MOŽNOSTI NEINVAZIVNÍHO HODNOCENÍ VOLEMIE (PRELOADU) V ČASNÉM OBDOBÍ PO VÝKONU V ECC

P.Pavlík, P.Pokorný, J.ČernošekCentrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie Brno

MOŽNOSTI NEINVAZIVNÍHO HODNOCENÍ VOLEMIE (PRELOADU) V ČASNÉM OBDOBÍ PO VÝKONU V ECC

1. Monitorace hemodynamických parametrů2. PAC versus „semiinvazivní“ metodiky3. PAC v kardiochirurgii (specifika kardiochirurgického

pacienta)4. Preload v centru zájmu5. Observační studie

CíleMetodikaVýsledky

6. Diskuze7. Závěr

Přínos plícnícového katetru (PAC)pro léčbu a diagnostiku závažných stavů

• National Health Service sponsored study PAC-Man (Pulmonary Artery Catheters in PatientManagement in Intensive Care)

• ESCAPE (Evaluation Study of Congestive heart failure and Pulmonary artery catheterEffectiveness) trial

• Bez rozdílu při indikaci vasodilatační terapie a diuretik (PAC data + posouzení klinického stavu proti pouze posuzování klinického stavu) – z hlediska mortality a délky hospitalizace.

• Čas k dosažení ústupu symptomů byl kratší při použití PAC, ale neodrazil se v dalších sledovaných parametrech.

• Byl konstatován trend k lepšímu průběhu („outcomes“) při PAC-řízené terapii v centrech s vysokým počtem zařazených pacientů a jednoznačný trend k významnému funkčnímu zlepšení při PAC-řízené terapii ve skupině pacientů s CHF (chronickým srdečním selháním), odrážející úzký vztah mezi plnícími tlaky a symptomy CHF

• Obě studie, ESCAPE i PAC-Man prokazují bezpečnost PAC, což by svědčilo pro fakt, že zvýšená mortalita, udavaná v souvislosti s použitím PAC v historických studiích, byla spíše navrubzávažnosti základního onemocnění než použité monitoraci.

Pinsky MR, Vincent JL: Let us use the pulmonary artery catheter correctly and only when we need it.

Crit Care Med 2005, 33:1119-1122.

Statické hemodynamické parametry

CVP, RAP, PAOP - PACRVEDV, LVEDA, GEDV – PAC, ECHO, PiCCO, LiDCO

•Rozdíl mezi měřenými a skutečnými transmurálními tlaky Pinsky et al. Am Rev Respir Dis 1992Teboul et al Crit Care Med 1999

•Výše CVP nepredikuje odpověď na tekutinovou zátěžOsman D.,…. Teboul JL Crit are Med 2007

Plnící tlaky nejsou vhodným indikátorem preloadu

Dynamické (funkční) hemodynamické parametry

• “fluid challenge test” – test tekutinové zátěže – založen na nárůstu srdečního výdeje jako důsledek podání kontrolovaného, malého množství tekutiny do oběhu.

Pozitivní test (fluid responsiveness) - predikuje příznivý efekt podání tekutinyNegativní test (fluid unresponsiveness) – může i malé množství podané tekutiny

zhoršit stav pacienta

• Reverzibilní změny prelaodu díky specifickým manévrům, spojeným s redistribucí cirkulujícího volumu

Mechanická ventilace – cyklické variace nitrohrudního tlaku jsou spojeny se změnami venosního návratu a preloadu = oscilace tepového objemu (SV), nejvýznamnější u hypovolemického pacienta (vzestupná část Frank-Starlingovy křivky). Variace tepového objemu (SVV) > 12% - vysoká pravděpodobnost navýšení CO po podání tekutin (sensitivita 81%, specificita 82%)

Ale - řízeně ventilovaný , sedovaný (event. Relaxovaný) pacient. Přítomnost spont., dechové aktivitym byť jen triggerování zkresluje výsledky. Další podmínkou je pravidelný srdeční rytmus (s.r., plná stimulace)

Michard F, Teboul JL. Predicting fluid responsiveness in ICU patients. A critical analysis of evidence. Chest 2002;121:2000-8Preisman S et al. Predicting fluid responsiveness in patients undergoing cardiac surgery: functional haemodynamic parameters including the Respiratory Systolic Variation Test and static preload indicators. Br J Anaesth 2005;95:746-55.

12

The increase of preload volume is equal: ∆ EDV1 = ∆ EDV2

but: ∆ SV1 > ∆ SV2

SVV as predictor of volume responsiveness

EDV

SV

SVV small

SVV large

∆ EDV1 ∆ EDV2

∆ SV1

∆ SV2

Preload shifts (∆ EDV) induced by mechanically ventilation lead to different stroke volumes (∆ SV), depending on the patient's individual starling curve. A volume respondent patient is on the linear part of the starling curve which leads to a high variation in stroke volume (SVV).

Dynamické (funkční) hemodynamické parametry

• “fluid challenge test” – test tekutinové zátěže – založen na nárůstu srdečního výdeje jako důsledek podání kontrolovaného, malého množství tekutiny do oběhu.

Pozitivní test (fluid responsiveness) - predikuje příznivý efekt podání tekutinyNegativní test (fluid unresponsiveness) – může i malé množství podané tekutiny

zhoršit stav pacienta

• Reverzibilní změny prelaodu díky specifickým manévrům, spojeným s redistribucí cirkulujícího volumu

Omezení, daná nutností sedace pacienta a řízené ventilace neplatí zcela pro passive leg raising (PLR) manévr. Zvýšením dolních končetin lze dosáhnout autotransfusekrve z dolní poloviny těla, zhruba 150 – 300 ml. Manévr je plně reveribilní a hemodynamický efekt srovnatelný s efektem tekutinové zátěže.

Michard F, Teboul JL. Predicting fluid responsiveness in ICU patients. A critical analysis of evidence. Chest 2002;121:2000-8Lafanechere A et al Changes in aortic blood flow induced by passive leg raising predict fluid responsiveness in critically ill patients, CritCare 2006, 10: R132DeBacker D. Can passive leg raising be used to guide fluid administration? Crit Care 2006, 10: 170

Dynamické (funkční) hemodynamické parametry

• Kontinuálního „beat-by-beat“ měření lze dosáhnout pomocí analýzy tepové křivky invazivně měřeného tlaku krevního přístroji jako PiCCO, LiDCO, Intellegio and VigiLeo FloTrac, PAC-CCO/SvO2/RVEDV. Kromě přímo měřeného SV lze monitorovat oscilace dalších odvozených parametrů, které odrážejí preload a potřebu tekutin (fluid responsiveness).

• Variace pulsního tlaku (pulse pressure variation - PPV) > 13% (pulse pressure = diference mezi systolickým a diastolickým tlakem), nebo delta-down >5 mmHg (delta-down pokles systolického tlaku v expiriu oproti bazální linii v postexpiračníapnoické pauze) predikuje schopnost pozitivně reagovat na tekutinovou nálož (fluid responsiveness) se sensitivitou a specificitou >85% a area under the receiver operating curve (ROC) curve > 0,90

Michard F et al. Relation between respiratory changes in arterial pulse pressure and fluid responsiveness in septic patients with acute circulatory failure. Am J Respir Crit Care Med 2000;162:134-8.Preisman S et al. Predicting fluid responsiveness in patients undergoing cardiac surgery: functional haemodynamic parameters

including the Respiratory Systolic Variation Test and static preload indicators. Br J Anaesth 2005;95:746-55.

15

SVV and PPV – Clinical Studies 1

Berkenstadt et al, Anesth Analg 92: 984-989, 2001

Sen

siti

vity

Specificity

Central Venous Pressure (CVP) can not predict whether volume load leads to an increase in stroke volume or not.

- - - CVP__ SVV

1

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,5 0

0

SVV and PPV are excellent predictors of volume responsiveness.

16

Pulse Pressure Variation: Calculation

PPmax – PPminPPV =

PPmean

PPmax

PPmean

PPmin

Pulse pressure variation (PPV) represents the variation of the pulse pressure over the ventilatory cycle.

PPV is...

…measured over last 30s window…only applicable in controlled mechanically ventilated patients with regular beat

rhythm

17

SVV reflects the sensitivity of the heart to the cyclic changes in cardiac

preload induced by mechanical ventilation.1,17,20,21,22

SVV can predict whether stroke volume will increase with volume

expansion and by this avoid time consuming volume challenge.1,17,20,21,22

SVV = ON-LINE CARDIAC VOLUME RESPONSIVENSS

In controlled mechanically ventilated patients without arrhythmia,

Stroke Volume Variation - SVV

Dynamické (funkční) hemodynamické parametry

LV end diastolic area (EDA)LV end diastolic area/BSA (EDAi)

Doppler CO:Ao valve area (AVA): π x (aortic diametr/2)SV = AVA x velocity time integral Ao průtokuCO = SV x srdeční frekvence

Vrcholová rychlost průtoku (Vpeak)Variace v průběhu dech. cyklu - Vpeakmax , Vpeakmin, Δ VpeakΔ Vpeak% = 100x (Vpeakmax - Vpeakmin) / (Vpeakmax + Vpeak min/2)

Kardiochirurgický pacient - specifika

• Základní kardiologické onemocnění (systolická/diastolická dysfunkce, valvulopatie, plícní hypertense, dominující pravostranné/levostranné selhání, arytmie)

• Terén a medikace (věk, generalizovaná vaskulopatie, orgánové postižení – zjm. renální insuficience, diabetická neuropatie, vasoaktivní farmaka před výkonem)

• Ischemicko-reperfusní poškození myokardu peroperačně (délka ECC, svorky, ochrana myokardu - kardioplegie, toxicita/ochrana myokardu za použití farmakol. a nefarmakologických postupů…)

• Velké změny v cévní reaktivitě v jednotlivých peroperačních fázích (volba anestetik, nepulzatilní tok během ECC, vasoaktivní farmaka, redistribuce tekutin, hypotermie, osmoticky aktivní farmaka…)

• Aktivace zánětlivé reakce a koagulační kaskády během ECC (SIRS, proinflamatorní/antiinflamatorní mediátory, změna permeability membrán, změny tělesné teploty, hypokoagulční/hyperkoagulační stav)

• Velké přesuny tekutin (osmotická diuresa, koloidní/krystaloidní náplň ECC, krevní ztráty na operačním sále, po výkonu, dlouhý výkon při otevřeném hrudníku, redistribuce tekutin při změnách permeability membrán….)

• Volemie - předoperační stav hydratace (lačnění + diuretika)- předoperační nutriční status (dlouhodobá hospitalizace,

vyšetření, katabolismus, bílkoviny, albumin…)- krevní ztráty na operačním sále

Kardiochirurgický pacient - specifika

Kardiochirurgický pacient, který může profitovat z peroperčního monitoringu pomocí PAC = přítomná nebo hrozící hemodynamická instabilita.

• Pacient se systolickou dysfunkcí levé komory srdeční

• Se systolickou dysfunkcí pravé komory srdeční

• S levostrannou diastolickou dysfunkcí

• S akutním defektem interventrikulárního septa

• S levostrannou mechanickou srdeční podporou (LVAD)

• 1998 - 30 velkých kardiochirurgických center v USA - 67% rutinně používá PAC k monitoraci pacientů během CABG .

• 2004, kolem 20% kardiochir. v Italii rutinně PAC, ostatní selekce pacientů dle protokolu

• Japonsko 2001 pod 10%

• Nyní mezi 5 a 20% pacientů podle center

Schwann TA, et al Safe, highly selective use of pulmonary artery catheters in coronary artery bypass grafting: anobjective patient selection method. Ann Thorac Surg 2002, 73:1394-1402 Marco Ranucci Which cardiac surgical patients can benefit from placement of a pulmonary artery catheter? Critical Care 2006, 10(Suppl 3):S6

Kardiochirurgický pacient - specifika

CKTCH Brno – cca 1200 KCH pacientů/rok 2009 – CABG 468 pac, kombin. 190 pac , ostatní zákrok na chlopních2001 – CABG 819 (z 1290 pac/rok)

Indikace PAC:- transplantace srdce- LVAD (Levitronix, Heart Mate)- výkon na třech chlopních (PH)- kardiální dekompenzace při příjezdu na oper. sál, MOF- operace pro (sub)akutní defekt komorového septa- těžká systolická/diastolická dysfunkce + výkon na chlopni

• Pacienti s hraničními nálezy/rizikem komplikací - sheath in situ

Perop. TEE monitorace zaměřená na valvulopatie, přítomnost trombů v srd. Oddílech (zjm. MAZE procedure), regionální poruchy kinetiky

• Pooperačně - pacienti s PAC – CO/CI, CCO/CCI, CSvO2+RVEDV- všichni pacienti CVP, SvO2/ScvO2 + laktát- klinický nález, kapilární návrat- sporadicky PiCCO, Vigileo FloTrac

• RES: možnosti hodnocení volemie u pacienta po KCH výkonu omezené

Měření preloadu u pacienta po kardiochirurgickém zákroku

Otázky: • Máme jednoduchý prostředek k posouzení volemie pacienta po KCH

výkonu (identifikace tzv. „fluidresponsiveness pacienta“?• Pokud ano, je metodika použitelná pro celé spektrum kardiochirurgických

pacientů (těžká systolická dysfunkce, diastolická dysfunkce, arytmie, izolované pravostranné srdeční selhání , přítomnost reziduální chlopňové vady…)

• Jsou u „fluidresponsiveness pacienta“ přítomny metabolické známky orgánové hypoperfuse (laktát, Sv(c)O2) = cílová skupina?

• Může pacient s klinickými a metabolickými známkami orgánové hypoperfuse profitovat z terapie vedené na základě preload monitoringu = cílová skupina?

• Dochází v časném pooperačním období po výkonu v ECC k tak velkým změnám vaskulárního tonu , že se měřitelné parametry preloadu také rychle mění

• Je outcome pacientů s terapií vedenou na podkladě monitorace preloadujiný než u ostatních pacientů?

Měření preloadu u pacienta po kardiochirurgickém zákroku1.fáze – observační, bez intervence

Metodika: • Měření dynamických a statických hemodynamických parametrů v průběhu

prvních dvou hodin po výkonu v ECC. • Pacient na objemově řízené ventilaci, reverzibilní fluid challenge pomocí

passive leg raising manévru v průběhu první a druhé hodiny po výkonu• Hemodynamické parametry měřené pomocí TEE a PiCCO v obvyklé poloze

pacienta (elevace horní poloviny těla 30-45 st) a po provedení passive leg raising manévru

• Terapeutické intervence u pacientů (podávání tekutin, ordinace vasoaktivních farmak, antiarytmická terapie, korekce koagulopatií….) jsou vedeny obvyklým způsobem, bez ohledu na data získaná pomocí TEE a PiCCO

• Pacient je sedován po dobu manévrů• Bilance tekutin je monitorována po hodině, laboratorní screening včetně

SvO2/SvcO2, laktátu, krevních plynů, odpovídá běžnému protokolu pacienta na našem pracovišti.

Měření preloadu u pacienta po kardiochirurgickém zákroku1.fáze – observační, bez intervence

Měřené parametry:• TEE : peak velocity (min, max, Δ, Δ%), EDA, EDAi, ESA, ESAi

Peak flow velocity Δ%>15%• PiCCO : SV, SI, SVR, SVRI, CO, CI, SVV, PPV, GEDV, GEDVI, ITBV,

ITBVI, EWLW, EWLWI, SVV>13%• ABPs, ABPd, ABPstr, CVPstr• Sv(c)O2>65% Laktát art ≤ 1.5 mmol/lCharakteristika souboru:• Z 33 pacientů 19 s kompletními daty• 12 mužů, 7 žen, průměrný věk 62 let (34 až 78 let)• EF LKS půměrná 47% (25 – 72%) • Výkony, vše v ECC (CABGx5, CABG + chlopně 6x, chlopně 5x, jiné 2x) • Ventilace: VCV 8 ml/kg t.hm., PEEP +10, df 10/min• U 5 pacientů předoperačně stř. těžká diastolická porucha

Měření preloadu u pacienta po kardiochirurgickém zákroku1.fáze – observační

Výsledky:V čase T1 je - SVV fluidresponsiveness (12 pac) 57% pacientů

- TEE fluidresponsiveness (15 pac) 71.4% pacientůPo PLR manévru T1

- SVV fluidresponsiveness (4 pac) 19,0%- TEE fluidresponsiveness (5 pac) 23,8

V čase T2 je - SVV fluidresponsiveness (9pac) 42,8%- TEE fluidresponsiveness (8pac) 38,1%

Po PLR manévru T2- SVV fluidresponsiveness (6pac) 28,6%- TEE fluidresponsiveness (6 pac) 28,6%

EDAi, resp ΔEDAi T x Telev vykazuje významnější změny v čase T2, nezdá se být patrná korelace s SVV a/nebo Peak velocity Δ%

SvcO2 pod 65% u dvou pacientů, současně přechodně laktát > 1,5 mmol/l. Jeden z těchto pacientů protrahovaná porucha vědomí, UPV 6 dní.

Měření preloadu u pacienta po kardiochirurgickém zákroku1.fáze – observační

Diskuse:• více jak polovina pacientů po KCH zákroku se jeví jako

„fluidresponsiveness“• TEE (Peak flow velocity Δ%) se zdá být poněkud citlivější než SVV

(cut off?)• Passive leg raising vede u řady pacientů k normalizaci parametrů

(SVV, Peak velocity Δ%) – užší stratifikace pacientů?• Při zvyklé terapii je patrný trend k úpravě volemie v průběhu

prvních dvou hodin po výkonu• U pacientů s přetrvávajícími PiCCO parametry ve smyslu

„fluidresponsiveness“ se zdá být menší efekt PLR (hypovolemie x jiný pacient?)

• Ve skupině „fluidresponsiveness“ pacientů je jen minimální počet pacientů s metabolickými známkami orgánové hypoperfuse

Závěr:

• Vypracovali jsme metodiku hodnocení preloadu u pacientů v časném období po výkonu v ECC

• Na základě cut off sledovaných parametrů (literární údaje) se více než polovina pacientů jeví jako „fluidresponsiveness“

• Klinický význam této „hypovolemie“ ale není jasný, metabolický dopad se zdá být ve skupině sledovaných pacientů nevýznamný

• Stratifikace kadiochirurgických pacientů potencionálně profitujících z takového monitoringu je nutno ještě provést na základě většího množství dat.

• Je nutno významně navýšit počet pacientů a doplnit přesná data hemodynamická a klinická.

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost