Abstract

Tausta. Useiden riskitekijöiden on osoitettu lisäävän kuolleisuutta sydänkirurgiassa. Vasemman kammion loppudiastolisen paineen (LVEDP) merkitys itsenäisenä riskitekijänä ennen sydänleikkausta on kuitenkin epäselvä.

Method. Tässä havainnointitutkimuksessa tutkittiin 3024 peräkkäistä aikuispotilasta, joille tehtiin sydänkirurgisia toimenpiteitä Montrealin sydäninstituutissa vuosina 1996-2000. Ensisijainen päätetapahtuma oli sairaalakuolleisuus, ja näistä potilaista 99 kuoli (3,3 %).

Tulokset. Yksimuuttuja-analyysin kohteena olleista 35 muuttujasta 23:lla oli merkitsevä yhteys kuolleisuuteen. Vaiheittainen monimuuttujainen logistinen regressio tunnisti LVEDP:n riippumattomaksi kuolleisuuden ennustajaksi sydänleikkauksen jälkeen. Kuolleisuutta ennustavan mallin vastaanottimen käyttöominaiskäyrän alapuolinen pinta-ala oli 0,85.

Johtopäätökset. Kohonnut LVEDP on riippumaton kuolleisuuden ennustaja sydänleikkauksessa. Tämä muuttuja on riippumaton vasemman kammion ejektiofraktiosta.

Monet riskitekijät lisäävät kuolleisuutta ja sairastavuutta sydänleikkauksissa. Näitä ovat muun muassa naissukupuoli, yli 70 vuoden ikä, pienentynyt vasemman kammion ejektiofraktio (LVEF), sairaalloinen lihavuus, uusintaleikkaukset, leikkauksen tyyppi ja kiireellisyys sekä liitännäissairauksien esiintyminen.1-5 Vasemman kammion loppudiastolisen paineen (LVEDP, Left Ventricular End-Diastolic Pressure) merkitys itsenäisenä ennustetekijänä ennen sydänleikkausta on kuitenkin epäselvä. Kohonneen LVEDP:n on osoitettu korreloivan sydänleikkausten huonompien tulosten kanssa, mutta useimmissa näistä tutkimuksista sen ei ole todettu olevan itsenäinen riskitekijä verrattuna LVEF:hen,1,6 ja sitä on tutkittu vain potilailla, joille on tehty sydämen revaskularisaatiokirurgia.4 Lisäksi kohonnut LVEDP voi liittyä tai olla liittymättä systoliseen toimintahäiriöön, mikä viittaa diastoliseen toimintahäiriöön ilman alentunutta LVEF:ää, kuten European Study Group on Diastolic Heart Failure on European Heart Failure on määritellyt7. Äskettäin kaikukardiografian avulla diagnosoitu preoperatiivinen diastolinen toimintahäiriö on yhdistetty sydänleikkauksen jälkeisiin postoperatiivisiin komplikaatioihin.8-10 Preoperatiivisen vasemman kammion diastolisen toimintahäiriön todettiin olevan yhtä tärkeä ennustaja kuin systolisen toimintahäiriön.8 Tämän havainnon merkitystä suuremmassa väestössä ei kuitenkaan tiedetä. Tämän vuoksi teimme havainnointitutkimuksen selvittääksemme kohonneen preoperatiivisen LVEDP:n ja sydänleikkauksen jälkeisen kuolleisuuden välistä yhteyttä. Hypoteesimme on, että kohonnut preoperatiivinen LVEDP on itsenäinen riskitekijä, jolla on yhtä suuri merkitys kuin LVEF:llä kuolleisuuden ennustamisessa sydänleikkauksissa.

Metodologia

Potilaat

Laadunvarmistusta varten anestesiologian osasto ylläpitää tietokantaa kaikista sydänleikkaukseen tulevista potilaista. Tähän havainnointitutkimukseen osallistui 3024 aikuispotilasta, joille tehtiin sydänleikkaus Montrealin sydäninstituutissa vuosina 1996-2000 (61 % kyseisenä ajanjaksona leikatusta väestöstä) ja joilta mitattiin sekä LVEDP että LVEF ennen sydänleikkausta. Tutkimukselle saatiin hyväksyntä laitoksemme tutkimus- ja eettisiltä toimikunnilta. Diastolisen toimintahäiriön preoperatiivinen kaikukardiografinen arviointi tuli laitoksessamme mahdolliseksi vasta vuonna 1999. Preoperatiiviset, intraoperatiiviset ja postoperatiiviset tiedot poimittiin sairaalan tietokannasta. Mukaan otettiin potilaat, joille tehtiin sepelvaltimoiden ohitusleikkaus (CABG), läppäleikkaus ja muut monimutkaiset sydänleikkaukset.

Preoperatiivisten tietojen määrittely

Preoperatiivisista tiedoista kerättiin seuraavat muuttujat: potilaan ikä ja sukupuoli, painoindeksi, tupakointihistoria, lääkehoito ennen leikkausta, äskettäinen sydäninfarkti, verenpainetauti, diabetes, ateroskleroosi, krooninen keuhkosairaus, krooninen keuhkosairaus, neurologinen vajaatoiminta, sydämentahdistimen käyttö, LVEDP:n ja LVEF:n määrä, hemoglobiinipitoisuudet, pitoisuus plasman kreatiniinipitoisuuksissa ja sydänlääkitys.

Epävakaa angina pectoris määriteltiin dokumentoiduiksi kohtauksiksi leikkausta edeltävien 6 viikon aikana. Potilaat, joilla oli crescendo angina pectoris tai vasemman päävaltimon ahtauma ja jotka olivat sairaalassa odottamassa leikkausta, sisällytettiin tähän ryhmään. Kongestiivinen sydämen vajaatoiminta ilmoitettiin, kun se oli olemassa tai kun aiemmin oli dokumentoitu keuhkoveritulppa, johon liittyi tai ei liittynyt kliinisiä tai radiologisia oireita. Kaulavaltimoiden valtimonkovettumatauti diagnosoitiin joko yhteisen, sisäisen tai ulkoisen kaulavaltimon ahtaumalla tai nikamavaltimon ahtaumalla tai fyysisessä tutkimuksessa dokumentoidulla kaulavaltimon pullistumalla. Perifeerinen verisuonisairaus määritettiin, jos anamneesissa oli esiintynyt ajoittaista klaudikaatiota tai aiempi perifeerinen verisuonileikkaus tai jokin ateroskleroottinen sairaus kaikissa valtimoissa kaulan valtimoita lukuun ottamatta.

LVEF oli viimeisin ennen leikkausta mitattu arvo, joka ilmoitettiin ennen leikkausta vasemmasta kammiosta tehdyssä kammiografiassa,11 kaikukuvauksessa12 tai ydinlääketieteessä.13 Pienin arvo valittiin. LVEDP määritettiin katetrointilaboratoriossa kalibroidulla nestetäytteisellä järjestelmällä ennen vasemman kammion kuvausta. LVEDP mitattiin Z-pisteestä, joka tunnistetaan vasemman kammion painekäyrästä pisteenä, jossa kammion paineen nousutahdin kaltevuus muuttuu, noin 50 ms EKG:n Q-aallon jälkeen ja yleensä samaan aikaan EKG:n R-aallon kanssa.14

Kirurgiset toimenpiteet kategorisoitiin CABG:ksi, läppätoimenpiteiksi, monimutkaisiksi läppätoimenpiteiksi, uusintaleikkauksiksi ja erilaisiksi. Monimutkaiset leikkaukset olivat joko moniläppäleikkauksia tai läppäleikkauksia, joihin liittyi CABG. Tähän kuuluvat nousevan rinta-aortan leikkaus ja sydäninfarktin komplikaatioiden leikkaus. Sydänleikkaukset ilman pumppua ja laskevan aortan tai avoimen ductus arteriosuksen leikkaukset jätettiin pois.

Interoperatiivisiin kerättyihin tietoihin kuuluivat kardiopulmonaalisen ohitusleikkauksen kesto, aortan ristipuristuksen kesto tai iskemia-aika, kardiopulmonaalisesta ohitusleikkauksesta vieroittamisen helppous, joka määriteltiin ohitusleikkauksesta irrottautumisena ilman vasoaktiivisia lääkeaineita tai aortansisäistä ballonipumppua, sekä verenhukka.

Tulokset

Ensisijainen päätetapahtuma tässä tutkimuksessa oli sairaalassa tapahtuva kuolleisuus. CABG:hen joutuneet potilaat stratifioitiin edelleen vasemman kammion epänormaalin toiminnan mukaan, joka määritettiin joko LVEF:n ollessa alle 30 % tai LVEDP:n ollessa yli 19 mm Hg. Nämä LVEF- ja LVEDP-arvot perustuivat aiempiin tutkimuksiin, joissa ne oli todettu raja-arvoiksi, jotka liittyivät lisääntyneeseen kuolleisuuteen ja sairastuvuuteen.5,6,15

Statistinen analyysi

Tulokset ilmaistaan keskiarvoina (sd), kun kyseessä ovat jatkuvat muuttujat, tai prosenttiosuuksina, kun kyseessä ovat kategoriset muuttujat. Univariaattianalyysejä (t-testi jatkuville muuttujille ja Pearsonin χ2-testi kategorisille muuttujille) käytettiin sen selvittämiseksi, mitkä perioperatiiviset muuttujat olivat yhteydessä kuolemaan. Ainoastaan muuttujia, joiden P-arvo oli <0,25 univariaattisessa analyysissä, pidettiin ensisijaisen lopputuloksen mahdollisina ennustajina monimuuttuja-analyysissä. Muuttujien klusterointia käytettiin turhien muuttujien määrän vähentämiseksi edelleen ennen monimuuttujamallin muodostamista. Tämän jälkeen tehtiin monivaiheinen logistinen regressioanalyysi kuoleman riippumattomien ennustetekijöiden määrittämiseksi. P-arvoja <0,05 pidettiin tilastollisesti merkitsevinä.

Mallin vakautta koskevan kysymyksen käsittelemiseksi ja tarkemmin sanottuna LVEDP:n sisällyttämisen merkityksen arvioimiseksi kuolleisuutta ennustavaan malliin suoritettiin bootstrap-uudelleenottomenettely, jossa muuttujat valittiin asteittain kussakin replikaatiossa.16

Viisi tuhatta (5000) bootstrap-näytettä, jotka olivat kooltaan 3419, poimittiin korvaavasti. Kaikkien aiemmin kuvattujen kliinisesti merkityksellisten muuttujien vaiheittainen logistinen regressio suoritettiin alkuperäisessä otoksessa. Samaa tilastollista lähestymistapaa sovellettiin kussakin replikaatiossa sen määrittämiseksi, valikoituuko LVEDP bootstrap-näytteissä vai ei. Tulokset esitetään LVEDP:n valinnan prosenttiosuuksina, eli kuinka monta kertaa LVEDP valittiin malliin 5000 bootstrap-näytteestä.

Tulokset

Tuloksia

Tutkimuksessa oli yhteensä 3024 potilasta. Kuolemantapauksia oli 99 (3,3 %). Potilaiden ominaispiirteet kuolleisuuden osalta on raportoitu taulukossa 1. 99 kuolemantapauksesta 57 % johtui hemodynaamisesta epävakaudesta tai kirurgisista komplikaatioista, 23 % sepsiksestä, 8,5 % hengitysongelmista, 3 % neurologisista syistä ja 8,5 % sekalaisista syistä. Keskimääräinen oleskelun kesto teho-osastolla, mukaan lukien teho-osasto, ja sairaalassa oli eloonjääneiden osalta 4 päivää ja 8 päivää. Yhteensä 287 (9 %) potilasta sairastui 2 viikkoa tai pidempään.

Yksittäisanalyysin kohteena olleista 35 muuttujasta 23:lla oli merkitsevä yhteys kuolemantapaukseen. Monivaiheisessa logistisessa regressiossa tunnistettiin kahdeksan muuttujaa sydänleikkauksen jälkeisen kuoleman riippumattomiksi ennustajiksi (taulukko 2). Nämä olivat ikä, paino, verenpainetauti, hoidettu diabetes, uusintaleikkaus, LVEDP, LVEF ja kardiopulmonaalisen ohitusleikkauksen kesto. Vastaanottimen toimintaominaiskäyrän (ROC) alle jäävä pinta-ala oli 0,85 kuolleisuuden ennustamisessa. LVEDP ennusti kuolleisuutta itsenäisesti .

Potilaiden joukossa, joille tehtiin vain sepelvaltimoiden revaskularisaatio (n=2445) ja jotka stratifioitiin LVEDP:n ≤ tai >19 mm Hg ja LVEF:n < tai ≥30 %:n mukaan, ei havaittu yhtään kuolemantapausta ryhmässä, jossa LVEF oli matala ja LVEDP matala, verrattuna 10 kuolemantapaukseen (12 %) ryhmässä, jossa oli matala LVEF matala ja kohonnut LVEDP (P<0,0001) (taulukko 3). Niistä potilaista, joille tehtiin vain muu kuin sepelvaltimoiden revaskularisaatio (n=895) ja jotka stratifioitiin LVEDP:n ≤ tai >19 mmHg ja LVEF < tai ≥30 %:n mukaan, havaittiin kaksi kuolemantapausta (7 %) ryhmässä, jossa oli matala LVEF ja matala LVEDP (n=28), kun taas ryhmässä, jossa oli matala LVEF ja kohonnut LVEDP, havaittiin viisi kuolemantapausta (11 %) (P=0.1475) (taulukko 4).

Kuolleisuuden analysoinnissa tehtiin logistinen regressio 5000 bootstrap-näytteellä, ja LVEDP otettiin mukaan malliin 0,05 merkitsevyystasolla 3662 (73,23 %) toistossa. Tämä viittaa siihen, että LVEDP olisi valittava kuolleisuuden ennustajaksi LVEF:n ja sydänleikkaustyypin lisäksi.

Keskustelu

Tämä tutkimus paljastaa, että kohonnut LVEDP on itsenäinen kuoleman ennustaja sydänleikkauksen jälkeen LVEF:stä riippumatta. Tämä on sopusoinnussa sen hypoteesin kanssa, että kohonnut LVEDP voisi liittyä systoliseen mutta myös diastoliseen toimintahäiriöön, joka on tunnettu ennustetekijä.17-21 Lisäksi se tukee viimeaikaista kaikukardiografista havaintoa, jonka mukaan preoperatiivinen diastolinen toimintahäiriö altistaa postoperatiivisille komplikaatioille.8.-10

Monissa maailmanlaajuisissa tutkimuksissa on viime vuosikymmenen aikana tunnistettu sydänleikkauksen jälkeisen kuolleisuuden ja sairastuvuuden ennustetekijöitä,2,4,5,15,22-25 mutta vain harvoissa niistä on korostettu LVEDP:n merkitystä.

O’Connor ja kollegat4 vuonna 1992 tehdyssä prospektiivisessa alueellisessa tutkimuksessa, johon osallistui 3055 potilasta, joille tehtiin eristetty CABG. Heidän sairaalakuolleisuusprosenttinsa oli 4,3 %, ja he havaitsivat, että potilailla, joiden LVEDP >22 mmHg, oli noin 2-kertainen kuolleisuusriski (OR 2,1; P=0,005) verrattuna potilaisiin, joiden LVEDP ≤14 mmHg. Heidän mallinsa ROC oli 0,76, kun käytettiin sukupuolta, ikää, LVEDP:tä, ejektiofraktiota, liitännäissairauksia, uusintaleikkauksia ja kehon pinta-alaa. O’Connorin tutkimuspopulaation ominaisuuksia ei voitu verrata meidän tutkimuspopulaatiomme ominaisuuksiin, koska niiden yksityiskohtia ei raportoitu. LVEDP mitattiin kuitenkin vain 77,8 prosentilta heidän kohortistaan; he eivät ottaneet mukaan muita kuin CABG-potilaita, eikä LVEDP:hen liittyviä postoperatiivisia komplikaatioita otettu huomioon. Meidän mallissamme 30 %:lle väestöstämme tehtiin muu kuin revaskularisaatiokirurgia.

Nouseva LVEDP voi altistaa kuolleisuudelle sydänleikkauksen jälkeen useista syistä. Ensinnäkin se liittyy yleisesti vasemman kammion heikentyneeseen toimintaan, joka on tunnettu kuolleisuuden riskitekijä.2,4,5,15,22-26 Toiseksi, yksi yleinen syy kohonneeseen LVEDP:hen on vasemman kammion hypertrofia, joka on diastolisen toimintahäiriön riskitekijä27 ja tunnettu kirurginen riskitekijä synnynnäisessä kirurgiassa28 sydänlihaksen riittämättömän suojan vuoksi. Vasemman kammion hypertrofia liittyy lisääntyneeseen riippuvuuteen glykolyysistä energiantuotannossa ja muuttuneeseen kalsiumin säätelyyn heräte-kontraktiokytkennässä.29 Tässä tutkimuksessa ei raportoitu vasemman kammion hypertrofian tai massan mittauksia. Verenpainetaudin, joka liittyy yleisesti vasemman kammion hypertrofiaan, todettiin kuitenkin olevan itsenäinen kuolleisuuden ennustaja.

Kolmanneksi on mahdollista, että potilailla, joilla on normaali systolinen toiminta ja kohonnut LVEDP, on suurempi kuolleisuusriski sydänleikkauksen jälkeen, koska kohonneella LVEDP:llä ja siihen liittyvillä täyttymishäiriöillä on haitallinen vaikutus. Nämä epänormaalit täyttöolosuhteet voivat tehdä potilaasta hyvin herkän perioperatiivisille, usein äkillisille täyttöolosuhteiden muutoksille, joihin liittyy toisaalta hypovolemiaa ja toisaalta tilavuusylikuormitusta. Tämä tilanne on tyypillinen diastoliselle toimintahäiriölle. Redfield ja kollegat21 osoittivat 2042 satunnaisesti valittua potilasta käsittäneessä tutkimuksessaan, että jopa lievä diastolinen toimintahäiriö vähentää pitkäaikaista elossaoloaikaa.

Potilailla, joilla on kohonnut LVEDP, voi olla myös sekundaarinen pulmonaalinen hypertensio30 , muuttuja, joka on yhteydessä lisääntyneeseen sairastuvuuteen ja kuolleisuuteen sydänkirurgian yhteydessä. 5,15,22,30,31 Tutkimuksessa, johon osallistui 41 potilasta, joilla oli vaikea LVEF:n alenema, Maslow ja kollegat32 havaitsivat, että kaikki potilaat, joilla oli siihen liittyvä oikean kammion alentunut toimintahäiriö, kuolivat kahden vuoden kuluessa sydänleikkauksesta. Tässä ryhmässä keuhkovaltimon keskipaine oli korkeampi ja restriktiivinen vasemman kammion diastolinen toimintahäiriö (vaikeampi tyyppi) yleisempi potilailla, joilla oli oikean kammion toimintahäiriö. Vaikka LVEDP:tä ei mitattu, vaikea vasemman kammion diastolinen toimintahäiriö liittyy kohonneeseen LVEDP:hen.

Limitations

Tässä tutkimuksessa on useita rajoituksia. Ensinnäkin kohorttimme valittiin potilasryhmästä, jossa LVEF- ja LVEDP-mittaukset olivat saatavilla, ja päätös LVEDP:n mittaamisesta jäi kardiologin tehtäväksi. Näin ollen diagnostisen sydänkatetroinnin aikana saattoi esiintyä valintaharhaa, koska LVEDP on mitattu tietyssä väestössä. Se oli kuitenkin käytettävissä 61 prosentilla kyseisenä ajanjaksona leikatusta väestöstä. Huolimatta siitä, että potilailla, joilla on korkea LVEDP ja normaali LVEF, voi olla diastolinen toimintahäiriö,7 nämä mittaustulokset ovat raakamittauksia, eivätkä ne voi olla yhtä tarkkoja kuin kaikukardiografiset kriteerit diastolisen toiminnan arvioinnissa. Diastolisen toimintahäiriön preoperatiivista kaikukardiografista arviointia ei kuitenkaan ollut saatavilla kyseisessä väestössä. Emme myöskään sulkeneet pois potilaita, joille tehtiin muu kuin revaskularisaatiokirurgia. Diastolisen toimintahäiriön arvioinnissa käytettäviä kaikukardiografisia mittauksia ei useinkaan tehdä potilaille, joilla on läppävika, eikä näitä tietoja ollut saatavilla potilaistamme. Havaitsimme kuitenkin, että kohonnut LVEDP pysyi tilastollisesti merkitsevänä riippumatta kirurgisen toimenpiteen tyypistä. Useat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että epänormaaleja diastolisia kuvioita läppähäiriöissä, kuten mitraali- ja aortan vajaatoiminnassa, hyödynnetään vaikeusasteen stratifikaatiossa.33 LVEF:n mittaaminen on riippuvainen supistumiskyvystä ja jälkikuormituksesta, mutta sen arvo on suhteellisen vakio vakaassa esikuormitustilanteessa.34 Tutkimuksessamme se saatiin angiografian avulla 75 %:lla potilaistamme, koska LVEDP mitattiin samanaikaisesti. Siksi ajoitus oli erilainen niillä, joilla LVEF saatiin muulla menetelmällä. Useissa tutkimuksissa on kuitenkin osoitettu, että LVEF:n eri mittaustekniikoiden välillä on hyvä korrelaatio.13,35 Myös kirurgiset toimenpiteet suoritti kahdeksan kirurgia ja yhdeksän anestesialääkäriä yhdestä laitoksesta. Kaikkia näitä tekijöitä, joita ei kuitenkaan ole kontrolloitu aiemmissa tutkimuksissa, olisi käsiteltävä tulevissa monikeskustutkimuksissa, jotka koskevat preoperatiivisen diastolisen toimintahäiriön merkitystä sydänkirurgiassa.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan todeta, että kohonnut LVEDP on itsenäinen kuolleisuuden riskitekijä sydänkirurgiassa. Tulevissa tutkimuksissa olisi selvitettävä preoperatiivisen diastolisen toimintahäiriön merkitystä ja sen kliinisiä vaikutuksia anestesialääkärille.

A.Y.D.:n toimintaa tukevat “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”.