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Medicine

Ultrassonografia Doppler Véro-Arterial Contínua Durante um Desafio de Pré-Carga

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

Summary

A curva de Frank-Starling-Sarnoff é clinicamente importante e descreve a relação entre pré-carga e débito cardíaco. Este relato ilustra um novo método de Dopplervelocimetria venosa jugular e arterial carotídea simultânea como substitutos transitórios da pré-carga e do débito cardíacos, respectivamente; essa abordagem é possibilitada pelo ultrassom Doppler sem fio vestível.

Abstract

O desafio de pré-carga (PC) é uma manobra clínica que, primeiro, aumenta o enchimento cardíaco (i.e., pré-carga) e, segundo, calcula a mudança no débito cardíaco. Fundamentalmente, um CP é uma abordagem à beira do leito para testar a curva de Frank-Starling-Sarnoff (ou seja, "função cardíaca"). Normalmente, essa curva tem uma inclinação acentuada tal que uma pequena mudança na pré-carga cardíaca gera uma grande alteração no volume sistólico (VS) ou débito cardíaco. No entanto, em vários estados patológicos, a inclinação dessa relação se achata de tal forma que o aumento do volume para o coração leva a pouco aumento da VS. Nesse cenário patológico, é improvável que a pré-carga cardíaca adicional (por exemplo, fluido intravenoso) seja fisiologicamente eficaz e possa causar danos se a congestão do órgão evoluir. Portanto, inferir tanto a pré-carga quanto o débito cardíaco é clinicamente útil, pois pode guiar a ressuscitação volêmica intravenosa (IV). Assim, o objetivo deste protocolo é descrever um método para rastrear contemporaneamente os substitutos da pré-carga e do débito cardíacos usando um novo ultrassom vestível sem fio durante um desafio de pré-carga bem validado.

Introduction

Em sua base, a curva de Frank-Starling-Sarnoff descreve a relação entre a pré-carga eo débito cardíaco1,2,3,4. Historicamente, essa curva é representada traçando-se a pressão atrial direita na abscissa e o débito cardíaco ou volume sistólico (VS)5 na ordenada. A avaliação da inclinação dessa curva é clinicamente importante, pois a relação entre enchimento cardíaco e débito é dinâmica; assim, a inclinação da curva informa a estratégia de ressuscitação 1,4. Especificamente, se a inclinação da curva de Frank-Starling-Sarnoff (isto é, "função cardíaca") for íngreme, o aumento da pré-carga (por exemplo, administração de fluido intravenoso) aumenta o débito. Por outro lado, se a inclinação da curva de função cardíaca for superficial, o fornecimento de líquido intravenoso (IV) não aumenta a VS2.

Saber quando o líquido IV aumenta ou não a VS é importante para que o clínico assistente possa evitar fluidos fisiologicamente ineficazes 4,6, ou seja, o cenário em que a administração de fluido IV a um paciente não aumenta a VS 7,8. A identificação desse estado clínico relativamente comum é obtida por meio do desafio de pré-carga (PC), que é uma manobra clínica que "testa" a inclinação da curva de função cardíaca3. Um CP é obtido aumentando rapidamente o enchimento cardíaco e medindo a mudança na VS9. Como acima, o fluido IV pode atuar como um CP, assim como manobras gravitacionais, como mover a cabeça abaixo do nível do coração (i.e., posicionamento de Trendelenburg)10 ou mover-se de uma posição semi-reclinada para supina com as pernas elevadas (i.e., uma elevação passiva da perna)11. De fato, a elevação passiva da perna (RPP) é um CP bem aceito e validado, empregado em unidades de terapia intensiva modernas e recomendado por especialistas antes da administração de fluidos intravenosos durante a ressuscitação da sepse 4,12. É importante ressaltar que sugere-se que, durante a RVP, o clínico deve medir tanto a pré-carga cardíaca (por exemplo, a mudança na pressão atrial direita) quanto o débito (por exemplo, a mudança na VS) para testar adequadamente a curva de função cardíaca13. No entanto, a primeira raramente é realizada, pois as medidas simultâneas são complicadas e um cateter invasivo colocado no átrio direito é frequentemente necessário.

Os substitutos ultrassonográficos de enchimento e débito cardíaco têm crescido em popularidade nas últimas décadas, especialmente em serviços de emergência e unidades de terapia intensiva 2,14. Especificamente, a avaliação simultânea de uma grande veia e de uma grande artéria atua como substituto para a pré-carga e o débito cardíacos, respectivamente 2,15. Por exemplo, alterações morfológicas no Doppler das grandes veias têm sido encontradas para rastrear a pressão do átrio direito, o que é verdade para as veias jugularinterna16,17,18, hepática eporta19, veia cava superior20, veia cava inferior21, veias femorais22 e até veias intrarrenais23. Assim, a dopplervelocimetria venosa grande atua como substituta do enchimentocardíaco2. No entanto, o Doppler de uma grande artéria pode rastrear transitoriamente alterações no débito cardíaco. Por exemplo, medidas de tempo sistólico da artéria carótida comum 24,25, velocidade 26,27,28 e fluxo 29,30 têm se mostrado promissoras para detectar alterações na VS.

Um novo ultrassom Doppler de ondas contínuas, sem fio, vestível, que insonda simultaneamente a veia jugular interna e a artéria carótida comum foi previamente descrito14,15,27,28,31,32,33,34,35,36 . Neste trabalho, ilustra-se um método que utiliza esse dispositivo durante um CP clínico comumente empregado, o aumento passivo da perna. Além disso, as morfologias do Doppler da artéria jugular interna e da carótida comum durante o CP são descritas como possíveis substitutos da pré-carga e do débito cardíacos, respectivamente. Este protocolo é clinicamente importante, pois fornece uma base prática e fisiológica para futuros estudos com pacientes. Por exemplo, pacientes hospitalizados (por exemplo, perioperatório, sepse, gravemente enfermos) e ambulatoriais (por exemplo, insuficiência cardíaca congestiva, diálise) poderiam ser monitorados pelo método ou por suas modificações, descritas abaixo.

Protocol

Ao realizar um desafio de pré-carga usando o sistema de ultrassom Doppler vestível e sem fio, há uma série de etapas críticas que o usuário deve considerar. Consentimento informado e esclarecido foi obtido para este protocolo; o estudo foi revisado e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da área de Ciências da Saúde do Norte. Os procedimentos seguidos estavam de acordo com os padrões éticos locais do comitê de experimentação humana e com a Declaração de Helsinque de 1975.

1. Identificação de um paciente apropriado

  1. Identifique um paciente no qual o aparelho de ultrassom Doppler vestível será colocado. Garantir que o paciente esteja calmo e relativamente imóvel para minimizar a fonação e deglutição durante toda a avaliação (1-5 min).
  2. Posicionar o paciente na posição semi-reclinável ou semi-Fowler no leito ou maca do hospital. Especificamente, ajuste a cama de tal forma que o tronco esteja em um ângulo de 30-45° acima da horizontal.

2. Obtenção dos sinais do Doppler da artéria carótida e jugular interna

  1. Ligue o ultrassom Doppler vestível pressionando o botão redondo no centro do aparelho de ultrassom. Luzes azuis ao redor da periferia do botão piscarão, sinalizando que o dispositivo está ligado e pronto para emparelhar com um dispositivo inteligente.
  2. Ative o aplicativo dedicado no dispositivo inteligente. Pressione o botão Iniciar no aplicativo do dispositivo inteligente. Observe a lista exibida no aplicativo mostrando os dispositivos de ultrassom vestíveis e detectáveis dentro da proximidade física do dispositivo inteligente. Corresponda o número afixado na face do aparelho de ultrassom desejado ao dispositivo indicado na lista de aplicação. Pressione conectar para emparelhar o dispositivo de ultrassom desejado com o aplicativo.
  3. Confirme se o aparelho de ultrassom desejado está emparelhado observando luzes brancas piscando ao redor do botão no centro do dispositivo. Pressione correto no aplicativo do dispositivo inteligente para concluir o emparelhamento.
  4. Aplique uma pequena quantidade de gel de ultrassom na grande face da cunha do transdutor na parte de trás do aparelho de ultrassom.
    NOTA: A aplicação do gel produz um artefato característico do sinal do Doppler, que pode ser visto na aplicação do dispositivo inteligente.
  5. Toque na face grande da cunha do transdutor para garantir que o dispositivo esteja ativo e emparelhado com o aplicativo do dispositivo inteligente. Certifique-se de que o volume no aplicativo de dispositivo inteligente esteja ativado pressionando o botão de ícone de volume no canto superior direito da exibição do aplicativo.
  6. Com o pescoço do paciente levemente estendido, observe a proeminência laríngea e segure o aparelho de ultrassom de modo que a grande face da cunha do transdutor fique voltada para baixo em direção ao coração do paciente. Posicionar a cunha do dispositivo na face lateral da proeminência laríngea do paciente. Procure uma resposta áudio e visual no aplicativo do dispositivo inteligente: a parte superior do aplicativo exibirá um espectro de forma de onda para a artéria carótida e veia jugular. A parte inferior da aplicação quantifica o tempo de fluxo corrigido (CCTF) para cada ciclo cardíaco, exibido em barras verdes.
  7. Deslizar a face do transdutor sobre o pescoço do paciente lateralmente a partir de um plano perpendicular definido pela traqueia até que o espectro do Doppler carotídeo seja detectado visual e auditivamente no aplicativo do dispositivo inteligente.
    OBS: Na maioria dos pacientes, os espectros auditivo-visuais do Doppler da artéria carótida e veia jugular são detectados a poucos centímetros da borda lateral da laringe.

3. Otimização dos sinais do Doppler da artéria carótida e jugular interna

  1. Ao segurar o dispositivo no lugar, observe o espectro do Doppler carotídeo e suas características na parte superior do visor do aplicativo. Um bom sinal do Doppler carotídeo é identificado por sua característica velocidade acentuada ascendente, com boa relação sinal-ruído e incisura dicrótica clara, que demarca o final da sístole mecânica. A aplicação começará automaticamente a traçar o espectro do Doppler assim que um sinal forte o suficiente for obtido, indicado por uma linha branca em torno do máximo da forma de onda.
  2. Enquanto mantém o dispositivo no lugar, observe as medidas de velocidade usando a balança no canto superior esquerdo da tela do dispositivo inteligente. Usando o auto-trace sobre a artéria carótida máxima, certifique-se de que o traço esteja em uma faixa típica. O pico de velocidade sistólica da artéria carótida é tipicamente entre 50 cm/s e 120 cm/s, e a velocidade diastólica final é tipicamente inferior a 20 cm/s.
  3. Deslize lentamente o aparelho de ultrassom lateralmente ligeiramente por alguns milímetros enquanto observa o entalhe dicrótico no espectro da artéria para garantir que um nadir de velocidade claro seja observado de forma confiável. Se a velocidade da incisura dicrótica se tornar difícil de ver, repita este passo, mas deslize o aparelho de ultrassom medialmente.
  4. Repetir os passos 3.1-3.3 sobre a artéria carótida contralateral para avaliar a presença de uma velocidade de incisura dicrótica mais clara.
  5. Após observar a presença de uma velocidade de incisura dicrótica clara em ambas as artérias carótidas, selecione o lado do pescoço ao qual o dispositivo será aderido. Escolha o lado com a velocidade de entalhe dicrótico mais óbvia. Se ambos os lados do pescoço tiverem velocidades de incisura dicrótica igualmente aceitáveis, escolha o lado do pescoço com o espectro Doppler da jugular interna mais robusto.

4. Aderência do aparelho de ultrassom ao pescoço

  1. Prepare-se para aderir o dispositivo à artéria carótida escolhida, observando visualmente onde no pescoço o melhor sinal foi obtido. Se necessário, use uma caneta de marcação de pele para identificar a posição de posicionamento ideal. Levante o dispositivo do pescoço e remova o suporte protetor do adesivo conectado ao dispositivo de ultrassom.
  2. Observe a face do transdutor no aparelho de ultrassom e determine se há quantidade suficiente de gel de ultrassom restante. Se necessário, reaplique uma pequena quantidade de gel de ultrassom na face do transdutor. Remova o excesso de gel de ultrassom do pescoço que pode ter permanecido durante a descoberta do sinal, pois isso pode interferir na adesão do dispositivo.
  3. Retorne o dispositivo ao pescoço para o local identificado no passo 4.1, com a face grande da cunha do transdutor apontando para baixo em direção ao coração. Alise as asas do adesivo em todo o pescoço. Retire o suporte protetor das pontas do adesivo após puxar com força; Coloque a filmagem contra a pele para prender totalmente o dispositivo ao pescoço. Monitore os espectros carotídeo e jugular durante toda a adesão para garantir que o sinal não seja perdido.

5. Realizar um desafio de pré-carga através de um aumento passivo das pernas (PLR)

  1. Certifique-se de que o paciente esteja na posição semi-reclinada no leito ou na maca do hospital, conforme identificado no passo 1.2.
  2. Limpe os dados do aplicativo do dispositivo inteligente pressionando reiniciar no aplicativo do dispositivo inteligente. Pressione a avaliação de início no aplicativo de dispositivo inteligente para obter as medidas de linha de base para o aumento passivo das pernas (PLR). Comece com 30-60 s de linha de base de repouso com o paciente na posição semi-reclinada na cama ou maca do hospital. Procure um marcador exibido na parte inferior da exibição do aplicativo para indicar o início da avaliação.
  3. Prepare as medidas necessárias para realizar uma RVP (por exemplo, obter ajuda de enfermagem extra conforme necessário).
  4. Uma vez pronto para executar um PLR, pressione mark intervention no aplicativo do dispositivo inteligente para indicar o início do desafio de pré-carga (neste caso, um PLR). Procure um marcador exibido na parte inferior da exibição do aplicativo para indicar o início da intervenção. Realizar uma PLR; Sem tocar o paciente, reposicione a cama ou a maca do hospital de modo que o tronco seja movido para baixo para a horizontal e as pernas sejam levantadas a 30-45° acima da horizontal.
    OBS: O usuário deve tomar muito cuidado para manter o paciente totalmente passivo durante esta manobra.
  5. Manter o paciente na posição de PLR por 90-120 s.
    OBS: Durante toda a manobra, é imprescindível que o paciente mantenha o pescoço completamente imóvel para não alterar o ângulo de insonação entre a face do transdutor e os vasos do pescoço. Se necessário, estabilize manualmente o pescoço do paciente.
  6. Observar o espectro do Doppler jugular na aplicação do dispositivo inteligente durante a intervenção; avaliar alterações na velocidade venosa jugular absoluta e seu padrão como substituto da pressão venosa jugular.
  7. Observar a evolução das barras verdes na aplicação do dispositivo inteligente durante a intervenção; avaliar mudanças no ccFT antes e após o início do desafio de pré-carga. A aplicação do dispositivo inteligente quantifica automaticamente o ccFT para cada ciclo cardíaco e o representa como uma barra verde.
  8. Quando a intervenção estiver concluída, pressione a avaliação final no aplicativo do dispositivo inteligente. Procure um marcador que será exibido na parte inferior da exibição do aplicativo para indicar o final da avaliação.
  9. Retornar o paciente de volta à posição basal, semi-reclinável.
  10. Se desejar, pressione salvar no aplicativo do dispositivo inteligente para salvar a avaliação e exportar os arquivos de dados (consulte notas de dados adicionais para obter mais detalhes).

6. Observar as mudanças no tempo de fluxo corrigido da carótida (TFCC) na aplicação do dispositivo inteligente após a avaliação concluída

  1. Observe as alterações avaliadas no ccFT exibidas em uma caixa amarela no lado inferior direito da aplicação.
    NOTA: O aplicativo de dispositivo inteligente quantifica automaticamente as mudanças no ccFT entre as medições de linha de base registradas e as medições de desafio/intervenção de pré-carga.
  2. Pressione salvar no aplicativo e aguarde até que os dados sejam divididos nos seguintes arquivos: dois arquivos de formato .txt contendo dados IQ e Tick do hardware do dispositivo Doppler; um arquivo de formato PKL contendo as informações do espectrograma (use isso para visualizar os dados coletados em tempo real on-line); e dois arquivos de formato .json contendo as informações da sessão (como data e hora, configurações de hardware do dispositivo inteligente, configurações do usuário e muito mais) e cálculos em tempo real por ciclo cardíaco.

Representative Results

Com relação à interpretação do ultrassom Doppler venoso-arterial contínuo durante um desafio de pré-carga, as respostas fisiológicas gerais estão ilustradas na Figura 1, Figura 2, Figura 3 e Figura 4.

Primeiro, em um paciente com uma curva de função cardíaca vertical normal, um pequeno aumento na pré-carga cardíaca (por exemplo, como inferido pelo Doppler venoso jugular) é acompanhado por um aumento relativamente grande no volume sistólico (por exemplo, como indicado pelo aumento da FTCC)2,14,36; isso é exemplificado na Figura 1. Inferir mudanças na pressão venosa jugular (PVJ) a partir do espectro do Doppler jugular durante o desafio de pré-carga merece alguma elaboração. Novamente, essa variável fisiológica é um substituto para a pré-carga ou enchimento cardíaco. Normalmente, a veia jugular é colapsada na posição ereta quando a pressão venosa jugular é menor que a pressão atmosférica. No espectro do Doppler, isso se traduz em uma velocidade relativamente alta (i.e., geralmente mais de 50 cm/s) com pulsações mínimas e baixa amplitude (i.e., a intensidade ou "brilho" do sinal jugular). Então, se a pressão venosa jugular aumenta durante a manobra, a veia se dilata, sua velocidade cai (i.e., geralmente para menos de 50 cm/s), a intensidade (i.e., "brilho") aumenta e a forma de onda torna-se mais pulsátil 2,14,36. Como mostrado na Figura 1, a alteração na morfologia do Doppler venoso indica que a veia jugular aumentou de diâmetro (isto é, velocidade de queda, amplitude de aumento) e está começando a acompanhar as deflexões de pressão do átrio direito. Embora não retratada, com aumento da pressão atrial direita, a onda "v" durante a sístole tardia pode clivar a onda monofásica vista na Figura 1 em uma onda de velocidade "s" sistólica e uma onda diastólica de velocidade "d" 2,14,36. Em dados ainda não publicados em voluntários saudáveis, observamos que a morfologia do Doppler venoso jugular foi a medida ultrassonográfica venosa mais acurada para distinguir estados de baixa e alta pré-carga.

Em contraste, uma resposta anormal é mostrada na Figura 2. Um exemplo clínico dessa fisiopatologia é um paciente hipovolêmico, venodilatado, séptico com disfunção cardíaca séptica em evolução2,15,36. Este paciente apresenta retorno venoso diminuído (o que reduz a pré-carga cardíaca, ou seja, a pressão venosa atrial ou jugular direita) e, simultaneamente, função cardíaca deprimida 2,15,35,36. Portanto, no início do estudo, esse paciente demonstra uma morfologia contínua do Doppler venoso de baixa JVP que aumenta (ou seja, torna-se mais pulsátil) durante o desafio de pré-carga, sem um aumento significativo no TFCC. Isso efetivamente descreve uma inclinação achatada da curva de função cardíaca.

Os resultados do Doppler venoso-arterial contínuo também poderiam alertar o clínico assistente para problemas com a própria RVP. Por exemplo, em algumas situações, a RVP pode não recrutar sangue venoso suficiente dos membros inferiores e da circulação esplâncnica para gerar um desafio fisiologicamente eficaz na pré-carga4. Sem avaliar o enchimento cardíaco, isso poderia resultar em uma RVP "falsamente negativa". No entanto, se o clínico vê pouca resposta de TFCC (isto é, como um substituto do volume sistólico) juntamente com nenhuma alteração no Doppler venoso (ou seja, como um substituto para a pré-carga), isso poderia anunciar uma RPP ineficaz, como visto na Figura 3.

Por fim, é fundamental que a manobra de RVP seja fiel ao seu nome, ou seja, não há esforço do paciente quando o tronco cai e as pernas seelevam13. Isso evita a descarga adrenérgica, que pode aumentar a função cardíaca independentemente do retorno venoso; entretanto, como descrito na Figura 4, esse cenário indesejado pode ser indicado pelos parâmetros de elevação do volume sistólico no sinal arterial associado a uma morfologia do Doppler venoso, sugerindo diminuição da pressão venosa.

Figure 1
Figura 1: Aumento da inclinação da curva de função cardíaca. Em um exemplo de resultado "normal" ou "esperado", a forma de onda venosa progride de alta velocidade, baixa amplitude e não pulsátil para menor velocidade, maior amplitude e caráter pulsátil. A onda venosa pulsátil pode ser marcada por um sinal monofásico, como visto aqui. Concomitantemente, a onda Doppler arterial mostra um aumento do FTCCc em relação ao valor basal, sugerindo que o aumento da pré-carga cardíaca é suprido por um aumento do débito cardíaco. Essas respostas, em conjunto, indicam uma curva de "função cardíaca" com inclinação acentuada. O eixo y no espectro representa a velocidade em centímetros por segundo. A velocidade positiva é em direção ao cérebro (por exemplo, a artéria carótida), enquanto a velocidade negativa é em direção ao coração (por exemplo, a velocidade jugular). O eixo x no espectro é o tempo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: Inclinação achatada da curva de função cardíaca. Uma resposta "anormal" durante um desafio de pré-carga é marcada por uma onda do Doppler venoso que evolui como acima, mas com uma resposta arterial que não revela nenhuma alteração significativa ou mesmo uma diminuição no ccFT em relação aos valores basais, como visto aqui. Essa constelação de achados venosos e arteriais implica em uma curva de função cardíaca plana ou, potencialmente, comprometida com aumento da pré-carga. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Sem alteração no Doppler venoso. Um desafio de pré-carga que não mostre alteração significativa na forma de onda do Doppler venoso poderia representar uma alteração inadequada no enchimento cardíaco, ou seja, nenhuma mudança no espectro arterial é esperada. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Pré-carga descendente durante um desafio de pré-carga. Um desafio de pré-carga que mostre aumento da velocidade venosa e aumento significativo das medidas arteriais ao Doppler pode significar aumento do tônus adrenérgico (isto é, estimulação simpática) de tal forma que a função cardíaca aumente independentemente do retorno venoso. Essa circunstância pode ser o resultado de um aumento "não passivo" da perna, por exemplo, se o paciente se esforçar para mudar sua posição corporal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5: O dispositivo em um voluntário. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussion

O principal objetivo deste experimento visual é descrever um protocolo para rastrear contemporaneamente os substitutos da pré-carga e do débito cardíacos durante um PC bem validado usando um ultrassom sem fio vestível. O objetivo não é descrever um protocolo de estudo específico em pacientes, por si só. No entanto, a descrição do Doppler venoso e arterial contínuo serve como base prática e fisiológica para o delineamento de estudos em pacientes que necessitam de ressuscitação (por exemplo, período perioperatório, sepse) ou de desressuscitação (por exemplo, insuficiência cardíaca congestiva, diálise, falha na liberação da ventilação mecânica)15,36.

O método descrito emprega um ultrassom Doppler vestível de onda contínua que insonda simultaneamente uma veia e uma artéria principais para inferir a função cardíaca durante um CP15. Fundamental para esse método é a seleção de um paciente adequado e cooperativo e garantir uma mínima mudança de ângulo entre os vasos e o transdutor durante toda a avaliação. Além disso, assegurar uma velocidade de incisura dicrótica clara e consistente é fundamental para permitir a mensuração consistente do tempo sistólico. Finalmente, o usuário deve apreciar a morfologia do Doppler venoso e sua variação ao longo de um espectro de pressão venosa jugular (PVJ), como discutido acima nos resultados representativos.

Como uma modificação do método descrito, em vez de uma RPP, o CP pode consistir em uma rápida infusão de fluido intravenoso9, movendo um paciente completamente supino da horizontal para a cabeça descendente em 15-30° (ou seja, posição de Trendelenburg)10, ou manobras respiratórias como oclusão expiratória final34. Essas abordagens são benéficas na medida em que há menor movimentação do paciente e, ostensivamente, menor risco de alteração angular durante a avaliação. Em geral, a solução de problemas de todos os CPs com o ultrassom vestível requer posicionamento estável do pescoço, adesivo extra para fixar o ângulo de insonação, prolongamento da avaliação quando ocorrem artefatos de fonação ou deglutição, reposicionamento do dispositivo ou adição de gel de ultrassom para otimizar o acoplamento acústico ao paciente31.

Existem limitações no método de inferência cardiovascular descrito neste manuscrito. Em relação ao sinal venoso jugular, a morfologia do Doppler é um substituto da pressão venosa jugular, que por sua vez é um substituto da pressão atrial direita37,38,39,40. Portanto, não há certeza de que a pré-carga cardíaca esteja aumentada com base apenas nas alterações do Doppler venoso. Entretanto, a forma de onda do Doppler venoso varia sua morfologia de acordo com as deflexões de pressão do átrio direito17,18,41; Isso tem sido observado em múltiplas grandes veias, além da jugular. Por exemplo, avaliações das veias cavas superior e inferior e das veias hepática, portal, intrarrenal e femoral estimam qualitativamente a pressão venosa42. Mais especificamente, a onda de velocidade venosa proeminente durante a sístole é formada pela queda x da pressão atrial direita e a onda de velocidade diastólica pela descida em y da pressão atrial direita. O nadir de velocidade entre a sístole e a diástole é devido à pressão atrial direita "onda v"16,17,18,42.

Além disso, enquanto a duração da sístole mecânica é diretamente proporcional ao volume sistólico, o tempo sistólico, semelhante ao VS, é mediado pela frequência cardíaca, pré-carga, pós-carga e contratilidade43. Enquanto a equação da CCFT corrige a frequência cardíaca, uma limitação da TCCC como substituto para o volume sistólico é que ela é determinada por outras entradas hemodinâmicas. No entanto, aumentos no CCFT em pelo menos 7 ms 24 ou em +2%-4% demonstraram detectar com precisão um aumento de 10% na VS em pacientes gravemente enfermos 24, voluntários saudáveis realizando uma manobra modificadora da pré-carga44,45 e voluntários saudáveis submetidos à ressuscitação simulada de hemorragia moderada a grave27. Além disso, a CCFT tem sido utilizada para rastrear com precisão as alterações das VS na população cirúrgica eletiva durante manobras respiratórias46. Assim, assumindo que a pós-carga e a contratilidade são relativamente constantes durante um CP focado, o ccFT varia primariamente devido a alterações na VS.

Além disso, as contraindicações absolutas e relativas para essa abordagem ainda não foram elaboradas, especialmente em pacientes. Como observado acima, a contraindicação mais comum é provavelmente uma incapacidade de cooperar (por exemplo, delirante, falar, movimento, rigores). Isso é verdade para muitos monitores de sinais vitais modernos, embora o ultrassom vestível seja particularmente sensível à fonação e ao movimento do pescoço. Assim, o dispositivo funciona muito bem em pacientes intubados e paralisados na sala de cirurgia; Um estudo utilizando o dispositivo em pacientes submetidos à cirurgia eletiva de revascularização do miocárdio está em andamento. A variação fisiológica entre as artérias carótidas opostas em um determinado paciente é possível; no entanto, essa preocupação é amenizada porque, no paradigma dos CP, o paciente atua como seu próprio controle (ou seja, um pré-pós-intervenção). Assim, antecipamos que, embora os diferentes lados do pescoço (Figura 5) possam produzir sinais Doppler venoso e arterial ligeiramente diferentes, a alteração deve ser consistente, salvo quaisquer anormalidades unilaterais significativas (por exemplo, estenose). Limitações físicas também podem representar problemas (por exemplo, linhas centrais, colares cervical-coluna, cintas de traqueostomia, trauma, pescoços curtos ou cifose cervical grave). Contraindicações fisiológicas como estenose carotídea moderada a grave, estenose aórtica, arritmia e padrões respiratórios anormais também são potencialmente preocupantes. Geralmente, no entanto, uma RPP com medidas de débito cardíaco em tempo real é resistente a muitos desses problemas, incluindo arritmias4,11. O dispositivo está sendo estudado tanto em pacientes de emergência com respiração espontânea quanto na sala de cirurgia; A proporção com sinais inutilizáveis será obtida a partir desses dados.

A importância do método descrito acima é que o ultrassom aderido pode coletar minutos de dados contínuos, enquanto as abordagens manuais são tipicamente limitadas a alguns ciclos cardíacos48,49. Além disso, o software para o ultrassom vestível mede o coeficiente de variação do Doppler arterial. A partir disso, uma "janela inteligente" é implementada para amostrar um número suficiente de ciclos cardíacos no início e durante a intervenção; Esse instrumento estatístico adapta a precisão da medida para cada desafio de pré-carga47. Além disso, como o ultrassom vestível permanece afixado ao paciente, diminui o risco de fatores humanos50,51 que aumentam a variabilidade das medidas; Isso vale tanto para a insonação arterial quanto para a venosa. Outro aspecto importante desse método é que a avaliação contemporânea do Doppler venoso e arterial permite ao clínico avaliar indiretamente a pré-carga cardíaca durante uma manobra dinâmica; É recomendada por especialistas naárea13, mas raramente realizada porque a medida da pressão atrial direita é complicada. Assim, o Doppler venoso-arterial contínuo durante um CP fornece uma imagem mais profunda da função cardíaca à beira do leito. Embora esse método descrito acima possa ser usado para julgar ressuscitação volêmica intravenosa, ele também é promissor para aferir a "desressuscitação"15,52 ou predizer o desmame da ventilaçãomecânica53 e deve ser explorado em pesquisas clínicas futuras. Por exemplo, a diurese de pacientes com sobrecarga de volume pode ser revelada por sinais de queda da pressão atrial direita dentro do sinal do Doppler venoso à medida que a remoção de volume progride. Além disso, caso o paciente receba uma RVP antes e após a diálise, a alteração das medidas arteriais do Doppler deve indicar aumento da função cardíaca, como relatado anteriormente52.

Um método de Doppler venoso-arterial contínuo durante um CP é melhor realizado seguindo os seis passos gerais descritos acima na seção de protocolo. Um novo sistema de ultrassom Doppler vestível e sem fio auxilia esse paradigma, aderindo a um paciente e permitindo um ângulo de insonação relativamente fixo durante a mudança de pré-carga. Fundamentalmente, o Doppler venoso-arterial simultâneo, instantâneo e pode elaborar os dois eixos da relação Frank-Starling-Sarnoff e, portanto, fornecer novos conhecimentos sobre a função cardíaca. Isso é especialmente importante no manejo de pacientes agudamente enfermos; Tanto a administração quanto a remoção do volume poderiam ser refinadas por essa nova abordagem. Embora a discussão acima seja amplamente limitada a aplicações em pacientes hospitalizados, usos ambulatoriais adicionais dentro das esferas de insuficiência cardíaca congestiva, insuficiência renal crônica e hipertensão pulmonar também são possibilidades. Assim, o Doppler venoso-arterial contínuo pode desbloquear canais imprevistos de exploração dentro da hemodinâmica e disciplinas médicas relacionadas.

Disclosures

J.E.S.K., S.O.G., D.J., L.M.H., E.R., G.C., J.K.E. trabalham para a Flosonics Medical, a start-up que constrói o ultrassom Doppler vestível; R.A. e B.N. declaram não haver interesses concorrentes.

Acknowledgments

Nenhum.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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. -ÉS. Functional hemodynamic monitoring with a wireless ultrasound patch. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 35 (5), 1509-1515 (2021).
  15. 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).
  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. -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).
  28. 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).
  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. -ÉS., 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. 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).
  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. -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).
  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. -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).
  45. 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).
  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. -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).
  48. 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).
  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).

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Retratação Edição 191
Ultrassonografia Doppler Véro-Arterial Contínua Durante um Desafio de Pré-Carga
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