Pulsvågshastighet som en prediktor för postoperativa kardiovaskulära händelser

Bakgrund: 1894 sa William Osler, MD: "Du är lika gammal som dina artärer." Ett antal nyare studier har bekräftat denna förutseende proklamation. Vaskulär snarare än kronologisk ålder är den bästa prediktorn för ogynnsamma kardiovaskulära händelser och dödlighet från kranskärlssvikt, ischemi, hjärtinfarkt, hjärtsvikt, cerebrovaskulär insufficiens eller stroke, och njurinsufficiens eller -svikt. Vi tror att det är troligt att detta även gäller perioperativ risk för kardiovaskulära komplikationer från de många stressfaktorer som är förknippade med större operationer.

Vaskulärt åldrande leder till central aortadilation, artärväggsförtjockning av media och adventitia med sklerotiska förändringar och ökad vaskulär stelhet. Dessa förändringar leder till förhöjning av det centrala blodtrycket (BP), förhöjt systoliskt och pulstryck, tillsammans med sänkt diastoliskt blodtryck. (1) Centrala mer elastiska kärl dämpar och dämpar trycksvängningar med vänsterkammarutstötning (LV) och överför denna lagrade energi till fortsatta antegrade pulsvågor längs artärträdet under diastole. (2) pulsvågen reflekteras också tillbaka centralt när den möter högre flödesmotstånd vid huvudartärförgreningar och muskelartärer, vilket resulterar i en central aortakombinationsvåg. I en yngre följsam central aorta kommer de reflekterade vågorna efter aortaklaffens stängning, vilket ökar det tidiga diastoliska perfusionstrycket och koronarblodflödet. Äldre stela aorta och stora artärer överför både antegrade och retrograda pulsvågor snabbare. Om hjärtfrekvensen är tillräckligt långsam en asystoli tillräckligt lång, kommer denna kombinationsvåg att anlända till den centrala aortan under sen systole. Detta ökar LV-arbetsbelastningen, vilket resulterar i kompensatorisk vänsterkammarhypertrofi (LVH). Dessutom sänker försvinnandet av den diastoliska kombinationsvågen kranskärlsperfusionstrycket, vilket ökar risken för koronar insufficiens för den hypertrofierade LV-väggen.

Tyvärr är högt blodflöde krans- och njurartärer inte så muskulösa att de kan minska effekten av högt kombinerade systoliska tryckvågformer. Detta inducerar kronisk kinetisk skada på dessa höga blodflödeskärl och organ. Ökad pulsatilitet leder till arteriell ombyggnad och mikrocirkulationsskador i hjärna och njure, små lakunära infarkter, vita substansskador associerade med kognitiv dysfunktion och demens, medan endotelial dysfunktion äventyrar cerebralt blodflöde, blod-hjärnbarriären och njurperfusion. Återigen leder LVH från förhöjt kombinationsvågformstryck till diastolisk dysfunktion och hjärtsvikt. Således är förhöjd pulsvågshastighet (PWV) och centrala aortapulsförstärkningsindex oberoende prediktorer för CAD, stroke, njurdysfunktion och dödlighet av alla orsaker. (1) Det är ansvarigt för den ökande risken för myokardinsufficiens, ischemi, LVH och hjärtsvikt, cerebrovaskulär insufficiens eller skada samt njurskada och försämring med vaskulärt åldrande.

Hastigheten av vaskulärt åldrande är multifaktoriell, inklusive genetisk mottaglighet såväl som acceleration från vaskulär sjukdom som högt blodtryck, åderförkalkning och diabetes. Nyligen genomförda prövningar har visat att ACE-hämmare, angiotensin II-blockerare (ARB) och Ca++-kanalblockerare har gynnsamma effekter på central aortakompatibilitet, vilket minskar LVH och minskar risken för hjärtsvikt, stroke och nedsatt njurfunktion. Däremot förbättrar betablockerare den centrala aorta BP-förstärkningen genom att förlänga LV-ejektionstiden. Således anländer de reflekterade pulsvågorna under sen systole, vilket ökar den kombinerade centrala aortavågsamplituden och LV-arbetsbelastningen.

Pulsvåghastighet (PWV) har blivit ett mycket bra mått på aortastelhet. PWV stiger från 6m/sek hos en ung person till 10m/sek hos en 65 år. Den ökar 2-faldigt från 20-80 år, på grund av en 4-faldig minskning av aorta-utvidgning. (3) CAFE-studien visade signifikant minskning av centralt artiskt blodtryck och biverkningar av kardiovaskulära händelser samt nedsatt njurfunktion med Ca++-kanalblockerare, men inte med atenolol plus tiazid Rx. (4) REASON-studien visade att ARB minskade vaskulär stelhet, vågreflektioner, centrala aortapulstryck, vaskulärt motstånd, ombyggnad och tjocklek på motståndskärl. (5) Metod/design: Studien kommer att vara en icke-randomiserad observationsstudie av människa. Denna studie kommer att omfatta cirka 500 patienter. Detta fastställdes genom en preliminär analys av 140 patienter, varav 19 hade biverkningar av kardiovaskulära händelser, inom en vecka efter operationen. Resultaten av denna preliminära studie fann att genomsnittlig PWV var signifikant högre hos patienter som utvecklade postoperativa kardiovaskulära händelser jämfört med patienter som hade ett händelselöst postoperativt förlopp. (p-värde 0,024). Därför fastställdes det att 500 patienter borde vara tillräckligt för att se en statistiskt signifikant skillnad om det finns en. Den här studien kommer att genomföras på administrationsområdet för operationsdagen och det huvudsakliga operationsrummet vid University of Iowa sjukhus och kliniker. Arteriell stelhet kommer att mätas vid operationsdagens administrationsområde före operationen. Carotis-femoral pulsvågshastighet (aortastelhet).

Carotis-femoral pulsvågshastighet (cfPWV) kommer att bestämmas genom applanationstonometri med användning av Sphygmocor-systemet genom att sekventiellt registrera EKG-styrda halspulsåder och lårbensartärvågformer. Pulsvågssignaler kommer att registreras av tonometrar placerade vid basen av den högra gemensamma halspulsådern och över den högra femorala artären. Tiden (t) mellan fötterna för samtidigt inspelade vågor kommer att bestämmas som medelvärdet av 10 på varandra följande hjärtcykler. PWV beräknas av systemmjukvaran från avståndet mellan mätpunkter (D) och den uppmätta tidsfördröjningen (t) enligt följande: cfPWV = D/Δt (m/s) där D är avståndet i meter och t är tidsintervallet i sekunder.

Efter samtycke kommer försökspersonen att föras till ett privat undersökningsrum där en icke-invasiv studie av PWV och centrala aorta BP kommer att utföras i ryggläge med hjälp av SphygmoCor-sensorn placerad över pulsvågformen för halspulsådern och lårbenet eller radialartären, tillsammans med 3-avledningar EKG för QRS-timing för början av systole. SphygmoCor-pulsvågssensorn kommer att kalibreras med en överarmssfygmomanometermanschett BP. De vaskulära åldrandemätningarna kommer inte att användas för att vägleda eller ändra medicinskt beslutsfattande i studien. Studien tar cirka 30 minuter. De kommer inte heller att upprepas för detta protokoll varken under eller efter operationen.

Pre- och intraoperativ datainsamling kommer att inkludera: ASA-status, historia av perifer kärlsjukdom, historia av ischemisk kärlsjukdom, historia av kongestiv hjärtsvikt och historia av cerebrovaskulär sjukdom, intraop: alla rutinmässiga vitala tecken, anestetiska läkemedelsdetaljer, vätskor, blodförlust och urinproduktionsdata som är relevanta för det kirurgiska ingreppet. Alla signifikanta kliniska biverkningar som brady- eller takykardi (HR <50 eller >100 i >10 min), hyper- eller hypotoni (BP >30 % över eller > 30 % under vaket), EKG-rytm eller ST-segmentavvikelse, onormal BIS (bedövningsdjup) eller andra EEG-problem under anestesi eller operation, och uppvakningssvårigheter kommer att dokumenteras i den elektroniska anestesijournalen. Alla andra relevanta övervakningsdata såsom hypoxemi (pulsoximeter), hypo- eller hyperventilation (kapnografi eller arteriella blodgasvärden) kommer att registreras i en klinisk datafil för varje patient.

Postoperativ datainsamling kommer att inkludera vitala tecken och alla kliniska hjärt-, neurologiska eller njurbiverkningar eller andra komplikationer, särskilt under de första 30 dagarna, och alla senare händelser inklusive dödlighet av alla orsaker upp till ett år efter operationen. Postoperativ utfallsinformation kommer i första hand att samlas in via journalgenomgången. Vi planerar inte att besöka försökspersoner vid sängkanten medan vi återhämtar oss från operation som slutenvårdspatienter och kommer inte att schemalägga ytterligare uppföljningsbesök inom öppenvården. Men vi planerar också att ringa inskrivna försökspersoner 1, 6 och 12 månader efter operationen för att fråga dem om de har upplevt postoperativa komplikationer såsom stroke, hjärtinfarkt, dysrytmi såsom förmaksflimmer, hjärtsvikt, andningssvikt, njurfunktionsproblem njursvikt eller död.