Date post: | 06-Apr-2016 |
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Intraoperativer Einsatz erweiterter Hämodynamiküberwachung bei
Hochrisikopatienten
Hämodynamik-Propädeutik
Methoden des hämodynamischen Monitorings 1
•
Methoden des hämodynamischen Monitorings 2
•
Patienten, bei denen postoperative Komplikationen entstehen,
haben:
• einen niedrigen Herzindex / ein vermindertes Sauerstoffangebot
• eine niedrige gemischt-/zentralvenöse Sauerstoffsättigung
• hohe Laktatwerte
d. h. flussbasierte Variablen und Metabolismus
Perioperative Erkennung von postoperativen Komplikationen
Warum Hämodynamisches Monitoring INTRAOPERATIV?
UK National Confidential Enquiry into Perioperative Deaths 2001 (periop. Überwachung) (n = 1467)
Shoemaker World J Surg 1999; 23: 1264-71
Schlussfolgerung: Standard-Monitoring im OP (MAP, HF) macht keinen Unterschied zwischen Patienten mit hoher und Patienten mit geringer Überlebenschance, aber das HZV!
Welcher Stellenwert hat das Monitoring ?
Perioperative Sauerstoffschuld und Ergebnisse (nach Shoemaker))
-40
0
20
-20
Sauerstoffschuld(Liter/m2)
Intra-operativ
1 2 4 8 12 24 36 48
Stunden nach Operation
Nicht-Überlebende
Überlebende mitKomplikationen oder Organversagen
Überlebende ohne Komplikationen
oder Organversagen
H. G. Wakeling et al - British Journal of Anaesthesia 95 (5): 634–42 (2005)
Intraoperative oesophageal Doppler guided fluid management shortens postoperative hospital stay after major bowel surgery
Sauerstoffschuld/angebot und HZV/SV
Wer profitiert bei uns ? In welcher Situation ist eine Anwendung sinnvoll?
• Alte Patienten
• Hohe Komorbidität
• Therapieentscheidung Volumen vs Katecholamin
• Herzinsuffizienz
– Low Output- intraoperative Hypotension– Unklarer Volumenumsatz / großer Blutverlust– Volumenüberladung kritisch- Lungen/Hirnödem
Wer profitiert bei uns ? In welcher Situation ist eine Anwendung sinnvoll?
• Großer Volumenumsatz– Urologie
• Offene Cystektomie
– Orthopädie: • Hüft-Tep-Wechsel, • langstreckige Wirbelsäule
– Unfallchirurgie:• Beckenfrakturen
– Gyn• Wertheim, große
Carcinomchirurgie
– Abdominal/Gefäss-Chirurgie
• Whipple bedingt• Aorten/carotiden
• Risikopatient
• Sepsis
• Alte Patienten
Messtechnik• Thermodilution:
Picco-Technologie
Thermodilution nach der Stewart-Hamilton-Methode
Pulskonturanalyse und Frank-Starlin-Funktion
SchlagvolumenNormale kardiale Funktion
Verminderte kardiale Funktion
Preload (= PCWP oder ZVD)
Wenn das SV adäquat ist, ist ein geringer ZVD wünschenswert, um den venösen Rückfluss zum Herzen zu begünstigen.
Volumenreagibilität und HZV
Atemexkursion und Volumenreagibilität
SV steigt direkt nach der Inspiration an
SV fällt mit dem Abfall der Vorlast während der Inspirationszeit
Normale kardiale Funktion
Verminderte kardiale Funktion
Schlagvolumen
Preload (= PAWP)
Beziehung zwischen SVV und Volumenexpansion
Der Zustand, wenn SV- und HZV-Änderungen marginal sind bei einer Volumen-expansion
Ventrikuläre Compliance
SV/HZV
End- diastolischer Druck
End-diastolisches Volumen
Frank-Starling Kurve
Der Zustand, wenn SV und HZV zunehmen bei einer Volumen-expansion
Schlagvolumenvariation
SVV(%) = (SVMax – SVMin)*100/ SVMean
Die Beziehung Pulsdruck und Schlagvolumen
SV
SBP
DBP
PP ~
Pulskonturanalyse (Details)
• Je höher die Amplitude (des Pulsdrucks), desto höher das Schlagvolumen
Aortic pulse pressure is proportional to SV and is inversely related to aortic compliance.” - Boulain (CHEST 2002; 121:1245-1252)
Einflussfaktoren auf die Druckkurven (automatisch erfasst durch die AUTO-CAL Funktion des Algorithmus) und unabhängig vom Pulsdruck
Normaler Status Hypovolämie Hypervolämie
Vasodilatation Vasokonstriktion Dobutamin
Das Aussehen der Druckkurve ist entscheidend, und...
Vigileo/Flowtrac System
Analyse der arteriellen Druckwelle• Basiert auf dem Schlagvolumen• Schnelle Antwort• Geeignet für dynamisches Monitoring/
VolumenüberwachungMinimal-invasiv, ohne manuelle Kalibration
• Schneller Aufbau
Möglichkeit des ScvO2 Monitorings mit PreSep, dem zentralvenösen Sättigungskatheter
Polynome Multivariable KHI:
f(HR,BSA,MAP,C(P)Lang,σAP,μ3AP,μ4AP,μ1T,μ2T,μ3T,μ4T)
Insgesamt 13 Variablen
HF Herzfrequenz σAP Standardabweichung vom PP
BSA Körperoberfläche μ3AP Kurvenform, sog. Skewness = „Schiefe“
C(P)Lang Compliance n. Langewouters μ4AP Kurvenform, sog. Kurtosis = „Wölbung“
MAP Mittlerer arterieller Druck μ1T,μ2T,μ3T,μ4T Druck-gewichtete Kurvenformen
Grundvoraussetzungen• Beatmeter Patient• Arterielle Kannüle• Regelmäßiger Herzschlag
Aufbau wie arterieller Druckwandler• Beachtung der arteriellen Druckkurve
• Keine Blasen• Vermeidung der Dämpfung der arteriellen Linie
Limitationen• Empirisches Modell – Erwachsenen Modell
• Nicht bei IABP• Pädiatrisches Set nicht vorhanden • Schwere Aortenklappeninsuffizienz
• Hyperdynamische Konditionen• Schwerer septischer Schock Zentroperiphere Entkopplung
Vigileo/Flowtrac System-Limitationen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PiCCO bis heute Flotrac bis V1.07 Flotrac V1.10
% ERRORM
EAN
MEA
N
MEA
N
26,9%
Intensive Care Med 2007;33(12):2223-5
Prasser C, Trabold B, Schwab A, Keyl C, Ziegler S, Wiesenack C
Algorithmus für SVV basiertes Protokoll
Fälle bei denen eine Zunahme im SV/CO sinnvoll ist (klinische Beurteilung, Laktat, Diurese,
SvO2, CO/SV Messung)
Ist die arterielle Druckkurve OK?
Atmet der Patient spontan?
Tidalvolumen <8ml/kg?
SVV Wert?
Sinusrhythmus?
Vasoaktiva oder Inotropika
Volumengabe
So hätte Argentinien im Finale vielleicht gewinnen können....
Errechnung Cardiac Output
Zählung der aufsteigenden Flanke der Systole = Pulsfrequenz
Pulsfrequenz = Herzfrequenz
Höhe und Breite der Komplexe sind maßgeblich
Patient mit
niedrigem SVR . .XBreite
CO = HF x SV
APCO = PF x SV (Arterial Pressure-based Cardiac Output)
X Zeit X Zeit
↑ Pulsdruck ➠ ↑ SD(AD) ➠ ↑ SV
X Zeit
Bei einem konstanten Gefäßsystem …
↓ Pulsdruck ➠ ↓ SD(AD) ➠ ↓ SV
Schlagvolumenberechnung
FLUSS
FLUSS
Prinzipien des Algorithmus
100cm2 100cm2100cm2
… nicht die Fläche unter der Kurve
Gleiche Fläche bedeutet nicht gleiche Form (der Druckkurve)
Polynome Multivariable KHI:
APCO = PF x σAD x
• Die Multivariable Funktion berücksichtigt Gefäßveränderungen (Compliance und Widerstand)
Errechnet sich aus der Morphologie der Druckkurve
• Das System kalibriert sich automatisch (AUTO-CAL) bestimmt sich aus:1. Bekannten Größen: HF, MAP, PP bzw. (σAD)
2. Der Compliance C(P)Lang, abhängig vom Patienten (Alter, Größe, Geschlecht, Gewicht)
3. Form der Druckkurve (Morphologie)
4. Druckgewichtete Morphologie
20 sec.
Standardabweichung (σAD)
Kontinuierliche Berechnung der Standardabweichung (σAD) des Pulsdrucks:
• Robustere Berechnung
• Artefaktunabhängige Berechnung des Pulsdrucks
AUTO-CAL Funktion
Warum Boligaben?
Zur Erfassung des vaskulären Tonus.
Ändert sich der Gefäßtonus muss das System durch chemische Indikatoren oder eine Thermodilutionsmessung nachgeeicht werden
Bisher
Der APCO-Algorithmus (durch den Faktor ) erfasst automatisch jede Min. die Änderung des Gefäßtonus und rekalibriert sich so automatisch
Neu
APCO = PF x SV
APCO = PF x σAD x
Fälle bei denen eine Zunahme im SV/CO sinnvoll ist (klinische Beurteilung, Laktat, Diurese,
SvO2, CO/SV Messung)
Ist die arterielle Druckkurve OK?
Atmet der Patient spontan?
Tidalvolumen <8ml/kg?
SVV Wert?
Sinusrhythmus?
Vasoaktiva oder Inotropika
Volumengabe
%-Fehler = 2 x SD / Mittel
Critchley & Critchley: Limits of agreement
Akzeptabel: ±30%
%-Fehler = 2 x SD / Mittel
Critchley & Critchley: Limits of agreement
= 30%
= 30%
ZVD und Volumenreagibilität
CCM 2007;35:64
Es ist schwer, die Volumenreagibilität mit dem ZVD vorherzusagen. Gleiches gilt für den PCWP!
150 Volumenverschiebungen N = 96
Klassische Volumenbedarfsbestimmung
Crit Care Med 2006;34:1333
Gibt es einen Weg, um schnell und einfach die Volumenreagibilität zu bestimmen?
Passiver Beinhebe-Test und Volumenreagibilität
Crit. Care Med 2006;34:1402
Positive Antwort
Negative Antwort
Gibt es einen Weg, die Volumenreagibilität automatisch zu bestimmen?
Schlussfolgerung: Die hämodynamischen Veränderungen durch das passive Anheben der Beine wurde lediglich durch eine erhöhte kardiale Vorlast bedingt.
Einige unrealistische Ziele
• Shoemakers Zielwerte• DO2I > 600 ml/min/m2
• VO2I > 170 ml/min/m2
• CI > 4,5 l/min/m2
• Ursprünglich zur Beobachtung und für eine rückblickende Bewertung
• Einige Studien erfassten eine erhöhte Letalität, wenn diese Werte als Ziel verwendet wurden
GDT: Seien Sie realistisch
• Viele Hochrisikopatienten sind nicht in der Lage, Shoemakers Ziele zu erreichen
• Arbeiten Sie darauf hin, das Sauerstoffangebot zu optimieren, aber brechen Sie ab, wenn Zeichen von kardiovaskulärem Stress auftreten:• Erhöhte Herzfrequenz• ST/T-Wellenänderungen• Abfall der SaO2
• Halten Sie den Patienten auf dem maximalen, sicher zu erreichenden Wert
Verwenden Sie einfache Flussparameter
• CO/CI• SV/SVI• SvO2
DO2I ist wahrscheinlich der wichtigste einzelne Parameter
(erfordert jedoch mehr Berechnung)
Damit kann eine hämodynamische Optimierung chirurgische Resultate verbessern
Strategien verfolgen die folgenden Ziele:
• Optimale Füllung
• Adäquate Sauerstoffversorgung
• Gemischt-/ zentralvenöse Sauerstoffsättigung
MV = mechanical ventilation; ICU = intensive care unit
Susan Sinclair et al - BMJ 1997;315:909-912 Flüssigkeitsmanagement bei 40 Patienten mit wiederholten Kolloid-Flüssigkeitsgaben unter Überwachung durch ösophageale Ultraschall-Doppler-Sonographie, um während der gesamten Operation ein maximales Schlagvolumen beizubehalten
Intraoperative intravascular volume optimisation and length of hospital stay after repair of proximal femoral fracture: randomised controlled trial
Verkürzter Krankenhausaufenthalt für die Protokollgruppe
Intraoperative intravascular volume optimisation and length of hospital stay after repair of proximal femoral fracture: randomised controlled trial
Susan Sinclair et al - BMJ 1997;315:909-912
•Bei den Patienten war die Darmfunktion erheblich schneller wiederhergestellt, •sie erlitten signifikant weniger gastrointestinale und allgemeine Morbiditäten und wiesen eine •höhere Qualität der Rekonvaleszenzwerte an Tag 5 und 7 auf. •Die Patienten waren im Durchschnitt 1,5 Tage kürzer im Krankenhaus.•Ökonomischer Aspekt: Kosteneinsparungen von circa 25.000 £ bei den 64 Patienten in der Gruppe mit Doppler-überwachtem Flüssigkeitsmanagement.
H. G. Wakeling et al - British Journal of Anaesthesia 95 (5): 634–42 (2005)
Intra-operative oesophageal Doppler guided fluid management shortens postoperative hospital stay after major bowel surgery (1)
Voraussetzungen für eine routinemäßige Anwendung der Methode
• Durchführbare Intervention
• Schnelle Installation der erforderlichen Monitore
• Einfache Interpretation der Endpunktvariablen
• Akzeptabler Preis
• Erwiesene Auswirkungen auf das Resultat
Perioperative Optimierung - Verkürzung des Krankenhausaufenthalts in %
Sandham (1994)
Shoemaker (58)
Wilson (138)
Boyd (107)
Polonen (393)
Pearse (122)
McKendry (174)
Mythen (60)
Gan (100)
Venn (90)
Sinclair (40)
Wakeling (128)
Noblett (108) G-I
G-I
#OHB
#OHB
G-I
Herz
Herz
Allgemein
Herz
Allgemein
G-I
Trauma
Allgemein
-40 -30 -20 -10 0
Doppler
LiDCO
PAC
G-I = Gastrointestinal, #OHB = Eingriff zur Behandlung eines Oberschenkelhalsbruchs, LiDCO = lithium dilution cardiac output, PAC = pulmonary artery catheter
* Sandhams Studie gibt sich zwar als Optimierungsstudie aus, die Protokollpatienten wiesen aber die gleichen Werte wie die Kontrollpatienten auf
** Die Studien von McKendry, Pearse und Polonen beziehen sich auf postoperative Optimierung
Type of Surgery Study Author (Year) TargetParameter
Mortality ofControl Group (%)
Mortality of Goal Directed
Treatment Group (%)
Hip Fracture Shultz et al (1985) PAC derivedvariables
29.0 2.9
General Shoemaker at al (1988)
CI, DO2I,VO2I33.0 4.0
Vascular Berlauk et al (1991) PAWP, CI,SVR
9.5 1.5
Trauma Fleming et al (1992) CI, DO2I,VO2I44.0 24.0
General & Vascular Boyd et al (1993) DO2I 22.2 5.7
Trauma Bishop et al (1995) CI, DO2I,VO2I37.0 18.0
Hip Fracture Sinclair et al (1997) SV 10.0 5.0
Peripheral Vascular Ziegler et al (1997) SvO2 >65% 9.0 5.0
Elective General Wilson et al (1999) DO2I 17.0 3.0
Elective Cardiac Polonen et al (2000) SvO2 >70%lactate <2
3.0 1.0
General & Vascular Lobo et al (2000) DO2I 50.0 15.7
nicht signifikant
Type of Surgery Study Author (Year) TargetParameter
Complications Control Group
Complications Goal Directed
Treatment Group
HRS General Lopes at al2007
deltaPP 75% 41%
General Pears et al2005
DO2I 68% 44%
Colorectal resection Noblett et al(2006)
CO, SV,CI, 15% 2%
Cardiac McKendry(2004)
SVI 27 pts 17 pts
Type of Surgery Study Author (Year) TargetParameter
LOS ofControl Group
LOS of Goal Directed
Treatment Group
HRS General Lopes et al(2007)
deltaPP 17 days 7 days
Major General Pearse et al(2005)
DO2I, 14 days 11 days
Colorectal resection Noblett et al(2006)
CO, SV,CI, 9 days 7 days
Cardiac McKendry (2004)
SVI 9 days 7 days
1. Reduzierung von Komplikationen
% Reduzierung – behandelte Gruppen (GDT)vs. Kontrollgruppen
2. Verkürzung des Krankenhausverweildauer
Als Folge der Optimierung von Flüssigkeitsverabreichung und Herzzeitvolumen
Anä
sthe
sie
akuter Effekt vonchirurgischem Trauma
Stoffwechselreaktionauf chirurgisches Trauma(verzögert)
präo
p. +
prä
med
ik.
Saue
rsto
ffbed
arf
Die Ursache- vmtl. begrenzte kardiovaskuläre Reserven
Ungleichgewicht von Sauerstoffversorgung und Stoffwechselbedarf?
Festlegung Cardiac Output: Berechung des Gefäßtonus
MAPSkewnessKurtosis
Skewness (Flanke)MAP Kurtosis (Wölbung)
Atemexkursion und Volumenreagibilität
SV steigt direkt nach der Inspiration an
SV fällt mit dem Abfall der Vorlast während der Inspirationszeit
Normale kardiale Funktion
Verminderte kardiale Funktion
Schlagvolumen
Preload (= PAWP)
Schlagvolumen
SV steigt direkt nach Inspiration an
Geringerer Abfall der Vorlast und des SV während der Inspirationszeit
Normale kardiale Funktion
Verminderte kardiale Funktion
Preload (= PAWP)
Atemexkursion und Volumenreagibilität
Wer profitiert vom HZV-Monitoring ?