Role variability srdeční frekvence v predikci systémové zánětlivé odpovědi a perioperačních komplikací

MUDr. Petr REIMER

Doctoral thesis

Abstract:

Úvod: Chirurgický inzult vede k poškození tkání a narušení dynamické rovnováhy vnitřního prostředí (homeostázy). Autonomní nervový systém (ANS) hraje zásadní roli v udržování homeostázy organismu. Měření variability srdeční frekvence (heart rate variability HRV) je akceptovanou neinvazivní metodou k zhodnocení autonomní nervové regulace. Kolorektální resekce vedou k výrazné systémové zánětlivé odpovědi a jsou spojeny s vysokou perioperační morbiditou a mortalitou. Zachovalá autonomní regulace je podkladem adekvátních fyziologických rezerv organismu a dobré reaktivity na rozličné inzulty během perioperačního období. Cíle práce: Primárním cílem práce bylo zjistit, zda předoperačně měřená variabilita srdeční frekvence může identifikovat pacienty s vysokou systémovou zánětlivou odpovědí na operační inzult objektivizovanou hladinami C-reaktivního proteinu (CRP) a interleukinu 6 (IL-6) do 48 hodin od začátku operace. Sekundárním cílem bylo zhodnotit roli HRV v predikci užití vazoaktivních látek během anestezie, rozvoje pooperačních komplikací a délky hospitalizace na intenzivní péči a celkové hospitalizace v nemocnici. Materiál a metoda: Tato prospektivní observační studie probíhala od února 2015 do prosince 2016 ve fakultní nemocnici v Ostravě. Do této práce jsme zařadili 65 pacientů, kteří měli podstoupit plánovanou kolorektální resekci. Závěrečnou analýzu podstoupilo 53 subjektů. HRV byla měřena spektrální analýzou během ortostatické zkoušky den před operací. Pacienti byli rozděleni dle HRV do dvou skupin: KAR (s kardiální autonomní reaktivitou, n = 23) a NKAR (bez kardiální autonomní reaktivity, n = 30). Sérové koncentrace CRP a IL-6 byly vyšetřeny v časových intervalech 0, 12 (pouze IL-6), 24 a 48 hodin od začátku operace. Pooperační komplikace byly hodnoceny dle Clavien-Dindo klasifikace. Výsledky: KAR a NKAR se lišily v hladinách CRP v T0 (p < 0,05), T24 (p < 0,05), T48 (p < 0,001) a IL-6 v T12 (p < 0,05), T24 (p < 0,001) a T48 (p < 0,0001). Vazoaktivní látky byly použity během anestezie častěji u NKAR skupiny (p < 0,001) a více NKAR pacientů mělo alespoň jednu pooperační komplikaci v porovnání s KAR (p < 0,01). Navíc ve skupině NKAR byly častěji zastoupeny vážnější komplikace (Clavien-Dindo >= stupeň III; p < 0,05). Mezi skupinami byl prokázán signifikantní rozdíl ve dvou podskupinách komplikací: hypotenze vyžadující vazoaktivní léky (p < 0,01) a ileus (p < 0,05). Byly nalezeny signifikantní rozdíly v délce pobytu na intenzivní péči (p < 0,0001) a v celkové době hospitalizace v nemocnici (p < 0,0001). Závěr: Předoperační hodnocení HRV během ortostatické zkoušky je objektivní a užitečné vyšetření k identifikaci pacientů s nízkými autonomní fyziologickými rezervami, kteří vykazují perioperačně vysokou systémovou zánětlivou odpověď, potřebují vazoaktivní léky pro podporu oběhu v anestezii, mají vyšší výskyt pooperačních komplikací a vyžadují delší hospitalizaci.

Abstract:

Background: Surgical trauma leads to tissue injury and disturbance of the dynamic balance of the internal environment of the organism (homeostasis). The autonomic nervous system (ANS) plays an important role in the maintenance of homeostasis. Measurement of heart rate variability (HRV) is an accepted non-invasive method for evaluation of the autonomic nervous regulation. Colorectal resection leads to high systemic inflammatory response and it is associated with an increased perioperative morbidity and mortality. Preserved autonomic regulation is the basis for adequate physiological reserves of the organism and better reactivity to various insults during the perioperiative period. Aim: The primary aim of the study was to determine, whether pre-operatively measured heart rate variability is able to identify patients with a high systemic inflammatory response to surgical injury, objectivized by levels of C-reactive protein (CRP) and Interleukin (IL-6) obtained within 48 hours of starting the surgical procedure. The secondary aim was to evaluate the role of HRV in the prediction of use of vasoactive drugs during anaesthesia, development of postoperative complications, intensive care unit length of stay (ICU-LOS) and hospital length of stay (H-LOS). Methods: The prospective observational study was performed between February 2015 and December 2016 at the University Hospital Ostrava. We enrolled a total of 65 patients scheduled for elective colorectal surgery. Final statistical analysis was performed in 53 subjects. Spectral analysis of HRV was measured preoperatively, during orthostatic load one day before surgery. The patients were divided according to the HRV results into two groups: CAR (with cardiac autonomic reactivity, n = 23) and NCAR (without cardiac autonomic reactivity, n = 30). Serum levels of CRP and IL-6 were obtained 0, 12 (only IL-6), 24 and 48 hours since the beginning of the surgery. Complications were defined according to the Clavien-Dindo classification. Results: CAR and NCAR were significantly different in the levels of CRP at T0 (p < 0.05), T24 (p < 0.05), T48 (p < 0.001), and IL-6 at T12 (p < 0.05), T24 (p < 0.001), and T48 (p < 0.0001). Vasoactive drugs were used during anaesthesia more frequently in the NCAR group (p < 0.001), and more NCAR patients had at least one postoperative complication when compared to the CAR group (p < 0.01). Furthermore, the NCAR patients presented with more serious complications (Clavien-Dindo >= grade III; p < 0.05) There were significant differences between groups concerning two specific subgroups of complications: hypotension requiring vasoactive drugs (p < 0.01) and ileus (p < 0.05). Significant differences in ICU-LOS (p < 0.0001) and H-LOS (p < 0.0001) were found. Conclusion: Pre-operative HRV assessment during orthostatic load is an objective and useful technique for identifying patients with low autonomic physiological reserves who have perioperatively high systemic inflammatory response, need vasoactive drugs to support circulation during anaesthesia, have a higher incidence of postoperative complications, and require longer hospitalization.

Keywords

variabilita srdeční frekvence, autonomní dysfunkce, systémová zánětlivá odpověď, perioperační komplikace, kolorektální chirurgie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 1. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 23. 4. 2018

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Surgery / Surgery