Abstract

Background: We evaluated sternal vascularity after bilateral internal thoracic artery (ITA) harvesting with singlephoton emission computed tomography (SPECT).

Methods: Forty patients undergoing coronary artery bypass surgery were randomized into two groups. Bilateral ITA was used in group 1 (n=20; 16 men, 4 women; mean age 62±8 years; range 44 to 68 years), while the left ITA was used in group 2 (n=20; 14 men, 6 women; mean age 65±6 years; range 46 to 72 years). Sternum SPECT was performed before surgery and in early (mean 6.4±1.1 days) and late (mean 135.9±14.1 days) postoperative periods for comparison of sternal vascularity.

Results: Preoperative and intraoperative findings were similar in two groups except for the operation time, which was significantly shorter in group 2. Preoperative SPECT findings were similar, as well. Early postoperative scans showed dramatic decreases in blood flow into both sides of the sternum in both groups (p<0.001). On late postoperative scans, sternal vascularity was still significantly less than the preoperative values on both sides of the sternum in both groups; however, it was significantly improved compared to the early postoperative period. While vascularity of the sternal sides did not differ on both early and late postoperative scans in group 1, reduction in vascularity to the right side of the sternum was significantly less in group 2 (p<0.001 and p=0.01, respectively). Sternal infections were seen in three diabetic patients (2 superficial, 1 deep) in group 1, compared to no complications in group 2.

Conclusion: The use of bilateral ITA is associated with significantly decreased sternal vascularity in the early postoperative period, which then shows partial improvement in time. While bilateral ITA harvesting should be avoided in risky patients, its benefits such as improved survival and better revascularization should not be overlooked in selected cases.

Koroner arter cerrahisinde iki taraflı internal torasik arter (BİTA) kullanımı, tek taraflı sol internal torasik arter (LİTA) kullanımıyla karşılaştırıldığında uzun dönem sağkalımı artırır,[1] tekrarlayan anjina[2] ve kardiyak olay gelişimini azaltır.[3] Bunun yanında BİTA kullanımının birtakım dezavantajları da vardır: Özellikle diyabetik hastalarda derin sternum yara komplikasyonlarını artırır,[4] sternum kanlanmasını azaltarak sternum ayrışmasına neden olabilir.[5,6] Ayrıca, sağ internal torasik arterin (RİTA) boyu in situ kullanıldığında bütün hedef damarlara yetecek kadar uygun değildir. Greft hazırlama süresi uzayacağından ameliyat süresini de uzatır. Son yayınlar, pediküllü internal torasik arter (İTA) kullanımının akut sternum iskemisine yol açtığını göstermektedir.[5,7] Medalion ve ark.[8] tek taraflı İTA kullanımı sonrasında sternum iskemisinin geçici bir durum olduğunu ve zamanla kendiliğinden düzeldiğini bildirmişlerdir. Ancak, iki taraflı İTA kullanımı sonrasında sternum kanlanmasının nasıl değiştiği, zamanla düzelip düzelmediği bilinmemektedir.

Bu prospektif klinik çalışmada, BİTA kullanılan hastalarda sternum kanlanmasının erken ve geç dönemde nasıl değişim göstereceğini sternum kemik tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) ile inceledik. İki taraflı internal torasik arter kullanılan hastalarda sternal komplikasyonların gelişimini, tek taraflı LİTA kullanılan hastalarla karşılaştırdık.

Methods

Hastalar. Ocak 2006 ile Ağustos 2006 tarihleri arasında kliniğimizde çok damar sol sistem hastalığı nedeniyle 40 hasta ameliyat edildi. Hastalar BİTA (grup 1) ve LİTA (grup 2) kullanımına göre eşit sayıda iki gruba randomize edildi. Grup 1’de 16 erkek, 4 kadın (ort. yaş 62±8; dağılım 44-68), grup 2’de 14 erkek, 6 kadın (ort. yaş 65±6; dağılım 46-72) vardı.

Her iki grupta da LİTA’lar sol ön inen koroner artere (LAD) anastomoz edildi. Sağ internal torasik arter sol koroner sisteme ya in situ olarak ya da serbest greft olarak anastomoz edildi, sağ koroner için safen greft tercih edildi. Miyokardiyal revaskülarizasyonu tamamlamak için gerekli hastalarda safen ven grefti ek greft olarak kullanıldı. Her iki hasta grubunda da ameliyat öncesi veriler, kardiyak risk faktörleri, bypass zamanı, kros klemp süreleri, toplam greft sayıları, sternum komplikasyonları, yoğun bakım ve toplam hastane kalış süreleri kaydedildi.

Çalışma için, etik komite onayı ve ayrıca her hastadan yazılı onay alındı. Çalışmaya alınmama şu ölçütlerle belirlendi: (i) Sternum/göğüs duvarında bilinen bir patoloji varlığı; (ii) sternum/göğüs duvarıyla ilgili geçirilmiş travma veya ameliyat öyküsü; (iii) geçirilmiş sternotomi; (iv) mediasten/göğüs duvarına radyasyon öyküsü; (v) morbid obezite/kaşeksi varlığı; (vi) kronik obstrüktif akciğer hastalığı; (vii) diyalize bağımlı böbrek hastalığı; (viii) eşzamanlı kardiyak/ekstrakardiyak girişimler ve (ix) periferik damar hastalığı varlığı. Ayrıca, düşük debi gelişmesine bağlı olarak hipoperfüzyon sonucunda sternum kanlanması bozulabileceği ve çalışmayı yanıltabileceği düşünüldüğünden, ejeksiyon fraksiyonu %45’in altında olan hastalar çalışmaya alınmadı.

Anestezi ve cerrahi teknik. Bütün hastalara anestezi indüksiyonu öncesinde oral diazepam verildi. Cerrahi kesiden 30 dakika öncesinde antibiyotik profilaksisi olarak intravenöz 1.5 gr sefuroksim uygulandı; bu antibiyotik uygulamasına ameliyattan sonra 48 saat boyunca günde iki doz devam edildi. Anestezi, intravenöz yoldan 0.04 mg/kg midazolam, 5-10 μg/kg fentanil ve 0.1 mg/kg pankuronium ile indüklendi. Anestezinin devamlılığı 0.8 μg/kg/dk midazolam ve 0.08 μg/kg/dk fentanil infüzyonu ile sağlandı. Nöromusküler blokajın idamesi için gerektikçe pakuronium verildi. Bütün hastalar non-pulsatil roller pompa ve membran oksijenatör kullanılarak kardiyopulmoner bypass (KPB) eşliğinde ameliyat edildi. Pompa ana solüsyonu olarak, 100 mmol sodyum bikarbonat ve 5000 IU heparin 1000 ml ilave edilmiş laktatlı Ringer solüsyonu kullanıldı. Kardiyopulmoner bypass süresince ortalama arteryel kan basıncının 60 mmHg düzeyinde ve rektal ısının 28-30 ºC olması sağlandı. Tüm hastalara antegrad aralıklı soğuk kan kardiyoplejisi (kan/kristalloid oranı 1:4 ve maksimum potasyum konsantrasyonu 22 mEq/l) verildi. Kros-klemp, toplam KBP ve ameliyat süreleri kaydedildi.

İnternal torasik arterin hazırlanması. Bütün hastalar standart medyan sternotomi ile ameliyat edildi. Hiçbir hastada bone-wax kullanılmadı. Her iki İTA aynı yöntemle olmak üzere titanyum klipsler ve makas kullanılarak yarı iskeletize şekilde hazırlandı. Her iki taraf İTA’lar çıkarılırken distalde İTA bifurkasyonu korundu. İnternal torasik arter çıkarıldıktan sonra damar yatağının kanama kontrolü düşük akımlı elektrokoterle sağlandı. Ameliyat sonunda sternum tek tek dikişlerle kapatıldı. Tüm RİTA’lar sol koroner sisteme in situ veya serbest greft olarak kullanıldı. Serbest greft olarak kullanıldığında, sistemik heparinizasyondan sonra ama KBP başlamadan hemen önce, proksimal uçları LİTA üzerine “T” veya “Y” greft olarak kontinü 7-0 polipropilen dikişle anastomoz edildi.

Sternum kemik SPECT incelemesi. Ameliyattan önce sternum kanlanmasının değerlendirilmesi için bütün hastalara SPECT ile kemik taraması uygulandı. Tüm SPECT incelemeleri çalışmaya kör olan tek bir nükleer tıp uzmanı tarafından değerlendirildi. İşlem sırasında düşük enerjili, tek başlıklı gama kamera (Apex SP-4; Elscint, Ltd) ile yüksek çözünürlüklü kolimatör kullanıldı (APC-45). Görüntüleme işlemine 20 mCi teknisyum-99 (Soreq Pharmaceutical Co) enjeksiyonundan üç saat sonra başlandı. Sağ lateral pozisyondan sol lateral pozisyona 3 derecelik adımlarla 64x64 matriks olacak şekilde, 180 derecelik anterior cephede her 20 saniyede bir olmak üzere 60 projeksiyon alındı. Sayısal analiz için sadece koronal kesitler değerlendirmeye alındı.

Analizler sırasında sternum sol ve sağ bölgelere ayrıldı (Şekil 1). Her bir bölgenin ortalama sayı/piksel oranları ameliyat öncesi ve sonrası dönemde sol humerus kemiği ile karşılaştırıldı. Humerusun seçilme nedeni, cerrahi sahadan uzak olması ve cerrahi girişimden etkilenmemesiydi.

Şekil 1: Sağ ve sol sternal yarı bölgelerin tek foton emisyon bilgisayarlı tomografisi ile gösterilmesi.

Sternum kemik SPECT ölçümleri ameliyat sonrası dönemde aynı kamera uzaklığı ve yatak yüksekliği ile iki kez tekrar edildi. İlki ameliyat sonrası 4-10. günler arasında (ort. 6.4±1.1 gün), sonuncusu ise 4-5. aylar arasında (ort. 135.9±14.1 gün) uygulandı.

İstatistiksel analiz. Kategorik veriler ki-kare testi ile değerlendirildi. Verilerin karşılaştırılmasında uygun durumlarda tek yönlü ANOVA veya Tukey HSD testleri kullanıldı. Veriler ortalama ± standart sapma olarak sunuldu. P değeri 0.05’ten küçük olduğu durumlarda istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. İstatistiksel analizler SPSS 13.0 for Windows paket programında yapıldı.

Results

Ameliyat öncesi ve ameliyat verileri. Ameliyat öncesi veriler yönünden iki hasta grubu benzerdi (Tablo 1). Ameliyat verilerinde, ameliyat süresinin grup 2’de daha kısa olması dışında iki grup arasında anlamlı fark yoktu (Tablo 2). Ameliyat öncesi dönemde yapılan sternum kemik SPECT incelemeleri de iki grupta farklılık göstermedi (Tablo 3).

Tablo 1: Ameliyat öncesi hasta verileri

Tablo 2: Ameliyat sırasındaki ve ameliyat sonrası verilerin değerlendirilmesi

Tablo 3: Sternum kemik SPECT değerlendirmesi

Erken ameliyat sonrası sonuçlar. Erken ameliyat sonrası SPECT incelemelerinde (6.4±1.1 gün), ameliyat öncesi dönem ile karşılaştırıldığında bütün hastalarda sternumun her iki yarısında kanlanmada anlamlı düzeyde azalma gözlendi (p<0.001; Tablo 3). Grup 1’deki hastalarda erken dönem ölçümlerde sternum kanlanma oranlarında sol (0.563±0.039) ile sağ (0.558±0.016) sternum bölgeleri arasında fark bulunmaksızın önemli derecede azalma gözlenirken (p<0.001), grup 2’deki hastalarda sternumun sağ yarısında kanlanma sola göre belirgin düzeyde korunmuştu (p<0.001).

Hiçbir hastada mediastinit gelişmedi. Grup 1’de diyabetik olan üç hastada sternal enfeksiyon görüldü. Bunlardan ikisi yüzeyel, biri ise derin enfeksiyondu. Derin sternal enfeksiyon gelişen hasta, sternal ayrışma da gözlendiğinden sternum onarımı için tekrar ameliyat edildi. Tek İTA çıkarılan grup 2’deki hastalarda sternal enfeksiyon gözlenmedi.

Geç ameliyat sonrası sonuçlar. Ameliyat sonrası 4-5. ayda (135.9±14.1 gün) geç dönemde yapılan sternum SPECT incelemelerinde, ameliyat öncesi değerlerle karşılaştırıldığında her iki grupta da sternum kanlanmasının olumsuz etkilendiği; ancak, erken döneme kıyasla kanlanmanın anlamlı ölçüde düzeldiği gözlendi. Grup 1’deki hastalarda sternum kanlanması yönünden sağ ve sol yarı bölgeler arasında farklılık bulunmazken, grup 2’deki hastalarda RİTA çıkarılmadığından dolayı sternumun sağ yarı bölgesinin kanlanması sola oranla daha iyi idi (p=0.01; Tablo 3). Her iki grupta da, hastane yatış süresi içinde mortaliteye rastlanmadı.

Discussion

Koroner arter bypass cerrahisinde kullanılmak üzere birçok arteryel greft tanımlanmış olsa da, LİTA’ya ilave olarak kullanılabilecek en iyi arteryel greft RİTA’dır. Çünkü, karakteristik yapısı bakımından LİTA’ya benzemektedir.[9,10] Arterin iki taraflı kullanımının birçok faydalı etkisi vardır; sağkalım oranını artırır, revaskülarizasyon gereksinimini azaltır, tek taraflı İTA kullanımı ile kıyaslandığında tekrarlayan anjina oranı azdır.[1,3,11] Diğer yandan, özellikle riskli hastalarda sternum kanlanmasındaki azalma nedeniyle sternum yara komplikasyonları ve ayrışması günümüzde halen büyük bir sorun olarak devam etmektedir. Bu nedenle, birçok araştırmacı farklı tekniklerle İTA hazırlayarak bu dezavantajın önüne geçmeyi hedeflemişlerdir. Bazı araştırmacılar, iskeletize İTA çıkarmanın kanlanmayı daha iyi koruduğunu ve sternum komplikasyonlarının azaltılabildiğini savunmuşlardır.[12,13] Diğer yandan, de Paulis ve ark.[14] riskli hastalarda BİTA kullanımının sakıncalı olduğunu ve kesinlikle kullanılmaması gerektiğini savunmuşlardır.

Zeitani ve ark.[15] sternumun kanlanmasını kısmen de olsa koruyabilmek amacıyla iki taraflı İTA kullanırken RİTA’nın sadece proksimal kısmını çıkararak, orta ve distal kısmını çıkarmamışlar, bu uygulamalarını daha sonra ultrasonografik ve radyografik çalışma[16] ile destekleyerek, bu teknikle sternum kanlanmasının daha iyi korunabildiğini ve seçilmiş hastalarda sternum komplikasyonlarının azaltılabileceğini göstermişlerdir.

Medalion ve ark.[8] ise tek taraflı İTA kullanılması sonrası SPECT araştırması ile sternum kanlanmasının erken dönemde bozulduğunu; ancak, bu sorunun geçici bir durum olduğunu ve zamanla kendiliğinden çözüldüğünü bildirmişlerdir. Ancak, BİTA kullanıldığında ise sternum kanlanmasının ne şekilde etkileneceği ya da zaman içinde bozulan kanlanmanın tekrar eski haline dönüp dönmeyeceği bilinmemektedir. Özellikle akut dönemdeki kanlanma durumu sternum komplikasyonları gelişmesi yönünden en önemli dönemdir. Çalışmamızda da BİTA kullanılan hastalarda sternum kanlanmasının erken ve geç dönemde nasıl değiştiğini inceledik.

Grup 2’deki hastalarda herhangi bir sternum enfeksiyonu veya komplikasyon gelişmezken, grup 1’deki üç hastada sternum enfeksiyonu gelişti (p=0.075). Bu hastaların hepsi de diyabetik hastalardı, biri sternum ayrışması nedeniyle tekrar ameliyat edildi. Grup 1’deki hastalarda gözlenen sternum enfeksiyonlarının gelişmesinde en önemli etken, akut dönemde sternum kanlanmasının önemli ölçüde azalmış olmasıdır. Daha geç dönemde kollateral gelişimi ile sternum kanlanması düzelse de, erken dönem vaskülaritenin bozulmuş olması günümüzde halen önemli bir sorundur, hatta BİTA kullanımını tartışılır hale getirmiştir.

Bu çalışmaya seçilen hastalar risksiz veya düşük risk grubundaki hastalardı. Kardiyak ve ekstrakardiyak risk faktörleri yüksek olan hasta grubunda (obezite, ileri derecede kaşeksi, kronik obstrüktif akciğer hastalığı, sigara kullanımı, periferik vasküler hastalık, düşük ejeksiyon fraksiyonu, diyalize bağımlı böbrek yetmezliği) BİTA kullanımının sternum kanlanması üzerine olumsuz etkileri henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Son yayınlarda, yüksek riskli hasta grubunda BİTA kullanımının ameliyat sonrası sternum komplikasyonlarını artırarak faydalı etkilerini tartışmalı hale getirdiği bildirilmektedir. Çalışmamızda BİTA kullanılan hastaların %40’ı diyabetikti; bu nedenle, bu çalışma ile diyabetik hasta grubu hakkında yeterli bir fikir edinmek mümkün değildir. Daha geniş hasta grubu ile prospektif randomize klinik çalışma yapılarak, bu risk faktörünün sternum kanlanmasına olan etkileri daha kesin değerlendirilebilir.

Birçok cerrah, Lytle ve ark.nın[1] daha önceden savundukları gibi, BİTA kullanımının tek taraflı İTA kullanımından daha iyi olduğunu kabul etmektedir. Bu nedenle, araştırmacılar farklı tekniklerle çıkarılan İTA’lar sonrasında sternum kanlanmasının nasıl etkilendiğini incelemişlerdir. Lorberboym ve ark.[17] sternum kemik SPECT ile yaptıkları çalışmada, pediküllü İTA yerine iskeletize veya yarı iskeletize İTA kullanılmasının kemik kanlanması üzerine daha olumlu etkileri olduğunu bildirmişlerdir. Ancak, anılan araştırma tek taraflı İTA kullanılan hastalarda yapılmıştır. Çalışmamızda BİTA kullanılan hastalarda Lorberboym ve ark.nın[17] sonuçlarına dayanarak yarı iskeletize İTA kullandık, geniş pediküllü İTA kullanmadık.

Sonuç olarak, BİTA kullanılması, yarı iskeletize İTA’lar kullanılsa bile kemik kanlanmasını erken dönemde akut olarak bozmakta, daha geç dönemde, başlangıç değerlerinden daha düşük olmakla birlikte, kemik kanlanması kısmen düzelmektedir. Sternum komplikasyonlarının gelişimi için özellikle akut dönemdeki vaskülaritenin bozulması etkili olduğundan, araştırılması gereken çözümler akut döneme yönelik olmalıdır. Riskli hasta grubunda sternum komplikasyonları daha fazladır. Sternum kanlanmasını koruyabilecek farklı İTA çıkarma teknikleri geliştirilmeli, bu süre zarfında özellikle riskli hasta grubunda BİTA kullanımından kaçınılmalıdır. Ancak, seçilmiş hastalarda daha iyi bir sağkalım ve daha iyi revaskülarizasyon için BİTA kullanımının faydaları göz ardı edilmemelidir.

References

1) Lytle BW, Blackstone EH, Loop FD, Houghtaling PL, Arnold JH, Akhrass R, et al. Two internal thoracic artery grafts are better than one. J Thorac Cardiovasc Surg 1999; 117:855-72.

2) Berreklouw E, Rademakers PP, Koster JM, van Leur L, van der Wielen BJ, Westers P. Better ischemic event-free survival after two internal thoracic artery grafts: 13 years of followup. Ann Thorac Surg 2001;72:1535-41.

3) Calafiore AM, Di Giammarco G, Teodori G, Di Mauro M, Iacò AL, Bivona A, et al. Late results of first myocardial revascularization in multiple vessel disease: single versus bilateral internal mammary artery with or without saphenous vein grafts. Eur J Cardiothorac Surg 2004;26:542-8.

4) Ridderstolpe L, Gill H, Granfeldt H, Ahlfeldt H, Rutberg H. Superficial and deep sternal wound complications: incidence, risk factors and mortality. Eur J Cardiothorac Surg 2001; 20:1168-75.

5) Arnold M. The surgical anatomy of sternal blood supply. J Thorac Cardiovasc Surg 1972;64:596-610.

6) Seyfer AE, Shriver CD, Miller TR, Graeber GM. Sternal blood flow after median sternotomy and mobilization of the internal mammary arteries. Surgery 1988;104:899-904.

7) Graeber GM. Harvesting of the internal mammary artery and the healing median sternotomy. Ann Thorac Surg 1992; 53:7-8.

8) Medalion B, Katz MG, Lorberboym M, Bder O, Schachner A, Cohen AJ. Decreased sternal vascularity after internal thoracic artery harvesting resolves with time: an assessment with single photon emission computed tomography. J Thorac Cardiovasc Surg 2002;123:508-11.

9) Fiore AC, Naunheim KS, McBride LR, Peigh PS, Pennington DG, Kaiser GC, et al. Fifteen-year follow-up for double internal thoracic artery grafts. Eur J Cardiothorac Surg 1991; 5:248-52.

10) Schmidt SE, Jones JW, Thornby JI, Miller CC 3rd, Beall AC Jr. Improved survival with multiple left-sided bilateral internal thoracic artery grafts. Ann Thorac Surg 1997;64:9-14.

11) Endo M, Nishida H, Tomizawa Y, Kasanuki H. Benefit of bilateral over single internal mammary artery grafts for multiple coronary artery bypass grafting. Circulation 2001; 104:2164-70.

12) Sofer D, Gurevitch J, Shapira I, Paz Y, Matsa M, Kramer A, et al. Sternal wound infections in patients after coronary artery bypass grafting using bilateral skeletonized internal mammary arteries. Ann Surg 1999;229:585-90.

13) Peterson MD, Borger MA, Rao V, Peniston CM, Feindel CM. Skeletonization of bilateral internal thoracic artery grafts lowers the risk of sternal infection in patients with diabetes. J Thorac Cardiovasc Surg 2003;126:1314-9.

14) De Paulis R, de Notaris S, Scaffa R, Nardella S, Zeitani J, Del Giudice C, et al. The effect of bilateral internal thoracic artery harvesting on superficial and deep sternal infection: The role of skeletonization. J Thorac Cardiovasc Surg 2005; 129:536-43.

15) Zeitani J, Penta de Peppo A, De Paulis R, Nardi P, Scafuri A, Versaci F, et al. Partial right internal thoracic artery harvesting is sufficient for obtuse marginal branch bypass grafting. Ann Thorac Surg 2005;79:361-2.

16) Zeitani J, Penta de Peppo A, De Paulis R, Nardi P, Scafuri A, Nardella S, et al. Benefit of partial right-bilateral internal thoracic artery harvesting in patients at risk of sternal wound complications. Ann Thorac Surg 2006;81:139-43.

17) Lorberboym M, Medalion B, Bder O, Lockman J, Cohen N, Schachner A, et al. 99mTc-MDP bone SPECT for the evaluation of sternal ischaemia following internal mammary artery dissection. Nucl Med Commun 2002;23:47-52.