Klinische Bedeutung von Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung im Sechs-Minuten-Gehtest bei operabler chronisch thromboembolischer pulmonaler Hypertonie

Abstract

Eine chronisch thromboembolische pulmonale Hypertonie (CTEPH) entsteht zumeist auf Grundlage einzelner oder rezidivierender Lungenembolien. Durch intraluminales Narbengewebe erhöht sich der Widerstand im pulmonal-arteriellen Gefäßsystem. Unbehandelt geht dies mit einer chronischen Rechtsherzbelastung einher und führt langfristig zu einer Rechtsherzinsuffizienz mit reduzierter Lebenserwartung. Die pulmonale Endarteriektomie (PEA) stellt eine potentiell kurative Therapie der operablen Form der CTEPH dar. Neben weiteren Untersuchungen gehört der 6MWT zur prä- und postoperativen Diagnostik, welcher derzeit vorrangig der Bestimmung der Gehstrecke nach sechs Minuten (6MWD) dient. Die 6MWD ermöglicht eine Einschätzung der funktionellen Leistungsfähigkeit, des Schweregrads der CTEPH sowie der Prognose des Langzeitergebnisses nach der PEA. Zusätzlich können im 6MWT pulsoxymetrisch die Herzfrequenz (HR) sowie die periphere Sauerstoffsättigung (SpO2) bestimmt werden. Die klinische Bedeutung dieser Parameter und einer belastungsabhängigen Hypoxämie (EID) sowie des prädiktiven Werts für das Outcome nach der PEA ist im Vergleich zur 6MWD bislang deutlich weniger untersucht.Das Studiendesign sah ein prospektives Screening aller Patienten vor, die innerhalb des Zeitraums vom 1. März 2013 bis 21. März 2014 zur Durchführung einer PEA in der Abteilung für Thoraxchirurgie der Kerckhoff-Klinik Bad Nauheim vorstellig wurden. Der 6MWT, ein Rechtsherzkatheter, eine Spiroergometrie, eine Echokardiographie und eine Lungenfunktionsuntersuchung wurden vor und ein Jahr nach der PEA durchgeführt. Die Hauptkriterien der Studie waren die Untersuchung der SpO2 und der HR während des 6MWT als Parameter zur Schweregradabschätzung sowie als Surrogatparameter des Operationsoutcomes ein Jahr nach der PEA. Messparameter des 6MWT waren neben der 6MWD die SpO2, die HR sowie der Borg-Dyspnoe-Score. Die chronotrope Reaktion (?HR) errechnete sich aus der Differenz von HRmax und HRRuhe und die HRR mit der Formel (HRmax - HRRuhe) / (220 - Alter - HRRuhe) * 100. Die Veränderung der SpO2 (?SpO2) errechnete sich aus der Differenz von SpO2 max und SpO2 Ruhe. Die EID wurde definiert als Abfall der SpO2 = 88 % während des 6MWT.Die 37 eingeschlossenen Patienten wiesen vor der PEA einen mPAP von 43,2 ± 8,7 mmHg, einen pulmonalen Gefäßwiderstand (PVR) von 605,5 ± 228,7 dynsekcm-5, einen Herzindex (CI) von 2,4 ± 0,5 l/min/m2, eine 6MWD von 404,7 ±148,4 m sowie eine maximale Sauerstoffaufnahme von 12,3 ± 3,4 ml/min/kg auf. Die PEA führte zu signifikanten Verbesserungen der pulmonalen Hämodynamik. Der mPAP sank auf 28,9 ± 10,1 mmHg, der PVR auf 328,1 ± 241,4 dynsekcm-5 und der CI auf 2,7 ± 1,3 l/min/m2. Eine signifikante Assoziation konnte zwischen ?HR und dem PVR ein Jahr nach der PEA festgestellt werden (r = 0,43, p = 0,01). In der multivarianten Analyse ergab sich ein Zusammenhang der HRR während des 6MWT mit der residualen CTEPH ein Jahr nach der PEA mit einer Hazard-Ratio von 1,06 (95 % Konfidenzintervall 1,02 - 1,1, p = 0,01). Eine EID trat zwar bei fast 33 % des Patientenkollektivs auf, jedoch konnten keine signifikanten Assoziationen zum Outcome der PEA festgestellt werden.Die vorliegende prospektive Studie konnte erstmalig eine klinische Relevanz zusätzlicher Parameter im 6MWT neben der 6MWD bei operabler CTEPH demonstrieren. Anhand der ausgewerteten Daten konnte gezeigt werden, dass eine EID während des 6MWT häufig bei Patienten mit operabler CTEPH auftritt, jedoch nicht mit dem pulmonalen hämodynamischen Outcome ein Jahr nach der PEA assoziiert ist. Andererseits konnte ein Zusammenhang des präoperativen Basisparameters ?HR während des 6MWT mit dem hämodynamischen Outcome ein Jahr nach der PEA festgestellt werden. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse an, dass die HRR während des präoperativen 6MWT von klinischer Signifikanz ist. Soweit bekannt, war diese die erste Studie, die diese spezifischen Parameter während des 6MWT bei einem hochselektierten Kollektiv mit operabler CTEPH untersucht hat und einen prognostischen Wert für das postoperative Outcome darstellen konnte. Chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH) is often caused by single or recurrent pulmonary embolism. Intraluminal scar tissue increases the resistance in the pulmonary arterial vascular system. Untreated, this is associated with a chronic right heart stress and leads to a right heart failure with a reduced life expectancy. Pulmonary endarterectomy (PEA) is a potentially curative therapy of the operative form of CTEPH. In addition to further examinations, the 6MWT belongs to preoperative and postoperative diagnostics and currently predominantly determines the walking distance after six minutes (6MWD). The 6MWD provides an assessment of functional performance, severity of CTEPH and prognosis of long-term outcome after PEA. In addition, the heart rate (HR) and the peripheral oxygen saturation (SpO2) can be determined by pulse oximetry in the 6MWT. The clinical relevance of these parameters and exercise-induced hypoxemia (EID) as well as the predictive value for the outcome after the PEA has been significantly less studied compared to the 6MWD.The study design provided for a prospective screening of all patients undergoing the PEA in the Department of Thoracic Surgery of the Kerckhoff-Klinik Bad Nauheim within the period from 1 March 2013 to 21 March 2014. The 6MWT, a right heart catheter, a spiroergometry, an echocardiography, and a pulmonary function test were performed before and one year after the PEA. The main criteria of the study were the investigation of SpO2 and HR during the 6MWT as a parameter for severity assessment as well as surrogate parameters of the operation outcome one year after the PEA. Measured parameters of the 6MWT were, besides the 6MWD, the SpO2, the HR as well as the Borg Dyspnoe score. The chronotropic reaction (?HR) was calculated from the difference between HRmax and HRRuhe and the HRR with the formula (HRmax - HRRuhe) / (220 - age - HRRuhe) * 100. The change in SpO2 (?SpO2) Difference of SpO2 max and SpO2 rest. The EID was defined as a drop in SpO2 = 88% during the 6MWT.The 37 patients included had a mPAP of PEA before 43.2 ± 8.7 mmHg, a pulmonary vessel resistance (PVR) of (CI) of 2.4 ± 0.5 l/min/m2, a 6MWD of 404.7 ± 148.4 m, and a maximum oxygen uptake of 12.3 ± 3.4 ml/min/kg. The PEA resulted in significant improvements in pulmonary hemodynamics. The mPAP decreased to 28.9 ± 10.1 mmHg, the PVR to 328.1 ± 241.4 dynseccm-5, and CI to 2.7 ± 1.3 l/min/m2. A significant association could be observed between ?HR and the PVR one year after the PEA (r = 0.43, p = 0.01). In the multivariate analysis, a correlation of the HRR during the 6MWT with the residual CTEPH was found one year after the PEA with a hazard ratio of 1.06 (95% confidence interval 1.02-1.1, p = 0.01). Although an EID occurred in nearly 33% of the patient population, no significant association could be found with the outcome of the PEA.The present prospective study demonstrated for the first time a clinical relevance of additional parameters in the 6MWT in addition to the 6MWD in operable CTEPH. Based on the evaluated data, it was shown that an EID during the 6MWT often occurs in patients with operable CTEPH but is not associated with the pulmonary hemodynamic outcome one year after the PEA. On the other hand, a correlation of the preoperative baseline parameter ?HR during the 6MWT with the hemodynamic outcome one year after the PEA could be determined. In addition, the results suggest that HRR is of clinical significance during preoperative 6MWT. As far as is known, this was the first study to investigate these specific parameters during the 6MWT in a highly selected group with operable CTEPH and to provide a prognostic value for the postoperative outcome.