Möglichkeiten des erweiterten hämodynamischen Monitoring

Inhalt

Einleitung

1. der Rechtsherzkatheter

1.1 Indikation
1.2 Kontraindikation
1.3 Zugangswege
1.4 Komplikationen
1.5 Messmethode

2. die PiCCO-Methode

2.1 Indikation
2.2 Kontraindikation
2.3 Zugangswege
2.4 Komplikationen
2.5 Messmethode

3. Fazit

4. Anhang

4.1 Abkürzungsverzeichnis
4.2 Normalwerte
4.3 Literatur

Über den Autor


Einleitung

Seit der erstmaligen Verwendung in den 70er Jahren hat der Pulmonalarterienkatheter einen festen Platz, sowohl in der Intensivmedizin zur Therapiesteuerung bei der akuten Linksherzinsuffizienz, schweren Schockzuständen, in der Herzchirurgie und akutem Lungenversagen, als auch bei der Diagnostik anderer Herzerkrankungen wie die der koronaren Herzkrankheit, welche im Herzkatheterlabor durchgeführt wird.

Doch sind die Entwicklungen besonders in der Intensivmedizin zügig vorangeschritten.

Mit Hilfe moderner Technik können jetzt hämodynamische Zustände kontinuierlich und zeitnah erfasst sowie Auswirkungen der Therapieänderungen sofort erkannt werden.

1. der Rechtsherzkatheter

Per Definition wird der Katheter transkutan über eine zentrale Vene in den Stamm der A. pulmonalis vorgeschoben, wo verschiedene Drücke gemessen werden können.

Dies wäre im Folgenden der CVP, der RAP, der PAP und der PCP.

Des Weiteren kann durch Zurückziehen des Katheters in die rechte Herzkammer der RVP gemessen werden. Wird ein Thermistorkatheter verwendet, kann eine Vielzahl von Parametern berechnet werden; z.B. das CO und der SVR.

Auf der Intensivstation kommt meist ein Vier-Lumen-Thermodilutionskatheter nach Swan-Ganz zum Einsatz. Am distalen Lumen wird externer Druckwandler (Transducer) angeschlossen, wo der PAP bzw. der PCWP gemessen wird. Der Temperatursensor (Thermistor) misst die Bluttemperatur in der Pulmonalarterie und wird mit dem HZV-Computer verbunden. Das proximale Lumen dient zum Injizieren des Bolusinjektates zur HZV Messung oder auch zum kontinuierlichen CVP- Monitoring.

Das vierte Lumen dient zum Aufblasen des Ballons, welches zur Sicherheit mit einem Verschlusshahn versehen ist, um ein versehentliches Aufblasen des Ballons und somit einen Verschluss der A. pulmonalis zu verhindern.


Abb. 1 Schematische Zeichnung eines PAK [aus [2] Seite 7]


1.1 Indikation

Zu den Indikationen gehören: der akute Myokardinfarkt, zur Kontrolle der Therapie (z.B. Volumen, Katecholaminen, IABP), schwere Schockzustände insbesondere bei der Sepsis, um eine kardiale Insuffizienz auszuschließen, in der Herzchirurgie bei z.B. aorto-koronarem Bypass mit schlechter linksventrikulärer Funktion (EF< 40%, Stenose > 75% des gemeinsamen Stammes), sonstige Operationen (z.B. bei schwerer Herzinsuffizienz Stadium III- IV nach NYHA, bei Phäochromozytom) und akutem Lungenversagen (zur Differenzierung zwischen respiratorischem und kardialem Funktionsversagen.

Ebenfalls kann der PAK bei einer akuten Lungenembolie und beim Verdacht auf eine Herztamponade (wenn keine Echokardiographie verfügbar ist) zur Diagnose eingesetzt werden. [Aus den Leitlinien der Deutschen Interdisziplinären Vereinigung für Intensiv- und Notfallmedizin (DIVI)]


1.2 Kontraindikation

Zu den absoluten Kontraindikationen gehören: die Trikuspidalstenose, die Pulmonalstenose, Tumoren im rechten Vorhof oder Herzkammer, angeborene Herzfehler wie "Single Ventricle".

Zu den relativen Kontraindikationen zählen: schwere vorbestehende Rhythmusstörungen, eine schwere Koagulopathie und neu gelegte Schrittmacherelektroden (Dislokationsrisiko!). [Aus den Leitlinien der Deutschen Interdisziplinären Vereinigung für Intensiv- und Notfallmedizin (DIVI)]

1.3 Zugangswege

Es gibt viele Zugangsmöglichkeiten um den Katheter einzuführen, so gibt es spezielle Vor- und Nachteile für die Wahl des Zugangweges.

Zum einen können periphere Venen wie die V. brachialis oder die V. basilica verwendet werden, insbesondere wenn eine schwere Verbrauchskoagulopathie vorliegt.

Allerdings muss bei Patienten, die längere Zeit schwerkrank sind, bedacht werden, dass beide Kubitalvenen thrombosiert sein könnten und somit bei der Wahl des Zugangweges nicht berücksichtigt werden können. Meistens werden jedoch zentrale Venen, wie die V. jugularis interna, die V. subclavia oder die V. femoralis gewählt.

Der Zugang über die V. femoralis sollte nur verwandt werden, wenn andere Möglichkeiten zum Langzeitmonitoring ausscheiden. [vgl. [1] Seite 37ff.]

1.4 Komplikationen

Zusammenfassend werden alle denkbaren Komplikationen bei Verwendung eines PAK in lokale, katheterbezogene, kardiale, pulmonale und allgemeine Komplikationen unterschieden.

Die lokalen Komplikationen umfassen die Fehlpunktion, auftretende Hämatome nach Punktion, Thrombophlebitiden oder den Venenspasmus.

Katheterbezogene Komplikationen sind alle Arten der Schleifen- und Knotenbildung, Katheterabschneidungen, Ballonruptur und Katheterfehllagen.

Auftretende ventrikuläre Herzrhtyhmusstörungen, Vorhofflimmern, vasovagale Reaktionen mit Bradykardie und Asystolie, Erregungsleitungsstörungen, Lungenödem oder traumatische Herzschädigungen werden zu den kardialen Komplikationen gezählt.

Zu den gefürchteten pulmonalen Komplikationen zählt die Lungenarterienruptur die eine sehr hohe Letalität hat.

Ebenfalls möglich sind Lungenarterienembolien, Lungeninfarkte und der Lungenabszess. Deshalb ist es wichtig, eine versehentliche Wanderung des Katheters nach distal zu erkennen. Dann sollte eine sofortige Lagekorrektur erfolgen.

Auch muss darauf geachtet werden, dass der Ballon nicht versehentlich lange geblockt wird. Eine bakterielle Sepsis mit Endokarditis in der Folge einer aufsteigenden Infektion am Katheter ist möglich. [vgl. [2] et. al.]



1.5 Messmethode

Es gibt verschiedene Methoden, um den CO zu messen. Kurz erwähnen möchte ich hier nur das Fick'sche Prinzip bei dem mit der Gleichung das Herzminutenvolumen berechnet werden kann.

Als Indikator dient der Sauerstoff, der mittels Blutgasanalyse gemessen wird. Meistens wird jedoch die Thermodilutionsmethode angewendet, da diese mit Hilfe moderner Technik (HZV- Computer) inzwischen mit einfachen Mitteln durchzuführen ist.

Eine Lösung, die kälter als Blut ist (ausreichend ist Raumtemperatur), wird in den rechten Vorhof injiziert (am proximalen Lumen des PAK).

Beim Durchfluss durch die rechte Kammer erfolgt eine Mischung mit dem Blut und damit eine Abkühlung dessen. Die Abkühlung wird durch den Thermistor gemessen. Je geringer das Blut im rechten Ventrikel durch die injizierte Flüssigkeit abgekühlt wird, umso mehr Blut hat die rechte Herzkammer gefördert und umso höher liegt das HZV.



Abb. 2: Schematische Zeichnung des Messprinzip des PAK


Tabelle 1: Stewart- Hamilton- Methode

Mit dem PAK misst man allerdings nur die Herzförderleistung des rechten Ventrikels.

Anhand der gewonnenen Daten können Rückschlüsse auf die linksventrikuläre Funktion gezogen werden. Daher ist bei einer Trikuspidalklappeninsuffizienz eine Anwendung dieses Verfahrens unsinnig, da Blut zurückströmt und die gemessenen Werte ungenau sind.

Ebenso wirkt sich ein Shuntvitium wie z.B. ein Atriumseptumdefekt oder ein Ventrikelseptumdefekt mit Links- Rechts- Shunt, als auch mit Rechts- Links- Shunt, negativ auf die gemessenen Werte aus.

Nach 72 h erhöht sich die Komplikationsrate durch Infektion so drastisch, das der Katheter entfernt werden sollte und ggf. durch einen neuen, sterilen Katheter ersetzt werden sollte. [vgl. [1] Seite 88]

2. Die PiCCO-Methode

… dient dem Anwender als Hilfsmittel zur Diagnose des Gesamtzustandes des Patienten und unterstützt somit Entscheidungen für die Therapiesteuerung.

Das Herzzeitvolumen wird sowohl diskontinuierlich mittels transpulmonaler Thermodilutiontechnik, als auch kontinuierlich durch die arterielle Pulskonturanalyse (PCCO) ermittelt.

Des Weiteren wird vom PiCCO die Herzfrequenz (i.e.S. die Pulsfrequenz), der systolische und diastolische Blutdruck gemessen und leitet den mittleren arteriellen Blutdruck ab.

Bei der Analyse der Thermodilutionskurve werden die mittlere Durchgangszeit (MTt) und die exponentielle Abfallzeit (DSt) zur Ermittlung von intra- und extravaskulären Flüssigkeitsvolumina verwendet. Bei Eingabe des Körpergewichtes und der Größe des Patienten stellt das PiCCO die Parameter bezogen auf Körperoberfläche bzw. Körpergewicht dar. Das PiCCO gibt es als Moduleinschub für HP-Monitore, als auch als separaten HZV- Computer und wurde von der Firma Pulsion entwickelt. [aus [3] Seite 2- 1]


2.1 Indikation

Der Einsatz des PiCCO ist bei Patienten indiziert, bei denen kardiovaskuläres und volumetrisches Monitoring notwendig ist (siehe Indikationen PAK), z.B. Patienten auf chirurgischen, internistischen, kardiologischen oder Brandverletzten-Intensivstationen, aber auch bei allen anderen Patienten, bei denen größere chirurgische Eingriffe in solch einem Ausmaß vorgenommen werden, dass eine kardiovaskuläre Überwachung nötig ist. [ebd.]

2.2 Kontraindikation

Generell ist festzustellen, dass es keine absoluten Kontraindikationen für die Methode gibt. Es sei denn, die Platzierung eines arteriellen Katheters und eines ZVK bedeutet ein inakzeptables Risiko. Das Messverfahren sollte nur bei Patienten angewendet werden, bei denen die zu erwartenden Messergebnisse den Risiken gerecht werden. Bei gleichzeitigem Einsatz einer IABP können mit dem PiCCO die kontinuierlichen Parameter aus der arteriellen Pulskonturanalyse nicht überwacht werden. [ebd.]

2.3 Zugangswege

Für die Applikation der kalten Indikatorflüssigkeit ist mindestens ein 1- Lumen ZVK vonnöten z.B. über die V. jugularis interna/externa, die V. subclavia oder V. basilica. Die Katheterlage sollte vor der Inbetriebnahme des PiCCO- Sytemes radiologisch kontrolliert werden, da es sonst evtl. zu Fehlmessungen führen kann.

Alternativ ist die Lage des ZVK auch durch die Ableitung des EKG aus der Katheterspitze möglich (a-Card).

Des Weiteren wird ein axillararterieller oder femoralarterieller Katheter mit eingearbeitetem Thermistor der Fa. Pulsion benötigt, der am HZV- Computer bzw. an das HZV- Modul angeschlossen wird.

Hat der Patient schon einen zentralen Venenkatheter, ist eine erneute Punktion nicht notwendig. Dies gilt auch, wenn der Patient schon an eine arterielle Blutdruckmessung angeschlossen ist. Dieser arterielle Katheter muss letztlich mittels Seldinger-Technik durch den der Fa. Pulsion ausgetauscht werden.

Eine weitere arterielle Punktion ist ebenfalls nicht notwendig.

2.4 Komplikationen

Die Komplikationen entsprechen denen der Anlage eines ZVK. Diese wären: Fehlpunktionen, Pneumo- / Hämatothorax, Luftembolie, Nervenschädigungen, Gefäßperforationen, Herztamponade, Katheterembolie. [siehe [4] Seite 745ff.]

Die folgende Tabelle aus der Studie von Frezza et. al. zeigt die Komplikationsrate der arteriellen Katheter. [vgl. [5] Frezza et. al. ]

Abb. 3: Schematische Zeichnung der transpulmonalen Thermodilution [aus [8]]

In zahlreichen experimentellen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass das ITBV ein besserer Indikator der kardialen Vorlast ist als der ZVD oder der PAWP. [vgl. [3] Seite: 4- 6] Bindels u.a. haben in Ihrer Studie bewiesen, dass das ITBI der deutlich bessere Parameter gegenüber dem PAWP zur Beurteilung der kardialen Füllung in der klinischen Routine ist.
[vgl. [9] Bindels et al.]

Das EVLW ist der einzige bettseitg erfassbare Parameter, mit welchem der Lungenstatus quantifiziert werden kann. Dies macht sich v.a. beim Lungenödem, das durch eine erhöhte pulmonalvaskuläre Permeabilität, im Rahmen einer Sepsis, verursacht wird, bemerkbar [vgl. [3] Seite: 4- 6]

"EVLW-Berücksichtigung bei der Volumensteuerung verringert das Lungenödem, die Beatmungstage und die Dauer der Intensivpflege!"
[zitiert aus [3] Seite: 4- 7]

Zum anderen wird mit der PiCCO- Methode eine kontinuierliche Pulskonturanalyse durchgeführt. Dabei werden folgende Parameter angezeigt bzw. errechnet: PCHZV (PCCO), ABP, HR, SV, SVV, SVR und dPmx . Ebenfalls können der PCHI und das SVI und der SVRI nach Eingabe der Patientengröße und des Gewichtes bestimmt werden.

Um die physiologische vorhandene Windkesselfunktion der Aorta einzubeziehen, muss zur Kalibration der Pulskonturanalyse die Compliance der Aorta gemessen werden. Dazu wird zeitgleich das transpulmonal gemessene HZV und der arterielle Blutdruck zur Bestimmung der Compliance verwendet.


Abb. 4: Pulskonturanalyse

Goedje u.a. beschreiben in ihrer Studie, dass das HZV, das aus der transpulmonalen Thermodilution bestimmt wird (COaorta), mit dem aus der pulmonalarteriellen Bestimmung (COpa) übereinstimmt.

Deshalb kann das COaorta zur Kalibrierung von PCCO benutzt werden. Die Korrelation und die Genauigkeit von PCCO vs. COa waren selbst ohne Rekalibrierung über 24 Stunden stabil. [aus [10] Goedjes et al.]

3. Fazit

Mit der PiCCO- Methode steht jetzt eine Möglichkeit offen, mit geringer Invasivität ein erweitertes hämodynamisches Monitoring durchzuführen.

Kritisch Kranke benötigen nicht noch zusätzlich einen Katheter, der zusätzliche z.T. schwerwiegende Komplikationen beherbergt, da die Anwendung bzw. die Positionierung in der Pulmonalarterie sich schwierig gestalten kann, und das Infektionsrisiko erhöht ist.

Die Platzierung eines Pulmonalarterienkatheters zur Messung des Herzzeitvolumens scheint nur noch zur Therapieststeuerung gerechtfertig, wenn bei einem kardiogenen Schock der Einsatz einer IABP erwogen bzw. eingesetzt wird.

Auch wird mit der Pulskonturanalyse das Herzzeitvolumen aktuell angezeigt und Veränderungen werden sofort, ohne erneute Thermodilutionsmessung, erkannt.

Ein bereits vorhandener zentraler Venenkatheter kann für die Bolusinjektion der transpulmonalen Thermodilutionsmessung verwendet werden.

Mit dem axillararteriellen oder femoralarteriellen Katheter der Fa. Pulsion kann, bzw. muss der arterielle Blutdruck gemessen werden.

Dies wirkt sich auch positiv auf den Kostenfaktor aus. Auch weil der arterielle Katheter für die PiCCO- Methode nach ~72 h nicht entfernt werden muss, ist sie dem Pulmonalarterienkatheter deutlich überlegen.

Zur Diagnostik in der Kardiologie bleibt der Pulmonalarterienkatheter das Mittel der Wahl. Auch beim Einsatz in der Kardiochirurgie hat der PAK immer noch seine Daseinsberechtigung.

4. Anhang

4.1 Abkürzungen

ABP Arterial blood pressure = arterieller Blutdruck

CFI cardiac function index
CO cardiac output = Herzzeitvolumen (HZV)
CVP central venous pressure = zentraler Venendruck (ZVD)

DSt exponential downslope time = exponentielle Abfall- oder Auswaschzeit
dPmx Index der linksventrikulären Kontraktilität

ELWI extravascular lung water index
EVLW extravascular lung water = extravasales Lungenwasser

IABP Intraaortale Ballonpumpe
ITBI intrathoracic blood volume index
ITBV intrathoracic blood volume = intrathorakales Blutvolumen

MTt mean transit time = mittlere Durchgangszeit

PAK Pulmonalarterienkatheter
PAP pulmonal artery pressure = Pulmonalarteriendruck
PCCO pulse contour cardic output = Pulskonturherzzeitvolumen (PCHZV)
PCHI pulse contour heart index = Pulskonturherzindex
PCP pulmonal capillary pressure = Pulmonalkapilärer Druck
PCWP pulmonal capillary wedge pressure = pulmonalarterieller Verschlussdruck

RAP right atrial pressure = rechter Vorhofdruck
RVP right ventricular pressure = rechter Herzkammerdruck

SV Stroke volume = Schlagvolumen
SVI Stroke volume index = Schlagvolumenindex
SVR System vascular resistance = systemvaskulärer Widerstand
SVRI System vascular resistance index = Systemvaskulärerer Widerstandsindex

ZVK zentralvenöser Katheter

4.2 Normwerte

geboren 1972 in Geislingen Krankenpflegeausbildung von 1994 bis 1997 in der Helfensteinklinik Geislingen September 1997 - Oktober 1998: internistische Normalstation November 1998: internistische Intensivstation PG 54 in der Klinik am Eichert Göppingen Fachweiterbildung für Anästhesie- und Intensivpflege 01/03

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Links zum Artikel:   •  Fallbeispiel: Knoten im Thermodilutionskatheter   •  Deutsche Interdisziplinäre Vereinigung für Intensiv- und Notfallmedizin (DIVI)   •  Klinik am Eichert, Göppingen   •  PULSION Medical Systems AG
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