Multidiszciplináris elemzés az aorta falának morfológiai és mechanikai értékelésével szívműtéten átesett betegeknél.

1. Betegválasztás Minden, a szívsebészeti beavatkozás során a felszálló aorta cseréjét igénylő beteg bevonható a vizsgálatba, feltéve, hogy aláírják a speciális tájékoztatott beleegyezést. Ezeknél a betegeknél (A csoport) a műtét során, a szabványos hisztológiai és/vagy biokémiai értékelésre szánt minták rutin begyűjtése után az összes maradék mintát begyűjtik, tárolják és a paviai Egyetem Építőmérnöki Karára küldik anonim mechanikai tesztek elvégzésére (a tesztek teljes protokollja szerint). A vizsgálatba történő betegbevonáshoz nincs konkrét ellenjavalat, kivéve a magas biológiai veszélyt (pl. HCV+ betegek). A vizsgálatba történő betegbevonás és a mintagyűjtés tehát semmilyen módon nem befolyásolja a diagnosztikai és terápiás döntéshozatali folyamatot. Kontrollcsoportként szintén bevonunk, a speciális beleegyezés függvényében, szívátültetésen áteső betegeket. Ebben a betegcsoportban (B csoport) a kardiotómia befejezése után a távolított felszálló aorta kiválasztott mintáit tároljuk és ugyanezen protokoll szerint küldjük a Paviai Egyetem Mérnöki Karára. A B csoportba tartozhatnak a donor szíveiből származó minták is, amelyeket az átültetés idején gyűjtenek be.

2. Mintagyűjtés és előkészítés A felszálló aorta kiválasztott részének eltávolítása után, a sebészi eljárásnak megfelelően, a rutin vizsgálatokra szánt mintákat gyűjtik be és készítik elő a hisztológiai értékelésre az aktuális protokoll szerint. A maradék részt mintákra osztják, amelyeket a tájolás és az anatómiai helyzet szerint azonosítanak A1, A2 és A3-ként (elülső rész, rendre az ST csomóponttól a cső alakú rész felé, végül a távolabbi rész felé, közel a névtelen artériához) és P1, P2-ként (hátsó rész, rendre a közeli résztől a távolabbi rész felé).

   Az összes minta azonosítása után izotóniás fiziológiás oldatban tárolják és 4°C-on hűtőszekrényben tartják, amíg a mechanikai vizsgálatokat el nem végzik. Mindegyiket egyetlen dobozba gyűjtik, amelyet egy számozott progresszív kóddal azonosítanak (pl. P1, P2 stb.), a beteg jellemzőivel kapcsolatos további információk nélkül. A betegadatok és azok korrelációja a progresszív kódhoz csak a speciális adatbázisban lesz elérhető, amely a vizsgálat fővizsgálójának közvetlen felelőssége alatt áll.

3. Mechanikai tulajdonságok elemzése Mechanikus egyirányú szakítószilárdsági vizsgálatot végeznek a friss „ex vivo” mintán a begyűjtéstől számított 24 órán belül. Röviden, a teljes hengerből számos, kutyacsont alakú és legalább 4:1 hosszúság/szélesség arányú mintát készítenek elő. A mintákat az aortafal régiója (elülső/nagyobb görbület és hátsó/kisebb görbület) szerint osztják el és azonosítják. Az egyes betegekből nyert minták száma a begyűjtött aortahenger eredeti méretéhez kapcsolódik, és általában 2 és 13 között van. A kutyacsont alak lehetővé tette egy központi keskeny régiót, amelyet két fekete jelölővel azonosítanak. A mechanikai vizsgálatok előtt az aortafal minden mintájának vastagságát (awTK) pontosan megmérik egy dedikált mérőműszerrel. A vizsgálatokat ezután egy MTS insight tesztelőrendszer 10 kN (MTS system corporation) segítségével végezzük, egyirányú kerületi és/vagy hosszirányú erő alkalmazásával. Minden tesztet az aorta azon régiója szerint azonosítanak, ahonnan a mintát gyűjtötték, és az alkalmazott erő iránya szerint. Három végső mechanikai tulajdonság paramétert mérnek: Csúcsnyúlást (Pstr) a minta szakadása előtti maximális nyúlásként (az aortafal rugalmasságának mutatója); Csúcsfeszültséget (PS) a minta szakadása előtti maximális feszültségként (az aortafal szilárdságának mutatója) és a Maximális rugalmassági moduluszt (EM) a feszültség/nyúlás görbe maximális meredekségeként (az aortafal merevségének vagy az alakváltozás elleni ellenállásának mutatója).
4. Statisztikai elemzés Egy korábbi teszt sorozat és a mért három fő mechanikai paraméter (Csúcsnyúlás, Csúcsfeszültség és Rugalmassági modulusz) szórása (0,11 mm, 0,756 MPa és 17,88 MPa) alapján kiszámítottuk, hogy csoportonként 22 beteg mintanagyság szükséges egy 1 szórásnak megfelelő különbség észleléséhez (90% erő és 0,5% hiba). Továbbá, az osztályunkon az elmúlt három évben felszálló aorta sebészeti beavatkozásán áteső betegek száma (közel 100 fő/év) és a betegek jellemzői (életkor, nem, bicuspidalis aortabillentyű jelenléte) alapján célunk, hogy legalább 60-80 beteget gyűjtsünk be egy év alatt, és jelentős statisztikai erővel azonosítsuk a nem, >70 éves életkor és a veleszületett bicuspidalis billentyű jelenléthez kapcsolódó lehetséges mechanikai jellemzőbeli különbségeket.

A statisztikai elemzés leírásának összefoglalása:

A statisztikai elemzést a MedCalc Statisztikai Szoftverrel végezzük. A folytonos változók normális eloszlását Kolmogorov-Smirnov tesztekkel ellenőrizzük. A normális eloszlás eredménye alapján a folytonos változókat ezután átlag ± szórás vagy medián [IQR] formájában foglaljuk össze. Két csoport (pl. nő/férfi, 70 év alatti/feletti, bicuspidalis/tricuspidalis veleszületett aortabillentyű) közötti különbségeket párosítatlan t-próbával és varianciaanalízissel (Bonferroni-próbával) vagy Mann-Whitney U-próbával és Kruskal-Wallis teszttel hasonlítjuk össze paraméteres, illetve nem paraméteres eloszlás esetén (a p<0,05 értéket tekintettük statisztikailag szignifikánsnak). A különböző folytonos változók (pl. mechanikai tesztek és életkor, aorta tágulásának kiterjedése, indexelt aorta tágulás kiterjedése, preoperatív TTE által számított aorta rugalmasság stb.) közötti statisztikai kapcsolatokat lineáris regressziós analízissel értékeljük, Pearson korrelációs együttható (r) felhasználásával, és p<0,005 értéket feltételezve szignifikánsnak. Végül többváltozós regressziós modelleket (előre lépkedő lépésenkénti) végezünk a súlyosan sérült mechanikai tulajdonságok (pl. Csúcsnyúlás és Csúcsfeszültség <25. percentilis és Rugalmassági modulusz >75. percentilis) prediktorainak azonosítására.