Patient Blood Management

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1 Patient Blood Management H. Gombotz Abteilung für Anästhesiologie und Intensivmedizin, AKH Linz

2 Patient Blood Management Patient Blood Management (PBM) ist ein multidiziplinäres, evidenzbasiertes Behandlungsmodell, welches zum Ziel hat, durch optimale Behandlung des patientinneneigenen Blutvolumens die Verabreichung von Fremdblut- und Fremdblutprodukten bei akzeptablem Anämierisiko auf ein Minimum zu reduzieren oder gar zu vermeiden. Mit dem PBM Konzept können Transfusionen nicht ganz vermieden, aber geht man vom derzeitigen Verbrauch aus deutlich reduziert werden. Damit werden nicht nur die Nebenwirkungen der Bluttransfusion verhindert, sondern auch die Risiken einer vorbestehenden oder neu auftretenden Anämie auf ein Minimum reduziert.

3 Patient blood management Adamson J.W. New Engl J Med (2008) 358:

4 Axel Hofmann AIC Graz

5 To implement this resolution, the WHO Blood Transfusion Safety Programme (WHO/BTS), in collaboration with Sharjah Blood Transfusion and Research Centre and the Government of United Arab Emirates (UAE), is planning to organize the WHO Global Forum for Blood Safety: Patient Blood Management on March 2011 in Dubai, UAE. The aim of this forum is to provide a mechanism for information exchange, fostering collaboration, involving international partners in the implementation of resolution WHA63.R12 on availability, safety and quality of blood products, particularly on patient blood management system. Axel Hofmann AIC Graz

6 Western Australian PBM Project Rationale for patient blood management There are compelling reasons for implementing Patient blood management: Blood supply pressures Cost of blood Transfusion practice variability Transfusion safety and effectiveness Axel Hofmann AIC Graz

7 Helm et al: Ann Thorac Surgery 98: 65,

8 Präoperativ Intraoperativ Postoperativ Patient Blood Management 1. Säule Optimierung des Erythrozytenvolumens Evaluierung des aktuellen Blutverbrauchs Bestellpraxis Erstellung von Richtlinien Planung des operativen Vorgehens 2. Säule Reduktion des Blutverlustes auf ein Minimum 3. Säule Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Anämieerkennung Identifizieren der Grunderkrankung ev. Zuziehen von Konsiliarärzten Behandlung der Grunderkrankung Behandlung der Anämie NB: eine unbehandelte Anämie stellt eine Kontraindikation für einen elektiven Eingriff dar Abschätzen des Blutungsrisikos Minimierung des diagnostischen und interventionellen Blutverlustes interdisziplinäre Planung des Eingriffs... Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Zeitliche Planung des Eingriffes entsprechend der Optimierung des Erythrozytenvolumens Exakte Blutstillung und spezielle chir. und anästhesiologische Techniken (minimal invasiv) Blutsparmethoden optimales Gerinnungsmanagement Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Strenge Indikationsstellung zur Bluttransfusion Prophylaktische Gabe von Eisen Stimulation der Erythropoiese wenn notwendig genaue Überwachung von Blutungen rasche Korrektur von Gerinnungsstörungen rasche Reoperation Aufrechterhaltung der Normodermie Retransfusion von Wundblut Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Re-Evaluierung

9 Clinician s Transfusion-Trigger Hb Pre-op Hb Patient 1 Expected Nadir Hb Patient 1 Blood loss 1,800ml Scenario 1 Patient treated w/o PBM 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 Hb g/dl

10 Clinician s Transfusion-Trigger Hb Pre-op Hb Patient 1 Fe B 12 Folic Acid ESAs Expected Nadir Hb Patient 1 Blood loss 1,800ml Scenario 2 Patient treated w/ PBM 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 Hb g/dl

11 Clinician s Transfusion-Trigger Hb Pre-op Hb Patient 1 Expected Nadir Hb Patient 1 Meticulous surgical hemostasis, Topical hemostatic agents Systemic hemostatic agents Anesthesiological techniques Normothermia Induced hypotension etc. Blood loss 1,800ml Blood loss 1,000ml Scenario 2 Patient treated w/ PBM 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 Axel Hofmann Vienna Vifor Hb g/dl

12 Clinician s Transfusion-Trigger Hb Pre-op Hb Patient 1 Expected Nadir Hb Patient 1 Blood loss 1,000ml Keep pt. normovolemic FiO 2 100% Minimising metabolic demand Scenario 2 Patient treated w/ PBM 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 Axel Hofmann Vienna Vifor Hb g/dl

13 Implementing PBM

14 Predictors of Transfusion Type of surgery/surgeon Baseline hemoglobin and RBC mass Actual blood loss Co-morbidities Tolerable blood loss and transfusion trigger (individual)

15 ESTIMATED AND CALCULATED BLOOD LOSS IN DIFFERENT TYPES OF SURGERY Hip Knee Spine General CAGB Urologic

16

17 Predictors of Transfusion Type of surgery/surgeon Baseline hemoglobin and RBC mass Actual blood loss Co-morbidities Tolerable blood loss and transfusion trigger (individual)

18 Red blood cell (RBC) mass versus transfusion rate Moskowitz et al: Ann Thorac Surg 2004;77:626 34

19 Measures to optimize the use of blood components in selected surgical procedures in Austrian hospitals Predictors of RBC transfusions Procedure THR TKR CABG Independent Variable Odds ratio (95% CI) Odds ratio (95% CI) Odds ratio (95% CI) Hemoglobin preop.(%)* Min. hemoglobin postop. (%)* Lost RBC -volume (%) ** 0.65 (0.60;0.70) 0.68 (0.63;0.73) 0.69 (0.63;0.75) 1.50 (1.38;1.64) 1.48 (1.35;1.63) 1.52 (1.36;1.70) 1.82 (1.64;2.01) 1.81 (1.62;2.02) 1.81 (1.58;2.07) Center rank 1.34 (1.24;1.46) 1.35 (1.25;1.46) - Correctly classified (%) 97.4% 97.2% 97.0% * Percentage of WHO cut-off values ** Percentage of the preoperatively circulating RBC volume Centers ranked according to the mean perioperative RBC loss Gombotz et al: TRANSFUSION 2007;47:

20 Predictors of Transfusion Type of surgery/surgeon Baseline hemoglobin and RBC mass Actual blood loss Co-morbidities Tolerable blood loss ând transfusion trigger (individual)

21 A standardized method for calculating blood loss Brecher et al: Transfusion 37, 1070, 1997

22 The influence of baseline hb concentration on tolerance of anemia in cardiac surgery The relationship between maximum decrease in Hb concentration and adverse outcomes was independently associated with increased risk!! Karkouti et al: TRANSFUSION 2008;48:

23 Predictors of Transfusion Type of surgery/surgeon Baseline hemoglobin and RBC mass Actual blood loss Co-morbidities Tolerable blood loss and transfusion trigger (individual)

24 Comorbidities of Anemic Patients Beattie et al. Anesthesiology 2009; 110:574 81

25 Risk for perioperative myocardial infarction and mortality in patients undergoing hip or knee arthroplasty: the role of anemia Mantilla et al: TRANSFUSION 51, :2011

26 Probability of Transfusion 70-80% (estimated) + Sex, body weight, BMI + Baseline RBC mass, expected blood loss + Individual transfusion trigger and comorbidities Mercuriali Algorithm Type of surgery (surgeon) and baseline hemoglobin Calculation of RBC mass to be transfused or generated

27 Transfusion Algorithm (Mercuriali F., Inghilleri G.: Curr. Med. Res. Opin. 13, , 1996) Transfusion needs = Predicted RBC loss - tolerable RBC loss Predicted RBC loss = C-RBC-V preop - C-RBC-V POD5 + RBC transfused Tolerable blood loss = (PBVx hct baseline ) - (PBV x hct min. acc ) Tolerable Blood Loss Surgical Blood Loss Transfusion Requirement

28 Predictability of Patient Specific Transfusion Requirements ROC Curve of ATR ROC Curve of baseline hct ROC = Receiver Operating Characteristics Hackl et al: EJA, 20, Suppl 30, A-303, 2003

29 Components of PBM Evaluation of the actual blood usage (data management) Optimising blood ordering schedules Increasing tolerance of anemia 3 pillar strategy Optimising preoperative red cell mass Minimising perioperative blood loss Reducing transfusion trigger

30 Data Management Total units transfused per month Jun.05 Jul.05 Aug.05 RBC Site 1 RBC Site 2 FFP Site 1 FFP Site 2 Plts Site 1 Plts Site 2

31 Components of PBM Evaluation of the actual blood usage (data management) Optimising blood ordering schedules Increasing tolerance of anemia 3 pillar strategy Optimising preoperative red cell mass Minimising perioperative blood loss Reducing transfusion trigger

32 Measures to optimize the use of blood components in selected surgical procedures in Austrian hospitals Not ordered and transfused (11%) Preoperative blood request C/TR ratio 2,2 : 1 Ordered and transfused (28%) Ordered and not transfused (61%)

33 MSBOS Maximum Blood Ordering Schedule Authors Type of surgery CTR before CTR after Rogers et al Orthopedics 3.21 : : 1 Mehra et al Knee replacement 4.90 : : 1 Foley et al Gynecology 2.25 : : 1 Richardson et al Various 1.80 : : 1 1.7: 1 = reduction of...

34 Data Management Single RBC unit txns vs total units txd Example from EMMC USA

35 Components of PBM Evaluation of the actual blood usage (data management) Optimising blood ordering schedules Increasing tolerance of anemia 3 pillar strategy Optimising preoperative red cell mass Minimising perioperative blood loss Reducing transfusion trigger

36 Patient Blood Management 1. Säule Optimierung des Erythrozytenvolumens Evaluierung des aktuellen Blutverbrauchs Bestellpraxis Erstellung von Richtlinien Planung des operativen Vorgehens 2. Säule Reduktion des Blutverlustes auf ein Minimum 3. Säule Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Präoperativ Anämieerkennung Identifizieren der Grunderkrankung ev. Zuziehen von Konsiliarärzten Behandlung der Grunderkrankung Behandlung der Anämie NB: eine unbehandelte Anämie stellt eine Kontraindikation für einen elektiven Eingriff dar Abschätzen des Blutungsrisikos Minimierung des diagnostischen und interventionellen Blutverlustes interdisziplinäre Planung des Eingriffs... Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Intraoperativ Postoperativ Zeitliche Planung des Eingriffes entsprechend der Optimierung des Erythrozytenvolumens Prophylaktische Gabe von Eisen Stimulation der Erythropoiese wenn notwendig Exakte Blutstillung und spezielle chir. und anästhesiologische Techniken (minimal invasiv) Blutsparmethoden optimales Gerinnungsmanagement genaue Überwachung von Blutungen rasche Korrektur von Gerinnungsstörungen rasche Reoperation Aufrechterhaltung der Normodermie Retransfusion von Wundblut Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Strenge Indikationsstellung zur Bluttransfusion Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Re-Evaluierung

37 Patients for elective surgery should present at the preoperative ambulance as soon a possible (4 weeks before their surgery). PBM PLANNING Transfusion Needs

38 Präop. Aufklärung AKH Linz "Sollten Sie unter Anämie leiden, weisen wir Sie darauf hin, dass eine präoperative Anämiebehandlung diverse Risiken, die mit der Operation verbunden sind (z.b erhöhte Transfusionsrate, erhöhte Infektionsrate und Infarktrate und damit verbunden ein längerer Krankenhausaufenthalt), wesentlich reduzieren würden. Aus diesem Grund empfehlen wir bei allen elektiven, also nicht ganz dringlichen Eingriffen eine entsprechende Behandlung."

39 Hgb < 120 g/l for females Hgb < 130 g/l for males No action required Evaluation necessary Ferritin? TSAT? Empfehlungen II ferritin < 30 mcg/l and/or TSAT < 15-20% ferritin mcg/l and/or TSAT > 20% ferritin > 70 mcg/l and/or TSAT > 20% Serum creatinine GFR R/O iron deficiency Inflammation/ chronic disease Chronic kidney disease (CKD) Low Normal Vitamin B 12 and/or folic acid Normal Low Iron deficiency Referral to gastroenterologist to R/O malignancy Refer to nephrologist No response Anemia of chronic disease Iron Therapy 1 Oral iron in divided doses 2 IV iron in divided doses if patient cannot tolerate oral iron, intestinal absorption problems, or short timeline ESA Therapy Folic acid and/or Vitamin B 12 therapy Goodnough et al: Nata guidelines, BJA in print

40 Circulation 2005;112;

41 Patient Blood Management 1. Säule Optimierung des Erythrozytenvolumens Evaluierung des aktuellen Blutverbrauchs Bestellpraxis Erstellung von Richtlinien Planung des operativen Vorgehens 2. Säule Reduktion des Blutverlustes auf ein Minimum 3. Säule Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Präoperativ Anämieerkennung Identifizieren der Grunderkrankung ev. Zuziehen von Konsiliarärzten Behandlung der Grunderkrankung Behandlung der Anämie NB: eine unbehandelte Anämie stellt eine Kontraindikation für einen elektiven Eingriff dar Abschätzen des Blutungsrisikos Minimierung des diagnostischen und interventionellen Blutverlustes interdisziplinäre Planung des Eingriffs... Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Intraoperativ Postoperativ Zeitliche Planung des Eingriffes entsprechend der Optimierung des Erythrozytenvolumens Prophylaktische Gabe von Eisen Stimulation der Erythropoiese wenn notwendig Exakte Blutstillung und spezielle chir. und anästhesiologische Techniken (minimal invasiv) Blutsparmethoden optimales Gerinnungsmanagement genaue Überwachung von Blutungen rasche Korrektur von Gerinnungsstörungen rasche Reoperation Aufrechterhaltung der Normothermie Retransfusion von Wundblut Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Strenge Indikationsstellung zur Bluttransfusion Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Re-Evaluierung

42 General standards and advanced measures Modify Surgery??

43

44 Up to 50% reduction of blood loss!!!

45 Management of mini-cardiopulmonary bypass devices: is it worth the energy? Ranucci et al: Current Opinion in Anaesthesiology 2009, 22:78 83

46 Tranexamic Acid and Aprotinin in Primary Cardiac Operations: An Analysis of 220 Cardiac Surgical Patients Treated with Tranexamic Acid or Aprotinin Incidence of allogeneic red blood cell transfusion and 24 h drainage loss. Dietrich et al: Anesth Analg 2008;107: )

47 A Randomized Controlled Trial of Cell Salvage in Routine Cardiac Surgery Klein et al: Anesth Analg 2008;107: )

48 Modified ultrafiltration after cardiopulmonary bypass is associated with a lower prevalence of early morbidity and lower blood transfusion requirements. The impact on length of hospital stay needs further analysis. Routine application of modified ultrafiltration after adult cardiac operations is warranted.

49 Jambor C. Management des massiven perioperativen Blut- Verlusts. In Frietsch T, Weiler- Lorentz A Rotem basierter Algorithmus

50 Patient Blood Management 1. Säule Optimierung des Erythrozytenvolumens Evaluierung des aktuellen Blutverbrauchs Bestellpraxis Erstellung von Richtlinien Planung des operativen Vorgehens 2. Säule Reduktion des Blutverlustes auf ein Minimum 3. Säule Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Präoperativ Anämieerkennung Identifizieren der Grunderkrankung ev. Zuziehen von Konsiliarärzten Behandlung der Grunderkrankung Behandlung der Anämie NB: eine unbehandelte Anämie stellt eine Kontraindikation für einen elektiven Eingriff dar Abschätzen des Blutungsrisikos Minimierung des diagnostischen und interventionellen Blutverlustes interdisziplinäre Planung des Eingriffs... Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Intraoperativ Postoperativ Zeitliche Planung des Eingriffes entsprechend der Optimierung des Erythrozytenvolumens Prophylaktische Gabe von Eisen Stimulation der Erythropoiese wenn notwendig Exakte Blutstillung und spezielle chir. und anästhesiologische Techniken (minimal invasiv) Blutsparmethoden optimales Gerinnungsmanagement genaue Überwachung von Blutungen rasche Korrektur von Gerinnungsstörungen rasche Reoperation Aufrechterhaltung der Normodermie Retransfusion von Wundblut Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Strenge Indikationsstellung zur Bluttransfusion Erhöhung und Ausschöpfung der Anämietoleranz Re-Evaluierung

51

52 VO2 (whole Body) Relation of VO 2 /DO 2 VO2 vs DO2 Dependency VO2 vs DO2 Independency VO2 vs DO2 Dependency Difficult to detect!! Critical DO2 Dysoxia-Hibernation Steady State Metabolic Activity DO2 (Whole Body)

53 Pts. with ischemia (%) Perioperative myocardial ischemic episodes are related to hematocrit level in patients undergoing radical prostatectomy 40% 30% 20% 10% 0% <28% >28% <28%+T >28%+T <28% >28% <28%+T >28%+T intraoperative postoperative Hogue et al.: Transfusion 38: , 1998

54 ^

55 Recommendations Regarding Indications for RBC Transfusion in the General Critically Ill Patient (1) 1. RBC transfusion is indicated for patients with evidence of hemorrhagic shock. (Level 1) 2. RBC transfusion may be indicated for patients with evidence of acute hemorrhage and hemodynamic instability or inadequate oxygen delivery. (Level 1) 3. A restrictive strategy of RBC transfusion (transfuse when Hb 7 g/dl) is as effective as a liberal transfusion strategy (transfusion when Hb 10 g/dl) in critically ill patients with hemodynamically stable anemia, except possibly in patients with acute myocardial ischemia. (Level 1) 4. The use of only Hb level as a trigger for transfusion should be avoided. Decision for RBC transfusion should be based on an individual patient s intravascular volume status, evidence of shock, duration and extent of anemia, and cardiopulmonary physiologic parameters. (Level 2) 5. In the absence of acute hemorrhage RBC, transfusion should be given as single units. (Level 2) 6. Consider transfusion if Hb 7g/dL in critically ill patients requiring mechanical ventilation (MV). There is no benefit of a liberal transfusion strategy (transfusion when Hb 10 g/dl) in critically ill patients requiring MV. (Level 2) Napolitano et al: Crit Care Med 2009; 37:

56 Recommendations Regarding Indications for RBC Transfusion in the General Critically Ill Patient (2) 7. Consider transfusion if Hb 7 g/dl in resuscitated critically ill trauma patients. There is no benefit of a liberal transfusion strategy (transfusion when Hb 10 g/dl) in resuscitated critically ill trauma patients. (Level 2) 8. Consider transfusion if Hb 7 g/dl in critically ill patients with stable cardiac disease. There is no benefit of a liberal transfusion strategy (transfusion when Hb 10 g/dl) in critically ill patients with stable cardiac disease. (Level 2) 9. RBC transfusion should not be considered as an absolute method to improve tissue oxygen consumption in critically ill patients. (Level 2) 10. RBC transfusion may be beneficial in patients with acute coronary syndromes (ACS) who are anemic (Hb 8 g/dl) on hospital admission. (Level 3) Napolitano et al: Crit Care Med 2009; 37:

57 Australia Axel Hofmann AIC Graz Axel Hofmann Vienna Vifor

58 Transfusion thresholds and other strategies for guiding allogeneic red blood cell transfusion Restrictive transfusion strategies reduced the risk of receiving a red blood cell (RBC) transfusion by a relative 42%. This equates to an average absolute risk reduction (ARR) of 40%. The volume of RBCs transfused was reduced on average by 0.93 units. However, heterogeneity between these trials was statistically significant (p< ) for these outcomes. Mortality, rates of cardiac events, morbidity, and length of hospital stay were unaffected. Trials were of poor methodological quality. Hill SR, et al: The Cochrane Library, Issue 4, 2003.

59 AKH Linz Experience Primary Hip and Knee Replacement Baseline (2003) Evaluation (2003) Guidelines (2004) Individual approach ( ) Plus preop treatment (2005) Goal 10 0 % patients transfused 1 Gombotz H. et al. Unpublished data.

60 70,0% 69,5% 60,0% 50,0% 50,0% 40,0% 30,0% 26,6% U.S. Multi-Center Reports EHMC 22,4% 20,0% 15,9% 10,0% 8,0% 3,2% 4,3% 0,0%

61 4,00% 3,54% 3,50% 3,00% 2,89% 2,50% 2,48% 2,00% Expected Mortality Actual Mortality 1,50% 1,23% 1,00% 0,50% 0,00%

62 Hb-Anstieg (g/dl) Retrospektiver Vergleich bei anämischen PatientInnen mit einseitigem Hüftgelenksersatz % 5 Hb-Anstieg n = 2x50 Patientinnen vs. Behandlungszeit Behandlungszeit (Wochen) Unpublished data.

63 Retrospektiver Vergleich bei anämischen PatientInnen mit einseitigem Hüftgelenksersatz % n = 2x50 Patientinnen PBM ohne PBM Unpublished data.

64 Study evaluating PBM Outcomes Compared a cohort of 586 pts undergoing isolated CABG at an institution with a developed PBM Program (PBMP) with a propensity-score matched cohort of 586 pts from institutions without a PBMP Isolated CABG includes elective & urgent and primary & redo procedures Axel Hofmann AIC Graz

65 PBM strategies used: 1. Preop haemoglobin optimisation 2. Intraop ANH and Intra & Postop cell salvage 3. Meticulous surgical technique 4. Endovascular vein harvesting 5. Point-of-care coagulation testing 6. Targeted haemostatic therapy 7. Tolerance of perioperative anaemia (60 70 g/l depending on patient-specific physiology) Axel Hofmann AIC Graz

66 CABG Outcomes PBMP vs Non-PBMP Outcome PBMP cohort (n=586) Non-PBMP cohort (n=586) P-value % Transfused 10.6% 42.5% < Mortality 0.8% 2.5% 0.02 Serious complication 11.1% 18.7% Moskowitz et al. TheThe impact of blood conservation on outcomes in cardiac surgery: is it safe and effective? Ann Thorac Surg 2010;90:451-9 Axel Hofmann AIC Graz

67

68 Postgraduate Hochschulkurs Universität GRAZ Dauer: Kosten: Leiter: 3 Semester einschließlich PBM-Project 20 Ek s pro Semester u. Teilnehmer Gombotz, Kurz, Lanzer Beginn: Herbst 2011

69 69

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