Respiratoire - circulatoire interacties op de IC Ralph Pruijsten, cardioloog-intensivist, afd. Intensive Care

Respiratoire - circulatoire interacties op de IC Inleiding Hemodynamische gevolgen van fysiologische ademhaling en van mechanische beademing Acute en chronische rechter ventrikel overbelasting ‘Take home messages’

Inleiding

Inleiding Adolf Kußmaul (Duitsland, 1822 – 1902) Wikipedia.org

Inleiding Adolf Kußmaul (Duitsland, 1822 – 1902) Wikipedia.org Kussmaulse ademhaling (keto-acidose) Ziekte van Kussmaul (polyarteritis nodosa) Teken van Kussmaul

Inleiding Adolf Kußmaul (Duitsland, 1822 – 1902) Wikipedia.org Kussmaulse ademhaling (keto-acidose) Ziekte van Kussmaul (polyarteritis nodosa) Teken van Kussmaul Pulsus paradoxus

Inleiding Pulsus paradoxus Daling van systemische systolische bloeddruk >10 mmHg tijdens inspiratie. Bij: Instroombelemmering van het hart (b.v. harttamponade) Extreem grote variatie in intrathoracale drukken (b.v. asthma bronchiale).

Inleiding Pulsus paradoxus Foutieve benaming: niets paradoxaals aan een pulsus paradoxus Sterke uiting van een normaal fysiologisch fenomeen Schijnbare tegenstrijdigheid tussen het (bijna) wegvallen van de pols en de normale activiteit van het hart, zoals die aan de thorax kon worden vastgesteld.

Inleiding: principes van de circulatie Circulatie: de principes Wat er inkomt, moet eruit Instromend bloed = uitstromend bloed RV output = LV output Veneuze return flow = arteriele flow Meer veneuze return: meer bloed moet worden weggepompt Girbes, ESICM 2014

Inleiding: principes van de circulatie Circulatie: de principes Wat er inkomt, moet eruit Instromend bloed = uitstromend bloed RV output = LV output Veneuze return flow = arteriele flow Meer veneuze return: meer bloed moet worden weggepompt Flow gaat van hoge druk -> lage druk Geen drukverschil: geen flow Wet van Ohm: V = I * R Drukverschil = Flow * Weerstand -> Flow = Drukverschil / Weerstand Girbes, ESICM 2014

Inleiding Bakker, ESICM 2014

Inleiding: Fysiologisch model Guyton V. Bommel, Erasmus MC

Inleiding: Fysiologisch model Guyton Positieve drukbeademing V. Bommel, Erasmus MC

Inleiding Beademing: alveolaire druk en pleurale druk M. Ranieri, ESICM, 2014

Inleiding Beademing: alveolaire druk en pleurale druk M. Ranieri, ESICM, 2014

Inleiding Respiratoire - circulatoire interactie Spontane inademing: negatieve pleurale druk => negatieve intrathoracale druk => meer veneuze return

Inleiding Respiratoire - circulatoire interactie Spontane inademing: negatieve pleurale druk => negatieve intrathoracale druk => meer veneuze return Positieve drukbeademing: positieve pleurale druk => positieve intrathoracale druk => minder veneuze return

Inleiding Strong, Stanford University 2013

Inleiding Strong, Stanford University 2013

Inleiding Strong, Stanford University 2013

Schematische weergave van cardiorespiratoire relatie Duke, CCR 1999 Paw = airway pressure, Palv = alveolar pressure, Ppl = intrathoracic pleural pressure, Pex = extramural stress, Pin = intramural stress, Ptm = transmural pressure, Psystole = aortic blood pressure

Inleiding Cardiovasculaire effecten van respiratie afhankelijk van: Grootte van ΔPtm Gevoeligheid van cardiovasculair systeem voor ΔPtm Klinische variabelen: Cardiovasculaire status van patient Respiratoire status van patient Respiratiemodus

Inleiding Ventriculaire interdependentie: Belangrijk fysiologisch concept LV en RV delen pericardholte (gelimiteerde ruimte en compliantie) en interventriculair septum. Druk/volume karakteristieken van RV beïnvloeden LV

Ventriculaire interdependentie: Levi, NTVG 1999

Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens spontane inademing Duke, CCR 1999

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Spontane inademing bij gezonde personen: Beperkte daling RRsyst (< l0 mmHg).

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Spontane inademing bij gezonde personen: Beperkte daling RRsyst (< l0 mmHg). Door: 1) toename van LV afterload

Inleiding Strong, Stanford University 2013

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Spontane inademing bij gezonde personen: Beperkte daling RRsyst (< l0 mmHg). Door: 1) toename van LV afterload

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Spontane inademing bij gezonde personen: Beperkte daling RRsyst (< l0 mmHg). Door: 1) toename van LV afterload, 2) ventriculaire interdependentie 3) transmissie van verlaagde intra-thoracale Pex naar extrathoracale vaten.

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Spontane inademing bij gezonde personen: Beperkte daling RRsyst (< l0 mmHg). Door: 1) toename van LV afterload, 2) ventriculaire interdependentie 3) transmissie van verlaagde intra-thoracale Pex naar extrathoracale vaten.

Inleiding Onder bepaalde (pathologische) omstandigheden neemt de bloeddrukdaling bij inspiratie sterk toe (‘pulsus paradoxus’). Daling RR bij inspiratie door: 1) toename van LV afterload, 2) ventriculaire interdependentie 3) transmissie van verlaagde intra-thoracale Pex naar extrathoracale vaten.

Inleiding Onder bepaalde (pathologische) omstandigheden neemt de bloeddrukdaling bij inspiratie sterk toe (‘pulsus paradoxus’). Daling RR bij inspiratie door: 1) toename van LV afterload 2) ventriculaire interdependentie 3) transmissie van verlaagde intra-thoracale Pex naar extrathoracale vaten.

Inleiding Pulsus paradoxus

Inleiding Samenvatting: fysiologische ademhaling Belangrijkste cardiovasculaire effecten van spontane inspiratie: 1) stijging van LV afterload 2) stijging van RV preload Factoren die RR-fluctuatie tijdens spontane ademhaling kunnen versterken: 1) daling van preload (b.v. hypovolaemia, venodilatatie) 2) stijging van LV afterload door diepere inademing (b.v. bronchospasmen).

Inleiding Cardiovasculaire effecten van mechanische beademing Mechanische beademing: positieve ΔPpl tijdens inspiratie

Inleiding Cardiovasculaire effecten van mechanische beademing Mechanische beademing: positieve ΔPpl tijdens inspiratie Daling RR door: 1) daling RV preload 2) stijging PVR 3) daling LV preload 4) ventriculaire interdependentie.

Inleiding Cardiovasculaire effecten van mechanische beademing Mechanische beademing: positieve ΔPpl tijdens inspiratie Daling RR door: 1) daling RV preload 2) stijging PVR 3) daling LV preload 4) ventriculaire interdependentie.

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Inleiding Schematische weergave van cardiorespiratoire interactie tijdens positieve druk inspiratie Duke, CCR 1999

Inleiding Hemodynamische effecten van MV nemen toe bij: 1) afname van veneuze return (b.v. hypovolemie, venodilatatie) 2) toename van intra-thoracale druk (b.v. hoge Tv, hoge PEEP) 3) afname van compensatoire reflexen (sedatie)

Inleiding Hemodynamische effecten van MV nemen toe bij: 1) afname van veneuze return (b.v. hypovolemie, venodilatatie) 2) toename van intra-thoracale druk (b.v. hoge Tv, hoge PEEP) 3) afname van compensatoire reflexen (sedatie) =>cardiovasculaire collaps bij intubatie

Inleiding Effecten beperken door: 1) volume-expansie om LV-preload te herstellen 2) pressure support-beademing, om ΔPpl te beperken 3) hoge thoracale drukken voorkomen (hoge PEEP, hoog AMV)

Inleiding Cardio-pulmonale interactie bij hartfalen Toegenomen ademarbeid => negatieve Ppl toegenomen LV-afterload uitputting ademhalingsspieren => respiratoire acidose myocardischemie

Inleiding Cardio-pulmonale interactie bij hartfalen Toegenomen ademarbeid => negatieve Ppl toegenomen LV-afterload uitputting ademhalingsspieren => respiratoire acidose myocardischemie progressieve systolische en diastolische dysfunctie daling cardiac output compensatoire sympathische respons.

Inleiding Cardio-pulmonale interactie bij hartfalen Positieve drukbeademing nuttig, want: vermindert hypoxie vermindert ademarbeid, metabole behoeften verbetert afterload Non-invasieve beademing

Inleiding Schematische weergave van het effect van positieve druk inspiratie bij systolische dysfunctie (hartfalen) Duke, CCR 1999

Inleiding Pulmonale vaatweerstand (PVR): belangrijkste determinant van RV afterload. Beinvloed door verandering in longvolumen. Afhankelijk van balans in vasulaire tonus van twee componenten: alveolaire vaten en extra-alveolaire of parenchymale vaten.

Inleiding Bron: 78 Steps Health Journal

Inleiding Shekerdemian et al, Arch Dis Child 1999

Shekerdemian et al, Arch Dis Child 1999 FRC = functionele residucapaciteit (volume dat na een normale uitademing in de long achterblijft) RV = residuaal volume (volume dat niet uitgeademd kan worden bij geforceerde uitademing) TLC = totale longcapaciteit (volledig volume van de long) Shekerdemian et al, Arch Dis Child 1999

Inleiding Bij beademing rond FRC, zonder grote shift in longvolumina, PEEP max 10 cm H2O: nauwelijks klinisch belangrijke veranderingen in RV-afterload. Kleine veranderingen in longvolume kunnen aanzienlijke hemodynamische verandering geven, door verandering PVR. Pas op met ‘airtrapping’ en grote shifts in longvolumina

g Diagnostiek van cardiale rechtsbelasting -ECG -Echocardiografie

Inleiding ECG bij COPD: -laagstand diafragma en interpositie van longweefsel

Inleiding ECG bij COPD: -laagstand diafragma en interpositie van longweefsel Elongatie (verticaal) Rotatie van het hart Lage voltages ECGPedia

Inleiding

Inleiding ECG bij COPD: -laagstand diafragma en interpositie van longweefsel

Inleiding ECG bij COPD: -laagstand diafragma en interpositie van longweefsel -effecten van hypoxische pulmonale vasoconstrictie: pulmonale hypertensie Rechter ventrikel overbelasting Rechter atrium overbelasting

Inleiding

Inleiding RA-overbelasting: ‘P-pulmonale’: >0,25 mV (2,5mm) in II, III en aVF

Inleiding RV-hypertrofie

Inleiding RV-hypertrofie Hoge R-top in V1 (>7 mm; R/S ratio > 1) Diepe S in V6 (>7 mm; R/S ratio < 1).

Inleiding RV-hypertrofie Hoge R-top in V1 (>7 mm; R/S ratio > 1) Diepe S in V6 (>7 mm; R/S ratio < 1). RV-strain (ST-depressie en T-top inversie V1-4) Rechter as deviatie (+150 graden).

Inleiding

Inleiding

Inleiding Rechter as deviatie (+150 graden) P- pulmonale (P-top in afl. II >2,5 mm) RBTB (incompleet)

Inleiding Multifocale atriale tachycardia

Inleiding

Inleiding Snel, irregulair ritme met multiple P-top morfologieen Rechter hartas Hoge R in V1 en diepe S in V6, passend bij rechter ventrikelhypertrofie

Inleiding Verticale as (+90 graden). P-pulmonale Clockwise rotatie Lage voltages

Inleiding

Inleiding

Inleiding Longembolieen Sinustachycardie Diepe S in I, q en negatieve T in III RA-overbelasting, Rechter hartas RBTB T-topinversie anterior

Inleiding

Inleiding

Inleiding voor: na:

Inleiding Echocardiografie

Inleiding

Inleiding

Inleiding

Inleiding

Cor pulmonale Rechtszijdige hartaandoening (uiteindelijk RV-falen), door chronische longziekte (pulmonale hypertensie)

Cor pulmonale Rechtszijdige hartaandoening (uiteindelijk RV-falen), door chronische longziekte (pulmonale hypertensie) Tevoren vaak niet duidelijk dat sprake is van cor pulmonale

Cor pulmonale / RV-falen Valkuil 1: (Ruime) Volume resuscitatie: kan leiden tot progressief RV- (en LV-) falen Mayo, ESICM 2014

Valkuilen bij RV-falen op de IC: Cor pulmonale / RV-falen Valkuil 1: (Ruime) Volume resuscitatie: kan leiden tot progressief RV- (en LV-) falen Valkuil 2: Intubatie: Vasoplegie kan leiden tot ernstige instabiliteit Mayo, ESICM 2014

Valkuilen bij RV-falen op de IC: Cor pulmonale / RV-falen Valkuil 1: (Ruime) Volume resuscitatie: kan leiden tot progressief RV- (en LV-) falen Valkuil 2: Intubatie: Vasoplegie kan leiden tot ernstige instabiliteit Valkuil 3: Positieve drukbeademing: Kan leiden tot verhoging RV-afterload => progressie RV-falen Mayo, ESICM 2014

RV-falen op de IC Cor pulmonale: beleid Chronisch cor pulmonale / ‘Acute on chronic’? => Zoek naar acute oorzaken Cave hemodynamische verslechtering bij intubatie PEEP optimaliseren Diuretica, vasodilatatie (NO), inotropie Normaliseer pO2 / pCO2 / pH (pulmonale vasoconstrictie) Mayo, ESICM 2014

Inleiding ‘Take home messages’

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Mechanische beademing heeft hemodynamische effecten, de mate hiervan hangt af van: de hemodynamische en respiratoire status van de patient de ventilatoire parameters De voornaamste reden van bloeddrukdaling bij (fysiologische) inademing is stijging van de LV-afterload

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Mechanische beademing heeft hemodynamische effecten, de mate hiervan hangt af van: de hemodynamische en respiratoire status van de patient de ventilatoire parameters De voornaamste reden van bloeddrukdaling bij (fysiologische) inademing is stijging van de LV-afterload

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Mechanische beademing verlaagt RV- en LV-preload en verbetert LV- afterload Mechanische beademing kan gunstig zijn voor de hemodynamiek in geval van gedecompenseerd hartfalen

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Mechanische beademing verlaagt RV- en LV-preload en verbetert LV- afterload Mechanische beademing kan gunstig zijn voor de hemodynamiek in geval van (gedecompenseerd) hartfalen

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Hemodynamische effecten van mechanische beademing nemen toe bij: afname van veneuze return toename van intra-thoracale druk afname van compensatoire reflexen Beademing kan het beste plaatsvinden met longvolumina rond FRC

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Hemodynamische effecten van mechanische beademing nemen toe bij: afname van veneuze return toename van intra-thoracale druk afname van compensatoire reflexen Beademing kan het beste plaatsvinden met longvolumina rond FRC

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Cor pulmonale (rechtszijdige hartaandoening t.g.v. chronische pulmonale hypertensie) is een ernstige aandoening, met belangrijke consequenties voor behandeling op de IC. Cor pulmonale kan gediagnosticeerd worden middels echocardiografie

‘Take home messages’ Take Home Mesages (1): Cor pulmonale (rechtszijdige hartaandoening t.g.v. chronische pulmonale hypertensie) is een ernstige aandoening, met belangrijke consequenties voor behandeling op de IC. Cor pulmonale kan gediagnosticeerd worden middels echocardiografie

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Inademing: Reductie van Ppl, doorgegeven aan intra-thoracale organen. Doel: expanderen longen, maar leidt ook tot daling cardiale Pex (en stijging Ptm) RV-eind-diastolisch volume stijgt=> slagvolume stijgt.

Inleiding Cardiovasculaire effecten van spontane ademhaling Na delay van 1-2 hartslagen: stijging Links Ventriculair Eind-Diastolisch Volume (LVEDV) Duur gelijk aan inspiratoire fase van respiratiecyclus. =>draagt bij aan stijging RR tijdens expiratie.

Inleiding Fysiologische uitademing Systolische bloeddruk stijgt door: Daling LV-afterload Stijging LV-preload (vertraagd effect van inspiratoire stijging van RV-output. Spontane ademhaling heeft nauwelijks effect op de pulmonale vaatweerstand (PVR).