Radial artery function and additional vascular parameters as predictors of loss of radial patency and their modification after transradial catheterization

Abstract

Background and aims Transradial access has become the default route for cardiac catheterization because it reduces mortality, bleeding, and vascular complications. However, sheath insertion and catheter manipulation injure the radial artery wall, and the functional consequences — unlike the well-studied structural ones — remain poorly characterized, particularly their time course and determinants. This thesis prospectively assessed how endothelial function, smooth-muscle function, lumen diameter, and Doppler hemodynamics of the radial artery evolve after elective transradial catheterization, aiming to (1) describe their temporal course, (2) identify patient characteristics linked to the severity of impairment, and (3) determine whether baseline parameters can predict post-procedural damage to support pre-procedural risk stratification. Methods In a prospective, single-center, observational study at the University Hospital of Ioannina, 94 consecutive patients undergoing elective transradial coronary catheterization were evaluated at baseline, 24 hours, and one month. All procedures used the right radial artery and a 6 Fr sheath. A single operator performed high-resolution Doppler ultrasound, measuring endothelium-dependent (FMD) and endothelium-independent (NMD) vasodilation, lumen diameter, and resting and hyperemic flow indices (PSV, RI, PI, VTI). Because all variables deviated from normality, non-parametric methods were used throughout (Friedman/Wilcoxon, Mann–Whitney U, Kruskal–Wallis, Spearman, and ROC) in SPSS v27.ResultsThe cohort comprised 69 men and 25 women (mean age 65.8 years). Baseline radial diameter was smaller in women (2.20 vs 2.48 mm), giving them a higher sheath-to-artery ratio. Radial artery occlusion occurred in four patients (4.3%), all male, all recanalizing spontaneously within one month. At 24 hours, FMD fell by 31% and NMD by 37%; by one month, smooth-muscle function had partially recovered while endothelial function had not, alongside incomplete diameter recovery and a compensatory fall in distal resistance. Injury severity was unrelated to diabetes, hypertension, or renal function, but showed a double dissociation: female sex predicted greater smooth-muscle injury (median ΔNMD −8.3% vs −5.8%, p = 0.005), whereas older age predicted greater and more persistent endothelial impairment (age – ΔFMD after 1 month, ρ = −0.62). On ROC analysis, baseline resting PSV best predicted above-median FMD loss (AUC 0.73), reflecting its strong inverse correlation with diameter (ρ = −0.68) — high PSV largely identifies small radial arteries. A multivariable score combining PSV, diameter, age, and RI is proposed.ConclusionsTransradial catheterization produces a measurable, multi-domain functional impairment of the radial artery that persists at one month, with smooth-muscle function recovering while endothelial function does not. Its severity varies between patients and is partly predictable from a simple pre-procedural vascular phenotype — diameter, resting PSV and RI, and age — supporting brief pre-procedural Doppler assessment. Women and older patients are most vulnerable and may benefit most from injury-sparing strategies such as sheathless systems and distal radial access. The radial artery behaves not as a passive conduit but as a living vessel that responds to procedural injury over weeks.

Ανασκόπηση και στόχοι Η διακερκιδική προσπέλαση έχει καθιερωθεί ως η προεπιλεγμένη οδός για τον καρδιακό καθετηριασμό, καθώς μειώνει τη θνητότητα, την αιμορραγία και τις αγγειακές επιπλοκές. Ωστόσο, η εισαγωγή του θηκαριού και ο χειρισμός των καθετήρων προκαλούν βλάβη στο τοίχωμα της κερκιδικής αρτηρίας, ενώ οι λειτουργικές συνέπειες —σε αντίθεση με τις καλά μελετημένες δομικές— παραμένουν ελλιπώς χαρακτηρισμένες, ιδίως ως προς τη χρονική τους εξέλιξη και τους καθοριστικούς τους παράγοντες. Η παρούσα διατριβή αξιολόγησε προοπτικά τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλονται η ενδοθηλιακή λειτουργία, η λειτουργία του λείου μυϊκού χιτώνα, η διάμετρος του αυλού και οι αιμοδυναμικές παράμετροι Doppler της κερκιδικής αρτηρίας μετά από προγραμματισμένο διακερκιδικό καθετηριασμό, με στόχους: (1) να περιγράψει τη χρονική τους εξέλιξη, (2) να προσδιορίσει τα χαρακτηριστικά των ασθενών που σχετίζονται με τη βαρύτητα της βλάβης, και (3) να διερευνήσει εάν οι αρχικές παράμετροι μπορούν να προβλέψουν τη μετεπεμβατική βλάβη, υποστηρίζοντας την προ-επεμβατική διαστρωμάτωση κινδύνου. Μέθοδοι Σε μια προοπτική, μονοκεντρική μελέτη παρατήρησης στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Ιωαννίνων, 94 διαδοχικοί ασθενείς που υποβλήθηκαν σε προγραμματισμένο διακερκιδικό στεφανιαίο καθετηριασμό αξιολογήθηκαν στην αρχική μέτρηση, στις 24 ώρες και στον έναν μήνα. Σε όλες τις επεμβάσεις χρησιμοποιήθηκαν η δεξιά κερκιδική αρτηρία και θηκάρι 6 Fr. Ένας μόνο εξεταστής διενήργησε υπερηχογράφημα Doppler υψηλής ευκρίνειας, μετρώντας την ενδοθηλιο-εξαρτώμενη (FMD) και την ενδοθηλιο-ανεξάρτητη (NMD) αγγειοδιαστολή, τη διάμετρο του αυλού και τους δείκτες ροής σε ηρεμία και υπεραιμία (PSV, RI, PI, VTI). Καθώς όλες οι μεταβλητές απέκλιναν από την κανονικότητα, χρησιμοποιήθηκαν μη παραμετρικές μέθοδοι (Friedman/Wilcoxon, Mann–Whitney U, Kruskal–Wallis, Spearman και ROC) με το λογισμικό SPSS v27. Αποτελέσματα Η ομάδα μελέτης περιελάμβανε 69 άνδρες και 25 γυναίκες (μέση ηλικία 65.8 ετών). Η αρχική διάμετρος της κερκιδικής ήταν μικρότερη στις γυναίκες (2.20 έναντι 2.48 mm), προσδίδοντάς τους υψηλότερο λόγο θηκαριού προς αρτηρία. Απόφραξη της κερκιδικής αρτηρίας εμφανίστηκε σε τέσσερις ασθενείς (4.3%), όλους άνδρες, με αυτόματη αποκατάσταση της ροής εντός ενός μηνός. Στις 24 ώρες, η FMD μειώθηκε κατά 31% και η NMD κατά 37%· στον έναν μήνα, η λειτουργία του λείου μυϊκού χιτώνα είχε ανακάμψει μερικώς, ενώ η ενδοθηλιακή όχι, παράλληλα με ατελή αποκατάσταση της διαμέτρου και αντισταθμιστική πτώση των περιφερικών αντιστάσεων. Η βαρύτητα της βλάβης ήταν ανεξάρτητη από τον διαβήτη, την υπέρταση και τη νεφρική λειτουργία, αλλά το γυναικείο φύλο προέβλεπε μεγαλύτερη βλάβη του λείου μυϊκού χιτώνα (διάμεση ΔNMD −8.3% έναντι −5.8%, p = 0.005), ενώ η μεγαλύτερη ηλικία προέβλεπε μεγαλύτερη και πιο επίμονη ενδοθηλιακή βλάβη (ηλικία σε σχέση με ΔFMD στον έναν μήνα, ρ = −0.62). Στην ανάλυση ROC, η αρχική PSV ηρεμίας προέβλεψε καλύτερα την απώλεια FMD άνω της διαμέσου (AUC 0.73), αντανακλώντας την ισχυρή αρνητική συσχέτισή της με τη διάμετρο (ρ = −0.68) — η υψηλή PSV ταυτοποιεί κατά κύριο λόγο μικρές κερκιδικές αρτηρίες. Προτείνεται μία πολυπαραγοντική εκτίμηση που συνδυάζει PSV, διάμετρο, ηλικία και RI. Συμπεράσματα Ο διακερκιδικός καθετηριασμός προκαλεί μια μετρήσιμη, πολυεπίπεδη λειτουργική βλάβη της κερκιδικής αρτηρίας που παραμένει στον έναν μήνα, με τη λειτουργία του λείου μυϊκού χιτώνα να ανακάμπτει, ενώ η ενδοθηλιακή όχι. Η βαρύτητά της διαφέρει μεταξύ των ασθενών και είναι εν μέρει προβλέψιμη από έναν απλό προ-επεμβατικό αγγειακό φαινότυπο —διάμετρος, PSV και RI ηρεμίας, και ηλικία— γεγονός που υποστηρίζει μια σύντομη προ-επεμβατική εκτίμηση με Doppler. Οι γυναίκες και οι ηλικιωμένοι ασθενείς είναι οι πλέον ευάλωτοι και ενδέχεται να ωφεληθούν περισσότερο από στρατηγικές περιορισμού της βλάβης, όπως συστήματα χωρίς θηκάρι (sheathless) και άπω κερκιδική προσπέλαση. Η κερκιδική αρτηρία δεν συμπεριφέρεται ως παθητικός αγωγός, αλλά ως ζωντανό αγγείο που αποκρίνεται στην επεμβατική βλάβη επί εβδομάδες.