Summary
Frank-Starling-Sarnoff-kurven er klinisk vigtig og beskriver forholdet mellem hjertebelastning og output. Denne rapport illustrerer en ny metode til samtidig jugulær venøs og carotis arteriel Doppler-velocimetri som forbigående surrogater af henholdsvis hjerteforbelastning og output; denne tilgang er aktiveret af trådløs, bærbar Doppler ultralyd.
Abstract
En preload challenge (PC) er en klinisk manøvre, der for det første øger hjertefyldningen (dvs. preload) og for det andet beregner ændringen i hjerteudgangen. Grundlæggende er en pc en sengetilgang til test af Frank-Starling-Sarnoff-kurven (dvs. "hjertefunktion"). Normalt har denne kurve en stejl hældning, således at en lille ændring i hjerteforbelastningen genererer en stor ændring i slagvolumen (SV) eller hjerteudgang. I forskellige sygdomstilstande flader hældningen af dette forhold imidlertid ud, således at forøgelse af volumenet i hjertet fører til lille stigning i SV. I dette patologiske scenario er det usandsynligt, at yderligere hjertebelastning (f.eks. intravenøs væske) er fysiologisk effektiv og kan føre til skade, hvis organoverbelastning udvikler sig. Derfor er det klinisk nyttigt at udlede både hjerteforbelastningen og udgangen, da det kan styre intravenøs (IV) væskegenoplivning. Derfor er målet med denne protokol at beskrive en metode til samtidig sporing af surrogaterne for hjerteindlæsning og output ved hjælp af en ny, trådløs, bærbar ultralyd under en velvalideret forudbelastningsudfordring.
Introduction
Frank-Starling-Sarnoff-kurven beskriver forholdet mellem hjertebelastning og output 1,2,3,4. Historisk set er denne kurve afbildet ved at plotte det rigtige atriale tryk på abscissen og hjerteudgangen eller slagvolumen (SV)5 på ordinaten. Vurdering af hældningen af denne kurve er klinisk vigtig, fordi forholdet mellem hjertefyldning og output er dynamisk; Således informerer kurvens hældning genoplivningsstrategien 1,4. Specifikt, hvis hældningen af Frank-Starling-Sarnoff-kurven (dvs. "hjertefunktion") er stejl, øger forøgelsen af forbelastningen (f.eks. Administration af intravenøs væske) udgangen. I modsætning hertil, hvis hældningen af hjertefunktionskurven er lav, øger tilvejebringelse af intravenøs (IV) væske ikke SV2.
Det er vigtigt at vide, hvornår IV-væske øger eller ikke øger SV, så den behandlende kliniker kan undgå fysiologisk ineffektiv væske 4,6, med andre ord scenariet, hvor det at give IV-væske til en patient ikke øger SV 7,8. Identifikation af denne relativt almindelige kliniske tilstand opnås via en preload challenge (PC), som er en klinisk manøvre, der "tester" hældningen af hjertefunktionskurven3. En PC opnås ved hurtigt at øge hjertefyldningen og måle ændringen i SV9. Som ovenfor kan IV-væske fungere som en pc, ligesom gravitationsmanøvrer såsom at bevæge hovedet under hjertets niveau (dvs. Trendelenburg-positionering)10 eller bevæge sig fra en semi-liggende stilling til liggende med benene hævet (dvs. en passiv benhævning)11. Faktisk er den passive benløft (PLR) en velaccepteret og velvalideret pc, der anvendes på moderne intensivafdelinger og anbefales af eksperter forud for IV-væskeadministration under sepsisgenoplivning 4,12. Det er vigtigt, at det foreslås, at klinikeren under PLR skal måle både hjerteforbelastningen (f.eks. ændringen i højre atrietryk) og output (f.eks. ændringen i SV) for tilstrækkeligt at teste hjertefunktionskurven13. Førstnævnte udføres dog sjældent, da samtidige målinger er besværlige, og et invasivt kateter placeret i højre atrium ofte er påkrævet.
Ultrasonografiske surrogater af hjertefyldning og output er vokset i popularitet i løbet af de sidste par årtier, især i akutafdelinger og intensivafdelinger 2,14. Specifikt fungerer den samtidige vurdering af både en stor vene og en stor arterie som en surrogat for hjertebelastning og udgang, henholdsvis 2,15. For eksempel har morfologiske ændringer i stor vene Doppler vist sig at spore højre atrietryk - dette gælder for de indre jugulære 16,17,18, lever- og portalvener 19, overlegen vena cava 20, ringere vena cava 21, lårbensvener 22 og endda intrarenale vener 23. Således fungerer stor vene Doppler-velocimetri som en surrogat til hjertefyldning2. Doppler i en stor arterie kan dog forbigående spore ændringer i hjerteudgangen. For eksempel har målinger af almindelig halspulsåre systolisk tid 24,25, hastighed 26,27,28 og flow 29,30 vist løfte om at detektere SV-ændringer.
En ny, trådløs, bærbar, kontinuerlig bølge Doppler ultralyd, der samtidig insonerer både den indre jugular vene og fælles halspulsåre er tidligere blevet beskrevet 14,15,27,28,31,32,33,34,35,36 . Heri illustreres en metode, der bruger denne enhed under en almindeligt anvendt, klinisk pc - den passive benhævning. Endvidere beskrives de interne jugulære og fælles carotisarterielle Doppler-morfologier under pc'en som mulige surrogater af henholdsvis hjerteforbelastning og output. Denne protokol er klinisk vigtig, fordi den giver både et praktisk og fysiologisk grundlag for fremtidig patientundersøgelse. For eksempel kan indlagte patienter (f.eks. perioperativ indstilling, sepsis, kritisk syg) og ambulante patienter (f.eks. Kongestivt hjertesvigt, dialyse) overvåges ved hjælp af metoden eller ændringer deraf, der er beskrevet nedenfor.
Protocol
Når du udfører en forudindlæsningsudfordring ved hjælp af det trådløse, bærbare Doppler-ultralydssystem, er der en række kritiske trin, som brugeren bør overveje. Der blev indhentet skriftligt og informeret samtykke til denne protokol; Studiet er gennemgået og godkendt af Det Videnskabsetiske Råd for Sundhedsvidenskab Nord. De fulgte procedurer var i overensstemmelse med de lokale etiske standarder fra udvalget for menneskelige forsøg og med Helsingfors-erklæringen fra 1975.
1. Identifikation af en passende patient
- Identificer en patient, som den bærbare Doppler ultralydsenhed vil blive placeret på. Sørg for, at patienten er rolig og relativt ubevægelig for at minimere fonering og deglutition i løbet af vurderingen (1-5 min).
- Placer patienten i semi-liggende eller semi-Fowler position i hospitalssengen eller gurney. Juster specifikt sengen, så torsoen er i en vinkel på 30-45° over vandret.
2. Indhentning af halspulsåren og interne jugular Doppler-signaler
- Tænd for den bærbare Doppler ultralyd ved at trykke på den runde knap i midten af ultralydsenheden. Blå lys omkring periferien af knappen blinker, hvilket signalerer, at enheden er tændt og klar til parring med en smartenhed.
- Tænd for den dedikerede applikation på smartenheden. Tryk på startknappen på smartenhedsapplikationen. Overhold listen, der vises på applikationen, der viser de synlige, bærbare ultralydsenheder i fysisk nærhed af smartenheden. Match nummeret, der er fastgjort til forsiden af den ønskede ultralydsenhed, til den angivne enhed på applikationslisten. Tryk på connect for at parre den ønskede ultralydsenhed med applikationen.
- Bekræft, at den ønskede ultralydsenhed er parret ved at observere hvide blinkende lys omkring knappen i midten af enheden. Tryk korrekt på smartenhedsapplikationen for at fuldføre parringen.
- Påfør en lille mængde ultralydgel på transducerkilens store overflade på bagsiden af ultralydsenheden.
BEMÆRK: Gelapplikationen producerer en karakteristisk Doppler-signalartefakt, som kan ses på smartenhedsapplikationen. - Tryk let på transducerkilens store side for at sikre, at enheden er aktiv og parret med smartenhedsapplikationen. Sørg for, at lydstyrken på smartenhedsapplikationen er tændt ved at trykke på lydstyrkeikonknappen i øverste højre hjørne af applikationsdisplayet.
- Med patientens hals lidt udstrakt, bemærk larynxprominensen, og hold ultralydsenheden, så transducerkilens store ansigt vender nedad mod patientens hjerte. Placer enhedens kile på det laterale aspekt af patientens larynxprominens. Se efter et lyd- og visuelt svar på smartenhedsapplikationen: den øverste del af applikationen viser et bølgeformspektrum for halspulsåren og halsvenen. Den nederste del af applikationen kvantificerer den korrigerede strømningstid (ccFT) for hver hjertecyklus, der vises som grønne bjælker.
- Skub transducerfladen på patientens hals sideværts fra et vinkelret plan defineret af luftrøret, indtil carotis Doppler-spektret registreres både visuelt og hørbart på smartenhedsapplikationen.
BEMÆRK: Hos de fleste patienter detekteres de lyd- og visuelle Doppler-spektre af halspulsåren og jugularvenen inden for få centimeter fra den laterale larynxgrænse.
3. Optimering af halspulsåren og interne jugular Doppler-signaler
- Mens du holder enheden på plads, skal du observere carotis Doppler-spektret og dets funktioner øverst på applikationsdisplayet. Et godt halspulsåre Doppler-signal identificeres ved dets karakteristiske skarpe hastighedsvandring med et godt signal-støj-forhold og et klart dikrotisk hak, der afgrænser slutningen af mekanisk systole. Applikationen begynder automatisk at spore Doppler-spektret, når der opnås et stærkt nok signal, angivet med en hvid linje omkring bølgeformens maksimum.
- Mens du holder enheden på plads, skal du observere hastighedsmålingerne ved hjælp af skalaen øverst til venstre på smartenhedens display. Brug auto-trace over halspulsåren maksimum, sikre, at sporet er i et typisk interval. Den maksimale systoliske hastighed af halspulsåren er typisk mellem 50 cm / s og 120 cm / s, og slutdiastolisk hastighed er typisk mindre end 20 cm / s.
- Skub langsomt ultralydsenheden sideværts lidt med et par millimeter, mens du ser på det dikrotiske hak på arteriespektret for at sikre, at en klar hastighed nadir observeres pålideligt. Hvis den dikrotiske hakhastighed bliver vanskelig at se, skal du gentage dette trin, men skub ultralydsenheden medialt.
- Gentag trin 3.1-3.3 over den kontralaterale halspulsåre for at vurdere tilstedeværelsen af en klarere dikrotisk hakhastighed.
- Efter at have observeret tilstedeværelsen af en klar dikrotisk hakhastighed på begge halspulsårer, skal du vælge den side af nakken, som enheden skal klæbes til. Vælg den side med den mest åbenlyse dikrotiske hakhastighed. Hvis begge sider af halsen har lige acceptable dikrotiske hakhastigheder, skal du vælge den side af halsen med det mest robuste indre jugular Doppler-spektrum.
4. Klæber ultralydsenheden til nakken
- Forbered dig på at klæbe enheden til den valgte halspulsåre ved visuelt at bemærke, hvor på nakken det bedste signal blev opnået. Brug om nødvendigt en hudmarkeringspen til at identificere den optimale placeringsposition. Løft enheden fra nakken, og fjern den beskyttende bagside fra klæbemidlet, der er fastgjort til ultralydsenheden.
- Overhold transducerfladen på ultralydsenheden, og bestem, om der er en tilstrækkelig mængde ultralydgel tilbage. Hvis det er nødvendigt, skal du genanvende en lille mængde ultralydgel på transducerens ansigt. Fjern overskydende ultralydsgel fra halsen, der kan have været tilbage under signalopdagelse, da dette kan forstyrre enhedens vedhæftning.
- Sæt apparatet tilbage i nakken til det sted, der er angivet i trin 4.1, med transducerkilens store flade pegende nedad mod hjertet. Glat klæbemidlets vinger over halsen. Fjern den beskyttende bagside fra klæbemidlets spidser efter at have trukket tæt; Placer filmen mod huden for at fastgøre enheden helt til nakken. Overvåg hals- og halsspektrene under hele vedhæftningen for at sikre, at signalet ikke går tabt.
5. Udførelse af en preload challenge via en passiv benhævning (PLR)
- Sørg for, at patienten er i semi-liggende stilling på hospitalssengen eller gurney, som identificeret i trin 1.2.
- Ryd smartenhedens applikationsdata ved at trykke på genstart på smartenhedsapplikationen. Tryk på start vurdering på smartenhedsapplikationen for at opnå basislinjemålene for passiv benløft (PLR). Begynd med 30-60 s hvilebaseline med patienten i semi-liggende stilling på hospitalssengen eller gurney. Se efter en markør, der vises i den nederste del af programdisplayet for at angive begyndelsen af vurderingen.
- Forbered de nødvendige foranstaltninger til at udføre en PLR (f.eks. Få ekstra sygeplejehjælp efter behov).
- Når du er klar til at udføre en PLR, skal du trykke på markér intervention på smartenhedsapplikationen for at angive begyndelsen på forudindlæsningsudfordringen (i dette tilfælde en PLR). Se efter en markør, der vises i den nederste del af applikationsdisplayet for at angive begyndelsen på interventionen. udføre en PLR; Uden at røre patienten skal du flytte hospitalssengen eller gurneyen, så torsoen flyttes nedad til vandret, og benene løftes til 30-45 ° over vandret.
BEMÆRK: Brugeren skal være meget omhyggelig med at holde patienten helt passiv under denne manøvre. - Hold patienten i PLR-position i 90-120 s.
BEMÆRK: Under hele manøvren er det afgørende, at patienten holder nakken helt stille for ikke at ændre insonationsvinklen mellem transducerfladen og karrene i nakken. Hvis det er nødvendigt, stabiliseres patientens hals manuelt. - Overhold jugular Doppler-spektret på smartenhedsapplikationen under interventionen; vurdere for ændringer i den absolutte jugulære venøse hastighed og dens mønster som surrogat for det jugulære venøse tryk.
- Overhold udviklingen af de grønne bjælker på smartenhedsapplikationen under interventionen; vurdere ændringer i ccFT før og efter starten på preload-udfordringen. Smartenhedsapplikationen kvantificerer automatisk ccFT for hver hjertecyklus og repræsenterer dette som en grøn bjælke.
- Når interventionen er fuldført, skal du trykke på slutvurdering på smartenhedsapplikationen. Se efter en markør, der vises i den nederste del af applikationsdisplayet for at angive afslutningen på vurderingen.
- Sæt patienten tilbage i baseline, semi-liggende stilling.
- Hvis det ønskes, skal du trykke på gem på smartenhedsapplikationen for at gemme vurderingen og eksportere datafilerne (se yderligere datanoter for flere detaljer).
6. Iagttagelse af ændringerne i carotiskorrigeret strømningstid (ccFT) på smartenhedsapplikationen efter den afsluttede vurdering
- Overhold de vurderede ændringer i ccFT, der vises i en gul boks nederst til højre i applikationen.
BEMÆRK: Smartenhedsapplikationen kvantificerer automatisk ændringerne i ccFT mellem de registrerede baselinemålinger og preload challenge/interventionsmålingerne. - Tryk på gem i applikationen, og vent på, at dataene opdeles i følgende filer: to filer i .txt format, der indeholder IQ- og Tick-data fra Doppler-enhedens hardware; en fil i PKL format, der indeholder spektrogramoplysningerne (brug dette til at visualisere de indsamlede data i realtid online); og to filer i .json-format, der indeholder sessionsoplysninger (f.eks. dato og klokkeslæt, hardwareindstillinger for smartenheder, brugerindstillinger og mere) og beregninger i realtid pr. hjertecyklus.
Representative Results
Med hensyn til fortolkning af den kontinuerlige venøse-arterielle Doppler-ultralyd under en preload-udfordring er generelle fysiologiske reaktioner illustreret i figur 1, figur 2, figur 3 og figur 4.
For det første ledsages en lille stigning i hjerteforspændingen hos en patient med en normal, opretstående hjertefunktionskurve (f.eks. som udledt af jugular venøs Doppler) af en relativt stor stigning i slagvolumen (f.eks. som angivet ved ccFT-forstærkning)2,14,36; Dette er eksemplificeret ved figur 1. Udledning af ændringer i jugular venous pressure (JVP) fra jugular Doppler-spektret under preload-udfordringen fortjener en vis uddybning. Igen er denne fysiologiske variabel en surrogat for hjertebelastning eller påfyldning. Normalt kollapses jugularvenen i opretstående stilling, når det jugulære venøse tryk er mindre end det atmosfæriske tryk. I Doppler-spektret oversættes dette til en relativt høj hastighed (dvs. normalt mere end 50 cm / s) med minimale pulsationer og lav amplitude (dvs. intensiteten eller "lysstyrken" af jugularsignalet). Derefter, hvis det jugulære venøse tryk stiger under manøvren, afrundes venen i diameter, dens hastighed falder (dvs. normalt til mindre end 50 cm / s), intensiteten (dvs. "lysstyrke") øges, og bølgeformen bliver mere pulserende 2,14,36. Som vist i figur 1 indikerer ændringen i den venøse Doppler-morfologi, at halsvenen er steget i diameter (dvs. faldende hastighed, stigende amplitude) og begynder at følge de rigtige atriale trykafbøjninger. Selvom det ikke er afbildet, med øget højre atrietryk, kan "v" -bølgen under sen systole spalte den monofasiske bølge, der ses i figur 1, i en systolisk "s" hastighedsbølge og en diastolisk "d" hastighedsbølge 2,14,36. I endnu ikke offentliggjorte data fra raske frivillige observerede vi, at jugular venøs Doppler-morfologi var det mest nøjagtige venøse ultrasonografiske mål til at skelne mellem lave og høje preload-tilstande.
I modsætning hertil er en unormal reaktion afbildet i figur 2. Et klinisk eksempel på denne patofysiologi er en hypovolemisk, venodilateret, septisk patient med udviklende septisk hjertedysfunktion 2,15,36. En sådan patient har nedsat venøs tilbagevenden (hvilket reducerer hjerteforbelastningen, dvs. det rigtige atriale eller jugulære venøse tryk) og samtidig deprimeret hjertefunktion 2,15,35,36. Derfor demonstrerer denne patient ved baseline en kontinuerlig, lav-JVP venøs Doppler-morfologi, der øges (dvs. bliver mere pulsatil) under preload-udfordringen uden en signifikant stigning i ccFT. Dette beskriver effektivt en flad hældning af hjertefunktionskurven.
Resultaterne fra kontinuerlig venøs-arteriel Doppler kunne også advare den behandlende kliniker om problemer med PLR selv. For eksempel kan PLR i nogle situationer ikke rekruttere nok venøst blod fra underekstremiteterne og splanchnisk cirkulation til at generere en fysiologisk effektiv preload challenge4. Uden at vurdere hjertefyldningen kan dette resultere i en "falsk negativ" PLR. Men hvis klinikeren ser lidt ccFT-respons (dvs. som en apopleksivolumensurrogat) kombineret med ingen ændring i den venøse Doppler (dvs. som surrogat for preload), kan dette indvarsle en ineffektiv PLR, som det ses i figur 3.
Endelig er det afgørende, at PLR-manøvren er tro mod sin navnebror, hvilket betyder, at patienten ikke udøver noget, når torsoen falder og benene hæver13. Dette undgår adrenerg udledning, hvilket kan øge hjertefunktionen uafhængigt af venøs tilbagevenden; Som beskrevet i figur 4 kan dette uønskede scenario imidlertid indikeres af parametrene for et stigende slagvolumen i arteriesignalet kombineret med en venøs Doppler-morfologi, hvilket tyder på nedsat venøst tryk.
Figur 1: Øget hældning af hjertefunktionskurven. I et eksempel på et "normalt" eller "forventet" resultat udvikler den venøse bølgeform sig fra at være høj hastighed, lav amplitude og ikke-pulsatil til at være lavere hastighed, højere amplitude og pulserende karakter. Den pulserende venøse bølgeform kan markeres af et monofasisk signal, som det ses her. Samtidig viser den arterielle Doppler-bølgeform en stigning i ccFT fra baseline, hvilket tyder på, at stigningen i hjerteforbelastningen modsvares af en stigende hjerteudgang. Disse reaktioner indikerer tilsammen en "hjertefunktionskurve" med en stejl hældning. Y-aksen på spektret repræsenterer hastigheden i centimeter pr. Sekund. Den positive hastighed er mod hjernen (fx halspulsåren), mens den negative hastighed er mod hjertet (fx halshastigheden). X-aksen på spektret er tid. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Flad hældning af hjertefunktionskurven. Et "unormalt" respons under en preload-udfordring er kendetegnet ved en venøs Doppler-bølgeform, der udvikler sig som ovenfor, men med et arterielt respons, der ikke afslører nogen signifikant ændring eller endda et fald i ccFT sammenlignet med baseline, som det ses her. Denne konstellation af venøse og arterielle fund indebærer en flad eller potentielt nedsat hjertefunktionskurve med øget forbelastning. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Ingen ændring i den venøse Doppler. En preload udfordring, der ikke viser nogen signifikant ændring i den venøse Doppler-bølgeform, kan repræsentere en utilstrækkelig ændring i hjertefyldning, hvilket betyder, at der ikke forventes nogen ændring i arteriespektret. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Faldende forudindlæsning under en forudindlæsningsudfordring. En preload udfordring, der viser stigende venøs hastighed og en signifikant stigning i arterielle Doppler-målinger, kan betyde forstærket adrenerg tone (dvs. sympatisk stimulering), således at hjertefunktionen øges uafhængigt af venøs tilbagevenden. Denne omstændighed kan være resultatet af en "ikke-passiv" benforhøjelse, for eksempel hvis patienten anstrenger sig for at ændre deres kropsposition. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: Enheden på en frivillig. Klik her for at se en større version af denne figur.
Discussion
Hovedformålet med dette visuelle eksperiment er at beskrive en protokol til samtidig sporing af surrogater af hjerteindlæsning og output under en velvalideret pc ved hjælp af en trådløs, bærbar ultralyd. Målet er ikke at beskrive en specifik undersøgelsesprotokol hos patienter i sig selv. Beskrivelsen af kontinuerlig venøs og arteriel Doppler tjener imidlertid som et praktisk og fysiologisk grundlag for design af undersøgelser hos patienter, der både har behov for genoplivning (f.eks. perioperativ periode, sepsis) eller de-genoplivning (f.eks. kongestiv hjerteinsufficiens, dialyse, manglende frigørelse fra mekanisk ventilation)15,36.
Den beskrevne metode anvender en bærbar, kontinuerlig bølge Doppler-ultralyd, der samtidig insonerer en større vene og arterie for at udlede hjertefunktionen under en PC15. Afgørende for denne metode er udvælgelsen af en passende, samarbejdsvillig patient og sikring af en minimal vinkelændring mellem beholderne og transduceren under hele vurderingen. Desuden er det afgørende at sikre en klar og konsistent dikrotisk hakhastighed for at muliggøre en konsekvent måling af den systoliske tid. Endelig skal brugeren sætte pris på den venøse Doppler-morfologi og dens variation over et spektrum af jugulært venøst tryk (JVP), som diskuteret ovenfor i de repræsentative resultater.
Som en modifikation af den beskrevne metode kan PC'en i stedet for en PLR bestå af en hurtig infusion af intravenøs væske9, der bevæger en helt liggende patient fra vandret til hovedet nedad med 15-30 ° (dvs. Trendelenburg positionering)10 eller åndedrætsmanøvrer såsom end-ekspiratorisk okklusion34. Disse tilgange er gavnlige, idet der er mindre patientbevægelse og tilsyneladende en reduceret risiko for vinkelændring under vurderingen. Generelt kræver fejlfinding af alle pc'er med den bærbare ultralyd stabil nakkepositionering, ekstra klæbemiddel for at sikre insonationsvinklen, forlængelse af vurderingen, når fonerings- eller deglutitionsartefakter forekommer, omplacering af enheden eller tilsætning af ultralydgel for at optimere den akustiske kobling til patienten31.
Der er begrænsninger for metoden til kardiovaskulær slutning beskrevet i dette manuskript. Med hensyn til det jugulære venøse signal er Dopplermorfologien en surrogat af det jugulære venøse tryk, som i sig selv er et surrogat af det rigtige atrietryk37,38,39,40. Derfor er der ingen sikkerhed for, at hjerteforbelastningen øges baseret på de venøse Doppler-ændringer alene. Ikke desto mindre varierer den venøse Doppler-bølgeform sin morfologi baseret på trykafbøjningerne af højre atrium17,18,41; Dette er blevet observeret i flere store vener ud over jugularen. For eksempel estimerer evalueringer af den overlegne og ringere vena cava og lever-, portal-, intrarenal- og lårbensvenerne alle kvalitativt venetrykket42. Mere specifikt dannes den fremtrædende venøse hastighedsbølge under systole ved x-nedstigningen af det højre atrietryk og den diastoliske hastighedsbølge ved y-nedstigningen af det højre atriale tryk. Hastigheden nadir mellem systole og diastole skyldes det højre atrietryk "v bølge"16,17,18,42.
Derudover, mens varigheden af mekanisk systol er direkte proportional med slagvolumenet, medieres den systoliske tid, svarende til SV, af hjertefrekvens, forudbelastning, efterbelastning og kontraktilitet43. Mens ccFT-ligningen korrigerer for puls, er en begrænsning af ccFT som surrogat for slagvolumenet, at det bestemmes af andre hæmodynamiske input. Ikke desto mindre har stigninger i ccFT med mindst 7 ms 24 eller med +2% -4% vist sig nøjagtigt at detektere en stigning på 10% i SV hos kritisk syge patienter 24, raske frivillige, der udfører en preload modificerende manøvre44,45, og raske frivillige, der gennemgår simuleret moderat til svær blødningsgenoplivning 27. Desuden er ccFT blevet brugt til nøjagtigt at spore skiftende SV'er i den elektive kirurgiske population under åndedrætsmanøvrer46. Hvis det antages, at efterbelastning og kontraktilitet er relativt konstant under en fokuseret pc, varierer ccFT primært på grund af ændringer i SV.
Desuden er de absolutte og relative kontraindikationer for denne tilgang endnu ikke uddybet, især hos patienter. Som nævnt ovenfor er den mest almindelige kontraindikation sandsynligvis en manglende evne til at samarbejde (fx delirious, tale, bevægelse, rigors). Dette gælder for mange moderne vitale tegnmonitorer, selvom den bærbare ultralyd er særlig følsom over for fonation og nakkebevægelse. Derfor fungerer enheden meget godt hos intuberede og lammede patienter i operationsstuen; En undersøgelse ved hjælp af enheden på patienter, der modtager elektiv koronararterie bypass podning, er i øjeblikket tilmelding. Fysiologisk variation mellem de modsatte halspulsårer hos en bestemt patient er mulig; Denne bekymring mindskes imidlertid, fordi patienten i PC-paradigmet fungerer som deres egen kontrol (dvs. en pre-post intervention). Derfor forventer vi, at mens de forskellige sider af halsen (figur 5) kan producere lidt forskellige venøse og arterielle Doppler-signaler, bør ændringen være konsekvent med undtagelse af signifikante ensidige abnormiteter (f.eks. Stenose). Fysiske begrænsninger kan også udgøre problemer (f.eks. Centrale linjer, halsbånd i livmoderhalsen, trakeotomibånd, traumer, korte halse eller svær cervikal kyfose). Fysiologiske kontraindikationer såsom moderat til svær carotisstenose, aortastenose, arytmi og unormale åndedrætsmønstre er også af potentiel bekymring. Generelt er en PLR med realtidsmålinger af hjerteudgang imidlertid resistent over for mange af disse problemer, herunder arytmi 4,11. Enheden undersøges i øjeblikket hos både spontant indåndende akutafdelingspatienter og i operationsstuen; Andelen med ubrugelige signaler vil blive hentet fra disse data.
Betydningen af metoden beskrevet ovenfor er, at den vedhæftede ultralyd kan prøve minutter med kontinuerlige data, mens håndholdte tilgange typisk er begrænset til nogle få hjertecyklusser48,49. Derudover måler softwaren til den bærbare ultralyd den arterielle Doppler-variationskoefficient. Fra dette implementeres et "smart vindue" for at prøve et tilstrækkeligt antal hjertecyklusser ved baseline og under interventionen; Dette statistiske instrument skræddersyr målepræcisionen til hver preload challenge47. I betragtning af at den bærbare ultralyd forbliver fastgjort til patienten, mindskes risikoen for menneskelige faktorer50,51, der øger målevariabiliteten; Dette gælder for både arteriel og venøs insonation. Et andet væsentligt aspekt ved denne metode er, at samtidig venøs og arteriel Doppler-vurdering gør det muligt for klinikeren indirekte at vurdere hjertebelastningen under en dynamisk manøvre; Dette anbefales af eksperter på området13, men udføres sjældent, fordi måling af det rigtige atrietryk er besværligt. Følgelig giver kontinuerlig venøs-arteriel Doppler under en pc et dybere billede af hjertefunktionen ved sengen. Selvom denne metode beskrevet ovenfor kan bruges til at bedømme intravenøs væskegenoplivning, er den også lovende til måling af "de-genoplivning"15,52 eller forudsigelse af fravænning fra mekanisk ventilation 53 og bør undersøges i fremtidig klinisk forskning. For eksempel kan diurese hos patienter med volumenoverbelastning afsløres ved tegn på faldende ret atrietryk i det venøse Doppler-signal, efterhånden som volumenfjernelsen skrider frem. Hvis patienten får en PLR før og efter dialyse, bør ændringen i arterielle Doppler-målinger indikere øget hjertefunktion, som tidligere rapporteret52.
En metode til kontinuerlig venøs-arteriel Doppler under en pc opnås bedst ved at følge de seks generelle trin, der er beskrevet ovenfor i protokolafsnittet. Et nyt, trådløst, bærbart Doppler-ultralydssystem hjælper dette paradigme ved at overholde en patient og muliggøre en relativt fast insonationsvinkel under forspændingsændringen. Grundlæggende kan samtidig, øjeblikkelig, venøs-arteriel Doppler uddybe de to akser i Frank-Starling-Sarnoff-forholdet og derfor give ny indsigt i hjertefunktionen. Dette er især vigtigt ved håndtering af akut syge patienter; Både mængdeadministration og fjernelse kunne forbedres ved denne nye tilgang. Mens ovenstående diskussion stort set er begrænset til indlæggelsesapplikationer, er yderligere ambulante anvendelser inden for områderne kongestiv hjertesvigt, kronisk nyresvigt og pulmonal hypertension også muligheder. Følgelig kan kontinuerlig venøs-arteriel Doppler låse op for uforudsete kanaler for udforskning inden for hæmodynamik og relaterede medicinske discipliner.
Disclosures
J.E.S.K., S.O.G., D.J., L.M.H., E.R., G.C., J.K.E. arbejde for Flosonics Medical, opstarten, der bygger den bærbare Doppler ultralyd; R.A. og B.N. erklærer ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Ingen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| FloPatch | Flosonics | ||
| iPad | Apple | ||
| ultrasound gel |
References
- Berlin, D. A., Bakker, J. Starling curves and central venous pressure. Critical Care. 19 (1), 55 (2015).
- Kenny, J. -E. S. Assessing fluid intolerance with Doppler ultrasonography: A physiological framework. Medical Sciences. 10 (1), 12 (2022).
- Monnet, X., Marik, P. E., Teboul, J. -L. Prediction of fluid responsiveness: An update. Annals of Intensive Care. 6 (1), 111 (2016).
- Monnet, X., Shi, R., Teboul, J. -L. Prediction of fluid responsiveness. What's new. Annals of Intensive Care. 12 (1), 46 (2022).
- 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).
- 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).
- Douglas, I. S., et al. Fluid response evaluation in sepsis hypotension and shock: A randomized clinical trial. Chest. 158 (4), 1431-1445 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
- Monnet, X., et al. Passive leg raising predicts fluid responsiveness in the critically ill. Critical Care Medicine. 34 (5), 1402-1407 (2006).
- Bentzer, P., et al. Will this hemodynamically unstable patient respond to a bolus of intravenous fluids. JAMA. 316 (12), 1298-1309 (2016).
- Monnet, X., Teboul, J. -L.
- Kenny, J. -ÉS. Functional hemodynamic monitoring with a wireless ultrasound patch. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (5), 1509-1515 (2021).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- Sivaciyan, V., Ranganathan, N. Transcutaneous doppler jugular venous flow velocity recording. Circulation. 57 (5), 930-939 (1978).
- 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).
- Ranganathan, N., Sivaciyan, V. Jugular venous pulse descents patterns - Recognition and clinical relevance. CJC Open. , (2022).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Iida, N., et al. Clinical implications of intrarenal hemodynamic evaluation by Doppler ultrasonography in heart failure. JACC: Heart Failure. 4 (8), 674-682 (2016).
- 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).
- Mackenzie, D. C., et al. Ultrasound measurement of carotid flow time changes with volume status. Critical Care. 18 (1), 131 (2014).
- 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).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- 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).
- 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).
- Kenny, J. -ÉS., et al. A novel, hands-free ultrasound patch for continuous monitoring of quantitative Doppler in the carotid artery. Scientific Reports. 11, 7780 (2021).
- 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).
- 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).
- Kenny, J. ÉS., 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).
- 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).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- Guarracino, F., et al. Jugular vein distensibility predicts fluid responsiveness in septic patients. Critical Care. 18 (6), 647 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- McNaughton, D. A., Abu-Yousef, M. M. Doppler US of the liver made simple. Radiographics. 31 (1), 161-188 (2011).
- Boudoulas, H.
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- 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).
- Kenny, J. -ÉS., et al. Carotid Doppler measurement variability in functional hemodynamic monitoring: An analysis of 17,822 cardiac cycles. Critical Care Explorations. 3 (6), 0439 (2021).
- Kenny, J. -ÉS., 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).
- Kenny, J., Cannesson, M., Barjaktarevic, I. Minimizing measurement variability in carotid ultrasound evaluations. Journal of Ultrasound in Medicine. 40 (4), 855-856 (2020).
- 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).
- Gill, R. W. Measurement of blood flow by ultrasound: Accuracy and sources of error. Ultrasound in Medicine and Biology. 11 (4), 625-641 (1985).
- 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).
- 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).
