Aus der Medizinischen Universitätsklinik. Abteilung Innere Medizin III - Kardiologie und Angiologie

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1 Aus der Medizinischen Universitätsklinik Abteilung Innere Medizin III - Kardiologie und Angiologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. C. Bode Vergleichende Untersuchung des hämodynamischen Monitorings bei Patienten im kardiogenen Schock im Rahmen der PAPIKAS-Studie (Hämodynamische Messergebnisse (PAK versus PiCCO) bei Patienten im kardiogenen Schock) INAUGURAL DISSERTATION Zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau vorgelegt 2010 von Bonaventura Schmid geboren in Blaubeuren

2 2 Dekan: Prof. Dr. med. Christoph Peters 1. Gutachter: PD Dr. med. Michael Brunner 2. Gutachter: Prof. Dr. med. Karl-Heinz Kopp Jahr der Promotion: 2010

3 3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Grundlagen Herzzeitvolumen Hämodynamisches Monitoring Diskontinuierliche Verfahren zum hämodynamischen Monitoring Semikontinuierliche Verfahren Kontinuierliche Messverfahren Messung mit Ultraschall Hämodynamische Messparameter Parameter des PiCCO-Systems Parameter des Pulmonaliskatheters Der kardiogene Schock Klinische Präsentation Pathophysiologie Therapie Fragestellung Patienten und Methoden Patienten Einschlusskriterien Kontraindikationen und Ausschlusskriterien Messanordnung Messprotokoll Statistische Methoden Ergebnisse Basisdaten der Patienten Krankheitsbilder Gemessene Werte Statistischer Vergleich Herzindex Gesamtdaten Daten erhoben bei laufender intraaortaler Ballonpumpe Daten erhoben bei Kühlung der Patienten Patienten mit Klappenfehlern Patienten mit EF kleiner 35%...55

4 Vergleich von niedrigen Herzindexwerten Vorlastparameter bei unterschiedlichen Herzindizes Pulmonal arterieller Verschlussdruck im Vergleich Globaler enddiastolischer Volumenindex im Vergleich Extravaskulärer Lungenwasserindex Probleme bei den Messungen Diskussion Kritik an der Methode Aufbau der Studie Durchführung der Messungen Eingeschlossene Patienten Vergleich der Methoden Gesamtdaten Patienten mit einer intraaortalen Ballonpumpe Patienten in der Kühlung Patienten mit Klappenfehlern Patienten mit stark eingeschränkter Herzleistung Vorlastparameter Zusammenfassung Literatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Danksagung...84

5 5 1. Einleitung Erkrankungen des Herz-Kreislaufssystem zählen zu den häufigsten Krankheitsbildern in der Bundesrepublik Deutschland. Laut den Zahlen des Statistischen Bundesamts starben im Jahr 2003 in Deutschland rund Menschen an den Folgen eines Myokardinfarkts. Damit war der Myokardinfarkt die zweithäufigste Todesursache. Kardiogener Schock In den letzten Jahrzehnten konnten viele Verbesserungen bei der Therapie des Herzinfarkts eingeführt werden. Eine Untergruppe des Herzinfarkts hat sich allerdings in ihrer Inzidenz nicht verändert: Der kardiogene Schock tritt unverändert häufig auf. Neuere Studien sehen die Inzidenz bei 5-8 % der Herzinfarkte mit der ST-Hebung sowie bei 2,5 % der Herzinfarkte ohne ST-Hebung (Holmes et al., 1999; Reynolds und Hochman, 2008). Der kardiogene Schock ist durch eine starke Einschränkung der Pumpleistung des Herzens gekennzeichnet. Dies führt zum Verminderung der kardialen Auswurfleistung mit Folge der Minderperfusion der Organsysteme. Die klinischen Zeichen einer solchen Hypoperfusion können vielfältig sein, angefangen bei kalter feuchter Haut, Oligurie bis zu neurologischen Veränderungen wie Agitiertheit oder auch Somnolenz (Hasdai et al., 2000). Ein kardiogener Schock liegt vor, wenn der systolische Blutdruck über einen Zeitraum von mindestens einer Stunde kleiner 90 mmhg misst und diese Hypotonie auf die Gabe von Volumen nicht reversibel ist. Die Ursache muss in einer kardialen Dysfunktion liegen verbunden mit einer Hypoperfusion oder einem gemessenen Herzindex, der kleiner 2,2 l /min/m ist und einem pulmonalarteriellen Verschlussdruck der größer 18 mmhg beträgt. (Hasdai et al., 2000). Die Ursachen, die zum Auftreten eines kardiogenen Schocks im Rahmen eines Myokardinfarkts führen, sind vielfältig. Ein Myokardinfarkt ist jedoch nicht die einzige Ursache für das Auftreten, daneben kommen Myokarditiden und andere Herzerkrankungen ursächlich in betracht (Tabelle 1). Die Mortalität beim kardiogenem Schock ist über mehrere Jahrzehnte auf gleich hohem Niveau von ca. 77% geblieben. Erst Goldberg et al. konnten in den 1990er-Jahren einen Rückgang der Mortalität feststellen (Goldberg et al., 1999). Mehrere Autoren sehen die Ursache hierfür in der invasiveren und auch aggressiveren Therapie (Holmes et al., 1997; Lindholm et al., 2003)

6 6 Tabelle 1: Ursachen für kardiogenen Schock Akuter Myokardinfarkt Pumpversagen - Großer Infarkt - Kleiner Infarkt bei vorgeschädigtem Myokard - Ausweitung des Infarktgebiets - Reinfarkt Mechanisches Hindernis - akute Mirtalklappeninsuffizienz aufgrund Papillarmuskelabriss - Ventrikelseptumdefekt - Myokardriss - Perikardtamponade Rechtsventrikulärer Infarkt andere Ursachen Kardiomyopathie im Endstadium Myokarditis Myokardquetschung zu langer pulmonalarterieller Bypass septischer Schock mit Myokardbeteiligung Obstruktion des linksventrikulären Ausflusstrakts - Aortenstenose - hypertroph obstruktive Kardiomyopathie Behinderung der linksventrikulären Füllung - Mitralstenose - Myxom im linken Vorhof akute Mitralinsuffizienz akute Aortenklappeninsuffizienz nach Hollenberg, in Annals of Internal Medicine, 1999 (Hollenberg et al., 1999) Während der Therapie ist es wichtig, die kardiale Funktion des Patienten zu überwachen, um diese möglichst gut an die aktuelle Situation anpassen zu können. Neben Parametern wie Blutdruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, periphere Durchblutung und Diurese ist die erweiterte hämodynamische Überwachung des Patienten ein wichtiger Teil der Therapiesteuerung. Durch die Messung von Herzzeitvolumen, Vorlastparametern und vaskulären Widerständen ist es möglich, sich ein genaueres Bild der Herzfunktion zu machen und die Therapie mit inotropen Medikamenten und Volumen der Situation und den Bedürfnissen des Patienten anzupassen. Zur Messung solcher Parameter steht seit den frühen Siebzigerjahren der von Swan und Ganz eingeführte Pulmonalis-Einschwemmkatheter zur Verfügung. (Swan et al., 1970) Dieses Verfahren gilt in der Therapie des kardiogenen Schock als Goldstandard. (Antman et al., 2004) Aufgrund der Invasivität und der möglichen Komplikationen, die bei der Verwendung auftreten können, steht der Pulmonaliskatheter seit vielen Jahren in der Kritik (Connors et al., 1996; Hadian und Pinsky, 2006). Dennoch findet er weiterhin Verwendung

7 7 und wird auch meist als Referenzmethode herangezogen, wenn neue Verfahren der hämodynamischen Überwachung auf ihre Verwendbarkeit geprüft werden. In den letzten Jahren wurden mehrere solcher neuen, alternativen Verfahren in den klinischen Alltag eingeführt. Einige Verfahren haben sich bei verschiedenen Krankheitsbildern als äquivalent oder gar besser gegenüber dem Pulmonaliskatheter herausgestellt. Dennoch zeichnen sich diese Verfahren durch verschiedene Stärken und Schwächen aus. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, während der Therapie des kardiogenen Schocks das PiCCO-System mit dem Pulmonaliskatheter zu vergleichen, um zu prüfen, ob das PiCCO- System auch unter Therapiebedingnugen vergleichbare und valide Messergebnisse liefert.

8 8 2. Grundlagen 2.1. Herzzeitvolumen Zur Kreislaufüberwachung eines Patienten werden standardmäßig Herzfrequenz, Elektrokardiogramm, periphere Sauerstoffsättigung und Blutdruck gemessen. Der Blutdruck wird dazu verwendet, eine Aussage über die Perfusion des Gewebes zu machen. Jedoch ist dies in vielen Fällen nicht ausreichend. Der systemische Blutdruck bildet nicht das Blutvolumen, welches pro Zeiteinheit im Gefäßsystem zirkuliert, ab. Für eine exaktere Beurteilung der Organperfusion ist aber notwendig auch den Blutfluss zu kennen, denn entscheidend ist, wie viel Blut die einzelnen Organe pro Zeiteinheit durchfließt.(reuter und Goetz, 2005) Dieser Fluss im Gefäßsystem wird als Herzzeitvolumen (HZV) beschrieben. Das Herzzeitvolumen errechnet sich aus dem Schlagvolumen des Herzens multipliziert mit der Herzfrequenz. Es beträgt beim Gesunden in Ruhe zwischen 5 bis 6 Liter pro Minute, kann aber unter Belastung bis auf 20 Liter ansteigen. Das HZV ist abhängig von der Größe und dem Gewicht der Person. Um eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Personen herzustellen, kann das Herzzeitvolumen auf die Körperoberfläche bezogen werden und wird dann als Herzindex (HI) angegeben. Die Körperoberfläche ( BSA ) errechnet sich aus dem Gewicht ( KG ) in Kilogramm multipliziert mit der Größe ( G ) in Zentimetern des Patienten korrigiert durch Faktoren.(DuBois D und EF., 1916; Jones et al., 1985) Die Formel nach DuBois lautet: BSA = 0, x G 0,725 x KG 0,425 Es ergeben sich Werte für den HI von 3 4 Liter pro Quadratmeter Körperoberfläche und Minute bei einem gesunden Menschen. Das HZV ist von verschiedenen Parametern beeinflusst. Zu einen führt eine Frequenzsteigerung zu einem höheren HZV, respektive eine Verringerung der Frequenz zu einer Abnahme des HZV. Zu anderen kann das HZV durch eine Änderung des Schlagvolumens beeinflusst werden. Das Schlagvolumen wird durch die kardiale Vorlast, die kardiale Nachlast, Verdehnung des Ventrikels und auch durch die positive Inotropie beeinflusst. Es gilt, dieser Veränderbarkeit bei der Messung Rechnung zu tragen.

9 Hämodynamisches Monitoring Ein hämodynamische Monitoring dient dazu, das Herzzeitvolumen und andere Parameter zur Beurteilung der Hämodynamik zu messen. Ein Verfahren zum hämodynamischen Monitoring sollte folgende Kriterien erfüllen: Es sollte verlässliche Ergebnisse messen, möglichst wenig invasiv sein und kontinuierliche Messungen ermöglichen. Außerdem sollten die Ergebnisse unabhängig vom Bediener reproduzierbar sein, wie auch Relevanz für die Therapie haben (de Waal et al., 2009). Hämodynamische Veränderungen sollten möglichst schnell angezeigt werden. Auch sollte das Verfahren unabhängig von Größe und Gewicht des Patienten sein und auch in Extrembereichen verlässliche Werte ermitteln (Botero und Lobato, 2001). Genauso sollte das Verfahren ermöglichen, hämodynamische Instabilitäten und die Veränderung durch eine Therapie darzustellen (Pinsky, 2007). Die verschiedenen Methoden können in drei Gruppen unterteilt werden, in diskontinuierliche, semikontinuierliche und kontinuierliche Verfahren. Dabei ist zu beachten, dass es klinische Messsysteme gibt, die diskontinuierliche Verfahren zur Eichung der kontinuierlichen Verfahren verwenden Diskontinuierliche Verfahren zum hämodynamischen Monitoring Historische Grundlage stellt das von Adolf Fick vorgestellte und nach ihm benannte Verfahren aus dem Jahre 1870 dar. (Fick) Das Fick-Prinzip nutz als Indikator den im Körper transportierten Sauerstoff. Das Verfahren ermittelt das Herzzeitvolumen nur ungenau, da es aufgrund der mangelnden Durchmischung vor der Entnahmestelle des Blutes zu Ungenauigkeiten kommen kann.(reuter und Goetz, 2005) Alle Verfahren der diskontinuierlichen Messung bauen auf diesem Prinzip der Indikatordilution auf. Dabei wird ein Indikator, der aus Gas, Farbstoff oder aus einem temperierten Volumenbolus besteht, in den Blutkreislauf eingebracht, die Konzentration stromabwärts registriert und als Funktion der Zeit aufgezeichnet. Der Verlauf dieser Dilutionskurve hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese können unterteilt werden einmal in indikatorabhängige, applikationsabhängige Faktoren sowie in Faktoren, die von Gefäßsystem und Blutfluss abhängen. Indikatorabhängige Faktoren sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften, wenn der Indikator in den Blutkreislauf injiziert wird. Die Injektionsgeschwindigkeit - und die dabei aufgebaute Konzentrationsverteilung - am Zuspritzpunkt stellt den

10 10 applikationsabhängigen Faktor dar. Je schneller ein Indikator appliziert wird, desto weniger Streuung wird bei der Applikation verursacht. Das Gefäßsystem nimmt vielfältig Einfluss auf die Dilutionskurve. Einmal ist der Blutfluss von der Gefäßmorphologie, den Gefäßquerschnitten und den Aufzweigungen abhängig. Genauso nehmen turbulente Strömungsverhältnisse in den Gefäßen Einfluss auf die Flussgeschwindigkeit des Blutes. Zur Vereinfachung der Berechnung wird von einer laminaren Strömung im gesamten Gefäßsystem ausgegangen (Reuter und Goetz, 2005). Stewart beschrieb 1897 erstmals die Möglichkeit, mit Hilfe einer Indikatordilution den Blutfluss zu messen. (Stewart, 1897) Aufgrund des Blutkreislaufs kommt es aber bei der Indikatormethode zu Rezirkulationsphänomenen und damit zu Ungenauigkeiten in der Messung. Dieses Problem wurde durch Hamilton gelöst, er stellte die monoexponentielle Extrapolation der Dilutionskurve vor. Damit flossen Rezirkulationsphänomene nicht mehr in die Berechnung ein. (Hamilton, 1932) Die heute gebräuchliche Berechnungsgrundlage wurde nach ihnen als Stewart-Hamilton- Verfahren beziehungsweise Gleichung benannt. Dabei wird von einem Masseerhalt des Indikators ausgegangen. Dies bedeutet, dass der gesamte injizierte Indikator (m 0 ) über die Blutbahn am Detektionsort (m out ) transportiert wird. m 0 = m out Durch die Applikation des Indikatorbolus entsteht die Dilutionskurve, die eine Konzentrationskurve über die Zeit darstellt. Das Produkt aus Fluss (V) und der gemessenen Konzentration (c) über die Zeit (t). m out (t) = V(t) * c(t) Um auf die applizierte Indikatormenge zu kommen, muss die Gleichung integriert werden: m out = m out (t)dt = V(t) * c(t) dt Unter der Annahme, dass der Blutfluss über die Zeit konstant ist ergibt sich: m 0 = m out = V(t) * c(t) dt

11 11 Daraus folgt: V = m 0 / V(t) * c(t) dt Mit Hilfe dieser Formel lässt sich somit der Blutfluss anhand des injizierten Bolus und der gemessen Dilutionskurve errechnen. Für die Berechnung des Herzzeitvolumens ist die primäre Dilutionkurve entscheidend und weitere Gipfel durch Rezirkulation werden nicht beachtet. Dies wird bei vielen Monitoringsystemen dadurch erreicht, dass die Messung der Dilutionskurve abbricht, wenn nur noch ein bestimmter Wert der Maximalkonzentration gemessen wird. (Reuter und Goetz, 2005) Bei der Thermodilution wird als Indikator kalte Infusionslösung - meist 4 C kalt - verwendet, damit ergibt sich folgende Gleichung als Grundlage: Die applizierte Kältemenge (m 0 ) ergibt sich aus der Differenz der Temperatur von Blut (T Blut ) und Injektat (T Inj ) und aus der Differenz des Injektionsvolumens (V Inj ) und dem Totraum (V tot ) des Katheters. m 0 = (T Blut T Inj ) * (V Inj V tot ) Durch die Injektatkonstante K Inj werden Unterschiede von Dichte und spezifischer Wärmekapazität zwischen Injektat und Blut korrigiert.(nishikawa und Dohi, 1993) Farbstoff zur Dilutionsmessung Der wichtigste Farbstoff für die Farbstoffdilution ist Indocyaningrün, der Farbstoff bleibt aufgrund der Bindung an Proteine streng intravasal. Er findet unter anderem im COLD- System Anwendung, dieses Monitoringsystem basiert auf der Doppelindikatortechnik.(Godje et al., 1998b) Dies bedeutet, dass neben der Dilutionsmessung mit Hilfe einer intravasalen Fiberoptik gleichzeitig auch noch eine Thermodilution durchgeführt wird. Dadurch wird die Bestimmung von intravasalen und extravasalen Flüssigkeitsvolumina ermöglicht. Das System wird vor allem für Studienzwecke eingesetzt.(von Spiegel et al., 1996)

12 12 Lithiumdilution Als Indikator wird Lithiumchlorid verwendet, das zentralvenös oder periphervenös injiziert wird. Zur Messung der Dilutionskurve wird mit Hilfe einer Pumpe kontinuierlich arterielles Blut über eine lithiumsensitive Elektrode geleitet, die parallel mit dem arteriellen Zugang verbunden ist. (Costa et al., 2008) Lithiumdilution kann bei Patienten, die mit Lithium therapiert werden, nicht verwendet werden. (Compton und Schafer, 2009) Weiterhin kumuliert das Lithium im Blut über die Messungen, daher ist nur eine limitierte Zahl von Messungen pro Tag möglich. (Reuter und Goetz, 2005) Es gibt momentan ein Messsystem, das auf der Lithiumdilution basiert. Das LiDCO bietet zusätzlich mittels Pulskonturanalyse ein kontinuierliches Monitoring der Hämodynamik.(Funk et al., 2009) Pulmonale Thermodilution (Pulmonaliskatheter) Die pulmonalarteriele Thermodilution wurde 1970 von Swan und Ganz in Form des von ihnen entwickelten Pulmonaliskatheters in den breiten klinischen Gebrauch eingeführt. (Swan et al., 1970) Bis heute wird er von vielen als der Goldstandard im hämodynamischen Monitoring angesehen.(compton und Schafer, 2009; Funk et al., 2009) Das Verfahren beruht auf der oben beschriebenen mathematischen Grundlage der Thermodilution. Der Kältebolus wird über das distale Lumen des Pulmonaliskatheters in den rechten Vorhof injiziert, die Temperatur des Injektats wird Zuspritzpunkt mit einem Thermistors gemessen. Die Temperaturkurve wird mit Hilfe eines zweiten Thermistors an der Spitze des Pulmonaliskatheters, der in eine Lungenarterie eingeschwemmt wurde, gemessen. Messung erfolgt somit im Lungenkreislauf, allerdings ist dort der Blutfluss nicht signifikant verschieden zum Blutfluss im großen Kreislauf. (Spohr et al., 2007) Die Ergebnisse der Messungen sind abhängig vom Atemzyklus, daher wird über drei Messungen, die zufällig über den Atemzyklus erhoben werden, gemittelt. (Reuter et al., 2002) Dies gewährleistet, den Einfluss von Flussänderungen während des Atemzyklus möglichst gering zu halten. In der Literatur werden verschiedene Streubreiten für wiederholte Messungen genannt. Diese variieren von unter 10 % bei de Waal et al. (de Waal et al., 2009) Critchley et al. gehen davon aus, dass bei der Messung von physiologischen Messwerten von einer

13 13 Ungenauigkeit und einem Fehler zwischen 10 und 20 % ausgegangen werden muss. (Critchley und Critchley, 1999) Neben der Möglichkeit der Thermodilution verfügt der Pulmonaliskatheter über die Möglichkeit, den pulmonalarteriellen Verschlussdruck, den so genannten Wedgedruck, zu messen. Dazu wird mithilfe eines Ballons an der Spitze des Katheters das Gefäß, in dem der Katheter liegt, verschlossen. Dadurch ist die Blutsäule hinter dem dilatierten Ballon von den Druckschwankungen, die aus der Kontraktion des rechten Ventrikels entstehen, getrennt und der dann gemittelte Druckwert stellt den pulmonal arteriellen Verschlussdruck dar. Dieser bildet den Druck vor dem linken Herzen ab. Der Pulmonaliskatheter stellt aufgrund seiner Applikationsweise ein sehr invasives Verfahren dar. In der Literatur wird immer wieder über die Komplikationen bei der Verwendung eines Pulmonaliskatheters diskutiert. Die publizierten Zwischenfälle umfassen Pneumothorax, arterielle Fehlpunktionen, supraventrikuläre und ventrikuläre Herzrhythmusstörungen, Schenkelblöcke, Knotenbildung des Katheters, Klappenschädigungen, endokardiale Läsionen, Pulmonalarterienruptur, Infektionen, Endokarditis, katheterassoziierte Sepsis und Thombenbildung. (1993; Hadian und Pinsky, 2006) Die kontroverse Diskussion rührt auch von den sehr unterschiedlichen Angaben über die Häufigkeit der Komplikationen her. Zwei aktuelle Studien, die PAC-Man und ESCAPE-Studie, sehen die Komplikationsrate bei 10% respektive 5%, wobei keine der aufgetretenen Komplikationen zum Tod eines Patienten geführt hat. (Binanay et al., 2005; Harvey et al., 2005) Deutlich höhere Komplikationsraten wurden in den Praxisrichtlinien zur Verwendung des Pulmonaliskatheters 1993 veröffentlicht.(1993) Untersuchungen zu katheterassoziierten Infektionen zeigen eine Inzidenz von 1,7 bis 13%. (Elliott et al., 1979; Sise et al., 1981; Rosenwasser et al., 1995) Lange et al. untersuchten die Herzen Verstorbener mit liegendem Pulmonaliskatheter, dabei fanden sie in 61% der Fälle Thromben. (Lange et al., 1983) Connors fand bei 53% Thromben. (Connors et al., 1985) In einer Studie zur Verletzung durch das Vorschieben des Katheters wurden in 53% der Patienten - diese waren innerhalb von 1 Monat nach Anlage des Pulmonaliskatheters verstorben - endokardiale Läsionen nachgewiesen.(rowley et al., 1984) Was die Häufigkeit von Arrhythmien bei der Anlage eines Pulmonaliskatheters anbelangt, liegt die Spanne der beobachten Inzidenz zwischen 3% und 68%. (Elliott et al., 1979; Sprung et al., 1981; Iberti et al., 1985; Sprung et al., 1989) Weitere kontrovers diskutierte Punkte sind das Outcome und die Mortalität der Patienten, die mit Hilfe eines Pulmonaliskatheter versorgt wurden. Kern et al stellten in einer

14 14 Metaanalyse, deren Ergebniskriterium Überleben beziehungsweise Nichtüberleben war, fest, dass nur eine frühe Therapiesteuerung über einen Pulmonaliskatheter zu einer Senkung der Mortalität führt. Wird der Katheter erst später eingesetzt, erhöht sich die Mortalität in der Gruppe mit Pulmonaliskatheter. (Kern und Shoemaker, 2002) Insgesamt ist der Vergleich der Studien schwierig, da die Studiendesigns sehr unterschiedlich sind. Erste Studien gibt es dazu Ende 80er-Jahre. Gore et al. konstatierten, dass die Krankenaufenthalte der Patienten mit Pulmonaliskatheter länger dauern. Zion et al fanden heraus, dass die Mortalität unter den Patienten mit Pulmonaliskatheter höher war als bei der Kontrollgruppe. Allerdings schränkten sie ihr Ergebnis ein, da diese Patienten stärker erkrankt waren als die der Kontrollgruppe. Daher gingen sie letztlich von einer gleich hohen Mortalität aus.(zion et al., 1990) Ein retrospektive Studie von Conners 1996 zeigte eine erhöhte 30-Tage-Mortalität bei Patienten mit Pulmonaliskatheter.(Connors et al., 1996) Die Studie ist bis heute viel beachtet und zitiert und führte zu einer Diskussion über den Nutzen des Pulmonaliskatheters, bis hin zu der Forderung nach einem Verbot des Katheters. (Dalen und Bone, 1996) Letzteres wurde aber von einer Mehrheit abgelehnt. (Trottier und Taylor, 1997) Eine ähnlich aufgebaute Studie von Murdoch aus dem Jahr 2000 kam zu dem Schluss, dass die Mortalität nicht erhöht sei; Rhodes kommt 2002 zum selben Schluss. (Murdoch et al., 2000; Rhodes et al., 2002) Zwei neuere, prospektive Multicenterstudien zeigen, dass die Länge des Krankenhausaufenthalts nicht beeinflusst wird und dass es einen Trend zu einem besseren Outcome der Patienten mit Pulmonaliskatheter kommt. (Binanay et al., 2005; Harvey et al., 2005) Eine in 2006 erschienene Übersichtsarbeit der Cochrane Collaboration zeigte, dass die Mortalität bei der Verwendung eines Pulmonaliskatheters nicht erhöht ist.(harvey et al., 2006) Transkardiopulmonale Thermodilution (PiCCO-System) Die erste Publikation zur transkardiopulmonalen Thermodilution stammt aus dem Jahr 1954 von Fegler, er beschreibt ein Tierexperiment zu dieser Methode. (Fegler, 1954) Historisch ist sie im Vergleich zur pulmonalen Thermoditution die ältere Methode. Mit der Diskussion über die Komplikationen beim Pulmonaliskatheter erfuhr die Methode wieder vermehrt Aufmerksamkeit.(Reuter und Goetz, 2005)

15 15 Die transkardiopulmonale Thermodilution beruht auf derselben theoretischen Grundlage wie die pulmonale Thermodilution. Der Unterschied besteht darin, dass der zweite Thermistor, der die Thermodilutionskurve misst, sich im einem großen Gefäß des Körperlaufs befindet.(compton und Schafer, 2009) Der applizierte Kältebolus durchfließ die Lunge und beide Ventrikel, kommt dadurch im Vergleich zu pulmonalen Thermodilution verzögert an und die gemessene Dilutionskurve ist flacher im Vergleich zur pulmonalen Dilution.(Reuter und Goetz, 2005) Der arterielle Katheter mit dem Thermistor kann in die Arteria femoralis, Arteria axilaris oder Arteria brachialis gelegt werden.(orme et al., 2004; Funk et al., 2009) Das momentan gebräuchliche Messsystem ist das PiCCO-System. In dem System ist gleichzeitig auch noch eine Pulskonturanalyse implementiert, deren Funktionsweise wird später besprochen.(compton und Schafer, 2009) Die gemessenen Werte für den Herzindex waren lange geringfügig niedriger als die Werte der pulmonalarteriellen Messung. Dafür wurden zwei Gründe genannt, einmal der Verlust von Indikator aufgrund der langen Strecke zwischen den beiden Temperatursensoren.(von Spiegel et al., 1996) Zum zweiten wurde die Möglichkeit diskutiert, dass es aufgrund der kalten Indikatorflüssigkeit zu einer vorübergehenden Senkung der Herzfrequenz kommen würde.(harris et al., 1985) Einige Autoren sehen in der Methode aber auch eine genauere Messmethode im Vergleich zur pulmonalen Thermodilution, da die Messung transkardial erfolgt und so die Möglichkeit besteht, dass Pathologien des Herzens besser abgebildet werden. (Compton und Schafer, 2009) Allerdings führt dies auch zu Problemen, da hier auch mögliche Einflüsse durch Herzvitien und intrakardiale Shunts berücksichtigt werden müssen. (Michard et al., 2004; Reuter und Goetz, 2005) Durch einen Rechts-Links-Shunt kommt es sowohl zu einem Doppelgipfel der Thermodilutionskurve als auch zu einerschnelleren Ankunft des Indikators am Thermistor. Dies kann zu einer Überschätzung des HZV führen.(michard et al., 2004) Im Gegensatz dazu führt ein Links-Rechts-Shunt zu einer möglichen Unterschätzung des HZV, da Indikator aus dem linken Ventrikel wieder in den rechten Ventrikel rezirkuliert. Mit der transkardiopulmonalen Thermodilution ist es auch möglich, Vorlastvolumina zu bestimmen. Diese bilden den Volumenstatus der Patienten besser ab als Vorlastdrücke, die mit dem Pulmonaliskatheter gemessen werden können.(sakka et al., 1999a; Kumar et al., 2004) Gleichzeitig ist eine dieser Volumina auch ein sensibler Parameter für ein mögliches Lungenödem.(Funk et al., 2009)

16 16 Insgesamt konnte in vielen Studien über die transkardiopulmonale Thermodilution eine gute Übereinstimmung in Bezug auf die Messungen mit dem pulmonalen Thermodilution gezeigt werden.(godje et al., 1998a; Gust et al., 1998; Godje et al., 1999; Sakka et al., 1999b; Zollner et al., 2000; Della Rocca et al., 2002a; Della Rocca et al., 2002b; Della Rocca et al., 2003; Michard et al., 2003; Orme et al., 2004; Compton und Schafer, 2009) Semikontinuierliche Verfahren Unter den semikontinuierlichen Verfahren werden alle Messsysteme zusammengefasst, die automatisch in regelmäßigen Abständen die Hämodynamik messen aber nicht von der Herzaktion abhängig sind. CCO-Pulmonaliskatheter Die Technik hinter dem CCO-Pulmonaliskatheter wurde erstmals von Yelderman beschrieben.(yelderman, 1990) Der Pulmonaliskatheter ist mit einem Thermofilament ausgestattet, das im rechten Vorhof zu liegen kommt. Dieses gibt in randomisierten Abständen kleine Wärmeimpulse ab, die durch den Thermistor an der Spitze des Katheters detektiert werden. Die aufgezeichnete Temperaturkurve wird mit den Zeitpunkten der Wärmeabgabe verglichen, darüber wird das Herzzeitvolumen berechnet. Die Messungen werden alle 30 Sekunden erfasst und über 3 bis 5 Minuten gemittelt.(yelderman, 1990) Dies führt zu Verzögerung bei der Detektion der Hämodynamik in Bezug auf Veränderungen.(Reuter und Goetz, 2005) Erste Studien des Systems zeigten gute Übereinstimmung mit der pulmonalen Thermodilution bei hämodynamisch stabilen Patienten.(Yelderman et al., 1992; Mihm et al., 1998) Bei einer Vergleichsstudie bei kardiochirurgischen Patienten zeigten sich aber eine größere Abweichungen zu der Bolusthermodilution.(Zollner et al., 2001) Momentan stehen zwei Systeme für den klinischen Gebrauch zur Verfügung, einmal ist es das Vigilance-System zu anderen das Opti-Q-System. CO 2 -Rückatmung Grundsätzlich kann man zwischen der totalen und der partiellen Rückatmung unterscheiden, wobei nur die partielle Rückatmung Eingang in die klinische Praxis

17 17 gefunden hat. Die Messung beruht auf dem oben beschrieben Prinzip nach Fick, nur dass anstatt des Sauerstoffs die Konzentrationen an Kohlendioxid gemessen werden. Das Prinzip der partiellen Rückatmung ermöglicht es, den ganzen Vorgang der Messung automatisiert ablaufen zu lassen. Momentan gibt es dazu den NiCO-Monitor auf dem Markt, dieser bestimmt alle drei Minuten durch eine 50 Sekunden dauernde Rückatemphase das Herzzeitvolumen.(Jaffe, 1999) Allerdings werden mögliche Shunts im Blutkreislauf nicht berücksichtigt. Es ist nur die Bestimmung des Herzzeitvolumens möglich und dies auch nur bei beatmeten Patienten.(Compton und Schafer, 2009; Funk et al., 2009) Bei Veränderungen des Beatmungsmusters kann es zu Fehlmessungen kommen. Vergleichsstudien zeigen unterschiedliche Ergebnisse in Bezug auf die Vergleichbarkeit zur Thermodilution.(Nilsson et al., 2001; Kotake et al., 2003; Reutershan et al., 2003; Compton und Schafer, 2009) Es gibt keine Studien zum Einsatz bei hämodynamisch instabilen Patienten.(Funk et al., 2009) Kontinuierliche Messverfahren Bioinpedanzmessung Bei der thorakalen elektrischen Bioinpedanzmessung legt man einen Stromkreis an den Thorax an, um über die Widerstandsveränderung die Herzaktivität und das thorakale Blutvolumen zu erfassen. Über die Änderungen des thorakalen Blutvolumens wird dann der Herzindex errechnet. Allerdings ist diese Methode mit einem relativ hohen Fehler behaftet und viele der Messungen sind inkorrekt.(hirschl et al., 2000) Aktuell wird die Methode nicht für den klinischen Gebrauch empfohlen.(de Waal et al., 2009) Pulskontouranalyse Die verschiedenen Methoden der Pulskonturanlayse ermöglichen eine automatische und kontinuierliche Messung des Herzzeitvolumens und verschiedener anderer Parameter. Allen Verfahren liegt zugrunde, dass sie die arterielle Pulskurve aufzeichnen und aus ihr das aktuelle Herzzeitvolumen errechnen. Erstmals wurde von Frank 1930 die Möglichkeit einer Pulskonturanalyse beschrieben. Ihm ging es darum, aus der aortalen Druckkurve das linksventrikuläre Schlagvolumen ab zu leiten.(frank, 1930) Die Grundlagen dazu

18 18 wurden von ihm bereits 1899 in seiner Arbeit zur aortalen Druckkurve gelegt.(sagawa et al., 1990) Die Pulskonturanalyse ist eine indirekte Methode, sie basiert auf der Annahme, dass die arterielle Druckkurve und deren Verlauf den Verlauf des Blutflusses widerspiegeln. (Reuter und Goetz, 2005; de Wilde et al., 2007) Es gibt mehrere, etablierte mathematische Modelle für die Pulskonturanalyse. Davon sind vier erwähnenswert die Cz-Methode von Wesseling, die Modelflow Methode, welche von dem Vigileo Messsystem verwendet wird, und die Methoden, die jeweils in dem Messsystem LiDOC und im PiCCO implementiert sind.(de Wilde et al., 2007; de Waal et al., 2009) Cz-Methode nach Wesseling Bei der Cz-Methode wird das Herzzeitvolumen auf die Fläche unter dem systolischen Anteil der arteriellen Druckkurve (Asys) und die aortalen Impedanz (Zao) bezogen. Vz = Asys / Zao Vz ist das Schlagvolumen. Zusätzlich bedarf es aber noch der Korrektur durch weitere Faktoren. Der mittlere arterielle Druck (Pmean) wird dazu verwendet, die nicht linearen Veränderungen der Aorta zu berücksichtigen, die Herzfrequenz (HR) dient dazu Reflektionen aus der Peripherie zu berücksichtigen. Weiterhin fließt das Alter (age) in die Formel ein. (Jansen et al., 1990; Wesseling et al., 1993) Das korrigierte Schlagvolumen (Vcz) ergibt sich aus: Vcz = Vz [ 0,66 + 0,005 * HR -0,01 * age * ( 0,014 * Pmean 0,8 ) ] Das Herzzeitvolumen (COcz) errechnet sich dann wie folgt, wobei der Kalibrierungsfaktor (cal) sich aus dem Verhältnis von COcz zum Herzindex der Referenzmethode errechnen lässt: COcz = cal * HR * Vcz Der Kalibrierung muss für jeden Patienten mindestens einmal neu erhoben werden, um valide Ergebnisse der Pulskonturanalyse zu erhalten.(de Wilde et al., 2007)

19 19 Modelflow Methode / Vigileo Dieses Modell wurde von Jansen und Wesseling als Weiterentwicklung der Cz-Methode eingeführt. (Jansen et al., 2001) Mit Hilfe dieses Modells wird die aortale Impedanz genauer charakterisiert. (Reuter und Goetz, 2005) Es werden die drei Elemente des Windkesselmodells berücksichtigt: die charakteristische Impedanz, der Widerstand der Aorta gegen pulsatilen Zufluss, die Compliance, der Widerstand der Aorta gegen Volumenzunahme, wie auch der periphere Widerstand.(de Wilde et al., 2007) Diese Faktoren verlaufen nicht linear und sind auch von Individuum zu Individuum verschieden. Für die Compliance wurde dies in vitro nachgewiesen und eine Abhängigkeit vom Alter, vom Geschlecht, der Größe und dem Gewicht festgestellt.(langewouters et al., 1985) Allerdings ist der individuelle Durchmesser der Aorta bei den Patienten nicht bekannt, dies führt zu einer Ungenauigkeit der Messung von bis zu 30 %.(de Wilde et al., 2007) Das Vigileo-System misst die Hämodynamik auf der Grundlage der oben besprochenen Methode ohne initiale Eichung. Neuere Studien zeigen akzeptable Übereinstimmungen mit anderen Systemen.(de Waal et al., 2007; Opdam et al., 2007; Prasser et al., 2007; Sakka et al., 2007; Compton et al., 2008; Piehl et al., 2008; Compton und Schafer, 2009; de Waal et al., 2009) Puls Power Analyse / LiDCO-System Die Puls Power Analyse verwendet die gesamte Pulskurve um daraus eine Volumenkurve abzuleiten. Die Ableitung des nominalen Schlagvolumens hängt nicht von der Morphologie der Druckkurve ab, sondern wird durch einen Transformationsalgorithmus aus der Pulskurve gewonnen. (Reuter und Goetz, 2005; de Wilde et al., 2007; Compton und Schafer, 2009) Dieses nominal errechnete Schlagvolumen wird durch einen Korrekturfaktor in das tatsächliche Schlagvolumen umgerechnet. Der Korrekturfaktor wird durch Kalibrierung mittels Lithiumdilution erhoben. Modifizierte Cz-Methode / PiCCO-System Das PiCCO-System arbeitet mit einer modifizierten Cz-Methode von Wesseling.(Wesseling et al., 1993) Neben der Analyse des systolischen Teils der

20 20 Druckkurve wird zusätzlich die Form der Druckkurve analysiert, dadurch kann die aortale Compliance der Patienten abgeschätzt werden.(godje et al., 2002) Dies fließt in die Berechnung des Schlagvolumens ein. Das HZV errechnet sich somit aus einem Kalibrationsfaktor, der aus der Thermodilution ermittelt wird, der Herzfrequenz (HF) und dem Integral aus Fläche unter der Druckkurve ( P(t)/SVR ), der aortalen Compliance ( C(p) ) und der Änderung des Druckes über die Zeit, der Form der Pulskurve, ( dp / dt ). (Buhre et al., 1999; Reuter und Goetz, 2005) Die Übereinstimmung der Messungen mit der pulmonalen Thermodilution konnte in verschiedenen Studien gezeigt werden.(rodig et al., 1999; Zollner et al., 2000; Godje et al., 2001; Felbinger et al., 2002; Godje et al., 2002; Della Rocca et al., 2003; de Wilde et al., 2007; Costa et al., 2008) Bei hämodynamischen Instabilität bedarf es wiederholter Kalibrierung durch die transkardiopulmonale Thermodilution. (Compton und Schafer, 2009) Messung mit Ultraschall Neben der Beurteilung der Strukturen des Herzen kann auch das Herzzeitvolumen mit Hilfe von Ultraschall gemessen werden. Grundlage für die Messung ist der Doppler-Effekt. Der Doppler-Effekt beruht auf einer Frequenzverschiebung des reflektierten Schalls, wenn sich das beobachtet Objekt relativ zum Beobachter bewegt. Diese Frequenzverschiebung ( F ) ist proportional zur Geschwindigkeit der Bewegung. Überträgt man dies auf die Blutströmung in der Aorta, kommt man zu folgender Gleichung(de Waal et al., 2009): F = 2 f 0 / C * V * cos Hierbei handelt es sich um die ausgesendete Frequenz (f 0 ), die Geschwindigkeit des Blutes (V), die Schallgeschwindigkeit (C) und dem Winkel zwischen dem Schallkopf und der Blutströmung ( ). Wenn man dies nun nach der Geschwindigkeit auflöst, ergibt sich: V = F * C * ( 2 * f 0 * cos )

21 21 Da der Blutfluss nicht linear sondern pulsatil ist, muss das Integral der Geschwindigkeit berechnet werden. Der errechnete Wert wir dann mit der Querschnittsfläche der Aorta multipliziert um auf Herzzeitvolumen zu kommen.(compton und Schafer, 2009) Die Querschnittsfläche der Aorta kann aus Normogrammen entnommen werden, oder mit Hilfe des M-Modes bestimmt werden, dabei wird er Durchmesser der Aorta ermittelt und daraus die tatsächliche Fläche errechnet.(reuter und Goetz, 2005) Die Messung des Aortenquerschnitts erfordert Erfahrung, da es nicht einfach ist ein orthogonales Schallfenster zu treffen. Es gibt verschiedene Zugangswege um die Messungen vorzunehmen, neben dem transthorakalen Zugang gibt es auch den transösophagealen Zugang. Der transösophageale Zugang hat auch den Vorteil, dass sich die Sonden relativ gut und reproduzierbar positionieren lassen. Studien zeigten, dass sich dies relativ schnell erlernen lässt.(lefrant et al., 1998) Für den transösophagealen Zugang gibt es auch spezielle Monitoringsystem auf dem Markt, die automatisch das Herzzeitvolumen messen.(de Waal et al., 2009) Die Ultraschallsonden dieser Systeme werden soweit vorgeschoben, bis sie unterhalb der Höhe des Aortenbogens zu liegen kommen. Damit ist ein optimales Schallfenster gewährleistet, da auch die Distanz zwischen dem Schallkopf und dem Blutfluss in der Aorta descendens sehr kurz ist. Limitiert wird diese Methode durch drei Faktoren, durch turbulenten Fluss in der Aorta, die Vernachlässigung des Blutflusses in die obere Körperhälfte und durch den Schallwinkel. (Green, 2007; Monnet et al., 2007) Darüber hinaus wird die Methode von wachen Patienten nicht toleriert. Der Vergleich der absolut gemessenen Werte mit der Thermodilution hat nur eine begrenzte Übereinstimmung gezeigt, allerdings bilden sich Veränderungen des Herzzeitvolumens gut ab.(dark und Singer, 2004) Es gibt auch Studien, die zeigen konnten, dass bei bestimmten Patienten die Mortalität und die Dauer des Aufenthalts im Krankenhaus sinken, wenn intraoperativ die Therapie mittels Doppler-Messungen gesteuert wird.(mcfall et al., 2004; Wakeling et al., 2005) Neben diesen Monitoringsystem gibt es auch die Möglichkeit, mittels der transösophagealen Echokardiographie eine Bestimmung des Herzzeitvolumens vorzunehmen. Studien zeigten eine gute Übereinstimmung zur pulmonalen Thermodilution.(Darmon et al., 1994) Meist wird dabei der Blutfluss über dem linken Ausflusstrakt (LOVT) gemessen, die Querschnittsfläche wird unter der Annahme einer

22 22 dreieckigen Fläche auf Klappenebene berechnet.(de Waal et al., 2009) Allerdings erfordert das Verfahren ein hohes Maß an Routine und ist zeitaufwendig.(compton und Schafer, 2009) Transthorakaler Zugang Mittels der transthorakalen Echokardiographie kann man sich ebenfalls einen Eindruck des HZV machen. Allerdings ist die Distanz zwischen dem Schallkopf und dem Blutfluss relativ hoch und der Schallwinkel oft schlecht, was eine verlässliche Verlaufsbeobachtung schwierig macht.(de Waal et al., 2007) 2.3. Hämodynamische Messparameter In der vorliegenden Arbeit werden die Messungen des PiCCO-System mit denen des Pulmonaliskatheters verglichen. Neben dem HZV werden von beiden Systemen weitere Messparameter zur hämodynamischen Überwachung des Patienten erhoben. Manche Parameter werden von beiden Systemen erhoben, andere werden nur von einem ermittelt Parameter des PiCCO-Systems Das PiCCO Gerät erfasst folgende Parameter, wenn eine transkardiopulmonale Thermodilution durchgeführt wird:

23 23 Tabelle 2: Parameter des PiCCO-Systems Bezeichnung Abkürzung Einheit Normalwerte Herzindex HI [l/min/m ] 3,0-5,0 Schlagvolumenindex SVI [ml/m ] Globaler Enddiastolischer Volumenindex GEDI [ml/m ] Intrathorakaler Blutvolumen Index ITBI [ml/m ] Schlagvolumen Variation SVV [%] <= 10 Pulsdruck Variation PPV [%] <= 10 Systemisch vaskulärer Widerstand Index SVRI [dyn*s*m /cm 5 ] Kardialer Funktionsindex CFI [1/min] 4,5-6,5 Linksventrikuläre Kontraktilität dpmx [mmhg/s] Cardiac Power index CPI [W/m ] 0,5-0,7 Extravaskulärer Lungenwasserindex ELWI [ml/kg] 3,0-7,0 Pulmonalvaskulärer Permeabilitätsindex PVPI - 1,0-3,0 Der Herzindex (HI) errechnet sich aus dem Herzzeitvolumen ( HVZ PiCCO ), wenn dieses auf die Körperoberfläche ( BSA ) bezogen wird. HI = HVZ PiCCO / BSA Der Schlagvolumenindex ( SVI ) stellt das Schlagvolumen ( SV ) ebenfalls bezogen auf die Körperoberfläche ( BSA ) dar. Das Schlagvolumen errechnet sich aus dem Herzzeitvolumen( HVZ PiCCO ) und der Herzfrequenz ( HF ). SV = ( HVZ PiCCO / HF ) *1000 SVI = SV / BSA Der systemisch vaskuläre Widerstand Index ( SVRI ) bildet sich aus dem mittleren arteriellen Druck ( MAD ) und dem zentral venösen Druck ( ZVD ) und dem Herzindex (HI): SVRI = ( MAD ZVD ) / HI * 80

24 24 Um die intrathorakalen Volumina, den global enddiastolische Volumenindex und den intrathorakalen Blutvolumenindex, zu bestimmen, muss die Thermodilutionskurve in verschiedene Zeitabschnitte unterteilt werden. Der Zeitraum bis der Indikator nach der Injektion am Detektionsort erscheint, wurde als Arrival time ( At ) bezeichnet. Als weiterer Wert stellt MTt (Mean Transit time) die mittlere Durchgangszeit dar, dies bezeichnet den Punkt an dem die Hälfte des Indikators den arteriellen Thermistor passiert hat. Die Zeitspanne des exponentiellen Abfalls der Thermodilutionskurve wird als Down Slope time ( DSt ) bezeichnet. Abbildung 1 Unterteilung der Thermodilutionskurve Das durchlaufene Volumen ( V ) kann mittels der gemessenen Zeit errechnet werden. Neben der Zeit muss auch der Fluss ( Q ) bekannt sein.(van den Berg et al., 1997) V = Q * MTt Wenn für den Fluss das Herzzeitvolumen ( HZV ) eingesetzt wird und dieses mit der mittleren Durchgangszeit ( MTt ) multipliziert wird, ergibt sich das intrathorakale Thermovolumen ( ITTV ). ITTV = HZV *MTt Multipliziert man mit der exponentiellen Abfallzeit ( DSt ), bekommt man den Wert für das pulmonale Thermovolumen ( PTV ).

25 25 PTV = HZV * DSt Aus diesen beiden Werten kann nun das globale enddiastolische Volumen ( GEDV ) errechnet werden. Dieses stellt das Volumen an Blut in alle vier Herzkammern zum Ende der Diastole dar. Der Wert gilt als Vorlastparameter und kann auch als globaler enddiastolischer Volumenindex ( GEDI ) auf die Körperoberfläche bezogen werden.(godje et al., 1998b) GEDV = ITTV - PTV GEDI = GEDV / BSA Das intrathorakale Blutvolumen ( ITBV ), eine weiterer Vorlastparameter, besteht aus dem GEDV und dem pulmonalen Blutvolumen. Direkt kann es nur mittels einer kombinierten Thermo- und Farbstoffdilution, wie sie im COLD System (s.o.) implementiert ist, ermittelt werden.(lichtwarck-aschoff et al., 1992) Es besteht allerdings eine hohe Korrelation zwischen dem GEDV und dem ITBV, daher wird er bei PiCCO mathematisch abgeschätzt.(buhre et al., 1998; Sakka et al., 1999a) ITBV = 1,25 * GEDV Wiederum kann dieses Volumen auch auf die Körperoberfläche ( BSA ) bezogen werden und wird dann als intrathorakaler Blutvolumenindex ( ITBI ) bezeichnet. ITBI = ITBV / BSA Aus diesen Werten kann nun auch das extravasale Lungenwasser ( EVLW ) errechnet werden und als extravasaler Lungenwasserindex ( ELWI ), auf die Körperoberfläche bezogen, angegeben werden. EVLW = ITTV ITBV ELWI = EVLW / BSA

26 26 Damit lässt sich wiederum der pulmonalarterielle Permeabilitätsindex ( PVPI ) errechnen. PVPI = EVLW / ( ITBV GEDV ) Neben diesen Volumenparametern gibt es weitere Parameter, die die Herzfunktion beschreiben. Der kardiale Funktionsindex ( CFI ) wird aus dem Herzzeitvolumen ( HZV ) und dem globalen enddiastolischen Volumen ( GEDV ) errechnet. CFI = HZV *1000 / GEDV Der kardialen Power Index ( CPI ) wird aus dem Herzindex ( HI ) und dem mittleren arteriellen Druck ( MAD ) bestimmt. CPI = HI * MAD * 0,0022 Ein weiterer Wert ist die Steigung der arteriellen Druckkurve ( dpmx ). Dieser bildet den linksventrikuläre Druckanstieg ( P / t max ) ab und ist somit ein Maß für die Kontraktilität des linken Ventrikels. Als weitere Werte gibt das PiCCO-System die Variation des Schlagvolumens und des Pulsdrucks an. Die Schlagvolumenvariation ( SVV ) errechnet sich aus dem Schlagvolumen der letzten 30 Sekunden. Dazu werden zur Berechnung die Mittelwerte der vier maximalen Schlagvolumina ( SV max ), der vier minimalen Schlagvolumina ( SV min ) und der Mittelwert aller Schlagvolumina (SV mean ) herangezogen. SVV = ( SV max - SV min ) / SV mean Der Pulsdruck stellt die Differenz aus dem systolischen und dem diastolischen Druck dar. Die Pulsdruckvariation errechnet sich ähnlich der Schlagvolumenvariation. Es werden ebenfalls die letzten 30 Sekunden in die Berechnung einbezogen. PPV = ( PP max - PP min ) / PP mean

27 27 Der Wert für PP max ist der Mittelwert aus den vier maximalen Pulsdrücken der letzten 30 Sekunden, genauso der Wert für PP min, der sich aus den vier minimalen Pulsdrücken bildet. Der mittlere Pulsdruck ( PP mean ) ist der Mittelwert der letzten 30 Sekunden Parameter des Pulmonaliskatheters Die pulmonale Thermodilution mit dem Swan-Ganz-Katheter liefert folgende Parameter zur hämodynamischen Überwachung: Tabelle 3: Parameter des Pulmonaliskatheters Bezeichnung Abkürzung Einheit Normalwerte Herzindex HI [l/min/m ] 3,0-5,0 Schlagvolumenindex SVI [ml] Systemisch vaskulärer Widerstand Index SVRI [dyn*s*m /cm5] Pulmonal vaskulärer Widerstand Index PVRI [dyn*s*m /cm5] Mittler pulmonalarterieller Druck MPAP [mmhg] 9,0-16,0 Pulmonaler Wedge Druck PAWP [mmhg] 5,0-12,0 Der Schlagvolumenindex (SVI) und der Herzindex (HI) werden wie oben beschrieben bestimmt. SVI = HZV / ( BSA * HF) HI = HZV / BSA Der systemisch vaskuläre Widerstandsindex (SVRI) wird ebenfalls so errechnet wie oben beim PiCCO-System beschrieben. SVRI = ( MAD ZVD ) / HI * 80

28 28 Der pulmonalarterielle Widerstandsindex errechnet sich ähnlich wie der systemisch vaskuläre Widerstand nur wird statt dem mittleren arteriellen Druck der mittlere pulmonalarterielle Druck (MPAD) eingesetzt. SVRI = ( MPAD ZVD ) / HI * 80 Der pulmonalarterielle Verschlussdruck ( PAOP ) wird mithilfe des an der Katheterspitze vorhandenen Ballons gemessen. Der dilatierte Ballon verschließt das Gefäß, dadurch wird der Fluss unterbrochen, das Blut steht. Man geht nun davon aus, dass der hinter dem dilatierten Ballon gemessene Druck dem Druck vor dem linken Herzen entspricht. Der Druck wird über die Zeit gemittelt und bildet dann den PAOP Der kardiogene Schock In diesem Abschnitt wird speziell auf die Therapie bei einem infarktbedingten kardiogenen Schock eingegangen, da dies ein Großteil der Fälle darstellt. (Topalian et al., 2008) Klinische Präsentation Die meisten Patienten mit einem kardiogenen Schock präsentieren sich zyanotisch und sind aufgrund der zerebralen Minderperfusion oft verwirrt und agitiert. Der Puls ist tachykard, flach und häufig arrhythmisch. Häufig ist ein dritter und vierter Herzton zu hören. Andere Ursache für das klinische Bild sollten ausgeschlossen werden. (Duvernoy und Bates, 2005) Es muss zwischen einem Schock durch eine Ischämie des linken und rechten Ventrikels unterschieden werden, da diese sich unterschiedlich präsentieren können. Bei einer Ischämie die größtenteils den linken Ventrikel betrifft, kommt es neben einer Halsvenenstauung auch zu Rasselgeräuschen in der Lunge. Diese Rasselgeräusche treten bei einem Rechtsherzinfarkt nicht oder erst verzögert auf. Die Echokardiographie ist gut geeignet um sich einen ersten Überblick zu verschaffen, es lassen sich auch verschiedene andere Ursachen wie Tamponade oder Klappeninsuffizienzen gut diagnostizieren.(picard et al., 2003)

29 Pathophysiologie Durch eine Ischämie am Herz und einhergehenden Wandbewegungstörungen kommt es aufgrund einer verminderten Kontraktionsfähigkeit zu einem Pumpversagen mit einer Abnahme des Schlagvolumens damit zu Verringerung des Herzindex sowie des Blutdrucks.(Topalian et al., 2008) Dies führt zu mehreren Problemen einerseits wird die Blutversorgung vom Herz und der Peripherie eingeschränkt, dies kann einhergehen mit einer Laktatazidose, darüber hinaus kommt es zur Aktivierung des Sympathikus und des Renin-Angiotensin-Systems. Die Blutversorgung des Myokards ist darauf angewiesen, dass während der Diastole ein niedriger Druck im Ventrikel herrscht und gleichzeitig ausreichend diastolischer Druck vorhanden ist um einen Druckgradient aufzubauen, der einen Blutfluss in die Koronararterien ermöglicht. Aufgrund des erhöhten ventrikulären Drucks und der Hypotonie bei gleichzeitiger Tachykardie ist dies bei einem kardiogenen Schock nicht mehr sicher gewährleistet, was dann unter Umständen zu einer Zunahme des Ischämiegebietes führt. Durch Sympathikus und Renin-Angiotensin-System kommt es neben der Tachykardie zu einer systemischen Vasokonstriktion und Flüssigkeitsretension. Die entstehende Zentralisierung des Kreislaufs gewährleistet die Versorgung lebenswichtiger Organe. Die Zentralisation verstärkt jedoch die Belastung des Myokards und kann zu einer weiteren Ischämie führen. Dadurch entsteht ein sich selbst erhaltende Spirale, die, wenn sie nicht durchbrochen wird, zum Tod führt. (Abbildung 2)(Hollenberg et al., 1999; Reynolds und Hochman, 2008)

30 30 Abbildung 2: Pathomechanismus des kardiogenen Schocks(Hollenberg et al., 1999) Allerdings hat sich gezeigt, dass ein kardiogener Schock nicht zwangsläufig mit all diesen Veränderungen einhergehen muss oder die hämodynamische Verschlechterung immer zu einem Schock führen muss. Manche Patienten haben trotz des Schocks nur moderate Verschlechterungen der Ejektionfraktion des linken Ventrikel im Vergleich zu Gesunden.(Reynolds und Hochman, 2008) Genauso muss der periphere Widerstand des Gefäßsystems trotz der Ausschüttung von vasopressiven Hormonen nicht immer erhöht sein.(menon und Fincke, 2003) Bei 20 Prozent der Patienten entsteht ein so genanntes systemic inflammatory response syndrome ( SIRS ), dies zeigt sich klinisch in niedrigen systemischen Widerständen, Fieber, Leukozytose und erhöhten Entzündungsparametern. (Kohsaka et al., 2005) Daraus ist ersichtlich, dass es sich um ein Krankheitsbild mit verschiedenen Erscheinungsbildern handelt. Dennoch ist es aber wichtig schnell zu erkennen, dass ein kardiogenen Schock vorliegt oder sich ein solcher beim Patienten entwickelt. (Topalian et al., 2008)

31 Therapie Ziel der Therapie ist eine Stabilisierung des Kreislaufs, um eine adäquate Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der Organe sicher zu stellen. Die Therapie umfasst in der Notfallsituation neben der Gabe von Sauerstoff gegebenenfalls eine Intubation und Volumentherapie. Von einer massiven Volumengabe sollte bei Zeichen gestauter Halsvenen oder pulmonalen Ödems abgesehen werden.(topalian et al., 2008) Zusätzlich sollte eine medikamentöse Notfalltherapie entsprechend der eines Myokardinfarkts, speziell die Gabe von Aspirin und Heparin, durchgeführt werden. Besteht der Verdacht auf einen bestehenden kardiogenen Schock sollten keine -Blocker und Calciumantagonisten eingesetzt werden, beziehungsweise deren Applikation unterbrochen werden. Die negativ inotrope Wirkung der beiden Medikamentenklassen kann sich negativ auf die Kreislaufsituation auswirken. Rhythmusstörungen sollten mithilfe eines Defibrillators oder eines Schrittmachers behoben werden um eine gute elektrische Herzfunktion zu gewährleisten.(nieminen et al., 2005; Dickstein et al., 2008) Reperfusionstherapie Das SHOCK-Trail hat gezeigt, dass eine frühe Reperfusionstherapie zu einer Verbesserung des Überlebens beim kardiogenen Schock führt.(hochman et al., 1999; Hochman et al., 2006) Nach Möglichkeit sollte der Patient in eine Klinik gebracht werden, die mit Hilfe einer Koronarangiographie mögliche Stenosen der Koronararterien wieder dilatiert. Je früher die Revaskularisation vorgenommen wird desto besser das Outcome.(Zeymer et al., 2004) Die Thrombolyse ist die nachrangige Therapieoption, wenn keine Klinik mit Herzkatheter in 90 Minuten zu erreichen ist. Es konnte gezeigt werden, dass auch die Thrombolyse die Mortalität senkt allerdings nicht in dem Umfang wie eine Koronarintervention. Eine weitere Verbesserung konnte erreicht werden, wenn zusätzlich eine intraaortale Ballonpumpe zum Einsatz kam.(sanborn et al., 2000) Hämodynamisches Monitoring Für den kardiogenen Schock wird in den Leitlinien von 2004 die Verwendung eines Pulmonaliskatheters zur hämodynamischen Überwachung empfohlen.(antman et al.,

32 ) Auch verschiedene aktuelle Übersichtsarbeiten zum kardiogenen Schock teilen diese Ansicht.(Reynolds und Hochman, 2008; Topalian et al., 2008) Reynold sieht trotz der Diskussion über den Pulmonaliskatheter und seine Komplikationen den Einsatz gerechtfertigt. Auch vor dem Hintergrund einer Studie von Cohen, die keine erhöhte Mortalität beim Einsatz des Pulmonaliskatheters bei Patienten mit kardiogenen Schock sieht.(cohen et al., 2005) Zur Steuerung der Therapie werden verschiedene hämodynamische Parameter erhoben, diese wurden oben besprochen. Die erhobenen Werte tragen zur Anpassung der Therapie mit Inotropika, Vasopressiva und Volumen bei, um den jeweiligen Bedürfnissen des Patienten zu entsprechen.(topalian et al., 2008) In letzter Zeit haben sich weitere Parameter wie die kardiale Power (CPO) der kardiale Powerindex (CPI) etabliert, die helfen können, eine Vorhersage über die Mortalität des Patienten treffen zu können.(williams et al., 2001; Fincke et al., 2004) Die Verwendung anderer Messverfahren, wie das des PiCCO-Systems, hat in den Guidelines und Übersichtsarbeiten bisher keinen Eingang gefunden. Pharmakotherapie Das Ziel der Pharmakotherapie ist die Erhaltung und Verbesserung des Blutdrucks und der Gewebeperfusion. Dazu werden neben der Volumentherapie Inotropika verwendet. An erster Stelle steht die Verwendung von Dobutamin, einem selektiven 1-Rezeptor Agonisten. Durch die Applikation von Dobutamin kommt es zu einer Verbesserung der Kontraktilität des Myokards und damit der Auswurfleistung. Dobutamin führt aber kaum zu einer erhöhten Herzfrequenz und erhöhten Widerständen in der Peripherie. Bei Blutdruck unter 70 mmhg sollte zusätzlich Noradrenalin, wegen seiner hohen Potenz, verwendet werden, um einen Blutdruckanstieg zu erreichen. Die Dosen sollten möglichst niedrig gehalten werden, da es unter Noradrenalin zu einer Vasokonstriktion kommt und damit die Gewebeperfusion wiederum gesenkt wird. Vasodilatatoren finden ihre Anwendung bei der Senkung des peripheren Widerstands Allerdings sollten sie nur dann eingesetzt werden, wenn die Höhe des Blutdrucks ausreicht eine suffiziente Versorgung der Koronararterien zu gewährleisten. Bei einer Überwässerung kann der Einsatz von Diuretika notwenig sein um die Vorlast und Nachlast des Herzens zu senken.(duvernoy und Bates, 2005; Reynolds und Hochman, 2008; Topalian et al., 2008)

33 33 Zur Steuerung der verschiedenen Medikamente empfiehlt es sich ein hämodynamisches Monitoring zu verwenden.(duvernoy und Bates, 2005) Intraaortale Ballonpumpe Die Verwendung einer intraaortalen Ballonpumpe wird von den Guidelines der American Heart Association von 2004 empfohlen.(antman et al., 2004) Die intraaortale Ballonpumpe führt durch die Inflation zu einer Verbesserung der Koronarperfusion in der Diastole und durch die Deflation in der Systole über eine Nachlastsenkung zu einer Verbesserung der Auswurfleistung des linken Ventikels.(Trost und Hillis, 2006) Allerdings kommt es in verschlossenen Koronararterien zu keiner Verbesserung der Perfusion.(Kern et al., 1993) Diese Verbesserung geht ohne einen erhöhten Sauerstoffverbrauch einher. Jedoch unterstützt die intraaortale Ballonpumpe nicht die gesamte Zirkulation.(Lee und Makkar, 2006; Topalian et al., 2008) Der Benefit der intraaortalen Ballonpumpe wird kontrovers diskutiert.(duvernoy und Bates, 2005; Topalian et al., 2008) In einer Untersuchung von Sanborn et al. im Rahmen des SHOCKtrails konnte gezeigt werden, dass es zu einer Senkung der Mortalität kommt.(sanborn et al., 2000) Genauso konnte im GUSTO-1 trial ein Trend zu einer geringern Mortalität nachgewiesen werden.(anderson et al., 1997) Chen konnte bei seiner Untersuchung auch einen Benefit für die intraaortale Ballonpumpe darstellen.(chen et al., 2003) Die publizierten Komplikationsraten mit schweren Zwischenfällen liegen zwischen 2,5 und 7,2 Prozent. (Stone et al., 2003; Urban et al., 2004; Trost und Hillis, 2006) Wichtige Kontraindikation sind eine Aortenklappeninsuffizienz und ein Aortenaneurysma. (Topalian et al., 2008) Kühlung von Patienten nach der Reanimation Durch die Reperfusion nach erfolgreicher Reanimation kann es zu einem Hirnödem kommen. (Morimoto et al., 1993) Durch die Kühlung wird versucht dieses Ödem zu verhindern oder abzuschwächen.(polderman, 2008; Dine und Abella, 2009) In den letzten Jahren haben verschiedene Studien gezeigt, dass eine induzierte Hypothermie auf 33 Celsius bei Patienten nach einem Herzstillstand einen positiven Einfluss auf das neurologische Outcome der Patienten hat.(2002; Bernard et al., 2002;

34 34 Mayer, 2002; Collins und Samworth, 2008) Diese Therapie wird mittlerweile routinemäßig angewandt.

35 35 3. Fragestellung Diese Arbeit untersucht, ob das PiCCO-System im Vergleich mit dem Pulmonaliskatheter ebenfalls zur Therapiesteuerung von Patienten im kardiogenen Schock verwendet werden kann. Als zentraler Parameter wurde der Herzindex zur Analyse verwendet. Als weitere wichtige Parameter werden auch die Vorlastparameter betrachtet, die unter anderem für eine adäquate Volumentherapie von Bedeutung sind. Als erstes wird untersucht, wieweit die gemessenen Werte für den Herzindex der beiden Monitoring-Systeme statistisch übereinstimmen. Um dies weiter zu verifizieren, wurden verschiedene Untergruppen gebildet, und die Werte des Herzindex dort nochmals gesondert ausgewertet. Diese Untergruppen entsprechen verschiedenen Kriterien und Therapiemethoden des kardiogenen Schocks: - Patienten mit einer intraaortalen Ballonpumpe - Patienten während der Hypothermie - Patienten, die in der Echokardiographie einen Klappenfehler aufwiesen - Patienten mit schlechter Ejektionsfraktion in der Echokardiographie - Patienten mit einem gemessenen Herzindex kleiner 2,2 l/min/m Als Vorlastparameter werden der PAOP, GEDI und ELWI, näher betrachtet. Zur Untersuchung der Vorlastparameter werden neben dem gesamten Datensatz auch verschiedene Untergruppen gebildet, diese orientieren sich am: - Herzindex gemessen mit PAC - Herzindex gemessen mit PiCCO - Ejektionsfraktion der Echokardiographie Weiterhin werden die Vorlastparameter korreliert mit dem Schlagvolumenindex (SVI) und dem positiven endexpiratorischen Druck (PEEP).

36 36 4. Patienten und Methoden 4.1. Patienten Nach der Zustimmung der Ethikkommission des Universitätsklinikums Freiburg zur PAPIKAS-Studie, wurde die Anwendungsbeobachtung auf den internistischkardiologischen Intensivstationen Heilmaier I und Heilmaier II durchgeführt. Die Patienten wurden im Zeitraum von März 2008 bis Februar 2009 eingeschlossen. Der Patient oder ein nächster Angehöriger musste der Teilnahme an der Studie zustimmen Einschlusskriterien Die Patienten wurden eingeschlossen, wenn ihr Krankheitsbild die Kriterien eines kardiogenen Schocks erfüllte. (Hasdai et al., 2000; Reynolds und Hochman, 2008) Auch hämodynamisch instabile und hochgradig katecholaminpflichtige Patienten wurden explizit eingeschlossen. Genauso Patienten die aufgrund ihrer schlechten Herzleistung der Unterstützung durch eine intraaortalen Ballonpumpe bedurften. Weiterhin wurden Patienten während der therapeutischen Hypothermie von 33 C, die nach Reanimation durchgeführt wird, eingeschlossen. Patienten, die in der initialen Echokardiographie Klappenfehler aufwiesen, wurden im Gegensatz zu anderen Studien ebenfalls eingeschlossen.(wiesenack et al., 2001) (siehe auch Tabelle 4) Tabelle 4: Einschlusskriterien Einschlusskriterien der PAPIKAS-Studie für Patienten im kardiogenen Schock: Patienten im kardiogenen Schock Patienten nach Primärtherapie des auslösenden Ereignisses Patienten nach Reanimation, während Kühlung Patienten mit Katecholamintherapie Patienten mit intraaortaler Ballonpumpe Patienten mit Klappenfehlern Durch diese weit gefassten Kriterien für den Einschluss, konnte ein Patientenkollektiv erreicht werden, das weitestgehend dem täglichen Bild bei dieser Erkrankung entspricht.

37 37 Damit der Patient endgültig eingeschlossen wurde, musste der behandelnde Arzt die Indikation zur hämodynamischen Überwachung gestellt haben Kontraindikationen und Ausschlusskriterien Wenn Kontraindikationen für die Applikation eines Katheters vorlagen, z. B. der Verdacht auf Pneumothorax, eine Kontraindikation für das Anlegen eines Pulmonaliskatheters, wurde von der Applikation abgesehen, um eine Gefährdung des Patienten auszuschließen. Genauso wurde verfahren, wenn der aktuelle Gesundheitszustand die Applikation beider Messsysteme nicht erlaubte. Gegebenenfalls wurde die Anlage dann zu einem späteren Zeitpunkt vorgenommen. Als Ausschlusskriterien zur Teilnahme an der Studie wurden ein Alter unter 18 Jahren sowie eine bekannte Schwangerschaft definiert. Weiterhin das Vorliegen einer Sepsis oder einer schwerwiegenden Infektion Messanordnung Die Patienten wurden standardmäßig mit einem Monitorsystem (Siemens 900 XL) überwacht. Die kontinuierliche Überwachung umfasste ein 3-Kanal-EKG, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, arterielle Blutdruckmessung, Messung der Körpertemperatur, der Atemfrequenz und des pulmonalarteriellen Drucks. Die arterielle Blutdruckkurve wurde vom PiCCO-System übernommen, indem das Signal des arteriellen Druckabnehmers vom PiCCO-Monitor (PiCCO2 Pulsion Medical Systems) an den Überwachungsmonitor übermittelt wurde. Weiterhin waren die Patienten mit zentralen und auch peripher venösen Zugängen versorgt. Patienten erhielten auch bei Bedarf eine intraaortale Ballonpumpe. Patienten nach Reanimation hatten einen speziellen Katheter zur therapeutischen Kühlung appliziert. Pulmonaliskatheter Nach der Anlage des Pulmonaliskatheters (Ewards Lifesciences Modell 131F7) wurde dieser standardmäßig mit dem Monitor verbunden. Das distale Lumen des Katheters wurde an einen Druckabnehmer angeschlossen, um den pulmonalarteriellen Druck zu

38 38 überwachen und die Lage des Katheters zu kontrollieren. Über diesen Druckabnehmer wurden auch die Messungen des PAOP vorgenommen. Weiterhin wurden die Thermosensoren durch die entsprechenden Kabel mit dem Überwachungsmonitor am Patientenbett verbunden. Um die Thermodilutionsmessung durchzuführen, wurden notwendige Eingaben im Überwachungsmonitor vorgenommen. Es mussten Informationen über das Fabrikat des Pulmonaliskatheters, das Volumen des Messbolus - dieses wurde auf 10 Milliliter festgelegt - sowie über die Größe und das Gewicht des Patienten in den Monitor eingegeben werden. PiCCO-System Der arterielle Katheter (Modell PVPK2014L22-46N) für das PiCCO-System wurde entsprechend der individuellen Möglichkeiten entweder in die Arteria femoralis oder in die Arteria brachialis gelegt. Dies war abhängig von der bisherigen Versorgung mit Kathetern für die intraaortale Ballonpumpe und die Kühlung. Da diese beiden Katheter jeweils femoral gelegt werden müssen, war die Anlage eines PiCCO-Katheters femoral teilweise nicht mehr möglich. In diesen Fällen und nach der Entscheidung des behandelnden Arztes wurde der arterielle Katheter auch in die Arteria brachialis gelegt. Studien haben gezeigt, dass wenn eine herznahe Lage des Katheters gewährleistet ist, die Messungen vergleichbar sind (Orme et al., 2004). Das Lumen des PiCCO-Katheters wurde mit einem handelsüblichen System zur Druckabnahme verbunden, um ein Monitoring des arteriellen Blutdrucks zu gewährleisten. Der Druckabnehmer wurde mit dafür vorgesehenem Kabel mit dem PiCCO-Monitor verbunden und das Signal mit einem weiteren Kabel, wie oben bereits beschrieben, an den Überwachungsmonitor weitergeleitet. Damit wurde beiden System das gleiche Signal zur Berechnung des Blutdrucks zur Verfügung gestellt. Um die transkardiopulmonale Thermodilution durchzuführen, musste der Thermistor am arteriellen Katheter ebenso wie der Thermistor am Zentralen Venenkatheter (ZVK) mit Hilfe der entsprechenden Kabel mit dem PiCCO-Monitor verbunden werden. Der Thermistor am ZVK lag proximal der Zuspritzmöglichkeit für den Messbolus. Auch beim PiCCO-Monitor mussten Voreinstellungen getätigt werden. Es musste das Geschlecht, Gewicht und die Größe des Patienten sowie die Volumen des Bolus, in diesem Fall 15 Milliliter, eingestellt werden.

39 39 Für die Messungen wurde 0,9 % Kochsalzlösung verwendet, die sich bis zu Applikation im Kühlschrank befand und eine Temperatur von 6 Celsius hatte Messprotokoll Das Messprotokoll der PAPIKAS-Studie umfasst sieben Messpunkte. Beginnend mit der ersten Messung, sobald beide Monitoring Systeme funktionsbereit waren. Es folgten jeweils stündliche Messungen. Die letzte Messung wurde sechs Stunden nach der ersten Messung ausgeführt. Aufgrund von Interventionen kam es bei einzelnen Patienten zu leichten Verschiebungen im Protokoll, diese beliefen sich auf wenige Minuten. Da aber nur der Verlauf während einer normalen Therapie untersucht wurde und keine spezifischen Messpunkte einzuhalten waren, konnten diese Verschiebungen toleriert werden. Der Ablauf der Messungen war standardisiert, zuerst wurde der PAOP gemessen, gefolgt von den drei Messungen für die pulmonale Thermodilution, danach folgten die Messungen für die transkardiopulmonale Thermodilution. Während der Messungen wurden keine Therapieveränderungen vorgenommen, weder die Medikation, Volumen, Beatmung noch die Lagerung betreffend. Damit wurde gewährleistet, dass für den Messzeitraum, der circa zehn Minuten umfasste, von gleich bleibenden hämodynamischen Bedingungen ausgegangen werden kann. Die Messungen für die Thermodilution bei beiden Systemen wurden, über den Atemzyklus zufällig verteilt, durchgeführt. Die Injektionen wurden immer von derselben Person durchgeführt. Es wurde auch darauf geachtet, dass die Injektionen gleichmäßig durchgeführt wurden. Dadurch wurde versucht, Unregelmäßigkeiten oder systematische Fehler auszuschließen. Wenn eine Messung im Vergleich zu den anderen zwei Messungen zu stark abwich, wurde ergänzend eine weitere Messung durchgeführt, um die abweichende Messung zu ersetzen. Die Ergebnisse der drei Messungen wurden vom Monitoring System gemittelt. Diese Mittelung ergab das Ergebnis der Messung. Die Messwerte wurden dann mit Hilfe von Druckersystemen, die an die jeweiligen Monitoring- Systeme angeschlossen waren, dokumentiert. Zusätzlich zu diesen hämodynamischen Parametern wurden noch weitere Parameter erfasst. Es wurde die Applikationsraten der Medikamente, die Flussrate der Infusionen, die Körpertemperatur, die Einstellungen der Beatmung und einer eventuellen intraaortalen Ballonpumpe zu jedem Messpunkt erfasst. Weiterhin wurden die Ergebnisse der Echokardiographie, der initialen Herzkatheteruntersuchung, Daten zur Kühlung und

40 40 Laborparameter sowie Blutgasuntersuchungen des Patienten erfasst, sofern diese Untersuchungen durchgeführt wurden Statistische Methoden Als statistische Methoden wurden verwendet: lineare Regressionsanalyse das von Bland und Altman postulierte Verfahren Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe von Statistical Package for the Social Science (SPSS, Chicago, USA) Version 17.0 für Windows XP. Die Regression dient dazu, funktionelle Abhängigkeiten von verschiedenen Variablen zu ermitteln. Bei der linearen Regression wird diese Abhängigkeit durch eine Gerade beschrieben. Die Abhängigkeit der Variablen x und y wird durch y = a + b * y beschrieben. Wobei a den y-achsenabschnitt bezeichnet. Verläuft die Regressionsgerade durch den Ursprung, ist die Variable a gleich null. Man spricht von einer linearen Regression durch den Ursprung. B bezeichnet die Steigung der Geraden. Die Steigung stellt den linearen Korrelationskoeffizient dar. Besteht keine Abhängigkeit zwischen den Variabeln, ist der Korrelationskoeffizient null. Der Betrag nähert sich eins, wenn nahezu alle ermittelten Messpaare (x/y) auf der ermittelten linearen Regressionslinie liegen. Bei der Regressionsanalyse muss davon ausgegangen werden, dass das Referenzverfahren absolut exakt ist. Das neue Messverfahren kann mit Messfehlern einhergehen. Für hämodynamischen Messungen existiert ein solches Referenzverfahren nicht. Daher ist die lineare Regressionsanalyse nur bedingt aussagekräftig. Um dennoch Messverfahren zu vergleichen, haben Bland und Altman ein heute allgemein gebräuchliches Verfahren eingeführt (Bland und Altman, 1986). Dieses Verfahren findet in fast allen Studien, die Vergleiche zwischen hämodynamischen Messverfahren anstreben, Anwendung. Bei diesem Verfahren werden auf der Ordinate die Differenzen der jeweiligen Messpaare aufgetragen. Da es keine exakten Referenzwerte gibt, werden auf der Abszisse die

41 41 Mittelwerte der jeweiligen Messpaare aufgetragen. Dadurch soll eine Näherung an den physiologisch korrekten Wert zu Messzeitpunkt erreicht werden. Aus den errechneten Differenzen kann der Bias, die Über- oder Unterschätzung, ermittelt werden, wie auch die Standardabweichungen (SD), die die Präzision darstellt. In den Bereich von zwei Standardabweichungen (2SD) sollten 95 Prozent aller Messpaarabweichungen fallen. Auf diese Weise kann die Wiederholbarkeit der neuen Methode im Vergleich zur Referenzmethode nachgewiesen werden. Dies ermöglicht die Abschätzung der klinischen Relevanz in Bezug auf die Methodenübereinstimmung. Critchely fordert, neben den genannten Werten einen weiteren Parameter zu bestimmen und zwar den prozentualen Fehler (Critchley und Critchley, 1999). Der Wert errechnet sich aus der Standardabweichung der Differenzen, dividiert durch die Mittelung der Mittelwerte des jeweiligen Messparameters beider Systeme. Nach den Autoren sollte dieser prozentuale Fehler kleiner 30 Prozent sein.

42 42 5. Ergebnisse 5.1. Basisdaten der Patienten In die Studie wurden elf Patienten, die auf der internistischen Intensivstation mit kardiogenem Schock behandelt wurden, eingeschlossen. Da das Messprotokoll der PAPIKAS-Studie sieben Messpunkte vorsah, ergeben sich daraus insgesamt 77 Datensätze mit hämodynamischen Messwerten. In Tabelle 5 sind die Patientendaten zusammengefasst. Die EF wurde bei der initialen Echokardiographie erhoben, die Mittelung über alle Patienten liegt bei 33,6 %. Mit dem Pulmonaliskatheter wurden Werte von 1,3 l/m /min bis 4,8 l/m /min für den Herzindex gemessen, mit dem PiCCO-System wurden Werte von 1,15 l/m /min bis 3,98 l/m /min gemessen. Die angegeben Werte der Herzindexe beziehen sich auf die 77 erhobenen Datensätze. Weiterhin ist zu beachten, dass die acht Patienten, die mit einer IABP versorgt wurden, sich nicht alle in der Gruppe der Patienten mit therapeutischer Kühlung wieder finden. Fünf Patienten waren allerdings neben Unterstützung durch eine IABP auch gekühlt. Zum Zeitpunkt der Messungen waren alle Patienten intubiert. Tabelle 5: Patientendaten Parameter Wert a Patientenzahl n = 11 Anzahl der Messpaare n = 77 Patientenalter, Jahre 68,1 ± 5,3 (63,8-73,4) Patientengröße, Zentimeter 177 ± 5 ( ) Gewicht, Kilogramm 81,1 ± 10,6 (70,5-91,7) Body mass index (BMI), kg/m 26 ± 3,1 (22,9-29,1) Ejektionsfraktion, % 33,6 ± 11,2(22,4-44,8) Herzindex Pulmonaliskatheter, l/m /min (n=77) 2,77 ± 0,81 (1,96-3,58) Herzindex PiCCO-System, l/m /min (n=77) 2,82 ± 0,69 (2,13-3,51) Intraaortale Ballonpumpe (IABP), ja / nein 7 / 4 Kühlung nach Reanimation, ja / nein 8 / 3 Werte dargestellt als Mittelwert ± SD (Range) Die myokardiale Schädigung ist auch aus den erhobenen Laborwerten der Patienten ersichtlich. Tabelle 6 führt diese auf.

43 43 Tabelle 6: Laborwerte der Patienten bei Aufnahme in die Studie Laborparameter Wert a pro BNP (pg/ml) 2106 ±1857 ( ) CK (U/l) 3037 ±3219 (0-6255) CK-MB (U/l) 411 ±284 ( ) Troponin T (ng/ml) 7.09 ±8.32 ( ) Werte dargestellt als Mittelwert ± SD (Range) Die Patienten standen während allen Messungen auch unter Katecholamintherapie. In Tabelle 7 sind die Applikationsraten der Medikamente angegeben. Alle Patienten wurden mit Noradrenalin und Dobutamin versorgt. Ein Patient wurde zusätzlich mit Adrenalin versorgt. Tabelle 7: Applikationsraten der Katecholamine Medikament Applikationsrate in mg/h a Noradrenalin (n=77) , 1.77 ± 0.66 ( ) Dobutamin (n=77) , 49.1 ± 17.2 ( ) Adrenalin (n=7) , 0.72 ± 0.02 ( ) Werte dargestellt als Minimum Maximum, Mittelwert ± SD (Range) 5.2. Krankheitsbilder Alle eingeschlossenen Patienten wurden aufgrund von kardiologischen Beschwerden auf der Intensivstation aufgenommen, acht davon nach erfolgreicher Reanimation. Alle Patienten zeigten bei der initialen Koronarangiographie vor Aufnahme auf die Intensivstation Stenosen der Koronararterien.

44 44 Tabelle 8: Diagnosen und Befund der Koronarangiographie Patient Diagnose / Befund der Koronarangiographie 1 CPR; / hochgradige RCA-Stenose; gering bis mittelgradige LAD Stenose, RD1 Stenose und RM1 Stenose 2 STEMI; CPR; / LAD Stenose; 3 Vorderwandinfarkt; / proximaler LAD-Verschluss; mittelgradige RCA- Stenose; mittel- bis höhergradige Hauptstammstenose; mittel- bis höhergradigen Stenose des Ramus marginalis bei kleiner LCX, 4 CPR; / LAD Stenose; 5 CPR; / LAD Ostiumstenose; RCA-Stenose; LCX-Stenose; 6 Kardiale Dekompensation / Aortenstenose III. Grades; 7 STEMI; / peripherer RCA-Verschluss; hochgradige LAD-Stenose mit Dissektion proximal; hochgradige periphere LAD-Stenose; 8 CPR; / RCA Verschluss; 9 CPR; / diffuse Koronarsklerose; gering - mittegradige LAD und LCX Stenose; hochgradige RCA; 10 CPR; / RCA Stenose; mittelgradiger LAD Stenose; hochgradige LCX Stenose; 11 CPR; / Dissektion der proximalen LAD; 5.3. Gemessene Werte In diesem Teil soll auf die relevante gemessene hämodynamische Werte eingegangen werden, die bei den Messungen erhoben wurden. Es werden jeweils die gemessenen Werte für den Herzindex ( CI ), den systemisch vaskulären Widerstandsindex ( SVRI ), den kardialen Kraftindex ( CPI ) beider Messsystem, sowie die Vorlastparameter, der globaler enddiastolischer Volumenindex ( GEDI ) beim PiCCO-System ( pi ) und der pulmonal arterielle Verschlussdruck ( PAOP ) beim Pulmonaliskatheter ( pa ), dargestellt. Tabelle 9 zeigt die Auswertung aller 77 Datensätze.

45 45 Tabelle 9: Übersicht über hämodynamische Werte des gesamten Datensatzes Parameter Gesamter Datensatz (n = 77) a CIpa l/min/m 2.77 (0.81) Range CIpi l/min/m 2.82 (0.69) Range SVRIpa dyne*sec/cm 5 /m 2129 (779) Range SVRIpi dyne*sec/cm 5 /m 2021 (685) Range PAWP mmhg (5.5) Range GEDI ml/m 841 (259) Range CPIpa ml/m 0.47 (0.14) Range CPIpi ml/m 0.45 (0.15) Range a Werte dargestellt als Mittelwert (SD), zweite Zeile Range In Tabelle 10 sind die Daten aufgelistet, die während der Kühlung und der Unterstützung des Kreislaufs mit Hilfe einer IABP gemessen wurden. Tabelle 10: Übersicht über hämodynamische Werte bei Kühlung und der Unterstützung durch eine IABP Parameter bei Kühlung (n=49) a bei IABP (n=49) a CIpa l/min/m 2,61 (0,55) 2,70 (0,75) Range 1,5-3,8 1,3-4,8 CIpi l/min/m 2,74 (0,6) 2,74 (0,60) Range 1,15-3,44 1,47-3,97 SVRIpa dyne*sec/cm 5 /m 2133 (581) 2180 (759) Range SVRIpi dyne*sec/cm 5 /m 2121(621) 2034 (601) Range PAWP mmhg 21,96 (4,9) 22,59 (6,28) Range ,0-40 GEDI ml/m 937 (272) 758 (216) Range CPIpa ml/m 0,48 (0,14) Range 0,2 0,9 CPIpi ml/m 0,43 (0,14) Range 0,2 0,7 a Werte dargestellt als Mittelwert (SD), zweite Zeile Range

46 46 Separat wurden auch die erhobenen Daten von Patienten mit Herzklappenfehlern ausgewertet und in der Tabelle 11 zusammengetragen. Tabelle 11: Übersicht über hämodynamische Werte bei Mitralinsuffizienz und bei Trikuspidalinsuffizienz Parameter Mitralinsuffizienz (n=42) a Trikuspidalinsuffizienz (n=28) a CIpa l/min/m 3.22 ( 0.71) 3.28 (0.56) Range CIpi l/min/m 3.19 (0.45) 3.28 (0.37) Range SVRIpa dyne*sec/cm 5 /m 1736 (447) 1616 (351) Range SVRIpi dyne*sec/cm 5 /m 1743 (459) 1668 (391) Range PAWP mmhg 24,74 (4,03) 23,71(4,97) Range GEDI ml/m 768 (128) 873 (201) Range CPIpa ml/m 0.55 (0.14) 0.54 (0.11) Range CPIpi ml/m 0.5 (0.14) 0.52 (0.11) Range a Werte dargestellt als Mittelwert (SD), zweite Zeile Range Die Messdaten der Patienten mit einer EF von kleiner als 35 % wurden nochmals separat ausgewertet. Weiterhin wurden Datensätze analysiert bei denen die Messung des Herzindex unter 2,2 l/m /min lag, sowohl für den Pulmonaliskatheter als auch für das PiCCO-System. Diese Ergebnisse sind in der Tabelle 12 dargestellt.

47 47 Tabelle 12: Übersicht über hämodynamische Werte bei EF < 35% und Herzindex kleiner 2,2 l/min/m bei Pulmonaliskatheter (CIpa) und PiCCO-System (CIpi) Parameter EF < 35% (n=28) a CIpa < 2,2 l/m (n=16) a CIpi < 2,2 l/m (n=17) a CIpa l/min/m 2,37 (0,56) 1,71 (0,23) 1,75 (0,26) Range 1,5-3,5 1,3-2,1 1,3-2,2 CIpi l/min/m 2,46 (0,61) 1,76 (0,28) 1,75 (0,24) Range 1,15-3,35 1,15-2,38 1,15-2,11 SVRIpa dyne*sec/cm 5 /m 2287 (692) 3276 (711) 3198 (755) Range SVRIpi dyne*sec/cm 5 /m 2287 (692) 3046 (674) 3056 (617) Range PAWP mmhg 22,18 (4,9) 21,49 (7,72) 22,58 (7,18) Range ,0-40 GEDI ml/m 1018 (282) 999 (401) 947 (407) Range CPIpa ml/m 0,38 (0,1) 0,37 (0,05) 0,30 (0,05) Range 0,2-0,5 0,2-0,4 0,2-0,4 CPIpi ml/m 0,34 (0,1) 0,29 (0,14) 0,28 (0,13) Range 0,1-0,5 0,1-0,7 0,1-0,7 a Werte dargestellt als Mittelwert (SD), zweite Zeile Range 5.4. Statistischer Vergleich Herzindex Der Herzindex wird als Basisgröße von beiden hämodynamischen Messsystemen erhoben. Dadurch ermöglich er einen direkten Vergleich beider Systeme. Dies wird in verschiedenen Studien bereits benutzt, um die beiden Messverfahren zu vergleichen. Dazu wird das von Bland und Altman beschriebene Verfahren verwendet. Für die verschiedenen Untergruppen wird dies jeweils in einer Tabelle und mit Hilfe zweier Grafiken dargestellt Gesamtdaten Die Ergebnisse für den gesamten Datensatz sind hier dargestellt. Abbildung 3 zeigt die lineare Regression für die 77 Datensätze. Der Korrelationskoeffizient liegt bei R = 0,82.

48 48 Abbildung 3: Lineare Regression gesamter Datensatz (n=77) Um die Abweichungen der PiCCO-Messungen besser beurteilen zu können wird das von Bland und Altman vorgeschlagene Verfahren, das oben beschrieben wurde, verwendet. In Abbildung 4 wird das Ergebnis der Auftragung gezeigt. Zusätzlich wurde aus den errechneten Differenzen der Herzindex-Werte der Bias sowie die SD errechnet. Der Bias lag bei einer Signifikanz von p < 0,01 bei 0,04 l/min/m. Dies zeigt, dass das PiCCO- System den Herzindex im Vergleich zum Pulmonaliskatheter minimal überschätzt. Die SD liegt bei 0,35 l/min/m, damit ergeben sich die Grenzen für die 95% Übereinstimmung (± 2 SD) mit -0,65 bis 0,74 l/min/m. Der errechnete prozentuale Fehler liegt mit 24,89 % unter den geforderten 30 %.

49 49 Abbildung 4: Bland Altman Blot gesamter Datensatz (n=77) Daten erhoben bei laufender intraaortaler Ballonpumpe Abbildung 5: Lineare Regression, Daten von Patienten mit laufender IABP Sieben Patienten waren während der Messungen mit einer IABP versorgt, die Messungen wurden während der laufenden IABP durchgeführt. Die Ergebnisse sind grafisch in Abbildung 5 und Abbildung 6 dargestellt. Der Korrelationskoeffizient ist R = 0,78. Der

50 50 errechnete Bias liegt bei 0,04 l/min/m mit einer SD von 0,36 l/min/m. Der Bereich für zwei Standardabweichungen der Differenzen liegt somit zwischen -0,67 und 0,75 l/min/m. Der prozentuale Fehler beläuft sich auf 26,17 %. Abbildung 6: Bland-Altman Blot, Daten von Patienten mit laufender IABP Daten erhoben bei Kühlung der Patienten Acht Patienten waren im Rahmen der Therapie auf 33 Celsius gekühlt, auch deren Messwerte für den Herzindex wurden nochmals gesondert ausgewertet. Der Korrelationskoeffizient für diese Daten ist R = 0,81. Der errechnete Bias liegt 0,13 l/min/m, was einer Überschätzung durch das PiCCO-System entspricht. Die SD mit 0,26 l/min/m ergibt einen Konfidenzintervall von 0,38 bis 0,63 l/min/m. Der prozentuale Fehler liegt bei 19,08 %. Die entsprechenden Graphiken sind in der Abbildung 7 und Abbildung 8 zu sehen.

51 51 Abbildung 7: Lineare Regression, Daten von Patienten während der Hypothermie Abbildung 8: Bland-Altman Blot, Daten von Patienten während der Hypothermie Patienten mit Klappenfehlern Bei allen Patienten wurde im Rahmen der Aufnahmeuntersuchung eine Echokardiographie durchgeführt, dabei zeigten sich bei einigen Patienten Insuffizienzen der Herzklappen. Sechs Patienten hatten eine Insuffizienz der Mitralklappe, vier Patienten litten unter einer

52 52 Insuffizienz der Trikuspidalklappe. Die Kombination aus beiden Insuffizienzen trat bei drei Patienten auf. Die Daten der Patienten mit den jeweiligen Insuffizienzen wurden separat untersucht. Die Ergebnisse der 42 Datensätze der Patienten mit Mitralinsuffizienz sind graphisch in Abbildung 9 und Abbildung 10 dargestellt. Der Korrelationskoeffizient bei der Mitralinsuffizienz liegt bei R = 0,75. Abbildung 9: Lineare Regression, Daten von Patienten mit Mitralinsuffizienz Der errechnete Bias liegt bei -0,03 l/min/m mit einer SD von 0,38 l/min/m, daraus ergibt sich das in Abbildung 10 dargestellte Intervall zwischen -0,79 bis 0,73 l/min/m. Die Berechnung des prozentualen Fehlers ergibt einen Wert von 23,48 %.

53 53 Abbildung 10: Bland-Altman Plot, Daten von Patienten mit Mitralinsuffizienz In Abbildung 11 und Abbildung 12 sind die Ergebnisse der 28 Datensätze abgebildet, die bei den Patienten mit Trikuspidalinsuffizienz erhoben wurden. Die Korrelation beider Messverfahren ergibt einen Korrelationskoeffizienten von R = 0,69. Der Bias liegt bei einer SD von 0,32 l/min/m bei 0,01 l/min/m. Damit ergibt sich ein Intervall von -0,63 bis 0,65 l/min/m, in dem 95 % der Messpunkte liegen sollten. Der prozentuale Fehler wurde mit 19,23 % berechnet.

54 54 Abbildung 11: Lineare Regression, Daten von Patienten mit Trikuspidalinsuffizienz Abbildung 12: Bland-Altman Plot, Daten von Patienten mit Trikuspidalklappeninsuffizienz

55 Patienten mit EF kleiner 35% Alle Datensätze von Patienten, die in der Echokardiographie eine EF kleiner 35 % hatten, wurden separat analysiert. Die Selektion ergab einen Datensatz von 27 Messungen, die dieses Kriterium erfüllen. Abbildung 13: Lineare Regression, Daten von Patienten mit einer EF kleiner 35 % In Abbildung 13 ist die lineare Regression zu sehen, der Korrelationskoeffizient beträgt R = 0,87. Der Bias liegt bei 0,08 l/min/m bei einer SD von 0,21 l/min/m. Abbildung 14 zeigt den Bland-Altman Plot dazu. Der prozentuale Fehler beträgt 17,73 %.

56 56 Abbildung 14: Bland-Altman Plot, Daten von Patienten mit einer EF kleiner 35 % Vergleich von niedrigen Herzindexwerten Teil der Definition eines kardiogenen Schocks ist ein Herzindex kleiner 2,2 l/min/m. Im Folgenden sind die entsprechenden Datensätze analysiert. Jeweils einmal Datensätze, bei denen der Herzindex gemessen durch den Pulmonaliskatheter kleiner 2,2 l/min/m war beziehungsweise die Datensätze, bei denen der durch das PiCCO-System gemessene Herzindex kleiner 2,2 l/min/m war. In Abbildung 15 sind die 17 Messpunkte, bei denen der PiCCO einen Wert kleiner 2,2 l/min/m gemessen hat, als lineare Regression dargestellt, der Korrelationskoeffizient liegt bei R = 0,55. Der Bias ist 0,01 l/min/m bei einer SD von 0,23 l/min/m und einem prozentualen Fehler von 25,98. Dargestellt ist der Bland-Altman Plot in Abbildung 16.

57 57 Abbildung 15: Lineare Regression, der Datensätze mit CIpi kleiner 2,2 l/min/m Abbildung 16: Bland-Altman Plot, der Datensätze mit CIpi kleiner 2,2 l/min/m In Abbildung 17 und Abbildung 18 sind die entsprechenden Graphiken für die 16 Datensätze des Pulmonaliskatheters dargestellt. Dabei ergab sich ein Korrelationskoeffizient von 0,34. Der Bias liegt bei 0,04 l/min/m bei einer SD von 0,24 l/min/m. Der prozentuale Fehler liegt bei 27,12 %.

58 58 Abbildung 17: Lineare Regression, der Datensätze mit CIpa kleiner 2,2 l/min/m Abbildung 18: Bland-Altman Plot, der Datensätze mit CIpa kleiner 2,2 l/min/m 5.5. Vorlastparameter bei unterschiedlichen Herzindizes Im Weiteren wurde untersucht, wie sich die Vorlastparameter bei verschiedenen Auswurfleistungen verhalten. Dazu wurden der pulmonal arterielle Verschlussdruck für den Pulmonaliskatheter und der globale enddiastolische Volumenindex sowie der extravaskuläre Lungenwasserindex untersucht. Die Daten sind in der Übersicht in Tabelle 13 dargestellt.

59 59 Tabelle 13 Vergleich Vorlastparameter in der Übersicht PAWP in mmhg a GEDI in ml/m a ELWI in ml/kg a Gesamt 22,67 (5,46) 841 (260) 15,12 (4,57) EF < 35% (n=28) 22,17 (4,9) 1018 (282)** 16,74 (3,66)* EF > 35% (n=49) 22,96 (5,84) 743 (186)** 14,22 (4,8)* CIpa >= 2,2 ml/min/m (n=61) 22,98 (4,78) 802 (197) 14,11 (4,33)** CIpa < 2,2 ml/min/m (n=16) 21,49 (7,72) 947 (407) 19,00 (3,06)** CIpi >= 2,2 ml/min/m (n=60) 22,70 (4,99) 813 (199) 14,08 (4,35)** CIpi < 2,2 ml/min/m (n=17) 22,58 (7,18) 947 (406) 19,00 (3,06)** a Werte dargestellt als Mittelwert (SD); * p<0,05; **p<0,01; Pulmonal arterieller Verschlussdruck im Vergleich Betrachtet man sich den pulmonal arteriellen Verschlussdruck, zeigt sich, dass er keine signifikanten Unterschiede aufweist, wenn man innerhalb der verschiedenen Untergruppen untereinander vergleicht. Die errechneten Mittelwerte weichen nur minimal gegen einander ab, sie liegen in einem Bereich von 21,49 bis 22,98 mmhg. Graphisch ist dies nochmals in der Abbildung 19 zu sehen. Abbildung 19 Pulmonal arterieller Verschlussdruck im Vergleich

60 Globaler enddiastolischer Volumenindex im Vergleich Wird das globale enddiastolische Volumen auf gleiche Weise untersucht, ergibt sich ein anderes Bild. Betrachtet man die Abbildung 20 fällt auf, dass sich in den einzelnen Gruppen deutliche Differenzen in den Mittelwerten zeigen und jeweils bei einer größeren Auswurfleistung der Mittelwert des globalen enddiastolischen Volumenindex abnimmt und auch die Range kleiner wird. Bei allen drei Paaren kann dies nachvollzogen werden. Die größere Range ist wahrscheinlich zumindest bei den letzten beiden Paaren, die sich auf die Herzindex beziehen, der kleinen Stichprobe geschuldet. Bei dem ersten Paar, das sich auf die Ejektionsfraktion bezieht, zeigt sich in der Analyse ein signifikante Differenz (p < 0,05) zwischen den Datensätzen von Patienten mit einer EF kleiner 35% und den Patienten mit einer EF größer 35%. Abbildung 20 Global enddiastolischer Volumenindex im Vergleich Extravaskulärer Lungenwasserindex Beim ELWI zeigt sich ein ähnliches Bild wie beim GEDI. Auch hier gibt es deutliche Unterschiede im Mittelwert bei den unterschiedlichen Paaren. In allen drei Fällen zeigt sich ein signifikanter Unterschied (Tabelle 12).

61 61 Abbildung 21 Extravaskulärer Lungenwasserindex im Vergleich 5.6. Probleme bei den Messungen Bei der Verwendung einer IABP zeigten sich Probleme mit dem PiCCO-System. Die Herzfrequenz wird beim PiCCO-System aus der Pulskurve ermittelt, die zweite Blutdruckspitze, die bei der Dilatation des Ballonkatheters am Ende der Systole entsteht, wird durch den Detektionsalgorithmus als zusätzlicher Herzschlag interpretiert. Das bedeutet, dass die kontinuierliche Pulskonturanalyse falsche Werte errechnet. Dies hatte aber keinen Einfluss auf die diskontinuierlichen Messergebnisse, die mithilfe der Thermodilution ermittelt werden. Der arterielle Mitteldruck ist von diesem Problem ebenfalls nicht betroffen.