JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Nederlands

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Continue veneuze arteriële doppler-echografie tijdens een preload-uitdaging

Published: January 20, 2023
doi:
10.3791/64410
, , , , , , , ,
1Health Sciences North Research Institute, 2Flosonics Medical, 3Northern Ontario School of Medicine

Summary

De Frank-Starling-Sarnoff curve is klinisch belangrijk en beschrijft de relatie tussen cardiale preload en output. Dit rapport illustreert een nieuwe methode van gelijktijdige jugulaire veneuze en carotis arteriële Doppler velocimetrie als voorbijgaande surrogaten van respectievelijk cardiale preload en output; deze aanpak wordt mogelijk gemaakt door draadloze, draagbare Doppler-echografie.

Abstract

Een preload challenge (PC) is een klinische manoeuvre die ten eerste de cardiale vulling verhoogt (d.w.z. preload) en ten tweede de verandering in cardiale output berekent. In principe is een PC een bedside-benadering voor het testen van de Frank-Starling-Sarnoff (d.w.z. “hartfunctie”) curve. Normaal gesproken heeft deze curve een steile helling, zodat een kleine verandering in de cardiale voorbelasting een grote verandering in het slagvolume (SV) of cardiale output genereert. In verschillende ziektetoestanden vlakt de helling van deze relatie echter zodanig af dat het verhogen van het volume in het hart leidt tot weinig stijging van de SV. In dit pathologische scenario is het onwaarschijnlijk dat extra cardiale preload (bijv. intraveneuze vloeistof) fysiologisch effectief is en tot schade kan leiden als orgaancongestie evolueert. Daarom is het afleiden van zowel de cardiale preload als de output klinisch nuttig omdat het intraveneuze (IV) vloeistofreanimatie kan begeleiden. Dienovereenkomstig is het doel van dit protocol om een methode te beschrijven voor het gelijktijdig volgen van de surrogaten van cardiale preload en output met behulp van een nieuwe, draadloze, draagbare echografie tijdens een goed gevalideerde preload-uitdaging.

Introduction

Aan de basis beschrijft de Frank-Starling-Sarnoff-curve de relatie tussen cardiale preload en output 1,2,3,4. Historisch gezien wordt deze curve weergegeven door de rechter atriale druk op de abscis en de cardiale output of het slagvolume (SV)5 op de ordinaat uit te zetten. Het beoordelen van de helling van deze curve is klinisch belangrijk omdat de relatie tussen cardiale vulling en output dynamisch is; De helling van de curve vormt dus de basis voor de reanimatiestrategie 1,4. In het bijzonder, als de helling van de Frank-Starling-Sarnoff (d.w.z. “hartfunctie”) curve steil is, verhoogt het verhogen van de voorspanning (bijvoorbeeld het toedienen van intraveneuze vloeistof) de output. Als de helling van de hartfunctiecurve daarentegen ondiep is, verhoogt het verstrekken van intraveneuze (IV) vloeistof de SV2 niet.

Weten wanneer IV-vloeistof de SV wel of niet verhoogt, is belangrijk zodat de behandelend arts fysiologisch ineffectieve vloeistof 4,6 kan vermijden, met andere woorden, het scenario waarin het geven van IV-vloeistof aan een patiënt de SV 7,8 niet verhoogt. Het identificeren van deze relatief veel voorkomende klinische toestand wordt bereikt via een preload challenge (PC), een klinische manoeuvre die de helling van de hartfunctiecurve3 “test”. Een PC wordt bereikt door de hartvulling snel te verhogen en de verandering in SV9 te meten. Zoals hierboven vermeld, kan IV-vloeistof fungeren als een PC, net als zwaartekrachtmanoeuvres zoals het verplaatsen van het hoofd onder het niveau van het hart (d.w.z. Trendelenburg-positionering)10 of het verplaatsen van een semi-liggende positie naar rugligging met de benen omhoog (d.w.z. een passieve beenverhoging)11. In feite is de passieve beenverhoging (PLR) een goed geaccepteerde en goed gevalideerde pc die wordt gebruikt op moderne intensive care-afdelingen en wordt aanbevolen door experts voorafgaand aan iv-vloeistoftoediening tijdens sepsisreanimatie 4,12. Belangrijk is dat wordt gesuggereerd dat de clinicus tijdens de PLR zowel de cardiale preload (bijv. de verandering in rechter atriale druk) als de output (bijv. de verandering in SV) moet meten om de hartfunctiecurve adequaat te testen13. De eerste wordt echter zelden uitgevoerd, omdat gelijktijdige metingen omslachtig zijn en een invasieve katheter in het rechter atrium vaak vereist is.

Ultrasonografische surrogaten van hartvulling en -output zijn de afgelopen decennia in populariteit gegroeid, vooral op spoedeisende hulpafdelingen en intensive care-afdelingen 2,14. In het bijzonder fungeert de gelijktijdige beoordeling van zowel een grote ader als een grote slagader als een surrogaat voor cardiale preload en output, respectievelijk 2,15. Morfologische veranderingen in doppler met grote aderen blijken bijvoorbeeld de juiste atriale druk te volgen – dit geldt voor de interne jugulaire 16,17,18, hepatische en poortaders 19, superieure vena cava 20, inferieure vena cava 21, femorale aderen 22 en zelfs intrarenale aderen 23. Grote ader Doppler velocimetrie werkt dus als een surrogaat voor hartvulling2. De doppler van een grote slagader kan echter tijdelijk veranderingen in de cardiale output volgen. Metingen van de systolische tijd van de halsslagader 24,25, snelheid 26,27,28 en stroom 29,30 zijn bijvoorbeeld veelbelovend gebleken voor het detecteren van SV-veranderingen.

Een nieuwe, draadloze, draagbare, continue golf Doppler-echografie die tegelijkertijd zowel de interne halsader als de gemeenschappelijke halsslagader insoneert, is eerder beschreven 14,15,27,28,31,32,33,34,35,36 . Hierin wordt een methode geïllustreerd die dit apparaat gebruikt tijdens een veelgebruikte, klinische pc – de passieve beenophoging. Verder worden de interne jugulaire en gemeenschappelijke carotis arteriële Doppler-morfologieën tijdens de PC beschreven als mogelijke surrogaten van respectievelijk cardiale preload en output. Dit protocol is klinisch belangrijk omdat het zowel een praktische als fysiologische basis biedt voor toekomstig patiëntenonderzoek. Bijvoorbeeld, intramurale patiënten (bijv. perioperatieve setting, sepsis, ernstig ziek) en poliklinische patiënten (bijv. Congestief hartfalen, dialyse) kunnen worden gecontroleerd met behulp van de hieronder beschreven methode of wijzigingen daarvan.

Protocol

Bij het uitvoeren van een preload-uitdaging met behulp van het draadloze, draagbare Doppler-echografiesysteem, zijn er een aantal kritieke stappen die de gebruiker moet overwegen. Voor dit protocol is schriftelijke en geïnformeerde toestemming verkregen; de studie werd beoordeeld en goedgekeurd door de Research Ethics Board of Health Sciences North. De gevolgde procedures waren in overeenstemming met de lokale ethische normen van het comité voor menselijke experimenten en met de Verklaring van Helsinki van 1975. 1. Het identificeren van een geschikte patiënt Identificeer een patiënt op wie het draagbare Doppler-echografieapparaat wordt geplaatst. Zorg ervoor dat de patiënt kalm en relatief onbeweeglijk is om fonatie en deglutitie te minimaliseren voor de duur van de beoordeling (1-5 min). Plaats de patiënt in de semi-liggende of semi-Fowler-positie in het ziekenhuisbed of de gurney. Stel het bed specifiek zo in dat de romp zich onder een hoek van 30-45 ° boven horizontaal bevindt. 2. Het verkrijgen van de halsslagader en interne jugulaire Doppler-signalen Schakel de draagbare Doppler-echografie in door op de ronde knop in het midden van het echografieapparaat te drukken. Blauwe lampjes rond de rand van de knop knipperen als signaal dat het apparaat is ingeschakeld en klaar is om te koppelen met een smartapparaat. Schakel de speciale toepassing op het smartapparaat in. Druk op de startknop in de toepassing van het smartapparaat. Bekijk de lijst die wordt weergegeven in de applicatie met de detecteerbare, draagbare, ultrasone apparaten in de fysieke nabijheid van het slimme apparaat. Stem het nummer dat op de voorkant van het gewenste echografieapparaat is aangebracht af op het aangegeven apparaat op de toepassingslijst. Druk op verbinden om het gewenste echografieapparaat aan de toepassing te koppelen. Controleer of het gewenste echografieapparaat is gekoppeld door witte knipperende lampjes rond de knop in het midden van het apparaat te observeren. Druk op de juiste toepassing op het smartapparaat om de koppeling te voltooien. Breng een kleine hoeveelheid ultrasone gel aan op het grote oppervlak van de transducerwig aan de achterkant van het echografieapparaat.OPMERKING: De geltoepassing produceert een karakteristiek Doppler-signaalartefact, dat te zien is op de toepassing van het slimme apparaat. Tik op het grote oppervlak van de transducerwig om ervoor te zorgen dat het apparaat live is en is gekoppeld aan de toepassing van het slimme apparaat. Zorg ervoor dat het volume van de toepassing van het smartapparaat is ingeschakeld door op de volumepictogramknop in de rechterbovenhoek van het toepassingsscherm te drukken. Met de nek van de patiënt enigszins gestrekt, let op de larynxprominentie en houd het echografieapparaat zo vast dat het grote gezicht van de transducerwig naar beneden gericht is naar het hart van de patiënt. Plaats de wig van het apparaat op het laterale aspect van de larynxprominentie van de patiënt. Zoek naar een audio- en visuele reactie op de applicatie van het slimme apparaat: het bovenste gedeelte van de applicatie geeft een golfvormspectrum weer voor de halsslagader en halsslagader. Het onderste gedeelte van de toepassing kwantificeert de gecorrigeerde stroomtijd (ccFT) voor elke hartcyclus, weergegeven als groene balken. Schuif het transducergezicht lateraal op de nek van de patiënt vanaf een loodrecht vlak dat wordt gedefinieerd door de luchtpijp totdat het carotis Doppler-spectrum zowel visueel als hoorbaar wordt gedetecteerd op de toepassing van het slimme apparaat.OPMERKING: Bij de meeste patiënten worden de audio- en visuele Dopplerspectra van de halsslagader en de halsslagader gedetecteerd binnen enkele centimeters van de laterale larynxrand. 3. Optimaliseren van de halsslagader en interne jugulaire Doppler signalen Terwijl u het apparaat op zijn plaats houdt, observeert u het carotis Doppler-spectrum en de functies ervan op de bovenkant van het toepassingsdisplay. Een goed dopplersignaal van de halsslagader wordt geïdentificeerd door zijn karakteristieke scherpe snelheid omhoog met een goede signaal-ruisverhouding en een duidelijke dicrotische inkeping, die het einde van mechanische systole afbakent. De toepassing begint automatisch met het traceren van het Doppler-spectrum zodra een sterk genoeg signaal is verkregen, aangegeven door een witte lijn rond het maximum van de golfvorm. Terwijl u het apparaat op zijn plaats houdt, observeert u de snelheidsmetingen met behulp van de schaal linksboven op het display van het smartapparaat. Gebruik de auto-trace over het maximum van de halsslagader om ervoor te zorgen dat het spoor zich in een typisch bereik bevindt. De piek systolische snelheid van de halsslagader ligt meestal tussen 50 cm / s en 120 cm / s, en de einddiastolische snelheid is meestal minder dan 20 cm / s. Schuif het ultrasone apparaat langzaam zijdelings iets met een paar millimeter terwijl u naar de dicrotische inkeping op het slagaderspectrum kijkt om ervoor te zorgen dat een duidelijke snelheidsnadir betrouwbaar wordt waargenomen. Als de dicrotische inkepingssnelheid moeilijk te zien wordt, herhaalt u deze stap, maar schuift u het echografieapparaat mediaal. Herhaal stap 3.1-3.3 over de contralaterale halsslagader om te beoordelen op de aanwezigheid van een duidelijkere dicrotische inkepingssnelheid. Na het observeren van de aanwezigheid van een duidelijke dicrotische inkepingssnelheid op beide halsslagaders, selecteert u de kant van de nek waaraan het apparaat zal worden gehecht. Kies de kant met de meest voor de hand liggende dicrotische inkepingssnelheid. Als beide zijden van de nek even acceptabele dicrotische inkepingssnelheden hebben, kies dan de kant van de nek met het meest robuuste interne jugulaire Doppler-spectrum. 4. Het echografieapparaat aan de nek hechten Bereid je voor om het apparaat aan de gekozen halsslagader te hechten door visueel op te merken waar in de nek het beste signaal werd verkregen. Gebruik indien nodig een huidmarkeringspen om de optimale plaatsingspositie te bepalen. Til het apparaat op uit de nek en verwijder de beschermende achterkant van de lijm die aan het echografieapparaat is bevestigd. Observeer het gezicht van de transducer op het echografieapparaat en bepaal of er voldoende ultrasone gel overblijft. Breng indien nodig opnieuw een kleine hoeveelheid ultrasone gel aan op het gezicht van de transducer. Verwijder overtollige ultrasone gel uit de nek die mogelijk is achtergebleven tijdens signaaldetectie, omdat dit de hechting van het apparaat kan verstoren. Breng het apparaat terug naar de nek op de locatie die is aangegeven in stap 4.1, met het grote gezicht van de wig van de transducer naar beneden gericht naar het hart. Strijk de vleugels van de lijm glad over de nek. Verwijder de beschermende achterkant van de uiteinden van de lijm na het strak trekken; Plaats het filmen tegen de huid om het apparaat volledig aan de nek te bevestigen. Bewaak de halsslagader- en jugulaire spectra gedurende de hechting om ervoor te zorgen dat het signaal niet verloren gaat. 5. Het uitvoeren van een preload challenge via een passive leg raise (PLR) Zorg ervoor dat de patiënt zich in de semi-liggende positie op het ziekenhuisbed of de gurney bevindt, zoals aangegeven in stap 1.2. Wis de gegevens van de smartapparaattoepassing door op opnieuw opstarten te drukken in de toepassing van het smartapparaat. Druk op start assessment op de smart device applicatie om de basismetingen voor de passive leg raise (PLR) te verkrijgen. Begin met 30-60 s rustbasislijn met de patiënt in de semi-liggende positie op het ziekenhuisbed of de gurney. Zoek naar een markering die wordt weergegeven in het onderste gedeelte van het toepassingsscherm om het begin van de beoordeling aan te geven. Bereid de nodige maatregelen voor om een PLR uit te voeren (bijvoorbeeld extra verpleegkundige hulp krijgen als dat nodig is). Zodra u klaar bent om een PLR uit te voeren, drukt u op markeerinterventie op de toepassing van het slimme apparaat om het begin van de preload-uitdaging (in dit geval een PLR) aan te geven. Zoek naar een markering die wordt weergegeven op het onderste gedeelte van het toepassingsdisplay om het begin van de interventie aan te geven. Voer een PLR uit; Zonder de patiënt aan te raken, verplaatst u het ziekenhuisbed of de gurney zodat de romp naar beneden wordt verplaatst naar het horizontale vlak en de benen worden opgetild tot 30-45 ° boven het horizontale vlak.OPMERKING: De gebruiker moet er goed op letten dat de patiënt volledig passief blijft tijdens deze manoeuvre. Houd de patiënt in de PLR-positie gedurende 90-120 s.OPMERKING: Tijdens de manoeuvre is het noodzakelijk dat de patiënt zijn nek volledig stil houdt om de insonatiehoek tussen het gezicht van de transducer en de vaten in de nek niet te veranderen. Stabiliseer indien nodig handmatig de nek van de patiënt. Observeer het jugulaire Doppler-spectrum op de toepassing van het slimme apparaat tijdens de interventie; beoordelen op veranderingen in de absolute jugulaire veneuze snelheid en het patroon ervan als surrogaat voor de jugulaire veneuze druk. Observeer de evolutie van de groene balken op de applicatie van het slimme apparaat tijdens de interventie; beoordelen op wijzigingen in de ccFT voor en na het begin van de preload challenge. De smart device-applicatie kwantificeert automatisch de ccFT voor elke hartcyclus en geeft dit weer als een groene balk. Zodra de interventie is voltooid, drukt u op eindbeoordeling op de toepassing van het slimme apparaat. Zoek naar een markering die wordt weergegeven in het onderste gedeelte van het toepassingsscherm om het einde van de beoordeling aan te geven. Breng de patiënt terug naar de uitgangspositie, semi-ligfietspositie. Druk desgewenst op opslaan in de toepassing van het smartapparaat om de beoordeling op te slaan en de gegevensbestanden te exporteren (zie aanvullende gegevensnotities voor meer informatie). 6. Het observeren van de veranderingen in de carotis gecorrigeerde stroomtijd (ccFT) op de smart device-applicatie na de voltooide beoordeling Bekijk de beoordeelde wijzigingen in de ccFT die wordt weergegeven in een geel vak rechtsonder in de toepassing.OPMERKING: De smart device-applicatie kwantificeert automatisch de veranderingen in ccFT tussen de geregistreerde nulmetingen en de preload challenge/interventiemetingen. Druk op opslaan op de toepassing en wacht tot de gegevens zijn opgesplitst in de volgende bestanden: twee .txt-bestanden met IQ- en Tick-gegevens van de Doppler-apparaathardware; één PKL-bestand met de spectrograminformatie (gebruik dit om de real-time verzamelde gegevens online te visualiseren); en twee .json-bestanden met de sessie-informatie (zoals de datum en tijd, hardware-instellingen van het smartapparaat, gebruikersinstellingen en meer) en realtime berekeningen per hartcyclus.

Representative Results

Met betrekking tot de interpretatie van de continue veneuze-arteriële Doppler-echografie tijdens een preload-uitdaging, worden algemene fysiologische reacties geïllustreerd in figuur 1, figuur 2, figuur 3 en figuur 4. Ten eerste gaat bij een patiënt met een normale, rechtopstaande hartfunctiecurve een kleine toename van de cardiale preload (bijv. zoals afgeleid door jugulaire veneuze Doppler) gepaard met een relatief grote toename van het slagvolume (bijv. zoals aangegeven door ccFT-augmentatie)2,14,36; dit wordt geïllustreerd door figuur 1. Het afleiden van veranderingen in de jugulaire veneuze druk (JVP) uit het jugulaire Doppler-spectrum tijdens de preload-uitdaging verdient enige uitwerking. Nogmaals, deze fysiologische variabele is een surrogaat voor cardiale preload of vulling. Normaal gesproken wordt de halsader in de rechtopstaande positie ingeklapt wanneer de jugulaire veneuze druk lager is dan de atmosferische druk. In het Dopplerspectrum vertaalt dit zich in een relatief hoge snelheid (d.w.z. meestal meer dan 50 cm / s) met minimale pulsaties en lage amplitude (d.w.z. de intensiteit of “helderheid” van het jugulaire signaal). Als vervolgens de jugulaire veneuze druk tijdens de manoeuvre stijgt, rondt de ader af in diameter, daalt de snelheid (d.w.z. meestal tot minder dan 50 cm / s), neemt de intensiteit (d.w.z. “helderheid”) toe en wordt de golfvorm meer pulsatieel 2,14,36. Zoals te zien is in figuur 1, geeft de verandering in de veneuze Dopplermorfologie aan dat de halsader in diameter is toegenomen (d.w.z. dalende snelheid, stijgende amplitude) en de juiste atriale drukafbuigingen begint te volgen. Hoewel niet afgebeeld, kan de “v” -golf tijdens late systole met verhoogde rechter atriale druk de monofasische golf in figuur 1 splitsen in een systolische “s” -snelheidsgolf en een diastolische “d” -snelheidsgolf 2,14,36. In nog niet gepubliceerde gegevens bij gezonde vrijwilligers zagen we dat jugulaire veneuze Doppler-morfologie de meest nauwkeurige veneuze echografische maat was voor het onderscheiden van lage van hoge voorbelastingstoestanden. Daarentegen is een abnormale respons weergegeven in figuur 2. Een klinisch voorbeeld van deze pathofysiologie is een hypovolemische, veno-verwijde, septische patiënt met evoluerende septische hartdisfunctie 2,15,36. Een dergelijke patiënt heeft een verminderde veneuze terugkeer (die de cardiale voorbelasting vermindert, d.w.z. de rechter atriale of jugulaire veneuze druk) en tegelijkertijd een depressieve hartfunctie 2,15,35,36. Daarom vertoont deze patiënt bij baseline een continue, laag-JVP veneuze Doppler-morfologie die toeneemt (d.w.z. meer pulsatile wordt) tijdens de preload-uitdaging zonder een significante stijging van de ccFT. Dit beschrijft effectief een afgeplatte helling van de hartfunctiecurve. De resultaten van continue veneuze arteriële Doppler kunnen de behandelend arts ook waarschuwen voor problemen met de PLR zelf. In sommige situaties kan de PLR bijvoorbeeld niet genoeg veneus bloed uit de onderste ledematen en splanchnische circulatie rekruteren om een fysiologisch effectieve preload-uitdaging4 te genereren. Zonder de cardiale vulling te beoordelen, kan dit resulteren in een “vals negatieve” PLR. Als de clinicus echter weinig ccFT-respons ziet (d.w.z. als een surrogaat met een beroertevolume) in combinatie met geen verandering in de veneuze Doppler (d.w.z. als een surrogaat voor preload), kan dit een ineffectieve PLR inluiden, zoals te zien is in figuur 3. Ten slotte is het van cruciaal belang dat de PLR-manoeuvre trouw is aan zijn naamgenoot, wat betekent dat er geen inspanning van de patiënt is wanneer de romp valt en de benen13 opheffen. Dit voorkomt adrenerge afscheiding, die de hartfunctie onafhankelijk van de veneuze terugkeer kan verhogen; zoals beschreven in figuur 4 kan dit ongewenste scenario echter worden aangegeven door de parameters van een stijgend slagvolume in het arteriële signaal in combinatie met een veneuze dopplermorfologie, wat wijst op een verminderde veneuze druk. Figuur 1: Verhoogde helling van de hartfunctiecurve. In een voorbeeld van een “normaal” of “verwacht” resultaat, evolueert de veneuze golfvorm van hoge snelheid, lage amplitude en niet-pulsatiele naar lagere snelheid, hogere amplitude en pulsatieel van karakter. De pulsatiele veneuze golfvorm kan worden gemarkeerd door een monofasisch signaal, zoals hier te zien is. Tegelijkertijd vertoont de arteriële Doppler-golfvorm een toename van de ccFT ten opzichte van baseline, wat suggereert dat de toename van de cardiale preload wordt opgevangen door een stijgende cardiale output. Deze reacties samen wijzen op een “hartfunctie” -curve met een steile helling. De y-as op het spectrum vertegenwoordigt de snelheid in centimeters per seconde. De positieve snelheid is naar de hersenen (bijvoorbeeld de halsslagader), terwijl de negatieve snelheid naar het hart is (bijvoorbeeld de jugulaire snelheid). De x-as op het spectrum is tijd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 2: Afgeplatte helling van de hartfunctiecurve. Een “abnormale” respons tijdens een preload-uitdaging wordt gekenmerkt door een veneuze Doppler-golfvorm die evolueert zoals hierboven, maar met een arteriële respons die geen significante verandering of zelfs een afname van de ccFT onthult in vergelijking met de basislijn, zoals hier te zien is. Deze constellatie van veneuze en arteriële bevindingen impliceert een vlakke of mogelijk verminderde hartfunctiecurve met verhoogde voorbelasting. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 3: Geen verandering in de veneuze doppler. Een preload-uitdaging die geen significante verandering in de veneuze Doppler-golfvorm vertoont, kan een ontoereikende verandering in de hartvulling vertegenwoordigen, wat betekent dat er geen verandering in het arteriële spectrum wordt verwacht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 4: Vallende voorspanning tijdens een preload challenge. Een preload-uitdaging die een stijgende veneuze snelheid en een significante toename van arteriële Doppler-metingen laat zien, kan een verhoogde adrenerge tonus (d.w.z. sympathische stimulatie) betekenen, zodat de hartfunctie onafhankelijk van de veneuze terugkeer toeneemt. Deze omstandigheid kan het gevolg zijn van een “niet-passieve” beenverhoging, bijvoorbeeld als de patiënt zich inspant om zijn lichaamshouding te veranderen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 5: Het apparaat op een vrijwilliger. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussion

Het belangrijkste doel van dit visuele experiment is om een protocol te beschrijven voor het gelijktijdig volgen van de surrogaten van cardiale preload en output tijdens een goed gevalideerde pc met behulp van een draadloze, draagbare echografie. Het doel is niet om per se een specifiek onderzoeksprotocol bij patiënten te beschrijven. De beschrijving van continue veneuze en arteriële Doppler dient echter als een praktische en fysiologische basis voor het ontwerpen van studies bij patiënten die zowel reanimatie nodig hebben (bijv. Perioperatieve periode, sepsis) als de-reanimatie (bijv. Congestief hartfalen, dialyse, niet bevrijden van mechanische beademing)15,36.

De beschreven methode maakt gebruik van een draagbare, continue golf Doppler-echografie die tegelijkertijd een belangrijke ader en slagader insoneert om de hartfunctie tijdens een PC15 af te leiden. Cruciaal voor deze methode is de selectie van een geschikte, coöperatieve patiënt en het waarborgen van een minimale hoekverandering tussen de vaten en de transducer tijdens de beoordeling. Bovendien is het verzekeren van een duidelijke en consistente dicrotische inkepingssnelheid van het grootste belang om de consistente meting van de systolische tijd mogelijk te maken. Ten slotte moet de gebruiker de veneuze Doppler-morfologie en de variatie ervan over een spectrum van jugulaire veneuze druk (JVP) waarderen, zoals hierboven besproken in de representatieve resultaten.

Als een wijziging van de beschreven methode, in plaats van een PLR, zou de PC kunnen bestaan uit een snelle infusie van intraveneuze vloeistof9, waarbij een volledig liggende patiënt van horizontaal naar hoofd naar beneden wordt verplaatst met 15-30 ° (d.w.z. Trendelenburg-positionering)10, of ademhalingsmanoeuvres zoals end-expiratoire occlusie34. Deze benaderingen zijn gunstig omdat er minder beweging van de patiënt is en, ogenschijnlijk, een verminderd risico op hoekverandering tijdens de beoordeling. Over het algemeen vereist het oplossen van problemen met alle pc’s met de draagbare echografie een stabiele nekpositionering, extra lijm om de insonatiehoek te beveiligen, de verlenging van de beoordeling wanneer fonatie- of deglutitieartefacten optreden, de herpositionering van het apparaat of de toevoeging van ultrasone gel om de akoestische koppeling aan de patiënt te optimaliseren31.

Er zijn beperkingen aan de methode van cardiovasculaire inferentie die in dit manuscript wordt beschreven. Met betrekking tot het jugulaire veneuze signaal is de Doppler-morfologie een surrogaat van de jugulaire veneuze druk, die zelf een surrogaat is van de rechter atriale druk37,38,39,40. Daarom is er geen zekerheid dat de cardiale preload wordt verhoogd op basis van de veneuze Doppler-veranderingen alleen. Niettemin varieert de veneuze Dopplergolfvorm zijn morfologie op basis van de drukafbuigingen van het rechter atrium17,18,41; Dit is waargenomen in meerdere grote aderen naast de jugular. Evaluaties van de superieure en inferieure vena cava en de hepatische, portale, intrarenale en femorale aderen schatten bijvoorbeeld allemaal kwalitatief de veneuze druk42. Meer specifiek wordt de prominente veneuze snelheidsgolf tijdens systole gevormd door de x-afdaling van de rechter atriale druk en de diastolische snelheidsgolf door de y-afdaling van de rechter atriale druk. De snelheid nadir tussen systole en diastole is te wijten aan de rechter atriale druk “v wave“16,17,18,42.

Bovendien, terwijl de duur van mechanische systole recht evenredig is met het slagvolume, wordt de systolische tijd, vergelijkbaar met SV, gemedieerd door de hartslag, voorbelasting, nabelasting en contractiliteit43. Hoewel de ccFT-vergelijking corrigeert voor de hartslag, is een beperking van de ccFT als surrogaat voor het slagvolume dat deze wordt bepaald door andere hemodynamische ingangen. Niettemin is aangetoond dat verhogingen van de ccFT met ten minste 7 ms 24 of met +2% -4% nauwkeurig een stijging van 10% in de SV detecteren bij ernstig zieke patiënten 24, gezonde vrijwilligers die een preload-modificerende manoeuvre uitvoeren44,45 en gezonde vrijwilligers die gesimuleerde matige tot ernstige bloedingsreanimatie ondergaan27. Bovendien is ccFT gebruikt om veranderende SV’s in de electieve chirurgische populatie tijdens ademhalingsmanoeuvres nauwkeurig te volgen46. Dus, ervan uitgaande dat afterload en contractiliteit relatief constant zijn tijdens een gerichte PC, varieert de ccFT voornamelijk als gevolg van veranderingen in de SV.

Bovendien moeten de absolute en relatieve contra-indicaties voor deze aanpak nog worden uitgewerkt, vooral bij patiënten. Zoals hierboven vermeld, is de meest voorkomende contra-indicatie waarschijnlijk een onvermogen om samen te werken (bijv. Ijlen, spreken, beweging, ontberingen). Dit geldt voor veel moderne vitale beeldmonitoren, hoewel de draagbare echografie bijzonder gevoelig is voor fonatie en nekbewegingen. Dienovereenkomstig werkt het apparaat zeer goed bij geïntubeerde en verlamde patiënten in de operatiekamer; Een studie met behulp van het apparaat bij patiënten die electieve coronaire bypass-transplantatie krijgen, wordt momenteel ingeschreven. Fysiologische variatie tussen de tegengestelde halsslagaders bij een bepaalde patiënt is mogelijk; deze bezorgdheid wordt echter verzacht omdat, in het pc-paradigma, de patiënt fungeert als zijn eigen controle (d.w.z. een pre-postinterventie). Dienovereenkomstig verwachten we dat, hoewel de verschillende zijden van de nek (figuur 5) enigszins verschillende veneuze en arteriële dopplersignalen kunnen produceren, de verandering consistent moet zijn, behoudens significante unilaterale afwijkingen (bijv. Stenose). Fysieke beperkingen kunnen ook problemen opleveren (bijv. Centrale lijnen, hals-wervelkolomkragen, tracheotomiebanden, trauma, korte nekken of ernstige cervicale kyfose). Fysiologische contra-indicaties zoals matige tot ernstige carotisstenose, aortastenose, aritmie en abnormale ademhalingspatronen zijn ook van potentieel belang. Over het algemeen is een PLR met real-time metingen van cardiale output echter bestand tegen veel van deze problemen, waaronder aritmie 4,11. Het apparaat wordt momenteel bestudeerd bij zowel spontaan ademende patiënten op de spoedeisende hulp als in de operatiekamer; Uit deze gegevens wordt de verhouding met onbruikbare signalen afgeleid.

Het belang van de hierboven beschreven methode is dat de aangehechte echografie minuten van continue gegevens kan bemonsteren, terwijl hand-held benaderingen meestal beperkt zijn tot een paar hartcycli48,49. Bovendien meet de software voor de draagbare echografie de arteriële Doppler-variatiecoëfficiënt. Hieruit wordt een “smart window” geïmplementeerd om een voldoende aantal hartcycli te bemonsteren bij baseline en tijdens de interventie; Dit statistische instrument past de meetnauwkeurigheid aan voor elke voorspanningsuitdaging47. Bovendien, gezien het feit dat de draagbare echografie op de patiënt blijft aangebracht, wordt het risico op menselijke factoren50,51 die de meetvariabiliteit verhogen, verminderd; Dit geldt voor zowel arteriële als veneuze insonatie. Een ander belangrijk aspect van deze methode is dat gelijktijdige veneuze en arteriële Doppler-beoordeling de clinicus in staat stelt om indirect de cardiale voorbelasting te beoordelen tijdens een dynamische manoeuvre; Dit wordt aanbevolen door experts in het veld13, maar zelden uitgevoerd omdat het meten van de juiste boezemdruk omslachtig is. Dienovereenkomstig geeft continue veneus-arteriële Doppler tijdens een pc een dieper beeld van de hartfunctie aan het bed. Hoewel deze hierboven beschreven methode kan worden gebruikt om intraveneuze vloeistofreanimatie te beoordelen, is het ook veelbelovend voor het meten van “de-reanimatie”15,52 of het voorspellen van spenen van mechanische beademing53 en moet het worden onderzocht in toekomstig klinisch onderzoek. De diurese van patiënten met volumeoverbelasting kan bijvoorbeeld worden onthuld door tekenen van dalende rechter atriale druk in het veneuze Doppler-signaal naarmate de volumeverwijdering vordert. Verder, als de patiënt een PLR krijgt voor en na dialyse, moet de verandering in arteriële Doppler-metingen wijzen op een verhoogde hartfunctie, zoals eerder gemeld52.

Een methode van continue veneuze arteriële Doppler tijdens een PC kan het beste worden bereikt door de zes algemene stappen te volgen die hierboven in de protocolsectie zijn beschreven. Een nieuw, draadloos, draagbaar Doppler-echografiesysteem ondersteunt dit paradigma door zich aan een patiënt te hechten en een relatief vaste insonatiehoek mogelijk te maken tijdens de voorspanningsverandering. Fundamenteel kan gelijktijdige, ogenblikkelijke, veneuze arteriële Doppler de twee assen van de Frank-Starling-Sarnoff-relatie uitwerken en daarom nieuwe inzichten geven in de hartfunctie. Dit is vooral belangrijk bij het behandelen van acuut zieke patiënten; Zowel volumebeheer als verwijdering kunnen door deze nieuwe aanpak worden verfijnd. Hoewel de bovenstaande discussie grotendeels beperkt is tot intramurale toepassingen, zijn aanvullende poliklinische toepassingen binnen de sferen van congestief hartfalen, chronisch nierfalen en pulmonale hypertensie ook mogelijk. Dienovereenkomstig kan continue veneus-arteriële Doppler onvoorziene kanalen van exploratie binnen de hemodynamiek en aanverwante medische disciplines ontsluiten.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Geen.

Materials

FloPatch Flosonics
iPad Apple
ultrasound gel
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berlin, D. A., Bakker, J. Starling curves and central venous pressure. Critical Care. 19 (1), 55 (2015).
  2. Kenny, J. -. E. S. Assessing fluid intolerance with Doppler ultrasonography: A physiological framework. Medical Sciences. 10 (1), 12 (2022).
  3. Monnet, X., Marik, P. E., Teboul, J. -. L. Prediction of fluid responsiveness: An update. Annals of Intensive Care. 6 (1), 111 (2016).
  4. Monnet, X., Shi, R., Teboul, J. -. L. Prediction of fluid responsiveness. What’s new. Annals of Intensive Care. 12 (1), 46 (2022).
  5. Kenny, J. -. E. S., Barjaktarevic, I. Letter to the editor: Stroke volume is the key measure of fluid responsiveness. Critical Care. 25 (1), 104 (2021).
  6. Malbrain, M. L., et al. Principles of fluid management and stewardship in septic shock: It is time to consider the four D’s and the four phases of fluid therapy. Annals of Intensive Care. 8 (1), 66 (2018).
  7. Douglas, I. S., et al. Fluid response evaluation in sepsis hypotension and shock: A randomized clinical trial. Chest. 158 (4), 1431-1445 (2020).
  8. Latham, H. E., et al. Stroke volume guided resuscitation in severe sepsis and septic shock improves outcomes. Journal of Critical Care. 42, 42-46 (2017).
  9. Barthélémy, R., et al. Accuracy of cumulative volumes of fluid challenge to assess fluid responsiveness in critically ill patients with acute circulatory failure: A pharmacodynamic approach. British Journal of Anaesthesia. 128 (2), 236-243 (2021).
  10. Ma, G. -. G., et al. Change in left ventricular velocity time integral during Trendelenburg maneuver predicts fluid responsiveness in cardiac surgical patients in the operating room. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 11 (7), 3133 (2021).
  11. Monnet, X., et al. Passive leg raising predicts fluid responsiveness in the critically ill. Critical Care Medicine. 34 (5), 1402-1407 (2006).
  12. Bentzer, P., et al. Will this hemodynamically unstable patient respond to a bolus of intravenous fluids. JAMA. 316 (12), 1298-1309 (2016).
  13. Monnet, X., Teboul, J. -. L. Passive leg raising. Intensive Care Medicine. 34 (4), 659-663 (2008).
  14. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S. Functional hemodynamic monitoring with a wireless ultrasound patch. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (5), 1509-1515 (2021).
  15. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. Inferring the Frank-Starling curve from simultaneous venous and arterial Doppler: Measurements from a wireless, wearable ultrasound patch. Frontiers in Medical Technology. 3, 676995 (2021).
  16. Sivaciyan, V., Ranganathan, N. Transcutaneous doppler jugular venous flow velocity recording. Circulation. 57 (5), 930-939 (1978).
  17. Ranganathan, N., Sivaciyan, V., Pryszlak, M., Freeman, M. R. Changes in jugular venous flow velocity after coronary artery bypass grafting. The American Journal of Cardiology. 63 (11), 725-729 (1989).
  18. Ranganathan, N., Sivaciyan, V. Jugular venous pulse descents patterns – Recognition and clinical relevance. CJC Open. , (2022).
  19. Abu-Yousef, M. M. Normal and respiratory variations of the hepatic and portal venous duplex Doppler waveforms with simultaneous electrocardiographic correlation. Journal of Ultrasound in Medicine. 11 (6), 263-268 (1992).
  20. Appleton, C. P., Hatle, L. K., Popp, R. L. Superior vena cava and hepatic vein Doppler echocardiography in healthy adults. Journal of the American College of Cardiology. 10 (5), 1032-1039 (1987).
  21. Reynolds, T., Appleton, C. P. Doppler flow velocity patterns of the superior vena cava, inferior vena cava, hepatic vein, coronary sinus, and atrial septal defect: A guide for the echocardiographer. Journal of the American Society of Echocardiography. 4 (5), 503-512 (1991).
  22. Abu-Yousef, M. M., Kakish, M., Mufid, M. Pulsatile venous Doppler flow in lower limbs: Highly indicative of elevated right atrium pressure. American Journal of Roentgenology. 167 (4), 977-980 (1996).
  23. Iida, N., et al. Clinical implications of intrarenal hemodynamic evaluation by Doppler ultrasonography in heart failure. JACC: Heart Failure. 4 (8), 674-682 (2016).
  24. Barjaktarevic, I., et al. Ultrasound assessment of the change in carotid corrected flow time in fluid responsiveness in undifferentiated shock. Critical Care Medicine. 46 (11), 1040-1046 (2018).
  25. Mackenzie, D. C., et al. Ultrasound measurement of carotid flow time changes with volume status. Critical Care. 18 (1), 131 (2014).
  26. Pace, R., et al. Carotid vs aortic velocity time integral and peak velocity to predict fluid responsiveness in mechanically ventilated patients. A comparative study. Minerva Anestesiologica. 88 (5), 352-360 (2021).
  27. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. Carotid artery velocity time integral and corrected flow time measured by a wearable Doppler ultrasound detect stroke volume rise from simulated hemorrhage to transfusion. BMC Research Notes. 15 (1), 7 (2022).
  28. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. Carotid Doppler ultrasonography correlates with stroke volume in a human model of hypovolaemia and resuscitation: analysis of 48 570 cardiac cycles. British Journal of Anaesthesia. 127 (2), 60-63 (2021).
  29. Marik, P. E., Levitov, A., Young, A., Andrews, L. The use of bioreactance and carotid Doppler to determine volume responsiveness and blood flow redistribution following passive leg raising in hemodynamically unstable patients. Chest. 143 (2), 364-370 (2013).
  30. Effat, H., Hamed, K., Hamed, G., Mostafa, R., El Hadidy, S. Electrical cardiometry versus carotid Doppler in assessment of fluid responsiveness in critically ill septic patients. Egyptian Journal of Critical Care Medicine. 8 (4), 96-113 (2021).
  31. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. A novel, hands-free ultrasound patch for continuous monitoring of quantitative Doppler in the carotid artery. Scientific Reports. 11, 7780 (2021).
  32. Kenny, J. S., et al. A wireless wearable Doppler ultrasound detects changing stroke volume: Proof-of-principle comparison with trans-esophageal echocardiography during coronary bypass surgery. Bioengineering. 8 (12), 203 (2021).
  33. Kenny, J. -. E. S., et al. A wearable patch to assess changes in carotid blood velocity during passive leg raising. European Journal of Anesthesiology. 36, 223 (2019).
  34. Kenny, J. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. A wearable carotid Doppler tracks changes in the descending aorta and stroke volume induced by end-inspiratory and end-expiratory occlusion: A pilot study. Health Science Reports. 3 (4), 190 (2020).
  35. Kenny, J. -. E. S., Eibl, J. K., Mackenzie, D. C., Barjaktarevic, I. Guidance of intravenous fluid by ultrasound will improve with technology. Chest. 161 (2), 132-133 (2021).
  36. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., Munding, C. E., Eibl, A. M., Eibl, J. K. Wearable ultrasound and provocative hemodynamics: A view of the future. Critical Care. 26 (1), 329 (2022).
  37. Guarracino, F., et al. Jugular vein distensibility predicts fluid responsiveness in septic patients. Critical Care. 18 (6), 647 (2014).
  38. Hossein-Nejad, H., Mohammadinejad, P., Ahmadi, F. Internal jugular vein/common carotid artery cross-sectional area ratio and central venous pressure. Journal of Clinical Ultrasound. 44 (5), 312-318 (2016).
  39. Lipton, B. Estimation of central venous pressure by ultrasound of the internal jugular vein. The American Journal of Emergency Medicine. 18 (4), 432-434 (2000).
  40. Donahue, S. P., Wood, J. P., Patel, B. M., Quinn, J. V. Correlation of sonographic measurements of the internal jugular vein with central venous pressure. The American Journal of Emergency Medicine. 27 (7), 851-855 (2009).
  41. Tang, W. W., Kitai, T. Intrarenal venous flow: A window into the congestive kidney failure phenotype of heart failure. JACC: Heart Failure. 4 (8), 683-686 (2016).
  42. McNaughton, D. A., Abu-Yousef, M. M. Doppler US of the liver made simple. Radiographics. 31 (1), 161-188 (2011).
  43. Boudoulas, H. Systolic time intervals. European Heart Journal. 11, 93-104 (1990).
  44. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. Diagnostic characteristics of 11 formulae for calculating corrected flow time as measured by a wearable Doppler patch. Intensive Care Medicine Experimental. 8 (1), 54 (2020).
  45. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. A carotid Doppler patch accurately tracks stroke volume changes during a preload-modifying maneuver in healthy volunteers. Critical Care Explorations. 2 (1), 0072 (2020).
  46. Kimura, A., Suehiro, K., Juri, T., Tanaka, K., Mori, T. Changes in corrected carotid flow time induced by recruitment maneuver predict fluid responsiveness in patients undergoing general anesthesia. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 36 (4), 1069-1077 (2021).
  47. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., et al. Carotid Doppler measurement variability in functional hemodynamic monitoring: An analysis of 17,822 cardiac cycles. Critical Care Explorations. 3 (6), 0439 (2021).
  48. Kenny, J. -. &. #. 2. 0. 1. ;. S., Barjaktarevic, I. Timing and measurement variability are critical when using carotid Doppler to infer hemodynamics. Ultrasound in Medicine and Biology. 46 (12), 3485-3486 (2020).
  49. Kenny, J., Cannesson, M., Barjaktarevic, I. Minimizing measurement variability in carotid ultrasound evaluations. Journal of Ultrasound in Medicine. 40 (4), 855-856 (2020).
  50. Lui, E. Y., Steinman, A. H., Cobbold, R. S., Johnston, K. W. Human factors as a source of error in peak Doppler velocity measurement. Journal of Vascular Surgery. 42 (5), 972-979 (2005).
  51. Gill, R. W. Measurement of blood flow by ultrasound: Accuracy and sources of error. Ultrasound in Medicine and Biology. 11 (4), 625-641 (1985).
  52. Chebl, R. B., et al. Corrected carotid flow time and passive leg raise as a measure of volume status. American Journal of Emergency Medicine. 37 (8), 1460-1465 (2019).
  53. Dres, M., et al. Passive leg raising performed before a spontaneous breathing trial predicts weaning-induced cardiac dysfunction. Intensive Care Medicine. 41 (3), 487-494 (2015).

Tags

Continuous Venous-Arterial Doppler UltrasoundPreload ChallengeCritically Ill PatientsStroke VolumeFluid TherapyFluid OverloadPulmonary EdemaKidney InjuryDiuresisCongestive Heart FailureChronic Kidney DiseasePulmonary HypertensionMechanical VentilationWearable Doppler UltrasoundSmart Device ApplicationUltrasound TransducerCarotid ArteryJugular Vein

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Kenny, J. S., Gibbs, S. O., Johnston, D., Hofer, L. M., Rae, E., Clarke, G., Eibl, J. K., Nalla, B., Atoui, R. Continuous Venous-Arterial Doppler Ultrasound During a Preload Challenge. J. Vis. Exp. (191), e64410, doi:10.3791/64410 (2023).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image