Hemodynamiek en TTE M. Petjak CP dag 9 april 2019

Hemodynamiek en TTE M. Petjak opzet presentatie Inleiding hemodynamiek Iets over vocht Positie van echo binnen HD monitoring Statische vs dynamische parameters LVEDA(I) VCI / VCS/ VJI Iets over PLR LVOT VTI

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 1. Inleiding - iets over HD monitoring “ arterial oxygen content, arterial pressures, blood flow velocity, mode of cardiac work, and mode of respiration, all are incidental and subordinate; they all combine their actions only in service to the cells.” (Pflüger E: Ueber die Diffusion des Sauerstoffs, den Ort und die Grenze der Oxydationsprozesse im thierischen Organismus. Pflügers Arch Gesamte Physiol Menschen Thiere 1872, 43-64.)

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 1. Inleiding - iets over HD monitoring

Basic hemodynamic monitoring Advanced hemodynamic monitoring Hemodynamiek en TTE M. Petjak 1. inleiding - iets over HD monitoring Basic hemodynamic monitoring Advanced hemodynamic monitoring Invasive PAC Minimally (or less) invasive hemodynamic techniques PiCCO, LiDCO, oesfagusdoppler Non-invasive techniques Nexfin, Echocardiografie Functional hemodynamic monitoring volume responsiveness, (elasticity), (microvascular tissue hypoxia)

ARDS: overvulling geassocieerd met MOF en mortaliteit.2 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Teveel vocht is slecht 50% van IC patiënten zijn ‘fluid non-responders’ (geen reactie CO op iv vulling)1 ARDS: overvulling geassocieerd met MOF en mortaliteit.2 AKI: volume overload geassocieerd met een slechtere outcome.3, 4 Minimaal invasieve/ non-invasieve technieken: continue cardiac output (CO) en fluid responsiveness variabelen ‘real time’ 50% van IC patiënten zijn ‘fluid non-responders’ (CO does not increase with fluid administration)1 ARDS: Fluid overload is associated with organ failure and mortality.2 Minimally invasive/ non-invasive techniques: continuous cardiac output (CO) and fluid responsiveness variables in real time Predicting fluid responsiveness in ICU patients: a critical analysis of the evidence. Michard F, Teboul JL. Chest 2002 Sepsis Occurence in Acutely ill Patients. Sepsis in European Intensive Care Units: results of the SOAP study. Vincent et al.; Crit Care Med 2006 Fluid accumulation, survival and recovery of kidney function in critically ill patients with acute kidney injury. Bouchard, J., et al.; Kidney Int, 2009 A positive fluid balance is associated with a worse outcome in patients with acute renal failure. Payen, D., et al.; Crit Care 2008

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Hoeveel vocht is goed? FC identificeert en (tegelijkertijd) corrigeert volume tekort met als doel om weefsel perfusie te optimaliseren Toediening van vocht in het kader van een FC protocol voorkomt onnodige vocht toediening en zorgt idealiter voor een betere outcome bij IC patiënten en electieve OK patiënten What is a fluid challenge? Cecconi et al.; Curr Opin Crit Care 2011

(Vergeet het rechter hart niet!) Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Hoeveel vocht is goed? (Vergeet het rechter hart niet!) Veneuze return (VR) is de meest belangrijke determinante van cardiac output (CO). VR wordt bepaald door: a) Mean systemic filling pressure, b) RAP, c) veneuze resistance RA rek leidt tot verhoogde hart frequentie (sinus knoop ‘automaticiteit’ en sympathicus stimulatie) Toegediend vocht moet voldoende zijn om uiteindelijk RVEDV te verhogen. Alleen als RVEDV adequaat stijgt zal het slag volume (SV) toenemen. What is a fluid challenge? Cecconi et al.; Curr Opin Crit Care 2011

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Hoeveel vocht is goed?

Preload = myocardiale sarcomeer lengte/ rek vlak voor contractie Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Hoeveel vocht is goed? Preload = myocardiale sarcomeer lengte/ rek vlak voor contractie Stroke volume (slagvolume; SV) wordt bepaald door preload, afterload, contractiliteit en hart frequentie What is a fluid challenge? Cecconi et al.; Curr Opin Crit Care 2011

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 2. Hoeveel vocht is goed? Dus: FC is een gecontrolleerde manier om vocht toe te dienen (het tegenovergestelde van fluid loading) en tegelijkertijd een test voor het cardiovasculaire systeem. Om te titreren is het logisch om het kleinste effectieve volume te gebruiken → 200ml of 3ml/ kg LG in 5 min Maar: In de klinische praktijk is sprake van grote variabiliteit mbt hoeveelheid vocht, type vloeistof en snelheid van infusie2 Er ontbreekt een standaardisatie van de FC What is a fluid challenge?; Cecconi et al.; Curr Opin Crit Care 2011 Use of the fluid challenge in critically ill adult patients: a systematic review. Messina et al.; Anaesth Analg 2017

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 3. Positie van echo binnen HD monitoring

ICM Antonelli 2007 ICM Cecconi 2014 MAP 40/ 90/ >65 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 3. Positie van echo binnen HD monitoring ICM Antonelli 2007 ICM Cecconi 2014 MAP 40/ 90/ >65 Do not recommend routine use of dynamic measures …suggest considering echocardio-graphy Do not recommend routine use of PAC Individualize target BP Recommend dynamic over static variables to predict fluid responsive-ness Echocardiography is the preferred modality initially Role for PAC / transpulmonary thermodilution Sequential evaluation of hemodynamic status PAC in complex patients/ refractory shock + richt ventricular dysfunction/ ARDS

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Statisch = momentopname binnen hartcyclus en kan een inschatting geven van ‘preload’ → waarschijnlijkheid van fluid responsiveness Dynamisch = antwoord op de vraag waar op de Frank- Starling curve de patiënt zit resp. om te bepalen of de patiënt nog fluid responsive is Dynamische metingen zijn onlosmakelijk verbonden met veranderingen van intrathoracale druk en slagvolume als gevolg van spontane AH/ mechanische beademing

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters CVP is slechte voorspeller van volume status en volume (preload) responsiveness Does central venous pressure predict fluid responsiveness? A systematic review of the literature and the tale of seven mares. Marik et al. ; Chest 2008 Does the central venous pressure predict fluid responsiveness? An updated meta-analysis and a plea for some common sense. Marik et. Al; Crit Care Med 2013

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Pulmonary artery occlusion pressure and central venous pressure fail to predict ventricular filling volume, cardiac performance, or the response to volume infusion in normal subjects. Kumar et al; Crit Care Med 2004

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Spontaneous breathing increase in negative intrathoracic pressure during inspiration -> blood pools in pulmonary circulation -> left heart filling reduced and lower stroke volume

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Heart-lung interactions. Hemodynamic effects of mechanical ventilation. The cyclic changes in left ventricular (LV) stroke volume are mainly related to the expiratory decrease in LV preload due to the inspiratory decrease in right ventricular (RV) filling. Reproduced with permission from Critical Care/Current Science Ltd [24]. Using heart-lung interactions to assess fluid responsiveness during mechanical ventilation. Michard F, Teboul JL; Crit Care 2000

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Gebruik van dynamische parameters van volume responsiveness (SV, PLR, ∆ScVO2) heeft de voorkeur boven gebruik van statische parameters (CVP, PAOP) in het kader van vochttoediening Continu cardiac output (CO) monitoring is de beste methode om reactie op FC te bewaken Fysiologische eigenschappen van infuusvloeistof in combinatie met ket klinisch beeld bepalen de keuze van de vloeistof. What is a fluid challenge? Cecconi et al.; Curr Opin Crit Care 2011

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statische vs. dynamische parameters Table 1. Summary of methods predicting preload responsiveness with diagnostic threshold and limitations Assessment of fluid responsiveness: recent advances. Monnet, Teboul; Curr Opin Crit Care 2018

CVD vs VCI diameter; matige correlatie1,2 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statisch vs. Dynamisch: TTE/ TEE Statisch = momentopname binnen hartcyclus en kan een inschatting geven van ‘preload’ → waarschijnlijkheid van fluid responsiveness CVD vs VCI diameter; matige correlatie1,2 PAOP vs E/A ratio (PW doppler mitralis flow) LVEDAI (LVEDAI < 5.5 cm2/ m2 = lage preload)3 Does IVC size predict RA pressures in patients receiving mechanical ventilation? Jue et al.; J Am Soc Echocardiogr 1992 The respiratory variation in IVC diameter as a guide to fluid therapy. Feissel et al.; ICM 2004 Reference values for left ventricular function in subjects under general anaesthesia and controlled ventilation assessed by two-dimensional transoesophageal echocardiography. Skarvan et al; European Journal of Anaesthesiology 2001

Systolic Doppler flow wave in a pulmonary vein (S) Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statisch vs. Dynamisch: TTE/ TEE Left ventricular end-diastolic area indexed for body surface area (LVEDAI) Right ventricular end-diastolic area indexed for body surface area (RVEDAI) Systolic Doppler flow wave in a pulmonary vein (S) Early filling wave across the mitral valve (E) Systolic Doppler tissue wave, obtained in the mitral annulus (S’) Static load dependent variables, obtained with cardiac US

Dynamisch = antwoord op de vraag of de patiënt nog fluid responsive is Hemodynamiek en TTE M. Petjak 4. Statisch vs. Dynamisch: TTE/ TEE Dynamisch = antwoord op de vraag of de patiënt nog fluid responsive is PLR and Stroke Volume Mechanische beademing ↔ ∆ intrathoracale druk ↔ RA/ RV → ∆ VCI Mechanische beademing ↔ ∆ intrathoracale druk ↔ LA/ LV → ∆ VTI Does IVC size predict RA pressures in patients receiving mechanical ventilation? Jue et al.; J Am Soc Echocardiogr 1992 The respiratory variation in IVC diameter as a guide to fluid therapy. Feissel et al.; ICM 2004

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 5. LVEDA(I) Het eindiastolisch oppervlak van de linker ventrikel gemeten in de parasternaal korte as correleert met het intrathoracaal bloedvolume (ITBV) en het globaal enddiastolisch volume (GEDV) en is een hulpmiddel bij het bepalen van de vullingsstatus.

Tekenen die kunnen passen bij ondervulling: LVEDA <10cm2 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 5. LVEDA(I) Tekenen die kunnen passen bij ondervulling: LVEDA <10cm2 LVEDA/ BSA <5.5cm2/m2 “kissing papillar muscles sign” Een LVDA >20cm2 zou kunnen passen bij overvulling

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 5. LVEDA(I)

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant

Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant – VC inferior Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness

Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant - VCI Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness Spontane AH: collaps VCI tijdens inspiratie/ toename IVC diameter tijdens expiratie → collapsibility index: VCIe– VCIi/ VCIe 100% Exacte cut-off waarden voor fluid responsiveness lastig te bepalen → in de literatuur te weinig ondersteuning om de collapsibility index als voorspeller voor fluid responsiveness bij de spontaan ademende patiënt te gebruiken.

Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant - VCI Vena cava: diameter verandering en fluid responsiveness Mechanische beademing: VCI diameter neemt tijdens inspiratie toe (als gevolg van een belemmerde venous return door de positieve druk beademing ). VCI distensie kan door de zogenoemde distensibility index gekwantificeerd worden: VCIi-VCIe/ VCIi 100% Een VCI distensibility index > 12-18% correleert met fluid responsiveness.1,2 Respiratory changes in inferior vena cava diameter are helpful in predicting fluid responsiveness in ventilated septic patients; Barbier et al.; Int Care Med 2004 The respiratory variation in IVC diameter as a guide to fluid therapy. Feissel et al.; ICM 2004

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant - VCI Accuracy of Ultrasonographic Measurements of Inferior Vena Cava to Determine Fluid Responsiveness: A Systematic Review and Meta-Analysis; Orso et al; J Int Care Med 2018

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant - VCI

Orso et al; J Int Care Med 2018 Figure 3. Comparison of the sensitivity values for the caval index studies. On the left column the individual studies. On the right column the sensitivity (95% CI). The dashed area represents the 95% CI. CI indicates confidence interval; FN, false negatives; FP, false positives; TN, true negatives; TP, true positives. Orso et al; J Int Care Med 2018 DOI: (10.1177/0885066617752308)

Orso et al; J Int Care Med 2018 Figure 4. Comparison of the specificity values for the caval index studies. On the left column the individual studies. On the right column the specificity (95% CI). The dashed area represents the 95% CI. CI indicates confidence interval; FN, false negatives; FP, false positives; TN, true negatives; TP, true positives. Orso et al; J Int Care Med 2018 DOI: (10.1177/0885066617752308)

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant - VCI Conclusions In summary, the extreme heterogeneity of the studies considering the role of IVC to predict fluid responsiveness makes difficult to evaluate the usefulness of IVC diameter and the caval index assessed by US. For the obtained data so far, US evaluation of the diameter of the IVC and its respiratory variations does not seem to be a reliable method to predict the fluid responsiveness. Accuracy of Ultrasonographic Measurements of Inferior Vena Cava to Determine Fluid Responsiveness: A Systematic Review and Meta-Analysis; Orso et al; J Int Care Med 2018

VCS variatie tijdens mechanische ventilatie mbv TEE Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant – VC superior VCS variatie tijdens mechanische ventilatie mbv TEE Collaps VCS tijdens inspiratie! Ofwel: VCS max tijdens expiratie (laagste intrathoracale druk) Collapsibility index (CI) = SVC max – SVC min / SVC max = SVC exp – SVC insp/ SVC exp > 36% = fluid responsiveness VCS variatie: betere voorspeller van fluid responsiveness (ivm VCI variatie) Vieillard-Baron et al.: Superior vena caval collapsibility as a gauge of volume status in ventilated septic patients. Intensive Care Med 2004 Charbonneau H et al.: Predicting preload responsiveness using simultaneous recordings of inferior and superior vena cavae diameters. Crit Care 2014

Valkuilen in de interpretatie Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant – VCI en VCS Valkuilen in de interpretatie RV falen Verhoogde intra-abdominale druk Te kleine variatie intra-thoracale druk (bv laag Vte, ↑ WOB) Open thorax (cardiochirurgie)

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 6. De rechter kant – V jugularis int Best values of Sensitivity and Specificity determined by the combination of Internal Jugular vein Distensibility and Pulse Pressure Variation in predicting fluid responsiveness Internal Jugular Vein Distensibility% Pulse pressure Variation% Sensitivity 1-Specificity >9.9 >12 1 0.05 Jugular vein distensibility predicts fluid responsiveness in septic patients; Guarracino et al.; Crit Care 2014

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 7. Iets over PLR 1. Passive leg raising: 5 rules, not a drop of fluid! Monnet, Teboul; Crit Care 2015

Continuous cardiac output meting Invloed van sedatieva Hemodynamiek en TTE M. Petjak 7. Iets over PLR Aantal voorwaarden: Positie Continuous cardiac output meting Invloed van sedatieva

Hemodynamiek en TTE. M. Petjak 8 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant – Velocity Time Integral (VTI)

Hemodynamiek en TTE. M. Petjak 8 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant – Velocity Time Integral (VTI)

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant - VTI

Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant - VTI

∆ VTI is vergelijkbaar met SVV3 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant - VTI Toename van SV met > 15% door passive leg raising: specificiteit 93% en sensitiviteit 81%1 Cut-off waarde >12% (∆VTI) is suggestief voor fluid responsiveness 2 ∆ VTI is vergelijkbaar met SVV3 Gecombineerd EIO en EEO ∆VTI > 13% voorspelt ‘fluid responsiveness’4 Non-invasive stroke volume measurement and passive leg raising predict volume responsiveness in medical ICU patients: an observational cohort study. Thiel et al; Crit Care 2009 Respiratory changes in aortic blood velocity as an indicator of fluid responsiveness in ventilated patients with septic shock. Feissel et al; Chest 2001 A comparison of stroke volume variation measured by Vigileo/FloTrac system and aortic Doppler echocardiography. Biais et al.; Anesth Analg 2009 Predicting fluid responsiveness in critically ill patients by using combined end-expiratory and end-inspiratory occlusions with echocardiography. Jozwiak et al.; Crit Care Med 2017

https://player.vimeo.com/video/119991183 Hemodynamiek en TTE M. Petjak 8. De linker kant - VTI https://player.vimeo.com/video/119991183