Paehler , Jan: Kontinuierliche Messung des Herzzeitvolumens aus der rechtsventrikulären Druckkurve Validierung einer neuen Methode

Medizinische Klinik und Poliklinik
Direktor: Prof. Dr. med. Gert Baumann
Medizinische Fakultät Charité
Humboldt-Universität zu Berlin


Dissertation
Kontinuierliche Messung des Herzzeitvolumens
aus der rechtsventrikulären Druckkurve
Validierung einer neuen Methode

Zur Erlangung der
Medizinischen Doktorwürde

Am Virchow-Klinikum, Medizinische Fakultät Charité

Vorgelegt von Jan Paehler ,
aus Köln

Dekan: Prof. Dr. med. Felix

Gutachter:
PD Dr.med. Stangl
Prof. Dr. med. Spieckermann
PD Dr. med. Pison

eingereicht: 23.04.1999

Datum der Promotion: 12.05.2000

Schlagwörter:
Schlagvolumen, Pulskonturmethode, kontinuierliche Aufzeichnung

Keywords:
stroke volume, pulse contour, continous monitoring, cardiac, output

Zusammenfassung

Das Herzzeitvolumen ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung der Hämodynamik. Trotz des Bedarfs umfangreichen Monitorings in der heutigen Hochleistungsmedizin hat sich bisher keine Methode etablieren können, die diese Größe zuverlässig auf kontinuierlicher Basis bestimmt.

Die vorliegende Arbeit untersucht in einem Großtierhämodynamikmodell am Schwein die Möglichkeit, durch Verrechnungen des rechtsventrikulären Druckes ( RVP ) das korrespondierende Schlagvolumen ( SV ) zu bestimmen und dadurch eine neue Methode zur kontinuierlichen Schlagvolumen- respektive Herzzeitvolumenbestimmung zu entwickeln.

Dazu wurden bei insgesamt 16 Tieren in einem computergestützten Meßsystem kontinuierlich neben anderen wesentlichen Fluß- und Druckparametern der RVP mittels piezoresistiver Druckmessung und das SV mittel Ultraschall-Transit-Time bestimmt.

Schlagvolumenvariationen wurden durch akute Änderungen der kardialen Vor- und Nachlast sowie unter Bedingungen der Koronarischämie erreicht. So wurden die Atmungsparameter variiert, die Tiere atrial und ventrikulär frequenzmoduliert, sowie unter Applikation von Dobutamin untersucht.

In einer Modifikation der Pulskonturmethode wurde die Fläche unter der RVP -Kurve während der Austreibungsphase als Schlagvolumen bestimmt ( SVRVP ). Diese Fläche wird von der Geraden mit den Schnittpunkten des RVP zu den Zeitpunkten des Maximums und des Minimums seiner ersten Ableitung ( dP/dt ) begrenzt. Die errechneten Werte für SVRVP wurden zu den per Ultraschall bestimmten SV -Werten in Korrelation gesetzt.

Die Regressionsanalysen zwischen SVRVP und SV zeigten einen engen linearen Zusammenhang zwischen beiden Größen bei geringen Standardfehlern. Dies traf für alle Interventionen - jeweils für sich und im Zusammenhang - gleichermaßen zu.

Somit erscheint durch die aufgezeigte Verrechnung des RVP eine kontinuierliche Herzzeitvolumenmessung möglich.

Anwendungsmöglichkeiten dieses einfach anzuwendenden Verfahrens ergeben sich im Monitoring auf Intensivstationen sowie im perioperativen Bereich. In erster Linie aber eröffnen sich neue Wege in der ambulanten Diagnostik und Therapieüberwachung von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz.

Abstract

Cardiac output is an important parameter of haemodynamics. Despite the need for extensive monitoring in todays hightech medicine a method that can detect this parameter reliably on a continous basis has not yet emerged.

We tried to develop a new method on a haemodynamic pig model, to continously calculate the corresponding stroke volume ( SV ) from the right ventricular pressure curve ( RVP ) on the basis of the pulse contour method.

Sixteen pigs were examined. RVP and SV , among other flow and pressure parameters, were continously monitored on a computer-based-system. RVP was measured by piezo-resistive pressure monitoring, SV was determined by the ultrasound-transit-time method.

Variations of stroke volume were achieved by altering pre- and afterload and by inducing myocardial ischemia. The pigs were examined under varying parameters of respiration, atrial and ventricular stimulation, and application of dobutamine.

In a modification of the pulse contour method the area under the RVP -curve during the ejection period was determined as stroke volume ( SVRVP ). This area is limited by the straight line intersecting the RVP at the time of the maximum and minimum of its first derivative ( dP/dt ). The calculated data for SVRVP was correlated to the SV determined via the ultrasound-transit-time-method.

The regression analysis of SV and SVRVP showed a close and linear relationship between the two parameters with a small standard error. This was true for all interventions.

It is therefore possible to monitor cardiac output continously with the variation of the pulse contour method used here.

This technique with little invasion may be used for monitoring on intensive care units and for the perioperative care. First of all it opens new ways in ambulatory diagnosis and optimizing medical therapy of patients with congestive heart failure.


Seiten: [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62]

Inhaltsverzeichnis

TitelseiteKontinuierliche Messung des Herzzeitvolumens aus der rechtsventrikulären Druckkurve Validierung einer neuen Methode
Widmung
1 Einleitung
1.1.Klinische Wertigkeit des Herzzeitvolumens
1.2.Determinanten des Herzzeitvolumens
1.3.Methoden zur Bestimmung des Herzzeitvolumens
1.3.1.Intermittierende Bestimmung des Herzzeitvolumens
1.3.1.1.Fick´sches Prinzip
1.3.1.2.Dilutionsmethoden
1.3.2.Kontinuierliche Bestimmung des Herzzeitvolumens
1.3.2.1.Kontinuierliche Thermodilution
1.3.2.2.Doppler Echokardiographie
1.3.2.3.Impedanz
1.3.2.4.Pulskonturmethode
1.3.2.5.Anwendung der Pulskonturmethode mit Meßort im rechten Ventrikel
2 Zielsetzung
3 Material und Methoden
3.1.Versuchstiere
3.2.Anästhesie
3.3.Tiermodell zur Variation des Schlagvolumens durch Atmung, Frequenzmodulation und Applikation von Dobutamin
3.3.1.Operatives Vorgehen
3.3.2.Versuchsanleitung
3.4.Tiermodell Ischämie und Reperfusion
3.4.1.Operatives Vorgehen
3.4.2.Versuchsanleitung
3.5.Bestimmung und Verarbeitung der Meßwerte
3.5.1.Meßsysteme
3.5.2.Meßwertverarbeitung
3.5.3.Statistische Verfahren
4 Ergebnisse
4.1.Variation der Atmungsparameter
4.2.Atriale Modulation
4.3.Ventrikuläre Modulation
4.4.Applikation von Dobutamin
4.5.Gesamtergebnisse für die einzelnen Tiere
4.6.Ischämie
5 Diskussion
5.1.Versuchsaufbau
5.2.Ergebnisse
5.2.1.Anwendung der Pulskonturmethode im systemischen Kreislauf
5.2.2.Meßort rechter Ventrikel
5.2.3.Variation der Einflußgrößen
5.2.4.Fehlerabschätzung
5.2.5.Wertigkeit der Pulskonturmethode
5.3.Weiterentwicklung
5.4.Mögliche Anwendung
Bibliographie Literaturverzeichnis
Lebenslauf
Anhang A Abkürzungsverzeichnis
Selbständigkeitserklärung
Danksagung

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Durchschnittswerte und Standardabweichung von Auskommentiertes Element Z für die acht Tiere unter den verschiedenen Interventionen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Ansätze zur Berechnung des SV nach der Pulskonturmethode von
Warner [44], Cibulski [46], Bourgeois [54] und Wesseling[48].
Abb. 2: Modell der Pulskonturmethode mit Meßort im rechten Ventrikel
Abb. 3: Versuchsanordnung zur Schlagvolumenvariation durch Atmung, Frequenzmodulation und Applikation von Dobutamin
Abb. 4: Versuchsanordnung zur Schlagvolumenvariation durch Myokardischämie
Abb. 5: Korrelation von SV und SVRVP bei Variation der Atmungsparameter
Abb. 6: Vergleich zwischen SV und SVRVP unter Variation der Atmung über den gesamten Versuch am Beispiel von Tier 7.
Abb. 7: Korrelation von SV und SVRVP unter atrialer Modulation
Abb. 8: Vergleich zwischen SV und SVRVP unter atrialer Modulation über den gesamten Versuch am Beispiel von Tier 8.
Abb. 9: Korrelation von SV und SVRVP unter ventrikulärer Modulation
Abb. 10: Vergleich zwischen SV und SVRVP unter ventrikulärer Modulation über den gesamten Versuch am Beispiel von Tier 5
Abb. 11: Korrelation von SV und SVRVP unter Applikation von Dobutamin
Abb. 12: Vergleich zwischen SV und SVRVP unter Applikation von Dobutamin über den gesamten Versuch am Beispiel von Tier 3
Abbildung 13 : Zusammenfassung der vier Interventionen für die einzelnen Tier
Abb. 14: Korrelation von SV und SVRVP unter Myokardischämie
Abb. 15: Vergleich zwischen SV und SVRVP unter Myokardischämie über den gesamten Versuch am Beispiel von Tier 2
Abb. 16: Ersatzschaltbild des kleinen Kreislaufs, modifiziert nach Lanard [ 63 ]
Abb. 17: Modell zur Kalibrierung der Pulskonturmethode

[Titelseite] [Widmung] [1] [2] [3] [4] [5] [Bibliographie] [Lebenslauf] [Anhang] [Selbständigkeitserklärung] [Danksagung]

© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiML DTD Version 2.0
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Thu May 25 17:49:08 2000