Indicating factors of a postoperative measurable skeletal and myocardial injury in patients operated using a heart-lung machine

1.1 Hintergrund und Ziele Seit Erfindung der extrakorporalen Zirkulation wurde diese wichtige Behandlungsmethode und Option in der Herz- und Thoraxchirurgie stetig weiter verbessert und führte zu einer ansteigenden Zahl von Operationen unter Zuhilfenahme einer Herz-Lungen-Maschine (HLM) in Deutschland. Neben einer Reihe pathophysiologischer Veränderungen kommt es unter Verwendung der extrakorporalen Zirkulation auch zu Skelett- und Myokardschäden, deren Detektion und Benennung möglicher Einflussgrößen Ziel dieser Arbeit ist. 1.2 Methoden Hierzu wurde das kardiochirurgische Patientengut des Jahres 2007, welches mittels HLM an der Universitätsklinik Erlangen operiert wurde, hinsichtlich demographischer Daten, Operationszeiten, Vorerkrankungen, Vormedikation, perioperativ erhobener Daten und - im Hinblick auf die Anästhesie -, unter besonderer Berücksichtigung des Propofols, untersucht. Dies geschah anhand erhobener Laborwerte im zeitlichen Verlauf: der Kreatinkinase (CK) der spezifischen Herzmuskel Kreatinkinase (CK-MB) und des Troponin I (Trop I). 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen In Verbindung mit der Operation an einer HLM zeigten Patienten postoperativ signifikant erhöhte CK und Troponin I Blutspiegel im zeitlichen Verlauf. Zusammengefasst zeigten sich bei der Analyse des Patientenkollektives folgende wichtigste Zusammenhänge: Die Analyse der Schnitt-Naht-Zeit zeigte eine gering positive direkte Korrelation mit CK und Troponin I (r=0,27), während eine relevante Korrelation zwischen den Laborparametern einer Muskelschädigung und der Bypasszeit, der Aortenklemmzeit, der Reperfusionszeit und der intraoperativ gemessenen tiefsten Temperatur nicht eindeutig gezeigt werden konnte. Weiterhin konnte kein statistischer Zusammenhang zwischen der intraoperativ verabreichten Propofoldosis und der Höhe der postoperativen CK, CK-MB und Troponin I Spiegel gezeigt werden (r=0,08;-0,01;0,04). Für einige präoperativ eingenommene Medikamente zur Behandlung chronischer Herz-Kreislauferkrankungen ließ sich ein Einfluß auf die postoperativ erhobenen Myolyseparameter zeigen: ACE-Hemmer, ASS und Betablocker hatten einen protektiven Effekt auf den Verlauf der postoperativen Werte für CK und Troponin. Patienten, die präoperativ mit Calcium-Antagonisten behandelt wurden, entwickelten statistisch höhere Muskelenzymwerte. Bei Hochrisikopatienten, Notfällen oder dekompensierten Patienten mit einem präoperativen Akutereignis zeigten sich postoperativ signifikant höhere CK, CK-MB und Troponin I Werte. Auch sollte bei Operationen unter Einsatz einer HLM an einen perioperativ abgelaufenen Myokardinfarkt (PMI) mit CK-MB und Troponin I Erhöhungen gedacht werden. 1.4 Praktische Schlussfolgerungen Vor dem Hintergrund vermehrter Berichte über Propofol assoziierter Rhabdomyolysen, dem sogenannten Propofol Infusionssyndrom, lässt sich anhand der vorliegenden Arbeit sagen, dass die zeitlich limitierte perioperative Gabe von Propofol nicht zur postoperativen Erhöhung der Muskelenzymwerte CK und Troponin I führen. Somit kann gefolgert werden, dass die Gabe von Propofol im Rahmen von Operationen an der HLM sicher in Bezug auf ein Propofol Infusionssyndrom ist. Negative Einflüsse auf die postoperative Entwicklung der Muskelenzymwerte hatten vor allem die präoperative Einnahme von Calcium-Antagonisten sowie lange Schnitt-Naht-Zeiten.1.1 Background and goal Since the invention of the extracorporeal circulation this important treatment and option in cardiac and thoracic surgery improved steadily and led to an increasing number of operations in Germany with the aid of a heart-lung machine (HLM). Besides a number of pathophysiological changes occur, using the extracorporeal circulation, skeletal and myocardial injury can be found. It is the goal of this work to detect and find possible indicating factors for this skeletal and myocardial injury. 1.2 Methodology For this, the cardiac patients operated on in 2007 using CPB at the University Clinic of Erlangen, were analyzed for demographic data, operation time, preexisting conditions, premedication, perioperative collected data and especially the use of propofol for the anesthesia. This was done by analyzing the following laboratory values over time: the creatine kinase (CK) the heart muscle-specific creatine kinase (CK-MB) and troponin I (Trop I). 1.3 Results In connection with the CPB operation, patients postoperatively showed significantly elevated CK and troponin I blood levels over time. In summary the analysis of the patients shows the following important relationships: An analysis of the cut-suture-time showed a low positive direct correlation with CK and troponin I (r = 0.27), while a relevant correlation between the laboratory parameters of muscle damage and bypass time, the clamping time of the Aorta, the reperfusion and the lowest temperature measured during the operation could not be clearly shown. Furthermore, no statistical correlation between the intraoperatively applyed propofol and the amount of postoperative CK, CK-MB and troponin I levels are shown (r = 0.08, -0.01, 0.04). For some drugs taken before surgery for the treatment of chronic cardiovascular diseases there could be shown an influence on the postoperative Myolyseparameter. ACE inhibitors, ASS and beta blockers had a protective effect on the postoperative values for CK and troponin. Patients treated preoperatively with calcium antagonists, developed statistically higher muscle enzyme levels. In high-risk patients, emergencies, or patients with a preoperative acute decompensated event, showed significantly higher postoperative CK, CK-MB and troponin I levels. Nor should a previous myocardial infarction perioperatively (PMI) with CK-MB and troponin I elevations be considered for operations using a HLM. 1.4 Practical conclusions Against the background of increased reports of rhabdomyolysis associated with propofol, the so called propofol infusion syndrome, it can be said, as a Result of this work, that the time-limited perioperative application of propofol is not leading to a postoperative increase of the muscle enzymes CK and Troponin I. Thus, it can be concluded that the application of propofol as a part of operations with the HLM is safe concerning a propofol infusion syndrome. Negative influences on the development of postoperative muscle enzyme levels were shown in the preoperative use of calcium antagonists, and long cut-suture-times