abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil 8ZwzTk4S5QMbyknVmQzd4NC 00009 S0066-782X2007001400009 S0066-782X(07)08900209 10.1590/S0066-782X2007001400009 Artigos Originais Fatores de risco hospitalar para implante de bioprótese valvar de pericárdio bovino De Bacco Mateus W. Sant'Anna João Ricardo M. De Bacco Gustavo Sant'Anna Roberto T. Santos Marisa F. Pereira Edemar Costa Altamiro Reis da Prates Paulo Roberto Kalil Renato A. K. Nesralla Ivo A. Porto Alegre Fundação Universitária de Cardiologia Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul Brazil 08 2007 89 2 125 130 13 03 2007 22 02 2007 18 12 2006 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: Identificação de fatores de risco pré-operatórios na cirurgia cardíaca valvar visa melhor resultado cirúrgico pela possível neutralização de condições relacionadas com morbi-mortalidade aumentada. OBJETIVO: Este estudo objetiva identificar fatores de risco hospitalar em pacientes submetidos a implante de bioprótese de pericárdio bovino. MÉTODOS: Estudo retrospectivo incluindo 703 pacientes consecutivos submetidos a implante de pelo menos uma bioprótese de pericárdio bovino St. Jude Medical-Biocor® de setembro de 1991 a dezembro de 2005 no Instituto de Cardiologia do RS, sendo 392 aórticos, 250 mitrais e 61 mitro-aórticos. Analisadas as características sexo, idade, índice de massa corporal, classe funcional (New York Heart Association - NYHA), fração de ejeção, lesão valvar, hipertensão arterial sistêmica, diabete melito, função renal, arritmias cardíacas, cirurgia cardíaca prévia, revascularização miocárdica, plastia tricúspide e caráter eletivo, de urgência ou de emergência da cirurgia. Desfecho primordial foi mortalidade hospitalar. Utilizou-se regressão logística para examinar relação entre fatores de risco e mortalidade hospitalar. RESULTADOS: Ocorreram 101 (14,3%) óbitos hospitalares. Características significativamente relacionadas à mortalidade aumentada foram sexo feminino (p<0,001), idade superior a 70 anos (p=0,004), fibrilação atrial (p=0,006), diabete melito (p=0,043), creatinina > 2,4mg/dl (p=0,004), classe funcional IV (p<0,001), lesão valvar mitral (p<0,001), cirurgia cardíaca prévia (p=0,005), plastia tricúspide (p<0,001) e caráter cirúrgico emergencial (p<0,001). CONCLUSÃO: Observada mortalidade aceita pela literatura, justificável pela prevalência de alguns fatores de risco, tendo elevado nível de significância sexo feminino, idade superior a 70 anos, classe funcional IV, plastia tricúspide e caráter emergencial. A possível neutralização destes poderá contribuir para redução da mortalidade hospitalar na cirurgia valvar.

 Cirurgia torácica mortalidade hospitalar fatores de risco bioprótese implante de prótese de valva 05 09 2007

ARTIGO ORIGINAL

Fatores de risco hospitalar para implante de bioprótese valvar de pericárdio bovino

Mateus W. De Bacco; João Ricardo M. Sant'Anna; Gustavo De Bacco; Roberto T. Sant'Anna; Marisa F. Santos; Edemar Pereira; Altamiro Reis da Costa; Paulo Roberto Prates; Renato A. K. Kalil; Ivo A. Nesralla

Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia - Porto Alegre, RS - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: Identificação de fatores de risco pré-operatórios na cirurgia cardíaca valvar visa melhor resultado cirúrgico pela possível neutralização de condições relacionadas com morbi-mortalidade aumentada.

OBJETIVO: Este estudo objetiva identificar fatores de risco hospitalar em pacientes submetidos a implante de bioprótese de pericárdio bovino.

MÉTODOS: Estudo retrospectivo incluindo 703 pacientes consecutivos submetidos a implante de pelo menos uma bioprótese de pericárdio bovino St. Jude Medical-Biocor® de setembro de 1991 a dezembro de 2005 no Instituto de Cardiologia do RS, sendo 392 aórticos, 250 mitrais e 61 mitro-aórticos. Analisadas as características sexo, idade, índice de massa corporal, classe funcional (New York Heart Association – NYHA), fração de ejeção, lesão valvar, hipertensão arterial sistêmica, diabete melito, função renal, arritmias cardíacas, cirurgia cardíaca prévia, revascularização miocárdica, plastia tricúspide e caráter eletivo, de urgência ou de emergência da cirurgia. Desfecho primordial foi mortalidade hospitalar. Utilizou-se regressão logística para examinar relação entre fatores de risco e mortalidade hospitalar.

RESULTADOS: Ocorreram 101 (14,3%) óbitos hospitalares. Características significativamente relacionadas à mortalidade aumentada foram sexo feminino (p<0,001), idade superior a 70 anos (p=0,004), fibrilação atrial (p=0,006), diabete melito (p=0,043), creatinina > 2,4mg/dl (p=0,004), classe funcional IV (p<0,001), lesão valvar mitral (p<0,001), cirurgia cardíaca prévia (p=0,005), plastia tricúspide (p<0,001) e caráter cirúrgico emergencial (p<0,001).

CONCLUSÃO: Observada mortalidade aceita pela literatura, justificável pela prevalência de alguns fatores de risco, tendo elevado nível de significância sexo feminino, idade superior a 70 anos, classe funcional IV, plastia tricúspide e caráter emergencial. A possível neutralização destes poderá contribuir para redução da mortalidade hospitalar na cirurgia valvar. (Arq Bras Cardiol 2007;89(2):125-130)

Palavras-chave: Cirurgia torácica, mortalidade hospitalar, fatores de risco, bioprótese, implante de prótese de valva.

Introdução

A literatura tem demonstrado variável risco para cirurgia de substituição valvar cardíaca, sendo comunicada mortalidade hospitalar entre 1% e 15%, independentemente do tipo de substituto implantável1-4. A variabilidade no resultado é justificável por diferenças nas características demográficas dos pacientes considerados para cirurgia, nas técnicas perioperatórias, na posição do implante valvar, nos procedimentos cirúrgicos associados e nos cuidados de pós-operatório.

A experiência cirúrgica tem evidenciado que fatores como idade avançada, índice de massa corporal reduzido, presença de insuficiência renal, baixa fração de ejeção ventricular esquerda, indicação cirúrgica emergencial e indicação como reoperação valvar, entre outros, contribuem para mortalidade hospitalar aumentada e implicam maior atenção por parte dos médicos envolvidos nos cuidados clínico e cirúrgico dos pacientes5-11.

Contudo, estudos retrospectivos com grande número de pacientes podem identificar com maior grau de certeza as características que podem afetar o resultado da cirurgia e criar modelos de estratificação de risco aplicáveis a diferentes instituições1-4. Essas características são ditas fatores de risco hospitalar e, quando identificadas e neutralizadas, permitem reduzir a morbidade e a mortalidade cirúrgicas e o custo do atendimento.

O objetivo do presente estudo é revisar de modo retrospectivo a série de pacientes submetidos a implante de bioprótese valvar cardíaca de pericárdio bovino modelo St. Jude Medical-Biocor no Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia, visando a identificar características capazes de influenciar a mortalidade hospitalar.

Métodos

Característica do estudo - Coorte histórica, retrospectiva.

População - Foram incluídos 703 pacientes submetidos a implante de pelo menos uma bioprótese de pericárdio bovino St Jude Medical-Biocor no período de setembro de 1991 a dezembro de 2005 no Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul. Destes, 359 (51%) eram do sexo masculino e 344 (49%) eram do sexo feminino. A idade variava entre 17 e 88 anos, com média de 62,5 anos e desvio padrão de ± 12,6 anos. A classe funcional, segundo os padrões da New York Heart Association (NYHA), era I em 19 (2,8%) pacientes, II em 151 (22,4%), III em 348 (51,7%) e IV em 155 (23,1%). Apresentavam hipertensão arterial sistêmica 292 (41,5%) pacientes, 69 (9,8%) eram portadores de diabete melito, e o índice de massa corporal era inferior a 20 kg/m² em 52 (7,5%) e superior a 25 kg/m² em 343 (49,8%). Quanto à fração de ejeção: era superior a 50% em 512 (80,4%) pacientes, entre 30% e 50% em 104 (16,3%) e inferior a 30% em 21 (3,3%). Ritmo pré-operatório era sinusal em 532 (75,7%) pacientes, fibrilação atrial em 152 (21,6%) e bloqueio atrioventricular em 19 (2,7%). Apresentavam creatinina sérica superior a 2,4 g/dl 13 (1,8%) pacientes e 6 (0,8%) estavam em diálise.

Cirurgia valvar - Todos os pacientes foram operados com circulação extracorpórea mediante oxigenador de membrana e variável nível de hemodiluição e hipotermia, preservação miocárdica mediante cardioplegia hipotérmica com solução St Thomas II. Cuidados operatórios e de pós-operatório foram previamente descritos12.

Do total de pacientes avaliados, 506 pacientes foram submetidos a operação cardíaca pela primeira vez, 142 já haviam sido submetidos a cirurgia cardíaca e 55 já haviam realizado duas ou mais cirurgias cardíacas, totalizando 703 procedimentos. Foram realizados 250 (35,6%) implantes isolados de bioprótese St. Jude Medical-Biocor mitral, 392 (55,8%) do modelo aórtico e implante associado de biopróteses mitral e aórtica ocorreu em 61 (8,6%) procedimentos. As cirurgias de substituição valvar foram combinadas com 158 (22,4%) cirurgias de revascularização miocárdica ou correção de defeito mecânico secundário a isquemia miocárdica e 42 (5,9%) cirurgias para plastia tricúspide associada. Quanto ao caráter da cirurgia, 635 foram eletivas, 17 tiveram caráter de urgência e 5 de emergência, tendo 20 pacientes sido submetidos a reoperação.

Desfechos e definição de fatores de risco - Desfecho primário considerado foi o óbito em período observado durante internação cirúrgica para implante de bioprótese valvar cardíaca.

Óbitos foram classificados como atribuíveis à bioprótese (tais como trombose, endocardite ou disfunção resultando em insuficiência cardíaca, implicando ou não cirurgia cardíaca), de causa cirúrgica (ruptura da junção atrioventricular, sangramento), de causa cardíaca (como por insuficiência cardíaca não-relacionada à falência da bioprótese) ou de causa não-cardíaca (decorrente de complicações relacionadas a diferentes subsistemas, como neurológico, renal, pulmonar).

As características demográficas avaliadas quanto à mortalidade hospitalar foram: sexo, idade, arritmias cardíacas, fração de ejeção, hipertensão arterial sistêmica, diabete melito, índice de massa corporal, insuficiência renal (se creatinina sérica superior a 2,4 g/dl e/ou da realização de diálise), classe funcional (de acordo com o modelo proposto pela NYHA), tipo de lesão valvar (aórtica, mitral ou mitro-aórtica) e cirurgia cardíaca prévia.

As variáveis operatórias avaliadas foram: época da cirurgia, cirurgia associada (revascularização miocárdica e cirurgia tricúspide), reoperação valvar e caráter da cirurgia (eletiva, urgência ou emergência).

Considerações éticas - O projeto de pesquisa referente a este trabalho foi submetido à Unidade de Pesquisa do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul e aprovado para execução pelo Comitê de Ética em Pesquisa dessa instituição. Na sua realização foram respeitadas normas relativas à privacidade dos pacientes e ao sigilo no manuseio de informações médicas. Histórico pós-operatório e informações atualizadas foram obtidos em prontuário médico para os pacientes acompanhados em ambulatório da instituição ou por contato telefônico direto ou com clínico assistente.

Análise de dados - Análises estatísticas univariável e multivariável pelo programa SPSS for Windows, versão 14.0, foram utilizadas para determinar preditores de risco de mortalidade hospitalar predominantes e independentes. Para tanto, foram utilizados o teste do qui-quadrado e o teste de regressão logística. Na análise multivariável, as variáveis foram utilizadas na forma em que apresentavam maior poder discriminatório. Todas as características significativas (p < 0,005) na análise univariável foram consideradas para análise multivariável. Foram consideradas características de risco aquelas que tiveram associação significativa com mortalidade hospitalar, para um alfa crítico de 0,05.

Resultados

Mortalidade hospitalar - A mortalidade hospitalar foi de 14,3%. Dos 101 óbitos, 2 (1,9%) foram atribuíveis à bioprótese (1 por trombose na prótese e 1 por endocardite bacteriana confirmada por hemocultura e antecedente de infecção respiratória e infecção de acesso venoso), 26 (25,7%) foram de causa cirúrgica (sendo 25 secundários a sangramento e 1 por dissecção de aorta), 38 (37,6%) foram de causa cardíaca (sendo 30 casos por falência de ventrículo esquerdo, 2 por arritmia e 6 por falência de ventrículo esquerdo no transoperatório), e 35 (34,6%) foram de causa não-cardíaca (sendo 24 casos de sépsis que conduziram a falência múltipla de órgãos, 2 secundários a dano neurológico, 1 por embolia pulmonar e 8 por insuficiência renal). No período de 1991 a 1995, foram realizados 63 procedimentos, com 9,5% de taxa de mortalidade (6 óbitos); de 1996 a 2000, foram realizados 295 procedimentos, com 14,9% de taxa de mortalidade (44 óbitos); e de 2001 a 2005, foram realizados 345 procedimentos, com 14,7% de taxa de mortalidade (51 óbitos).

Fatores de risco - As características pré-operatórias, ditas preditores de risco, estão sumarizadas na tabela 1.

As características estatisticamente significativas relacionadas à mortalidade aumentada foram: sexo feminino (p < 0,001), idade superior a 70 anos (p = 0,004), fibrilação atrial (p = 0,006), diabete melito (p = 0,043), creatinina sérica superior a 2,4 g/dl (p = 0,004), classe funcional (NYHA) IV (p < 0,001), lesão valvar mitral (p < 0,001) e realização de cirurgia cardíaca prévia (p = 0,005).

As características operatórias estatisticamente significativas correlacionadas com mortalidade hospitalar elevada foram cirurgia tricúspide associada (p < 0,001) e caráter emergencial da cirurgia (p < 0,001). A mortalidade hospitalar foi de 9,4% para substituição aórtica, de 20,0% para substituição mitral e de 23,0% para substituição mitro-aórtica. A maior mortalidade no grupo da substituição mitral é compatível com os resultados da literatura13-16.

Discussão

A cirurgia de implante valvar é a segunda cirurgia cardíaca mais realizada na atualidade, estando associada a mortalidade hospitalar de 1% a 15%1-4. Preditores de risco pré-operatório em cirurgia cardíaca valvar foram estudados a partir de 198517. Desde então, têm sido constatadas variações consideráveis nos fatores determinados como preditores de mortalidade hospitalar e as diferenças entre estudos acabam dificultando a aplicação de um modelo de estratificação de riscos por médicos cirurgiões e por grandes centros cirúrgicos.

Ambler e cols.1 desenvolveram um modelo de estratificação de risco para cirurgia cardíaca valvar levando em consideração características associadas à mortalidade hospitalar elevada, como idade, índice de massa corporal, sexo, tipo de lesão valvar, cirurgia de revascularização miocárdica e/ou cirurgia tricúspide associada, insuficiência renal, diabete melito, hipertensão, baixa fração de ejeção, arritmias, número de cirurgias cardíacas prévias e prioridade cirúrgica. Os fatores de maior risco foram cirurgia de emergência, seguido por idade superior a 79 anos, insuficiência renal com diálise e duas ou mais cirurgias cardíacas prévias.

Jamieson e cols.2 identificaram 51 características pré-operatórias relacionadas à mortalidade tanto operatória como hospitalar. Os fatores de risco maiores, associados à taxa de mortalidade elevada, foram cirurgia de emergência, insuficiência renal (estando ou não em diálise), reoperação e classe funcional IV (NYHA). Os fatores de risco menores incluíam idade superior a 70 anos, sexo feminino, cirurgia de urgência, baixa fração de ejeção, acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca congestiva, arritmias e uso de drogas inotrópicas.

Para Hellgrena e cols.18, as características relacionadas a maior morbidade e mortalidade em cirurgia cardíaca valvar foram idade superior a 70 anos, classe funcional (NYHA) elevada, especialmente classe IV, e parada cardíaca no período pré-operatório. Edwards e cols.19 identificaram reoperação, caráter emergencial, insuficiência renal e parada cardíaca como fatores de risco independentes para cirurgia isolada de troca valvar.

Nowicki e cols.20, em seu estudo sobre fatores de risco independentes para cirurgia de troca valvar aórtica, constataram as seguintes variáveis: idade superior a 70 anos, pequena superfície corpórea, creatinina elevada, cirurgia cardíaca prévia, classe funcional (NYHA) IV, parada cardíaca prévia, insuficiência cardíaca congestiva, fibrilação atrial, caráter emergencial, ano da cirurgia e revascularização miocárdica associada. Já na cirurgia de valva mitral, foram estatisticamente significativas as seguintes características: sexo feminino, idade avançada, diabete melito, revascularização miocárdica, acidente vascular cerebral prévio, creatinina elevada, classe funcional (NYHA) IV, caráter emergencial e insuficiência cardíaca congestiva.

Roques e cols.21, usando dados coletados de 5.762 pacientes, de setembro a dezembro de 1995, publicaram o EuroSCORE, um preditor de mortalidade hospitalar. As variáveis significativamente associadas à mortalidade elevada foram idade avançada, creatinina, cirurgia cardíaca prévia, função ventricular esquerda, insuficiência cardíaca congestiva, hipertensão pulmonar, endocardite, caráter emergencial, múltipla troca valvar ou procedimento tricúspide e revascularização miocárdica concomitante ou cirurgia torácica associada.

Braile e cols.22, em estudo compreendendo 663 pacientes submetidos a implante valvar de pericárdio bovino em posição mitral, no período de 1977 a 1988, realizado no Instituto de Moléstias Cardiovasculares de São José do Rio Preto (SP), identificaram alguns fatores que possivelmente interferiam na durabilidade das biopróteses, tais como idade e condições metabólicas do paciente, posição do implante, e material e técnica de preparo da valva a ser implantada. Os autores citam preferência para implante de bioprótese em pacientes com idade superior a 21 anos, contradizendo outros estudos que não recomendam o uso de biopróteses em pacientes com menos de 30 anos, exceto em mulheres que desejam engravidar23. A mortalidade hospitalar registrada foi de 9,2%, sendo de 13,2% para os 586 pacientes pertencentes ao grupo I (com mais de 21 anos de idade), valor inferior ao registrado na série deste estudo. Já para os 77 pacientes do grupo II (com menos de 21 anos de idade), a mortalidade foi de 6,3%.

Ainda em nosso meio, Brandão e cols.24 apresentaram estudo dos fatores de risco para uma série de pacientes submetidos a implante de próteses mecânicas de duplo folheto. O tipo de prótese utilizada, diverso do estudo dos autores e de outros citados na literatura, possivelmente modificou a distribuição de características demográficas da população, como a idade dos pacientes, que mostrava média inferior (38,7 anos). Ainda assim, a mortalidade mitral foi de 13,5%, superior à aórtica, que foi de 7,5%, estando os valores comunicados em acordo com o observado no presente estudo.

Conclusão

Para determinação de fatores que contribuíram com a mortalidade hospitalar, foram considerados alguns dos preditores de risco identificados em estudos já citados da literatura1-11, com enfoque naqueles apresentados por Ambler e cols.1. Essa atitude decorre da pronta disponibilidade de informações médicas consideradas por esses autores e cujo registro faz parte da rotina hospitalar. A quantificação de cada fator e a aplicabilidade clínica de um escore baseado nessa determinação deverá ser objetivo de estudo posterior. Contudo, é preciso considerar que esse enfoque exclui alguns fatores de risco reconhecidos, como hipertensão arterial pulmonar, doença pulmonar obstrutiva crônica e doença vascular periférica2,25.

A atual mudança dos critérios de indicação para cirurgia valvar cardíaca decorre de pelo menos dois motivos18. Por um lado, pacientes com doença em fase mais avançada são submetidos a cirurgia como conseqüência do envelhecimento natural, o que resulta em maior acometimento sistêmico e em risco hospitalar aumentado. Essa observação poderia justificar o aumento da mortalidade observado nos períodos mais recentes do estudo.

Por outro lado, pacientes com valvopatias menos graves estão sendo admitidos pela tendência de se recomendar cirurgia em estados mais precoces da doença, o que pode determinar menor prevalência de fatores de risco e traduzir-se em menor mortalidade. Possivelmente essa população, que deve compreender pacientes mais jovens, realize implante de próteses mecânicas, o que pode ter implicado sua exclusão do presente estudo. A inclusão desses pacientes, que demonstram mortalidade hospitalar supostamente menor que a observada na população que implantou bioprótese, poderia ter contribuído para resultado cirúrgico mais favorável.

Espera-se que alguns dos fatores de risco operatórios identificados no estudo, que foram sexo feminino, idade superior a 70 anos, fibrilação atrial, diabete, insuficiência renal, classe funcional IV, lesão valvar mitral, cirurgia cardíaca prévia, plastia tricúspide associada e caráter da cirurgia, possam ter seu papel no risco minimizado, tanto por alteração em critérios de indicação (como maior precocidade) como por melhor compensação clínica ou por modificação das rotinas operatórias. Assim, será possível reduzir a mortalidade hospitalar e o custo do atendimento.

Correspondência:

João Ricardo M. Sant'Anna

IC/FUC - Unidade de Pesquisa

Av. Princesa Isabel, 370

90620-001 - Porto Alegre, RS - Brasil

E-mail:

santana.pesquisa@cardiologia.org.br

Artigo recebido em 18/12/06; revisado recebido em 22/02/07; aceito em 13/03/07.

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BACKGROUND: Identification of preoperative heart valve surgery risk factors aim to improve surgical outcomes with the possibility to offset conditions related to increased morbidity and mortality. OBJECTIVE: Intent of this study is to identify hospital risk factors in patients undergoing bovine pericardial bioprosthesis implantation. METHODS: Retrospective study including 703 consecutive patients who underwent implantation of at least one St. Jude Medical-Biocor™ bovine pericardial bioprosthesis between September 1991 and December 2005 at the Rio Grande do Sul Cardiology Institute; 392 were aortic, 250 were mitral and 61 were mitroaortic. Characteristics analyzed were gender, age, body mass index, NYHA (New York Heart Association) functional class, ejection fraction, valve lesions, systemic hypertension, diabetes mellitus, kidney function, arrhythmias, prior heart surgery, coronary artery bypass graft, tricuspid valve surgery and elective, urgent or emergency surgery. Main outcome was in-hospital mortality. Relationship between risk factors and in-hospital mortality was analyzed using logistic regression. RESULTS: Were 101 (14.3%) in-hospital deaths. Characteristics with significant relationship to increased mortality were female gender (p<0.001), age over 70 years (p=0.004), atrial fibrillation (p=0.006), diabetes mellitus (p=0.043), creatinine > 2.4mg/dl (p=0.004), functional class IV (p<0.001), mitral valve lesion (p<0.001), previous heart surgery (p=0.005), tricuspid valve surgery (p<0.001) and emergency surgery (p<0.001). CONCLUSION: Mortality rate observed is accepted by literature and is justifiable due to the high prevalence of risk factors, showing an increased significance level for female gender, age above 70, functional class IV, tricuspid valve repairs and emergency surgery. Offsetting these factors could contribute to reduced in-hospital mortality for valve surgery.

 Thoracic surgery hospital mortality risk factors bioprosthesis heart valve prosthesis implantation

ORIGINAL ARTICLE

Hospital risk factors for bovine pericardial bioprosthesis valve implantation

Mateus W. De Bacco; João Ricardo M. Sant’Anna; Gustavo De Bacco; Roberto T. Sant’Anna; Marisa F. Santos; Edemar Pereira; Altamiro Reis da Costa; Paulo Roberto Prates; Renato A. K. Kalil; Ivo A. Nesralla

Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia – Porto Alegre, RS - Brazil

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SUMMARY

BACKGROUND: Identification of preoperative heart valve surgery risk factors aim to improve surgical outcomes with the possibility to offset conditions related to increased morbidity and mortality.

OBJECTIVE: Intent of this study is to identify hospital risk factors in patients undergoing bovine pericardial bioprosthesis implantation.

METHODS: Retrospective study including 703 consecutive patients who underwent implantation of at least one St. Jude Medical-Biocor™ bovine pericardial bioprosthesis between September 1991 and December 2005 at the Rio Grande do Sul Cardiology Institute; 392 were aortic, 250 were mitral and 61 were mitroaortic. Characteristics analyzed were gender, age, body mass index, NYHA (New York Heart Association) functional class, ejection fraction, valve lesions, systemic hypertension, diabetes mellitus, kidney function, arrhythmias, prior heart surgery, coronary artery bypass graft, tricuspid valve surgery and elective, urgent or emergency surgery. Main outcome was in-hospital mortality. Relationship between risk factors and in-hospital mortality was analyzed using logistic regression.

RESULTS: Were 101 (14.3%) in-hospital deaths. Characteristics with significant relationship to increased mortality were female gender (p<0.001), age over 70 years (p=0.004), atrial fibrillation (p=0.006), diabetes mellitus (p=0.043), creatinine > 2.4mg/dl (p=0.004), functional class IV (p<0.001), mitral valve lesion (p<0.001), previous heart surgery (p=0.005), tricuspid valve surgery (p<0.001) and emergency surgery (p<0.001).

CONCLUSION: Mortality rate observed is accepted by literature and is justifiable due to the high prevalence of risk factors, showing an increased significance level for female gender, age above 70, functional class IV, tricuspid valve repairs and emergency surgery. Offsetting these factors could contribute to reduced in-hospital mortality for valve surgery. (Arq Bras Cardiol 2007;89(2):113-118)

Key words: Thoracic surgery; hospital mortality; risk factors; bioprosthesis; heart valve prosthesis implantation.

Introduction

Literature has demonstrated variable risk for heart valve replacement surgery reporting in-hospital mortality between 1% and 15%, regardless of the type of implant replacement1-4. This variation is justified by differences in the demographic characteristics of the surgical patients, perioperative techniques, valve implantation position, concomitant surgical procedures and post operative care.

Surgical experience has demonstrated that factors such as advanced age, reduced body mass index, presence of kidney failure, reduced left ventricle ejection fraction, indications for emergency and repeat valve surgery, among others, contribute to increased in-hospital mortality and require greater attention from the doctors involved in the clinical and surgical patient care5-11.

Nevertheless, retrospective studies involving a large number of patients could identify, with a greater degree of certainty, the characteristics that can affect surgical outcomes and create risk stratification models that could be used in different institutions1-4. These characteristics are called hospital risk factors and when identified and averted, can reduce surgical morbidity and mortality, as well as patient care costs.

The objective of the present study is to retrospectively analyze a series of patients who underwent St. Jude medical-Biocor™ bovine pericardial bioprosthesis heart valve implantations at the Rio Grande do Sul Cardiology Institute/Cardiology University Foundation, in order to identify characteristics that influence in-hospital mortality.

Methods

Study design - Retrospective cohort study.

Population - Between September 1991 and December 2005, 703 patients were included in the study who had undergone at least one St. Jude Medical-Biocor™ bovine pericardial bioprosthesis implantation at the Rio Grande do Sul Cardiology Institute; of these, 359 (51%) were male and 344 (49%) were female. Ages ranged from 17 to 88 years, mean 62.5 years and standard deviation ± 12.6 years. In relation to New York Heart Association (NYHA) functional classes, 19 (2.8%) patients were class I, 151 (22.4%) class II, 348 (51.7%) class III and 155 (23.1%) were class IV. Systemic hypertension was presented by 292 (41.5%) patients, 69 (9.8%) had diabetes mellitus, 52 (7.5%) had a body mass index (BMI) lower than 20 kg/m² and 343 (49.8%) had a BMI greater than 25 kg/m². Ejection fractions were greater than 50% in 512 (80.4%) patients, between 30% and 50% in 104 (16.3%) and less than 30% in 21 (3.3%). Preoperative conditions revealed 532 (75.7%) with sinus rhythm, 152 (21.6%) with atrial fibrillation and 19 (2.7%) with atrioventricular block. Creatinine serum was greater than 2.4 g/dl in 13 (1.8%) patients and 6 (0.8%) were on dialysis.

Valve surgery - All patients underwent cardiopulmonary bypass during surgery with a membrane oxygenator and varying levels of hemodilution and hypothermia. The myocardium was preserved using hypothermic cardioplegia with ST. Thomas II solution. Intra and post operative care were administered as described above12.

Out of the total number of patients, 506 underwent their first heart surgery, 142 had previous heart surgery and 55 had undergone two or more heart surgeries, for a total of 703 procedures. The St. Jude Medical-Biocor™! bioprosthesis implantations included 250 (35.6%) isolated mitral valve procedures, 392 (55.8%) aortic valve procedures and 61 (8.6%) mitroaortic procedures. The valve replacement surgeries were combined with 158 (22.4%) coronary artery bypass grafts or repair of mechanical defects secondary to myocardial ischemia and 42 (5.9%) procedures for concomitant tricuspid valve surgery. In relation to surgery type, 635 were elective, 17 were urgent, 5 were emergency and 20 patients required repeat surgery.

Outcomes and risk factor definitions - The main outcome considered was death during the hospital stay for the heart valve bioprosthesis implantation surgery.

The deaths were classified as: bioprosthesis related (such as thrombosis, endocarditis or dysfunction causing heart failure, regardless whether heart surgery was required); surgery related (rupture of the atrioventricular junction, bleeding); cardiac related (such as heart failure unrelated to bioprosthesis failure); or related to factors other than the heart (arising from complications of other subsystems such as neurological, renal or pulmonary).

The demographic characteristics evaluated in relation to in-hospital mortality were: gender, age, cardiac arrhythmias, ejection fraction, systemic hypertension, diabetes mellitus, body mass index, kidney failure (creatinine serum greater than 2.4 g/dl and/or on dialysis), NYHA functional class, type of valve lesion (aortic, mitral or mitroaortic) and prior heart surgery.

The surgical variables evaluated were: timeframe when surgery was performed, concomitant surgery (coronary artery bypass graft and tricuspid surgery), repeat valve surgery and type of surgery (elective, urgent or emergency).

Ethical considerations - The research project for this study was submitted to the Research Department of the Rio Grande do Sul Cardiology Institute and was approved by the institution’s Research Ethics Committee. Throughout the study, patient privacy and medical information confidentiality standards were respected. Current and retrospective patient information was obtained from the medical charts for patients who were being followed-up at the institution’s clinic or by telephone contact made directly or by a clinic assistant.

Data analysis - Univariate and multivariate statistical analysis to determine predominant and independent risk predictors of in-hospital mortality was conducted using the software program SPSS for Windows, version 14.0. These risk predictors were determined using the chi-square test and logistic regression. In the multivariate analysis, the greatest discriminatory power of the variables was used. All significant characteristics (p<0.005) in the univariate analysis were included in the multivariate analysis. Risk characteristics were determined when there was a significant association with in-hospital mortality, using a critical alpha value of 0.05.

Results

In-hospital mortality - In-hospital mortality was 14.3%. From the 101 deaths, 2 (1.9%) were bioprosthesis related (1 case of thrombosis in the prosthesis and 1 case of bacterial endocarditis confirmed by a blood culture with previous respiratory infection and infection of the venous access); 26 (25.7%) were surgery-related (25 secondary to bleeding and 1 aorta dissection); 38 (37.6%) were heart-related (30 cases of left ventricle failure, 2 cases of arrhythmia and 6 cases of intraoperatory left ventricle failure); and 35 (34.6%) were related to factors other than the heart (24 cases of sepsis causing multiple organ failure, 2 cases secondary to neurological damage, 1 case of pulmonary embolism and 8 cases of kidney failure). Between 1991 and 1995, 63 procedures were performed, with a mortality rate of 9.5% (6 deaths); between 1996 and 2000, 295 procedures were performed with a mortality rate of 14.9% (44 deaths); and between 2001 and 2005, 345 procedures were performed with a mortality rate of 14.7% (51 deaths).

Risk factors - The preoperative characteristics, called risk predictors are summarized in table 1.

The statistically significant characteristics related to increased mortality were: female gender (p < 0.001), age over 70 years (p = 0.004), atrial fibrillation (p = 0.006), diabetes mellitus (p = 0.043), creatinine serum higher than 2.4 g/dl (p = 0.004), NYHA functional class IV (p < 0.001), mitral valve lesion (p < 0.001) and previous heart surgery (p = 0.005).

The statistically significant surgical characteristics related to an elevated in-hospital mortality were: concomitant tricuspid valve surgery (p<0.001) and emergency surgery (p< 0.001). Hospital mortality was 9.4% for aortic replacement, 20.0% for mitral valve replacement and 23.0% for mitroaortic replacement. The higher mortality rate in the mitral valve replacement group agrees with data in the medical literature13-16.

Discussion

Valve implantation surgery is currently the second most common cardiac surgical procedure and is associated with in-hospital mortality of 1% to 15%1-4. Preoperative risk predictors in heart valve surgery have been studied since 198517. Since then, considerable variations have been reported in the factors determined as in-hospital mortality predictors. The differences between the studies have made it more difficult for surgeons and large surgical centers to implement a risk stratification model.

Ambler et al1 developed a risk stratification model for heart valve surgery, considering characteristics associated to an elevated in-hospital mortality, such as age, body mass index, gender, type of valve lesion, coronary artery bypass graft and/or concomitant tricuspid valve surgery, kidney failure, diabetes mellitus, hypertension, low ejection fraction, arrhythmia, number of previous heart surgeries and surgery priority. The greatest risk factors were emergency surgery followed by age over 79 years, kidney failure with dialysis and two or more prior heart surgeries.

Jamieson et al2 identified 51 preoperative characteristics related to operative and in-hospital mortality. The greatest risk factors related to an elevated mortality rate were: emergency surgery, kidney failure (with or without dialysis), repeat surgery and NYHA functional class IV. Factors with lower risk included age over 70 years, female gender, urgent surgery, low ejection fraction, cerebral hemorrhage, congestive heart failure, arrhythmia and use of inotropic medications.

Hellgrena et al18, found that the characteristics related to greater morbidity and mortality for heart valve surgery were: age over 70 years; elevated NYHA functional class, in particular class IV; and preoperative cardiac arrest. Edwards et al19 identified repeat surgery, emergency surgery, kidney failure and cardiac arrest as independent risk factors for isolated valve replacement surgery.

Nowicki et al20, in their study on independent risk factors for aortic valve replacement surgery reported the following variables: age over 70 years, small body surface, elevated creatinine, prior heart surgery, NYHA functional class IV, prior cardiac arrest, congestive heart failure, atrial fibrillation, emergency surgery, year of the surgery and concomitant coronary artery bypass graft surgery. The following characteristics were statistically significant for mitral valve surgery: female gender, advanced age, diabetes mellitus, coronary artery bypass graft surgery, previous stroke, elevated creatinine, NYHA functional class IV, emergency surgery and congestive heart failure.

Roques et al21, using data collected from 5,762 patients between September and December 1995, published the EuroSCORE, a predictor of in-hospital mortality. The variables that were significantly associated with an elevated mortality were: advanced age, creatinine, prior heart surgery, left ventricle function, congestive heart failure, pulmonary hypertension, endocarditis, emergency surgery, multiple valve replacement or tricuspid procedure and concomitant coronary artery bypass graft surgery or thoracic surgery.

Braile et al22, in a study including 663 patients who underwent bovine pericardial valve implantations in the mitral position between 1977 and 1988 at the Cardiovascular Disease Institute in São José do Rio Preto (SP), identified some factors that could interfere with the durability of the bioprosthesis, such as the patient’s age and metabolic conditions, the position of the implant as well as the material and technique used to prepare the valve for implantation. The authors reported that they preferred doing bioprosthesis implants in patients over 21 year of age, contradicting other studies that don’t recommend the use of bioprosthesis for patients under the age of 30, except for women that wish to become pregnant23. In-hospital mortality was recorded as 9.2%; 13.2% was recorded for the 586 group I patients (over age 21) which is lower than the value found in this study series. The mortality rate for the 77 group II patients (under 21 years of age) was 6.3%.

Also in Brazil, Brandão et al24 presented a study of risk factors for a series of patients who underwent bileaflet mechanical prosthesis implantations. The type of prosthesis used, which was different from that used by the authors and others reported in literature, could have modified the distribution of the patient demographic characteristics such as age, that had a lower mean (38.7 years). Nevertheless, mortality for the mitral patients was 13.5%, which was higher than that for the aortic patients (7.5%), and agrees with the values observed in the present study.

Conclusion

To determine the factors that contribute to in-hospital mortality, some risk predictors identified by other studies in literature1-11 were used, with emphasis on those presented by Ambler et al1. This position was taken as the medical information considered by these authors is readily available and is routinely recorded by hospitals. Further studies on the quantification of each factor and the clinical applicability of a score based on this determination are required. Nevertheless, it must be considered that this focus excludes some known risk factors, such as pulmonary hypertension, chronic obstructive pulmonary disease and peripheral vascular disease2,25.

The current alterations in the indication criteria for heart valve surgery is a result of at least two reasons18. On one hand, patients in late disease stages undergo surgery as a consequence of natural aging which causes a more severe attack on the system and increased in-hospital risk. This observation could justify the increased mortality observed during the more recent study periods.

On the other hand, the current tendency for patients with less serious valve diseases is to recommend surgery in earlier disease stages when there is lower prevalence of risk factors and therefore lower mortality. It is possible that this population, which should include younger patients, would have had mechanical prosthesis implantations and therefore would have been excluded from this study. The inclusion of these patients, with an assumed lower in-hospital mortality rate than the bioprosthesis population, could have contributed to a more favorable surgical outcome.

It is hoped that some of the surgical risk factors identified in this study (female gender, age over 70 years, atrial fibrillation, diabetes, kidney failure, NYHA functional class IV, mitral valve lesion, prior heart surgery, concomitant tricuspid valve surgery and type of surgery) will contribute to lowering the risk for altering indication criteria (earlier), improving clinical compensation or modifying surgical routines. If so, it would be possible to reduce in-hospital mortality and patient care costs.

References

Mailing Address:

João Ricardo M. Sant’Anna

IC/FUC - Unidade de Pesquisa

Av. Princesa Isabel, 370

90620-001 - Porto Alegre, RS - Brazil

E-mail:

santana.pesquisa@cardiologia.org.br

Manuscript received December 18,2006; revised manuscript received February 22, 2007; accepted March 13, 2007