Parameters predicting arterious-venous fistula maturation in pre surgery vascular mapping

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Introduzione

L’insufficienza renale cronica (IRC) è uno stato di malattia di grande impatto sulla sanità pubblica: il numero di pazienti è in costante ascesa a causa dell’aumento dell’età della popolazione generale e delle patologie ad essa correlate, quali ipertensione e diabete tipo 2. Si stima che circa 850 milioni di persone nel mondo siano affette da IRC e, di conseguenza, risulta in costante incremento il numero di pazienti con malattia renale che necessita del trattamento emodialitico [1].

Come è noto, l’accesso vascolare di prima scelta per l’esecuzione della terapia dialitica è rappresentato dalla fistola artero-venosa con vasi nativi in considerazione di una minore incidenza di complicanze infettive e trombotiche; di una ridotta morbilità e mortalità; una maggiore durata se confrontata agli innesti protesici ed ai cateteri venosi centrali [2–3].

Il buon funzionamento della FAV è uno degli obiettivi più importanti per migliorare la qualità di vita e delle prestazioni sanitarie dei pazienti in trattamento emodialitico. Le linee guida internazionali raccomandano un adeguata valutazione preoperatoria del patrimonio vascolare del paziente che ormai non può più prescindere dall’utilizzo dall’indagine eco-color Doppler [4]. L’esame deve essere eseguito in maniera metodica, con la raccolta di una serie di informazioni morfologiche e funzionali delle strutture vascolari che vengono valutate [3]. L’uso dell’imaging eco-color Doppler da parte dello specialista ha consentito di incrementare il numero di pazienti eleggibili per l’intervento di allestimento di FAV utilizzando vasi nativi grazie al mapping vascolare pre-operatorio, che consente di identificare strutture vascolari adatte [5–9].

Scopo del lavoro

L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare se i parametri ricavati dall’indagine eco-color Doppler, nella fase preoperatoria, possano essere predittivi della maturazione della fistola artero-venosa a 30 giorni dal suo allestimento.

 

Materiali e metodi

Sono stati arruolati 44 pazienti, sottoposti a intervento di FAV tra novembre 2019 ed agosto 2020. I pazienti sono stati sottoposti per la prima volta a questo intervento utilizzando i vasi nativi; sono stati esclusi i pazienti ai quali era stata effettuata una revisione della FAV con prossimalizzazione dell’anastomosi. Tutti gli interventi sono stati eseguiti dallo stesso nefrologo esperto in accessi vascolari. La valutazione eco-color Doppler è stata condotta con ecografo Esaote MyLab Class, sonda lineare 7,5-15 MHz in ambiente con temperatura standard, con paziente in posizione confortevole, seduto, con braccio addotto in linea con la spalla (Foto 1) [10]. L’esecuzione dell’esame ha richiesto mediamente 30 minuti.

Valutazione pre-operatoria

Con una esplorazione in senso prossimale-distale sono state escluse stenosi arteriose e venose ed anomalie vascolari in grado di compromettere il buon esito dell’impianto. I parametri ecografici presi in esame sono stati [11]:

1. calibro della vena cefalica e dell’arteria radiale in corrispondenza della sede scelta per l’anastomosi;
2. portata dell’arteria radiale;
3. calibro, indici di resistenza e portata dell’arteria omerale;
4. test di iperemia reattiva.

Il test dell’iperemia reattiva è stato così condotto (Foto 2):

1. Calcolo in M-Mode del diametro medio sisto-diastolico in scansione longitudinale;
2. Campionamento CD-PD in asse lungo dell’arteria omerale a livello del solco bicipitale;
3. Campionamento spettrale dell’arteria omerale con calcolo della Vm;
4. Misura del diametro dell’arteria e calcolo automatico della portata e degli indici di resistenza.

Regolazione del modulo Doppler [12]:

1. PRF impostata fra 2-4 KHz nel campionamento color Doppler e fra 4-6 KHz in analisi spettrale;
2. Filtro di parete fra 100 e 200 KHz;
3. Angolo di insonazione ≤60°; steering di 20° orientato in senso centrifugo (questi ultimi parametri sono impostati convenzionalmente con queste caratteristiche al fine al fine di avere termini di paragone sovrapponibili).

È stata eseguita una prima valutazione “a riposo” e una seconda valutazione dopo aver fatto mantenere al paziente il pugno chiuso per 2 minuti, alla riapertura dello stesso sono stati valutati in arteria omerale: la differenza degli indici di resistenza (∆ IR omerale); la differenza di portata (∆ portata omerale) e di calibro rispetto ai valori basali.

Dopo l’esecuzione dell’intervento, al paziente è stata somministrata antibiotico terapia ad ampio spettro con cefalosporine di III generazione e terapia con eparine a basso peso molecolare al dosaggio di 4000 UI/die. Ai pazienti che, prima dell’intervento, assumevano antiaggreganti piastrinici, non è stata sospesa la terapia.

Valutazione post-operatoria

I parametri ecografici presi in esame a 30 giorni dall’esecuzione dell’intervento sono stati:

1. portata della FAV calcolata in corrispondenza dell’arteria omerale [13];
2. indici di resistenza dell’arteria omerale;
3. calibro della vena efferente della FAV a distanza di 2 cm dall’anastomosi.

 

Analisi statistica

Le variabili continue, riportate come media ± deviazione standard, sono state comparate usando il test T-Student mentre le variabili categoriche sono state analizzate usando il Test Chi-quadro. Il coefficiente di correlazione di Pearson, invece, è stato utilizzato per valutare le relazioni tra le variabili dipendenti ed indipendenti. È stato considerato statisticamente significativo il valore di P inferiore a 0.05. Sono state calcolate le curve ROC per la predittività diagnostica con intervalli di confidenza.

 

Risultati

Dei 44 pazienti arruolati, 25 erano maschi (56.8 %) e 19 femmine (43.2 %) con età media di anni 63.13 ± 15.3 (18-85). Le valutazioni eco-color Doppler preoperatorie hanno prodotto i seguenti risultati: calibro della vena cefalica 2.34 ± 0.66 mm; calibro dell’arteria radiale 2.36 ± 0.43 mm; portata dell’arteria radiale 27.55 ± 12.95 ml/min; calibro dell’arteria omerale 4.09 ± 0.75 mm; portata dell’arteria omerale 129.76 ± 73.80 ml/min; indici di resistenza dell’arteria omerale 0.95 ± 0.06. Il test dell’iperemia reattiva ha mostrato: un incremento medio del calibro dell’arteria omerale pari a 0.2 ± 0.27 mm; un incremento della portata dell’arteria omerale mediamente di 136.12 ± 90.05 ml/min; una riduzione degli indici di resistenza di 0.13 ± 0.12.

I valori medi rilevati nella fase post-operatoria sono stati: calibro della arteria omerale 4.96 ± 1 mm; portata e indici di resistenza della FAV, misurati sull’arteria omerale, rispettivamente pari a 979.56 ± 657.94 ml/min e 0.59 ± 0.15; calibro della vena cefalica efferente l’anastomosi 5.54 ± 1,69 mm (Tabella I). È stata cercata una relazione, mediante uno studio di correlazione con calcolo della retta di regressione, tra la portata della FAV, valutata a 30 giorni dall’allestimento, e i parametri pre-operatori. I risultati hanno mostrato correlazioni statisticamente significative tra la portata della FAV e il calibro della vena cefalica (r=0.40, P=0.04); il calibro dell’arteria radiale (r=0.394, P=0.034); il calibro dell’arteria omerale (r=0.41, P=0.02); la riduzione degli IR al test dell’iperemia (r=0.45, P=0.02) oltre ad una correlazione tra la portata della FAV e il calibro della vena cefalica efferente l’anastomosi (r=0.45, P=0.01) (Figure 1-5).

Eco-color Doppler preoperatorio basale
Calibro v. cefalica (mm)	2.34 ± 0.66
Calibro a. radiale (mm)	2.36 ± 0.43
Portata a. radiale (ml/m)	27.55 ± 12.95
Calibro a. omerale (mm)	4.09 ± 0.75
Portata a. omerale (ml/m)	129.76 ± 73.80
IR a. omerale	0.95 ± 0.06
TEST DELL’IPERTEMIA REATTIVA
Δ calibro a. omerale (mm)	0.2 ± 0.27
Δ portata a. omerale (ml/m)	136.12 ± 90.05
Δ IR a. omerale	0.13 ± 0.12
Eco-color Doppler postoperatorio
Calibro a. omerale (mm)	4.96 ± 1
Portata FAV (ml/m)	979.56 ± 657.94
IR FAV	0.59 ± 0.15
Calibro v. cefalica (mm)	5.54 ± 1.69

Tabella I: Valutazioni eco-color Doppler pre e post operatoria. I valori riportati sono espressi in media ± deviazione standard per le variabili continue mentre per le variabili categoriali sono riportati come numeri assoluti e relative percentuali. v. cefalica (vena cefalica); a.radiale (arteria radiale), a. omerale (arteria omerale)

I pazienti sono stati suddivisi in due gruppi: gruppo “A”, di 24 pazienti, in cui la valutazione a 30 giorni mostrava una FAV ben funzionante con portata pari o superiore a 600 ml/min, e gruppo “B”, di 20 pazienti, con “early failure” o con portata, dopo 30 giorni, inferiore a 600 ml/min (failure to mature). Sono stati confrontati i valori medi dei parametri eco-color Doppler cercando di evidenziare differenze statisticamente significative nei due gruppi. Sono risultate significative le differenze tra: incremento della portata dell’arteria omerale (Δ portata omerale) (P = 0.03); riduzione degli indici di resistenza in arteria omerale (Δ IR omerale) (P = 0.011); calibro della arteria omerale dopo allestimento FAV (P = 0.001); portata della FAV (P = 0.0004); indici di resistenza della FAV (P = 0.0002); calibro della vena cefalica efferente l’anastomosi (P = 0.002) (Tabella II).

	Gruppo A (N:24)	Gruppo B(N:20)	p
Sesso	M:15 (62.5%) F:9 (37.5%)	M:10 (50%) F:10 (50%)	0.59
Età	60.75 ± 15.7 (15-83)	66.45 ± 13.64 (26-85)	0.10
VALUTAZIONE PREOPERATORIA
Calibro cefalica	2.35 ± 0.60	2.33 ± 0.74	0.46
Calibro radiale	2.39 ± 0.35	2.34 ± 0.52	0.36
Portata radiale	27.64 ± 9.92	27.45 ± 16.09	0.48
Calibro omerale	4.15 ± 0.75	4.01 ± 0.75	0.26
Portata omerale	121.77 ± 77.40	140 ± 69.78	0.20
IR omerale	0.95 ± 0.06	0.94 ± 0.05	0.34
TEST DELL’IPEREMIA REATTIVA
Δ calibro omerale	0.21 ± 0.26	0.18 ± 0.28	0.40
Δ portata omerale	159.33 ± 94.22	108.26 ± 78.17	0.03
Δ IR omerale	0.17± 0.15	0.08 ± 0.06	0.01
VALUTAZIONE POSTOPERATORIA
Calibro omerale	5.27 ± 0.82	4.14 ± 1.01	0.001
Portata FAV	1239.58 ± 599.26	355.52 ± 205.07	0.0004
IR FAV	0.53 ± 0.09	0.75 ± 0.18	0.0002
Calibro cefalica	6.03 ± 1.38	4.17 ± 1.78	0.002

Tabella II: Suddivisione dei pazienti in due gruppi: gruppo A, con FAV utilizzabile; gruppo B, con “early failure” o con FAV non utilizzabile. Differenze dei parametri eco-color Doppler in fase preoperatoria, dopo il test dell’iperemia e a 30 giorni dall’intervento

In merito alla riduzione degli indici di resistenza in arteria omerale (Δ IR a. omerale) e all’incremento della portata dell’arteria omerale (Δ portata omerale) dopo il test dell’iperemia reattiva, sono state calcolate curve ROC al fine di valutare l’appropriatezza diagnostica nel predire il successo della FAV. La curva ROC per il Δ IR omerale ha mostrato un AUC pari a 0.79 (P <0.001) identificando una specificità del 84% (IC: 0.68-0.93), una sensibilità del 50% (IC: 0.34-0.66), un VPP del 77% (IC: 0.6-0.88) ed un VPN del 61.5% (CI: 0.44-0.76) (Figura 6).

La curva ROC per il Δ portata omerale ha mostrato un AUC pari a 0.66 (P = 0.04), identificando una specificità del 80% (IC: 0.64-0.9), una sensibilità del 50% (IC: 0.34-0.65), un VPP del 75% (IC: 0.59-0.86) ed un VPN del 57% (IC: 0.41-0.71) (Figura 7).

Avendo identificato come valore cut-off 0.15 per la riduzione degli indici di resistenza calcolati sull’arteria omerale con il test dell’iperemia reattiva, i dati sono stati divisi in due gruppi: quello con Δ IR omerale <0.15 e quello con Δ IR omerale >=0.15. Si è osservato un tasso di successo della FAV pari al 38.5% nel primo gruppo e del 70% nel secondo (P = 0.02). Infine, suddividendo i dati in base al Δ della portata omerale (cut-off 150 ml/m’), nel gruppo con Δ <150 ml/m’ si è osservato un tasso di successo della FAV pari al 44%, a fronte del 70,5% del gruppo con Δ >150 ml/m (P = 0.036) (Tabella III).

SUDDIVISIONE IN BASE AL Δ IR
	Δ IR omerale <0.15	Δ IR omerale > 0.15	p-value
Tasso di successo	10 su 26 (38.5 %)	9 su 13 (70 %)	0.02
SUDDIVISIONE IN BASE AL Δ Q omerale
	Δ Q omerale <150	Δ Q omerale >150	p-value
Tasso di successo	15 su 27 (44%)	12 su 17 (70.5 %)	0.03

Tabella III: Tasso di successo della FAV dopo suddivisione dei pazienti in base al Δ IR e al Δ Q osservati in a.omerale dopo il test di iperemia reattiva. I valori riportati sono espressi come numeri assoluti e relative percentuali

 

Discussione

La possibilità di identificare dei parametri pre-operatori capaci di predire il buon funzionamento della FAV ha motivato questo studio, dimostrando una correlazione tra la portata della FAV e il calibro della vena cefalica, il calibro dell’arteria radiale, l’incremento della portata dell’arteria omerale e la riduzione degli indici di resistenza dell’arteria omerale con test dell’iperemia reattiva.

La suddivisione in due gruppi, pazienti con FAV mature a 30 giorni dal confezionamento e pazienti con FAV non utilizzabili, ci ha consentito di stigmatizzare differenze significative nei parametri presi in considerazione, tanto da poter affermare che i pazienti che raggiungevano la maturazione della FAV avevano, in fase pre-operatoria, un calibro maggiore dell’arteria omerale; nel post-intervento, un maggior diametro della vena cefalica efferente l’anastomosi, indici di resistenza della FAV più bassi e ovviamente una portata della FAV più alta.

Il diametro della vena cefalica post-anastomotica, da linee guida [2], è considerato un elemento aggiuntivo per esprimersi sull’avvenuta maturazione della FAV (cut-off 6 mm). In questo studio, abbiamo riscontrato nel gruppo A una media dei valori del calibro della vena cefalica efferente l’anastomosi pari a 6.03 ± 1.38 mm, a differenza del gruppo B, dove tale media risultava pari a 4.17 ± 1.78 mm. Le differenze delle medie sono risultate statisticamente significative (P = 0.002). In ultimo, anche le indagini di correlazione con regressione lineare hanno mostrato una diretta correlazione, statisticamente significativa (R = 0.45, P = 0.016) tra la portata della FAV ed il calibro della vena cefalica efferente l’anastomosi.

Per quanto attiene al calibro preoperatorio della vena cefalica e dell’arteria radiale, lo studio non ha mostrato differenze statisticamente significative nei due gruppi. A tal proposito la letteratura non mostra uniformità di vedute: Wong ha documentato il fallimento della FAV in tutti i pazienti che avevano una cefalica con diametro <1,6 mm [14]. Mendes ha riportato che solo il 16% delle FAV che nel preoperatorio presentavano diametro della vana cefalica <2 mm sviluppavano un accesso vascolare utilizzabile ai fini dialitici, a fronte del 76% di successo delle FAV con calibro preoperatorio della cefalica >2 mm [15]. Blessios, nel 2019, dimostrava che il calibro dell’arteria radiale inferiore ai 2,5 mm e la portata della stessa inferiore a 20 ml/min sono entrambi fattori di rischio indipendenti nel predire il fallimento nella maturazione della FAV con una specificità del 95% [16]. Infine, Malovrh, riporta che per arterie radiali di calibro <1,5 mm il tasso di fallimento si attesta tra il 55 ed il 64%, rispetto ad arterie con calibro >1,5 mm, nel qual caso il tasso di fallimento era tra l’8 ed il 17% [17]. L’eterogeneità di questi risultati fa comprendere come attualmente non vi siano dati certi e riproducibili in merito all’entità del calibro della vena e dell’arteria da utilizzare per il confezionamento dell’anastomosi. Il nostro studio, in merito al diametro preoperatorio della arteria radiale e della vena cefalica, pur non mostrando differenze significative nei due gruppi (A e B), mostra una diretta correlazione con la portata della FAV a 30 giorni dal confezionamento: a diametri maggiori corrispondono portate più alte.

In accordo a quanto già documentato da Marlovrh nel 2002, che predice il fallimento della FAV nei pazienti con scarsa risposta al test dell’iperemia reattiva [8, 18], il nostro studio mostra differenze statisticamente significative nei due gruppi per quanto concerne l’incremento della portata e la riduzione degli indici di resistenza calcolati con test dell’iperemia reattiva, evidenziando un incremento della portata e una riduzione degli IR nei pazienti con FAV utilizzabile a 30 giorni dal confezionamento. Abbiamo voluto rafforzare questo risultato costruendo delle curve ROC riferite al parametro riduzione degli IR (Δ IR a. omerale) ed al parametro incremento della portata (Δ portata a. omerale), ottenuti con test dell’iperemia reattiva, allo scopo di valutare la predittività di adeguata maturazione della FAV a 30 giorni dall’intervento. Per quanto riguarda il parametro Δ IR omerale, il test ha mostrato una specificità del 84% ed una sensibilità del 50% mentre, per il parametro Δ portata omerale, una specificità del 80% ed una sensibilità del 50%. È stato così possibile identificare i valori di cut-off dei due parametri, rispettivamente 0,15 e 150 ml/min. Si è potuto in tal modo confrontare il tasso di successo nell’allestimento della FAV nel gruppo con Δ IR omerale <0,15, pari al 38,5%, a fronte del gruppo con Δ IR omerale >0,15, pari al 70 %. E nel gruppo Δ portata omerale <150 ml/min, pari al 44%, nel gruppo Δ portata omerale >150 ml/min, pari al 70,5%. Si nota quindi un tasso di successo significativamente maggiore nei due gruppi in cui si ottiene un test positivo nella riposta all’iperemia.

Lo studio mostra, inoltre, un tasso di insuccesso pari al 45,4% nei pazienti con una inadeguata risposta al test dell’iperemia reattiva in fase pre-operatoria, differenziandosi da quanto riportato in letteratura (9-30%) [11]. Un’analisi post-hoc ha evidenziato che il tasso di insuccesso globale sarebbe stato pari al 14% se non fossero stati eseguiti interventi di allestimento della FAV nei casi di scarsa risposta al test dell’iperemia.

Nel nostro studio la capacità predittiva è unicamente ad appannaggio degli elementi di valutazione funzionale delle strutture vascolari coinvolte nell’allestimento della FAV. La creazione delle curve ROC e l’identificazione dei valori di cut-off ha fornito un elemento concreto di predittività e conseguentemente di scelta dell’idoneità delle strutture vascolari.

Gli elementi di debolezza sono rappresentati:

1. Dal numero campionario esiguo e dalla mancanza di valutazione in fase pre-operatoria dell’incremento del calibro della cefalica dopo apposizione di laccio emostatico [19–20];
2. Mancanza di un follow-up più esteso che consentirebbe di identificare l’avvenuta maturazione della FAV dopo i 30 giorni indicati dalle linee guida;
3. Mancanza di un metodo più fedele e standardizzato per la realizzazione del test dell’iperemia. La chiusura del pugno da parte del paziente, infatti, non sempre risulta essere massimale (ad esempio nei soggetti anziani) e la modulazione della forza potrebbe influire, se non valutata in modo standard, sulle misurazioni che vengono eseguite.

I punti di forza sono rappresentati dalla creazione delle curve ROC per due parametri valutati nello studio preoperatorio, che sono l’incremento della portata e la riduzione degli indici di resistenza, con il test dell’iperemia reattiva, che sono risultati predittivi di maturazione della FAV a distanza di 30 giorni dall’intervento chirurgico.

 

Conclusioni

Al fine di selezionare i pazienti più idonei ad eseguire l’intervento di allestimento della FAV, lo studio identifica due parametri (Δ IR e Δ portata), calcolati con il test dell’iperemia reattiva, che potrebbero essere utili, assieme ad altri, per la realizzazione di uno score in grado di predire il buon esito dell’accesso vascolare, permettendo di selezionare i pazienti da sottoporre all’intervento in maniera tale da ridurre significativamente il tasso di insuccesso.

 

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