Die Rolle der prophylaktischen Implantation einer intraaortalen Ballonpumpe auf dem kurzfristigen Outcome nach einer elektiven koronaren Bypass-Operation mit Einsatz der Herz-Lungen-Maschine bei den Patienten mit einer hochgradig eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion

Abstract

Die koronare Bypass-Operation mit dem Einsatz der Herz-Lungen-Maschine (HLM) bei den Patienten mit einer vorbekannten hochgradig eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion ist mit einem sehr hohen Risiko zur Entwicklung eines postoperativen Low Cardiac Output Syndrome (LCOS) verbunden. Das LCOS ist eine schwere Form der akuten Herzinsuffizienz, die als sehr gefürchtete und schwerwiegende Komplikation nach einer Herzoperation auftreten kann. Dieses Syndrom geht mit einer deutlich erhöhten Morbidität und Mortalität sowie höheren medizinischen Behandlungskosten einher. Die eingeschränkte linksventrikuläre Pumpfunktion wurde in vielen Studien als einer der wichtigsten Risikofaktoren zum Auftreten eines LCOS nach einer koronaren Bypass-Operation identifiziert. Die intraaortale Ballonpumpe (IABP) ist das am häufigsten verwendete mechanische Kreislaufunterstützungssystem in der kardiovaskulären Medizin. Die positiven Effekte durch den Einsatz der IABP sind ein Anstieg des diastolischen Blutdrucks, eine Verbesserung der Koronardurchblutung und eine Verringerung der ventrikulären Nachlast, wodurch sich das Schlagvolumen und somit das Herzzeitvolumen erhöhen. Mehrere Meta-Analysen haben bereits gezeigt, dass die präoperative Implantation einer IABP die Mortalität der Hochrisikopatienten, nach einer koronaren Bypass-Operation, verringert. Eine Arbeit konnte sogar zeigen, dass die Induktion der Pulsatilität durch die IABP die viszerale und renale Perfusion während des kardiopulmonalen Bypasses verbessert und somit die Inzidenz der akuten Niereninsuffizienz Grad 3 signifikant reduziert. Im Gegensatz dazu zeigten zwei randomisierte kontrollierte Studien keinen Nutzen in Bezug auf die Mortalität oder die Morbidität durch den präoperativen Einsatz einer IABP bei diesen Patienten. In Anbetracht der möglichen IABP-assoziierten Komplikationen sowie der Beanspruchung medizinischer Reserven, hat die S3-Leitlinie zum Einsatz der IABP in der Herzchirurgie, zur prophylaktischen Implantation einer IABP bei hämodynamisch stabilen Patienten lediglich den Empfehlungsgrad B ausgesprochen. Daher ist die präoperative prophylaktische Anwendung einer IABP bei Patienten mit einer hochgradig eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion, die sich einer koronaren Bypass-Operation mit dem Einsatz der HLM unterziehen, heutzutage immer noch nicht klar definiert. Primeres Ziel der vorgelegten Arbeit war es zu untersuchen, ob die prophylaktische präoperative Implantation einer IABP das frühe postoperative Outcome der hämodynamisch stabilen Patienten mit einer hochgradig eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion (LVEF ≤ 30 %) nach einer koronaren Bypass-Operation mit dem Einsatz der HLM im Vergleich zu den Patienten, die keine prophylaktische IABP erhalten haben, verbessert. Sekundäres Ziel war es, die Prädiktoren zu ermitteln, die das Outcome bei diesen Patienten im Hinblick auf das Auftreten eines postoperativen LCOS beeinflussen können. Von Januar 2009 bis Dezember 2019 wurden 207 Patienten mit einer LVEF ≤ 30 %, die sich einer elektiven isolierten koronaren Bypass-Operation mit dem Einsatz der HLM unterzogen, in diese Studie aufgenommen. Alle relevanten präoperativen, intraoperativen und postoperativen Daten von 136 Patienten mit prophylaktischer IABP und 71 Patienten ohne prophylaktische IABP wurden retrospektiv gesammelt und ausgewertet. Um das Risiko einer Selektionsverzerrung zu minimieren wurde ein Propensity Score Matching durchgeführt und somit zwei Patientenkollektive mit jeweils 71 Patienten (IABP-Gruppe und Kontrollgruppe) gebildet und verglichen. Der postoperative Verbrauch an positiv inotropen und vasoaktiven Substanzen wurde mittels Vasoactive-Inotropic Score (VIS) 24, 48 und 72 Stunden nach der Operation erfasst und berechnet. VIS hat sich heutzutage als am häufigsten verwendetes prädiktives Scoring-System etabliert. Dabei wurde ein hohes VIS als unabhängiger Prediktor für eine erhöhte Morbidität und Mortalität bis zu einem Jahr nach der Herzoperation identifiziert. Zusätzlich wurde eine logistische Regressionsanalyse durchgeführt, um die Prädiktoren für die Entwicklung eines postoperativen LCOS zu ermitteln. Ein P-Wert ≤ 0.05 wurde als statistisch signifikant betrachtet. Die Krankenhausmortalität betrug 7.0 % in der IABP-Gruppe und 9.9 % in der Kontrollgruppe, wobei kein statistisch signifikanter Unterschied festgestellt wurde (p = 0.763). Es wurde eine signifikant niedrigere Inzidenz eines postoperativen LCOS (9.9 % vs. 26.8 %, P = 0.017) in der Kontrollgruppe detektiert. Der Vergleich des VIS 24, 48 und 72 Stunden nach der Operation zwischen der IABP-Gruppe und der Kontrollgruppe zeigte, dass die Patienten ohne prophylaktische Implantation einer IABP einen signifikant höheren Verbrauch positiv inotroper und vasoaktiver Substanzen (Median [IQR], 24 Stunde: 12.3 % [8.2-18.5] vs. 22.2 % [14.4-28.7], 48 Stunde: 7.7 % [3.3-12.3] vs. 16.3 % [8.9-27.7] und 72 Stunde: 2.4 % [0-6.9] vs. 11.5 % [3-25.9], jeweils P < 0.001) hatten. Die präoperative IABP diente als Präventivfaktor für das Auftreten eines postoperativen LCOS (OR 0.19, 95 % CI, 0.06-0.55, P = 0,004). Das fortgeschrittene Alter (OR 1.11, 95 % CI, 1.02-1.23, P = 0,029) und die Dauer des kardiopulmonalen Bypasses während der Operation (OR 1.03, 95 % CI, 1.01-1.05, P = 0,006) wurden als unabhängige Risikofaktoren identifiziert, während die arterielle Hypertonie (OR 0.24, 95 % CI, 0.07-0.77, P = 0,018) als ein präventiver Faktor zur Entwicklung eines postoperativen LCOS detektiert wurde. In dieser Studie traten keine relevanten IABP-bedingten Komplikationen auf. Diese Studie hat mehrere Limitationen. Erstens handelt es sich um eine retrospektive, nicht-randomisierte, Single-Center-Studie. Das nicht-randomisierte Design könnte die Ergebnisse durch mögliche nichterfasste Störfaktoren und verfahrenstechnische Fehler beeinflusst haben. Zusätzlich dazu wurde die Entscheidung über die präoperative Implantation einer IABP individuell vom behandelnden Chirurgen getroffen. Als letzter Punkt wäre noch die kurze Nachbeobachtungszeit zu erwähnen. Unter Berücksichtigung der Limitationen konnte die vorliegende Arbeit zusammengefasst Folgendes zeigen: 1. Die präoperative prophylaktische IABP-Insertion bei hämodynamisch stabilen Patienten mit einer hochgradig eingeschränkten linksventrikulären Pumpfunktion (LVEF ≤ 30 %), die sich einer koronaren Bypass-Operation mit Einsatz der HLM unterzogen haben, war mit einem geringeren Auftreten eines LCOS und gleichzeitig einem signifikant reduzierten Bedarf an positiv inotropen und vasoaktiven Medikamenten nach der Operation verbunden. 2. Der präoperative Einsatz einer IABP war nicht mit einer signifikant gesenkten Krankenhausmortalität verbunden. 3. Das fortgeschrittene Alter und die Dauer des kardiopulmonalen Bypasses während der Operation wurden als unabhängige Risikofaktoren und die arterielle Hypertonie als ein präventiver Faktor zur Entwicklung eines postoperativen LCOS identifiziert. 4. In dieser Studie traten keine schwerwiegenden IABP-bedingten Komplikationen auf. Die Arbeit zeigte somit, dass es sich bei der IABP-Anwendung um ein im Wesentlichen sicheres Verfahren handelte.:Tabellenverzeichnis IV Abbildungsverzeichnis V Abkürzungsverzeichnis VI 1. Einführung 1 1.1 Koronare Herzkrankheit 1 1.2 Koronare Bypass-Operation 7 1.3 Low Cardiac Output Syndrom 11 1.3.1 Definition 12 1.3.2 Ätiologie 13 1.3.3 Pathophysiologie 13 1.3.4 Diagnostik 14 1.3.5 Therapie 15 1.4 Intraaortale Ballonpumpe 16 1.4.1 Geschichte 16 1.4.2 Systembeschreibung 17 1.4.3 Implantationstechnik und Wirkungsprinzip 17 1.4.4 Hämodynamische Effekte und Grenzen der IABP-Therapie 18 1.4.5 Indikationen zur IABP-Implantation 20 1.4.6 Kontraindikationen zur IABP-Implantation 21 1.4.7 Komplikationen der IABP 22 2. Zielsetzung und Fragestellung der Arbeit 24 3. Material und Methoden 25 3.1 Patientenkollektiv, Ein- und Ausschlusskriterien 25 3.2 IABP-Insertion 28 3.3 Die koronare Bypass-Operation 29 3.4 Postoperative Überwachung und Behandlung 31 3.5 Outcomes und Definitionen 33 3.6 Statistische Analyse 35 4. Ergebnisse 37 4.1 Vergleich IABP-Gruppe vs. Kontrollgruppe 37 4.1.1 Vergleich der präoperativen Daten 37 4.1.2 Vergleich der intraoperativen Daten 40 4.1.3 Vergleich der Outcomes 42 4.2 Propensity Score Matching 44 4.3 Vasoactive-Inotropic Score 47 4.4 Logistische Regressionsanalyse in Bezug auf LCOS 48 5. Diskussion 50 6. Zusammenfassung der Arbeit 62 Literaturverzeichnis 66 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 80 Lebenslauf 81 Danksagung 8