Determinants of Outcome in Adult Cardiac Surgery

Abstract

Kirurgiassa riskien tunteminen ja arvottaminen ovat keskeisiä asioita potilaan ennusteen ja resurssien suunnittelemisen kannalta. Sydänkirurgiassa riskitekijät muodostuvat potilaan sairastamista aikaisemmista sairauksista, sydämen tilasta leikkaushetkellä ja suunnitellun toimenpiteen laajuudesta.

Aikuissydänkirurgiassa riskipisteytykseen on vuosien saatossa luotu useita järjestelmiä. Näistä käytetyimmät tämänhetkiset järjestelmät ovat lähinnä USA:ssa käytössä oleva STS-pisteytys sekä eurooppalainen EuroSCORE. EuroSCORE luotiin v. 1999 kansainvälisenä sydänkeskusten välisenä yhteistyönä, johon suomalaisetkin keskukset osallistuivat. Järjestelmä on toiminut näihin asti hyvin ennustaen varsin tarkasti ennen kaikkea leikkauksen aikaista kuolleisuutta, mutta myös pitkäaikaista selviämistä leikkauksen jälkeen. EuroSCOREssa on kuitenkin tiettyjä heikkouksia: pienen riskin potilailla se pyrkii yliarvioimaan leikkauksen aikaista riskiä; toisaalta hyvin suuren riskin potilailla se pyrkii aliarvioimaan potilaan riskiä. Tähän voidaan katsoa olevan syinä potilasmateriaalin vaikeutuminen ja potilaiden muuttuminen yhä iäkkäämmiksi ja monisairaammiksi. Toisaalta leikkaustoimenpiteet muuttuvat vaativammiksi, mutta myös vaihtoehdoiltaan moninaisemmiksi. Leikkaus- ja anestesiatekniikoiden kehittyminen ovat mahdollistaneet kuolleisuuslukujen pysymisen hyväksyttävinä ja jopa aikaisempia vuosia matalampina vaikeutuneesta potilasmateriaalista huolimatta.

Tarkan riskianalyysin tekeminen on joka tapauksessa oleellista. Tässä väitöskirjatyössä aikuissydänleikkauksen riskitekijöitä on EuroSCOREn runkoa apuna käyttäen tarkennettu kuuden osatyön avulla. Nämä työt ovat retrospektiivisiä analyysejä rekisterimateriaalista, joka Vaasan keskussairaalassa prospektiivisesti kerättiin siellä 1994-2008 leikatuista hieman yli 4500:sta avosydänkirurgisesta potilaasta. Leikkausta edeltävän hengitysfunktiotutkimuksen osalta todettiin alentuneen vitaalikapasiteettiarvon (FVC) korreloivan sekuntikapasiteettia (FEV1) paremmin välittömään leikkauksen jälkeiseen sekä myöhäiseen ennusteeseen sepelvaltimoiden ohitusleikkaukseen tulevien potilaiden kohdalla. Aortaläppäleikkaukseen tulevien potilaiden kohdalla alentunut vitaalikapasiteetti korreloi ennen leikkausta alentuneen vasemman kammion toiminnan kanssa ja samoin se toimi sekuntikapasiteettiarvoa paremmin leikkauksen jälkeisen kuoleman, aivotapahtumien ja pitkittyneen tehohoidon ennustajana.

Yli 80 v. täyttäneiden vanhusten selviämistä sepelvaltimoiden ohitusleikkauksesta tutkittaessa todettiin vanhusten primaarikuolleisuuden olevan nuorempia ikäluokkia suuremman (4,7%/1,3%). Kuitenkin tämän jälkeen vanhusten pitkäaikaisselviäminen oli hyvin samankaltainen nuoremman leikkausmateriaalin kanssa aina viiteen vuoteen asti. Siten näyttäisi siltä, että myös iäkkäiden ihmisten sepelvaltimoiden ohittaminen leikkaamalla on kannattavaa.

Käytettyjen leikkausmenetelmien turvarajoja etsittäessä todettiin, että tässä leikkausmateriaalissa vaikeiden komplikaatioiden määrä lisääntyi, jos aortan sulkuaika ylitti 150 min. tai perfuusioaika (sydänkeuhkokoneen käyttöaika) 240 min. Pitkä perfuusioaika korreloi aortan sulkuaikaa paremmin vaikeiden komplikaatioiden syntyyn.

EuroSCOREn erilliset riskimuuttujat analysoitiin ja arvotettiin uudelleen Vaasan materiaalin avulla. Todettiin, että monimutkaistuneilla toimenpiteillä, potilaan korkealla iällä ja leikkausta edeltävillä liitännäissairauksilla, erityisesti munuaisten toiminnan vajauksella, on suurempi painoarvo riskiä arvioitaessa kuin alkuperäinen EuroSCORE antaisi olettaa. Uusittu n.k. modifioitu EuroSCORE validoitiin Tampereen yliopistosairaalan Sydänkeskuksessa vv. 2004-2008 leikatun runsaan 4000 potilaan materiaalin avulla ja todettiin uusitun modifioidun mallin ennustavan sydänleikkauspotilaan riskiä paremmin kuin alkuperäinen EuroSCORE.

A total of 4,563 adult patients underwent cardiac surgical procedures at Vaasa Central Hospital from January 1994 to June 2008. A substantial amount of data from all the patients was prospectively collected in an institutional database, including both cardiac examinations and surgical care. This material was later retrospectively analysed in five studies. The main focus of these studies was on recognizing specific risk factors related to various cardiac surgical procedures. The first two studies evaluated the risk predicting value of preoperative spirometry.

In the first one we showed that impaired left ventricular function (EF The prevalence of people aged 80 years or over is steadily increasing. The third study included a consecutive series of 247 patients aged 80 years or over who 8 Determinants of Outcome in Adult Cardiac Surgery underwent isolated CABG. They belonged to a series of 3,474 patients who underwent isolated CABG during the same study period. Of them 40% were women (24% among the younger age group). A special focus was on the long-term survival (5 years) of these patients and on risk factors contributing to it. Both univariate analysis and regression analysis showed that diabetes, extracardiac arteriosclerotic disease, neurologic dysfunction, recent myocardial infarction and critical preoperative status were associated with poorer long-term outcome. The 30-day in-hospital mortality in this material was 4.7% compared to 1.3% in the younger age group. The 5-year survival rate was 77% and the 10-year survival 35% (compared to 90% and 76% in the younger group). A propensity score analysis between matched pairs of patients aged 80 years or over and under 80 years showed parallel survival curves between these two groups up to five years after the greater initial 30-day mortality of older patients.

There is longstanding evidence confirming that a long aortic cross-clamp time (XCT) and a long cardiopulmonary bypass time (CPBT) are strong risk factors connected to heart surgery. In our fourth study both XCT and CPBT were cut in cohorts of 30-minute intervals. Both XCT and CPBT were included separately into a statistical regression model in proportion to changes in mortality rate.

The best cutoff values of increasing risk were 150 min for XCT and 240 min for CPBT (adjusted for additive EuroSCORE and complexity of the operation). It is worth noting that these cutoff values, despite having a high accuracy (over 90%), have a very low sensitivity (34% for XCT and 28% for CPBT). Thus long XCT and CPBT do not automatically indicate a dismal prognosis. XCT and CPBT have, however, a marked impact on postoperative morbidity. The strong association between postoperative stroke and XCT as well as CPBT is of particular interest. In this series, CPBT was a much stronger predictor of 30-day mortality than XCT.

EuroSCORE, established in 1999, is the most popular and widely validated risk-scoring system in Europe. It is known that EuroSCORE tends to overestimate mortality in low-risk patient groups and to underestimate the risk in very highrisk patient groups. In the original EuroSCORE, non-CABG surgery was calculated as a risk. Thus a simple AVR carries greater risk than a CABG with several bypasses. On the other hand, the complexity of the operation and the severity of the non-cardiac illnesses of the patient are not fully evaluated. In the fifth study we created a new model for risk evaluation (Modified EuroSCORE). More attention was paid to preoperatively impaired renal function by estimating the glomerular filtration rate. Also, the complexity of the operation was taken into consideration.

Not surprisingly, this model fitted our material well in Vaasa. The model was tested and validated in Tampere University Hospital (study VI), with an adult cardiac surgery material of 4,014 people, operated from January 2004 to December 2008.

Here, the predicted mortality rates with the Modified EuroSCORE were rather similar to those observed. This was not the case for EuroSCORE. Interestingly, the accuracy of the modified score was particularly evident in high risk patients.