Clinical and laboratory predictors of amputation in patients with acute limb ischemia
AbstractObjective. The purpose of the study was to determine clinical and laboratory predictors suggesting an unfavorable outcome of acute limb ischemia.
Patients and methods. The work was based on retrospective assessment of treatment of 556 patients with confirmed acute limb ischemia, undergoing treatment in 2000–2018. All patients were operated on. The mean age amounted to 69.9±12.8 years. Women accounted for 51.3%. According to the classification of I.I. Zatevakhin, degree I ischemia was in 36.1% of patients, degree II in 59.2%, and degree III in 4.7%. In the majority of patients, acute ischemia was caused by arterial embolism. The patients were divided into two groups: Group 1 included those discharged with the saved limb after restoration of arterial blood flow and Group 2 comprised patients discharged after amputation.
Results. The time from the onset of the disease to the moment of surgical intervention in Group 2 was 10.3-fold longer (p=0.0001). Arterial thrombosis was 2.5 times more associated with the risk of major amputation (p=0.002). The chance of amputation in acute ischemia of upper extremities was 6.8 times less than in lesions of lower limbs (p=0.003). Distal lesions of lower-limb arteries increased 3.6-fold the risk of amputation (p=0.001). The chance of limb loss directly depended on the ischemia degree (p<0.024). In Group 2 patients, the neutrophil-to-lymphocyte ratio was 1.5-fold higher (p=0.001).
Conclusion. The duration prior to revascularization, limb ischemia degree, etiology and the level of the arterial bed lesion remain the most significant predictors of an unfavorable outcome in acute limb ischemia. Elevated values of the neutrophil-to-lymphocyte ratio appeared to directly associated with the necessity to perform amputation.
Funding. The study had no financial support.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Authors’ contribution. Study conception and design – Khorev N.G.; data collection and handling – Khorev N.G., Beller A.V., Chichvarov A.A.; statistical processing – Chichvarov A.A., Sapelkin S.V.; draft manuscript preparation – Khorev N.G., Chichvarov A.A.; manuscript revision – Khorev N.G., Sapelkin S.V.
For citation: Khorev N.G., Chichvarov A.A., Sapelkin S.V., Beller A.V. Clinical and laboratory predictors of amputation in patients with acute limb ischemia. Angiology and Vascular Surgery. Journal named after Academician A.V. Pokrovsky. 2023; 29 (3): 24–30. DOI: https://doi.org/10.33029/1027-6661-2023-29-3-24-30 (in Russian)
Keywords: acute limb ischemia; arterial thrombosis; arterial embolism; neutrophil-to-lymphocyte ratio; prognosis of limb amputation
References
1. Björck M., Earnshaw J.J., Acosta S., et al. Editor’s Choice – European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2020 Clinical Practice Guidelines on the Management of Acute Limb Ischaemia. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2020; 59 (2): 173e218. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2016.06.005
2. Creager M., Kaufman J., Conte M. Clinical practice. Acute limb ischemia. New England Journal of Medicine. 2012; 366 (23): 2198–2206. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMcp1006054
3. Baril D.T., Ghosh K., Rosen A.B. Trends in the incidence, treatment, and outcomes of acute lower extremity ischemia in the United States Medicare population. Journal of Vascular Surgery. 2014; 60: 669e77.e2 DOI: https://doi.org/1010.1016/j.jvs.2014.03.244
4. Baril D.T., Patel V.I., Judelson D.R., et al. Outcomes of lower extremity bypass performed for acute limb ischemia. Journal of Vascular Surgery. 2013; 58 (4): 949e56. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2013.04.036
5. Sinyavin G.V., Belov Yu.V., Vinokurov I.A., et al. Surgical treatment of patients with acute lower limb ischemia. Kardiologiya i Serdechno-Sosudistaya Khirurgiya. 2021; 14 (1): 60–65. DOI: https://doi.org/10.17116/kardio20211401160 (in Russian)
6. Mel’nikov M.V., Apresyan A.Yu., Sotnikov A.V., et al. Emergency care for patients with embolism of the aorta and main limb arteries in St. Petersburg: an analysis of 3498 cases over 50 years. Grekov’s Bulletin of Surgery. 2021; 180 (4): 28–34. DOI: https://doi.org/1010.24884/0042-4625-2021-180-4-28-34 (in Russian)
7. Zatevakhin I.I., Tsitsiashvili M.Sh., Zolkin V.N. Acute arterial obstruction. Clinical classification and treatment tactics. Angiology and Vascular Surgery. 2002; 8 (2): 74–77. (in Russian)
8. Tasoglu I., Cicek O.F., Lafci G., et al. Usefulness of neutrophil/lymphocyte ratio as a predictor of amputation after embolectomy for acute limb ischemia. Annals of Vascular Surgery. 2014; 28 (3): 606e13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2012.12.009
9. Howard D.P., Banerjee A., Fairhead J.F., et al. Oxford Vascular Study. Population-based study of incidence, risk factors, outcome, and prognosis of ischemic peripheral arterial events: implications for prevention. Circulation. 2015; 132 (19): 1805–1815. DOI: https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.115.016424
10. Genovese E.A., Chaer R.A., Taha A.G. et al. Risk Factors for Long-Term Mortality and Amputation after Open and Endovascular Treatment of Acute Limb Ischemia. Annals of Vascular Surgery. 2016; 30: 82–92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2015.10.004
11. Ouriel K., Shortell C.K., DeWeese J.A. et al. A comparison of thrombolytic therapy with operative revascularization in the initial treatment of acute peripheral arterial ischemia. Journal of Vascular Surgery. 1994; 19: 1021e30. DOI: https://doi.org/10.1016/s0741-5214(94)70214-4
12. Ouriel K., Veith F.J. Acute lower limb ischemia: determinants of outcome. Surgery. 1998; 124:336e41. DOI: https://doi.org/10.1016/S0039-6060(98)70139-4
13. Kremers B., Wübbeke L., Mees B., et. al. Plasma Biomarkers to Predict Cardiovascular Outcome in Patients With Peripheral Artery Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2020; 40 (9): 2018–2032. DOI: https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.120.314774l
14. Magamedov I.D., Pivovarova L.P., Ariskina O.B., et al. Markers of inflammation and oxidative stress in the treatment of acute ischemia of the lower limbs. Russian Journal of Immunology. 2019; 13 (22), N 2: 1054–1056. DOI: https://doi.org/10.31857/S102872210006475-7 (in Russian)
15. Luo H., Yuan D., Yang H., et al. Post-treatment neutrophil-lymphocyte ratio independently predicts amputation in critical limb ischemia without operation. Clinics. 2015; 70 (4): 273–277. DOI: https://doi.org/10.6061/clinics/2015(04)09
16. Darwood R., Berridge D.C., Kessel D.O., et al. Surgery versus thrombolysis for initial management of acute limb ischaemia. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2018; 8: CD002784. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858.CD002784.pub3
Среди факторов риска сильное влияние на прогноз ампутации оказывает наличие ишемической болезни сердца (ИБС) (ОР 4,61, 95% ДИ 1,07-19,77) и наличие артериальной гипертензии (ОР 3,34, 95% ДИ 0,85-13,11) [9]. В выполненном исследовании в группе оперированных больных 94,3% страдали разными вариантами ИБС и хронической сердечной недостаточности, у 83,3% диагностирована гипертоническая болезнь и у 55,6% выявлены различные варианты нарушений ритма. Надо отметить, что эти сопутствующие заболевания одинаково часто встречались в обеих группах пациентов. Безусловно, наличие коронарного атеросклероза, в том числе с нарушением ритма, у больных с тромботическими или эмболическими событиями в конечности является фактором увеличивающим риск и предиктором большой ампутации [10].
Наряду с очевидными факторами прогноза "большой" ампутации, такими как сроки госпитализации, длительность и степень ишемии, выявлены и клинические предикторы. Показано, что тромботический характер ОИ увеличивает шанс ампутации по сравнению с эмболией в 2,5 раза. Подобные закономерности были приведены и в зарубежных публикациях на примере эффективности тромболитической терапии при ОИ [11]. Острая ишемия верхних конечностей протекает прогностически в 6,8 раза более благоприятно, чем острая ишемия нижних конечностей.
K. Ouriel и F. Veith показали, что протяженность и локализация поражения артерий нижних конечностей значимо влияют на прогноз ампутации [12]. По нашим данным, дистальные артериальные окклюзии в артериях нижних конечностей в 3,2 раза чаще приводили к необходимости ампутации, чем проксимальные поражения.
Изучение отдельных биомаркеров помогает при оценке степени ишемии и определении вероятности развития реперфузии, что может иметь определенное значение при прогнозировании вероятности сохранения конечности [13, 14]. Однако рутинное использование многих методик невозможно, тем более в условиях неспециализированных хирургических отделений. Поэтому в выполненном исследовании для прогнозирования изучению был выбран наиболее простой показатель - НЛИ, который может быть определен в условиях любого стационара. I. Tasoglu et al. показали, что этот индекс может служить предиктором ампутации и летального исхода после предварительно проведенного восстановления артериального кровотока [8]. В работе H. Luo et al. указано, что у пациентов с НЛИ более 3,8, скорее всего, будет проведена ампутация, а при НЛИ менее 3,8 риск ампутации ниже [15]. В проведенном исследовании было установлено, что показатель НЛИ у больных с потерянной конечностью был в 1,5 раза больше, чем у больных с восстановленным кровотоком и сохраненной конечностью. Пороговые абсолютные значения этого показателя существенно различались и составили 5,79±4,19. Но была выявлена четкая закономерность - с увеличением степени ОИ были получены значимые различия индекса в анализируемых группах больных. Следовательно, чем выше величина данного индекса, тем больше вероятность ампутации у больного.
Как было уже не раз продемонстрировано и подтверждено в выполненном исследовании, сохранение конечности у больных с ОИ в значительной степени зависит от длительности существования и выраженности степени ишемии. Именно поэтому стремление "во что бы то ни стало" доставить больного с ОИ только в стационар, где возможно выполнение эндоваскулярных и гибридных операций при существенном увеличении времени до реваскуляризации, вряд ли следует считать целесообразным. Тем более что в настоящее время нет доказательств в пользу начального тромболизиса или хирургического вмешательства в качестве предпочтительного варианта с точки зрения сохранения конечности либо смерти в течение 30 дней, 6 мес или 1 года [16]. Подобная стратегия декларируется в клинических рекомендациях ESVS, 2020 [1].
Безусловно, на результат лечения ОИ влияет множество факторов, среди которых следует отметить и множество субъективных причин. Однако длительный ретроспективный период исследования (18 лет) и большое количество наблюдений (556 больных) минимизируют влияние этих факторов. Поэтому логично предположить, что оцененные клинические и лабораторные предикторы ампутации у больных с ОИ отражают реальную картину заболевания и могут быть использованы в широкой клинической практике. Полагаем, что в дальнейшем это позволит разработать и валидизировать клиническую шкалу оценки сохранения конечности у больных с ОИ.
Заключение
Длительность до реваскуляризации и степень ишемии конечности, этиология и уровень поражения артериального русла остаются наиболее значимыми предикторами неблагоприятного исхода при острой ишемии конечностей. Увеличение значения НЛИ прямо пропорционально сопряжено с необходимостью выполнения ампутации.
Литература
1. Björck M., Earnshaw J.J., Acosta S., et al. Editor’s Choice - European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2020 Clinical Practice Guidelines on the Management of Acute Limb Ischaemia. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2020; 59 (2): 173e218. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2016.06.005
2. Creager M., Kaufman J., Conte M. Clinical practice. Acute limb ischemia. New England Journal of Medicine. 2012; 366 (23): 2198-2206. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMcp1006054
3. Baril D.T., Ghosh K., Rosen A.B. Trends in the incidence, treatment, and outcomes of acute lower extremity ischemia in the United States Medicare population. Journal of Vascular Surgery. 2014; 60: 669e77.e2 DOI: https://doi.org/1010.1016/j.jvs.2014.03.244
4. Baril D.T., Patel V.I., Judelson D.R., et al. Outcomes of lower extremity bypass performed for acute limb ischemia. Journal of Vascular Surgery. 2013; 58 (4): 949e56. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2013.04.036
5. Синявин Г.В., Белов Ю.В., Винокуров И.А. и др. Результаты хирургического лечения больных с острой ишемией нижних конечностей. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2021; 14 (1): 60-65. DOI: https://doi.org/10.17116/kardio20211401160
6. Мельников М.В., Апресян А.Ю., Сотников А.В. и др. Экстренная помощь больным с эмболиями аорты и магистральных артерий конечностей в Санкт-Петербурге: анализ 3498 наблюдений за 50 лет. Вестник хирургии имени И.И. Грекова. 2021; 180 (4): 28-34. DOI: https://doi.org/1010.24884/0042-4625-2021-180-4-28-34
7. Затевахин И.И., Цициашвили М.Ш., Золкин В.Н. Острая артериальная непроходимость. Клиническая классификация и тактика лечения. Ангиология и сосудистая хирургия. 2002; 8 (2): 74-77.
8. Tasoglu I., Cicek O.F., Lafci G., et al. Usefulness of neutrophil/lymphocyte ratio as a predictor of amputation after embolectomy for acute limb ischemia. Annals of Vascular Surgery. 2014; 28 (3): 606e13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2012.12.009
9. Howard D.P., Banerjee A., Fairhead J.F., et al. Oxford Vascular Study. Population-based study of incidence, risk factors, outcome, and prognosis of ischemic peripheral arterial events: implications for prevention. Circulation. 2015; 132 (19): 1805-1815. DOI: https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.115.016424
10. Genovese E.A., Chaer R.A., Taha A.G. et al. Risk Factors for Long-Term Mortality and Amputation after Open and Endovascular Treatment of Acute Limb Ischemia. Annals of Vascular Surgery. 2016; 30: 82-92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2015.10.004
11. Ouriel K., Shortell C.K., DeWeese J.A. et al. A comparison of thrombolytic therapy with operative revascularization in the initial treatment of acute peripheral arterial ischemia. Journal of Vascular Surgery. 1994; 19: 1021e30. DOI: https://doi.org/10.1016/s0741-5214(94)70214-4
12. Ouriel K., Veith F.J. Acute lower limb ischemia: determinants of outcome. Surgery. 1998; 124:336e41. DOI: https://doi.org/10.1016/S0039-6060(98)70139-4
13. Kremers B., Wübbeke L., Mees B., et. al. Plasma Biomarkers to Predict Cardiovascular Outcome in Patients With Peripheral Artery Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2020; 40 (9): 2018-2032. DOI: https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.120.314774l
14. Магамедов И.Д., Пивоварова Л. П., Арискина О.Б. и др. Маркеры воспаления и оксидативного стресса при лечении острой ишемии нижних конечностей. Российский иммунологический журнал. 2019; 13 (22), № 2: 1054-1056. DOI: https://doi.org/10.31857/S102872210006475-7
15. Luo H., Yuan D., Yang H., et al. Post-treatment neutrophil-lymphocyte ratio independently predicts amputation in critical limb ischemia without operation. Clinics. 2015; 70 (4): 273-277. DOI: https://doi.org/10.6061/clinics/2015(04)09
16. Darwood R., Berridge D.C., Kessel D.O., et al. Surgery versus thrombolysis for initial management of acute limb ischaemia. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2018; 8: CD002784. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858.CD002784.pub3
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.