Metody monitorowania układu krążenia

Monitorowanie hemodynamiczne, a właściwie metody monitorowania układu krążenia sprawiają trudność wielu osobom pracującym na oddziale intensywnej terapii. Dla osób w trakcie specjalizacji z anestezjologii i intensywnej terapii znajomość zasad i technik monitorowania układu krążenia jest niezbędna do pozytywnego zdania egzaminu i uzyskania dyplomu specjalisty. Duża ilość dostępnych możliwości oraz wiedzy na ten temat skłania do przedstawienia syntetycznego opracowania, które zawiera najważniejsze i przydatne informacje. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej zajrzyj do źródeł opisanych pod tym artykułem.

Monitorowanie układu krążenia — informacje ogólne

Ogólnie mówiąc monitorowanie układu krążenia wykonujemy w zasadzie rutynowo u każdego pacjenta. Musimy pamiętać, że wyróżniamy dwa podstawowe czynniki, które wpływają na wybór metody oceny i jej funkcji. Pierwszym czynnikiem jest stan ogólny pacjenta, a więc wiek, choroby współistniejące, szczególnie te związane z układem sercowo — naczyniowym. Drugi czynnik dotyczy pacjentów, u których monitorujemy układ krążenia w okresie okołooperacyjnym. W tej sytuacji istotną informacją dla nas jest tryb i rodzaj zabiegu operacyjnego.

Cele monitorowania układu krążenia:

Do zasadniczych celów monitorowania układu krążenia możemy zaliczyć:

• Ocenę stanu zdrowia pacjenta oraz związaną z tym diagnostykę różnicową.
• Kwalifikację do dalszego leczenia, np. zabiegowego.
• Ocenę przebiegu i skuteczności leczenia, a co z tym związane parametrów takich jak: chorobowość, śmiertelność oraz jakość życia.
• Ocenę ryzyka potencjalnych powikłań i działań niepożądanych

Ponadto monitorowanie hemodynamiczne pozwala określić niektóre parametry składowe wielu skal prognostycznych, dla przykładu APACHE, SOFA czy MODS. Ponadto stosowanie monitorowania układu krążenia jest korzystne z punktu widzenia analizy ekonomicznej oddziału i przynosi wymierne korzyści wykazywane w skali TISS.

Pułapki monitorowania układu krążenia

Nazwa „monitorowanie hemodynamiczne” często może nam błędnie sugerować, że dzięki ocenie danego parametru otrzymujemy wgląd w funkcję układu krążenia. Jako potwierdzenie możemy posłużyć się poniższymi przykładami.

• Elektrokardiogram — pozwala nam ocenić tylko pracę elektryczną serca, nie daje żadnych informacji na temat jego wydolności mechanicznej.
• Ocena rzutu serca — możemy ocenić jedynie funkcję serca jako pompy, która tak naprawdę nie świadczy o regionalnym przepływie krwi, ani o efektywności perfuzji obwodowej.
• Pomiar ciśnienia tętniczego — pokazuje stan napięcia dużych naczyń tętniczych, uzyskujemy informację o obciążeniu następczym lewej komory serca. Ciśnienie tętnicze zatem koreluje z przepływem krwi, ale w słaby sposób przekłada się to na ocenę perfuzji tkanek.

Reasumując, jeśli nasza ocena opiera się tylko na pomiarach jednego parametru, to nie możemy określić przyczyny jego spadku lub wzrostu. W sytuacji, gdy nasz pacjent ma ciśnienie 70/40 nie jesteśmy w stanie stwierdzić czy wynika to ze spadku oporów systemowych, objętości wyrzutowej, gorszej kurczliwości czy może z powodu hipowolemii. Możemy jednak spodziewać się niekorzystnego dla pacjenta efektu hipotensji, czyli zaburzeń perfuzji tkankowej.

Podział monitorowania układu krążenia

Jeśli uwzględnimy takie parametry jak złożoność, stopień inwazyjności oraz cel to możemy wyróżnić kilka podziałów metod monitorowania hemodynamicznego:

• Bezprzyrządowe — ocena tętna, powrotu włośniczkowego, ruchów klatki piersiowej;
• Przyrządowe — np. EKG, ciśnienie tętnicze

• Proste — oparte o pojedynczą metodę — dla przykładu: EKG, pulsoksymetria;
• Złożone — połączenie kilku metod — wykorzystywane w skalach EWS (ang. Early Warning Score)

• Diagnostyczne i prewencyjne — zapobieganie wystąpieniu powikłań u pacjentów z grupy wysokiego ryzyka
• Terapeutyczne — pozwalające na poznanie patologii oraz odpowiedni dobór terapii, a także ocenę jej skuteczności)
• Rokownicze

Goal Directed Therapy, czyli terapia ukierunkowana na cel

Jak wiadomo, nie możemy analizować wyników pomiarów hemodynamicznych jako pojedynczych wartości. Ocenę powinniśmy wykonywać indywidualnie w połączeniu z obrazem klinicznym u danego pacjenta. Terapia ukierunkowana na cel (GDT) powinna zatem:

• Przynosić wymierne korzyści dla pacjenta — zapobiegać powikłaniom, optymalizować leczenie oraz poprawiać rokowanie.
• Wiązać się z jak najmniejszą ilością możliwych powikłań, czyli większy zysk niż strata.
• Opierać się na wiedzy — fizjologicznej, teoretycznej, doniesieniach Evidence-Based Medicine, a nie na przypuszczeniach.

Filary terapii ukierunkowanej na cel

Warto zapamiętać, że Goal Directed Therapy polega na:

Optymalizacji:

• Wypełnienia łożyska naczyniowego (ilościowego i jakościowego),
• Funkcji serca / kurczliwości,
• Napięcia / podatności naczyń

Za pomocą:

• Płynoterapia,
• Leków inotropowych,
• Leków wazoaktywnych,

Pod kontrolą parametrów:

• Przepływu,
• Ciśnienia,
• Oksygenacji

Głównym celem jest odpowiednia perfuzja i przepływ. Zależy nam na zachowaniu właściwego dowozu tlenu do tkanek, czyli DO₂. Musimy pamiętać, że minimalna granica wynosi 150 ml/min/m², poniżej której dochodzi do rozwoju dysoksji.

Dla przypomnienia:

DO2 = CO x CaO2 (stężenie tlenu we krwi tętniczej)

CaO2 = 1,34 x Hb x SaO2

Najczęściej stosowane metody monitorowania układu krążenia

Najczęściej stosowane metody monitorowania układu krążenia to:

• Badanie fizykalne
• Elektrokardiografia
• Pomiar ciśnienia tętniczego krwi
• Pomiar wypełnienia łożyska naczyniowego
• Pomiar rzutu serca
• Echokardiografia
• Pulsoksymetria
• Gazometria krwi tętniczej i żylnej
• Badania laboratoryjne (troponina, CK-MB, NT-proBNP, morfologia, mleczany)

Metody pomiaru rzutu serca

1. Reguła Ficka — NICO
2. Rozcieńczenie znacznika (metody dylucyjne)

• termodylucja prawego serca (cewnik Swana-Ganza)
• termodylucja przezpłucna (PICCO, LidCO)

3. Analiza konturu fali tętna

• APCO kalibrowane połączone z PICCO
• Niekalibrowane metody małoinwazyjne – FlowTrac, Vigileo,
• Metody całkowicie nieinwazyjne – fotopletyzmografia, tonometria aplanacyjna

4. Zasada Dopplera

• Echokardiografia przezklatkowa (TTE)
• Echokardiografia przezprzełykowa (TEE)
• Doppler przezprzełykowy

5. Zmiany napięcia prądu przepływającego przez klatkę piersiową

• Bioimpedancja, bioreaktancja
• Kardiometria elektryczna

Poniżej znajdziesz proste opracowanie najważniejszych informacji dotyczących poszczególnych metod monitorowania rzutu serca. W celu lepszego zapamiętania konkretnie i w punktach przedstawiam zalety, wady i zastosowanie kolejnych metod służących do oceny rzutu serca.

Metoda NICO

Skrót NICO pochodzi od nieinwazyjnego pomiaru rzutu serca (ang. non-invasive cardiac output). Dzięki zastosowaniu w równaniu Ficka dwutlenku węgla jako znacznika opracowano tę metodę pomiaru rzutu serca u pacjentów poddanych wentylacji mechanicznej płuc.

Podstawy teoretyczne:

CO = VCO₂/CvCO₂ – CaCO₂

gdzie:

CO — rzut serca; VCO₂ – wydychany CO₂; CvCO₂ – zawartość CO₂ w krwi żylnej; CaO₂ — zawartość CO₂ w krwi tętniczej.

ZALETY:

• Ciągły pomiar rzutu serca
• Dodatkowe pomiary: szybkość eliminacji CO₂, wartość płucnego przepływu kapilarnego

WADY:

• Pacjent zaintubowany, poddany sedacji i wentylacji mechanicznej
• Duże zaburzenia wentylacji do perfuzji, istniejący duży przeciek płucny zaburzają pomiar (zapalenie płuc, niedodma)
• Słaba korelacja z wynikami uzyskiwanymi metodami termodylucyjnymi
• Ryzyko zwiększenia etCO₂ (niekorzystny wpływ na ciśnienie śródczaszkowe)

ZASTOSOWANIE:

• Wybrane sytuacje kliniczne na OIT (chorzy w głębokiej sedacji, wentylowani mechanicznie, bez patologii układu oddechowego)

Metody oparte o rozcieńczenie znacznika

Inna nazwa to tzw. metody dylucyjne. Metody te są najczęściej oparte na pomiarze temperatury, stąd nazwa termodylucja. Specjalny termometr jest wprowadzany do naczynia krwionośnego. Podając znaną objętość płynu o niższej temperaturze oceniamy przejściowe zmniejszenie temperatury. Na podstawie zależności zmiany temperatury w czasie i algorytmu Stewarta — Hamiltona możemy wyliczyć rzut serca.

Termodylucja prawego serca — cewnik Swana — Ganza

ZALETY:

• Dokładny pomiar rzutu serca, z włączeniem chorych: oddychających spontanicznie, z zaburzeniami rytmu serca, z kontrapulsacją wewnątrzaortalną, otrzymujących duże dawki leków wazoaktywnych, z drenażem klatki piersiowej.
• Jedyna metoda bezpośredniej oceny krążenia płucnego — naczyniowe opory płucne, ciśnienie w tętnicy płucnej, ciśnienie zaklinowania.
• Jedyna metoda uzyskania saturacji mieszanej krwi żylnej.
• W przypadku użycia modyfikowanego cewnika pomiar nie wymaga podawania płynów testowych, istnieje możliwość pomiaru sekwencyjnego (co kilka minut).
• W przypadku użycia cewnika modyfikowanego dodatkowo: pomiar objętości końcoworozkurczowej i frakcji wyrzutowej prawej komory.

WADY:

• Duża inwazyjność i możliwość powikłań.
• Możliwość błędów interpretacyjnych (źródła — pozycjonowanie końcówki cewnika, pomiar w odpowiedniej fazie oddechowej, artefakty związane z podawaniem wskaźnika).
• W przypadku użycia modyfikowanego cewnika — znaczny koszt metody/ciągły pomiar następuje co kilka minut, więc nie jest to faktyczna analiza beat to beat.

WSKAZANIA:

• Kardiochirurgia, torakochirurgia, transplantologia narządów klatki piersiowej
• Chorzy z nadciśnieniem płucnym
• Chorzy z niewydolnością prawej komory
• Przeciwskazania do innych metod pomiarowych

Termodylucja przezpłucna

Dostępne metody:

• PICCO-Technology, Pulsion, Maquet, USA;
• Volume View EV1000, Edwards Lifesciences, USA;
• Przezpłucna dylucja litu (LiDCO Ldt, Wielka Brytania)

ZALETY:

• Duża zgodność pomiaru w porównaniu z metodą termodylucji prawego serca.
• Dodatkowe pomiary dzięki przezpłucnemu pasażowi znacznika: obciążenie wstępne (parametry objętościowe), funkcja serca, pozanaczyniowa woda płucna i możliwość diagnostyki różnicowej obrzęku płuc.
• Łączy dwie metody pomiarowe: dylucyjną oraz kalibrowaną analizę fali tętna (metody APCO).
• Kalibrowane APCO: ciągły pomiar objętości wyrzutowej, ocena dynamicznych parametrów wypełnienia łożyska naczyniowego

WADY:

• Inwazyjność i możliwość powikłań związana z założeniem cewnika centralnego oraz kaniulacji dużej tętnicy.
• Pomiary zakłócają: silna wazokonstrykcja, kontrapulsacja wewnątrzaortalna, istotne wady zastawkowe, ciągła terapia nerkozastępcza (przy kaniulacji żyły głównej górnej)

WSKAZANIA:

• Wstrząs o różnej etiologii
• ARDS
• Oparzenia
• Chirurgiczne procedury wysokiego ryzyka
• Pacjenci na OIT niewymagający oceny krążenia płucnego

Analiza konturu fali tętna

Metoda oznaczona skrótem APCO (ang. arterial pressure-based cardiac output). Opiera się na założeniu, że objętość wyrzutowa jest proporcjonalna do pola pod krzywą ciśnienia tętniczego w odcinku systolicznym (skurczowym). Koniec okresu skurczu na linii ciśnienia widzimy jako załamek dykrotyczny, który odpowiada zamknięciu się płatków zastawki aortalnej.

ZALETY:

• Stosunkowo mała inwazyjność przeprowadzonych pomiarów (zwłaszcza metody niekalibrowane)
• Szybkie uzyskanie danych hemodynamicznych
• Pomiar ciągły (beat to beat)
• Powtarzalność pomiaru
• Dodatkowe pomiary: parametry dynamiczne — zmienność objętości wyrzutowej SVV lub ciśnienia tętna PPV

WADY:

• Pomiar rzutu serca możliwy jedynie, gdy zachowany jest rytm zatokowy
• Dokładność pomiaru mniejsza niż w metodach termodylucyjnych
• Największa dokładność pomiaru w metodzie kalibrowanej, następnie małoinwazyjnej, najmniejsza w metodach nieinwazyjnych
• Metody całkowicie nieinwazyjne zarezerwowane jedynie dla chorych z zachowanym krążeniem obwodowym i przez ograniczony czas
• Parametry dynamiczne możliwe jedynie, jeżeli pacjent jest sedowany, wentylowany mechanicznie stałymi objętościami oddechowym, przy zamkniętej klatce piersiowej i niepodwyższonym ciśnieniu śródbrzusznym

WSKAZANIA:

• Chorzy bez zaburzeń rytmu.
• Chirurgiczne procedury dużego ryzyka.
• Metoda szczególnie przydatna u chorych w znieczuleniu ogólnym (zwiotczenie, wentylacja).
• U chorych wentylowanych mechanicznie po ekstubacji nie możemy oceniać SVV/PPV, ale nadal mamy możliwość monitorować objętość wyrzutową i na tej podstawie prowadzić płynoterapię.

Zasada Dopplera — echokardiografia

Z pomocą ultradźwięków możemy dokonać pomiaru średnicy naczynia i wyliczyć powierzchnię jego przekroju. Dokładając do tego efekt Dopplera mamy możliwość zmierzyć prędkość przepływu krwi przez ten przekrój. Obowiązuje zasada, że im większa objętość krwi wyrzucona jest w jednostce czasu przez stały przekrój, tym większa musi być jej prędkość i dystans, jaki pokona. Dystans ten określa się z pomocą parametru VTI (ang. velocity-time integral)

ZALETY:

• Metoda całkowicie nieinwazyjna (TTE) lub małoinwazyjna (TEE)
• Pozwala na ocenę wypełnienia łożyska naczyniowego poprzez pomiar ruchomości żyły głównej dolnej podczas oddychania
• Ocena parametru objętościowego: objętości końcoworozkurczowej

WADY:

• Niedokładność pomiaru rzutu serca wynika z konieczności założenia, że droga odpływu krwi jest kołem i średnica drogi odpływu lewej komory serca jest stała
• Pomiar rzutu serca czasochłonny
• Brak pomiaru ciągłego
• Wymaga doświadczenia i umiejętności, natomiast dokładność badania zależy od subiektywnie wybranych obrazów

WSKAZANIA:

• Kompleksowa ocena globalnej i odcinkowej kurczliwości serca, aparatu zastawkowego, obecności płynu
• Ocena odpowiedzi na płynoterapię, szczególnie u pacjentów przytomnych

Zasada Dopplera – Doppler przezprzełykowy

ZALETY:

• Metoda małoinwazyjna
• Pomiar ciągły (beat to beat)
• Powtarzalność pomiaru
• Dodatkowe pomiary: na podstawie kształtu krzywej prędkość/przepływ oraz skorygowanego czasu przepływu (FTc) można przewidywać zmiany obciążenia wstępnego i następczego

WADY:

• Niedokładność pomiaru, zwłaszcza przy założonej sondzie żołądkowej
• Znaczny jednorazowy koszt sondy dopplerowskiej
• Trudność w stałym utrzymaniu precyzyjnie ustalonej pozycji
• Wymaga doświadczenia i umiejętności (krzywa uczenia)

WSKAZANIA:

• Chorzy nieprzytomni i wentylowani mechanicznie, u których można utrzymać stałą pozycję sondy
• Chirurgiczne procedury dużego ryzyka

Metody impedancyjne

Przykładem tej metody jest bioimpedancja NICCOMO® (ang. Non-invasive Continous Cardiac Output Monitor). Pomiaru rzutu serca dokonujemy na podstawie oceny zmian napięcia prądu o niewielkim natężeniu przepływającego przez klatkę piersiową.

ZALETY:

• Metoda nieinwazyjna
• Pomiar ciągły – beat to beat
• Powtarzalność pomiaru
• Dodatkowe pomiary: pośrednia ocena ilości płynu w klp (ang. TFC – thoracic fluid content)

WADY:

• Mała zgodność wyniku z metodami referencyjnymi
• Duża liczba czynników ograniczających zastosowanie: zaburzenia rytmu, wady zastawkowe, otyłość, drenaż klatki piersiowej, płyn w opłucnej, odma podskórna, obrzęk płuc, nadmierna potliwość
• Pomiar wrażliwy na zmianę pozycji elektrod
• Interferencja z innymi urządzeniami (elektrokoagulacja)
• Wymagana kalkulacja ilości tkanek reaktywnych elektrycznie na podstawie danych biometrycznych

WSKAZANIA:

• Chorzy przebywający na oddziale pooperacyjnym
• Ocena trendu zmian w czasie
• Chorzy poddawani ciągłym technikom nerkozastępczym

Ocena mikrokrążenia

Najważniejszym celem monitorowania hemodynamicznego jest ocena perfuzji i przepływu w mikrokrążeniu. Musimy z pomocą dostępnych metod oszacować, o ile skuteczne i efektywne jest dostarczanie tlenu i efektywna wymiana gazowa na poziomie komórkowym. Niezbędna do tego jest ocena mikrokrążenia.

Do metod oceny mikrokrążenia możemy zaliczyć:

• Pomiar stężenia mleczanów
• Ocena saturacji krwi żylnej (SvO2 – tętnica płucna, ScvO₂ – żyła główna)
• Pomiar luki pCO₂ – żylno-tętnicza różnica ciśnienia parcjalnego CO₂
• Pomiar saturacji tkankowej – NIRS – (ang. near infrared spectroscopy)

Consensus of 16

Jako podsumowanie tematu monitorowania układu krążenia możemy wykorzystać artykuł naukowy z Critical Care z 2011 roku znany powszechnie jako „Consensus of 16” – link znajdziesz tutaj. Zawiera on szereg uniwersalnych zasad, którymi warto się kierować wykorzystując monitorowanie hemodynamiczne.

1. Żadna z metod monitorowania sama z siebie nie poprawi rokowania (monitorowanie nie leczy i nie uzdrawia).
2. Wymogi monitorowania mogą zmieniać się w zależności od lokalnych możliwości technicznych i szkoleniowych (zastosuj metodę znaną Tobie i dostępną).
3. Nie istnieją optymalne wartości parametrów hemodynamicznych, które można stosować dla wszystkich chorych (nie ma wspólnej normy dla wszystkich pacjentów, każdego należy oceniać indywidualnie).
4. Należy łączyć i integrować otrzymane dane (pojedynczy parametr o niczym nie świadczy, należy kompilować dane, bo dają wgląd w całokształt wydolności układu krążenia).
5. Pomiar SvO2 może być przydatny (jest dobrym wykładnikiem metabolizmu tlenowego).
6. Duży rzut serca i duże SvO2 nie zawsze oznaczają dobrostan (na przykład w sepsie).
7. Rzut serca jest szacowany, niemierzony (wszystkie metody pozwalają na jego oszacowanie na podstawie innych, realnie zmierzonych parametrów).
8. Istotne jest monitorowanie zmian hemodynamicznych w krótkich odstępach czasu (śledzenie trendu zmian jest ważniejsze niż ocena pojedynczej zmiennej).
9. Zalecany jest pomiar ciągły wszystkich parametrów (w czasie rzeczywistym można śledzić, co dzieje się z chorym i jaka jest odpowiedź na zastosowane leczenie).
10. Metody nieinwazyjne nie mogą zastąpić tych inwazyjnych (cewnik Swana-Ganza i krwawy pomiar ciśnienia pozostają standardami monitorowania, niezależnie od rozwoju i dostępności innych technik).

Podsumowanie

Jeśli spodobał Ci się ten wpis koniecznie daj znać w komentarzu. Podobnie, jeśli masz jakieś wątpliwości, uwagi lub sugestie to chętnie się o nich dowiem i postaram się uzupełnić przedstawiony materiał. Poniżej znajdziesz listę materiałów źródłowych, z których korzystałem, aby przygotować ten artykuł. Warto do nich zajrzeć, aby poszerzyć swoją wiedzę.

---

Materiały źródłowe:

1. Kucewicz-Czech E. et al., Optymalizacja funkcji układu krążenia w okresie okołooperacyjnym u chorych poddawanych operacjom niekardiochirurgicznym – stanowisko Sekcji Kardiotorakoanestezjologii Polskiego Towarzystwa Anestezjologii i Intensywnej Terapii. Część 1, „Anestezjologia Intensywna Terapia” 2017, t. 49, nr 1, s. 6-16. link do artykułu
2. Kucewicz-Czech E. et al., Optymalizacja funkcji układu krążenia w okresie okołooperacyjnym u chorych poddawanych operacjom niekardiochirurgicznym – stanowisko Sekcji Kardiotorakoanestezjologii Polskiego Towarzystwa Anestezjologii i Intensywnej Terapii. Część 2, „Anestezjologia Intensywna Terapia” 2017, t. 49, nr 1, s. 17-29. link do artykułu
3. Vincent JL, Rhodes A, Perel A, Martin GS, Della Rocca G, Vallet B, Pinsky MR, Hofer CK, Teboul JL, de Boode WP, Scolletta S, Vieillard-Baron A, De Backer D, Walley KR, Maggiorini M, Singer M. Clinical review: Update on hemodynamic monitoring–a consensus of 16. Crit Care. 2011 Aug 18;15(4):229. doi: 10.1186/cc10291. PMID: 21884645; PMCID: PMC3387592.
4. Vincent JL, Pelosi P, Pearse R, Payen D, Perel A, Hoeft A, Romagnoli S, Ranieri VM, Ichai C, Forget P, Della Rocca G, Rhodes A. Perioperative cardiovascular monitoring of high-risk patients: a consensus of 12. Crit Care. 2015 May 8;19(1):224. doi: 10.1186/s13054-015-0932-7. PMID: 25953531; PMCID: PMC4424585. link do artykułu