Monitorowanie hemodynamiczne, Ratownictwo Medyczne UMED - III rok, Semestr I, intensywna terapia, wykład 1
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
ANESTEZJOLOGIA I INTENSYWNA TERAPIA
Monitorowanie hemodynamiczne metodą PiCCO
– nowe możliwości
PiCCO a new concept of continuous cardiac output monitoring
– new possibilities
Dariusz Szurlej
1
, Krzysztof Toczek
1
, Paweł Żurek
2
, Andrzej Węglarzy
1
, Leszek Machej
1
,
Krzysztof Paradowski
1
, Andrzej Daszkiewicz
1
1
Zakład Kardioanestezji i Intensywnej Terapii Pooperacyjnej, Śląska Akademia Medyczna, Katowice-Ochojec
2
II Katedra i Klinika Kardiochirurgii, Śląska Akademia Medyczna, Katowice-Ochojec
Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2005; 2 (4): 54–57
Streszczenie
Abstract
Cewnik Swan-Ganza nadal pozostaje
złotym standardem
mo-
nitorowania hemodynamicznego, pomimo stosowania tej me-
tody już od 1970 r. Ryzyko możliwych powikłań i stosunkowo
duży koszt tej metody przyczyniły się do poszukiwania innych,
mniej inwazyjnych i dokładniejszych sposobów oceny hemody-
namicznej układu krążenia. Metoda PiCCO (
Pulse Continuous
Cardiac Output
) łączy technikę termodilucji przezpłucnej z kom-
puterową analizą kształtu fali ciśnienia tętniczego. Pozwala
oznaczyć rzut minutowy serca, jego kurczliwość oraz precyzyj-
nie ocenić wielkość obciążenia wstępnego i następczego.
Stwarza również nowe możliwości w zakresie ilościowej oceny
stopnia uwodnienia miąższu płucnego, a uzyskane wyniki są
łatwe w interpretacji klinicznej.
Słowa kluczowe: ciągły pomiar rzutu serca, termodilucja przez-
płucna, wewnątrzklatkowa objętość krwi, pozanaczyniowa wo-
da wewnątrzpłucna
A Swan-Ganz catheter remains a
gold standard
in hemody-
namic monitoring despite its presence on the market since
the early 70s. It is an invasive procedure combined with a cer-
tain risk and cost. That is why some investigators keep sear-
ching for less invasive techniques.
The PiCCO method is a technique which combines thermodi-
lution and computer analysis of arterial blood pressure curve.
Such a technique enables readings of cardiac output, con-
tractility and estimates preload and after load very accurate-
ly. New possibilities like estimation of lung water are also me-
asured and are easy to interpret on a clinical basis.
Key words: continuous cardiac output, transpulmonary thermo-
dilution, intrathoracic blood volume, extravascular lung water
Wstęp
Wprowadzenie przez Swana i Ganza do użytku klinicz-
nego w 1970 r. cewnika termodilucyjnego radykalnie zwięk-
szyło możliwości monitorowania układu sercowo-naczynio-
wego i stało się doniosłym osiągnięciem intensywnej tera-
pii. Jednak wysokie ryzyko możliwych powikłań i stosunko-
wo duży koszt tej metody przyczyniły się do poszukiwania
innych, mniej inwazyjnych i dokładniejszych sposobów
oceny hemodynamicznej układu krążenia [1].
Nową koncepcję ciągłego monitorowania hemodyna-
micznego zastosowano w metodzie PiCCO (
pulse continu-
ous cardiac output
), w której połączono technikę termodilu-
cji przezpłucnej z komputerową analizą kształtu fali ciśnie-
nia tętniczego.
Na podstawie pomiaru termodilucji przezpłucnej wyli-
czana jest wartość rzutu minutowego serca – CO (
cardiac
output
), oceniana jest wewnątrzklatkowa objętość krwi –
ITBV (
intrathoracic blood volume
), pozanaczyniowa woda
Adres do korespondencji: Dariusz Szurlej, Zakład Kardioanestezji i Intensywnej Terapii Pooperacyjnej, Śląska Akademia Medyczna, ul. Ziołowa 43/703,
40-635 Katowice, tel. +48 32 202 64 64, e-mail: dariszu@poczta.onet.pl
54
Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2005; 2
(
4)
ANESTEZJOLOGIA I INTENSYWNA TERAPIA
wewnątrzpłucna – EVLW (
extravascular lung water
) oraz in-
deks funkcji serca – CFI (
cardiac function index
).
PiCCO może powstać w przypadku przecieków wewnątrz-
sercowych, znacznej niedomykalności zastawki trójdzielnej,
stenozy aortalnej, tętniaków aorty i krążenia pozaustrojo-
wego, co prowadzi do zafałszowania wyników.
Komputerowa analiza kształtu fali ciśnienia tętniczego
pozwala na ocenę w sposób ciągły (podczas każdego skur-
czu serca) rzutu minutowego serca – CCO (
continuous car-
diac output
), objętości wyrzutowej – SV (
stroke volume
),
systemowego oporu naczyniowego – SVR (
systemic vascu-
lar resistance
) i wskaźnika czynności skurczowej lewej ko-
mory – dPmax (
index of left ventricular contractility
).
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie podstawo-
wych założeń teoretycznych metody PiCCO oraz jej nowych
możliwości w zakresie monitorowania hemodynamicznego
układu krążenia.
Ciągły pomiar rzutu minutowego serca
na podstawie analizy tętna
Aby prowadzić monitorowanie CCO, konieczne jest
wcześniejsze przeprowadzenie kalibracji układu pomiaro-
wego, czyli dokonanie pomiaru CO metodą termodilucji
przezpłucnej. Uzyskanej wartości CO jest przypisywany ak-
tualny kształt krzywej ciśnienia tętniczego, co stanowi
punkt wyjściowy w dalszej analizie komputerowej. Ponad-
to, podczas kalibracji obliczany jest współczynnik kalibra-
cyjny oraz mierzona podatność aorty na podstawie zależ-
ności pomiędzy przyrostem ciśnienia wewnątrzaortalnego
a objętością wyrzutową, obliczoną na podstawie rzutu mi-
nutowego.
Komputerowa kalkulacja CCO opiera się na algorytmie
Weselinga, który oprócz ustalonego współczynnika kalibra-
cji (cal), częstości akcji serca (HR), podatności aorty (Cp),
oblicza powierzchnię pola pod częścią systoliczną krzywej
ciśnienia tętniczego (P(t)/SVR) odpowiadającej objętości
wyrzutowej oraz uwzględnia jej kształt, będący wynikiem
zmian ciśnienia w jednostce czasu (dP/dt) [4 ,5] (ryc. 1.):
Termodilucja przezpłucna
Układ pomiarowy PiCCO nie wykorzystuje cewnika
Swan-Ganza. Warunkiem koniecznym jest wprowadzenie
metodą Saldingera do tętnicy udowej (w przyszłości być
może również do tętnicy pachowej lub promieniowej)
specjalnego cewnika dotętniczego, celem monitorowania
ciągłego zapisu ciśnienia tętniczego metodą bezpośred-
nią, a wbudowany w ścianę kaniuli termistor rejestruje
temperaturę krwi. Niezbędne jest również założenie stan-
dardowego cewnika dożylnego (np. dwu- lub trójświatło-
wego, długość i średnica bez znaczenia), którego koniec
dystalny należy umieścić w okolicy prawego przedsionka,
najlepiej z dostępu przez żyłę szyjną wewnętrzną. Do od-
prowadzenia proksymalnego cewnika podłącza się prze-
pływowy czujnik temperatury, który mierzy temperaturę
iniektatu.
Aby zmierzyć CO metodą termodilucji przezpłucnej, na-
leży wstrzyknąć określoną objętość znacznika temperatu-
rowego (np. schłodzoną sól fizjologiczną) poprzez cewnik
dożylny, w okolicę prawego przedsionka. Wstrzyknięty znacz-
nik przepływa przez prawe serce, krążenie płucne, następnie
lewe serce i dociera do aorty brzusznej, gdzie następuje reje-
stracja zmian temperatury przepływającej krwi. Wykreślona
przez urządzenie rejestrujące krzywa termodilucji przezpłuc-
nej, w porównaniu z krzywą uzyskiwaną przy użyciu cewnika
S-G jest znacznie wydłużona w czasie i bardziej płaska. Po-
le pod krzywą jest obliczane w sposób tradycyjny za pomo-
cą algorytmu Stewarta-Hamiltona, poszerzonego o algoryt-
miczną korekcję podstawowego dryfu temperaturowego.
Pomimo długiej drogi, jaką musi pokonać znacznik tem-
peraturowy od miejsca iniekcji do miejsca detekcji, czynnik
ten nie wpływa na dokładność pomiaru rzutu minutowego.
W licznych pracach klinicznych nie stwierdzono istotnych
statystycznie różnic pomiędzy wartościami CO, uzyskiwany-
mi podczas pomiaru metodą termodilucji przezpłucnej i ter-
modilucji z zastosowaniem cewnika umieszczonego w tęt-
nicy płucnej [2, 3]. Nieprawidłowa krzywa termodilucyjna
CCO = cal x HR x
∫
( P(t)/SVR + Cp x dP/dt ) dt
Komputerowej analizie poddawane są 3 kolejne fale ci-
śnienia tętniczego, a uzyskane wartości CCO, SV i SVR wy-
świetlane są w postaci liczbowej w sposób ciągły na ekra-
nie monitora.
Przeprowadzone badania porównawcze opisanej meto-
dy z tradycyjnym pomiarem CO za pomocą cewnika S-G,
dowodzą jej dużej dokładności i powtarzalności [3, 5]. Aby
odczyt CCO był wiarygodny należy układ pomiarowy po-
nownie wykalibrować po upływie 8 godz. lub gdy dochodzi
do znacznej zmiany SVR, tj. >20%.
Stosunek dP/dt przedstawiany jako dPmax jest pomia-
rem szybkości przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w fa-
zie systolicznej skurczu serca, dzięki czemu uzyskujemy da-
ne o jego kurczliwości. Śledząc wartości tego parametru,
można oceniać np. efekt działania stosowanych amin kate-
cholowych.
Objętości wewnątrzklatkowe
Metoda PiCCO opiera się na założeniu, że można wyli-
czyć objętość poszczególnych kompartmentów wewnątrz-
klatkowych, przez które przepływa znacznik temperaturowy,
czyli objętość płynów pomiędzy cewnikiem żylnym a cew-
nikiem tętniczym, która jest określana jako całkowita obję-
Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2005; 2
(
4)
55
Monitorowanie hemodynamiczne metodą PiCCO – nowe możliwości
tość wewnątrzklatkowa – ITTV (
intrathoracic thermal volu-
me
). Składa się ona z wewnątrzklatkowej objętości krwi –
ITBV oraz pozanaczyniowej wody wewnątrzpłucnej – EVLW.
Natomiast w obrębie ITBV można wyróżnić całkowitą obję-
tość końcoworozkurczową zawartą w jamach serca – GEDV
(
global end diastolic volume
) oraz wewnątrzpłucną objętość
krwi – PBV (
pulmonary blood volume
), co można przedsta-
wić równaniami:
time
), średniego czasu przepływu – MTt (
mean transit
time
), czy czasu zanikania wskaźnika – DSt (
downslope
time
) – ryc. 3. Iloczyny poszczególnych odcinków czaso-
wych i rzutu minutowego pozwalają wyliczyć poszczególne
objętości, np.:
ITTV = MTt x CO = GEDV + PBV + EVLW
PTV = DSt x CO = PBV + EVLW
ITTV = ITBV + EVLW
ITBV = GEDV + PBV
Przydatność kliniczna mierzenia objętości
wewnątrzklatkowych ITBV
W chwili obecnej, obciążenie wstępne jest przy łóżku
chorego oceniane za pomocą parametrów ciśnieniowych,
tj. ośrodkowego ciśnienia żylnego, czy ciśnienia zaklinowa-
nia w tętnicy płucnej. Wartości te są osobniczo zmienne,
wykazują małą czułość w przypadku hipowolemii, a ponad-
to ich wartość jest zależna nie tylko od stopnia wypełnie-
nia łożyska naczyniowego, lecz również od kurczliwości
Powyższe równania zinterpretowano graficznie na ryc. 2.
W metodzie PiCCO powyższe objętości nie są mierzone,
lecz obliczane na podstawie uzyskanej wartości CO oraz ści-
śle zdefiniowanych odcinków czasowych krzywej termodilu-
cyjnej, tj. czasu pojawiania się wskaźnika – At (
appearance
P [mm Hg]
cewnik
i.v.
(znacznik temp.)
EVLW
cewnik tętniczy
RAEDV
RVEDV
PBV
LAEDV
LVEDV
t [s]
EVLW
Ryc. 1. Pole pod krzywą systoliczną ciśnienia tętniczego – objętość
wyrzutowa (wg materiałów szkoleniowych firmy PULSION)
Ryc. 2. Objętości wewnątrzklatkowe (wg materiałów szkoleniowych
firmy PULSION)
c (I)
injection
recirculation
In c (I)
e
-1
At
DSt
MTt
Ryc. 3. Odcinki czasowe krzywej termodilucyjnej (wg materiałów szkoleniowych firmy PULSION)
56
Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2005; 2
(
4)
ANESTEZJOLOGIA I INTENSYWNA TERAPIA
mięśnia sercowego, podatności naczyń oraz ciśnień we-
wnątrzklatkowych.
Wiele badań eksperymentalnych i klinicznych dowodzi,
że ITBV, na którą w 80% składa się GEDV i w 20% PBV, jest
bardzo dokładną miarą objętościową obciążenia wstępne-
go serca i pozwala na pewne i precyzyjne prowadzenie
terapii płynowej. Nie bez znaczenia w tym wypadku pozo-
staje również fakt, że wszystkie receptory biorące udział
w regulacji objętościowej krążenia znajdują się w obrębie
przestrzeni ITBV
[6, 7].
sercowego – CI (
cardiac index
) i GEDV; wartość bezwzględ-
na CFI maleje wraz z pogorszeniem czynności skurczowej
serca. Śledzenie zmian tego parametru pozwala na podej-
mowanie kluczowych decyzji klinicznych – optymalizację
obciążenia wstępnego lub/i zastosowanie leków o działa-
niu inotropowo dodatnim [7].
Podsumowanie
PiCCO jest dynamiczną i małoinwazyjną metodą moni-
torowania układu krążenia, pozwalającą oznaczyć rzut mi-
nutowy serca, jego kurczliwość oraz precyzyjnie ocenić
wielkość obciążenia wstępnego i następczego. Stwarza
również nowe możliwości w zakresie ilościowej oceny stop-
nia uwodnienia miąższu płucnego, a uzyskane wyniki są ła-
twe w interpretacji klinicznej.
Pozanaczyniowa woda wewnątrzpłucna EVLW
W codziennej praktyce klinicznej, ocena ilościowa stop-
nia uwodnienia miąższu płucnego jest praktycznie niemoż-
liwa. Stany nadmiernego uwodnienia są rozpoznawane naj-
częściej osłuchowo lub na podstawie zdjęcia rentgenow-
skiego, a nierzadko dopiero wtedy, gdy dochodzi do pogor-
szenia saturacji krwi tętniczej. W metodzie PiCCO, podczas
pomiaru przezpłucnego rzutu serca (CO), oceniany jest sto-
pień uwodnienia płuc w ml/kg m.c. na podstawie oblicze-
nia EVLW wg poniższego wzoru:
Piśmiennictwo
1. Ramsey SD, Saint S, Sullivan SD, Dey L, Kelley K, Bowdle A: Clinical and econo-
mic effects of pulmonary artery catheterization in nonemergent coronary ar-
tery bypass graft surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth 2000; 14: 113-118.
2. Goedje O, Hoeke K, Lichtwarck-Aschoff M, Faltchauser A, Lamm P, Reichart B:
Continuous cardiac output by femoral arterial thermodilution calibrated pulse
contour analysis: comparison with pulmonary arterial thermodilution. Crit Ca-
re Med 1999; 27: 2407-2412.
3. Sakka SG, Reinhart K, Wegscheider K, Meier-Hellmann A: Is the placement of
a pulmonary artery catheter still justified solely for the measurement of car-
diac output? J Cardiothorac Vasc Anesth 2000; 14: 119-124.
4. Jellema WT, Wesseling KH, Groeneveld AB, Stoutenbeek CP, Thijs LG, van Lie-
shout JJ: Continuous cardiac output in septic shock by simulating a model of
the aortic input impedance: a comparison with bolus injection thermodilution.
Anesthesiology 1999; 90: 1317-1328.
5. Zollner C, Haller M, Weis M, Morstedt K, Lamm P, Kilger E, Goetz AE: Beat-to-
-beat measurement of cardiac output by intravascular pulse contour analysis:
a prospective criterion standard study in patients after cardiac surgery. J Car-
diothorac Vasc Anesth 2000; 14: 125-129.
6. Wiesenack C, Prasser C, Keyl C, Rodig G: Assessment of intrathoracic blood vo-
lume as an indicator of cardiac preload: single transpulmonary thermodilution
technique versus assessment of pressure preload parameters derived from a pul-
monary artery catheter. J Cardiothorac Vasc Anesth 2001; 15: 584-588.
7. Sakka SG, Ruhl CC, Pfeiffer UJ, Beale R, McLuckie A, Reinhart K, Meier-Hell-
mann A: Assessment of cardiac preload and extravascular lung water by sin-
gle transpulmonary thermodilution. Intensive Care Med 2000; 26: 180-187.
EVLW = ITTV – ITBV
Metoda ta stwarza nowe możliwości i jest w chwili
obecnej jedynym badaniem przyłóżkowym, pozwalającym
określić w sposób ilościowy zawartość pozanaczyniowej
wody w miąższu płucnym. Ponadto, klinicznie przydatną in-
formacją w przypadku zwiększonej przepuszczalności śród-
błonka naczyń płucnych jest zależność EVLW i ITBV wyra-
żone w postaci ilorazu. Fizjologicznie wartość ta wynosi
0,25 i wzrasta wraz z przepuszczalnością śródbłonka [6, 7].
Całkowita objętość końcowo-rozkurczowa
zawarta w jamach serca GEDV
Podczas pomiaru CO metodą termodilucji przezpłucnej
określana jest wartość CFI, która jest ilorazem wskaźnika
Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska 2005; 2
(
4)
57
[ Pobierz całość w formacie PDF ]