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. 2018 Jan-Mar;17(1):10–18. [Article in Portuguese] doi: 10.1590/1677-5449.008317
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Mineração de dados na avaliação de óbitos após cirurgia de amputação

Gabrielle dos Santos Leandro 1,2,*, Sheila Cristina Parolim 2, Claudia Maria Cabral Moro 1, Deborah Ribeiro Carvalho 1
PMCID: PMC5990270  PMID: 29930676

Resumo

Contexto

A amputação e a desarticulação objetivam melhorar a saúde de um indivíduo, mas esses tratamentos apresentam taxas significantes de mortalidade que variam de acordo com os fatores relacionados.

Objetivo

Identificar as associações entre os determinantes da mortalidade pós-operatória da amputação.

Métodos

Estudo do tipo caso-controle (óbito versus não óbito) em que foi adotada a descoberta de regras de associação (abordagem da mineração de dados) e métricas epidemiológicas sobre 173 registros de pacientes amputados em um hospital público de Santa Catarina em 2014.

Resultados

Os principais determinantes foram: idade > 60 anos [odds ratio (OR) = 3,0], sexo feminino (OR = 2,0), baixa escolaridade, hipertensão (OR = 3,0), diabetes (OR = 1,6) e tabagismo (OR = 1,8). Dos pacientes com idade entre 60 a 69 anos (38%), 87,9% evoluíram para alta, estando o óbito associado a doença vascular periférica. Quando a idade foi > 70 anos, embolia e trombose de artérias dos membros inferiores foram o fator de exceção (óbito). As patologias com maior associação ao óbito foram doença vascular (47,0%), diabetes (29,4%), doença cardíaca (razão de risco = 11,4), doença renal (OR = 10,4) e doença pulmonar (OR = 5,2). As cirurgias proximais estiveram mais associadas ao óbito do que as distais. Entre os pacientes que foram a óbito, 76,0% foram submetidos a raquianestesia e 24,0% a anestesia geral.

Conclusão

A mineração de dados permitiu identificar as associações vinculadas ao óbito entre as diferentes variáveis e diagnósticos, como por exemplo, entre idade > 70 anos e diagnóstico de embolia e trombose de artérias dos membros inferiores.

Palavras-chave: amputação, mortalidade, mineração de dados

INTRODUÇÃO

A amputação e a desarticulação são tratamentos com o intuito de melhorar a saúde de um indivíduo 1 . Porém, esses procedimentos apresentam elevadas taxas de mortalidade: 15 a 30,0% após 1 mês 2 - 4 , superior a 50,0% após 1 ano 3 , chegando até 77,0% após 5 anos 4 . Esses valores se diferenciam quando é considerada a localização da cirurgia, variando de 21,0% em amputação de nível transtibial até 38,0% em amputação de nível transfemural após 1 ano 5 .

A avaliação das taxas de mortalidade após um procedimento cirúrgico pode auxiliar na compreensão da situação de saúde de uma comunidade e na avaliação sobre o desempenho e a organização hospitalar, bem como a utilização dos recursos e a metodologia de trabalho 6 . Para tal, é importante identificar as relações existentes entre as características da amputação: causa, primária/recorrente, fonte de registro do óbito, entre outras. Uma forma de identificar essas relações é a partir de técnicas de mineração de dados (MD) 7 .

O objetivo deste estudo foi identificar as associações entre os determinantes da taxa de mortalidade pós-operatória de cirurgias de amputação adotando técnicas de MD. Os resultados deste estudo podem auxiliar na compreensão do risco de óbito pós-operatório da amputação e na identificação de seus principais determinantes, subsidiando o planejamento profilático e, consequentemente, aprimorando os serviços oferecidos pelo Sistema Único de Saúde.

MÉTODO

Estudo do tipo caso-controle (óbito versus não óbito), retrospectivo, realizado por meio da revisão de registros eletrônicos de saúde (RES) de pacientes que sofreram amputação em um hospital público de Santa Catarina em 2014. O estudo obteve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa sob o parecer 1.669.393.

Foram analisados 173 RES, incluindo cirurgias de amputação e/ou desarticulação de coxa, hálux de dedo, pé e tarso, perna e membros inferiores, dedo e pododáctilos, dedo por dedo, antebraço, mão e punho, e pênis.

As variáveis utilizadas foram idade, sexo, estado civil, raça, escolaridade, profissão, hipótese diagnóstica, grupo da hipótese diagnóstica, diabetes, hipertensão, tabagismo, etilismo, saída (alta, transferência e óbito), reinternação, tempo de duração da cirurgia, tipo de cirurgia e tipo de anestesia.

Para a identificação dos determinantes, foram adotadas as três etapas previstas do processo Knowledge Discovery in Databases: pré-processamento, mineração de dados e pós-processamento 7 . Na primeira etapa, foram integrados dados sociais aos RES e calculada a taxa de mortalidade pós-operatória; na segunda, foram descobertas regras de associação a partir do algoritmo Apriori 8 ; e, na terceira, foi adotado o algoritmo de descoberta de regras de exceção 9 para identificação das situações de exceção. A regra de exceção pretende identificar, entre as regras descobertas, aquelas com mais chances de serem úteis ao especialista. Um exemplo de par de regras é mostrado a seguir:

A → C (i%, j%) Regra do senso comum (alta cobertura e precisão)

A,B → ¬ C (x%, y%) Regra de exceção (baixa cobertura e alta precisão) 7

A primeira é a regra geral, seguida pela respectiva regra de exceção.

O símbolo “¬” significa negação lógica, a qual pode representar a simples alteração do valor possível da variável que se apresenta no consequente da regra 7 . Essas regras vêm acompanhadas de porcentagens, que são lidas da seguinte maneira:

Regra: Se (i%) acontece em A, dos quais (j%) também apresentam C.

Exceção: Se (x%) acontece em A associado a B, então (y%) acontece em C.

Essas regras são lidas da seguinte maneira, por exemplo, na Regra 1 no Quadro 1 : “27% dos pacientes têm idade entre 40 a 59 anos, dos quais 93,5% evoluíram para a alta”. Exceção: “1,7% dos pacientes têm idade entre 40 a 59 anos e possuem hipótese diagnóstica CID E115 (“Diabetes melito não insulinodependente - com complicações circulatórias periféricas” 10 ); desses, 66,7% evoluíram para o óbito”.

Quadro 1. Regras e exceções.

Regra geral Exceção
Idade
1 SE idade entre 40 a 59 anos (27,0%) → Alta (93,5%) SE idade entre 40 a 59 anos e CID E115 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
2 SE idade entre 60 e 69 anos (38,0%) → Alta (87,9%) SE idade entre 60 e 69 anos e CID I739 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
3 SE idade 70 anos ou mais (35,0%) → Alta (86,9%) SE idade é 70 anos ou mais e CID I743 (1,1%) → ¬ Óbito (100,0%)
Sexo
4 SE feminino (31,2%) → Alta (85,2%) SE feminino e CID E115 (1,1%) → ¬ Óbito (100,0%)
SE feminino e CID I739 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
Estado civil
5 SE viúvo (19,0%) → Alta (90,9%) SE viúvo e aposentado (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
6 SE casado (63,0%) → Alta (86,2%) SE casado e CID I743 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
Raça
7 SE raça branca (94,2%) → Alta (88,3%) SE raça branca e CID I743 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
SE raça branca e CID I739 (1,7%) → ¬ Óbito (66,7%)
Escolaridade
8 SE alfabetizado (17,8%) → Alta (93,5%) ---
9 SE Ens. Fund. completo (13,8%) → Alta (87,5%) ---
10 SE Ens. Fund. incompleto (32,2%) → Alta (83,9%) SE Ens. Fund. incompleto e CID I743 (1,1%) → ¬ Óbito (100,0%)
Hipertensão
11 SE nega hipertensão (26,0%) → Alta (93,3%) ---
12 SE óbito (9,8%) → Hipertensão (88%) ---
13 SE óbito e hipertensão (8,7%) → Diabetes (86,7%) ---
Diabetes
14 SE nega diabetes (24,0%) → Alta (87,8%) ---
15 SE óbito (9,8%) → Diabetes (82,0%) ---
16 SE diabetes (72,0%) → Alta (88,1%) SE diabetes e CID I739 (1,1%) → Óbito (100,0%)
Tabagismo
17 SE ex-tabagista (24,0%) → Alta (95,2%) ---
18 SE tabagista (21,0%) → Alta (83,8%) ---
19 SE nega tabagismo (27,0%) → Alta (95,7%) ---
Etilismo
20 SE nega etilismo (46,0%) → Alta (92,4%) SE nega etilismo e aposentado (1,7%) → Óbito (66,7%)
SE nega etilismo e CID E115 (1,1%) → Óbito (100,0%)
SE nega etilismo e CID I739 (1,1%) → Óbito (100,0%)
Reinternação
21 SE mais de uma amputação (33,9%) → Alta (96,6%) ---
22 SE óbito (9,8%) → Uma amputação (88,2%) ---
23 SE óbito e Uma amputação (8,7%) → Raquianestesia (80,0%) ---
24 SE óbito e Uma amputação (8,7%) → Diabetes (80,0%) ---
25 SE uma amputação (65,5%) → Alta (85,1%) SE uma amputação e CID E115 (2,9%) → Óbito (60,0%)
Tipo de cirurgia
26 SE amp./des. perna e membros inferiores (13,0%) → Alta (90,9%) ---
27 SE óbito (9,8%) → Amputação de coxa (64,0%) SE óbito e duração 0 a 30 min (1,7%) → Amp./des. de hálux de dedo (66,7%)
28 SE amputação de coxa (28,0%) → Alta (72,9%) SE amputação de coxa e CID E115 (1,7%) → Óbito (100,0%)
SE amputação de coxa e CID I743 (1,1%) → Óbito (100,0%)
Tipo de Anestesia
29 SE óbito (9,8%) → Raquianestesia (76,0%) SE óbito e duração de 0 a 30 min. (1,7%) → Anestesia geral (inalatória e venosa) (66,7%)
SE óbito e duração de 151 a 180 min. (1,1%) → Anestesia geral (inalatória e venosa) (100,0%)
30 SE anestesia geral (inalatória e venosa) (13,0%) → Alta (82,6%) ---
Duração da cirurgia
31 SE duração = 0 a 30 min. (6,9%) → Alta (75,0%) SE duração = 0 a 30 min e anestesia geral (inalatória e venosa) (1,7%) → Óbito (66,7%)
32 SE duração = 61 a 90 min. (24,7%) → Alta (86,0%) ---
33 SE duração 91 a 120 min. (23,6%) → Alta (90,2%) ---
34 SE duração = 121 a 151 min. (12,1%) → Alta (85,7%) SE duração = 121 a 151 min. e CID E115 (1,1%) → Óbito (100,0%)
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O CID E115 corresponde a diabetes melito não insulinodependente – com complicações circulatórias periféricas. O CID I739 corresponde a doença vascular periférica não especificada. O CID I743 corresponde a embolia e trombose de artérias dos membros inferiores.

Para complementar a análise dos dados, foram utilizadas as métricas epidemiológicas de associação: razão de risco (RR) e odds ratio (OR).

RESULTADOS

Para melhor compreensão dos resultados, o número total de óbitos e amputações, RR e OR dos determinantes associados ao óbito, além de serem descritos nesta seção, são também apresentados na Tabela 1 . O mesmo foi feito com o conjunto de regras e exceções obtidas pelas técnicas de MD, que são exibidas no Quadro 1 .

Tabela 1. Análise das variáveis sociodemográficas, morbidades, hábitos, grupo diagnóstico, localização da cirurgia e tipo de anestesia.

Variáveis Óbitos
n 		Não óbitos
n 		Total
n 		Razão de risco Odds ratio
Total 17 156 173 - -
Idade 40 a 59 anos 2 45 47 Ref Ref
60 a 69 anos 8 58 66 2,8 3,1
70 anos ou mais 7 53 60 2,7 3,0
Sexo Feminino 8 46 54 2,0 2,1
Masculino 9 110 119 Ref Ref
Raça Branca 17 146 163 - -
Parda 0 4 4 - -
Preta 0 4 4 - -
Não informado 0 2 2 - -
Estado civil Casado 13 96 109 2,2 2,0
Solteiro 1 7 8 2,3 2,5
Viúvo 3 30 33 Ref Ref
Divorciado 0 21 21 Ref Ref
Outros 0 1 1 Ref Ref
Não informado 0 1 1 - -
Escolaridade Ens. Fundamental incompleto 8 48 56 2,6 3,0
Ens. Fundamental completo 2 22 24 1,5 1,6
Analfabeto 0 6 6 Ref Ref
Alfabetizado 2 29 31 Ref Ref
Ens. Médio incompleto 0 1 1 Ref Ref
Ens. Médio completo 1 15 16 Ref Ref
Superior completo 0 1 1 Ref Ref
Não informado 4 34 38 - -
Diabético 14 111 125 1,5 1,6
Não diabético 3 38 41 Ref Ref
Não informado 0 7 7 - -
Hipertenso 15 108 123 2,7 3,0
Não hipertenso 2 43 45 Ref Ref
Não informado 0 5 5 - -
Tabagista e ex-tabagista 6 73 79 1,7 1,8
Não tabagista 2 45 47 Ref Ref
Não informado 9 38 47 - -
Etilista, etilista-social e ex-etilista 2 41 43 0,6 0,6
Não etilista 6 74 80 Ref Ref
Não informado 9 41 50 - -
Diagnóstico Doença cardíaca 1 0 1 11,4 -
Doença pulmonar 1 2 3 3,8 5,2
Doença renal 1 1 2 5,7 10,4
Infecção 1 3 4 2,8 3,5
Doença vascular 8 28 36 Ref Ref
Diabetes 5 81 86 Ref Ref
Ferida/úlcera 0 20 20 Ref Ref
Hanseníase 0 5 5 Ref Ref
Neoplasia 0 1 1 Ref Ref
Não informado 0 15 15 - -
Localização Em nível de antebraço 1 1 2 16,8 32,7
Em nível de coxa 11 37 48 7,7 9,7
Em nível de perna e membros inferiores 2 20 22 3,1 3,3
Em nível de pé e tarso 1 27 28 Ref Ref
Hálux de dedo 2 48 50 Ref Ref
Dedo e pododáctilos 0 17 17 Ref Ref
Amputação de dedo por dedo 0 3 3 Ref Ref
Em nível de mão e punho 0 2 2 Ref Ref
Amputação de pênis 0 1 1 Ref Ref
Anestesia Anestesia geral (inalatória e venosa) 4 18 22 2,1 2,4
Raquianestesia 13 108 121 Ref Ref
Anestesia local e sedação 0 10 10 Ref Ref
Raquianestesia e sedação 0 9 9 Ref Ref
Anestesia local 0 5 5 Ref Ref
Anestesia peridural 0 3 3 Ref Ref
Anestesia geral (venosa) 0 2 2 Ref Ref
Anestesia peridural e sedação 0 1 1 Ref Ref
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n indica o número de ocorrências e Ref indica que essas variáveis foram inclusas no grupo de referência para cálculo da razão de risco e do odds ratio.

A taxa de mortalidade pós-operatória foi de 9,8%. Dos amputados, 73,0% eram idosos acima de 60 anos, totalizando 88,0% dos óbitos (OR = 3,0). Dos pacientes acima de 70 anos (35%), 86,9% evoluíram para a alta; contudo, todos os que tinham embolia e trombose de artérias dos membros inferiores (1,1%) foram a óbito. Dos pacientes com idade entre 60 e 69 anos (38,0%), 87,9% evoluíram para alta; mas, dos que tinham diagnóstico de doença vascular periférica não especificada (1,7% da amostra), 66,7% evoluíram para o óbito. Dos pacientes com idade entre 40 e 59 anos, 93,5% evoluíram para a alta; contudo, entre aqueles com diabetes melito não insulinodependente com complicações circulatórias periféricas (1,7% da amostra), 66,7% foram a óbito (Regras 3, 2 e 1 do Quadro 1 ).

A maioria dos amputados foram homens (68,8%); contudo, o risco e a chance de óbito foi duas vezes maior nas mulheres do que nos homens (RR = 2,0 e OR = 2,1). Das mulheres amputadas, 85,2% evoluíram para alta, e todas com diabetes melito não insulinodependente com complicações circulatórias periféricas (1,1%) foram a óbito ( Quadro 1 – Regra 4).

A raça branca esteve presente em 94,2% dos amputados e em todos os óbitos. Dos pacientes de raça branca, 88,3% evoluíram para alta; entretanto, na presença de embolia e trombose de artérias dos membros inferiores ou de doença vascular periférica não especificada (ambos com 1,7% da amostra), 66,7% foram a óbito ( Quadro 1 – Regra 7).

Tanto os casados como os solteiros apresentaram o dobro de chance de óbito se comparados aos divorciados e viúvos. Casados representaram 76,5% dos óbitos e 63,0% dos pacientes que fizeram cirurgia. Dos amputados casados, 86,2% evoluíram para alta; porém, naqueles com diagnóstico de embolia e trombose de artérias dos membros inferiores (1,7%), 66,7% foram a óbito ( Quadro 1 – Regra 6).

A baixa escolaridade foi predominante nos pacientes amputados: apenas 1,0% tinha ensino superior completo e 67,0% não cursaram o ensino médio. Dos 32,0% com ensino fundamental incompleto, 83,9% evoluíram para alta, e o óbito foi observado em todos quando associado ao diagnóstico de embolia e trombose de artérias dos membros inferiores (1,1%). Dos alfabetizados (17,8%), a alta aconteceu em 93,5%; e entre os pacientes com ensino fundamental completo (13,8%), a alta foi de 87,5% ( Quadro 1 – Regras 10, 8 e 9). Quanto à profissão, esta não foi informada em 70,0% dos registros, impossibilitando uma análise detalhada. Todavia, as profissões mais citadas foram: aposentado, do lar, motorista, pedreiro e vendedor.

A hipertensão foi encontrada em 71,0% dos amputados e em 88,0% dos óbitos. A chance de óbito foi três vezes maior nos pacientes hipertensos em comparação àqueles não hipertensos. Dos não hipertensos, 93,3% evoluíram para alta. A diabetes esteve presente em 72,0% dos amputados e em 82,0% dos óbitos. Dos amputados sem diabetes (24%), 87,8% ganharam alta. Dos diabéticos, 88,1% tiveram alta, mas todos os diabéticos com doença vascular periférica (1,1%) morreram. A diabetes esteve presente em 86,7% dos hipertensos que foram a óbito (8,7%) ( Quadro 1 – Regras 11, 14, 16 e 13).

Quanto ao uso do tabaco, 45,0% dos amputados faziam ou fizeram uso do tabaco, estando este associado a 35,0% dos óbitos; contudo, em 53,0% dos óbitos esse dado não foi informado. Dos amputados que negaram uso do tabaco (27,0%), 95,7% evoluíram para alta; dos 24,0% ex-tabagistas, 95,2% ganharam alta; já dos 21,0% tabagistas, 83,8% evoluíram para alta ( Quadro 1 – Regras 19, 17 e 18). Foi encontrado maior risco na seguinte ordem: tabagista, ex-tabagista e não tabagista.

Quanto ao etilismo, 25,0% faziam ou fizeram uso de bebida alcoólica, estando este associado a 12,0% dos óbitos; contudo, em 53,0% dos óbitos esse agravo não foi informado. Dos 46,0% que negaram etilismo, 92,4% evoluíram para alta. Entretanto, entre os que negaram etilismo e eram aposentados (1,7%), 66,7% evoluíram a óbito. Todos os amputados não etilistas com diagnóstico de diabetes melito não insulinodependente e com complicações circulatórias periféricas (1,1%) morreram, assim como os não etilistas com diagnóstico de doença vascular periférica (1,1%) ( Quadro 1 – Regra 20).

Dos que tiveram mais que uma amputação (33,9%), 96,6% evoluíram para alta, e 88,2% dos pacientes que foram a óbitos tiveram apenas uma amputação no ano. Dos pacientes que realizaram somente uma amputação no ano (65,5%), 85,1% evoluíram para alta. Dos 2,9% que realizaram uma amputação e tinham diabetes melito não insulinodependente com complicações circulatórias periféricas, 60,0% foram a óbito ( Quadro 1 – Regras 21, 22 e 25).

Na análise do grupo de patologias da hipótese diagnóstica, a doença vascular foi a principal causa de óbito (47,0%), seguida pela diabetes (29,4%). Contudo, o risco de óbito foi 11,4 vezes maior na presença da doença cardiovascular, cinco vezes maior na doença renal (RR = 5,7 e OR = 10,4), três vezes maior na doença pulmonar (RR = 3,8 e OR = 5,2), e duas vezes maior na infecção (RR = 2,8 e OR = 3,5) se comparado ao grupo de hipóteses diagnósticas doença vascular, diabetes, hanseníase, neoplasia e ferida/úlcera.

As cirurgias mais realizadas foram a de hálux de dedo (29,0%), de coxa (28,0%) e de pé e tarso (16,0%). Dos pacientes que evoluíram para óbito, 64,0% foram submetidos a amputações em nível de coxa, seguido por 12,0% de hálux de dedo e de perna, e membros inferiores respectivamente. O risco de óbito foi 16 vezes maior em cirurgias em nível de antebraço (RR = 16,8 e OR = 32,7) e sete vezes maior em nível de coxa (RR = 7,7 e OR = 9,7) se comparado ao das cirurgias em nível de pé, tarso, hálux, dedo e pododáctilos, dedo por dedo, mão e punho, e pênis. Na amputação de coxa, 72,9% dos pacientes ganharam alta, e o óbito esteve associado ao diabetes melito não insulinodependente com complicações circulatórias periféricas (1,7%) e a embolia e trombose de artérias dos membros inferiores (1,1%). Na amputação de perna e membros inferiores, 90,9% dos usuários evoluíram para alta ( Quadro 1 – Regras 28 e 26).

A anestesia mais usada foi a raquianestesia (70,0%) e a anestesia geral (inalatória e venosa) (13,0%). Dos pacientes que foram a óbito, 76,0% foram submetidos raquianestesia, sendo que 10,0% dos pacientes submetidos a raquianestesia morreram. O risco de óbito foi duas vezes maior quando foi usada a anestesia geral (inalatória e venosa) se comparada com as demais, estando presente em 24,0% dos óbitos. Dos óbitos com anestesia geral (66,7%), 1,7% tiveram duração da cirurgia entre 0 a 30 minutos. Quando a duração da cirurgia foi entre 151 a 180 minutos (1,1%) e a anestesia foi geral, todos morreram. Dos pacientes amputados com anestesia geral, 82,6% evoluíram para alta ( Quadro 1 – Regras 29 e 30).

Quanto à duração das cirurgias, a alta esteve presente em 75,0% das cirurgias com duração entre 0 a 30 min; mas quando essa duração esteve associada à anestesia geral (inalatória e venosa), o que foi observado em 1,7% da amostra, 66,7% dos pacientes morreram. As amputações com evolução para alta variaram da seguinte forma: entre 61 a 90 min (86,0% alta), de 91 a 120 min (90,2% alta), de 121 a 151 min (85,7% alta). Foi observado maior tempo de sobrevida na duração entre 91 a 120 min, diminuindo com o aumento e diminuição da duração desse período ( Quadro 1 – Regras 31, 32, 33 e 34).

DISCUSSÃO

A taxa de mortalidade pós-operatória (9,8%) neste estudo foi baixa se comparada à de outros trabalhos que apresentaram taxas de 19,0% 4 . Alguns estudos trazem taxas de mortalidade global aos 30 dias entre 4,0% e 22,0% 4 , 5 , 11 . As diferenças nos valores podem ser explicadas por influências subjacentes dos serviços de saúde, decisões cirúrgicas e motivação dos pacientes por traz da decisão da amputação 4 .

Pacientes com idade acima de 60 anos tiveram três vezes mais chance de óbito do que os mais novos, sendo essa característica já observada em outros estudos 2 - 5 . Fortington et al. constatou que pessoas acima de 85 anos tiveram um tempo de sobrevida média de 8,8 meses após a amputação, enquanto que no grupo com pessoas mais novas a sobrevida foi de mais que 20 meses 4 .

As mulheres tiveram menos amputações, contudo morreram duas vezes mais se comparadas aos homens. No estudo de Rolim et al. aconteceu a mesma situação, em que 67,0% das amputações foram em homens e 33,0% em mulheres, apresentando mortalidade em 30 dias de 14,0% em homens e 15,0% em mulheres; em 90 dias, 22,0% em homens e 26,0% em mulheres; em 1 ano, 31,0% em homens e 36,0% em mulheres; e em 5 anos, 58,0% em homens e 61,0% em mulheres, mas essa diferença não foi citada em seu estudo 5 .

Fortington et al. citam que dos amputados a maioria eram homens (60,0%), com idade média de 72,1 anos, e as mulheres (40,0%) tinham idade média de 77 anos. A mortalidade em 30 dias foi de 28,0% em homens e 31,0% em mulheres; em 1 ano, 49,0% em homens e 52,0% em mulheres; e em 5 anos, 78,0% em homens e 80,0% em mulheres. Essa diferença é explicada pelas mulheres fazerem a amputação em idade mais avançada que os homens, sendo a idade um importante fator de risco 4 .

A mortalidade na raça branca foi predominante. Isso pôde ser justificado pelo fato de 89,7% da população de Santa Catarina ser da raça branca; além de que, no local do estudo, a cor branca é predominante devido ao fato da imigração alemã 12 . No estudo de Lavery et al., em que a raça predominante era a hispânica (78,1%), a taxa de sobrevida foi de 78,0% após 1 ano da amputação e 48,0% após 5 anos 13 . Situação semelhante foi encontrada em estudos em negros do Caribe e Barbados, 69,0% e 44,0%, respectivamente 14 , mas menor do que a relatada por índios norte-americanos 15 .

O estado civil casado foi predominante (76,5%), contudo as chances de óbito foram parecidas entre os casados (OR = 2,0) e solteiros (OR = 2,5) se comparados aos viúvos e divorciados. Essa característica foi atrelada ao perfil da população, pois outros estudos mostram que a maioria (58,0%) dos pacientes amputados moravam sozinhos e apenas 42,0% com algum cônjuge 4 . Essa informação denota os diferentes comportamentos em buscar saúde nos diversos tipos de estado civil, e que o planejamento do tratamento e da reabilitação deve considerar esse atributo.

A chance de óbito em pacientes hipertensos foi três vezes maior se comparada à dos não hipertensos, sendo que essa chance pode aumentar quando associados ao diabetes. Estudos relatam que pacientes com diabetes apresentaram mais amputações menores e duas vezes mais amputação em nível transtibial que amputação transfemural, diferentemente das pessoas que não tiveram diabetes 4 .

Quanto ao uso do tabaco, foi constatado risco na seguinte ordem: tabagista, ex-tabagista e não tabagista. Esse resultado condiz com estudo que afirma que, quanto ao óbito em 30 dias após a amputação, 33,0% fumavam e 25,0% não, em 1 ano 50,0% fumavam e 46,0% não, sendo em 5 anos 78,0% dos óbitos em tabagistas e 77,0% não 4 , confirmando que o uso do tabaco é um fator de risco para o paciente que realiza amputação. Contudo, tanto nessa variável como na do etilismo e na da profissão, foi constatado um grande percentual de registros incompletos e sem registros, o que dificulta uma análise eficiente.

As patologias mais frequentes no óbito pós-cirúrgico foram a doença vascular e diabetes, sendo o risco potencializado na presença da doença cardíaca, renal, pulmonar e infecções. Outro estudo traz que a etiologia predominante foi a doença vascular (doença arterial obstrutiva periférica – 87,0%) seguida pela infecção (7,0%), e que a presença de cardiopatia isquêmica e doença cerebrovascular teve impacto significativo como fator preditivo de menor sobrevida 5 .

Outro estudo mostrou que, dos óbitos após 30 dias da amputação, 45,0% tinham doença cerebrovascular, 33,0% doença renal, 32,0% doença cardíaca e 28,0% doença crônica pulmonar. Foi percebida probabilidade de morte de duas a três vezes maior em 30 dias para pessoas com doença cerebrovascular se comparada com as que não têm. Em pessoas com doença renal, notou-se probabilidade de morte 3,53 vezes mais em 1 ano e 5,35 vezes mais em 5 anos do que na ausência dessa morbidade 4 . A avaliação da reinternação fica prejudicada, tendo em vista a janela temporal adotada para a sistematização dos dados.

Em relação à localização da amputação, quanto mais invasiva a amputação, maior risco de óbito. Outro estudo aponta que as taxas de sobrevida aos 30, 90, 365 dias e 5 anos dos doentes submetidos a amputação menor foi de 95,0%, 91,0%, 79,0% e 55,0%, respectivamente. Já nos doentes submetidos a amputação maior as taxas foram de 82,0%, 70,0%, 62,0% e 35,0% respectivamente 4 .

Um desafio na cirurgia de amputação de membro inferior é decidir qual anestesia deve ser usada, sendo dada preferência às anestesias locais e à raquianestesia; contudo, existem poucas evidências que suportem a utilização de um tipo específico de anestesia devido ao perfil desses pacientes 16 , 17 , que sofrem um alto risco de eventos adversos 17 . Neste estudo, a raquianestesia esteve em 76,0% dos óbitos; contudo, mesmo que a anestesia geral (inalatória e venosa) estivesse presente em apenas 24,0% dos óbitos, pacientes que a fizeram tiveram 2,4 vezes mais chances de óbito do que as demais.

Porém, Chery et al. 16 afirma que as anestesias locais e/ou regionais para pacientes submetidos a amputação maior de extremidade estiveram associadas a uma menor incidência de complicações pulmonares pós-operatórias e arritmias cardíacas, devendo essa provavelmente ser o tipo de anestesia que favorece nesta situação. Moreira et al. 17 , que compararam a associação entre a raquianestesia e a anestesia geral nos pacientes que sofreram amputação de extremidade, concluíram que as taxas de mortalidade em 30 dias e de outras morbidades foram semelhantes em ambas anestesias, e que o tipo de anestesia não afetou significativamente a morbimortalidade.

CONCLUSÃO

Os determinantes associados à mortalidade pós-operatória na amputação foram: idade acima de 60 anos (OR = 3,0), sexo feminino (OR = 2,0), raça branca, hipertensão (OR = 3,0), diabetes (OR = 1,6) e tabagismo (OR = 1,8).

As patologias que levaram mais ao óbito foram a doença vascular (47,0%) e a diabetes (29,4%). Foi observado risco de óbito aumentado na presença da doença cardiovascular (RR = 11,4), doença renal (OR = 10,4), doença pulmonar (OR = 5,2) e infecção (OR = 3,5). As cirurgias proximais estiveram mais associadas ao óbito do que as distais. As anestesias que mais se relacionaram ao óbito foram a raquianestesia e a anestesia geral (inalatória e venosa).

A MD permitiu identificar peculiaridades das associações entre os determinantes do óbito após a cirurgia de amputação. Por exemplo, as exceções que vinculam variáveis às diferentes hipóteses diagnósticas, aumentando as chances de óbito.

Footnotes

Fonte de financiamento: Este estudo contou com financiamento da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) para bolsa de mestrado.

O estudo foi realizado no Hospital Regional Hans Dieter Schmidt, Joinville, SC, Brasil.

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Data mining to evaluate mortality after amputation surgery

Gabrielle dos Santos Leandro 1,2,*, Sheila Cristina Parolim 2, Claudia Maria Cabral Moro 1, Deborah Ribeiro Carvalho 1

Abstract

Background

The objective of amputation and disarticulation is to improve health. However, these treatments are associated with significant mortality rates that vary in relation to risk factors.

Objective

To identify associations between determinants of postoperative mortality after amputation surgery.

Methods

Case-control study (death vs. no death) considering data from 173 patients who underwent amputation surgery at a public hospital in Santa Catarina state, Brazil. These data were analyzed using a data mining approach to discover association rules and epidemiologic association metrics.

Results

The main determinants were age > 60 years (odds ratio (OR) = 3.0), female sex (OR = 2.0), low education, hypertension (OR = 3.0), diabetes (OR = 1.6), and smoking (OR = 1.8). Among patients aged 60-69 years, 87.9% survived to discharge from hospital. The exceptions occurred when patients in this age range had peripheral vascular disease. The same was true when age was > 70 years, among whom diagnoses of embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities were the exception factors (associated with death). The most common pathologies associated with death were vascular disease (47.0%) and diabetes (29.4%), heart disease (relative risk = 11.4), renal disease (OR = 10.4), and lung disease (OR = 5.2). Proximal surgeries were more strongly associated with death than distal ones. Among the deaths, 76.0% had been given spinal anesthesia and 24.0% general anesthesia.

Conclusion

Data mining enabled identification of associations between death and a variety of different variables and diagnostic hypotheses; for example, age > 70 years and diagnosis of embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities.

Keywords: amputation, mortality, data mining

INTRODUCTION

The objective of amputation and disarticulation is to improve the patient’s health. 1 However, these procedures are associated with elevated mortality rates: 15 to 30.0% after 1 month, 2 - 4 greater than 50.0% after 1 year, 3 and as high as 77.0% after 5 years. 4 The rates can be differentiated on the basis of site of surgery, varying from 21.0% for amputations at the transtibial level to 38.0% for amputation at the transfemoral level, at 1 year. 5

Analysis of the mortality rates that follow a surgical procedure can improve understanding of the health status of a community and is important for assessment of the performance and organization of hospitals, use of resources, and working methodology. 6 In this case, it is important to identify relationships between amputation characteristics: cause, primary/recurrent, source of record of death, and other details. One way of identifying these relationships is by applying data mining (DM) techniques. 7

The objective of this study was to identify associations between determinants of the postoperative mortality rate after amputation surgery, using DM techniques. The results of this study will improve understanding of the risk of postoperative death after amputation and help to identify its major determinants, providing a foundation for prophylactic planning and, consequently, for improvement of the services provided by the Brazilian National Health Service (SUS - Sistema Único de Saúde).

METHOD

A retrospective case-control (death vs. no death) study was conducted by reviewing the electronic healthcare records (EHR) of patients who had had amputations at a public hospital in Santa Catarina in 2014. The study was approved by the Research Ethics Committee, under protocol number 1.669.393.

A total of 173 EHR were analyzed, covering operations for amputation and/or disarticulation at the thigh, hallux, foot, and tarsal, legs and lower limbs, fingers toes, finger by finger, forearm, hand and wrist, and penis.

The variables collected were age, sex, marital status, race, educational level, profession, diagnostic hypothesis, diagnostic hypothesis group, diabetes, hypertension, smoking, alcohol use, exit (discharge, transfer, or death), rehospitalization, duration of surgery, type of surgery, and type of anesthesia.

The method used for identification of determinants comprised the three steps of the Knowledge Discovery in Databases process: pre-processing, data mining, and post-processing. 7 The first step was to integrate the social data with the EHR and calculate the postoperative mortality rate; the second step was to use the Apriori 8 algorithm to discover the association rules, and the third was to use the algorithm for discovery of exception rules 9 to identify the exception scenarios. An exception rule is intended to identify, among the rules discovered, those that are most likely to be of use to the specialist. An example rule pair is shown below:

A → C (i%, j%) Common sense rule (high coverage and high precision)

A,B → ¬ C (x%, y%) Exception rule (low coverage and high precision) 7

The first is the general rule, followed by its respective exception rule.

The “¬” symbol signifies logical negation, which could represent a simple alteration to the variable’s possible value that is the consequence of the rule. 7 These rules are generated with percentages, which are read in the following manner:

Rule: If (i%) occurs in A, of which (j%) also exhibit C.

Exception: If (x%) occurs in A associated with B, then (y%) occurs in C.

These rules are read in the following manner, for example, Rule 1 in Chart 1 : “27% of the patients are aged from 40 to 59 years, of whom 93.5% survived to discharge”. Exception: “1.7% of the patients are aged from 40 to 59 years and have diagnostic hypothesis ICD E115 (“Type 2 diabetes mellitus with circulatory complications”) 10 ; 66.7% of whom died”.

Chart 1. Rules and exceptions.

General rule Exception
Age
1 IF age is 40 to 59 years (27.0%) → Discharge (93.5%) IF age is 40 to 59 years and ICD E115 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
2 IF age is 60 to 69 years (38.0%) → Discharge (87.9%) IF age is 60 to 69 years and ICD I739 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
3 IF age is 70 years or more (35.0%) → Discharge (86.9%) IF age is 70 years or more and ICD I743 (1.1%) → ¬ Death (100.0%)
Sex
4 IF sex is female (31.2%) → Discharge (85.2%) IF sex is female and ICD E115 (1.1%) → ¬ Death (100.0%)
IF sex is female and ICD I739 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
Marital status
5 IF widowed (19.0%) → Discharge (90.9%) IF widowed and retired (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
6 IF married (63.0%) → Discharge (86.2%) IF married and ICD I743 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
Race
7 IF race is white (94.2%) → Discharge (88.3%) IF race is white and ICD I743 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
IF race is white and ICD I739 (1.7%) → ¬ Death (66.7%)
Educational level
8 IF literate (17.8%) → Discharge (93.5%) ---
9 IF Primary Ed. completed (13.8%) → Discharge (87.5%) ---
10 IF Primary Ed. not completed (32.2%) → Discharge (83.9%) IF Primary Ed. not completed and ICD I743 (1.1%) → ¬ Death (100.0%)
Hypertension
11 IF no hypertension (26.0%) → Discharge (93.3%) ---
12 IF death (9.8%) → Hypertension (88%) ---
13 IF death and hypertension (8.7%) → Diabetes (86.7%) ---
Diabetes
14 IF no diabetes (24.0%) → Discharge (87.8%) ---
15 IF death (9.8%) → Diabetes (82.0%) ---
16 IF diabetes (72.0%) → Discharge (88.1%) IF diabetes and ICD I739 (1.1%) → Death (100.0%)
Smoking
17 IF ex-smoker (24.0%) → Discharge (95.2%) ---
18 IF smoker (21.0%) → Discharge (83.8%) ---
19 IF non-smoker (27.0%) → Discharge (95.7%) ---
Alcoholism
20 IF no alcoholism (46.0%) → Discharge (92.4%) IF no alcoholism and retired (1.7%) → Death (66.7%)
IF no alcoholism and ICD E115 (1.1%) → Death (100.0%)
IF no alcoholism and ICD I739 (1.1%) → Death (100.0%)
Rehospitalization
21 IF more than one amputation (33.9%) → Discharge (96.6%) ---
22 IF death (9.8%) → one amputation (88.2%) ---
23 IF death and one amputation (8.7%) → Spinal anesthesia (80.0%) ---
24 IF death and one amputation (8.7%) → Diabetes (80.0%) ---
25 IF one amputation (65.5%) → Discharge (85.1%) IF one amputation and ICD E115 (2.9%) → Death (60.0%)
Type of surgery
26 IF amp./disart. leg and lower limbs (13.0%) → Discharge (90.9%) ---
27 IF death (9.8%) → Amputation at thigh (64.0%) IF death and duration 0 to 30 min (1.7%) → Amp./disart. of hallux (66.7%)
28 IF amputation at thigh (28.0%) → Discharge (72.9%) IF amputation at thigh and ICD E115 (1.7%) → Death (100.0%)
IF amputation at thigh and ICD I743 (1.1%) → Death (100.0%)
Type of Anesthesia
29 IF death (9.8%) → Spinal anesthesia (76.0%) IF death and duration 0 to 30 min. (1.7%) → General anesthesia (inhaled and venous) (66.7%)
IF death and duration 151 to 180 min. (1.1%) → General anesthesia (inhaled and venous) (100.0%)
30 IF general anesthesia (inhaled and venous) (13.0%) → Discharge (82.6%) ---
Duration of surgery
31 IF duration = 0 to 30 min. (6.9%) → Discharge (75.0%) IF duration = 0 to 30 min and general anesthesia (inhaled and venous) (1.7%) → Death (66.7%)
32 IF duration = 61 to 90 min. (24.7%) → Discharge (86.0%) ---
33 IF duration 91 to 120 min. (23.6%) → Discharge (90.2%) ---
34 IF duration = 121 to 151 min. (12.1%) → Discharge (85.7%) IF duration = 121 to 151 min. and ICD E115 (1.1%) → Death (100.0%)
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ICD E115 is type 2 diabetes mellitus with circulatory complications. ICD I739 is peripheral vascular disease, unspecified. ICD I743 is embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities.

The epidemiological association metrics risk ratio (RR) and odds ratio (OR) were used to supplement the data analysis.

RESULTS

To aid in interpretation of the results, total numbers of deaths and amputations, RR and OR for determinants associated with death will be described in this section and also presented in Table 1 . Similarly, the set of rules and exceptions derived using the DM techniques are also shown in Chart 1 .

Table 1. Analysis of sociodemographic variables, morbidities, habits, diagnosis groups, surgery sites, and types of anesthesia.

Variables Death
n 		No death
n 		Total
n 		Risk ratio Odds ratio
Total 17 156 173 - -
Age 40 to 59 years 2 45 47 Ref Ref
60 to 69 years 8 58 66 2.8 3.1
70 years or over 7 53 60 2.7 3.0
Sex Female 8 46 54 2.0 2.1
Male 9 110 119 Ref Ref
Race White 17 146 163 - -
Brown 0 4 4 - -
Black 0 4 4 - -
Information not provided 0 2 2 - -
Marital status Married 13 96 109 2.2 2.0
Single 1 7 8 2.3 2.5
Widowed 3 30 33 Ref Ref
Divorced 0 21 21 Ref Ref
Others 0 1 1 Ref Ref
Information not provided 0 1 1 - -
Educational level Did not complete primary education 8 48 56 2.6 3.0
Primary education completed 2 22 24 1.5 1.6
Illiterate 0 6 6 Ref Ref
Literate 2 29 31 Ref Ref
Did not complete secondary education 0 1 1 Ref Ref
Secondary education completed 1 15 16 Ref Ref
Higher education completed 0 1 1 Ref Ref
Information not provided 4 34 38 - -
Diabetic 14 111 125 1.5 1.6
Not diabetic 3 38 41 Ref Ref
Information not provided 0 7 7 - -
Hypertensive 15 108 123 2.7 3.0
Not hypertensive 2 43 45 Ref Ref
Information not provided 0 5 5 - -
Smoker and ex-smoker 6 73 79 1.7 1.8
Non-smoker 2 45 47 Ref Ref
Information not provided 9 38 47 - -
Alcoholic, social drinker, and ex-drinker 2 41 43 0.6 0.6
No drinking 6 74 80 Ref Ref
Information not provided 9 41 50 - -
Diagnosis Cardiac disease 1 0 1 11.4 -
Lung disease 1 2 3 3.8 5.2
Kidney disease 1 1 2 5.7 10.4
Infection 1 3 4 2.8 3.5
Vascular disease 8 28 36 Ref Ref
Diabetes 5 81 86 Ref Ref
Wound/ulcer 0 20 20 Ref Ref
Hansen’s disease 0 5 5 Ref Ref
Cancer 0 1 1 Ref Ref
Information not provided 0 15 15 - -
Site At level of forearm 1 1 2 16.8 32.7
At level of thigh 11 37 48 7.7 9.7
At level of leg and lower limbs 2 20 22 3.1 3.3
At level of foot and tarsal 1 27 28 Ref Ref
Hallux 2 48 50 Ref Ref
Fingers and toes 0 17 17 Ref Ref
Amputation finger by finger 0 3 3 Ref Ref
At level of hand and wrist 0 2 2 Ref Ref
Amputation of penis 0 1 1 Ref Ref
Anesthesia General anesthesia (inhaled and venous) 4 18 22 2.1 2.4
Spinal anesthesia 13 108 121 Ref Ref
Local anesthesia and sedation 0 10 10 Ref Ref
Spinal anesthesia and sedation 0 9 9 Ref Ref
Local anesthesia 0 5 5 Ref Ref
Peridural anesthesia 0 3 3 Ref Ref
General anesthesia (venous) 0 2 2 Ref Ref
Peridural anesthesia and sedation 0 1 1 Ref Ref
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n indicates the number of occurrences and Ref indicates that these variables were included in the reference group for calculation of the risk ratio and the odds ratio.

The postoperative mortality rate was 9.8%. Of the amputees, 73.0% were over the age of 60 years and this subset accounted for 88.0% of deaths (OR = 3.0). In the subset of patients over the age of 70 years (35%), 86.9% survived to discharge; however all of those who had embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities (1.1%) died. In the subset of patients aged from 60 to 69 years (38.0%), 87.9% survived to discharge; but 66.7% of those who had a diagnosis of unspecified peripheral vascular disease (1.7% of the sample) died. In the subset of patients aged from 40 to 59 years, 93.5% survived to discharge; but among those with type 2 diabetes mellitus with circulatory complications (1.7% of the sample), 66.7% died (Rules 3, 2 and 1 from Chart 1 ).

A majority of the amputees were men (68.8%); but the risk and likelihood of death for women were twice those for men (RR = 2.0 and OR = 2.1). Of the female amputees, 85.2% survived to discharge, and all of those with type 2 diabetes mellitus with circulatory complications (1.1%) died ( Chart 1 – Rule 4).

White race was present in 94.2% of amputees and in all those who died. In the subset of white patients, 88.3% survived to discharge; however, in the presence of embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities or of unspecified peripheral vascular disease (both present in 1.7% of the sample), 66.7% died ( Chart 1 – Rule 7).

Married and single patients both had double the likelihood of death than divorced and widowed patients. Married patients accounted for 76.5% of deaths and 63.0% of all patients who had surgery. In the subset of married amputees, 86.2% survived to discharge; but among those with a diagnosis of embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities (1.7%), 66.7% died ( Chart 1 – Rule 6).

Low educational level was predominant among the amputees: just 1.0% had graduated from higher education and 67.0% had not attended secondary education. Among the 32.0% who had started but not completed primary education, 83.9% survived to discharge, and death was observed in all of those in whom this variable was combined with a diagnosis of embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities (1.1%). Among literate amputees (17.8%), 93.5% survived to discharge; and among patients who had completed primary education (13.8%), the discharge rate was 87.5% ( Chart 1 – Rules 10, 8 and 9). Information on profession was missing from 70.0% of records, making a detailed analysis impossible. Notwithstanding, the most common professions were: retired, homemaker, driver, construction worker, and salesperson.

Hypertension was present in 71.0% of the amputees and 88.0% of those who died. The likelihood of death was three times greater among hypertensive patients compared with those without hypertension. Of those without hypertension, 93.3% survived to discharge. Diabetes was present in 72.0% of the amputees and in 82.0% of the deaths. In the subset of amputees without diabetes (24%), 87.8% survived to discharge. In the subset of diabetics, 88.1% survived to discharge, but all diabetics with peripheral vascular disease (1.1%) died. Diabetes was present in 86.7% of the hypertensive patients who died (8.7%) (Chart 1 – Rules 11, 14, 16 and 13).

With regard to tobacco use, 45.0% of the amputees had used or still used tobacco, which was associated with 35.0% of the deaths. However, in 53.0% of deaths this information was not provided. Among amputees who stated they did not use tobacco (27.0%), 95.7% survived to discharge. Of the 24.0% ex-smokers, 95.2% survived to discharge; whereas 83.8% of the 21.0% of smokers survived to discharge ( Chart 1 – Rules 19, 17 and 18). The order of risks, from higher to lowest, was as follows: smoker, ex-smoker, non-smoker.

With regard to alcoholism, 25.0% drank or had drunk alcohol, which was associated with 12.0% of deaths. However, in 53.0% of deaths this information was not provided. Of the 46.0% who stated they did not drink alcohol, 92.4% survived to discharge. However, 66.7% of those who stated they did not drink alcohol and were retired (1.7%) died. All of the amputees who did not drink and had a diagnosis of type 2 diabetes mellitus and peripheral circulatory complications (1.1%) died, and so did all non-drinkers with a diagnosis of peripheral vascular disease (1.1%) ( Chart 1 – Rule 20).

In the subset of patients who had more than one amputation (33.9%), 96.6% survived to discharge, and 88.2% of the patients who died had had just one amputation that year. In the subset of patients who had had just one amputation that year (65.5%), 85.1% survived to discharge. Among the 2.9% who had had one amputation and had type 2 diabetes mellitus with circulatory complications, 60.0% died ( Chart 1 – Rules 21, 22 and 25).

The analysis of groups of pathologies in the diagnostic hypothesis showed that vascular diseases were the major cause of deaths (47.0%), followed by diabetes (29.4%). However, risk of death was 11.4 times greater in the presence of cardiovascular disease, five times greater with kidney disease (RR = 5.7 and OR = 10.4), three times greater with lung disease (RR = 3.8 and OR = 5.2), and double in the presence of infection (RR = 2.8 and OR = 3.5), when compared with the group of diagnostic hypotheses vascular disease, diabetes, Hansen’s disease, neoplasm, and wound/ulcer.

The most common surgeries were hallux (29.0%), thigh (28.0%), and foot and tarsal (16.0%). In the subset of patients who died, 64.0% underwent amputations at the level of the thigh, followed by 12.0% at the hallux and leg, and lower limbs respectively. The risk of death was 16 times higher for surgery at the level of the forearm (RR = 16.8 and OR = 32.7) and seven times higher at the level of the thigh (RR = 7.7 and OR = 9.7), in comparison to surgeries at the level of the foot, tarsal, hallux, fingers and toes, finger by finger, hand and wrist, and penis. Among thigh amputations, 72.9% of the patients survived to discharge, and death was associated with type 2 diabetes mellitus with circulatory complications (1.7%) and with embolism and thrombosis of arteries of the lower extremities (1.1%). After amputation of the leg and lower limb, 90.9% of patients survived to discharge ( Chart 1 – Rules 28 and 26).

The type of anesthesia most often used was spinal anesthesia (70.0%), followed by general anesthesia (inhaled and venous) (13.0%). In the subset of patients who died, 76.0% had been given spinal anesthesia, while 10.0% of the patients given spinal anesthesia died. The risk of death was double among patients given general anesthesia (inhaled and venous), compared to all other patients, and general anesthesia was present in 24.0% of deaths. Among deaths after general anesthesia (66.7%), 1.7% had surgery lasting from 0 to 30 minutes. All patients with duration of surgery from 151 to 180 minutes (1.1%) and general anesthesia died. In the subset of amputee patients with general anesthesia, 82.6% survived to discharge ( Chart 1 – Rules 29 and 30).

With regard to duration of surgery, in 75.0% of operations with duration from 0 to 30 min the patient survived to discharge; but when this duration of surgery was associated with general anesthesia (inhaled and venous), which was observed in 1.7% of the sample, 66.7% of the patients died. Amputations that resulted in discharge varied as follows: duration 61 to 90 min (86.0% discharge), duration 91 to 120 min (90.2% discharge), and duration 121 to 151 min (85.7% discharge). The greatest survival time was observed after operations with duration from 91 to 120 min, with lower survival associated with longer and shorter durations ( Chart 1 – Rules 31, 32, 33 and 34).

DISCUSSION

The postoperative mortality rate in this study was low (9.8%) in comparison with other studies, which have reported rates of 19.0%. 4 Some studies have reported overall mortality rates at 30 days ranging from 4.0% to 22.0%. 4 , 5 , 11 The differences in these values can be explained by underlying differences in health services, surgical decisions, and the patients’ reasons for the amputation decision. 4

Patients aged over the age of 60 years were three times more likely to die than younger patients, which is a characteristic that has been observed in other studies. 2 - 5 Fortington et al. found that people over the age of 85 years had a mean survival time of 8.8 months after an amputation, whereas in the subset of younger people, survival was greater than 20 months. 4

Women had fewer amputations, but died twice as frequently as men. The same scenario was observed in a study by Rolim et al., in which 67.0% of amputations were in men and 33.0% in women, with 30-day mortality rates of 14.0% in men and 15.0% in women; 90-day mortality of 22.0% in men and 26.0% in women; 1-year mortality of 31.0% in men and 36.0% in women; and 5-year mortality of 58.0% in men and 61.0% in women, but this difference was not cited in their study. 5

Fortington et al. reported that a majority of the amputees were men (60.0%) with a mean age of 72.1 years, while the women (40.0%) had a mean age of 77 years. In that study, 30-day mortality was 28.0% in men and 31.0% in women; 1-year mortality was 49.0% in men and 52.0% in women; and 5-year mortality was 78.0% in men and 80.0% in women. This difference can be explained by the fact that the women had amputations at more advanced ages than the men, since age is an important risk factor. 4

Mortality was predominantly observed in white patients. This can be explained by the fact that 89.7% of the population of the state of Santa Catarina are white; in addition to the fact that white is the predominant race seen at the study center, because of German immigration. 12 In a study by Lavery et al., the predominant race was Hispanic (78.1%), survival rate was 78.0% 1 year after amputation and 48.0% at 5 years. 13 A similar situation was found in studies with black patients in the Caribbean and in Barbados, at 69.0% and 44.0%, respectively, 14 but these rates are lower than reported for indigenous North-Americans. 15

The predominant marital status category was married (76.5%), but the chances of death were similar for married (OR = 2.0) and single patients (OR = 2.5), when compared with widowed and divorced amputees. This characteristic was linked to the profile of this population, since other studies have reported that a majority (58.0%) of amputation patients lived alone and just 42.0% lived with a partner. 4 This information is indicative of the different healthcare seeking behaviors in different types of marital status and shows that this attribute should be considered when planning treatment and rehabilitation.

The chance of death in hypertensive patients was three times greater than for those who did not have hypertension and the likelihood can increase when associated with diabetes. Studies report that patients with diabetes had greater numbers of minor amputations and twice as many amputations at the transtibial level than transfemoral amputations, in contrast with people who did not have diabetes. 4

Risk related to tobacco use was observed in the following order, from high to low: smokers, ex-smokers, and non-smokers. This result agrees with a study that stated that 33.0% of patients who had smoked and 25.0% who had never smoked died within 30 days of amputation, that 50.0% of smokers and 46.0% of non-smokers died within 1 year, and that 78.0% of smokers and 77.0% of non-smokers had died within 5 years, 4 confirming that tobacco use is a risk factor for amputation patients. However, for this variable, for alcoholism, and for profession, there were high percentages of incomplete and missing data, making it difficult to conduct an effective analysis.

The most common pathologies in post-surgical deaths were vascular disease and diabetes, and the risk was multiplied in the presence of cardiac, renal, and pulmonary disease and infections. Another study stated that the predominant etiology was vascular disease (peripheral arterial occlusive disease – 87.0%) followed by infection (7.0%), and that presence of ischemic heart disease and cerebrovascular disease had a significant impact as a predictive factor of lower survival. 5

Another study showed that, 45.0% of amputees with cerebrovascular disease, 33.0% with kidney disease, 32.0% with cardiac disease, and 28.0% with chronic pulmonary disease died within 30 days of amputation. The probability of death within 30 days was two to three times greater in people who had cerebrovascular disease than in those who did not. Among people with kidney disease, there was a 3.53 times greater probability of death within 1 year and 5.35 times greater probability within 5 years than in the absence of this morbidity. 4 Analysis of rehospitalization was precluded by the temporal window chosen for data selection.

With regard to the level of amputation, the more invasive the amputation, the greater the risk of death. Another study reported survival rates at 30, 90, 365 days and 5 years for patients who underwent minor amputation of 95.0%, 91.0%, 79.0%, and 55.0%, respectively, whereas the figures for patients who underwent major amputations were 82.0%, 70.0%, 62.0%, and 35.0% respectively. 4

The decision of which type of anesthesia to use for lower limb amputation surgery is a challenge, with preference usually given to local anesthesia and spinal anesthesia; although there is little evidence to support use of a specific type of anesthesia because of the profile of these patients, 16 , 17 who are at elevated risk of adverse events. 17 In this study, spinal anesthesia was used in 76.0% of amputations that resulted in death; however, even though general anesthesia (inhaled and venous) was only used in 24.0% of amputations that resulted in death, patients given general anesthesia were 2.4 times more likely to die than those who were not.

However, Chery et al. 16 reported that local and/or regional anesthesia for patients who underwent major amputation of an extremity were associated with a lower incidence of postoperative pulmonary complications and cardiac arrhythmias, which is probably because this is the type of anesthesia that is more favorable in this situation. Moreira et al. 17 compared the association between spinal anesthesia and general anesthesia in patients who underwent amputations of an extremity, concluding that mortality rates at 30 days and other morbidity rates were similar for both types of anesthesia and that type of anesthesia did not significantly affect morbidity or mortality.

CONCLUSIONS

Determinants associated with postoperative mortality after amputation were age over 60 years (OR = 3.0), female sex (OR = 2.0), white race, hypertension (OR = 3.0), diabetes (OR = 1.6), and smoking (OR = 1.8).

The pathologies that most resulted in death were vascular disease (47.0%) and diabetes (29.4%). Increased risk of death was observed in the presence of cardiovascular disease (RR = 11.4), kidney disease (OR = 10.4), lung disease (OR = 5.2), and infection (OR = 3.5). Proximal surgeries were more associated with death than distal surgeries. Anesthesia types most related with death were spinal anesthesia and general anesthesia (inhaled and venous).

Data mining made it possible to identify peculiarities of the associations between determinants of death after amputation surgery. For example, exceptions that link variables to different diagnostic hypotheses, increasing the likelihood of death.

Footnotes

Financial support: This study received funding from Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) for masters scholarship.

The study was carried out at Hospital Regional Hans Dieter Schmidt, Joinville, SC, Brazil.

Articles from Jornal Vascular Brasileiro are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Angiologia e Cirurgia Vascular

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