenosierung reduziert. Wenn diese Stents zu einem vertretbaren Preis angeboten werden, kann sicher auch im peripheren Gefäßbereich die Indikation zur Stentimplantation großzügiger gestellt und die Rate operativer Eingriffe reduziert werden.

Stentgrafts sind Kombinationen aus textilen Gefäßprothesen, wie sie in der offenen Gefäßchirurgie verwendet werden und daran fixierten Metallstents. Sie werden mit speziellen Applikationskathetern über eine Punktion oder eine Miniinzision in das Gefäßsystem eingebracht und dienen der minimalinvasiven Ausschaltung von Aneurysmen der Aorta und der Beckenarterien. Wegen des sehr hohen Preises, der die Refundierungssumme der Krankenkassen weit übersteigt, und der noch unsicheren Langzeitergebnisse erfolgt die Anwendung derzeit sehr restriktiv bei Patienten mit hohem Operationsrisiko. Da auch bestimmte anatomische Voraussetzungen erfüllt sein müssen, um den Stent sicher einbringen und verankern zu können, ist allenfalls die Hälfte der Patienten mit Bauchaortenaneurysmen für das Verfahren geeignet.