Severity of hyperoxia as a risk factor in patients undergoing on-pump cardiac surgery

Acta Med Litu. 2017;24(3):153-158. doi: 10.6001/actamedica.v24i3.3549.

Abstract

Background: Hyperoxia has long been perceived as a desirable or at least an inevitable part of cardiopulmonary bypass. Recent evidence suggest that it might have multiple detrimental effects on patient homeostasis. The aim of the study was to identify the determinants of supra-physiological values of partial oxygen pressure during on-pump cardiac surgery and to assess the impact of hyperoxia on clinical outcomes.

Materials and methods: Retrospective data analysis of the institutional research database was performed to evaluate the effects of hyperoxia in patients undergoing elective cardiac surgery with cardiopulmonary bypass, 246 patients were included in the final analysis. Patients were divided in three groups: mild hyperoxia (MHO, PaO2 100-199 mmHg), moderate hyperoxia (MdHO, PaO2 200-299 mmHg), and severe hyperoxia (SHO, PaO2 >300 mmHg). Postoperative complications and outcomes were defined according to standardised criteria of the Society of Thoracic Surgeons.

Results: The extent of hyperoxia was more immense in patients with a lower body mass index (p = 0.001) and of female sex (p = 0.005). A significant link between severe hyperoxia and a higher incidence of infectious complications (p - 0.044), an increased length of hospital stay (p - 0.044) and extended duration of mechanical ventilation (p < 0.001) was confirmed.

Conclusions: Severe hyperoxia is associated with an increased incidence of postoperative infectious complications, prolonged mechanical ventilation, and increased hospital stay.

SantraukaĮvadas. Hiperoksija ilgą laiką buvo suvokiama kaip neišvengiamas reiškinys dirbtinės kraujo apytakos metu. Pastaraisiais dešimtmečiais atliktų tyrimų duomenimis, per didelė deguonies koncentracija audiniuose gali turėti nepageidaujamų poveikių paciento homeostazei.Tyrimo tikslas. Nustatyti veiksnius, nulemiančius suprafiziologines parcialinio deguonies reikšmes širdies operacijų, atliekamų su dirbtine kraujo apytaka, metu ir įvertinti hiperoksijos poveikį klinikinėms išeitims.Darbo objektas ir metodai. Į tyrimą įtraukti ir retrospektyviai išanalizuoti 246 pacientų, kuriems atliekamos širdies operacijos su dirbtine kraujo apytaka, duomenys. Atsižvelgiant į didžiausią arterinį parcialinio deguonies slėgį, pacientai suskirstyti į nedidelės (PaO2 100–199 mmHg), vidutinės (PaO2 200–299 mmHg) ir ryškios (PaO2 > 300 mmHg) hiperoksijos grupes.Rezultatai. Hiperoksijos rizikos veiksniai buvo žemas kūno masės indeksas (p = 0,001) ir moteriška lytis (p = 0,005). Didelis deguonies parcialinis slėgis statistiškai reikšmingai susijęs su infekcinių komplikacijų dažniu (p – 0,044), ilgesne gulėjimo ligoninėje trukme (p – 0,044) bei prailginta mechaninės plaučių ventiliacijos trukme (p < 0,001).Išvados. Didelė hiperoksija susijusi su dažnesnėmis pooperacinėmis infekcinėmis komplikacijomis, ilgesne mechaninės plaučių ventiliacijos ir gulėjimo ligoninėje trukme.Raktažodžiai: hiperoksija, širdies chirurgija, dirbtinė kraujo apytaka, reaktyvus deguonis, infekcinės komplikacijos.

Keywords: Hyperoxia; cardiac surgery; cardiopulmonary bypass; infectious complications; reactive oxygen species.