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Relationship between Low Oxygen Delivery during Extracorporeal Circulation and Postoperative Acute Kidney Injury after Minimally Invasive Cardiac Surgery

Mayer1,2, F. Fuchs1, G. Hipp1, U. F. W. Franke, M. Kohl3, F. Wenzel3, Ch. Wunder2, M. Rufa1

Mayer: 0000-0003-0229-6231, F. Fuchs: 0000-0001-6630-6641, G. Hipp: 0000-0002- 2341-923X, M. Kohl: 0000-0001-9514-8910, C. Wunder: 0000-0002-6768-8300, M. I. Rufa:0000-0003-0395-9834 

1. Robert-Bosch-Krankenhaus Stuttgart – Klinik für Herz und Gefäßchirurgie, Chefarzt Prof. Dr. med. Ulrich F. W. Franke
2. Robert-Bosch-Krankenhaus Stuttgart – Anästhesie und operative Intensivmedizin, Chefarzt Prof. Dr. med. Christian Wunder
3. Hochschule Furtwangen Campus Villingen-Schwenningen

Zusammenfassung

Hintergrund: Die akute Nierenschädigung (englisch: acute kidney injury, AKI) stellt eine schwerwiegende und häufige Komplikation nach herzchirurgischen Eingriffen dar. In retrospektiven Studien konnte gezeigt werden, dass ein niedriges indexiertes Sauerstoffangebot (DO2i) während der extrakorporalen Zirkulation mit einer erhöhten Inzidenz der AKI einhergeht. Bei minimalinvasiven Eingriffen wurde dieser Zusammenhang jedoch noch nicht hinreichend untersucht. Mithilfe einer retrospektiven Datenauswertung sollen daher der DO2i während der extrakorporalen Zirkulation und die Häufigkeit der AKI nach minimalinvasiven Eingriffen an der Mitralklappe untersucht werden. 

Methoden: Insgesamt wurden 291 Patient:innen eingeschlossen. Anhand einer univariaten Analyse wurden mögliche Risikofaktoren für AKI ermittelt. Die unabhängigen Risikofaktoren wurden schließlich in einer multivariaten logistischen Regressionsanalyse ermittelt. Zu den sekundären Studienzielen gehörten der Einfluss der AKI auf die Beatmungsdauer, die Dauer des Krankenhaus- und Intensivpflegeaufenthalts und die Bluttransfusionsrate. 

Ergebnisse: 37 (12,7 %) Patient:innen entwickelten postoperativ eine AKI. Der Nadir-DO2i über 20 Minuten war bei Patient:innen mit AKI tendenziell niedriger, der Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant (239 ± 51 versus 254 ± 43 ml/min/ m2; p = 0,09). Reoperationen wegen Blutungen, ein höherer Euro-SCORE II, intraoperative Bluttransfusionen waren unabhängige Risikofaktoren für eine AKI. Die Beatmungsdauer sowie der Krankenhaus- und Intensivpflegeaufenthalt waren bei Patient:innen mit AKI signifikant verlängert. Eine Subgruppenanalyse zeigte, dass die Inzidenz der AKI bei Patient:innen, die sich einem Mitralklappenersatz unterzogen, signifikant höher war (28,6 %) als bei Patient:innen mit einer Mitralklappenrekonstruktion (7,0 %). 

Schlussfolgerung: Auch wenn der DO2i und DO2-bezogene Parameter nicht als unabhängige Risikofaktoren für AKI nach minimalinvasiven Eingriffen an der Mitralklappe identifiziert werden konnten, kann ein positiver Effekt eines Goal-directed Perfusion (GDP)-Managements nicht ausgeschlossen werden, da in dieser Arbeit der niedrigste DO2i über 20 Minuten durchschnittlich unter dem in der Literatur veröffentlichten kritischen Schwellenwert lag. 

 

Schlüsselwörter 

Extrakorporale Zirkulation, minimalinvasive Herzchirurgie, goal-directed Perfusion (GDP), Sauerstoffangebot, akute Nierenschädigung 

Keywords

Cardiopulmonary bypass, minimally invasive cardiac surgery, goal-directed perfusion, oxygen delivery, acute kidney injury

Abstract

Introduction: Acute kidney injury (AKI) is a serious and frequent complication after cardiac surgery. Recent studies have shown that a low oxygen delivery index (DO2i) during extracorporeal circulation is associated with an increased incidence of AKI. However, this has not yet been sufficiently investigated for minimally invasive cardiac surgery procedures. Therefore, we decided to investigate the DO2i during extracorporeal circulation and the occurrence of AKI after minimally invasive cardiac surgery procedures on the mitral valve by means of a retrospective data evaluation. 

Methods: A total of 291 patients were included. A univariate analysis was used to identify possible risk factors for AKI. The independent risk factors were then determined in a multi-variate logistic regression analysis. Secondary study objectives included influence of AKI on ventilation duration, length of hospital and intensive care stay and blood transfusion rate.  

Results: 37 (12.7%) patients developed AKI postoperatively. Nadir DO2i over 20 minutes tended to be lower in patients with AKI, but the difference was not statistically significant (239 ± 51 versus 254 ± 43 ml/min/m2; p = 0.09). Reoperation for bleeding, a higher EuroSCORE II, intraoperative blood transfusions were independent risk factors for AKI. Ventilation duration, hospital and intensive care stay were significantly prolonged in patients with AKI. A subgroup analysis demonstrated that the incidence of AKI in patients undergoing mitral valve replacement was significantly higher (28.6%) than in those with mitral valve reconstruction (7.0%). 

Conclusion: Even if DO2i and DO2 parameters could not be identified as independent risk factors, a positive effect of a goal-directed perfusion management cannot be excluded, since the average of the DO2i was below the critical threshold value published in the literature. 

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Simon Mayer Msc., ECCP
Hunklinge 118 

70191 Stuttgart
e-mail: simon.mayer@rbk.de
phone: +49 711 8101 5273 


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