Anästhesisten begegnen in ihrer beruflichen Laufbahn einer Vielzahl von Patienten mit verschiedensten hämodynamischen Profilen. Einige dieser Herausforderungen sind mit dem Herzzeitvolumenmonitor verbunden. Dr. José Miguel Alonso Iñigo, Facharzt für Anästhesie, Reanimation und Schmerztherapie, analysiert in diesem Beitrag die Anwendbarkeit der P.R.A.M.-Methode bei einem Erwachsenen, einem Neugeborenen und einem Pferd. Hauptziel ist die Prüfung der Zuverlässigkeit dieser Methode bei der Bestimmung hämodynamischer Parameter.

Erläuterung der P.R.A.M.-Methode

Um die drei klinischen Fälle besser zu verstehen und mehr über die P.R.A.M.-Methode zu erfahren, ist eine Erläuterung der Methode erforderlich. Sie basiert auf der Pulskonturanalyse und benötigt keine Kalibrierung, da sie fortschrittliche physikalisch-mathematische Verfahren nutzt, um kontinuierlich die Impedanz (Z) zu schätzen.

KALIBRIERUNG

Unter Kalibrierung versteht man den Prozess, bei dem eine Methode zur Schätzung des Herzzeitvolumens einen spezifischen Impedanzwert ermittelt. Dieser Wert wird dann in den Pulskonturanalyse-Algorithmus integriert, um das Schlag- bzw. Herzzeitvolumen fortlaufend zu bestimmen. Die Besonderheit der P.R.A.M.-Methode liegt darin, dass sie keine interne oder externe Kalibrierung benötigt.

ARTERIELLE ODER KARDIOVASKULÄRE IMPEDANZ

Sie ist ein zentraler Faktor bei der Berechnung des Schlagvolumens und dient als Basis für die Entwicklung von Algorithmen in verschiedenen Pulskonturanalyse-Methoden.

Die arterielle Impedanz beschreibt die physikalischen Eigenschaften von Arterien in Bezug auf den Blutfluss. Elektrisch gesehen, ist Impedanz der Widerstand eines Stromkreises gegen einen Strom bei angelegter Spannung.

In der Physiologie beschreibt die arterielle Impedanz den Widerstand des arteriellen Systems gegen den vom Herzen erzeugten Blutfluss und beinhaltet Aspekte wie Elastizität, Reflexion, Kontraktilität und andere Widerstandselemente. Diese ganzheitliche Betrachtung ist für das Verständnis hämodynamischer Parameter zur umfassenden Einschätzung und Charakterisierung des kardiovaskulären Systems essenziell.

Die arterielle Impedanz (Z) dient als Basis für die Erstellung mathematischer Algorithmen verschiedener Pulskonturanalyseverfahren.

Indem Z direkt aus jeder arteriellen Druckkurve abgeleitet wird, lässt sich das systolische Volumen für diverse Patientenprofile und klinische Szenarien bestimmen, ohne dabei auf physische, demographische oder nomographische Merkmale der Patienten einzugehen.

Hervorzuheben ist, dass die P.R.A.M.-Methode das einzige System ohne Kalibrierungsbedarf ist, das in der Lage ist, Z direkt aus der arteriellen Druckkurve zu erfassen. Diese Besonderheit zeigt das Potenzial der P.R.A.M.-Methode, die herkömmliche Kalibrierungsnotwendigkeit zu überwinden und zugleich präzise Daten zur kardiovaskulären Impedanz bereitzustellen. Dies könnte die klinische Praxis der Pulskonturanalyse revolutionieren und eine effektive Überwachung hämodynamischer Parameter bei unterschiedlichen Patientenprofilen und -Gesundheitszuständen ermöglichen.

Erwachsener Patient nach laparoskopischer subtotaler Kolektomie

Die medizinische Betreuung des hier dargestellten Patienten mit laparoskopischer subtotaler Kolektomie erfolgte unter Verwendung eines Goal-Directed Therapy -Protokolls (GDT), das darauf abzielte, die Flüssigkeitstherapie gezielt zu optimieren. Dabei wurde die P.R.A.M.-Methode angewandt.

Vor der Beurteilung des hämodynamischen Zustands des Patienten ist es von entscheidender Bedeutung, die arterielle Druckkurve zu analysieren. Im vorliegenden Fall wurde die Kurvenform, wie in der obigen Abbildung gezeigt, optimal erfasst.

Die P.R.A.M.-Methode ermöglicht eine präzise Identifikation des dikrotischen Punktes. Diese Identifikation erfolgt „Schlag für Schlag“, was eine genaue Schätzung des Schlagvolumens und somit des Herzzeitvolumens ermöglicht, was der Realität sehr nahekommt.

Die aus den Monitorwerten abgeleiteten Erkenntnisse sind wie folgt:

• Der Herzindex beträgt 2,4 L/min/m2, was für einen anästhesierten und stabilen Patienten während der Operation angemessen ist.
• Die Pulsdruckvariation (PPV) liegt bei 4 %, was darauf hindeutet, dass der Patient zu diesem Zeitpunkt nicht auf eine Flüssigkeitszufuhr mit einer erhöhten Schlagvolumenreaktion reagieren würde, und somit voraussichtlich keine zusätzlichen Flüssigkeiten benötigt.
• Die Cardiac Cycle Efficiency (CCE) beträgt 0,25, ein leicht positiver Wert, der auf eine effiziente Herzarbeit hinweist.
• Die dP/dtmax liegt bei 0,90, was darauf hindeutet, dass die Kontraktilität grundsätzlich normal ist.

Neben der Kenntnis des Herzzeitvolumens, des Herzindexes und der Vorlast ist es ebenso wichtig zu wissen, ob unser Herz-Kreislauf-System optimal gekoppelt ist. Dies bedeutet, ob das Herz in der Lage ist, das Blut in Bezug auf die periphere Komponente, die Impedanz und die Widerstände effizient voranzutreiben.

Nach Auswertung der oben genannten hämodynamischen Werte lässt sich schlussfolgern, dass der Patient ein optimiertes hämodynamisches Profil aufweist.

NEUGEBORENES NACH ABDOMINALER OP

Das hämodynamische Profil dieses Falles weist Ähnlichkeiten, aber auch signifikante Unterschiede zum vorherigen Fall auf. Hierbei handelt es sich um die Überwachung eines neugeborenen Patienten nach abdominaler OP.

Die Überwachung dieses Patienten erfolgt mittels der Nabelarterie.

Die Daten, die durch die Anwendung der P.R.A.M.-Methode ermittelt wurden, sind in der oben dargestellten Abbildung aufgeführt. Die vorliegende Druckkurve zeigt eine gute Qualität mit angemessenem systolischem Anstieg und keinerlei Artefakten wie Dämpfung oder Resonanz. Der Monitor erkennt den dikrotischen Punkt in jedem Schlag zuverlässig, wodurch eine recht präzise Schätzung des Schlagvolumens ermöglicht wird.

• Der systolische Blutdruck beträgt 41 mmHg, der diastolische Blutdruck liegt bei 21 mmHg, mit einem Durchschnittswert von 28 mmHg. Diese Werte liegen im normalen Bereich für die Altersgruppe des Patienten, da die Blutdruckwerte bei Neugeborenen generell deutlich niedriger sind.
• Die Herzfrequenz beträgt 119 Schläge pro Minute. Dieser Wert mag für ein Neugeborenes etwas niedrig erscheinen, jedoch ist dies auf die Vollnarkose und Opioidanästhesie zurückzuführen
• Das Herzzeitvolumen beläuft sich auf 0,37 l/min. Dies bedeutet, dass das Schlagvolumen des Patienten zwischen 3 und 5 ml pro Schlag liegt, was für Neugeborene als angemessen gilt. Dieser Wert verdeutlicht die erheblichen Unterschiede zwischen dem hämodynamischen Profil eines Erwachsenen und eines Neugeborenen, da das Schlagvolumen bei erwachsenen Patienten zwischen 40 und 80 ml pro Schlag liegt.

Beim Vergleich der hämodynamischen Parameter (das zweite Bild zeigt die indizierten Parameter CI, SVI und SVRI) erkennen wir, dass die beiden Situationen des Neugeborenen sehr ähnlich sind:

• Der Herzindex (CI) beträgt 2,4 L/min/m2.
• Die Pulsdruckvariation (PPV) beträgt 8 %.
• Die Cardiac Cycle Efficiency (CCE) liegt bei 0,20.
• dP/dtmax beträgt 0,52.

Diese Daten deuten darauf hin, dass der Patient eine angemessene kardiovaskuläre Kopplung aufweist, d. h. das Herz des Neugeborenen schlägt in Übereinstimmung mit den metabolischen Anforderungen eines Neugeborenen. Daher haben wir, ähnlich wie im vorherigen Fall, ein optimiertes hämodynamisches Profil.

Die P.R.A.M.-Methode erweist sich somit als geeignet, die kardiovaskuläre Impedanz sowohl bei einem erwachsenen Patienten als auch bei einem Neugeborenen zu ermitteln.

500-Kilogramm-Pferd nach Knie-Arthroskopie

Der letzte Fall betrifft ein 500 kg schweres Pferd, bei dem eine Kniearthroskopie durchgeführt wurde. Die Überwachung erfolgte an der Gesichtsarterie.

Im Vergleich zum vorherigen Neugeborenen hat das Pferd ein sehr großes Herz und dementsprechend ein großes Schlagvolumen. Dies ermöglicht eine spektakuläre Pumpkapazität, ohne dass eine hohe Herzfrequenz erforderlich ist, um das Herzzeitvolumen aufrechtzuerhalten. Das großzügige Schlagvolumen des Pferdes kommt jedoch auf Kosten einer niedrigen Herzfrequenz zustande. Diese beiden Fälle präsentieren völlig unterschiedliche hämodynamische Profile. Während das Neugeborene eine hohe Herzfrequenz benötigt, um das niedrige Schlagvolumen auszugleichen und seinen Stoffwechsel zu unterstützen, zeigt das Pferd aufgrund seines großen Herzens und Schlagvolumens eine niedrigere Herzfrequenz. Interessanterweise weisen jedoch sowohl das Neugeborene als auch das Pferd ein optimiertes hämodynamisches Profil auf.

Der Monitor zeigt folgende Werte für das Pferd an:

• Das Herzzeitvolumen (CO) beträgt 50,0 l/min. Dieser Wert liegt im Bereich des Ruhe-Herzzeitvolumens bei Pferden, das zwischen 40 und 60 l/min liegt.
• Die Herz-Kreislauf-Effizienz (CCE) liegt bei 0,64. Dies weist darauf hin, dass das Herz-Kreislauf-System des Pferdes optimal gekoppelt ist. Das Herz arbeitet effizient und ist in der Lage, ausreichend Blut effektiv zu pumpen.
• Die arterielle Elastizität (Ea) beträgt 0,05. Dieser Parameter gibt an, wie elastisch das Herz-Kreislauf-System ist und bezieht sich auf die pulsierende Komponente des Patienten. Beim Pferd ist diese Elastizität sehr gering, was bedeutet, dass es ein nachgiebiges System besitzt.

Die Anwendung der P.R.A.M.-Methode betrachtet nicht nur einzelne Patienten, sondern analysiert generell das Verhalten des kardiovaskulären Systems. Durch die Untersuchung der arteriellen Druckwelle können die Eigenschaften des gesamten kardiovaskulären Systems erfasst und analysiert werden.

Das kardiovaskuläre System des Pferdes verhält sich gegenüber dem neonatalen System gegensätzlich, da es eine sehr geringe Elastizität aufweist und somit ein System mit geringer Nachgiebigkeit ist.

Unabhängig davon, ob es sich um ein System mit geringer Elastizität wie beim erwachsenen Pferd oder um ein System mit hoher Elastizität wie beim Neugeborenen handelt, ist entscheidend, dass das kardiovaskuläre System gut gekoppelt ist. Es kann die Blutzirkulation effizient aufrechterhalten und den Anforderungen des Organismus angemessen gerecht werden.

Das zentrale Ziel besteht in jedem Fall darin, die Effizienz der Hämodynamik zu evaluieren, wobei die kardiovaskuläre Impedanz oder Z, wie bereits zu Beginn erörtert, eine entscheidende Rolle spielt.

Die P.R.A.M.-Methode erweist sich als leistungsfähige Technologie zur Beurteilung der Funktionsweise des kardiovaskulären Systems. Sie bietet die Möglichkeit, das Schlagvolumen sowohl bei einem 500 kg schweren Pferd, einem Frühgeborenen mit einem Gewicht von 1 kg als auch einem erwachsenen Patienten mit durchschnittlichem Gewicht und normaler Körpergröße abzuschätzen. Anders ausgedrückt, zeigt sich die Anwendbarkeit dieser Methode in ihrer Fähigkeit, das System als Ganzes zu analysieren und gleichzeitig in verschiedenen klinischen Szenarien eingesetzt zu werden.