Das Einatmen verschmutzter Luft vor der Operation kann die Genesungsergebnisse verschlechtern

Patienten, die in der Woche vor der Operation einer höheren Feinstaubbelastung der Luft ausgesetzt waren, hatten ein höheres Risiko für postoperative Komplikationen, was neue Beweise dafür liefert, dass Umweltbelastungen die chirurgischen Ergebnisse beeinflussen können.

Studie: Bayesianische Analyse des postoperativen Komplikationsrisikos im Zusammenhang mit der präoperativen Exposition gegenüber Feinstaub: Eine Single-Center-Kohortenstudie. Bildnachweis: GUNMANPHOTO/Shutterstock.com

Die Exposition gegenüber Feinstaub aus der Umwelt in den sieben Tagen vor der Operation war mit einem erhöhten Risiko postoperativer Komplikationen verbunden, wie aus einer neuen, in der Fachzeitschrift veröffentlichten Studie hervorgeht Acta Anaesthesiologica Scandinavica.

Untersuchung der Schadstoffexposition vor einer Operation

Feinstaub (PM) ist ein Luftschadstoff mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger. Es ist bekannt, dass die Exposition gegenüber diesen winzigen Schadstoffen das Risiko kardiovaskulärer, respiratorischer und neurologischer Komplikationen erhöht.

Perioperative Patienten sind möglicherweise besonders anfällig für PM-Exposition, da der physiologische Stress der Operation ein Lungentrauma, hämodynamischen Stress und die Freisetzung proinflammatorischer Zytokine induziert, die sich mechanistisch mit entzündlichen und thrombotischen Signalwegen überschneiden, die durch die Exposition gegenüber Luftverschmutzung ausgelöst werden. Trotz der großen Wahrscheinlichkeit Aufgrund dieser Überschneidung liegen weitgehend keine Studien vor, die den Zusammenhang zwischen chirurgischem Stress und Feinstaubbelastung untersuchen.

Ziel der aktuellen Studie war es zu untersuchen, ob die präoperative Feinstaubbelastung das Risiko postoperativer Komplikationen erhöht, darunter Lungenentzündung, Infektionen der Operationsstelle, Harnwegsinfektionen, Sepsis, Schlaganfall, Myokardinfarkt oder thromboembolische Ereignisse.

Die Region Wasatch Front im Norden Utahs bot Forschern ein quasi-natürliches Experiment, da Waldbrandrauch und Winterinversionen kurzlebige, aber intensive PM2,5-Episoden hervorrufen, während elektive Operationen im Allgemeinen unabhängig von den täglichen Luftqualitätsbedingungen durchgeführt werden.

Die Forscher verwendeten hierarchische Bayes-Methoden, um probabilistische Zusammenhänge zwischen präoperativer Feinstaubbelastung und postoperativen Komplikationen zu bestimmen. Diese Methoden ermöglichen die Einbeziehung von Vorwissen, den Umgang mit Unsicherheiten und den Umgang mit komplexen, mehrstufigen Datenstrukturen.

Die Wahrscheinlichkeit einer Komplikation stieg mit steigendem Verschmutzungsgrad

Die Studie umfasste 49.615 erwachsene Patienten, die sich zwischen 2016 und 2018 an der University of Utah Health elektiven oder nicht notfallmäßigen chirurgischen Eingriffen unter Vollnarkose unterzogen. Ihre geokodierten Adressen wurden mit täglichen Feinstaubschätzungen auf Zensus-Trakt-Ebene verknüpft, um den höchsten Feinstaubbelastungsgrad während des 7-Tage-Zeitraums vor der Operation zu ermitteln.

Die Bayes’sche Analyse ergab, dass die Exposition gegenüber steigenden Feinstaubkonzentrationen im Zeitraum von 7 Tagen vor der Operation dosisabhängig mit postoperativen Komplikationen verbunden war.

Durch die Festlegung des Expositionsschwellenwerts auf den Tagesgrenzwert der US-Umweltschutzbehörde (EPA) von 35 Mikrogramm Feinstaub pro Kubikmeter Luft zeigte die Bayes’sche Analyse, dass die aktualisierte A-Posteriori-Wahrscheinlichkeit höherer Komplikationswahrscheinlichkeiten bei Expositionen über dem Schwellenwert 90 % überstieg. Die zusammengesetzte postoperative Komplikationsrate stieg von 4,8 % unterhalb des Schwellenwerts auf 6,2 % darüber.

Bemerkenswerterweise ergab die Analyse eine um 8 % erhöhte Wahrscheinlichkeit postoperativer Komplikationen mit jedem Anstieg der höchsten eintägigen Feinstaubexposition um 10 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft während des 7-Tage-Zeitraums vor der Operation. Die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen stieg um mehr als 27 %, wenn die Feinstaubbelastung von 1 Mikrogramm auf 30 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft stieg.

Luftverschmutzung kann gefährdete chirurgische Patienten am stärksten beeinträchtigen

Die Studie zeigt, dass eine höhere Feinstaubbelastung in den 7 Tagen vor der Operation mit einem erhöhten Risiko für postoperative Gesundheitskomplikationen verbunden war. Der Zusammenhang schien bei Patienten mit höherer Komorbiditätsbelastung am stärksten zu sein, was die potenzielle klinische Relevanz akuter Expositionen unterstreicht.

Wie die Forscher feststellten, sollten die Studienergebnisse nicht als ursächlicher Effekt der Feinstaubbelastung angesehen werden. Anstatt feine Feinstaubpartikel als isolierte Ursache zu betrachten, sollten sie als Expositionsmarker innerhalb komplexer Luftverschmutzungsgemische interpretiert werden.

In der Studie wurden chirurgische Fälle analysiert, die in einem einzigen Gesundheitszentrum durchgeführt wurden, was die Wahrscheinlichkeit erhöhen kann, dass es Ähnlichkeiten bei Patientenmerkmalen, chirurgischen Eingriffen und anderen Faktoren auf Nachbarschaftsebene gibt. Diese Ähnlichkeiten können das statistische Rauschen verstärken und die Interpretation erschweren.

Um einige dieser Möglichkeiten anzugehen, nutzten die Forscher die Bayes’sche hierarchische Modellierung, die einen prinzipiellen Rahmen zur Stabilisierung von Schätzungen, zur transparenten Charakterisierung von Unsicherheiten und zur Generierung probabilistischer Interpretationen bietet, die für die multizentrische Studienplanung geeignet sind.

Ein weiterer Vorteil der Bayes’schen hierarchischen Modellierung ist die Formulierung direkter probabilistischer Aussagen über Risiken mit verbesserter Interpretierbarkeit, wodurch die Transparenz bei der Unsicherheitsbewertung erhöht und die klinischen Implikationen der Ergebnisse verbessert werden.

Die Forscher glauben, dass der Hauptbeitrag dieser Studie darin besteht methodisch: die Demonstration der Bayes’schen hierarchischen Modellierung, die es ihnen ermöglichte, zu testen, wie empfindlich die Ergebnisse auf unterschiedliche statistische Annahmen reagierten, und was wiederum die Ergebnisse erhöhte Stabilität und Robustheit der beobachteten Assoziationen.

Diese Ergebnisse werden weitgehend durch frühere Forschungsarbeiten gestützt, die die gesundheitsschädlichen Auswirkungen von Luftschadstoffen untersuchten. Eine kürzlich in China durchgeführte Studie ergab, dass ein Anstieg der Feinstaubbelastung um 10 μg/m3 das Sterblichkeitsrisiko bei chirurgischen Krebspatienten erhöhen kann. In ähnlicher Weise wurde in einigen Studien ein erhöhtes Risiko für postoperative Komplikationen bei Nieren- und Lungentransplantationspatienten festgestellt, die Luftverschmutzung ausgesetzt waren.

Insgesamt unterstreicht die aktuelle Studie die Bedeutung der Verwendung von Bayes’schen Modellen in der perioperativen Forschung und unterstützt weitere Untersuchungen zur Feinstaubexposition als potenziell modifizierbaren perioperativen Risikofaktor mit postoperativen Komplikationen verbunden.

In der Studie wurden die Standorte der Zählbezirke zur Abschätzung der Feinstaubbelastung herangezogen, chronische Belastungen, Belastungen am Arbeitsplatz oder in Innenräumen wurden jedoch nicht berücksichtigt. Die Zusammensetzung von Feinstaub, der dessen Toxizität beeinflussen kann, wurde in der Studie aufgrund fehlender Daten ebenfalls nicht analysiert.

Das Single-Center-Design, die Verwendung eines zusammengesetzten Ergebnisses, das Fehlen umfassender Daten zu Rasse und ethnischer Zugehörigkeit sowie die Unfähigkeit, Patienten nach chirurgischen Fachgebieten zu kategorisieren, schränkten die Generalisierbarkeit der Ergebnisse ein. Zukünftige Forschung in einer größeren, multizentrischen Kohorte ist daher erforderlich, um die Ergebnisse besser interpretieren zu können.

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Quellen: