bij het selecteren van een cardiale outputmonitoring voor klinisch gebruik Spelen verschillende factoren een rol (Tabel 1): institutionele factoren kunnen de keuze van de beschikbare hulpmiddelen grotendeels beperken. Aan de andere kant kunnen belangrijke apparaatgerelateerde factoren, zoals invasiviteit (figuur 1), het toepassingsgebied beperken. Bovendien kunnen patiëntspecifieke aandoeningen het gebruik van een invasief of een bepaald minimaal-of niet-invasief apparaat dicteren.

invasieve cardiale outputmonitoring

de PAC was de klinische standaard voor cardiale outputmonitoring gedurende meer dan 20 jaar en de techniek is uitgebreid onderzocht. De complicaties zijn bekend en ondanks de ontwikkelingen in de afgelopen jaren heeft de PAC een duidelijke rol in de patiëntenzorg. Een diepgaande evaluatie valt buiten het toepassingsgebied van dit artikel, maar er moeten enkele technische aspecten en beperkingen worden opgemerkt: De meting van het hartoutput door middel van intermitterende pulmonale arteriële thermodilutie, die gebaseerd is op het Stewart-Hamilton-principe, wordt beschouwd als de “referentiestandaardmonitoring van het hartoutput” waarmee alle nieuwe apparaten voor het meten van het hartoutput worden vergeleken. Afhankelijkheid van de bediener, verschillende patiëntaandoeningen (bijv. mitralis-of tricuspidalisklep-insufficiëntie, shunt) of verkeerde plaatsing van de PAC kunnen echter een betrouwbare beoordeling van de cardiale output beïnvloeden . Daarentegen kan een continue beoordeling van de cardiale output sommige van deze

Beperkingen overwinnen. Intermitterende thermische gloeidraadverwarming veroorzaakt pulmonale arteriële temperatuurveranderingen die worden gemeten via een distale thermistor en worden afgestemd op het ingangssignaal. Op basis van de kruiscorrelatie van in – en outputsignalen worden intermitterende cardiale outputwaarden geproduceerd uit een thermodilutie wash-out curve. Deze waarden worden vervolgens gemiddeld voor de weergave van continue cardiale output metingen, wat resulteert in een vertraagde responstijd van enkele minuten na inductie van cardiale output veranderingen (bijvoorbeeld voor Opti-Q™, Abbott, Abbott Park, IL en Vigilance™katheters, Edwards LifeSiences, Irvine, CA) . Een zogenaamde fast response continue cardiale output katheter (trucoms™, Omega Critical Care, East Klibride, GB) maakt een meer gesynchroniseerde continue cardiale output monitoring mogelijk . De extra hemodynamische variabelen die via PAC kunnen worden beoordeeld en die het vaakst worden gebruikt, zijn conventionele vuldruk, pulmonale slagaderdruk en gemengde veneuze zuurstofverzadiging (SvO2). Daarom is de PAC nog steeds geïndiceerd wanneer extra controle van de pulmonale arteriële druk en SvO2 wenselijk is. Het is ook geïndiceerd in situaties waar minder invasieve technieken gecontra-indiceerd zijn of niet in staat zijn om accurate cardiale outputwaarden te leveren.

Minimaalinvasieve cardiale outputmonitoring

Minimaalinvasieve cardiale outputmonitoringapparatuur gebruikt een van de vier hoofdprincipes om de cardiale outputmeting te meten: Pulscontouranalyse, gepulseerde Dopplertechnologie, toegepast Fick-principe en bioimpedance / bio-reactantie. Bovendien kunnen apparaten die gebruik maken van pulscontouranalyse ook worden ingedeeld in gekalibreerde en niet-gekalibreerde systemen.

Pulsdrukanalyse

Pulsdrukanalyse is gebaseerd op het principe dat SV continu kan worden geschat door analyse van de arteriële drukgolfvorm die wordt verkregen uit een arteriële lijn. De kenmerken van de arteriële drukgolfvorm worden beïnvloed door de interactie tussen SV en individuele vasculaire compliance, aorta impedantie en perifere arteriële weerstand. Voor betrouwbare cardiale output meting met alle apparaten die gebruik maken van puls druk analyse technologie, optimale arteriële golfvorm signaal (d.w.z., het elimineren van demping of verhoogde buis resonantie) is een voorwaarde. Bovendien kan niet genoeg worden benadrukt dat ernstige aritmieën de nauwkeurigheid van de hartoutputmeting kunnen verminderen en dat het gebruik van een intra-aorta-ballonpomp adequate prestaties van het apparaat uitsluit. Bovendien kan de pulsdrukanalyse van beperkte nauwkeurigheid zijn tijdens perioden van hemodynamische instabiliteit, d.w.z. snelle veranderingen in vasculaire weerstand. Dit kan vooral een probleem zijn voor niet-gekalibreerde pulsdrukanalyse. In tegenstelling, gekalibreerde pulsdrukanalyse kan frequente herkalibratie vereisen voor nauwkeurige cardiale output schatting in deze situaties. Er is een groeiend aantal gekalibreerde en niet-gekalibreerde apparaten beschikbaar die de cardiale output meten op basis van de pulsdrukanalysemethode.

PiCCOplus™ – systeem (Pulsion Medical Systems, München, Duitsland): het PiCCO™-systeem maakt gebruik van een speciale katheter met thermistorpunt, die gewoonlijk in de dijbeenslagader wordt geplaatst, om SV op beat-to-beat-basis te beoordelen. Als alternatief kan een radiale of brachiale katheter worden gebruikt, maar deze katheters moeten langer zijn dan de femorale katheter voor de adequate beoordeling van het signaal van de aorta arteriële drukgolf. De kalibratie van de cardiale output via transpulmonaire thermodilutie vereist het inbrengen van een centrale veneuze lijn. Het kalibratieproces wordt ook gebruikt voor de aanpassing van individuele aorta impedantie en moet om de acht uur worden herhaald bij hemodynamisch stabiele patiënten. Echter, tijdens situaties van hemodynamische instabiliteit, kalibratie moet vaker worden gedaan (uiteindelijk elk uur) . Niettemin hebben verschillende studies het PiCCOplus™ – systeem met succes gevalideerd bij verschillende patiëntenpopulaties .

de lancering van een niet-gekalibreerd apparaat van Pulsion Medical Systems, het PulsioFlex™ – systeem, kan in 2011 worden verwacht. Het systeem vereist een specifieke extra sensor, die kan worden aangesloten op een reguliere invasieve arteriële druk monitoring set.

LiDCO ™ plus en lidco ™ rapid systeem: de LiDCO ™ plus en LiDCO™rapid systemen (LiDCO Ltd, Londen, UK) gebruiken hetzelfde Pulse pressure algoritme (PulseCO™) om continue veranderingen in SV te volgen. Dit algoritme is gebaseerd op de veronderstelling dat de netto vermogensverandering in het systeem in een hartslag het verschil is tussen de hoeveelheid bloed die het systeem binnenkomt (SV) en de hoeveelheid bloed die perifeer naar buiten stroomt. Het gebruikt het principe van behoud van massa (vermogen) en gaat ervan uit dat na correctie voor naleving er een lineair verband is tussen netvermogen en netflow. Daarom moeten de LiDCO-systemen worden beschouwd als pulsvermogensanalysetechnieken. De LiDCO ™ plus vereist kalibratie met behulp van de transpulmonaire lithiumindicatorverdunningstechniek, die kan worden uitgevoerd via een perifere veneuze lijn . De lidco ™ rapid gebruikt daarentegen nomogrammen voor het schatten van de cardiale output. Klinische studies hebben een betrouwbare schatting van de cardiale output aangetoond met behulp van PulseCO, zolang er geen belangrijke hemodynamische veranderingen worden waargenomen . Wat de LiDCO ™ plus betreft, kan de betrouwbaarheid van het lithiumkalibratiesysteem negatief worden beïnvloed door hoge piekdoses van spierverslappers, die kruisreacties vertonen met de lithiumsensor. Dit kan worden aangepakt als de lithiumkalibratie vóór of 30 minuten na toediening van een spierverslapper wordt uitgevoerd. Het LiDCO ™ plus-systeem, in combinatie met een hemodynamisch behandelingsprotocol (gericht op een zuurstofafgifte > 600 ml/min/m2, werd geassocieerd met verminderde complicaties en duur van het verblijf in het ziekenhuis bij patiënten na grote algemene chirurgie . De primaire indicatie voor de niet-gekalibreerde lidco™rapid is het perioperatieve gebruik voor SV-optimalisatie. Daarom is de lidcorapid trendanalyse belangrijker dan absolute cardiale output waarden (die kunnen verschillen in vergelijking met cardiale output beoordeeld door PAC).

FloTrac™ / Vigileo™systeem: het FloTrac™ / Vigileo™systeem (Edwards LifeSciences, Irvine, USA) vereist een eigen transducer, de FloTrac™, die is aangesloten op een standaard niet-eigen radiale of femorale arteriële katheter en is verbonden met de Vigileo™monitor. Het FloTrac™ / Vigileo™systeem vereist geen kalibratie. Om de cardiale output te schatten, wordt de standaardafwijking van de polsdruk die gedurende een tijdvenster van 20 seconden wordt bemonsterd, gecorreleerd met ‘normale’ SV op basis van de demografische gegevens van de patiënt (leeftijd, geslacht, lengte en gewicht) en een ingebouwde database met informatie over de cardiale output die door de PAC in verschillende klinische scenario ‘ s wordt beoordeeld. De impedantie wordt ook afgeleid uit deze gegevens, terwijl vasculaire compliance en weerstand worden bepaald met behulp van arteriële golfvormanalyse. Na tegenstrijdige resultaten van vroege validatiestudies, is het cardiale output algoritme herhaaldelijk gewijzigd in de afgelopen 5 jaar. Dit heeft geresulteerd in een verbeterde prestaties vooral in perioperatieve setting . Verdere software aanpassingen gericht op het probleem van beperkte nauwkeurigheid tijdens hyperdynamische situaties en voorlopige gegevens toonden verbeterde cardiale output metingen onder deze specifieke omstandigheden. De nauwkeurigheid van het apparaat tijdens snelle hemodynamische veranderingen blijft echter een grote zorg . Niettemin, een studie met behulp van het Flotrac™/Vigileo™systeem voor intra-operatieve hemodynamische optimalisatie onlangs aangetoond een verminderde complicaties en een verminderde duur van het verblijf in het ziekenhuis .

een nieuw apparaat voor het monitoren van de cardiale output op basis van pulsdrukanalyse, dat gekalibreerd is door transpulmonaire thermodilutie – het EV 1000™/VolumeView™ – systeem van Edwards Lifesciences-wordt momenteel getest en zal binnenkort worden vrijgegeven voor gebruik in de dagelijkse praktijk.

drukregistratie analysemethode (kinderwagen): Een andere methode om SV continu te schatten zonder kalibratie is de PRAM-MostCare® (Vytech, Padova, Italië), die is gebaseerd op een wiskundige beoordeling van het druksignaal verkregen uit een arteriële lijn zonder kalibratie. PRAM is tot nu toe gevalideerd in een varkensmodel onder verschillende hemodynamische toestanden en bij mensen die een hartoperatie ondergaan . Net als bij andere apparaten die pulscontouranalyse gebruiken, wordt de nauwkeurigheid van de cardiale output van PRAM beïnvloed door de kwaliteit van het druksignaal en door factoren die de mogelijkheid om een druksignaal te detecteren verstoren.

Nexfin™: de Nexfin ™ HD (Bmeye B. V, Amsterdam, Nederland) is een volledig niet-invasieve pulsdrukanalyse die de pulsdruk beoordeelt met behulp van foto-elektrische plethysmografie in combinatie met een volume-clamp techniek (opblaasbare vingermanchet). Cardiale output wordt afgeleid met behulp van de zogenaamde Model-flow methode (simulatie van een drie-element Windkessel model). Wat de validatie van het apparaat betreft, zijn slechts beperkte gepubliceerde gegevens beschikbaar .

Doppler cardiale output monitoring devices

cardiale output kan niet-invasief worden bepaald met behulp van oesofageale of transthoracale Doppler probes. Oesofageale Doppler-apparaten meten de bloedstroom in de dalende aorta en schatten de cardiale output door de dwarsdoorsnede van de aorta te vermenigvuldigen met de bloedstroomsnelheid. De aortadiameter wordt verkregen door een ingebouwd nomogram of door directe meting met behulp van M-modus echocardiografie. Verschillende oesofageale Doppler probes zijn in de handel verkrijgbaar: ODM II™(Abbott, Maidenhead, UK), CardioQ™(Deltex Medical Ltd, Chichester, Sussex, UK), en HemoSonic100™(Arrow, Reading, PA, USA). Dit laatste apparaat is een combinatie van een Doppler en een M-mode sonde, waarvan de productie onlangs is gestopt. Er zijn verschillende beperkingen voor het gebruik van oesofageale Doppler-apparaten. Ten eerste, het apparaat meet de bloedstroom in de dalende aorta en maakt een aanname van een vaste verdeling tussen de stroom naar de cefalic vaten en de dalende aorta. Hoewel dit geldig kan zijn bij gezonde vrijwilligers, kan deze relatie veranderen bij patiënten met comorbiditeiten en onder omstandigheden van hemodynamische instabiliteit. Ten tweede zijn Doppler-sondes kleiner dan conventionele transesofageale echocardiografie-sondes en kan de positie onbedoeld veranderen, waardoor de continue beoordeling van de cardiale output wordt beperkt. Aangezien de positie van de sonde cruciaal is voor het verkrijgen van een nauwkeurige meting van de aorta-bloedstroom, is dit apparaat afhankelijk van de operator en studies hebben aangetoond dat 10-12 inserties nodig zijn om nauwkeurige metingen te verkrijgen met een intra – en inter-observer variabiliteit van 8-12% . Bovendien is de aortadoorsnede niet constant maar eerder dynamisch bij elke individuele patiënt. Het gebruik van een nomogram kan dus resulteren in een minder nauwkeurige schatting van de cardiale output. Ondanks enkele beperkingen van slokdarm Doppler apparaten, hun nut lijkt te worden bevestigd door verschillende perioperatieve hemodynamische optimalisatie studies die consequent hebben aangetoond dat een vermindering van complicaties en ziekenhuis lengte van het verblijf .

als alternatief voor de slokdarmroute kan de transthoracale benadering worden gebruikt om het hartminuutvolume te beoordelen, zij het met tussenpozen. Het USCOM™ – apparaat (USCOM, Sidney, Australië) richt zich op de long-en aortakleppen die toegankelijk zijn via de parasternale en suprasternale vensters om de cardiale output volledig niet-invasief te beoordelen. Validatiestudies hebben tegenstrijdige resultaten aan het licht gebracht, die in de eerste plaats kunnen worden verklaard door het inherente probleem van de detectie van variabele signalen .

toegepast Fick-Principe

gedeeltelijke CO2-rebreathing: het NICO™ – systeem (Nova-Metrix Medical Systems, Wallingford, VS) past het Fick-principe toe op koolstofdioxide (CO2) om hartoutputmeting te verkrijgen bij patiënten die geïntubeerd, verdoofd en mechanisch geventileerd zijn met behulp van een gepatenteerde terugademingslus die aan het ventilatorcircuit is bevestigd. Het Nico™ – systeem bestaat uit een infraroodsensor om CO2 te meten, een wegwerpluchtstroomsensor en een pulsoximeter. De CO2-productie wordt berekend als het product van de CO2-concentratie en de luchtstroom tijdens een ademcyclus, terwijl het arteriële CO2-gehalte wordt afgeleid van het eindgetijde CO 2 en de bijbehorende dissociatiecurve. Elke drie minuten wordt een gedeeltelijke re-ademhaling toestand gegenereerd met behulp van de bijgevoegde re-ademhaling lus, wat resulteert in een verhoogd einde-tidal CO2 en verminderde CO2 eliminatie. Aangenomen dat het hartminuutvolume niet significant verandert tussen normaal en re-ademhaling, wordt het verschil tussen normaal en re-ademhaling ratio gebruikt om het hartminuutvolume te berekenen. Er zijn verschillende beperkingen aan dit apparaat, waaronder de noodzaak van intubatie en mechanische ventilatie met vaste ventilatorinstellingen en minimale afwijkingen in de gasuitwisseling . Variaties in beademingsinstellingen, mechanisch geassisteerde spontane ademhaling, de aanwezigheid van een verhoogde pulmonale shuntfractie en hemodynamische instabiliteit zijn geassocieerd met een verminderde nauwkeurigheid . Dus, deze techniek kan worden toegepast in een nauwkeurig gedefinieerde klinische setting alleen mechanisch geventileerde patiënten.

gepulseerde dye densitometrie: de DDG-330® analyzer (Nihon Kohden, Tokio, Japan) maakt intermitterende cardiale output meting mogelijk op basis van transpulmonale dye verdunning met transcutane signaaldetectie aangepast aan pulsoximetrie (gepulseerde dye densitometrie): de concentratie van INDOCYANINEGROEN (ICG) wordt geschat in de arteriële bloedstroom door optische absorptiemetingen na de veneuze injectie. De cardiale output wordt berekend uit de kleurstofverdunningscurve volgens het Stewart-Hamilton-Principe. Helaas kunnen verschillende factoren, zoals vasoconstrictie, interstitiële oedeem, beweging of artefacten van omgevingslicht, een betrouwbare intermitterende beoordeling van de cardiale output beperken .

Bioimpedance en bioreactance

Electrical bioimpedance maakt gebruik van elektrische stroomstimulatie voor de identificatie van variaties in de impedantie van de thoracale of lichaam die worden veroorzaakt door cyclische veranderingen in de bloedstroom veroorzaakt door de hartslag. De cardiale output wordt continu geschat met behulp van huidelektroden (BioZ®, CardioDynamics, San Diego, USA) of elektroden gemonteerd op een endotracheale buis (ECOM™, Conmed Corp, Utica, USA) door het analyseren van de optredende signaalvariatie met verschillende wiskundige modellen. Ondanks vele aanpassingen van de wiskundige algoritmen, blijven klinische validatiestudies tegenstrijdige resultaten tonen .onlangs is echter Bioreactance® (NICOM®, Cheetah Medical Ltd, Maidenhead, Berkshire, UK) een wijziging van thoracale bioimpedance geïntroduceerd . In tegenstelling tot bioimpedance, die gebaseerd is op de analyse van transthoracale spanningsamplitudeveranderingen in reactie op hoogfrequente stroom, analyseert de bioreactance® techniek de frequentiespectravariaties van de geleverde oscillerende stroom. Deze aanpak wordt verondersteld te resulteren in een hogere signaal-ruisverhouding en dus in een betere prestaties van het apparaat. In feite, eerste validatiestudies onthullen veelbelovende resultaten .