Оценка сердечного выброса методом термоделюции

Применение катетера.

В медицине часто для спасения жизни человека приходится применять катетеры, с помощью которых в организм больного вводится лекарство. Однако не во всех тяжелых случаях она возможна, так как есть и противопоказание проведения такой манипуляции.

Измерение сердечного выброса

Показания

Показаниями к контролю сердечного выброса являются сравнение данных с показаниями определения давления в легочной артерии. Использование плавающего катетера включает в себя и измерение сердечного выброса. Доведение до совершенства неинвазивных методик ведет к широкому применению интраоперационного мониторинга выброса миокарда.

Противопоказания

Противопоказаниями к измерению выброса миокарда методом термодилюции являются так же противопоказаниями к определению кровяного давления в легочной артерии.

Методика установки катетера и осложнения

А. Термодилюция.

Метод введения в правое предсердие физраствора, в количестве 2,5; 5 или 10 мл, низкой температуры дает возможность изменять температуру крови, которая контактирует с термистором, находящемся в легочной артерии. Степень колебания температуры обратно пропорциональна количеству сердечного выброса. Изменение температуры крови при таких действиях небольшое при высоком сердечном выбросе, и резко падает при низком сердечном выбросе. При графическом изображении зависимости колебаний температуры выражается кривой термодилюции

Выброс крови сердцем определяется компьютерной программой, интегрирующей площадь кривой термодилюции. Для лучшего измерения сердечного выброса необходимо быстрое и равномерное введение раствор, температуру и объем которого должны быть строго фиксированы методом введения калибровочных факторов раствора в компьютер. Эти факторы состоят из объема и температуры раствора и вида катетера, а так же данные сердечного выброса во время работы электрокаутера.

Сбой в работе трехстворчатого клапана, а так же внутрисердечные шунты в значительной мере снижают достоверность получаемых результатов, так как реально возможно измерить только выбросы правого желудочка, который в данном случае не соответствует данным выбросу крови левым желудочком. Изредка быстрая инфузия холодного (ледяного) раствора провоцирует появлению аритмии. Возникающие осложнения при проведении измерений сердечного выброса крове совпадают с проявлением осложнений при установке катетеров в легочной артерии и центральных вен и.

Новая методика термодилюции дает возможность проводить постоянный мониторинг сердечного выброса крови. В таких случаях применяются специальные мониторы и катетеры, содержащие термофиламенты, которые генерируют тепловые импульсы низкой интенсивности в кровь проксимального клапана легочной артерии. Кроме этого эти катетеры снабжены термистрами, измеряющими колебания температуры крови в легочной артерии. Монитор определяет сердечный выброс крови путем перекрестной корреляции тепла и изменения температуры крови.

Клинические возможности.

Сердечный выброс крови позволяет определить индексы, отражающие функционирование системы кровообращения. Данные измерений давления крови в легочной артерии сложно сопоставлять с данными о сердечном выбросе крови. Примером этого могут служить данные нормального артериального давления и давления при «заклинивании» легочной артерии. В таком случае перфузия важных органов организма снижается вследствие низкого сердечного выброса крови и высокого периферического сопротивления сосудов. Без измерения сердечного выброса невозможно эффективное фармакологическое воздействие на сократимость миокарда, его преднагрузку и постнагрузку.

Показания к катетеризации легочной артерии.

Заболевания сердца.

• Пороки сердца.
• ИБС с дисфункцией левого желудочка или недавно перенесенный инфаркт миокарда.
• Сердечная недостаточность (например, кардиомиопатия, тампонада сердца, легочное сердце).

Заболевания легких.

• Острая дыхательная недостаточность (например, респираторный дистресс-синдром взрослых).
• Тяжелое хроническое обструктивное заболевание легких.

Инфузионная терапия.

• Сепсис.
• Шок.
• Ожоги (острый период).
• Геморрагический панкреатит.
• Острая почечная недостаточность.

Хирургические вмешательства.

• Протезирование клапанов.
• Аортокоронарное шунтирование.
• Пережатие аорты (к примеру, при операциях по поводу аневризмы аорты).
• Перикардэктомия.
• Шунтирование портальной вены.
• Операции на задней черепной ямке в положении больного сидя.

Осложненная беременность.

• Отслойка плаценты.
• Тяжелый токсикоз.

Несмотря на то, что эффективность проводимого при помощи катетера в лёгочной артерии мониторинга во многих группах хирургических больных остаётся недосказанной в значительной степени, тем не менее, точно установлено, что благодаря информации о важных параметрах гемодинамики, возможно значительно снизить риск развития определённых периоперационных осложнений (к примеру, сердечной недостаточности, отёка лёгких, почечной недостаточности, ишемии миокарда).

В отличие от клинического исследования, мониторинг сердечного выброса и давления в легочной артерии позволяет получить наиболее точную информацию о системе кровообращения во время критического состояния. Катетеризация лёгочной артерии производиться только в тех случаях, когда необходимо получить информацию о преднагрузке, сердечных индексах, степени оксигенации смешанной венозной крови или ОЦК. Данные сведения имеют особую ценность для больных, риск возникновения гемодинамеческих нарушений (к примеру, инфаркт миокарда) которых крайне высок, или в процессе операций, которым характерен высокий риск возникновения осложнений с кровообращением (к примеру, вмешательство, в связи аневризмой грудного отдела аорты).

Противопоказания к катетеризации легочной артерии.

Блокада пучка Гиса, особенно его левой ножки, делает невозможным введение катетера в легочную артерию, так как может возникнуть угроза полной АВ-блокады. К категории риска относятся и сопутствующие заболевания, такие как аномалия Эбштейна, при которой можно спровоцировать приступ тахиаритмии. При выраженном синдроме Вольфа-Паркинсона-Уайта так же следует соблюдать осторожность, так как плавающий катетер может стать источником инфекции, а при гиперкоагуляции спровоцировать образование тромба. При таких заболеваниях лучше всего использовать катетеры с встроенными кардиостимуляторами.

Методика и осложнения.

Существуют различные виды катетера, которые вводятся в легочную артерию. На практике чаще всего применяется четырехканальный катетер из поливинилхлорида размером 7F., его длина составляет 110 см. Внутри термисторного канала, которым снабжен катетер, пропущен провод, который соединяет термистор с устройством, помогающем регулировать частоту сердечного выброса крови. Он так же снабжен воздушным каналом, предназначенным для закачки воздуха в баллон.

 
Чрескожный интродьюсер (система для чрескожного введения катетера Свана-Ганца) 
состоит из сосудорасширителя и катетера-футляра, которые проводят по 
проволочному проводнику.

Проксимальный порт катетера имеет выход в канал, предназначенный для введения инфузионных растворов, датчиком измерения сердечного выброса крови и давления в правом предсердии миокарда. Дистальный порт соединен с каналом, предназначенным для забора образцов венозной крови, а так же контроля давления в правой легочной артерии.

При введении катетера, следует руководствоваться методикой Сельдингера, когда катетеризация проводится в центральную кровеносную вену. В таких случаях применяются сосудорасширитель, а так же специальный катетер-футляр, которые проводятся по специальному по проводнику из проволоки. В просвет катетера-футляра вводится плавающий катетер, а сосудорасширитель и проводник удаляются.

Плавающий катетер с баллончиком для катетеризации легочной артерии 
(катетер Свана-Ганца).

Перед проведением процедуры установки плавающего катетера, проводится его проверка, надувается и опустошается баллон, проводится промывка катетера гепаринизированным физраствором натрия хлорида. После этого порт соединяется с датчиками, и устанавливают его на уровне среднеподмышечной линии, проводя плавающий катетер до внутренней яремной вены, до отметки 15 сантиметров. При этом кончик катетера будет введен в правое предсердие миокарда. На мониторе для восстановительной медицины, показывающего кривую венозного давления, минусовые волны миокарда совпадут с кривой дыхательного цикла. Баллон наполняют воздухом до объема 1,5 мл, что рекомендовано производителем катетера. О правильно проведенной процедуре свидетельствует повышенное систолическое давление крови. При введении катетера на глубину 35-40 см, его кончик выходит в легочную артерию, и именно это провоцирует повышение диастолического давления.

Во время установки катетера в правое предсердие, следует следить за тем, чтобы продвигаемый баллон бал наполнен воздухом. Это предотвратит травмирование эндокарда катетером, заставит его мигрировать с потоком крови. При извлечении катетера баллон должен быть освобожден от воздуха.

При введении катетера необходим строгий контроль ЭКГ, чтобы предотвратить появление аритмии, так как это явление изредка происходит часто из-за раздражения эндокарда правого желудочка кончиком катетера или баллоном. В таких случаях внутривенное введение «Лидокаина» не требуется. Если при продвижении катетера кровяное давление не изменяется, то для предотвращения образования узлов нужно опустошить баллон и немедленно удалить катетер.

 
Нормальные значения давления и форма кривой по мере продвижения катетера 
Свана-Ганца от правого предсердия до заклинивания в легочной артерии.

В экстренных случаях, которые сопровождаются низким сердечным выбросом крови, легочной гипертензии, врожденного порока сердца, продвижение катетера с током крови можно провести с помощью увеличения дыхательного объема, то есть больному рекомендуется сделать полный вдох или опустить нижнюю часть операционного стола, уложить больного, которому проводится манипуляция, на правый бок. Так же рекомендуется введение холодного изотонического раствора (натрия хлорид) через пароксимальный порт. Такая манипуляция повысит жесткость стенок катетера, но может спровоцировать перфорацию. Так же можно ввести внутривенно маленькую дозу инотропного препарата. Это усилит сердечный выброс крови.

 Амплитуда кривой давления крови резко снижается, если при попадании катетера с раздутым баллоном в легочную артерию продвинуть его вперед на незначительное расстояние. Если в это время из баллона откачать воздух, то на мониторе снова появится кривая линия, свидетельствующая о давлении в легочной артерии. Такое «заклинивание» давления может так же проявиться и при миграции кончика катетера слишком дистально. В таком случае следует опустошить баллон и немного вытянуть катетер.

При подобных манипуляциях перераздутый баллон может привести к разрыву легочной артерии, что вызывает 50-70% летальных исходов. Чтобы этого не случилось, во время установки катетера необходим постоянный контроль давления в легочной артерии, избегая давления «заклинивания». Следует обратить внимание на то, что когда открыто проксимальное выходное отверстие в правый желудочек, а кончик катетера находится в 10 см от него, при смещении последнего в дистальном направлении, кривая артериального давления крови покажет данные, похожие на давление крови в легочной артерии. Правильное введение катетера следует контролировать методом рентгенограммы грудной клетки в боковой проекции.

Во время проведения манипуляции катетер может сместиться вправо и в каудальном направлении, так же он может мигрировать вперед, к полой вене. В таком случае давление в легочных капиллярах может быть снижено по сравнению с давлением в альвеолах, и при ИВЛ под положительным давлением показывает ложное увеличение значений.

Установка катетера может осложниться теми же симптомами, что и установка его через центральную вену. Так же может возникнуть риск появления эндокардита, бактериемией, образования тромбов, инфаркта легкого, разрыва легочной артерии, которое чаще всего бывает у больных, принимающих коагулянты, больных преклонного возраста и женщин, страдающих легочной гипертензией. К фактору риска относится так же узлообразование катетера, нарушение сердечного ритма, нарушение проводимости, повреждение клапана легочной артерии.

Частота развития осложнений при катетеризации легочной артерии

(Из: Practice guidelines for pulmonary artery catheterization: A report by the ASA Task Force on pulmonary artery catheterization. Anesthesiology, 1993; 78: 380.).

Осложнения	Распространенность, %
При центральном венозном доступе:
Пункция артерии	1,1-13
Кровотечение из места разреза (у детей)	5,3
Постпункционная нейропатия	0,3-1,1
Пневмоторакс	0,3-4,5
Воздушная эмболия	0,5
При катетеризации легочной артерии:
Незначительные нарушения ритма	4,7-68,9
Тяжелые нарушения ритма (желудочковая тахикардия или фибрилляция желудочков)	0,3-62,7
Блокада правой ножки пучка Гиса	0,1-4,3
Полная АВ-блокада (при сопутствующей блокаде левой ножки пучка Гиса)	0-8,5
При эксплуатации катетера:
Разрыв легочной артерии	0,1-1,5
Высевание флоры с кончика катетера	1,4-34,8
Сепсис, ассоциированный с катетером	0,7-11,4
Тромбофлебит	6,5
Тромбозы вен	0,5-66,7
Инфаркт легкого	0,1-5,6
Пристеночный тромбоз	28-61
Вегетации на клапанах или эндокарде; эндокардит	2,2-100
Летальный исход (обусловленный катетеризацией легочной артерии)	0,02-1,5

При данной манипуляции не следует игнорировать появление даже малейшего кровохаркания, которое указывает на разрыв легочной артерии. В таком случае интубация, проводимая двухпросветной эндотрахеальной трубкой, поможет обеспечить оксигенацию через здоровое легкое. Так же не следует забывать, что длительная катетеризация опасна риском возникновения осложнений, катетер следует удалить не позднее 72 часов после введения.

Клинические возможности.

Плавающий катетер Свана-Ганца сделал возможным проведение мониторинга состояния больного во время проведения операции. Проникая в легочную артерию, он дает возможность рассчитать преднагрузку на левый желудочек точнее, чем введение катетера через центральную вену или физикальные исследования. При его применении становится возможным забор венозной крови, диагностику воздушной эмболии, ишемию миокарда. Возможность расчета параметров гемодинамики дают катетеры, снабженные тепмистором. С его помощью измеряется сердечный выброс венозной крови.

Гемодинамические показатели, рассчитываемые на основании данных, полученных при катетеризации легочной артерии.

Показатель	Формула	Норма	Единица измерения
Сердечный индекс	Сердечный выброс (л/мин) Площадь поверхности тела (м2)	2,8-4,2	л/(мин x м2)
Общее периферическое сосудистое сопротивление	(АДср. - ЦВД) х 80 Сердечный выброс (л/мин)	1200-1500	дин х с х см-5
Легочное сосудистое сопротивление	(ДЛАср. - ДЗЛА) х 80 Сердечный выброс (л/мин)	100-300	дин х с х см-5
Ударный объем	Сердечный выброс (л/мин) х 1000 ЧСС (мин-1)	60-90	мл/удар
Ударный индекс (УИ)	Ударный объем (мл/удар) Площадь поверхности тела (м2)	30-65	мл/удар/м2
Ударный индекс правого желудочка	0, 0136 (ДЛАср. - ЦВД) х УИ	5-10	г-м/удар/м2
Ударный индекс левого желудочка	0,0136 (АДср. - ДЗЛА) х УИ	45-60	г-м/удар/м2

Примечание. ДЛАср. - среднее давление в легочной артерии; ДЗЛА - давление заклинивания легочной артерии; г-м - грамм-метр.

Для оказания помощи больным разработаны модели катетеров с встроенными электродами, позволяющими проводить внутриполостную ЭКГ и электрокардиостимуляцию. В некоторых моделях катетеров волоконно-оптический пучок дает возможность проведения мониторинга насыщения крови кислородом.

По утверждению Старлинга, существует зависимость функции левого желудочка сердца от длины его мышечных волокон диастолы, которая соответствует ее конечно-диастолическому объему. Это давление отражает длину волокон, которые могут быть изменены вследствие снижения растяжимости, приобретенное при ишемии или тампонаде сердца. При отсутствии повреждения митрального клапана, во время его открытия (диастолы) кровь поступает в левый желудочек, ее давление равно давлению крови в левом желудочке.

Левое предсердие связано легочными сосудами. Правильно «заклиненный» катетер изолирует заполненным баллоном дистальный просвет и позволяет получить анализ артериализированной крови, на дистальное выходное отверстие катетера производится давление «заклинивания». При отсутствии повышенного давления в дыхательном пути или поражения болезнью легочных сосудов, давление «заклинивания» становится равным давлению в предсердии.

Таким образом, можно сделать выводы: давление в артерии отвечают измерениям длины мышечных волокон и функции левого желудочка.

Введение катетера в центральную вену позволяет точнее определить работу правого желудочка сердца. Введение катетера в легочную артерию показано при проявлении дисфункции обеих желудочков, которая приводит к расстройству гемодинамики между кругами кровообращения. ЦВД не всегда соответствуют давлению в легочных капиллярах при фракции изгнания менее 0,50. А давление «заклинивания» легочной артерии не всегда может соответствовать данным конечно-диастолического давления в левом желудочке.

Состояние, при котором давление «заклинивания»в легочной артерии не коррелируется конвчно-диастолическим давлением левого желудочка.

ДЗЛА > КДД ЛЖ диагностируется при:

• митральном стенозе;
• миксоме левого предсердия;
• обструкции легочных вен;
• высоком альвеолярном давлении.

ДЗЛА < КДД ЛЖ диагностируется при:

• снижении раслабления левого желудочка (КДДЛЖ>25ммрт.ст.)
• аортальной недостаточности.

Диастолический объем крови в левом желудочке, то есть при истинной преднагрузке, а так же давление «заклинивания» легочной артерии, то есть измерение преднагрузки, нарушается при снижении функции левого желудочка или предсердия. Он так же снижается при проявлении дисфункции митрального клапана и сопротивлении легочных вен. Такие состояния чаще всего встречаются в раннем послеоперационном периоде на сосудах и, непосредственно, на сердце. Они наблюдаются при септическом шоке или на фоне инотропной терапии.