Analysis of 10-year survival of patients after coronary artery bypass surgery with type 5 myocardial infarction associated with coronary bypass dysfunction

• Semagin A.A.
• Lukin O.P.
• Fokin A.A.

Abstract

Background. Currently, effective methods have been developed to protect the myocardium during operations with cardiopulmonary bypass with different pharmacological effects on cardiomyocytes, the method of administration and the temperature regime. At the same time, the problem of myocardial damage and myocardial infarction associated with the surgical procedure remains a frequent and urgent problem that significantly affects the result of surgical treatment. A set of factors, their qualitative and quantitative characteristics, determined by several scientific groups and used in clinical practice for the diagnosis of perioperative myocardial infarction, differ significantly. Such a variety of definitions affects the analysis of both immediate and long-term results in patients with intraoperative myocardial injury.

Objective. The purpose of the study was to analyze the ten-year survival of patients after elective coronary artery bypass grafting, diagnosed in the early postoperative period with type 5 myocardial infarction and dysfunction of coronary bypass grafts.

Patients and methods. From 2011 to 2020, a total of 8801 patients underwent isolated coronary artery bypass grafting at the Federal Center of Cardiovascular Surgery. Of these, 196 (2.23%) patients were subjected to emergency coronary graft angiography due to signs of myocardial ischemia and manifestations of acute heart failure.

Eligibility criteria: patients with stable coronary artery disease who were diagnosed as having type 5 myocardial infarction after elective coronary artery bypass grafting according to the Fourth Universal Definition of Myocardial Infarction, based on Troponin I >10 times the 99^th percentile and acute coronary bypass graft dysfunction revealed during emergency coronary angiography (n=111/1.26%).

Exclusion criteria: patients who died in the clinic within 30 days (n=10/0.11%), lost-to-follow-up patients (n=20/0.23%). The primary endpoint was long-term mortality, with secondary endpoints being adverse cardiovascular events. Using a random number generator for comparative analysis, group II was formed, consisting of 196 patients with an uncomplicated postoperative period. The exclusion criteria were as follows: in-hospital mortality (n=1/0.01%), acute type 5 infarction (n=5/0.06%), and loss to follow-up (n=27/0.31%). After applying the exclusion/inclusion criteria, there were 81 patients in group I and 163 patients in group II. Contact with patients was carried out using a telephone survey.

Results. Analyzing long-term overall mortality and the incidence of adverse cardiovascular events using the Kaplan-Meier method, no statistically significant differences were found in groups I and group II: 102.6±4.8 months versus 111.3±3 months (log-rank test, p=0.115) and 90.9±4.2 months versus 107.4±3.3 months (log-rank test, p=0.087), respectively. Comparing cardiovascular mortality, statistically significant events were found: in group I amounting to 111.4±4 months and in group II to 121.2±1.9 months (log-rank test, p=0.029). Evaluating the survival of patients undergoing CABG with dysfunction of coronary bypass grafts, depending on the time of coronary bypass surgery (more than 24 hours after surgery and less than 24 hours after surgery) and subsequent treatment, showed no statistical differences in long-term survival (log-rank test, p=0.354), when analyzing cardiovascular mortality, there were statistically significant differences (log-rank test, p=0.029), and adverse cardiovascular events tended to occur earlier in the group of patients who underwent emergency bypass angiography within >24 hours after surgery.

The multivariate Cox regression analysis revealed in group I an increase of the risk for developing a fatal outcome from all causes in the presence of a history of stroke by 16.7 times (p=0.001), pulmonary hypertension by 3.345 times (p=0.034), the risk of cardiovascular vascular lethality was found to increase 18.5-fold with a history of stroke (p=0.021), with the factor of pulmonary hypertension increasing the risk 6.6-fold (p=0.008).

Conclusion. Comparing the 10-year cardiovascular mortality in group I (patients with type 5 MI and shunt dysfunction) with the control group revealed statistically significant differences. The factors increasing the risk of long-tern cardiovascular mortality in group I were pulmonary hypertension and a history of acute cerebral ischemia.

Keywords: coronary artery bypass surgery; myocardial infarction; dysfunction of coronary shunts; postoperative complications

References

1. Akchurin R.S., Shiryaev A.A., Lepilin M.G., et al. From start to long-term results: cardiovascular surgery at the Cardiology center. Russian Cardiology Bulletin. 2019; 14 (2): 8–13. DOI: https://doi.org/10.17116/Cardiobulletin2019140218 (in Russian)

2. Vatutin N.T., Kolesnikov V.S., Taratorina A.A. Mechanisms of perioperative myocardial damage during operations with artificial blood circulation and ways to eliminate it. Bulletin of Emergency and Reconstructive Surgery. 2018; 3 (4): 303–310. (in Russian)

3. Hara H., Serruys P.W., Takahashi K., et al. SYNTAX Extended Survival Investigators Impact of Peri-Procedural Myocardial Infarction on Outcomes After Revascularization. Journal of the American College of Cardiology. 2020; 76 (14): 1622–1639. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.08.009

4. Thygesen K., Alpert J.S., Jaffe A.S., et al. Executive Group on behalf of the Joint European Society of Cardiology (ESC)/American College of Cardiology (ACC)/American Heart Association (AHA)/World Heart Federation (WHF) Task Force for the Universal Definition of Myocardial Infarction. Fourth Universal Definition of Myocardial Infarction (2018). Journal of the American College of Cardiology. 2018; 72 (18): 2231–2264. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.08.1038.

5. Moussa I.D., Klein L.W., Shah B., et al. Consideration of a new definition of clinically relevant myocardial infarction after coronary revascularization: an expert consensus document from the Society for Cardiovascular Angiography and Interventions (SCAI). Journal of the American College of Cardiology. 2013; 62 (17): 1563–1570. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.08.720

6. Thuijs D., Kappetein A.P., Serruys P.W., et al. SYNTAX Extended Survival Investigators. Percutaneous coronary intervention versus coronary artery bypass grafting in patients with three-vessel or left main coronary artery disease: 10-year follow-up of the multicentre randomised controlled SYNTAX trial. Lancet. 2019; 394 (10206): 1325–1334. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)31997-X

7. Ben-Yehuda O., Chen S., Redfors B., et al. Impact of large periprocedural myocardial infarction on mortality after percutaneous coronary intervention and coronary artery bypass grafting for left main disease: an analysis from the EXCEL trial. European Heart Journal. 2019; 40 (24): 1930–1941. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehz113

8. Mauermann E., Bolliger D., Fassl J., et al. The significance of new Q waves in postoperative ECGs after elective on-pump cardiac surgery. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2017; 31: 37–38. DOI: https://doi.org/10.1053/j.jvca.2017.02.109

9. Loeb H.S, Gunnar W.P., Thomas D.D. Is new ST-segment elevation after coronary artery bypass of clinical importance in the absence of perioperative myocardial infarction? Journal of Electrocardiology. 2007; 40 (3): 276–81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2006.08.098

10. De Mey N., Couture P., Laflamme M., et al. Intraoperative changes in regional wall motion: can postoperative coronary artery bypass graft failure be predicted? Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2012; 26: 371–375. DOI: https://doi.org/10.1053/j.jvca.2012.02.005

11. Soraas C.L., Larstorp A.C.K., Mangschau A., et al. Echocardiographic demonstration of improved myocardial function early after coronary artery bypass graft surgery. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery. 2011; 12: 947–51. DOI: https://doi.org/10.1510/icvts.2010.260414

12. Comunale M.E., Body S.C., Ley C., et al. The concordance of intraoperative left ventricular wall-motion abnormalities and electrocardiographic S-T segment changes: association with outcome after coronary revascularization. Multicenter Study of Perioperative Ischemia (McSPI) Research Group. Anesthesiology. 1998; 88 (4): 945–954. DOI: https://doi.org/10.1097/00000542-199804000-00014

13. Braunwald E., Kloner R.A. The stunned myocardium: prolonged, postischemic ventricular dysfunction. Circulation. 1982; 66 (6): 1146–1149. DOI: https://doi.org/10.1161/01.CIR.66.6.1146

14. Weidenmann V., Robinson N.B., Rong L.Q., et al. Diagnostic dilemma of perioperative myocardial infarction after coronary artery bypass grafting: A review. International Journal of Surgery. 2020; 79: 76–83. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2020.05.036

15. Thielmann M., Sharma V., Al-Attar N., et al. ESC Joint Working groups on cardiovascular surgery and the cellular biology of the heart position paper: Peri-operative myocardial injury and infarction in patients undergoing coronary artery bypass graft surgery. European Heart Journal. 2017; 38 (31): 2392–2407. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehx383

В соответствии с результатами проведенного анализа отмечалось статистически значимое увеличение риска развития летального исхода при наличии легочной гипертензии в 3,345 раза (p=0,034) и наличии ОНМК в анамнезе в 16,676 раза (p=0,01) (табл. 8).

В соответствии с результатами проведенного анализа отмечалось статистически значимое увеличение риска развития летального исхода при наличии легочной гипертензии в 6,6 раза (p=0,008) и наличии ОНМК в анамнезе в 18,5 раза (p=0,021) (табл. 9).

Обсуждение

В связи с многообразием формулировок ИМ, связанного с АКШ, истинная частота его возникновения неизвестна. В настоящее время наиболее широко применяют 5 определений ИМ, из которых наибольшей популярностью пользуется четвертое универсальное определение ИМ, опубликованное в 2018 г. [4]. Несмотря на свою значимость, все эти определения имеют общий недостаток - уровень увеличения специфических маркеров повреждения миокарда определялся исследователями произвольно, а дополнительные критерии, такие как появление новых зон гипоакинезии, новые зубцы Q, нарушения внутрижелудочковой проводимости, как показано в более ранних исследованиях, после АКШ могут носить неспецифический характер [12-15]. На наш взгляд, острое нарушение кровотока по коронарному шунту или нативной коронарной артерии в сочетании с повышением тропонина либо МБ-КФК является наиболее подходящей совокупностью признаков, позволяющих говорить о возникновении состояния, схожего с острым коронарным синдромом. Мы полагаем, что именно ранняя дисфункция шунтов может быть сопряжена с ухудшением отдаленных результатов у пациентов с ИМ 5-го типа. Косвенно эти данные подтверждает работа, в которой исследователи не нашли корреляции между ИМ 5-го типа, основанного на изолированном повышении кардиоспецифических ферментов и смертностью через 1 год и 10 лет [3]. В то же время отмечено, что при добавлении дополнительного критерия ИМ корреляция с летальностью наблюдалась через 1 год после операции. При детальном анализе исследования оказалось, что у всех больных дополнительным критерием ИМ являлись только электрокардиографические (ЭКГ) признаки (17 новых зубцов Q и 2 впервые возникших блокады левой ножки пучка Гиса). Среди них у 2 пациентов (c новыми зубцами Q) была выявлена ранняя дисфункция коронарных шунтов. При этом в дизайне исследования не было указано, какому количеству и каким именно пациентам проводили шунтографию. Таким образом, нельзя исключать, что и в других случаях корреляция с неблагоприятным исходом могла быть вызвана нарушением коронарного кровотока.

Таким образом, становится ясным, что более важным в клинической практике является определение набора критериев ИМ, влияющих на отдаленные результаты, а не формальная констатация повреждения миокарда. Такой подход позволит проводить ранние диагностические и при необходимости соответствующие лечебные мероприятия. Как следует из выполненного исследования, периоперационный ИМ, связанный с дисфункцией коронарных шунтов, достоверно приводит к увеличению летальности от сердечно-сосудистых причин (log-rank p=0,029). Так, предполагаемая 10-летняя выживаемость составила при наличии дисфункции шунтов 72,1%, а в контрольной группе - 91,4%.

Необходимость ранней диагностики доказывают результаты выполненного исследования: при сравнении выживаемости пациентов, которым КШГ и последующая терапия выполнялись в разные сроки (<24 ч и >24 ч), при анализе 10-летней выживаемости были обнаружены статистически значимые различия, 115,3±4 мес против 89,7±10,5 мес соответственно (log-rank p=0,029). При анализе случаев неблагоприятных сердечно-сосудистых событий наблюдалась тенденция к их возникновению в более ранние сроки в группе пациентов КШГ >24 ч, 78,5±11,9 мес против пациентов КШГ <24 ч 93,8±4,6 (log-rank p=0,101).

Наше предположение подтверждает и отсутствие статистически значимых различий отдаленной общей летальности (log-rank p=0,235), сердечно-сосудистой летальности (log-rank p=0,23), неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (log-rank p=0,439) группы пациентов КШГ <24 ч и контрольной группы. В то же время при сравнении группы пациентов КШГ >24 ч с контрольной группой статистически значимые различия были выявлены как по летальности от сердечно-сосудистых причин (log-rank p<0,001), так и возникновению неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (log-rank p=0,004). По общей летальности была выявлена тенденция к ее увеличению в группе КШГ >24 ч (log-rank p=0,1), а предполагаемая 10-летняя выживаемость составила при наличии дисфункции шунтов 37%, в контрольной группе - 71,1%, кроме того, по всем 3 сравниваемым характеристикам была достигнута медиана выживаемости.

Выводы

1. Дисфункция коронарных шунтов в раннем послеоперационном периоде приводит к увеличению 10-летней летальности от сердечно-сосудистых причин.

2. Устранение дисфункции коронарных шунтов в срок до 24 ч после окончания операции позволяет достигать показателей выживаемости, не отличающихся от аналогичных показателей пациентов без осложнений.

3. Устранение дисфункции коронарных шунтов в срок, превышающий 24 ч после окончания операции, приводит к существенному увеличению 10-летней сердечно-сосудистой летальности и частоты возникновения неблагоприятных сердечно-сосудистых событий.

4. Предикторами отдаленной летальности в группе пациентов с дисфункцией коронарных шунтов были легочная гипертензия и нарушение мозгового кровообращения в дооперационном периоде.

Литература

1. Акчурин Р.С., Ширяев А.А., Лепилин М.Г. и др. От начала к отдаленным результатам: сердечно-сосудистая хирургия в Кардиологическом центре. Кардиологический вестник. 2019; 14 (2): 8-13. DOI: https://doi.org/10.17116/Cardiobulletin2019140218

2. Ватутин Н.Т., Колесников В.С., Тараторина А.А. Механизмы периоперационного повреждения миокарда при операциях с искусственным кровообращением и пути его устранения. Вестник неотложной и восстановительной хирургии. 2018; 3 (4): 303-310.

3. Hara H., Serruys P.W., Takahashi K., et al. SYNTAX Extended Survival Investigators Impact of Peri-Procedural Myocardial Infarction on Outcomes After Revascularization. Journal of the American College of Cardiology. 2020; 76 (14): 1622-1639. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2020.08.009

4. Thygesen K., Alpert J.S., Jaffe A.S., et al. Executive Group on behalf of the Joint European Society of Cardiology (ESC)/American College of Cardiology (ACC)/American Heart Association (AHA)/World Heart Federation (WHF) Task Force for the Universal Definition of Myocardial Infarction. Fourth Universal Definition of Myocardial Infarction (2018). Journal of the American College of Cardiology. 2018; 72 (18): 2231-2264. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.08.1038.

5. Moussa I.D., Klein L.W., Shah B., et al. Consideration of a new definition of clinically relevant myocardial infarction after coronary revascularization: an expert consensus document from the Society for Cardiovascular Angiography and Interventions (SCAI). Journal of the American College of Cardiology. 2013; 62 (17): 1563-1570. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.08.720

6. Thuijs D., Kappetein A.P., Serruys P.W., et al. SYNTAX Extended Survival Investigators. Percutaneous coronary intervention versus coronary artery bypass grafting in patients with three-vessel or left main coronary artery disease: 10-year follow-up of the multicentre randomised controlled SYNTAX trial. Lancet. 2019; 394 (10206): 1325-1334. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)31997-X

7. Ben-Yehuda O., Chen S., Redfors B., et al. Impact of large periprocedural myocardial infarction on mortality after percutaneous coronary intervention and coronary artery bypass grafting for left main disease: an analysis from the EXCEL trial. European Heart Journal. 2019; 40 (24): 1930-1941. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehz113

8. Mauermann E., Bolliger D., Fassl J., et al. The significance of new Q waves in postoperative ECGs after elective on-pump cardiac surgery. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2017; 31: 37-38. DOI: https://doi.org/10.1053/j.jvca.2017.02.109

9. Loeb H.S, Gunnar W.P., Thomas D.D. Is new ST-segment elevation after coronary artery bypass of clinical importance in the absence of perioperative myocardial infarction? Journal of Electrocardiology. 2007; 40 (3): 276-81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2006.08.098

10. De Mey N., Couture P., Laflamme M., et al. Intraoperative changes in regional wall motion: can postoperative coronary artery bypass graft failure be predicted? Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2012; 26: 371-375. DOI: https://doi.org/10.1053/j.jvca.2012.02.005

11. Soraas C.L., Larstorp A.C.K., Mangschau A., et al. Echocardiographic demonstration of improved myocardial function early after coronary artery bypass graft surgery. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery. 2011; 12: 947-51. DOI: https://doi.org/10.1510/icvts.2010.260414

12. Comunale M.E., Body S.C., Ley C., et al. The concordance of intraoperative left ventricular wall-motion abnormalities and electrocardiographic S-T segment changes: association with outcome after coronary revascularization. Multicenter Study of Perioperative Ischemia (McSPI) Research Group. Anesthesiology. 1998; 88 (4): 945-954. DOI: https://doi.org/10.1097/00000542-199804000-00014

13. Braunwald E., Kloner R.A. The stunned myocardium: prolonged, postischemic ventricular dysfunction. Circulation. 1982; 66 (6): 1146-1149. DOI: https://doi.org/10.1161/01.CIR.66.6.1146

14. Weidenmann V., Robinson N.B., Rong L.Q., et al. Diagnostic dilemma of perioperative myocardial infarction after coronary artery bypass grafting: A review. International Journal of Surgery. 2020; 79: 76-83. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2020.05.036

15. Thielmann M., Sharma V., Al-Attar N., et al. ESC Joint Working groups on cardiovascular surgery and the cellular biology of the heart position paper: Peri-operative myocardial injury and infarction in patients undergoing coronary artery bypass graft surgery. European Heart Journal. 2017; 38 (31): 2392-2407. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehx383

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

п?? GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems п?? including machine learning models and neural networks п?? is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.