Abstract

Hintergrund. Es ist erwiesen, dass mehrere Risikofaktoren die Sterblichkeit in der Herzchirurgie erhöhen. Die Bedeutung des linksventrikulären enddiastolischen Drucks (LVEDP) als unabhängiger Risikofaktor vor einer Herzoperation ist jedoch unklar.

Methode. In dieser Beobachtungsstudie wurden 3024 konsekutive erwachsene Patienten untersucht, die zwischen 1996 und 2000 am Montreal Heart Institute herzchirurgischen Eingriffen unterzogen wurden. Das primäre Ergebnis war die Sterblichkeit im Krankenhaus mit 99 Todesfällen (3,3 %) unter diesen Patienten.

Ergebnisse. Von den 35 Variablen, die einer univariaten Analyse unterzogen wurden, wiesen 23 einen signifikanten Zusammenhang mit der Sterblichkeit auf. Die schrittweise multivariate logistische Regression identifizierte den LVEDP als unabhängigen Prädiktor für die Sterblichkeit nach einer Herzoperation. Die Fläche unter der Receiver Operating Characteristic Curve des Modells zur Vorhersage der Sterblichkeit betrug 0,85.

Schlussfolgerungen. Erhöhter LVEDP ist ein unabhängiger Prädiktor für die Sterblichkeit in der Herzchirurgie. Diese Variable ist unabhängig von der linksventrikulären Auswurffraktion.

Es gibt mehrere Risikofaktoren, die zu einer erhöhten Mortalität und Morbidität in der Herzchirurgie beitragen. Dazu gehören das weibliche Geschlecht, ein Alter von über 70 Jahren, eine reduzierte linksventrikuläre Auswurffraktion (LVEF), krankhafte Fettleibigkeit, wiederholte Operationen, Art und Dringlichkeit der Operation und das Vorliegen von Begleiterkrankungen.1-5 Die Bedeutung des linksventrikulären enddiastolischen Drucks (LVEDP) als unabhängiger Prädiktor vor einer Herzoperation ist jedoch unklar. Ein erhöhter LVEDP korreliert nachweislich mit schlechteren Ergebnissen bei herzchirurgischen Eingriffen, aber in den meisten dieser Studien erwies er sich nicht als unabhängiger Risikofaktor im Vergleich zum LVEF,1,6 und er wurde nur bei Patienten untersucht, die sich einer revaskularisierenden Herzoperation unterzogen.4 Darüber hinaus kann ein erhöhter LVEDP mit einer systolischen Dysfunktion verbunden sein oder auch nicht, was auf eine diastolische Dysfunktion ohne reduzierten LVEF gemäß der Definition der European Study Group on Diastolic Heart Failure schließen lässt.7 Kürzlich wurde eine präoperative diastolische Dysfunktion, die mittels Echokardiographie diagnostiziert wurde, mit postoperativen Komplikationen nach herzchirurgischen Eingriffen in Verbindung gebracht.8-10 Es wurde festgestellt, dass die präoperative linksventrikuläre diastolische Dysfunktion ein ebenso wichtiger Prädiktor ist wie die systolische Dysfunktion.8 Die Bedeutung dieses Ergebnisses in einer größeren Population ist jedoch unbekannt. Wir haben daher eine Beobachtungsstudie durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen erhöhtem präoperativem LVEDP und der Sterblichkeit nach Herzoperationen zu klären. Unsere Hypothese ist, dass ein erhöhter präoperativer LVEDP ein ebenso wichtiger unabhängiger Risikofaktor wie der LVEF für die Vorhersage der Sterblichkeit nach Herzoperationen ist.

Methodik

Patienten

Zur Qualitätssicherung unterhält die Abteilung für Anästhesiologie eine Datenbank über alle Patienten, die sich einer Herzoperation unterziehen. In diese Beobachtungsstudie wurden 3024 erwachsene Patienten einbezogen, die zwischen 1996 und 2000 am Montreal Heart Institute am Herzen operiert wurden (61 % der in diesem Zeitraum operierten Bevölkerung) und bei denen sowohl der LVEDP als auch die LVEF vor der Herzoperation gemessen wurden. Die Zustimmung unserer institutionellen Forschungs- und Ethikkommissionen wurde eingeholt. Die präoperative echokardiographische Beurteilung der diastolischen Dysfunktion ist in unserer Einrichtung erst seit 1999 möglich. Präoperative, intraoperative und postoperative Daten wurden aus der Krankenhausdatenbank entnommen. Eingeschlossen wurden Patienten, die sich einer koronaren Bypass-Operation (CABG), einer Herzklappenoperation und anderen komplexen kardiologischen Eingriffen unterzogen.

Definition der präoperativen Daten

Präoperative Daten wurden für folgende Variablen erhoben: Alter und Geschlecht des Patienten, Body-Mass-Index, Raucheranamnese, medizinische Behandlung vor der Operation, kürzlicher Myokardinfarkt, Vorgeschichte von Bluthochdruck, Diabetes, Atherosklerose, chronische Lungenerkrankung, neurologisches Defizit, Verwendung eines Herzschrittmachers, LVEDP und LVEF, Hämoglobinkonzentration, Plasmakreatininkonzentration und Herzmedikamente.

Als instabile Angina wurde das Auftreten von dokumentierten Episoden in den letzten 6 Wochen vor der Operation definiert. Patienten mit Crescendo-Angina oder Stenose der linken Hauptarterie, die im Krankenhaus auf die Operation warteten, wurden in diese Kategorie aufgenommen. Eine kongestive Herzinsuffizienz wurde gemeldet, wenn eine oder mehrere zuvor dokumentierte Episoden einer pulmonalen Stauung mit oder ohne klinische oder radiologische Anzeichen vorlagen. Arteriosklerose der Halsgefäße wurde diagnostiziert, wenn eine Stenose der gemeinsamen, inneren oder äußeren Halsschlagader oder eine Stenose der Vertebralarterie vorlag oder wenn bei der körperlichen Untersuchung ein Carotis-Bruit nachgewiesen wurde. Eine periphere Gefäßerkrankung wurde anhand einer Claudicatio intermittens oder einer früheren peripheren Gefäßoperation oder einer atherosklerotischen Erkrankung in allen Arterien mit Ausnahme der Halsarterien festgestellt.

Der LVEDP war der letzte Messwert, der vor der Operation durch Linksventrikulographie11 , Echographie12 oder Nuklearmedizin ermittelt wurde.13 Der niedrigste Wert wurde ausgewählt. Der LVEDP wurde im Katheterlabor mit einem kalibrierten, flüssigkeitsgefüllten System vor der Linksventrikulographie bestimmt. Der LVEDP wurde am Z-Punkt gemessen, der auf der linksventrikulären Druckkurve als der Punkt identifiziert wird, an dem sich die Steigung des ventrikulären Druckanstiegs ändert, etwa 50 ms nach der Q-Welle des EKGs und im Allgemeinen zeitgleich mit der R-Welle des EKGs.14

Chirurgische Eingriffe wurden in die Kategorien CABG, Klappenoperationen, komplexe Klappenoperationen, Re-Operationen und verschiedene Eingriffe eingeteilt. Die komplexen Operationen waren entweder multivalvulär oder valvulär mit CABG. Dazu gehören auch Operationen an der aufsteigenden Brust-Aorta und Operationen bei Komplikationen eines Herzinfarkts. Off-Pump-Herzoperationen und Operationen an der absteigenden Aorta oder am Ductus arteriosus wurden ausgeschlossen.

Zu den intraoperativen Daten, die erhoben wurden, gehörten die Dauer des kardiopulmonalen Bypasses, die Dauer des Aorten-Cross-Clampings oder der ischämischen Zeit, die einfache Entwöhnung vom kardiopulmonalen Bypass, definiert als Trennung vom Bypass ohne vasoaktive Medikamente oder intra-aortale Ballonpumpe, und der Blutverlust.

Ergebnisse

Der primäre Endpunkt dieser Studie war die Sterblichkeit im Krankenhaus. Die Patienten, die sich einer CABG unterzogen, wurden weiter nach einer abnormen linksventrikulären Funktion stratifiziert, die entweder durch eine LVEF von unter 30 % oder einen LVEDP von über 19 mm Hg bestimmt wurde. Diese LVEF- und LVEDP-Werte basierten auf früheren Studien, in denen sie als Grenzwerte identifiziert wurden, die mit erhöhter Mortalität und Morbidität verbunden sind.5,6,15

Statistische Analyse

Die Ergebnisse werden als Mittelwert (sd) für kontinuierliche Variablen oder als Prozentsatz für kategorische Variablen angegeben. Univariate Analysen (t-Test für kontinuierliche Variablen und Pearson χ2-Test für kategoriale Variablen) wurden verwendet, um festzustellen, welche perioperativen Variablen mit dem Tod in Zusammenhang standen. Nur Variablen mit P-Werten <0,25 in der univariaten Analyse wurden als potenzielle Prädiktoren für das primäre Ergebnis in der multivariaten Analyse berücksichtigt. Um die Zahl der redundanten Variablen weiter zu reduzieren, wurde vor der Erstellung eines multivariaten Modells eine Variablenclusterung vorgenommen. Anschließend wurde eine mehrfache schrittweise logistische Regressionsanalyse durchgeführt, um die unabhängigen Prädiktoren für den Tod zu bestimmen. P-Werte <0,05 galten als statistisch signifikant.

Um die Frage der Modellstabilität zu klären und, genauer gesagt, die Bedeutung der Einbeziehung des LVEDP in ein Modell zur Vorhersage der Sterblichkeit zu bewerten, wurde ein Bootstrap-Re-Sampling-Verfahren mit schrittweiser Auswahl der Variablen in jeder Replikation durchgeführt.16

Fünftausend (5000) Bootstrap-Stichproben der Größe 3419 wurden mit Ersatz gezogen. In der ursprünglichen Stichprobe wurde eine schrittweise logistische Regression für alle zuvor beschriebenen klinisch relevanten Variablen durchgeführt. Bei jeder Replikation wurde derselbe statistische Ansatz angewandt, um festzustellen, ob LVEDP in den Bootstrap-Stichproben ausgewählt werden würde oder nicht. Die Ergebnisse werden als Prozentsatz der LVEDP-Auswahl dargestellt, d. h. die Anzahl der Fälle, in denen LVEDP in dem Modell aus den 5000 Bootstrap-Stichproben ausgewählt wurde.

Ergebnisse

Insgesamt wurden 3024 Patienten untersucht. Es gab 99 Todesfälle (3,3 %). Die Patientenmerkmale für die Sterblichkeit sind in Tabelle 1 aufgeführt. Von den 99 Todesfällen waren 57 % auf hämodynamische Instabilität oder chirurgische Komplikationen, 23 % auf Sepsis, 8,5 % auf respiratorische Probleme, 3 % auf neurologische Ursachen und 8,5 % auf sonstige Ursachen zurückzuführen. Die durchschnittliche Verweildauer auf der Intensivstation einschließlich der Aufnahmestation und im Krankenhaus betrug 4 bzw. 8 Tage für die Überlebenden. Insgesamt 287 (9 %) Patienten hatten eine Aufenthaltsdauer von 2 Wochen oder mehr.

Von den 35 Variablen, die einer univariaten Analyse unterzogen wurden, zeigten 23 einen signifikanten Zusammenhang mit dem Auftreten des Todes. Die mehrfache schrittweise logistische Regression identifizierte acht Variablen als unabhängige Prädiktoren für den Tod nach einer Herzoperation (Tabelle 2). Dabei handelte es sich um Alter, Gewicht, Bluthochdruck, behandelter Diabetes, Reoperation, LVEDP, LVEF und Dauer des kardiopulmonalen Bypasses. Die Fläche unter der Receiver-Operating-Characteristic (ROC)-Kurve betrug 0,85 für die Vorhersage der Mortalität. Der LVEDP sagte unabhängig die Sterblichkeit voraus.

Bei Patienten, die sich nur einer koronaren Revaskularisation unterzogen (n=2445) und die nach LVEDP ≤ oder >19 mm Hg und LVEF < oder ≥30% stratifiziert waren, wurde in der Gruppe mit niedriger LVEF und niedrigem LVEDP kein Todesfall beobachtet, gegenüber 10 Todesfällen (12%) in der Gruppe mit niedriger LVEF und erhöhtem LVEDP (P<0,0001) (Tabelle 3). Bei den Patienten, die sich nur einer nicht-koronaren Revaskularisation unterzogen (n=895) und nach LVEDP ≤ oder >19 mm Hg und LVEF < oder ≥30% stratifiziert waren, wurden zwei Todesfälle (7%) in der Gruppe mit niedriger LVEF und niedrigem LVEDP (n=28) gegenüber fünf (11%) Todesfällen in der Gruppe mit niedriger LVEF und erhöhtem LVEDP (n=46) beobachtet (P=0.1475) (Tabelle 4).

Bei der Analyse der Mortalität wurde eine logistische Regression in den 5000 Bootstrap-Stichproben durchgeführt, und LVEDP wurde bei einem Signifikanzniveau von 0,05 in 3662 (73,23 %) Replikationen in das Modell aufgenommen. Dies deutet darauf hin, dass LVEDP als Prädiktor für die Sterblichkeit zusätzlich zur LVEF und der Art der Herzoperation ausgewählt werden sollte.

Diskussion

Diese Studie zeigt, dass ein erhöhter LVEDP ein unabhängiger Prädiktor für den Tod nach einer Herzoperation ist, unabhängig von der LVEF. Dies steht im Einklang mit der Hypothese, dass ein erhöhter LVEDP nicht nur mit einer systolischen, sondern auch mit einer diastolischen Dysfunktion assoziiert sein könnte, die ein bekannter prognostischer Faktor ist.17-21 Darüber hinaus unterstützt die Studie die jüngste echokardiographische Beobachtung, dass eine präoperative diastolische Dysfunktion für postoperative Komplikationen prädisponiert.8-10

In den letzten zehn Jahren wurden in mehreren weltweiten Studien Prädiktoren für Mortalität und Morbidität nach herzchirurgischen Eingriffen ermittelt,2,4,5,15,22-25 aber nur wenige von ihnen haben die Bedeutung des LVEDP unterstrichen.

O’Connor und Kollegen4 nahmen 1992 in einer prospektiven regionalen Studie 3055 Patienten auf, die sich einer isolierten CABG unterzogen. Ihre In-Hospital-Mortalitätsrate betrug 4,3 %, und sie stellten fest, dass Patienten mit einem LVEDP >22 mm Hg im Vergleich zu Patienten mit einem LVEDP ≤14 mm Hg ein etwa 2-fach erhöhtes Mortalitätsrisiko hatten (OR 2,1; P=0,005). Der ROC-Wert des Modells betrug 0,76 unter Berücksichtigung von Geschlecht, Alter, LVEDP, Ejektionsfraktion, Komorbidität, Reoperation und Körperoberfläche. Die Charakteristika der Studienpopulation von O’Connor konnten nicht mit unseren verglichen werden, da keine Einzelheiten angegeben wurden. Allerdings wurde der LVEDP nur bei 77,8 % der Studienteilnehmer gemessen; außerdem wurden Patienten, die nicht an einer CABG teilnahmen, ausgeschlossen, und postoperative Komplikationen im Zusammenhang mit dem LVEDP wurden nicht berücksichtigt. In unserem Modell unterzogen sich 30 % unserer Population einer nicht-revaskularisierenden Operation.

Ein erhöhter LVEDP könnte aus mehreren Gründen die Sterblichkeit nach einer Herzoperation begünstigen. Erstens geht er häufig mit einer eingeschränkten linksventrikulären Funktion einher, die ein bekannter Risikofaktor für die Mortalität ist.2,4,5,15,22-26 Zweitens ist eine häufige Ursache für einen erhöhten LVEDP die linksventrikuläre Hypertrophie, ein Risikofaktor für eine diastolische Dysfunktion27 und ein bekannter chirurgischer Risikofaktor bei kongenitalen Eingriffen28 , der auf einen unzureichenden Myokardschutz zurückzuführen ist. Das Vorhandensein einer linksventrikulären Hypertrophie geht mit einer erhöhten Abhängigkeit von der Glykolyse zur Energiegewinnung und einer veränderten Kalziumregulation für die Erregungs-Kontraktions-Kopplung einher.29 In dieser Studie wurden keine Messungen der linksventrikulären Hypertrophie oder Masse vorgenommen. Es wurde jedoch festgestellt, dass Bluthochdruck, der häufig mit linksventrikulärer Hypertrophie einhergeht, ein unabhängiger Prädiktor für die Sterblichkeit ist.

Drittens ist es möglich, dass Patienten mit normaler systolischer Funktion und erhöhtem LVEDP ein höheres Sterblichkeitsrisiko nach einer Herzoperation haben, und zwar aufgrund der schädlichen Auswirkungen des erhöhten LVEDP und der damit verbundenen Füllungsanomalien. Diese abnormen Belastungsbedingungen können den Patienten sehr empfindlich gegenüber perioperativen, oft abrupten Änderungen der Belastungsbedingungen mit Hypovolämie einerseits und Volumenüberlastung andererseits machen. Diese Situation ist typisch für eine diastolische Dysfunktion. Redfield und Kollegen21 haben in einer Studie mit 2042 zufällig ausgewählten Patienten nachgewiesen, dass das Vorhandensein selbst einer leichten diastolischen Dysfunktion das Langzeitüberleben verringert.

Schließlich könnte bei Patienten mit erhöhtem LVEDP eine sekundäre pulmonale Hypertonie vorliegen,30 eine Variable, die mit erhöhter Morbidität und Mortalität in der Herzchirurgie verbunden ist. 5,15,22,30,31 In einer Studie mit 41 Patienten mit stark reduzierter LVEF stellten Maslow und Kollegen32 fest, dass alle Patienten mit einer damit verbundenen reduzierten rechtsventrikulären Dysfunktion innerhalb von 2 Jahren nach der Herzoperation starben. In dieser Gruppe war der mittlere Pulmonalarteriendruck höher und die restriktive linksventrikuläre diastolische Dysfunktion (der schwerere Typ) häufiger bei Patienten mit rechtsventrikulärer Dysfunktion. Obwohl der LVEDP nicht gemessen wurde, ist eine schwere linksventrikuläre diastolische Dysfunktion mit einem erhöhten LVEDP assoziiert.

Grenzwerte

Diese Studie hat mehrere Einschränkungen. Erstens wurde unsere Kohorte aus einer Gruppe von Patienten ausgewählt, bei denen LVEF- und LVEDP-Messungen verfügbar waren, und die Entscheidung, den LVEDP zu messen, wurde dem Kardiologen überlassen. Folglich könnte es bei der diagnostischen Herzkatheteruntersuchung zu einer Verzerrung der Auswahl kommen, da der LVEDP in einer bestimmten Population gemessen wurde. Er war jedoch bei 61 % der in diesem Zeitraum operierten Bevölkerung verfügbar. Obwohl Patienten mit hohem LVEDP und normalem LVEF eine diastolische Dysfunktion haben können,7 handelt es sich hierbei um grobe Messungen, die bei der Bewertung der diastolischen Funktion nicht so genau sind wie echokardiographische Kriterien. Eine präoperative echokardiografische Bewertung der diastolischen Dysfunktion war in dieser Population jedoch nicht verfügbar. Wir schlossen auch keine Patienten aus, die sich einer nicht-revaskularisierenden Operation unterzogen. Echokardiografische Messungen, die zur Beurteilung der diastolischen Dysfunktion verwendet werden, werden bei Patienten mit Herzklappenerkrankungen häufig nicht durchgeführt, und diese Daten waren bei unseren Patienten nicht verfügbar. Wir stellten jedoch fest, dass ein erhöhter LVEDP unabhängig von der Art des chirurgischen Eingriffs statistisch signifikant blieb. Mehrere Studien haben auch gezeigt, dass anormale diastolische Muster bei Herzklappenfehlfunktion, wie z. B. bei Mitral- und Aorteninsuffizienz, zur Schweregradstratifizierung herangezogen werden.33 Die Messung der LVEF hängt von der Kontraktilität und der Nachlast ab, ihr Wert ist jedoch unter stationären Vorlastbedingungen relativ konstant.34 In unserer Studie wurde sie bei 75 % unserer Patienten durch Angiographie ermittelt, da der LVEDP gleichzeitig gemessen wurde. Daher war der Zeitpunkt bei den Patienten, bei denen die LVEF mit einer anderen Methode ermittelt wurde, anders. Mehrere Studien haben jedoch eine gute Korrelation zwischen den verschiedenen Techniken der LVEF-Messung gezeigt.13,35 Schließlich wurden auch die chirurgischen Eingriffe von acht Chirurgen und neun Anästhesisten aus einer einzigen Einrichtung durchgeführt. All diese Faktoren, die in früheren Studien nicht kontrolliert wurden, müssten jedoch in künftigen multizentrischen Studien zur Bedeutung der präoperativen diastolischen Dysfunktion in der Herzchirurgie untersucht werden.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein erhöhter LVEDP ein unabhängiger Risikofaktor für die Mortalität in der Herzchirurgie ist. Zukünftige Studien sollten die Bedeutung der präoperativen diastolischen Dysfunktion und die klinischen Auswirkungen für den Anästhesisten untersuchen.

A.Y.D. wird von den ‘Fonds de la Recherche en Santé du Québec, la Fondation de l’Institut de Cardiologie de Montréal et les Instituts de Recherche en Santé du Canada’ unterstützt.