Improved Exercise Tolerance, Oxygen Delivery, and Oxygen Utilization After Transcatheter Aortic Valve Implantation for Severe Aortic Stenosis

Abstract

Background: Transcatheter aortic valve implantation (TAVI) represents an effective therapeutic procedure, particularly in patients with severe aortic stenosis. We hypothesized that the decreased afterload induced by TAVI would improve exercise capacity by enhancing oxygen uptake in working muscles. Methods: A standardized exercise test was performed in patients with severe aortic stenosis the day before TAVI and within 5 days thereafter. The main study endpoint was the workload achieved during a 5-minute standardized exercise test. Using electrical cardiometry and near-infrared spectroscopy, we explored and compared the changes in cardiac index (CI), as well as muscular and cerebral tissue oximetry, during the 2 exercise tests. Results: Thirty patients completed the study protocol. Compared with the pre-TAVI period, patients achieved a higher median workload after TAVI (316 Joules [interquartile range {IQR}: 169–494] vs 190 Joules [IQR: 131–301], P = 0.002). Baseline CI increased from 2.5 l/min per m2 (IQR: 2.1–2.9) to 2.9 l/min per m2 (IQR: 2.5–3.2; P = 0.009), whereas CI at the end of the exercise test increased from 4.5 l/min per m2 (IQR: 3.4–5.3) to 4.7 l/min per m2 (3.4–6.4; P = 0.019). At the end of the exercise test, cerebral tissue oximetry increased from 70% (IQR: 65–72) to 74% (IQR: 66–78), and muscle tissue oximetry increased from 62% (IQR: 58–65) to 71% (65–74; P = 0.046 and P < 0.001, respectively). Conclusions: Early improvement of exercise capacity after TAVI is associated with increased CI and better oxygen utilization in the brain and skeletal muscles. Résumé: Contexte: Le remplacement valvulaire aortique par cathéter (TAVI) représente une procédure thérapeutique efficace, en particulier chez les patients présentant une sténose aortique sévère. Nous avons émis l'hypothèse que la diminution de la postcharge induite par le TAVI améliorerait la capacité à l’effort en favorisant la consommation d'oxygène des muscles travaillant. Méthodes: Un test d'effort standardisé a été réalisé chez des patients souffrant de sténose aortique sévère la veille de l'intervention TAVI et dans les 5 jours qui ont suivi. Le principal critère d'évaluation de l'étude était la charge de travail atteinte lors d'un test d'effort standardisé de 5 minutes. En utilisant la cardiométrie électrique et la spectroscopie proche infrarouge, nous avons exploré et comparé les changements de l'index cardiaque (IC), ainsi que l'oxymétrie des tissus musculaires et cérébraux, pendant les 2 tests d'effort. Résultats: Trente patients ont terminé le protocole d'étude. Par rapport à la période pré-TAVI, les patients ont atteint une charge de travail médiane plus élevée après le TAVI (316 Joules [intervalle interquartile (IIQ) : 169-494] contre 190 Joules [IIQ : 131-301], p = 0.002). L'IC de base est passé de 2,5 l/min par m2 (IIQ : 2,1-2,9) à 2,9 l/min par m2 (IIQ : 2,5-3,2 ; p = 0.009), tandis que l'IC à la fin du test d'effort est passé de 4,5 l/min par m2 (IIQ : 3.4-5.3) à 4,7 l/min par m2 (3,4-6,4 ; p = 0,019). À la fin du test d'effort, l'oxymétrie du tissu cérébral est passée de 70 % (IIQ : 65-72) à 74 % (IIQ : 66-78), et l'oxymétrie du tissu musculaire est passée de 62 % (IIQ : 58-65) à 71 % (65-74; p = 0,046 et p < 0,001, respectivement). Conclusions: L'amélioration précoce de la capacité d'exercice après le TAVI est associée à un IC accru et à une meilleure utilisation de l'oxygène au niveau du cerveau et des muscles squelettiques.