Hjärt- och lungansträngningstestning och intravenöst järn- 'CAPOEIRA-I STUDY' (CAPOEIRA-I)

Anemi är vanligt i den elektiva kirurgiska populationen, en prevalens på cirka 30 % rapporteras konsekvent i stora kohorter.

Kardiopulmonell träningstestning (CPET), som ger en objektiv bedömning av aerob kondition genom att mäta syreförbrukning (O2) och koldioxidproduktion anses allmänt vara den gyllene standardbedömningen av funktionell kapacitet eftersom det dynamiskt testar lung-, kardiovaskulär- och muskuloskeletala systemet och deras samspel i ett enda test. CPET-parametrar påverkas av ett antal patientfaktorer inklusive ansträngning, förmåga att vrida pedalerna på en motionscykel, lungfunktion och avgörande syretillförsel till andningsvävnaderna, vilket är beroende av blodets syrehalt och flödet till vävnaderna via hjärtminutvolymen. .

Syrekapaciteten hos arteriellt blod påverkas till stor del av hemoglobinhalten (eller total hemoglobinmassa (tHb-massa)). tHb-massan påverkar CPET-prestandan i högre grad än hemoglobinkoncentrationen ([Hb]). [Hb] är beroende av plasmavolym (PV) och visar en större fluktuation dag till dag än tHb-massa.

Studier på idrottare visar den skadliga effekten av förlust av blodvolym (dvs. avsiktlig venesektion) och hemoglobininnehållsförlust på CPET-prestanda. Följden av detta är illegal blodmanipulation, vilket förbättrar CPET-prestandan. Detsamma ses efter träningsläger på höjden med ökad tHb-massa som leder till förbättrad maximal träningsprestation.

Aerob kapacitet definieras som den maximala mängd syre som kan förbrukas av kroppen per tidsenhet och är guldstandardmåttet på fysisk kondition. VO2max definieras klassiskt som "en platå i syreupptagningsförmåga som uppnås under maximal träning trots ytterligare ökad träningsbelastning, och därigenom definierar gränserna för det kardiorespiratoriska systemet". Många individer når dock inte en platå i syreupptagningsförmåga trots maximal ansträngning, och istället används begreppet VO2peak. Detta är den högsta uppmätta syreförbrukningen under träning och är vanligtvis ett genomsnitt över en 30 sekunders period. O2 vid anaerobt tröskelvärde (VO2AT) definieras som: "den högsta ihållande träningsintensiteten för vilken mätningen av syreupptagningen kan svara för hela energibehovet." En alternativ definition är "den träningsintensitet vid vilken laktat börjar ackumuleras i blodbanan ovanför vila". Dessa syreupptagningsvariabler är delvis beroende av blodets syrebärande förmåga, som i sin tur är beroende av blodets hemoglobinnivåer.

En större operation ställer ett ökat metaboliskt krav på kroppen. Kanske av denna anledning är både lägre preoperativa VO2peak- och VO2AT-värden associerade med ökad sjuklighet och mortalitet efter större operationer. Mycket av litteraturen inom detta område härrör från studier som rapporterar CPET-variabler. Med tanke på att syreupptagningsvariablerna VO2peak och VO2AT är positivt korrelerade med tHb-massa, kan det vara så att en del av förhållandet mellan fysisk kondition och resultat förmedlas genom hemoglobinrelaterade effekter snarare än kardiorespiratorisk funktion, vilket ger en mekanistisk grund för dålig CPET-prestanda i många patienter med anemi.

Få studier har undersökt effekten av blodmanipulation - antingen transfusion eller järnbehandling - på CPET-variabler hos patienter. En studie av Wright et al undersökte 20 patienter med kronisk anemi på grund av "stabila hematologiska tillstånd" som kräver blodtransfusioner. En CPET utfördes före blodtransfusionen och upprepades 2-6 dagar efter transfusionen av 1-4 enheter blod (median 3). En genomsnittlig ökning av [Hb] från 8,3-11,2 g dl-1 var associerad med en genomsnittlig (SD) ökning av O2AT från 10,4 (2,4) till 11,6 (2,5) mlkg-1min -1, (p=0,018). (10). När den korrigerades för förändringen i Hb-koncentrationen ökade den anaeroba tröskeln med ett medelvärde (SD) på 0,39 (0,74) ml kg-1 min-1 per g dl-1 Hb.

Resultaten överensstämde med en studie på patienter med beta-talassemi major som jämförde träningsprestanda före och 2 timmar efter hemotransfusion. Träningslängden ökade från 7,3 (+/- 2,8) till 10,3 (+/- 2,3) minuter (p<0,05), och O2-toppen ökade från 28,5 (+/- 5,0) till 36,2 (+/- 7,1) ml kg-1 min -1; (p<0,05).

Mätning av hemoglobinkoncentration kontra total hemoglobinmassa

Traditionellt har koncentrationen av cirkulerande hemoglobin [Hb] använts som ett kliniskt mått på blodets syrebärande förmåga. Ett lågt [Hb] kan dock bero på en minskad mängd hemoglobin (absolut massa av cirkulerande hemoglobin; tHb-massa) eller en ökad utspädningsvolym (plasmavolym). Således kan [Hb] vara stabil och tHb-massan låg i samband med akut blödning, [Hb] normal eller förhöjd men tHb-massan låg i samband med uttorkning, eller [Hb] låg men tHb-massan normal eller hög i sammanhanget med överskott av plasmavolym (vätska). Därför kan användningen av [Hb] för att definiera blodets syrekapacitet vara missvisande under vissa omständigheter.

tHb-massan representerar den absoluta massan av cirkulerande hemoglobin i kroppen, den uppmätta [Hb] är beroende av tHb-massa och blodvolym (BV) (summan av plasmavolym (PV) och total volym av röda blodkroppar]). Andelen syre som transporteras i lösning i plasma är trivial (0,3 ml per 100 ml plasma) under normala fysiologiska förhållanden, medan varje gram Hb binder upp till 1,39 ml syre. Således är tHb-massa den huvudsakliga bestämningsfaktorn för den totala blodets O2-bärande förmåga och kan ge ytterligare information om patienters kliniska status än den som tillhandahålls av enbart [Hb].

Alternativt kan ett nyligen utvecklat blodprov som kan uppskatta absoluta vaskulära volymer användas som ett direkt test för att korrigera för eventuella plasmavolymfluktuationer som påverkar ett [Hb]-värde. Eftersom modellen endast kräver ett enkelt blodprov kan det vara ett lämpligt alternativ för att uppskatta vaskulära volymer (och tHb-massa) om patienten inte kan utföra oCOR-tekniken.

Klassificering av anemi

Terminologin kring klassificeringen av anemi kan vara komplex. Det finns ingen enskild laboratorieparameter som heltäckande återspeglar en individs totala järnstatus. POAS-vägen som används vid UHS förenklar detta (bilaga 1). I den perioperativa perioden finns det ett antal möjliga orsaker till järnrelaterad anemi:

• Järnbrist: Ferritin <30 g,l-1
• Järnbrist och funktionell järnbrist (FID) (ferritin 30-100g.l-1 med TSAT <20% och CRP >5.
• Järnrestriktion/depletera Ferritin 30-100 med TSAT >20% eller CRP höjt/normalt.
• Om ferritin är >100g, kan l-1 orsaken till anemi vara anemi utan järnbrist eller FID
• Funktionell järnbrist: otillräcklig järninkorporering i erytroida prekursorer trots uppenbarligen tillräckliga järndepåer i kroppen. Känns igen av närvaron av färgbart järn i benmärgen, med ett normalt serumferritinvärde,
• Anemi av kronisk inflammation: funktionell järnbrist orsakad av kronisk inflammation.
• En blodfilm är användbar för att upptäcka järnbrist tillsammans med FID för att avgöra vilka patienter som kan ha nytta av järnbehandling.

Utredarna har definierat hur anemi klassificeras och vem som skulle vara berättigad till intravenös järnbehandling baserat på internationell konsensus och lokala sjukhusriktlinjer. Patienter som inte faller i de tydliga grupperna järnbrist, järnrepletion eller funktionell järnbrist enligt POAS-riktlinjerna är inte lämpliga för intravenöst järn och kommer inte att vara berättigade till denna studie.

Forskningsutlåtande

Preoperativ anemi är vanligt och är förknippat med sämre resultat efter större operation. Nedsatt fysisk prestationsförmåga, som bedömts av CPET, är likaså associerad med försämrade resultat, och kan delvis bero på preoperativ anemi.

Utredarna vill testa möjligheten att utföra ett CPET-test och sedan administrera intravenöst järn och upprepa en CPET före operation hos patienter som övervägs för elektiv kirurgi. Utredarna vill ta reda på om behandling av anemiska patienter som är lämpliga för intravenös järnbehandling påverkar deras CPET-variabler. Detta kommer att hjälpa till att informera om det fortsatta arbetet för att se om intravenös järnbehandling kombinerat med CPET-justerad riskstratifiering förbättrar sjuklighet och/eller mortalitet för anemiska patienter som genomgår större elektiv kirurgi.