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Hämodynamisches Monitoring Theoretische und praktische Aspekte.

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Präsentation zum Thema: "Hämodynamisches Monitoring Theoretische und praktische Aspekte."—  Präsentation transkript:

1 Hämodynamisches Monitoring Theoretische und praktische Aspekte

2 2 Hämodynamisches Monitoring A.Physiologische Grundlagen B.Monitoring C.Optimierung des HZV D.Messung der Vorlast E.Einführung in die PiCCO-Technolgie F.Praktisches Vorgehen G.Anwendungsgebiete H.Limitationen

3 3 E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität Hämodynamisches Monitoring

4 4 PiCCO-Technologie Parameter zur Volumensteuerung Einführung in die PiCCO-Technologie HZV volumetrische Vorlast EVLW Kontraktilität differenziertes Volumenmanagement - statisch - dynamisch

5 5 Die PiCCO-Technologie ist eine Kombination aus transpulmonaler Thermodilution und Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Funktionsweise Messprinzip linkes Herz rechtes Herz kleiner Kreislauf Lunge großer Kreislauf PULSIOCATH ZVK PULSIOCATH arterieller Thermo- dilutionskatheter zentralvenöse Bolusinjektion

6 6 Injektion des Indikators Zeitlicher Konzen- trationsverlauf (Thermodilutionskurve) Nach zentralvenöser Injektion durchläuft der Kältebolus nacheinander verschiedene intrathorakale Kompartimente Über einen arteriellen Sensor wird der zeitliche Verlauf der Temperaturänderung registriert Einführung in die PiCCO-Technologie – Funktionsweise Messprinzip linkes Herzrechtes Herz Lunge RARVLALVPBV EVLW

7 7 Intrathorakale Kompartimente (Mischkammern) Einführung in die PiCCO-Technologie – Funktionsweise pulmonales Thermovolumen (PTV) Intrathorakales Thermovolumen (ITTV) Gesamtheit der Mischkammern RA RVLALVPBV EVLW größte einzelne Mischkammer

8 8 Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität

9 9 T b x dt (T b - T i ) x V i x K TbTb Injektion t = HZV TD a T b = Bluttemperatur T i = Injektattemperatur V i = Injektatvolumen T b. dt = Fläche unter der Thermodilutionskurve K = Korrekturfaktor, aus spezifischem Gewicht und spezifischer Wärmekapazität von Blut und Injektat Das HZV wird nach dem modifizierten Stewart-Hamilton-Algorithmus aus der Fläche unter der Thermodilutionskurve berechnet Berechnung des Herzzeitvolumens Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution

10 10 Die Fläche unter der Thermodilutionskurve ist umgekehrt proportional zum HZV. 36, Thermodilutionskurven normales HZV: 5,5l/min Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution 36, ,5 37 Zeit erniedrigtes HZV: 1,9l/min erhöhtes HZV: 19l/min Zeit Temperatur

11 11 Transpulmonale vs. pulmonalarterielle Thermodilution Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution linkes Herz rechtes Herz kleiner Kreislauf Lunge großer Kreislauf PULSIOCATH arterieller Thermo- dilutionskatheter zentralvenöse Bolusinjektion RA RV PA LA LV Aorta Transpulmonale TD (PiCCO)Pulmonalarterielle TD (PAK) Bei beiden Verfahren fließt nur ein Teil des injizierten Indikators am Messort vorbei. Das HZV wird trotzdem korrekt bestimmt, da nicht die Menge des detektierten Indikators sondern nur der Temperaturunterschied über die Zeit relevant ist!

12 12 Vergleich mit der Fick-Methode 0,97 0,68 ± 0,6237/449 Sakka SG et al., Intensive Care Med 25, / - 0,19 ± 0,219/27 McLuckie A. et a., Acta Paediatr 85, ,96 0,16 ± 0,3130/150 Gödje O et al., Chest 113 (4), ,32 ± 0,2923/218 Holm C et al., Burns 27, ,93 0,13 ± 0,5260/180 Della Rocca G et al., Eur J Anaest 14, ,95 -0,04 ± 0,4117/102 Friedman Z et al., Eur J Anaest, ,95 0,49 ± 0,4545/283 Bindels AJGH et al., Crit Care 4, ,98 0,03 ± 0,1718/54 Pauli C. et al., Intensive Care Med 28, /120 n (Pat. / Messungen) 0,99 0,03 ± 0,24 Tibby S. et al., Intensive Care Med 23, 1997 r bias ±SD(l/min) Vergleich mit pulmonalarterieller Thermodiliution Validierung der transpulmonalen Thermodilution Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution

13 13 MTt: Mean Transit time (mittlere Durchgangszeit) durchschnittliche Zeit, die der Indikator bis zum Erreichen des arteriellen Messpunkts benötigt DSt: Down Slope time (exponentielle Abfall- oder Auswaschzeit) exponentielle Abfallzeit der Thermodilutionskurve Rezirkulation t e -1 Tb Aus dem Verlauf der Thermodilutionskurve können bestimmte Zeitparameter ermittelt werden erweiterte Analyse der Thermodilutionskurve Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution Injektion In Tb MTtDSt T b = Bluttemperatur; lnTb = logarithmische Bluttemperatur; t = Zeit

14 14 Pulmonales Thermovolumen PTV = Dst x HZV Aus den Zeitparametern der Thermodilutionskurve und dem HZV können ITTV und PTV berechnet werden Berechnung von ITTV und PTV Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution Rezirkulation t e -1 Tb Injektion In Tb Intrathorakales Thermovolumen ITTV = MTt x HZV MTtDSt

15 15 pulmonales Thermovolumen (PTV) Intrathorakales Thermovolumen (ITTV) Berechnung von ITTV und PTV Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution ITTV = MTt x HZV PTV = Dst x HZV RA RVLALVPBV EVLW

16 16 GEDV ist die Differenz zwischen intrathorakalem und pulmonalem Thermovolumen Globales enddiastolisches Volumen (GEDV) Volumetrische Vorlastparameter – GEDV Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution RA RVLALVPBV EVLW ITTV GEDV PTV

17 17 Volumetrische Vorlastparameter – ITBV Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution ITBV ist die Summe aus gesamt enddiastolischem Volumen und pulmonalem Blutvolumen Intrathorakales Blutvolumen (ITBV) GEDV ITBV PBV RA RVLALVPBV EVLW

18 18 ITBV TD (ml) ITBV = 1.25 * GEDV – 28.4 [ml] GEDV vs. ITBV bei 57 Intensivpatienten i ntra t horakales B lut v olumen ( ITBV ) Volumetrische Vorlastparameter – ITBV Einführung in die PiCCO-Technologie – Thermodilution ITBV wird durch die PiCCO-Technologie aus dem GEDV errechnet GEDV (ml) Sakka et al, Intensive Care Med 26: , 2000

19 19 Zusammenfassung Thermodilution Die PiCCO-Technologie ist ein gering invasives Verfahren zum Monitoring von Volumenstatus und kardiovaskulärer Funktion. Die transpulmonale Thermodilution dient der Berechnung verschiedener volumetrischer Parameter. Aus der Form der Thermodilutionskurve wird das HZV bestimmt. Über eine erweiterte zeitliche Analyse der Thermodilutionskurve können die volumetrischen Parameter der kardialen Vorlast berechnet werden. Für die Thermodilutionsmessung ist nur der Temperaturunterschied über die Zeit relevant, nicht das am Messort vorbeiströmende Indikatorvolumen. Einführung in die PiCCO-Technologie – Funktionsweise und Thermodilution

20 20 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie

21 21 transpulmonale Thermodilution Die Pulskonturanalyse wird durch die transpulmonale Thermodilution kalibriert und ist eine Schlag-für-Schlag Echtzeitanalyse der arteriellen Druckkurve Kalibrierung der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse Injektion Pulskonturanalyse T = Bluttemperatur t = Zeit P = Blutdruck HZV TPD HZV TPD = SV TD HF

22 22 PCHZV = cal HR P(t) SVR + C(p) dP dt ( ) Parameter der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse Herzzeitvolumen Patientenspezifischer Kalibrationsfaktor (wird mit Thermodilution ermittelt) Herzfrequenz Fläche unter der Druckkurve Form der Druckkurve Aortale Compliance Systole

23 23 n (Pat. / Messungen) 0,940,03 ± 0,6312 / 36Buhre W et al., J Cardiothorac Vasc Anesth 13 (4), / / / / / / 96- / --0,40 ± 1,3Mielck et al., J Cardiothorac Vasc Anesth 17 (2), ,880,31 ± 1,25Zöllner C et al., J Cardiothorac Vasc Anesth 14 (2), ,88-0,2 ± 1,15Gödje O et al., Crit Care Med 30 (1), ,94-0,02 ± 0,74Della Rocca G et al., Br J Anaesth 88 (3), ,93-0,14 ± 0,33Felbinger TW et al., J Clin Anesth 46, / - 0,14 ± 0,58Rauch H et al., Acta Anaesth Scand 46, 2002 r bias ±SD (l/min) Vergleich mit pulmonalarterieller Thermodilution Validierung der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse

24 24 SV max – SV min SVV = SV mittel SV max SV min SV mittel Die Schlagvolumenvariation ist die Variation der Schlagvolumina über den Atemzyklus, gemessen über ein Zeitfenster von 30 sec. Parameter der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse Dynamische Parameter der Volumenreagibilität – Schlagvolumenvariation

25 25 PP max – PP min PPV = PP mittel Die Pulsdruckvariation ist die Variation der arteriellen Druckamplitude über den Atemzyklus, gemessen über ein Zeitfenster von 30 sec. Parameter der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse Dynamische Parameter der Volumenreagibilität – Pulsdruckvariation PP max PP mittel PP min

26 26 Zusammenfassung Pulskonturanalyse – HZV und Volumenreagibilität Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulskonturanalyse Die Pulskonturanalyse der PiCCO-Technologie wird über die transpulmonale Thermodilution kalibriert. Die PiCCO-Technologie analysiert die arterielle Druckkurve Schlag für Schlag und liefert Echtzeitparameter. Neben dem Herzzeitvolumen werden die Schlagvolumenvariation und die Pulsdruckvariation als dynamische Parameter der Volumenreagibilität kontinuierlich bestimmt.

27 27 Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität

28 28 Die Kontraktilität ist ein Maß für die Leistungsfähigkeit des Herzmuskels Kontraktilitätsparameter der PiCCO-Technologie: - dPmx (maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit) - GEF (globale Auswurffraktion) - CFI (kardialer Funktionsindex) Kontraktilitätsparameter Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter kg

29 29 Kontraktilitätsparameter der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter dPmx = maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit Der Kontraktilitätsparameter dPmx bezeichnet die maximale Geschwindigkeit des linksventrikulären Druckanstiegs.

30 30 Kontraktilitätsparameter der Pulskonturanalyse Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter dPmx = maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit femoral dP/max [mmHg/s] LV dP/dtmax [mmHg/s] dPmx zeigt bei 70 kardiochirurgischen Patienten eine gute Korrelation mit der direkt linksventrikulär gemessenen Druckanstiegsgeschwindigkeit. de Hert et al., JCardioThor&VascAnes 2006 n = 220 y = (0,8* x) r = 0,82 p < 0,

31 31 ist der Quotient aus dem vierfachen Schlagvolumen und dem globalen enddiastolischen Volumen ist ein Parameter der links- und rechtsventrikulären Kontraktilität GEF = Globale Auswurffraktion Kontraktilitätsparameter der Thermodilutionsmessung Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter 4 x SV GEF = GEDV LA LVRA RV

32 32 Combes et al, Intensive Care Med 30, 2004 GEF = Globale Auswurffraktion Kontraktilitätsparameter der Thermodilutionsmessung Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter Vergleich der GEF mit der mittels des Goldstandards TEE gemessenen Kontraktilität bei Patienten ohne isoliertes Rechtsherzversagen sensitivity 0 0,4 0,6 0, ,2 0,40,60,8 1 specifity FAC, % GEF, % r=076, p<0,0001 n=47

33 33 ist der Quotient aus dem Herzindex und dem globalen enddiastolischen Volumen ist ebenso wie die GEF ein Parameter der links- und rechtsventrikulären Kontraktilität Kontraktilitätsparameter der Thermodilutionsmessung Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter CFI = Kardialer Funktionsindex HI CFI = GEDVI

34 34 Combes et al, Intensive Care Med 30, 2004 Kontraktilitätsparameter der Thermodilutionsmessung Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitätsparameter Vergleich der CFI mit der mittels des Goldstandards TEE gemessenen Kontraktilität bei Patienten ohne isoliertes Rechtsherzversagen sensitivity 0 0,4 0,6 0, ,2 0,40,60,8 1 specifity ,5 3 2 FAC, % GEF, % r=079, p<0,0001 n=47 CFI = Kardialer Funktionsindex

35 35 Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität

36 36 wird errechnet aus dem Quotienten der Differenz zwischen MAD und ZVD und dem HZV stellt als Nachlastparameter eine weitere Determinante der kardiozirkulatorischen Situation dar ist ein wichtiger Parameter zur Steuerung der Volumen- und Katecholamintherapie (MAD – ZVD) x 80 SVR = HZV Nachlastparameter Einführung in die PiCCO-Technologie – Nachlastparameter SVR = Systemischer vaskulärer Widerstand MAD = mittlerer arterieller Duck ZVD = zentraler Venendruck HZV = Herzzeitvolumen 80 = Faktor zur Korrektur der Einheiten

37 37 Der Parameter dPmx der Pulskonturanalyse liefert als Maß für die linksventrikuläre myokardiale Kontraktilität wichtige Informationen über die kardiale Funktion und Therapiesteuerung. Die Kontraktilitätsparameter GEF und CFI sind aussagekräftige Parameter zur Beurteilung der globalen systolischen Funktion und tragen zur frühzeitigen Diagnose eines myokardialen Versagens bei. Der systemische vaskuläre Widerstand SVR ist ein aus Blutdruck und HZV berechneter Parameter der kardiozirkulatorischen Situation, der zusätzliche Informationen zur Steuerung der Volumen- und Katecholamintherapie liefert. Zusammenfassung Einführung in die PiCCO-Technologie – Kontraktilitäts- und Nachlastparameter

38 38 Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität

39 39 ITTV – ITBV = EVLW Das extravaskuläre Lungenwasser entspricht der Differenz aus intrathorakalem Thermovolumen und intrathorakalem Blutvolumen. Es bezeichnet den extravasalen Wassergehalt des Lungengewebes. Berechnung des extravaskulären Lungenwassers (EVLW) Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser

40 40 Katzenelson et al,Crit Care Med 32 (7), 2004 Sakka et al, Intensive Care Med 26: , 2000 GravimetrieFarbstoffdilution Das EVLW der PiCCO-Technologie korreliert gut mit der Bestimmung des extravaskulären Lungenwassers durch die Referenzmethoden Gravimetrie und Farbstoffdilution Validierung des extravaskulären Lungenwassers Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser n = 209 r = 0.96 ELWI by gravimetrics ELWI by PiCCO R = 0,97 P < 0,001 Y = 1.03x ELWI TD (ml/kg) ELWI ST (ml/kg)

41 41 Durch Blutgasanalysen kann ein hohes extravaskuläres Lungenwasser nicht zuverlässig erkannt werden. EVLW zur Quantifizierung eines Lungenödems Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser PaO 2 /FiO ELWI (ml/kg) Boeck J, J Surg Res 1990;

42 42 EVLW zur Quantifizierung eines Lungenödems Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser ELWI = 7 ml/kg ELWI = 8 ml/kg ELWI = 14 ml/kg ELWI = 19 ml/kg Extravaskulärer Lungenwasserindex (ELWI) Normalbereich: 3 – 7 ml/kg Lungenödem Normalbereich

43 43 40 Halperin et al, 1985, Chest 88: 649 EVLW zur Quantifizierung eines Lungenödems Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser Auch Röntgen-Thorax-Aufnahmen können ein Lungenödem nicht quantifizieren und sind vor allem beim liegenden Patienten schwer zu beurteilen. r = 0.1 p > radiographic score ELWI

44 44 ELWI (ml/kg) > 21 n = n = n = 174 < 7 n = 45 Mortalität (%) n = 373*p = Relevanz der EVLW-Bestimmung Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser Die Höhe des Extravaskulären Lungenwassers stellt einen Prädiktor für die Mortalität von Intensivpatienten dar. ELWI (ml/kg) Mortalität (%) 20 n = > Sakka et al, Chest 2002 Sturm J in: Lewis, Pfeiffer (eds): Practical Applications of Fiberoptics in Critical Care Monitoring, Springer Verlag Berlin - Heidelberg - NewYork 1990, pp

45 45 Intensivpflegetage Mitchell et al, Am Rev Resp Dis 145: , 1992 Relevanz der EVLW-Bestimmung Einführung in die PiCCO-Technologie – Extravaskuläres Lungenwasser Ein EVLW-gestütztes Volumenmanagement kann gegenüber einer PCWP-orientierten Therapie die Liegezeit und Beatmungsdauer von Intensivpatienten signifikant verkürzen. Beatmungstage PAK Gruppe n = 101 * p 0,05 PAK GruppeEVLW Gruppe 22 Tage15 Tage9 Tage7 Tage * p 0,05

46 46 Hämodynamisches Monitoring E. Einführung in die PiCCO-Technologie 1.Funktionsweise 2.Thermodilution 3.Pulskonturanalyse 4.Kontraktilitätsparameter 5.Nachlastparameter 6.Extravaskuläres Lungenwasser 7.Pulmonale Permeabilität

47 47 Differenzierung eines Lungenödems Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulmonale Permeabilität PVPI = pulmonalvaskulärer Permeabilitätsindex ist der Quotient aus Extravaskulärem Lungenwasser und Pulmonalem Blutvolumen ist ein Maß für die Permeabilität der Lungengefäße und dient damit zur Klassifikation eines Lungenödems (hydrostatisch vs. permeabilitätsbedingt) EVLW PVPI = PBV EVLW

48 48 permeabilitätsbedingt PVPI normal (1-3) PVPI erhöht (>3) Klassifizierung eines Lungenödems mit dem PVPI Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulmonale Permeabilität Unterschiedliche Werte des PVPI bei hydrostatischem und permeabilitätsbedingtem Lungenödem: Lungenödem hydrostatisch PBV EVLW PBV EVLW PBV EVLW PBV EVLW

49 49 16 Patienten mit kongestiver Herzinsuffizienz und erworbener Pneumonie. ELWI war in beiden Gruppen 16 ml/kg. Validierung des PVPI Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulmonale Permeabilität Der PVPI kann zwischen einem pneumoniebedingten und einem durch Herzinsuffizienz verursachten Lungenödem unterscheiden. Benedikz et al ESICM 2003, Abstract 60 Herzinsuffizienz PVPI Pneumonie 4 3 2

50 50 ELWI beantwortet die Frage: Klinische Relevanz des Pulmonalvaskulären Permeabilitätsindex Einführung in die PiCCO-Technologie – Pulmonale Permeabilität PVPI beantwortet die Frage: und kann damit wertvolle Hinweise zur Therapie geben! Wieviel Wasser ist in der Lunge? Was ist die Ursache dafür?

51 51 Zusammenfassung Einführung in die PiCCO-Technologie – EVLW und Pulmonale Permeabilität Das EVLW als valide Messgröße für den extravasalen Wassergehalt der Lunge ist der einzige bettseitig erhebbare Parameter zur Quantifizierung eines Lungenödems. Blutgasanalysen und Röntgen-Thorax-Aufnahmen sind zur Erkennung und Beurteilung eines Lungenödems nicht geeignet. Die Höhe des EVLW stellt einen Prädiktor für die Mortalität von Intensivpatienten dar. Der Pulmonalvaskuläre Permeabilitätsindex PVPI kann zur Differenzierung zwischen einem hydrostatischen und einem permeabilitätsbedingten Lungenödem verwendet werden.


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