Conspect care insumeaza date din
S.Romagnoli Pg. 424
si din
J.A. Alhasheim, M. Cecconi, C.K. Hofer Pg. 443

Introducere
Pina in momentul publicarii acestui material, sustin autorii, nu exista date care sa certifice beneficiile aduse de masurarea CO asupra evolutiei pacientului in ICU. Totusi, se considera ca supravegherea acestui parametru da informatii asupra DO2 care este utilizat in imbunatatirea sau optimizarea perfuzie globale.
Masurarea la patul bolnavului a CO se practica din anii 70 ai secolului trecut prin montarea unui cateter in artera pulmonara (PAC) si utlizarea ulterioara a tehnicii termodilutiei care este considerata stadardul sau etalonul metodologiei.
Din cauza lipsei de dovezi a benficiului acestei tehnici, in ultimele decenii s-a observat o virare catre alte tehnici mai putin sau complet invazive cu este metoda analizei conturului pulsului arterial.
Exsita multe metode care folosesc acest principiu dar care utilizeaza diferite formule de calcul, sint necalibrate, autocalibrate sau necesita calibrare intermitenta.
Acest material le sintetizeaza pe cele mai folosite in acest moment.

De la teoria Otto Frank la metodele moderne de analiza a conturului pulsului
Prima tentativa de folosire a conturului pulsului dateaza din 1904 si a fost facuta de germanul Otto Frank. El a estimat ca SV (volumul bataie) poate fi evaluat din realtia dintre suprafata de sub curba presiunii care se suprapune pe perioada de sistola ventriculara si impedanta dinamica (Z) a sistemului cardio-vascular.

SV = Asys/Z(t)

El se referea la curba pulsului aortic.
Impedanta sistemului cardiovascular este reprezentata de toate proprietatile elastice si mecanice ale intregului sistem circulator care guverneaza relatia in timp dintre modificarile de volum si presiune.

– este greu de estimat din cauza multiplilor factori care o influenteaza
– calitatile peretelui vascular
– complianta vasculara care nu este liniara
– locurile de reflexie a undei de puls care sint atit locurile de ramificare cit si zonele in care peretele isi schimba grosimea. Arteriolele sint zona principala de reflexie in sistemul circulator
– vasocnstrictie vasodilatatie
– trezire
– anestezie
– terapia cu lichide
– hematocritul
– vasoconstrictoare, vasodilatatoare

Modelarea in vitro nu este complet superpozabila peste fenomenele in vivo. Studiile initiale ale lui Otto Frank nu au fost continuate ulterior si cel mai adesea se foloseste modelarea cu ajutorul modelului mecanic Windkessel (interpozitia unei casete cu aer in sistemul circulator cu tuburi rigide). Modelul Windkessel a fost folosit inclusiv de Otto Frank si nu a fost perfectionat ulterior. (NN. Ceea ce este extrem de ciudt, dat fiind virsta extrem de mare a acestui model : 110 ani).
La acest model s-au mai adaugat factori ca

– virsta
– MBP
– Sectiunea aortei
– AV

In functie de cum lucreaza aparatele aceste pot fi impartite in trei mari categorii

– sisteme care se calibreaza prin masurarea SV cu o alta metoda (dilutia termala sau dilutia litiu)
– sisteme care necesita o preincarcare cu date demografice si antropometrice ale pacientilor
– sisteme care funcioneaza fara calibrare sau referire la populatia din care face parte pacientul

A. Metode de contur al pulsului cu calibrare externa si/sau preincarcare de date (tipurile I si I+II)
Metodele folosesc NUMAI curba de presiune din timpul sistolei

1. PiCCO = pulsion medical systems, Munchen, Germania
Analizeaza aria (suprafata) de sub curba presiunii arteriale din zona sistolica a pulsului.
Foloseste un senzor propriu (thermistor tipped catheter) localizat la nivelul arterei femurale unde se evalueaza SV bataie cu bataie. Daca se folosesc catetere localizare pe arterele radiale sau brahiale, lungimea lor trebuie sa fie mai mare decit cea a celui femural.
Sint necesare calibrari manuale care inlatura diferentiele interindividuale de impedanta vasculara, modificarea conditiilor clinice.
Calibrarea se face prin tehnica termodilutiei cu SF rece (10grade) pe vena centrala iar rezultatul este masurat la nivelul arterei femurale. La pacientul stabil hemodinamic recalibrarea se face la 8 ore. La pacientul instabil hemodinamic recalibrarea se face la cel putin o ora.
Pentru 2011 se astepta lansarea unui dispozitiv care sa nu aiba nevoie de calibrare.
Se foloseste principiul Stewart Hamilton. Se refera la presiunea pulsului arterial si necesita, se pare, recalibrari frecvente, mai ales in conditii de instabilitate hemodinamica.
Algoritmul folosit

CO = cal x AV x (sitola(P(t)/SVR + C(p) x dP/dt) x dt

Unde

Cal = factorul de calibrare care se obtine din termodilutia transtoracica
sitola(P(t)/SVR = aria de sub curba presiunii sistolice divizata le SVR
C(p) = complianta aortica
dDP/dt = derivata presiunii pe derivata timpului

Trebuie subliniat ca masuratorile relatiilor non-liniare provin din baza de date a pacintului.
Dezavantajele sistemului provin din necesitatea calibrarilor repetate, mai ales daca apar variatii mari de TA. Un sistem care nu necesita calibrare a fost anuntat pentru 2011.
Sitemul isponibil in acest moment pe piata fost validat pentru multe stari clinice, mai putin cele mentionate mai sus.

2. LiDCO = lithium dilution cardaic output, LiDCO LtD, Londra, MB
Neceista calibrare externa.
Poate fi considerat un monitor bazat pe tehnica de analiza “puls power”.
Algoritmul se bazeaza mai degraba pe analiza de tip ”power” decit pe forma curbei arteriale sau calcularea ariei de sub curba.
Sistemul calculeaza volumul bataie (SV) dupa calibrarea cu solutia indicator.
Litiul sa injecteaza pe vena centrala sau periferica (0,002 – 0,004 mM/kg). Exista un senzor conectat la linia arteriala care il detecteaza si se estimeaza VB in dupa ecuatia Stewart-Hamilton. Informatia este folosita pentru calibrarea analizei de tip puls power analysis iar din aceasta se calculeaza CO.
Formula folosita

CO = Li x 60/A x (1 – PCV)

Unde

Li = mM de litiu
A = aria de sub curba de dilutie
PCV = volumul hematic calculat din Hb/3

Limitari ale tehnicii

– variatia hemoglobinei
– variatia Na
– doza maxima de Li/zi = 3mM
– calibrarea este contraindicata la pacienti care primesc curare aceste reactionind cu senzorul de Li. Ca un aartificiu, calibrarea se paote face cu 30 de minute inainte de curara.

In afara de varianta de mai sus care necesita calibrare, exista si una mi recenta care nu mai necesita calibrare.

Observatii
Cele doua sisteme de mai sus evalueaza mai degraba variatia fluxului decit valoarea lui absoluta. (Este de subliniat ca se va urmari mai degraba tendinta de evolutie a CO (SV) decit valorile absolute obtinute.) De aceea este necesara recalibrarea dispozitivelor daca apare o variatie hemodinamica sau daca dispozitivul inregistreaza una.
Impedanta este estimata din parametri pacientului.
LiDCO foloseste o estimare bazata pe o nomgrama.

B. Metode cu precalibrare (tip II)
1. FloTrac-Vigileo (Clifornia, USA)
Nu necesita o calibrare anterioara cu un trasor oarecare. Foloseste parametri fizici raportati la o baza de date:

– virsta
– sex
– inaltime
– greutate

Algoritmul analizeaza distributia statistica a datelor punctuale ale curbei de presiune recoltate cu o frecventa de 100Hz.
Principiul de functionare este acela ca presiunea este proportionala cu VB (SV) masurat ca deviatia standard a presiunii arteriale din jurul MAP. Deviatia standard este multiplicata cu un parametru rezultat dintr-o ecuatie multivarianta polinomiala care include datele demografice si caracteristicile fizice ale pacientului. Ulterior se folosesc niste inregistrari la alte nivele pentru a se ajusta tonusul vascular si compensa diferenta aparuta prin variatia undei de puls la nivele arteriale diferite.
Sistemul foloseste un traductor propriu de presiune (FloTrac sensor) care este conectat la o linie arteriala femurala sau radiala.
Totusi, fiabilitatea lor este limitata mai ales cind exista instabilitate hemodinamica sau se folosesc vasopresoare.
Au fost create deja 3 generatii ale dispozitivului iar datele publicate sint conflictuale atunci cind sint comparate cu metodele standard de masurare. Se considera ca ultimile variante dau date mei corecte.

2. EV 1000/Volume View

Un sistem nou, in testare in 2011.
Are la baza tot analiza pulsului si necesita calibrare prin termodilutie transpulmonara.

C. Metode de puls-contur care NU folosesc calibrare externa si/sau date pre-estimate sau de tip III
1. PRAM = pressure recording analytical merhode
Foloseste o linie arteriala.
Nu necesita calibrare.
Analizeaza intreaga arie de peste nivelul de 0 luind in calcul atit presiunea sistolica cit si restul de presiune. Foloseste intreaga presiune generata pe tot parcursul ciclului cardiac. Se foloseste ulterior variabila P/t in fiecare punct al intregului ciclu cardiac.
Intreaga arie de sub curba de presiune este alcatuita din

– componenta pusatila din timpul sistolei
– componenta continua din timpul diastolei
– alte componente care se neglijeaza

Sistemul lucreaza cu impedanta dinamica.
Impedanta dinamica are doua componente

– componenta pulsatila care se datoreaza contractilitatii ventriculare
– componenta continua care se datoreaza mecanicii sistemului vascular si relaxarii lui

Se recolteaza date cu frecventa de 1 000Hz. Este esential sa se identifice schimbarea dintre cele doua faze: sistola si diastola.
Este definit un parametru independent de virsta, sex…denumit “cardiac cycle efficency” care este non-dimensional si se refera la echilibrul dintre energia continua si cea pulsatila. Tendinta acestuii parametru, mai ales dupa interventii terapeutice, poate da informatii despre o pierdere mai mare de energie si poate avea valaore prognostica.

2. Nexfin CO-Trek monitor
Face parte din categoria III
Este descris la pagina 434 de catre A. Perel si J.J. Settels

Principul de functionare – analiza unor date obtinute prin pletismografie in combinatie cu tehnica volume-clamp.
Se analizeaza continuu curba pulsului arterial la nivelul unei falange.
Senzorul contine o manseta si un sistem de emisie receptie a unui fascicol luminos care trece prin partile moi ale degetului si evalueaza diametrele celor doua artere digitale. Presiunea din manseta este marita sau scazuta pentru a se mentine diametrul arterial constant pe tot parcursul ciclului cardiac.
Initial exista o perioada de 1-2 minute de calibrare dupa care se realizeaza recalibrari automate repetate. In functie de presiune, aceste recalibrari survin la intervale de 5 pina la 70 de batai. Un interval de recalibrare mai mare de 30 de secunde indica conditii tensionale stabile.
Presiunea din arterele digitale este transformata in presiune brahiala printr-un algoritm care se bazeaza pe o vasta baza de date.
Calcularea continua a CO din curba de presiune brahiala
Aplicarea legii Otto Frank 1899

deltaP/Q = Zin

Unde

P = presiune, se masoara
Q = flux, varibila de calculat
Zin = impedanta

Modelul Wessling si col 1983

Zc impedanta corectata
Zc = K/(a + b x HR + c x MAP)
Constnta K trebuie masurata cel putin o data la fiecare pacinet.

Modelul Modelflow descris tot de Wessling 1993

Foloseste tot modelul experimental Winkssel cu trei compartimente pentru descrierea curbei pulsului aortic.

Metoda Nexfin CO-Trek 2007

Foloseste mai multe prelucrari
Zo = impedanta caracteristica
Cw = complianata arteriala

Ambele calculate dupa modelul Windkessel cu trei componente folosindu-se genul, virsta, inaltimea si greutatea
Se foloseste curba pulsului arterei brahiale ca substitut de curba a pulsului aortic

SV = 1/Zin * integrala din [P(t) – Pd] dt.

Studiile de vaildare a metodei s-au efectuat cu succes pe pacienti cu risc inalt ca : chirurgie cardio-vasculara, CABG, transplant hepatic, ICU. Ea a fost controlata cu metoda termodilutiei seriata.
Rezultatele s-au arata mai bune decit cele obtinute cu metodele PiCCO si LiDCO…si celelate metode enumerate mai sus.