Pulsbølgehastighet som en prediktor for postoperative kardiovaskulære hendelser

Bakgrunn: I 1894 sa William Osler, MD: "Du er like gammel som arteriene dine." En rekke nyere studier har bekreftet denne forutseende proklamasjonen. Vaskulær snarere enn kronologisk alder er den beste prediktoren for uønskede kardiovaskulære hendelser og dødelighet fra koronar insuffisiens, iskemi, hjerteinfarkt, hjertesvikt, cerebrovaskulær insuffisiens eller hjerneslag, og nyresvikt eller -svikt. Vi tror det er sannsynlig at dette også gjelder perioperativ risiko for kardiovaskulære komplikasjoner fra de mange stressfaktorene forbundet med større operasjoner.

Vaskulær aldring fører til sentral aortadilasjon, arteriell veggfortykkelse av media og adventitia med sklerotiske forandringer og økt vaskulær stivhet. Disse endringene fører til økt sentralt blodtrykk (BP), forhøyet systolisk trykk og pulstrykk, sammen med senket diastolisk blodtrykk. (1) Sentrale mer elastiske kar demper og demper trykkoscillasjoner med venstre ventrikkel (LV) ejeksjon og overfører denne lagrede energien til kontinuerlige antegrade pulsbølger langs arterieltreet under diastole. (2) pulsbølgen reflekteres også sentralt tilbake når den møter høyere strømningsmotstand ved hovedarterieforgreningspunkter og muskulære arterier, noe som resulterer i sentral aortakombinasjonsbølge. I en yngre ettergivende sentral aorta kommer de reflekterte bølgene etter aortaklaffens lukking, og øker tidlig diastolisk perfusjonstrykk og koronar blodstrøm. Eldre stive aorta og store arterier overfører både antegrade og retrograde pulsbølger raskere. Hvis hjertefrekvensen er sakte nok til en asystole lenge nok, vil denne kombinasjonsbølgen komme til den sentrale aorta under sen systole. Dette øker LV-arbeidsbelastningen, noe som resulterer i kompenserende venstre ventrikkelhypertrofi (LVH). I tillegg reduserer forsvinningen av den diastoliske kombinasjonsbølgen koronar perfusjonstrykk, noe som øker risikoen for koronar insuffisiens for den hypertrofierte LV-veggen.

Dessverre er høy blodstrøm koronar- og nyrearterier ikke så muskuløse at de kan redusere virkningen av høykombinerte systoliske trykkbølgeformer. Dette induserer kronisk kinetisk skade på disse høye blodstrømkarene og organene. Økt pulsatilitet fører til arteriell remodellering og mikrosirkulasjonsskade i hjerne og nyre, små lakunære infarkter, lesjoner av hvit substans forbundet med kognitiv dysfunksjon og demens, mens endotel dysfunksjon kompromitterer cerebral blodstrøm, blod-hjerne-barrieren og nyreperfusjon. Igjen, LVH fra forhøyet kombinasjonsbølgeformstrykk fører til diastolisk dysfunksjon og hjertesvikt. Således er forhøyet pulsbølgehastighet (PWV) og sentral aortapulsforstørrelsesindekser uavhengige prediktorer for CAD, hjerneslag, nyredysfunksjon og dødelighet av alle årsaker. (1) Det er ansvarlig for den økende risikoen for myokardsvikt, iskemi, LVH og hjertesvikt, cerebrovaskulær insuffisiens eller skade samt nyreskade og svekkelse med vaskulær aldring.

Hastigheten av vaskulær aldring er multifaktoriell, inkludert genetiske følsomheter så vel som akselerasjon fra vaskulær sykdom som hypertensjon, aterosklerose og diabetes. Nyere studier har vist at ACE-hemmere, angiotensin II-blokkere (ARB) og Ca++-kanalblokkere har gunstige effekter på sentral aorta-kompliance, reduserer LVH og reduserer risikoen for hjertesvikt, hjerneslag og nedsatt nyrefunksjon. Derimot forbedrer betablokkere sentral aorta BP-forstørrelse ved å forlenge LV-utdrivningstiden. Dermed kommer de reflekterte pulsbølgene under sen systole, og øker den kombinerte sentrale aortabølgeamplitude og LV-arbeidsbelastning.

Pulsbølgehastighet (PWV) har blitt et veldig godt mål på aortastivhet. PWV stiger fra 6m/sek hos en ung person til 10m/sek på 65 år. Den øker 2 ganger fra 20-80 år, på grunn av en 4-dobling i aorta-utvidbarhet. (3) CAFE-studien viste signifikant reduksjon i sentral artisk BP og uønskede kardiovaskulære hendelser samt nedsatt nyrefunksjon med Ca++ kanalblokkere, men ikke med atenolol pluss tiazid Rx. (4) REASON-studien viste at ARB reduserte vaskulær stivhet, bølgerefleksjoner, sentralt aortapulstrykk, vaskulær motstand, ombygging og tykkelse av motstandskar. (5) Metode/design: Studien vil være menneskelig ikke-randomisert observasjonsstudie. Denne studien vil inkludere omtrent 500 pasienter. Dette ble bestemt ved en foreløpig analyse av 140 pasienter, hvorav 19 hadde uønskede kardiovaskulære hendelser, innen en uke etter operasjonen. Resultatene fra denne foreløpige studien fant at gjennomsnittlig PWV var signifikant høyere hos pasienter som utviklet postoperative kardiovaskulære hendelser sammenlignet med pasienter som hadde et uventet postoperativt forløp. (p-verdi 0,024). Derfor ble det bestemt at 500 pasienter skulle være tilstrekkelig til å se en statistisk signifikant forskjell hvis det er en. Denne studien vil bli utført på administrasjonsområdet for operasjonsdagen og hovedoperasjonsrommet ved University of Iowa sykehus og klinikker. Arteriell stivhet vil bli målt på administrasjonsområdet for operasjonsdagen før operasjonen. Carotis-femoral pulsbølgehastighet (aortastivhet).

Carotis-femoral pulsbølgehastighet (cfPWV) vil bli bestemt ved applanasjonstonometri ved bruk av Sphygmocor-systemet ved sekvensielt å registrere EKG-gatede carotis- og femoralarteriebølgeformer. Pulsbølgesignaler vil bli registrert av tonometre plassert ved bunnen av den høyre felles halspulsåren og over den høyre lårarterien. Tiden (t) mellom føttene av samtidig registrerte bølger vil bli bestemt som gjennomsnittet av 10 påfølgende hjertesykluser. PWV beregnes av systemprogramvaren fra avstanden mellom målepunktene (D) og den målte tidsforsinkelsen (t) som følger: cfPWV = D/Δt (m/ s) hvor D er avstanden i meter og t er tidsintervallet i sekunder.

Etter samtykke vil forsøkspersonen bli ført til et privat undersøkelsesrom hvor en ikke-invasiv studie av PWV og sentral aorta BP vil bli utført i ryggleie ved hjelp av SphygmoCor-sensoren plassert over pulsbølgeformen for carotis og femoral eller radial arterie, sammen med 3-avledninger EKG for QRS-timing for utbruddet av systole. SphygmoCor-pulsbølgesensoren vil bli kalibrert med en blodtrykksmansjett på overarmen BP. De vaskulære aldringsmålingene vil ikke bli brukt til å veilede eller endre medisinske beslutninger i studien. Studiet vil ta ca. 30 min. De vil heller ikke bli gjentatt for denne protokollen verken under eller etter operasjonen.

Pre- og intraoperativ datainnsamling vil inkludere: ASA-status, historie med perifer vaskulær sykdom, historie med iskemisk vaskulær sykdom, historie med kongestiv hjertesvikt og historie med cerebrovaskulær sykdom, intraop: alle rutinemessige vitale tegn, anestesimedikamentdetaljer, væsker, blodtap og urinproduksjonsdata som er relevante for den kirurgiske prosedyren. Eventuelle signifikante kliniske bivirkninger som brady- eller takykardi (HR <50 eller >100 i >10 minutter), hyper- eller hypotensjon (BP >30 % over eller > 30 % under våken), EKG-rytme eller ST-segmentavvik, unormal BIS (anestesidybde) eller andre EEG-problemer under anestesi eller operasjon, og oppvåkningsproblemer vil bli dokumentert i den elektroniske anestesijournalen. Alle andre relevante overvåkingsdata som hypoksemi (pulsoksymeter), hypo- eller hyperventilering (kapnografi eller arterielle blodgassverdier) vil bli registrert i en klinisk datafil for hvert individ.

Postoperativ datainnsamling vil inkludere vitale tegn og alle kliniske hjerte-, nevrologiske eller nyrebivirkninger eller andre komplikasjoner, spesielt for de første 30 dagene, og eventuelle senere hendelser inkludert dødelighet av alle årsaker opp til ett år etter operasjonen. Postoperativ utfallsinformasjon vil primært samles inn via journalgjennomgangen. Vi planlegger ikke å besøke forsøkspersoner ved sengekanten mens vi blir friske etter operasjonen som inneliggende pasienter, og vil ikke planlegge ytterligere polikliniske oppfølgingsbesøk. Men vi planlegger også å ringe innmeldte forsøkspersoner 1, 6 og 12 måneder etter operasjonen for å spørre dem om de har opplevd postoperative komplikasjoner som slag, hjerteinfarkt, dysrytmi som atrieflimmer, hjertesvikt, respirasjonssvikt, nyrefunksjonsproblemer , nyresvikt eller død.