Prognostische implicaties van verhoogde linkerventrikel-ejectiefractie bij patiënten met sepsis

Summary

Deze studie evalueert sepsispatiënten in het Beth Israel Deaconess Medical Center om te bepalen of een verhoogde ejectiefractie van de linkerventrikel de 28-daagse sterfte voorspelt.

Abstract

De rol van de systolische functie van de linkerventrikel als prognostische marker voor sepsispatiënten blijft een gebied van lopend onderzoek en discussie. Het huidige onderzoek toonde een uitgebreide evaluatie van de relatie tussen verschillende niveaus van linker ventrikel ejectiefractie (LVEF) en mortaliteitsuitkomsten bij patiënten met sepsisdiagnose. Er werd een retrospectief onderzoek uitgevoerd met een longitudinale cohort van één centrum waarbij volwassen patiënten van de intensive care unit (ICU) van Beth Israel Deaconess Medical Center werden opgenomen en tijdens hun opname een transthoracale echocardiografie (TTE) ondergingen. Personen die de diagnose sepsis kregen en een Doppler-echocardiografie kregen, werden opgenomen in de analyse als binnen zeven dagen na opname op de intensive care transthoracale echocardiografie werd uitgevoerd. Alle patiënten jonger dan 18 jaar of ouder dan 90 jaar, met een eerdere voorgeschiedenis van hartziekten of hartchirurgie, en degenen bij wie meer dan zeven dagen na IC-opname echocardiografie werd uitgevoerd, werden uitgesloten. Patiënten werden gestratificeerd in drie verschillende groepen op basis van hun LVEF-niveaus: hyperdynamisch (LVEF ≥70%), normaal (LVEF 55%-70%) en depressief (LVEF ≤55%). De associatie tussen verschillende categorieën van sepsis beïnvloedde sterfte-uitkomst van patiënten en de ejectiefractie (LVEF) van de linkerventrikel werd beoordeeld. Van de 3.363 geanalyseerde patiënten, waarvan 1.175 met een verlaagde LVEF, 2.119 met normale LVEF en 68 met hyperdynamische LVEF, identificeerde multivariate Cox-regressie hyperdynamische functie als de sterkste voorspeller van 28-daagse sterfte. Specifiek werd hyperdynamische LVEF onafhankelijk gekoppeld aan een 3,643 keer hoger sterfterisico ten opzichte van de normale LVEF-groep. Er is een significant verband vastgesteld tussen hyperdynamische linkerventrikelfunctie en verhoogde sterftecijfers na 28 dagen bij de op de intensive care opgenomen septische patiënten. Deze fysiologische aandoening onderstreept de noodzaak van meer klinisch bewustzijn vanwege de prognostische betekenis ervan.

Introduction

Sepsis wordt gedefinieerd als een levensbedreigende orgaandisfunctie veroorzaakt door een ontregelde gastheerreactie op infectie¹. Onder de aangetaste organen is het hart bijzonder gevoelig. De omkeerbare myocarddisfunctie die ontstaat tijdens sepsis, bij afwezigheid van onderliggende ischemische hartziekte of bestaande hartaandoeningen, wordt klinisch aangeduid als septische cardiomyopathie (SCM). De gerapporteerde incidentie van septische cardiomyopathie varieert sterk, variërend van 10% tot 70^%.

Een belangrijke klinische vraag blijft bestaan: in hoeverre beïnvloedt septische cardiomyopathie de prognose van personen met de diagnose sepsis? Verschillende studies hebben geprobeerd dit probleem aan te pakken; de onderliggende pathofysiologische mechanismen van SCM zijn echter nog onvolledig begrepen, en een universeel geaccepteerde definitie ontbreekt ^{nog steeds} 4,5,6,7. Dit gebrek aan standaardisatie draagt bij aan inconsistenties in gerelateerde onderzoeksresultaten⁸. Recente moleculaire analyses benadrukken ook de betrokkenheid van gereguleerde celsterfteroutes en immuuninfiltratie bij hartstoornissen, wat suggereert dat inflammatoire signalering een bredere rol kan spelen bij myocardstoornissen onder kritieke ziekteomstandigheden⁹.

In routinematige klinische omgevingen is echocardiographie de belangrijkste methode voor het evalueren van septische cardiomyopathie, omdat deze breed beschikbaar is, niet-invasief is en herhaalde beoordelingen mogelijk maakt. De hartfunctie wordt doorgaans beoordeeld met behulp van verschillende parameters, waaronder slagvolume, hartminuut en met name de linkerventrikel-ejectiefractie (LVEF), die algemeen wordt erkend als de standaardmaat voor de systolische prestaties^{van het linkerventrikel (10}). Hoewel geavanceerde beeldvormingsmodaliteiten zoals speckle-tracking strain echocardiografie en weefsel Dopplerbeeldvorming extra inzicht bieden in myocardmechanica, blijft LVEF de meest gebruikte en klinisch toegankelijke maat voor systolische functie op de IC. Biomarkers zoals BNP of troponine kunnen de beoordeling ondersteunen, maar missen de directe hemodynamische relevantie die echocardiografie^{biedt 9,11}.

Een aanzienlijk aantal septische patiënten vertoont afwijkingen in LVEF op kleur-Dopplerechocardiografie, waarbij zowel verlaagde als extreem verhoogde waarden worden omvat. Sommige eerdere studies suggereren een verband tussen abnormale LVEF, vooral hyperdynamische LVEF (meer dan 70%), en een verhoogde mortaliteit onder sepsispatiënten¹². Recente ontwikkelingen in de moleculaire cardiologie hebben de noodzaak benadrukt van verbeterde diagnostische markers en mechanistische inzichten om het cardiovasculaire risico beter te stratificeren over diverse pathologische toestanden¹³. Deze bevindingen blijven echter niet doorslaggevend, waarbij andere onderzoeken tegenstrijdige resultaten 6,13,14,15,16,17,18 rapporteren. Gezien deze onopgeloste vragen werd een retrospectief onderzoek uitgevoerd om de correlatie tussen de ejectiefractie van de linkerventrikel en klinische uitkomsten van de septische patiënten te onderzoeken.

Protocol

De studie werd uitgevoerd met gedeïdentificeerde patiëntgegevens uit de MIMIC-IV-database (versie 2.2). Goedkeuring voor het gebruik van deze dataset werd verleend door de Institutional Review Board van het Beth Israel Deaconess Medical Center, met een vrijstelling van geïnformeerde toestemming vanwege de geanonimiseerde aard van de gegevens. Toegang tot de database werd toegestaan onder certificeringsnummer 60177335. De gebruikte apparatuur staat vermeld in de Materiaalkundige Tabel.

1. Gegevensbron

De MIMIC-IV (versie 2.2) database werd geraadpleegd via het PhysioNet-platform na het voltooien van de vereiste training. Klinische, laboratorium-, IC- en echocardiografische gegevens werden verzameld voor patiënten die tussen 2008 en 2019 werden opgenomen in het Beth Israel Deaconess Medical Center. Alle gedownloade datasets werden opgeslagen in een beveiligde onderzoeksomgeving in overeenstemming met PhysioNet en het institutionele beleid.

2. Patiëntselectie

Alle volwassen patiënten van 18-90 jaar die op de intensive care waren opgenomen in de dataset werden geïdentificeerd. Sepsis werd gedefinieerd volgens de Sepsis-3 criteria, waarbij vermoedelijke infectie en een acute stijging van de SOFA-score ≥2 vereist is. Patiënten die binnen 7 dagen na opname op de intensive care een transthoracale echocardiografie (TTE) ondergingen, werden opgenomen. Uitsluitingscriteria werden toegepast voor patiënten jonger dan 18 jaar of ouder dan 90 jaar, voor patiënten met een gedocumenteerde geschiedenis van hart- en vaatziekten of eerdere hartchirurgie, en voor degenen van wie de TTE meer dan 7 dagen na IC-opname werd uitgevoerd. Demografische en klinische kenmerken, waaronder leeftijd, geslacht, lengte, gewicht, vitale functies, comorbiditeiten, laboratoriumbevindingen en het gebruik van vasoactieve medicatie, werden geëxtraheerd. Er werden ook ernstwaardigheidsscores vastgesteld, waaronder SOFA en APACHE, samen met de verblijfsduur van de IC en het totale ziekenhuisverblijf. Alleen de eerste IC-opname per patiënt werd meegenomen in de analyse.

3. LVEF-meting en classificatie

Waarden van de linker ventrikel ejectiefractie (LVEF) werden verkregen uit TTE-rapporten. De biplane-methode van schijven (aangepaste Simpson-methode) werd gebruikt om het einddiastolisch volume (EDV) en het eindsystolisch volume (ESV) te bepalen. LVEF werd berekend met de formule: LVEF = [(EDV − ESV) / EDV] × 100%. Op basis van ACC-richtlijnen werd LVEF gecategoriseerd als verminderd (<55%), normaal (55%-70%) of hyperdynamisch (>70%). Elke patiënt werd vervolgens toegewezen aan een van de drie LVEF-groepen voor vergelijkende analyse.

4. Statistische methoden

Alle analyses werden uitgevoerd met R-software (versie 4.4.3). Categorische variabelen werden gepresenteerd als frequenties en percentages, en groepsvergelijkingen werden uitgevoerd met behulp van de chi-kwadraattest. Continue variabelen werden geëvalueerd op normaliteit met behulp van distributieplots. Niet-normale continue variabelen werden gerapporteerd als medianen met interkwartielbereiken (IQR's), en verschillen tussen groepen werden beoordeeld met behulp van de Kruskal-Wallis-test. Univariate Cox proportionele hazards regressie werd uitgevoerd om mortaliteitsgerelateerde variabelen te identificeren, en statistisch significante voorspellers uit de univariate analyse werden opgenomen in multivariate Cox regressiemodellen om onafhankelijke associaties te bepalen. De primaire uitkomst werd gedefinieerd als sterfte na 28 dagen, en de secundaire uitkomst als sterfte na 1 jaar. Overlevingsanalyse werd uitgevoerd met behulp van Kaplan-Meier-curves gestratificeerd op LVEF-groep, en overlevingsverdelingen werden vergeleken met behulp van de log-rang test. Een tweezijdige p-waarde <0,05 werd als statistisch significant beschouwd.

Results

Basiskenmerken
Zoals te zien is in Figuur 1, omvatte de eindanalyse 3.362 patiënten. Hiervan werden 1.175 gecategoriseerd in de groep met een verminderde LVEF (≤55%), 2.119 hadden een normale LVEF (55%-70%) en 68 patiënten vertoonden hyperdynamische LVEF (>70%). Tabel 1 toont de demografische en klinische kenmerken van de studiepopulatie. De cohort had een mediane leeftijd van 69 jaar (IQR 60-77), en mannen vormden 66% (n = 2.218) van de steekproef. Bi...

Discussion

Deze studie toont een significant verband aan tussen hyperdynamische linksventrikel ejectiefractie (LVEF) en een verhoogde sterfte na 28 dagen onder septische patiënten die op de intensive care zijn opgenomen. Deze associatie bleef consistent, zelfs na correctie voor confoundingvariabelen, wat de robuustheid van de bevindingen onderstreept. Deze resultaten komen overeen met eerder gepubliceerd werk dat vergelijkbare fysiologische patronen rapporteert bij patiënten met hyperdynamische ven...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Color Doppler Echocardiografie-eenheid	Siemens	Siemens Acuson X300 / X700 Series	Wordt gebruikt om bloedstroom, harthemodynamiek te evalueren en ondersteuning te bieden bij LVEF-meting
Transthoracale Echocardiografie (TTE) Systeem	Siemens	Siemens Acuson SC2000 PRIME	Wordt gebruikt voor echografie van het hart; LVEF