Klinische Validität des Quotienten deltaPCO2/C(a-v)O2 hinsichtlich der Prädiktion von Outcome bei kardiochirurgischen Patienten als Marker für anaeroben Metabolismus

Abstract

Einleitung: Adäquate Gewebeoxygenierung ist in der Therapie kritisch kranker Patienten elementarer Bestandteil der Intensivmedizin. Da eine direkte Beurteilung der Sauerstoffverhältnisse auf zellulärer Ebene bis heute nicht möglich ist, nähert man sich der Problematik mittels Surrogatparametern, die eine indirekte Einschätzung erlauben. Diesbezüglich ist der Quotient deltaPCO2/C(a-v)O2 als möglicher Indikator des anaeroben Metabolismus beschrieben worden. Das Ziel dieser Studie war es, den Quotienten erstmalig auf seine prognostischen Eigenschaften zur Prädiktion der postoperativen Krankenhausmortalität von kardiochirurgischen Intensivpatienten zu untersuchen. Methodik: Im Rahmen dieser retrospektiv angelegten Studie wurden nach Genehmigung der Ethikkommission und des behördlichen Datenbeauftragten an der Charité Daten von 2990 kardiochirurgischen Patienten aus dem Krankenhausinformationssystem extrahiert. Es wurden Patienten mit hohem versus niedrigem Quotienten bezüglich der Basischarakteristika, prä-, intra- und postoperativen Parameter sowie definierten Studienendpunkten verglichen. Als primärer Endpunkt der Studie wurde die Krankenhausmortalität nach herzchirurgischem Eingriff definiert. Der deskriptiven Statistik folgte die Einschätzung des prognostischen Nutzens von deltaPCO2/C(a-v)O2 mithilfe einer ROC-Analyse. Überlebenszeitanalysen mithilfe der Kaplan-Meier Methode und Log-rank Test erwiesen sich bei Verletzung der vorausgesetzten Proportionalitätsannahme als ungeeignetes Testverfahren zur Einschätzung der Überlebensraten. Im Rahmen einer multiplen Regressionsanalyse wurde der Quotient als unabhängiger Risikofaktor für die postoperative Krankenhausmortalität untersucht. Ergebnisse: Patienten mit erhöhtem Quotienten (≥ 1,68 mmHg/ml) zeigten postoperativ eine signifikant höhere Mortalitätsrate (p = 0,006), eine längere Verweildauer auf der Intensivstation (p = 0,020), entwickelten postoperativ häufiger eine Hyperlaktatämie (p < 0,001) und erhielten häufiger Erythrozytenkonzentrate (p < 0,001). Der prognostische Nutzen des Quotienten zur Prädiktion der postoperativen Krankenhausmortalität stellte sich als unzureichend heraus (AUC = 0,578). Ferner konnte mithilfe der multiplen Regressionsanalyse gezeigt werden, dass im Gegensatz zum postoperativen ANV (OR > 3, p < 0,001) der Einfluss des Quotienten als unabhängige Risikovariable auf die postoperative Krankenhaussterblichkeit nicht signifikant war (p = 0,724). Schlussfolgerung: Insgesamt konnte die Studie zeigen, dass trotz signifikantem Unterschied in den Mortalitätsraten der prognostische Nutzen des Quotienten deltaPCO2/C(a-v)O2 bei kardiochirurgischen Patienten gering war. Diese Studie soll eine kritische Auseinandersetzung mit der Herleitung, der Berechnung und der Anwendung von deltaPCO2/C(a-v)O2 im klinischen Kontext initiieren. Dabei spielen sowohl die Beziehung zwischen PCO2 und CCO2 als auch die differenzierte Verwendung gemischt- versus zentralvenöser Sauerstoffsättigung zur Berechnung des Quotienten eine essentielle Rolle. Da es sich um eine retrospektive Untersuchung handelt, bedarf es prospektiver Beobachtungs- und Interventionsstudien, um den klinischen Einsatz des Quotienten, insbesondere unter Rücksichtnahme der Ergebnisse der sekundären Studienendpunkte, weiter zu evaluieren und zu validieren.

Schlagworte: deltaPCO2/C(a-v)O2, Intensivstation, Krankenhausmortalität, Herzchirurgie

Introduction: Adequate tissue oxygenation plays a crucial role in the management of critically ill patients. Since the early identification of tissue hypoxia is an unsolved problem nowadays, further approaches to detect inadequate tissue oxygenation are needed. The common use of hemodynamic parameters such as central venous saturation, lactate and deltaPCO2 are controversially discussed as the specificity of the mentioned parameters remains low. Recent studies have shown, that the deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio can be used as a reliable surrogate of anaerobic metabolism. The present study aims to evaluate the prognostic value of the deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio to predict in-hospital mortality of postoperative cardiac surgery patients. Methods: After approval by the local ethics committee and informed consent a total of 2,990 patients who had undergone cardiac surgery were included retrospectively. Patients were classified into two groups according to deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio, calculated from arterial and central venous blood samples. Primary and secondary outcomes were compared. Crossing Kaplan-Meier curves were interpreted as disproof of proportional hazards assumption and the log-rank test was considered inappropriate. Area under the receiver operating curves were determined to assess the prognostic value of the deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio for in-hospital mortality after cardiac surgery. Multiple regression analyses were performed in order to explore its influence on postoperative in-hospital mortality. Results: Elevated deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio (≥ 1.68 mmHg/ml) was associated with higher postoperative mortality rates (p = 0.006), higher incidence of postoperative hyperlactatemia (p < 0.001), prolonged length of stay in the ICU (p = 0.020) and higher rate of transfusion of red blood cells (p < 0.001). As the ROC-analysis showed an AUC 0.578 the predictive value for postoperative mortality should be regarded as insufficient. The multiple regression analyses revealed that unlike postoperative acute renal failure as major risk factor (OR > 3, p < 0.001) the deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio could not serve as an independent risk factor for in-hospital mortality after cardiac surgery (p = 0.724). Discussion: Despite higher mortality rates in patients with elevated deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio its prognostic value to predict in-hospital mortality after cardiac surgery seems insufficient. Secondary outcome criteria, such as hyperlactatemia, length of stay in the ICU and transfusion of red blood cells have shown that there are clinical endpoints which require further investigation. As this was a retrospective analysis further studies are needed to validate the clinical value of deltaPCO2/C(a-v)O2 ratio.