Central venous-to-arterial CO2 difference as a biomarker of outcome in children who underwent surgery for congenital heart disease

Bol Med Hosp Infant Mex. 2023;80(4):253-259. doi: 10.24875/BMHIM.23000066.

Abstract

Background: In congenital heart surgery, low cardiac output syndrome (LCOS) is a major cause of morbidity in the immediate post-operative period. A decrease in cardiac output leads to an increase in tissue oxygen consumption. Several biomarkers such as venous oxygen saturation (SvO2), arteriovenous oxygen difference (DavO2), and lactate can assess tissue perfusion in the presence of LCOS. Recently, central venous to arterial CO2 difference (ΔCO2) has been proposed as a biomarker of tissue ischemia that could be used as a predictor of death in neonatal patients. This study aimed to analyze the relationship between ΔCO2 and immediate post-operative outcomes in pediatric patients undergoing congenital heart surgery and its correlation with DavO2, SvO2, and lactate.

Methods: We conducted a longitudinal study of patients aged 0-18 years who underwent congenital heart surgery with or without cardiopulmonary bypass at the Instituto Nacional de Pediatría, from March 2019 to March 2021.

Results: Eighty-two patients were included; the median age was 17 months. About 59% had a ΔCO2 ≥ 6 mmHg. Patients with ΔCO2 ≥ 6 mmHg had a vasoactive-inotropic score > 5 (p < 0.001), DavO2 > 5 mL/dL (p = 0.048), and lactate > 2 mmol/L (p = 0.027), as well as a longer hospital stay (p = 0.043). Patients with ΔCO2 > 6 mmHg and vasoactive-inotropic score ≥ 10 were 12.6 times more likely to die.

Conclusion: ΔCO2 is a good marker of tissue hypoperfusion and outcome in the post-operative period of congenital heart surgery.

Introducción: En la cirugía cardiaca de malformaciones congénitas, el síndrome de bajo gasto cardiaco (SBGC) es una de las principales causas de morbilidad en el postoperatorio inmediato. La caída del gasto cardiaco aumenta el consumo de oxígeno en los tejidos. Varios biomarcadores, como la saturación venosa de oxígeno (SvO2), la diferencia arteriovenosa de oxígeno (DavO2) y el lactato han sido utilizados como indicadores hipoperfusión tisular en presencia de SBGC. Recientemente, la diferencia arteriovenosa de CO2 (ΔCO2) se ha propuesto como otro biomarcador de isquemia tisular que podría utilizarse como predictor de muerte en pacientes en edad neonatal. El objetivo de este estudio fue analizar la relación entre la ΔCO2 y la evolución postoperatoria de pacientes pediátricos operados de cardiopatías congénitas y correlacionarlo con la DavO2, SvO2 y lactato.

Métodos: Se realizó un estudio longitudinal en pacientes de 0 a 18 años operados de corazón con empleo de bomba de circulación extracorpórea en el Instituto Nacional de Pediatría.

Resultados: Se incluyeron 82 pacientes; la mediana de edad fue de 17 meses. El 59% presentó un ΔCO2 > 6 mmHg. Los pacientes con un ΔCO2 > 6 mmHg mostraron un puntaje de inotrópicos > 5 (p < 0.001), DavO2 > 5 mL/dL (p = 0.048) y lactato > 2 mmol/L (p = 0.027), así como mayor estancia hospitalaria (p = 0.043). Los pacientes con ΔCO2 > 6 mmHg y un puntaje de inotrópicos ≥ 10 presentaron una probabilidad de muerte 12.6 veces mayor.

Conclusiones: El ΔCO2 en el periodo postoperatorio de una cirugía cardiaca congénita es un buen marcador de hipoperfusión tisular y de desenlace.

Keywords: Cardiopatías congénitas; Central venous to arterial CO2 difference; Congenital heart disease; Diferencia arteriovenosa de CO2; Hipoperfusión tisular; Low cardiac output syndrome; Síndrome de bajo gasto cardiaco; Tissue hypoperfusion.

MeSH terms

  • Biomarkers
  • Carbon Dioxide*
  • Child
  • Heart Defects, Congenital* / surgery
  • Humans
  • Infant
  • Infant, Newborn
  • Lactic Acid
  • Longitudinal Studies

Substances

  • Carbon Dioxide
  • Lactic Acid
  • Biomarkers