Hämodynamisches Monitoring Theoretische und praktische Aspekte

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

Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Messung der Vorlast Volumetrische Vorlastparameter, Volumenreagibilität und Füllungsdrucke Vorlast Füllungsdrucke ZVD / PCWP Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Volumenreagibilität SVV / PPV Welche Parameter zur Messung der Vorlast stehen zur Verfügung? - klassische Parameter: kardiale Füllungsdrucke ZVD (über ZVK) und PCWP (über Pulmonaliskatheter) - statische volumetrische Vorlastparameter: GEDV (Globales Enddiastolisches Volumen) und ITBV (Intrathorakales Blutvolumen) - dynamische Parameter SVV (Schlagvolumenvariation) und PPV (Pulsdruckvariation). Im engeren Sinne keine Vorlastparameter, sondern Parameter der Volumenreagibilität des Herzens (Reaktion des kardialen Auswurfleistung auf Volumenzufuhr) 3

Korrelation des zentralen Venendrucks ZVD mit dem kardialen Auswurf Messung der Vorlast Rolle der Füllungsdrucke ZVD / PCWP Korrelation des zentralen Venendrucks ZVD mit dem kardialen Auswurf Relevanz der Füllungsdrucke zur Beurteilung der kardialen Vorlast schon seit längerem umstritten und in zahlreichen Publikationen widerlegt. Weder die absolute Höhe des ZVD (linke Darstellung) noch Veränderungen des ZVD (rechte Darstellung) korrelieren mit dem Schlagvolumen. ZVD daher zur Beurteilung des Volumenstatus nicht geeignet. Kumar et al., Crit Care Med 2004;32: 691-699 4

Messung der Vorlast Rolle der Füllungsdrucke ZVD / PCWP Korrelation des pulmonalkapillären Verschlussdrucks PCWP mit dem kardialen Auswurf Auch der pulmonalkapilläre Verschlussdruck (PCWP) bzw. Veränderungen desselben zeigen keine Korrelation mit dem kardialen Auswurf. Damit ist eine Messung der kardialen Vorlast auch mittels des hierzu traditionell verwendeten PCWP nicht möglich. Kumar et al., Crit Care Med 2004;32: 691-699 5

Messung der Vorlast Rolle der Füllungsdrucke ZVD / PCWP Die Füllungsdrucke ZVD und PCWP sind zur Abschätzung der kardialen Vorlast nicht geeignet. Der PCWP ist diesbezüglich dem ZVD nicht überlegen. (ARDSNetwork, N Engl J Med 2006;354:2564-75) Druck ist kein Volumen! FACCT-Studie des ARDS-Networks, publizert im New England Journal of Medicine: kein Unterschied im Outcome von ARDS-Patienten mit ZVD-gesteuertem Flüssigkeitsmanagement und solchen mit am PCWP orientierten Volumentherapie. Besser: Volumina direkt messen statt über die Druckmessung abzuschätzen. Die Höhe der Füllungsdrucke unterliegt vielen Einflussfaktoren und macht so eine valide Aussage über den Volumenstatus nicht möglich. Einzige Ausnahme: niedrige Füllungsdrucke weisen auf eine Hypovolämie hin Einflussfaktoren: Ventrikelcompliance Katheterlage (PAK) Beatmung Intraabdominelle Hypertension 6

Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV Vorlast Füllungsdrucke ZVD / PCWP Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Volumenreagibilität SVV / PPV Einführung in die volumetrischen Vorlastparameter. Diese erlauben eine direkte Messung des kardialen Füllungsvolumens, so dass dieses nicht über eine Druckmessung abgeschätzt werden muss. 7

GEDV = Globales Enddiastolisches Volumen Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV GEDV = Globales Enddiastolisches Volumen Lunge kleiner Kreislauf linkes Herz rechtes Herz Das Globale Enddiastolische Volumen setzt sich aus den enddiastolischen Volumina aller vier Herzkammern zusammen. Auch wenn dieses Volumen physiologisch nicht existiert (keine gleichzeitige Diastole aller vier Herzkammern), reflektiert es doch den Füllungszustand des Herzens und ist im Gegensatz zu den Füllungsdrucken ein valider Parameter der kardialen Vorlast. großer Kreislauf Summe der Blutvolumina aller 4 Herzkammern 8

GEDV zeigt eine gute Korrelation mit dem kardialen Auswurf! Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV GEDV zeigt eine gute Korrelation mit dem kardialen Auswurf! Die Korrelation des Globalen Enddiastolischen Volumens mit dem kardialen Auswurf ist erheblich besser als bei ZVD oder PCWP. GEDV ist somit zur Bestimmung der kardialen Vorlast wesentlich besser geeignet. Michard et al., Chest 2003;124(5):1900-1908 9

ITBV = Intrathorakales Blutvolumen Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV ITBV = Intrathorakales Blutvolumen Lunge kleiner Kreislauf linkes Herz rechtes Herz großer Kreislauf Das Intrathorakale Blutvolumen entspricht dem Gesamt Enddiastolischen Blutvolumen plus dem Blut, das sich in der Lungenstrombahn befindet. ITBV =GEDV + PBV Summe des Blutvolumens aller 4 Herzkammern + pulmonales Blutvolumen 10

ITBV beträgt im Normalfall das 1,25 - fache des GEDV Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV ITBV beträgt im Normalfall das 1,25 - fache des GEDV ITBVTD (ml) 1000 2000 3000 ITBV = 1.25 * GEDV – 28.4 [ml] Das Intrathorakale Blutvolumen ist in der Regel um 25% höher als das Gesamt Enddiastolische Blutvolumen. Für die zwei Parameter konnte ein linearer Zusammenhang gezeigt werden. Somit lässt sich das ITBV aus dem GEDV errechnen. GEDV (ml) GEDV vs. ITBV bei 57 Intensivpatienten Sakka et al, Intensive Care Med 2000; 26: 180-187 11

Die statischen volumetrischen Vorlastparameter GEDV und ITBV Messung der Vorlast Rolle der volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV Die statischen volumetrischen Vorlastparameter GEDV und ITBV sind zur Abschätzung der kardialen Vorlast den Füllungsdrucken überlegen (DSG/DIVI S2-Leitlinien) werden im Gegensatz zu den Füllungsdrucken nicht durch Druckeinflüsse (Beatmung, intraabdomineller Druck) verfälscht Die Deutsche Sepsisgesellschaft bestätigt in ihren offiziellen Leitlinien, dass zur Beurteilung der kardialen Vorlast volumetrische Parameter den klassischen Füllungsdrucken überlegen sind. GEDV und ITBV werden im Gegensatz zu ZVD und PCWP nicht durch extravaskuläre Druckeinflüsse verfälscht. 12

Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV Vorlast Füllungsdrucke ZVD / PCWP Volumetrische Vorlastparameter GEDV / ITBV Volumenreagibilität SVV / PPV Die Parameter Schlagvolumenvariation (SVV) und Pulsdruckvariation (PPV) sind im engeren Sinne keine Vorlastparameter, sondern Parameter der Volumenreagibilität des Herzens. Sie geben also Auskunft darüber, ob das Herz auf eine Volumenzufuhr mit einer Erhöhung des kardialen Auswurfs reagieren wird. Mit ihrer Hilfe lässt sich bestimmen, ob zur Erhöhung des Herzzeitvolumens eine Volumengabe sinnvoll ist. 13

Schwankungen des Blutdrucks über den Atemzyklus Messung der Vorlast Physiologie der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität Schwankungen des Blutdrucks über den Atemzyklus Frühe Inspiration Späte Inspiration intrathorakaler Druck „Auspressen“ der pulmonalen Strombahn Linksventrikuläre Vorlast Linksventrikuläres Schlagvolumen Systolischer arterieller Blutdruck intrathorakaler Druck venöser Rückstrom zum linken und rechten Ventrikel Linksventrikuläre Vorlast Linksventrikuläres Schlagvolumen Systolischer arterieller Blutdruck Inspiration Expiration Inspiration Expiration Jeder kennt das „Schwingen“ der arteriellen Druckkurve bei hypovolämen Patienten, also das Schwanken der Pulsdruckamplitude mit dem Atemzyklus. Dieses entsteht durch beatmungsinduzierte Vorlastveränderungen, die umso ausgeprägter sind, je hypovolämer der Patient ist. PPmax PPmin PPmax PPmin 14 nach Reuter et al., Anästhesist 2003;52: 1005-1013

Schwankungen des Schlagvolumens über den Atemzyklus Messung der Vorlast Physiologie der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität Schwankungen des Schlagvolumens über den Atemzyklus SV SV SV Vorlast V V Eine identische Vorlastveränderung (x-Achse) führt zu unterschiedlichen Veränderungen des Schlagvolumens (y-Achse), je nachdem in welchem Bereich der Frank-Starling-Kurve das Herz arbeitet. Je hypovolämer der Patient ist, desto größer sind also Schlagvolumen- und Pulsdruckvariation. Die SVV und PPV können nur korrekt bestimmt werden, wenn die induzierten Vorlastveränderungen immer gleich sind und keine sonstigen Schwankungen im Schlagvolumen auftreten. Für eine korrekte Messung von SVV und PPV muss der Patient also voll kontrolliert beatmet sein (kein Spontanatmungsanteil!) und einen regelmäßigen Sinusrhythmus aufweisen. Maschinelle Beatmung intrathorakale Druckschwankungen Veränderungen des intrathorakalen Blutvolumens Vorlastveränderungen Schwankungen im Schlagvolumen 15

SVV = Schlagvolumen-Variation Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV SVV = Schlagvolumen-Variation SVmax SVmin SVmittel ist die Variation der Schlagvolumina über den Atemzyklus korreliert gut mit der Reaktion des kardialen Auswurfs auf Vorlasterhöhung (Volumenreagibilität) 16

Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV SVV ist zur Vorhersage der Volumenreagibilität wesentlich besser geeignet als der ZVD Sensitivität 1 0,8 0,6 0,4 Die Darstellung zeigt, dass zur Abschätzung der Volumenreagibilität die SVV eine erheblich höhere Sensitivität und Spezifität aufweist als der ZVD. Die Wahrscheinlichkeit, mit dem ZVD die Volumenreagibilität korrekt vorherzusagen beträgt der Kurve zufolge 50%, entspricht also einem Münzwurf. - - - ZVD __ SVV 0,2 0,5 Spezifität 1 Berkenstadt et al, Anesth Analg 92: 984-989, 2001 17

PPV = Pulse Pressure Variation (Pulsdruck-Variation) Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV PPV = Pulse Pressure Variation (Pulsdruck-Variation) PPmittel PPmax PPmin ist die Variation der Pulsdruckamplitude über den Atemzyklus korreliert ebenso wie die SVV gut mit der Volumenreagibilität 18

= Schlagvolumen-Variation Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV Ein PPV-Schwellenwert von 13% unterscheidet zwischen Respondern und Non-Respondern auf Volumengabe Respiratorische Veränderungen im art. Pulsdruck (%) SVV = Schlagvolumen-Variation Keine Reaktion n = 24 In dieser Untersuchung konnte gezeigt werden, wie die PPV die Reaktion des kardialen Auswurfs auf eine Volumengabe (Vorlasterhöhung) diskriminieren kann. Ein Wert von 13% unterscheidet zwischen Respondern (>13%) und Non-Respondern (<13%) auf Volumengabe. Reaktion n = 16 Michard et al, Am J Respir Crit Care Med 162, 2000 19

Die dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV und PPV Messung der Vorlast Rolle der dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV / PPV Die dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV und PPV sind gute Prädiktoren eines potenziellen HZV-Anstiegs nach Volumenzufuhr sind nur bei kontrolliert beatmeten Patienten ohne kardiale Arrhythmien verwertbar Trotz der Limitationen sind PPV und SVV wertvolle Parameter für die Optimierung des Volumenstatus des Patienten. 20

EVLW = Extravaskuläres Lungenwasser Exkurs Rolle des extravaskulären Lungenwassers EVLW EVLW = Extravaskuläres Lungenwasser Lunge kleiner Kreislauf linkes Herz rechtes Herz kurze Vorstellung eines weiteren Parameters, der zwar kein Vorlastparameter ist, aber dennoch für die Volumensteuerung große Bedeutung hat: Extravaskuläres Lungenwasser, dies bezeichnet den Wassergehalt der Lunge ausserhalb der Blutgefäße. Das EVLW setzt sich also zusammen aus dem interstitiellem und dem intrazellulären Wasser des Lungengewebes. großer Kreislauf extravaskulärer Wassergehalt der Lunge 21

Das Extravaskuläre Lungenwasser EVLW Exkurs Rolle des extravaskulären Lungenwassers EVLW Das Extravaskuläre Lungenwasser EVLW dient zur Erfassung und Quantifizierung eines Lungenödems ist hierfür der einzige bettseitig verfügbare Parameter fungiert als Warnparameter einer Volumenüberladung Mit dem extravaskulären Lungenwasser kann ein Lungenödem sicher diagnostiziert und dessen Ausprägung bestimmt werden. Der Parameter kann bettseitig über eine Thermodilutionsmessung bestimmt werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden wie Röntgen-Thorax. Die Höhe des Lungenwassers bzw. dessen Verlauf kann wichtige Informationen zur Steuerung der Volumentherapie geben, da der Zeitpunkt, ab dem die Volumentherapie zur Ausbildung eines Lungenödems führt, identifiziert werden kann. 22

Messung der Vorlast Zusammenfassung Die volumetrischen Vorlastparameter GEDV / ITBV sind zur Messung der kardialen Vorlast den Füllungsdrucken ZVD / PCWP überlegen. Die dynamischen Parameter der Volumenreagibilität SVV und PPV können eine HZV-Erhöhung nach Volumengabe vorhersagen. GEDV und ITBV sind Parameter des aktuellen Volumenstatus, während SVV und PPV die Volumenreagibilität des Herzens widerspiegeln. Zur optimalen Steuerung der Volumentherapie ist die gleichzeitige Messung von statischen Vorlastparametern und dynamischen Parametern der Volumenreagibilität sinnvoll (F. Michard, Intensive Care Med 2003;29: 1396). 23