Abstract of medical doctorat thesis: Study of clinical characteristic and risk factors for deep vein thrombosis of the lower extremities in patients with chronic heart failure

Research objectives: Describe the prevalence, clinical and para-clinical features of deep vein thrombosis at lower extremities using venous Doppler ultrasound. Identify the risk factors of deep vein thrombosis at lower extremities and its correlation to heart failure severity.

STUDY OF CLINICAL CHARACTERISTIC AND RISK FACTORS FOR DEEP VEIN THROMBOSIS OF THE LOWER EXTREMITIES 

Assoc. Prof. PhD. NGUYEN OANH OANH

    Reviewer 1: Prof. PhD. NGUYEN DUC CONG

Thong Nhat HospitalTAssoc. Prof. PhD. PHAM NGUYEN SON

    Reviewer 2: Prof. PhD. NGUYEN ANH TRI

National Institut of Hematology and Blood Transfusion  108 Military Central Hospita

     Reviewer 3: Assoc. Prof. PhD. TRAN VAN RIEP

108 Minitary Central HospitalAssoc. Prof. PhD. HA HOAN Military Medical University

This thesis will be presented before the University Review      Committee at:  …, on …

     This Thesis can be searched at:

1.  National Library

2.  Military Medical University Library

Deep vein thrombosis (DVT) is always one of frequent clinical issues of hospitalized patients. Pulmonary emboli (PE) ­ an acute complication of DVT ­ can cause death. Many chronic complications 

of DVT such as post­thrombosis syndrome and chronic venous ulcers both damage significantly to the health of patients

Until   now   Vietnam,   diagnosis   and   preventive   strategies   of DVT   for   hospitalized   individuals   in   internal   medicine   or   surgery departments have not been done routinely, especially in patients with chronic heart failure who usually had high risks of DVT resulted from either circulatory stasis or restriction of movements

Currently, there are not many investigations on this interesting aspect as well as on patients with chronic heart failure (HF)

Clinical signs may be difficult to catch and any health centers are not equipped with essential diagnose instruments or cannot be performed intermediately. Thus, we hope this study will reveal real current evidences and how dangerous of this issue is in Vietnam.Research objectives:

1. Describe the prevalence, clinical and para­clinical features  

of deep vein thrombosis at lower extremities using venous  Doppler ultrasound.

2. Identify the risk factors of deep vein thrombosis at lower   extremities and its correlation to heart failure severity.  

DVT is usually seen in hospitalized patients, especially in patients who have chronic diseases, are motionless or bedridden. This 

is an urgent problem recently because of serious impacts to public health. Furthermore, this disease is not recognized seriously in people with internal medicine problems. Not only early detection but also prophylaxis of DVT complications are important issues.  In Vietnam, there are many studies but they unclearly show general approaches, and there is no thorough research about lower limbs DVT in chronic 

HF individuals. So, this problem has been a hard trouble to deal with, needs many essential solutions and significant realities

2. New contributions

Study has determined the prevalence of deep vein thrombosis 

of the lower extremities in patients with chronic heart failure NYHA class III/IV and a number of risk factors. Patients with chronic heart failure are at high risk for deep vein thrombosis and the risk increases with the functional NYHA III/ IV

The  clinical  symptoms   of   deep   vein  thrombosis  are  often atypical   Hence   applying   initiative   and   routine   vascular   Doppler ultrasound to diagnose is important in patients with heart failure, who normally carry higher risk of deep vein thrombosis

3. Thesis layout

There are 132 pages in this thesis. Besides parts included such as Problem posed, Conclusion, Recommendation, there are 4 chapters:   Overview   (38   pages),   Objects   and   methods   (19   pages), Results (30 pages), Discussions (40 pages). There are 43 tables, 14 figures, 4 charts and 143 references (20 Vietnamese, 123 English)

1.1.1. Epidemiology of deep vein thrombosis

In population, the incidence of DVT in the world around 1/1000   adults   each   year,   a   more   slightly   higher   in   men   than   in women, increases with age and reaches 5­6/1000 per year at the age 

of 80. Several studies suggest that at least 2­3% of the population have DVT sometime in life. 

DVT is considered to be rare in Asian patients. However, several recent studies have noted an increase in the incidence of DVT 

in Asia

1.1.2. Overview on deep vein thrombosis of the lower extremities

Thrombus   formation   usually   begins   in   the   sinuses   after valves due to the blood stream turbulence which leads to relatively stagnant blood flow

The formation of thrombi usually is coordinated by a variety 

of factors, including the three basic etiological factors, described by Virchow: the hypercoagulable blood’s state, blood vessels’ damages, and blood flow’s stasis

The   risk   of   DVT   increases   in   the   following   scenarios:

­  Immobility: venous blood will flow slowly

­  Vein damage: increased risk DVT

­   Use   female   hormones   therapy:   increases   the   risk   of   DVT

­   Genetic   and   acquired   diseases:   cancer,   sepsis,   heart   failure, pregnancy,   use   of   oral   contraceptives,   obesity,   over   65   year­old, making the blood clot, thus increasing the risk of DVT

1.1.4. The workups for diagnosing  deep vein thrombosis of the  lower extremities

1.1.4.3. The role of venous Doppler ultrasonography in the diagnosis 

of deep vein thrombosis of the lower extremities

In 1986, the ultrasound technique squeeze blood vessels are first described in diagnosis DVT by Raghavendra

Duplex ultrasonography uses a combination of two methods: b­mode   (modulated   luminance)   and   colorful   Doppler   techniques. This is the method used to detect the presence of intravascular echoic blood clots (volume occupied by blood clots) and used to evaluate the blood flow (including the shift of blood flow, direction flow, and the change in respiration)

Color Doppler ultrasound allows to conduct a broad and non­invasive   Assessment   color   Doppler   ultrasound   is   equal   to compression ultrasound or combine multiple clinical, d­dimer testing and compression ultrasound

Color Doppler ultrasound is increasingly accepted as a means 

of imaging non­invasive, accurate in the case of suspected DVT. The sensitivity   95%   and   specificity   of   98%   are   mentioned   in   many researches around the world

Intravenous compression usually causes complete collapse, while   sometimes   venous   thrombi   only   against   the   compressive forces,   or   intravascular   pressure  is   not   falling   Uncollapsed   veins after compressing is the sole criterion showed venous thrombosis. Color Doppler ultrasound is routinely used to identify blood vessels, especially in the deeper sections. Color fills the entire normal veins, but color flow is diminished or undetected in venous thrombosis. 

1.2.1. Epidemiology 

At the age from 45 to 54, the rate of HF in males is 1.8/1,000; 4/1,000 at 55­64 and 8.2/10,000 at 65­74. On average, after ten years living, the risk rises twofold. HF is popular in patients hospitalized with HF and the most common HF among above­65­year­old people

1.2.3. New York Heart Association Classification of Heart Failure

Class I: No limitation of physical activity. Ordinary physical activity does not cause undue fatigue, palpitation, or dyspnoea

Class II: Slight limitation of physical activity.  Comfortable at rest, but  ordinary   physical   activity  results   in  fatigue,   palpitation,   or dyspnoea

Class  III:  Marked limitations of physical activity  Comfortable at rest, but less than ordinary activity results in fatigue, palpitation, or dyspnoea

Class  IV:  Unable   to   carry   on   any   physical   activity   without 

1.3.3. The incidence and the risk of venous thrombosis embolism in  hospitalized heart failure patients 

1.3.3.1. Worldwide

Researches   all   over   the   world,   especially   in   Europe   and America,   record   that   10­59%   congestive   HF   patients   have   DVT. Belch et al. (1981) recorded that 26% patients hospitalized with HF suffering DVT due to no thrombosis prevention

Congestive heart failure is an independent risk factor of VTE. The risk grows greatly when EF decreases. 

HF patients easily suffer from VTE and related complications like PE and right ventricle failure. The research of Piazza et al. shows that   the   HF   patients   is   vulnerable   subjects   from   VTE   and   its complications. But their research does not distinguish the systole or diastole HF, or both, and not record about the data of EF

Ota et al.  (2009)  had the first research in Japan about the incidence of DVT at severe congestive HF patients. The result shows that the Asian also has the risk of suffering DVT as Europe patients

1.3.3.2. In Viet Nam

INCIMEDI research (2010), the first study in Vietnam about asymptomatic DVT in hospitalized patients sufferring acute internal diseases   Dang   Van   Phuoc   et   al   recorded   that   the   rate  DVT  in hospitalized patients is 21%. The rate of DVT in severe HF patients with NYHA class III/IV is 24.5%. However, there are only 20% total 

of HF patients

Subjects included 136 chronic heart failure patients with New York Heart Association class III/IV, at Gia Dinh People’s hospital, in 

Ho Chi Minh City, from April 1, 2011 to March 31, 2013

2.1.1. Selection criteria

­ Aged 18 years or older with New York Heart Association class III/IV

­   Symptomatic   or   asymptomatic   lower   extremity   DVT patients

­ Agree to participate in study

2.1.2. Exclusion criteria

­ History of DVT, PE within the previous twelve months

­ Lower extremity DVT occurs in cancer patients following their therapy, pregnant women or patients suffering from surgery. 

2.3. Data analysis

The   result   of   study   will   be   presented   with   95%  confident interval

We use Chi­square test to compare, evaluate the difference between two rate and t­student test to compare two means  We use logistic regression model to determine related factors.  P  ≤ 0.05 is considered to be statistical significant

Figure 2.1: Flow chart of study protocol

HF patients with NYHA class III/IV

Lower extremity Doppler ultrasound

Non­DVT diagnostic

Diagnostic DVT 

ECG, Chest X­rayComplete blood count

PT, PT%, aPTT, INR, Fibrinogen

NT­proBNPechocardiographyD­dimer

Risk factors, correlation between DVT and heart failure

Objective 2 

Clinical, echo 

evidences of DVT

Objective 1

Age: 73.5±12.2. NYHA III HF: 70.6%, NYHA IV HF: 29.4%.3.2  Clinical and subclinical characteristics of lower extremity deep vein thrombosis in chronic heart failure patients

42.657.4         DVT only

         Combine with SVT

3028

51.748.3Table 3.18: Clinical symptoms of deep vein thrombosis

(n=58)

Rate (%)

Pain localized to the site of thrombus 3 5.2

Calf > 3 cm thicker than the other calf 3 5.2Edema      Two legs

      One leg

      Not edema

28129

48.31.750

of deep vein thrombosis and chronic heart failure 

3.3.1. The clinical and subclinical characteristics comparison between  non­DVT group and DVT group

Table 3.27:  The clinical and subclinical characteristics comparison between non­DVT group and DVT group

Index (X ± SD) Non­DVT group 

(n=78)

DVT group (n=58)

p value

Immobile time (day) 8.0 ± 4.1 7.6 ± 4.1 > 0.05

White blood cell (G/l) 14.42 ± 6.97 13.35 ± 6.36 > 0.05Hematocrite (%) 34.49 ± 8.14 35.93 ± 9.19 > 0.05Platelet  (G/l) 244.42 ± 111.8 224.76 ± 97.96 > 0.05

aPTT (second) 29.02 ± 4.22 30.58 ± 10.07 > 0.05Fibrinogen (g/l) 3.85 ± 1.22 4.47 ± 1.87 < 0.05CRP (mg/l) 89.08 ± 80.17 92.75 ± 86.65 > 0.05NT­ProBNP (pg/ml) 14358.61 ± 12343.90 13233.43 ± 13589.94 > 0.05

D­dimer (ng/mL) 4754.37 ± 6733.15 4897.20 ± 6206.26 > 0.05Ejection Fraction % 51.6 ± 13.9 53.6 ± 14.9 > 0.05

3.3.4. Correlation between deep vein thrombosis and BMI, smoking

Table 3.32: Correlation between deep vein thrombosis and BMI, smoking

group (n=78)

DVT group (n=58)

OR (95% CI)

p value

BMI (kg/m2) (n,%)

       < 23     64 (82.1) 36 (62.1) 2.79 (1.26­6.12)       ≥ 23  14 (17.9) 22 (37.9) p < 0.01

Smoking (n,%)

        No   68 (78.2) 42 (72.4) 2.59 (1.08­6.24)        Yes        10 (21.8) 16 (27.6) p < 0.05

3.3.6  Relationship between  deep vein thrombosis  and causes of  heart failure

Table  3.36:  Relationship   between  deep   vein   thrombosis  and causes of heart failure

Causes of heart 

failure

Non­DVT group (n=78)

DVT group (n=58)

COPD (n,%)

       no   (n=123)   74 (94.9) 49 (84.5) 3.40 (0.99­11.65)         yes  (n=13) 4 (5.1) 9 (15.5) p < 0.05

* Test Fisher

3.3.8.  Relationship   between  deep   vein   thrombosis  and   ejection  fraction of left ventricular (EF%)

Table 3.38: Relationship between deep vein thrombosis and EFpatient groups  with 

following EF%

Non­DVT group (n=78)

DVT group (n=58) p value

DVT group (n=58)

In our study,  2/3 patients (70.6%) have HF NYHA III, and 29.4% have HF NYHA IV. The study in Japan have NYHA II, III, 

IV HF patients, of which only half of the patients have severe HF.4.2 Prevalence rate and clinical,  ultrasound signs of  deep vein thrombosis in patients with chronic heart failure:

While previous studies showed the prevalence rate of lower extremity DVT in patients with chronic HF is 11.2% in Japan and 20­40%   in   other   countries,   our  prevalence  is   42.6%   (58/136 patients). Such a differrence is due to more severe HF in our study (we   included   only  HF  NYHA   III  and  IV   patients   with   the percentages  of  70.6%   and   29.4%,  respectively)   Meanwhile,   the study  by  Ota et al. in Japan collected all  types  of  HF, including NYHA II (42.2%), III (26.1%), IV (31.7%) patients, of which only half of the patients have severe HF

4.2.2. Clinical symptoms of DVT of the lower extremities

One important sign to identify thrombosis is swelling in one leg (edema), which is found in 70% of patients. Although leg edema 

is quite common among HF patients with DVT, it is not the typical sign unless it appears only in one leg

Some particular symptoms include  pain  and redness at the abnormal leg, the whole leg is swollen, the perimeter of the leg with DVT is larger than the normal one by about 3cm, which is  only seen   in   3/58   patients   (5.2%)   Clinical   symptoms  of   DVT  are 

Many patients with DVT have no or limited symptoms, but a high frequency of congestive  HF  signs, such as leg cramps, may overlap DVT signs

4.2.3. Location and properties of deep vein thrombosis

4.2.3.1. Distribution of blood clots in deep vein thrombosis

DVT occurs identically in right and left legs. We noted at the DVT rate of both legs is 32.8% (19/58 patients), often in one rather than both legs. This is similar to previous studies, both nationally and internationally

According   to   Ota   et   al.,   right   leg   thrombosis   account   for 44.5%, left one for 33.3%, and both for 22.2% of the total cases. On the other hand, Goldhaber et al. noted that one leg lower­extremity DVT is found in 77% of the patients, while that number is 12% for both legs

The most common DVT part is the popliteal vein (55.2%), common   femoral   vein   (32.8%),   superficial   femoral   vein   (31%), deep   femoral   vein   (19%)   At   each   vein,   the   probability   of thrombosis occurs equally in both left and right leg

We recorded 100% of patients with proximal vein thrombosis (over the knees), one patient (1.7%) had more blood clots at the distal vein (below the knee)

As noted in Samama et al., the rate of DVT is 57.9% in distal vein,   23.9%   in   the   proximal,   and   16.3%   in   both   According   to Goldhaber et al., 15.2% of the patients have DVT only in the distal vein;   while   36.5%   of   them   have   both   proximal   and   distal   vein.