Morton Kern, MD, klinikai szerkesztő; főorvos, Long Beach Veterans, Administration Health Care System, Long Beach, Kalifornia; kardiológus főorvos, orvosprofesszor, 
University of California Irvine, Orange, Kalifornia; e-mail: [email protected].
A közelmúltban Dr. Herb Aronow, a michigani St. Joseph Mercy Ann Arborban dolgozó intervenciós kardiológus a következő kérdést tette fel intervenciós kardiológus csoportunknak a szív teljesítményével (CO) kapcsolatban:
“Van egy úriemberem, akinek kétoldali térd feletti amputációja volt. Magassága 104,1 cm, súlya 66 kg. Hemoglobinja (hgb) 7,1 mg/dl, kemoterápiával kezelt limfóma miatt. Arteriális oxigénszaturációja szobai levegőn 93%, vegyes vénás (PA) szaturációja 57%. Megbecsülhetem a Fick-féle CO/CI értékét, vagy érvényesebb, ha csak az oxigénszaturációt jelentjük? Lényegében mennyire pontos a szívteljesítményünk mérése ebben a helyzetben ?”
Azért, hogy ezt megválaszoljuk, gyorsan áttekintjük a standard módszereket. A szívteljesítményt (CO) két technika egyikével határozzák meg:
- Fick-technikával az oxigénfogyasztás mérésével, vagy
- indikátoros hígítási technikával (termodilúció PA-katéterrel).
A TD-módszert részletesen tárgyalja a The Cardiac Catheterization Handbook, 5. kiadás, és tájékoztatást nyújt a pontos TD CO meghatározásának elméletéről és gyakorlatáról.
A Fick-elv a szív teljesítményére vonatkozóan
A Fick-elv szerint egy anyag bármely szerv általi felvétele vagy leadása az anyag arteriovenózus (A-V) koncentrációkülönbségének és az adott szerv véráramlásának a szorzata. Az anyag ebben az esetben a vérben lévő oxigén, de lehetnek más típusú mutatók is. Ahogy a vér lassan mozog, több oxigén kerül ki a keringésből, és a szaturáció csökken, és fordítva.
A CO-t úgy számítják ki, hogy az oxigénfogyasztást elosztják az artériás-vénás oxigénkoncentráció-különbséggel (milliliter oxigénben). Ne feledje, hogy az O2-szaturációs százalékokat az O2 mennyiségére (vagy tartalmára) a következő képlettel alakítják át: tartalom (1,36 x hemoglobin x O2-szaturáció x 10).
Régebben az oxigénfogyasztást olyan kapucnival mérték, amelyben egy oxigénérzékelő cella mérte a kilélegzett levegő oxigéntartalmát. Az anyagcseremérő az oxigénfogyasztást liter per percben adja le. Ezek a készülékek szolgáltatták az oxigénfogyasztás legpontosabb mérését, és így a legpontosabb Fick-számításokat is, de ma már ritkán használják őket. A nagy Douglas-zsákok használata az összes kilélegzett gáz elemzésre történő összegyűjtésére csak történelmi jelentőségű.
A szív teljesítményét (CO) a Fick-elv alapján (O2-fogyasztás) a következőképpen számítják ki:
CO = /A-Mixed Venous O2 különbség (ml O2/ 100ml vér) x 10
1. probléma a Fick-számítással: A helyes oxigéntartalom használata
Az artériás-vénás oxigén (A-VO2) különbség az artériás x kevert vénás (PA) O2-tartalomból kerül kiszámításra, ahol O2-tartalom = telítettség % x 1.36 x hemoglobin. Például, ha az artériás telítettség 95%, akkor az O2-tartalom = 0,95 x 1,36 x 13,0 g = 16,7 ml, a PA telítettség 65%, az O2-fogyasztás 210 ml/perc (70 kg x 3 ml/kg) vagy mért érték, és a CO a következőképpen határozható meg:
2. probléma a Fick-számítással: A pontos oxigénfogyasztásra vonatkozó feltételezések
A Dr. Aronow által felvetett kérdés megválaszolásához meg akartam osztani a szakértőinkkel folytatott beszélgetéseket a CO számításának legjobb módjáról.
Mort Kern, Long Beach, CA: A CO-t meg lehet becsülni a leggyakrabban használt képletből, 3mlO2/kg, de ez a képlet nem túl pontos, ha bármilyen közvetlen méréshez hasonlítjuk. Több alternatív képletet is javasoltak (lásd az 1. táblázatot), de ezek is gyengén korrelálnak a mért Fick-értékekkel (Narang et al1). Andrew Doorey és munkatársai Delaware-ből a CCI-ben publikáltak a jobb képletekről. Mivel a CO szórása a standard képlettel olyan nagy, mi a becsült Fick, O2 sats, és ha mértük, TD kimenetekről számolunk be. Mindannyian elfogadhatjuk, hogy általános célokból a 3 és 4 l/perc teljesítmény közötti klinikai különbségnek a döntéshozatal szempontjából kevés valódi jelentősége van. A PA sat 57% alapján lefogadom, hogy az ejekciós frakciója (EF) alacsony, és a teljesítménye alacsony.
Andrew Doorey, Newark, DE: Itt vannak a Mort által fentebb említett tanulmányunkból származó ábrázolt adatok (1. ábra). A feltételezett Fick különösen rossz eredményeket adott (amint arról már sokszor beszámoltunk, miután áttekintettük az irodalmat), és sokan úgy érzik, hogy el kellene hagyni. Valójában a mi rendszerünk a Lafarge egyenletet használja. Ez az egyenlet gyermekkori méréseken alapul, és kifejezetten nem ajánlott felnőtteknél használni. Valójában ennél a rendszernél, ha a TD elvégzése előtt megadja a szaturációt, a feltételezett Fick lesz az alapértelmezett a jelentésben és minden szelepszámításban, hacsak nem tesz 11 nem intuitív lépést annak megváltoztatására. A TD gombra való kattintás csak azt változtatja meg, hogy az hogyan jelenik meg a képernyőn. Sokan nem tudják ezt, és a szoftver dokumentációjában sincs benne.
Mi ugyanazt a VO2 (azaz O2-fogyasztás) rendszert használjuk, mint Mayo (2. ábra), amelyet a kardiopulmonális laborból kölcsönzünk. Sokkal egyszerűbb használni, mint a Douglas-zsákot. Némi minimális képzés szükséges, de elég nagy különbségeket találtunk a “feltételezett” Fick, sőt a TD és a tényleges (a dolgozatunkban “mért” Ficknek neveztük) Fick között. Ez esetleg nagy problémát jelenthet a szelepfelületek kiszámításakor.
Floyd W. Klein, Chicago, IL: Nekem gondjaim vannak azzal az elképzeléssel, hogy az amputáció növeli a CO-t. Számomra teljesen logikus, hogy az amputáció csökkentené a VO2-t, ahogy korábban említettük, és azt is, hogy nyugalomban az O2-elvonás alacsony lenne a testmozgás közbenihez képest. Számomra nincs értelme annak, hogy az amputáció növelné a CO-t; nem látok semmilyen hatást vagy egy kis csökkenést. Ezért a láb/izom extrakciónak még nyugalomban is magasabbnak kell lennie, mint Mort gondolja, különben igaza lenne, ami számomra paradoxnak tűnik.
Kerestem a Google-ban. Ahogy el tudod képzelni, a legtöbb tanulmányt elsősorban az érdekli, hogy mi történik, amikor az izmok aktívak, nem pedig amikor nyugalomban vannak. Amit ki tudok szedni, az az, hogy a lábakhoz nyugalomban elég heterogén az áramlás; edzéssel a végtagok CO-ja figyelemreméltóan megemelkedik (lásd “Skeletal muscle blood flow and oxygen uptake at rest and during exercise in humans: a pet study with nitric oxide and cyclooxygenase inhibition”, online elérhető http://ajpheart.physiology.org/content/300/4/H1510).
Az is látszik, hogy az oxigénkivonás még nyugalomban is elég magas. Az oxigénkivonás valóban magasabbra emelkedik testmozgással, de a testmozgásra adott fő válasz a megnövekedett CO. Ennek ellenőrzésére a legfrissebb irodalom a kritikus betegellátás világában található (lásd például: “Femoral-based central venous oxygen saturation is not a reliable substitute for subclavian/internal jugular-based central venous oxygen saturation in patients who are critically ill”, online elérhető: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20418366). A femorális vénás szaturáció valamivel alacsonyabb, mint a kevert vénás szaturáció, és nem változik arányosan a kevert vénás O2-vel a kritikusan beteg betegeknél.
A következő feltételezés az lenne, hogy a lábak hiánya nincs hatással az oxigénkivonásra vagy a zsigereken keresztüli áramlásra. Ha ezt feltételezzük, akkor szerintem meg tudjuk magyarázni, hogy az amputáció hogyan befolyásolhatja a Fick-egyenletet. De őszintén szólva, tényleg semmit sem tudok ebből biztosan.
Ez legalább annyira aggaszt, hogy a hematológiai betegség hogyan befolyásolja az oxigénszállító kapacitást ennél a betegnél, mint az amputáció. Lehetséges, hogy kevesebb az O2 iránti affinitás, és a feltételezett Fick-féle összefüggés ebben az esetben teljesen téves.
Barry Borlaug, Minneapolis, MN: A 3. ábra a szívteljesítmény eloszlását mutatja (a helyi VO2-hez igazítva) nyugalomban (alul) és terhelés közben (felül). A vázizomzat normális esetben a CO 15-20%-át kapja, de nem sokat von ki, ahogy Mort rámutat, mert izomösszehúzódások hiányában kicsi az igény. Edzéssel a vázizomzat abszolút és arányos áramlásnövekedést kap, ami szintén fokozott extrakcióval találkozik. Azokban a régiókban, ahol a megnövekedett áramlásra nincs szükség (vesék, splanchnikus érrendszer), érszűkület lép fel. Valójában, ha ez nem történne meg, mindannyian hipotenzívvá válnánk és elájulnánk a testmozgástól (ez történik a ritka splanchnicus gangliopátiákban, ahol ez a regionális érszűkület a perfúzió újraelosztásának lehetővé tétele érdekében elvész).
A Mayo-ban a VO2-t közvetlenül a PA és az artériás vérvétel idején mérjük az MGC Diagnostics által gyártott metabolikus kocsival (2. ábra). Ez pontosan ugyanaz az eszköz, amelyet a mi laboratóriumunkban a kardiopulmonális terheléses vizsgálat során használunk. Egy kis előzetes kiadásra és a személyzet képzésére van szükség, de ez elég egyszerű, és “orvosi időt” takarít meg azzal, hogy nem kell várakozni és 5 termodilúciós kimenetet lőni. Véleményem szerint, tekintettel a feltételezett VO2-vel kapcsolatos hibára, ha valóban pontos CO-t kell tudnia, és nem tudja közvetlenül mérni a VO2-t, akkor TDCO-t kell végeznie.
Mort Kern, Long Beach, CA: A legalacsonyabb vénás szaturáció a koszorúér szinusz vénás elvezetéséből származik, majd a fejből. A magasabb szat a vese vénáiból jön (nem sok elszívás). Bár az alsó végtagok a testtömeg kb. 35-40%-át teszik ki, nyugalomban nem vonnak ki O2-t, így a vénás sat nyugalomban kb. ugyanannyi, mint a szív közeli IVC. Amikor aktívak, az izmok O2-elvonása és a szaturáció csökken. Feltételezésem szerint az amputáció csökkenti az O2-felvételt (kevesebb az O2-t fogyasztó tömeg), és így a CO-számítás magasabb lesz, mint az amputáció előtt.
Kirk N. Garratt, New York City, NY: OK, azt elhiszem, hogy a VO2-t nem befolyásolja a vérszegénység, de azt nehezen tudom elhinni, hogy az amputációk nem befolyásolják. Az alsó végtagi izomtömegnek nagy az anyagcsereigénye, talán a legnagyobb az összes izomcsoport közül, így mindkét láb elvesztése csökkenti a VO2-t. A Wiki-Answer (a végső kutatási forrás) szerint a lábak a tömeg 40%-át teszik ki, de ez a tömeg nagy O2-elvonással jár. Szerintem a teljesítményre vonatkozó szabványos számításoknak pontosnak kell lenniük, amíg van pontos (korrigált) BSA és mért VO2. A becsült VO2 értékek szerintem még a szokásosnál is nagyobb hibával fognak rendelkezni, mivel az elveszett tömeg a magas O2-felhasználású szövetekben gazdagodott.
Lloyd W. Klein, Chicago, IL: Azok a régi papírok nagyszerűek. Csak abban nem vagyok még mindig biztos, hogy a kétoldali AK amputáció releváns. Mint tudja, az IVC sat helye számít a vese vénás áramlása szempontjából, mivel a zsigeri és az izmos ágyakban eltérő az O2-elvonás sebessége. Én itt arra spekulálok, hogy ha nincsenek lábak, akkor az összes IVC visszatérés zsigeri, és így a valóban “vegyes” IVC sat alacsonyabb lehet lábak nélkül. Ez bizonyos mértékig megmagyarázhatja az alacsony PA szaturációt az Ön esetében. A lábak hiánya csökkenti az O2-fogyasztást? A papírjai szerint nem. Csökken a CO vagy a CI? Ismétlem, szerintem, bár még mindig a normál tartományban van, 10-20%-kal alacsonyabbnak kell lennie, mert az alsó végtagok normális esetben ennyi CO-t kapnak. Talán valamilyen kompenzációs mechanizmus működik.
Herb Aronow, Ann Arbor, MI: Gailey és munkatársai tanulmánya, amely összehasonlította a nyugalmi oxigénfogyasztást 39 s/p traumás BKA-s betegnél (nem pontosan ugyanaz, mint az én betegemnél, aki s/p kétoldali AKA-t kapott súlyos PAD miatt, de a legjobb adatokat találtam) és 21 normál kontrollnál, azt sugallja, hogy nem volt különbség a nyugalmi VO2-ben a két csoport között. Colangelo és munkatársai egy másik tanulmánya a BSA eredményes csökkenését mutatja be a különböző végtagszegmensek/jegyek amputációját követően, nemek szerint rétegezve. Talán ezt a táblázatot használhatnánk a Fick CO CI-re történő átszámításához, ha szükséges?
Végezetül Narang és munkatársai összehasonlították a Douglas-zsákos technikával mért VO2-t a 3 különböző képletet használó származtatott VO2-vel
(lásd 1. táblázat). Ahogy Bourlag és Narang et al. megjegyzi, a származtatott vs. mért VO2 hibája > 25% lehet! Felmerül tehát a kérdés, hogy mi a jelenlegi legjobb gyakorlat a Fick-féle CO/CI meghatározására a katéteres laboratóriumban? Elmondhatom, hogy a laboratóriumomban NEM használunk Douglas-zsákot.
Barry Borlaug, Minneapolis, MN: Nincs összefüggés a teljes test VO2 és a Hgb között, hacsak nem áll fenn másodlagosan megnövekedett myocardialis O2-fogyasztás a nagyobb teljesítményű állapot fenntartása érdekében vérszegénység esetén. A feltételezett VO2 hibája ilyen körülmények között +/-25% lehet. Az A-VO2 különbség (Fick nevező): (.93-.57)*1.34*10*7.1=34.3.
Ez nem sokban különbözik attól, amit normális PA sat (75%) és normális Hgb (14) esetén kapnánk: (.93-.75)*1.34*10*14=33.8.
Ha tehát a VO2 normális, akkor ez az anémiás CO eléggé normális teljesítmény, de ez még mindig egy nagy “ha” a
közvetlen VO2 mérés nélkül.
Mort Kern, Long Beach, CA: Hogyan becsülöd meg az O2 fogyasztást a Hgb alapján? Magas Hgb, alacsony fogyasztás? A vérszegénység ellenére 57%-os PA szaturáció alacsony CO-ra utal, azt hiszem.
Larry Dean, Seattle, WA: Dean Dean, Seattle: Nem vagyok benne biztos. A vérszegénység miatt gyanítom, hogy a feltételezett Fick nem lesz alacsony. A gyors számítás 4,7 l/m és a CI 3,4 l/m/m2.
Sam Butman, Valle Verde, AZ: Még inkább (alacsony EF vagy legalábbis alacsony CO) tekintettel az eléggé
jelentős vérszegénységére, aminek sokkal magasabb PA sat-ot kellene adnia.
Navin Kapur, Boston, MA: Visszatérve az eredeti kérdésre, néhány gondolat:
- A dekompenzált szívelégtelenségben szenvedő fekvőbetegeknél gyakran követjük a vegyes vénás és artériás szaturációt szívelégtelen betegeinknél, anélkül, hogy feltétlenül követnénk a Fick- vagy TD-kiáramlásokat. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy az akut hemodinamikai változásokra reagálva titráljuk a terápiát az eredeti adatsorukkal mint belső kontrollal.
- A B-sejtes limfóma itt is bonyolítja a kérdéseket mind az artériás szaturáció, mind a vénás szaturáció tekintetében. Nem biztos, hogy sokat támaszkodnék bármelyik szaturációs mérésre, kivéve a sönt kizárását, a tüdőfunkció értékelését, és az akut változások nyomon követését, attól függően, hogy a PA-katéterezés miért történt először is.
- Ha valóban érzékelni akarjuk ennek a betegnek a szívműködését és tartalékfunkcióját, akkor valószínűleg a mért VO2-vel végzett kardiopulmonális terheléses vizsgálat a legjobb megoldás. Minden tétnek vége, ha megpróbáljuk korrelálni az invazív hemodinamikát és a LV ejekciós frakciót (amelyet elsősorban arra kellene használni, hogy rétegezzük őt HFpEF / HFrEF-ként, és meghatározzuk a készülékterápiára való alkalmasságát ).
Mike Ragosta, Charlottesville, VA: A hemoglobin nem befolyásolja az oxigénfogyasztást; ez a keresleti oldal, míg az anaemia a kínálati oldal. Az alacsony PA-szaturáció vérszegénység jelenlétében nem feltétlenül jelent alacsony szívteljesítményt. Ha visszaemlékszik Dr. Grossman analógiájára, ha a vörösvértestekre úgy gondol, mint az oxigént szállító “teherautókra”, egy adott oxigénfogyasztás esetén, ha vérszegénység van, kevesebb “teherautó” szállítja az oxigént. Így az oxigénigény kielégítéséhez több oxigént kell kivonnia a kevesebb teherautóból, és így vérszegénység esetén alacsonyabb lesz a vegyes vénás telítettség, mint vérszegénység nélkül, azonos szívteljesítmény mellett. Úgy tűnik, hogy ebben az esetben valóban mérni kell az oxigénfogyasztást. Ellenkező esetben csak találgatsz.
Narang et al Circulation című publikációjából: “… a mért VO2 szignifikánsan különbözött a Dehmer, LaFarge és Bergstra képleteiből származtatott értékektől, 28,4 (13,1, 50,2) ml/min, 37,7 (19,4, 63,3) ml/min és 31,7 (14,4, 54,5) ml/min medián (interkvartilis tartomány) abszolút különbséggel (P < 0,0001 mindegyikre). A mért és a becsült értékek az alkalmazott képlettől függően a betegek 17-25%-ánál >25%-kal különböztek egymástól. Az abszolút különbségek mediánja nagyobb volt a súlyosan elhízott betegeknél (testtömegindex > 40 kg/m2), de nem befolyásolta őket a nem vagy az életkor. “1
A lényeg
Egyetértek Dr. Borlaug, Ragosta, valamint Narang és munkatársaival, hogy “…a nyugalmi VO2 hagyományos képletekből származó becslései pontatlanok, különösen súlyosan elhízott egyéneknél. Ha a pontos hemodinamikai értékelés fontos a klinikai döntéshozatalhoz, a VO2-t közvetlenül kell mérni.” Úgy tűnik, mindannyiunknak szükségünk lesz egy O2-fogyasztási csuklyára.”
Köszönet
Meg szeretném köszönni az ország minden részéről érkező kollégáimnak, igazi szakértőknek és tanároknak, akik oly átgondoltan hozzájárultak ehhez az informatív és szórakoztató oktatási vitához. Nagyrabecsülésem mindannyiuknak.
- Narang N, Thibodeau JT, Levine BD, Gore MO, Ayers CR, Lange RA, Cigarroa JE, Turer AT, de Lemos JA, McGuire DK. A becsült nyugalmi oxigénfelvétel pontatlansága klinikai környezetben. Circulation. 2014 Jan 14; 129(2): 203-210. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.003334.
- Galley RS, Wenger MA, Raya M, Erbs KK, Spyropoulos P, Nash MS. Transztibialis amputáltak energiafelhasználása önválasztott tempóban történő ambuláció során. Prosthet Orthot Int. 1994 Aug.; 18(2): 84-91.