BE1009291A6

BE1009291A6 - Apparaat voor het meten van het bloeddebiet met behulp van een swan-ganz katheter.

Info

Publication number: BE1009291A6
Application number: BE9500349A
Authority: BE
Original assignee: Billiet Erik
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1997-01-07
Also published as: EP0926982A2; JPH11503343A; WO1996032056A3; US6004275A; EP0926982B1; DE69624004T2; WO1996032056A2; ATE224672T1; DE69624004D1

Abstract

Een apparaat wordt ontwikkeld die de weerstand tegen het stromen van het bloed doorheen een drukmeting een klep bepaalt dankzij de thermo-dilutie methode en daarna op basis van enkel de drukmetingen in verschillende compartimenten van het hart, het hartdebiet continu berekent gebruikmakend van de formule van Gorlin.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  APPARAAT VOOR HET METEN VAN HET BLOEDDEBIET MET BEHULP
VAN EEN SWAN-GANZ KATHETER 
 EMI1.1 
 ------------------------------------------------------- 
De huidige uitvinding   betreft   een apparaat voor het meten van het bloeddebiet met behulp van een Swan-Ganz bloedgeleide katheter omvattende : een distaal lumen (PA) dat zich op het distale uiteinde van de katheter bevindt en de druk meet in de arteria pulmonalis ; een proximaal druklumen (RA) dat zich op ongeveer
30 cm van het distale uiteinde bevindt en de druk meet in het rechter atrium ; een proximaal perfusielumen dat zieh op ongeveer
10 cm van de proximale opening bevindt en de druk in het rechter ventrikel meet ; een thermistorlumen dat zieh op 4 cm van de distale opening bevindt ; een ballonlumen dat toelaat de wiggedruk te meten als de ballon opgeblazen is ;

   een drukleiding, die op bovengenoemd lumen van de
Swan-Ganz katheter is aangesloten en met een steriele vloeistof is gevuld ; 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 een drukomvormer met een flexibel membraan uitgerust met een zogenaamde Wheatstone brug, en op deze wijze continu : de druk in het rechter atrium RA de druk in het rechter ventrikel RV de druk in de pulmonalis arteria PA, en discontinu de wiggedruk meet. 



   Ze vindt haar belangrijkste toepassing in intensieve verpleegafdelingen, operatiezalen, hart catherisatie laboratoria, diensten voor spoedopnamen in ziekenhuizen en opvangcentra waar men met behulp van een continu-meting van verschillende hemodynamische parameters voortdurend de hartfunktie van ernstig zieke patiënten dient te volgen. 



   Swan-Ganz katheters zijn omschreven in het dokument EP-A-0363117. Zij omvatten een ballonnetje waarmee de katheter door de bloedstroom naar de arteria pulmonalis wordt meegevoerd. Het ballonnetje laat ook toe de wiggedruk te meten, zonder dat de katheter verschoven moet worden. 



   Deze katheter is voorzien van een of meerdere lumina en van een spuit, zodat het mogelijk wordt verschillende intracardiale drukken te meten, en het hartdebiet diskontinu te bepalen volgens de thermodilutiemethode en desgewenst bloedstalen te nemen. 



   Het geheel van deze gegevens laat toe een nauwkeurige diagnose te stellen en de vereiste therapie te bepalen maar ze laat spijtig genoeg niet toe het hartdebiet kontinu te bewaken, daar voor elke meting telkens een volume van 10 cc vloeistof met globale temperatuur moet geïnjecteerd worden, en het toegelaten totaal injecteert volume om fysiologische redenen 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 uiteraard beperkt is. 



   De themodilutiemethode is een bekende invasieve methode om het hartdebiet te meten. Hiervoor wordt een katheter van het type Swan-Ganz via een grote vene,   b. v.   vena jugularis, vena subclavia of vena femolaris, tot in de arteria pulmonalis gebracht. Via een opening ongeveer 30 cm van de tip verwijderd, laat de katheter toe een gekende hoeveelheid vloeistof op gekende temperatuur, 10 ml fysiologische zoutoplossing, 0, 9%   NaCl,   in het bijzonder op kamertemperatuur, als een bolus in het rechter atrium in te spuiten. Een temperatuursensor op de katheter, registreert in de arteria pulmonalis, ongeveer 25 cm meer distaal, de verandering in temperatuur, en dus ook de verandering ten opzichte van de controletemperatuur v66r de bolusinjectie. 



   Een rechtstreekse bloeddrukmeting kan worden uitgevoerd door een katheter in een bloedvat te plaatsen. 



   De catheter wordt aangesloten aan een zogenaamde drukleiding, welke eveneens met vloeistof is gevuld en op haar beurt is aangesloten op een drukomvormer. De drukomvormer is aangesloten aan een elektronisch apparaat dat de bloeddrukwaarde en het bloeddruksignaal weergeeft. 



   Ook zijn invasieve technieken voor het beoordelen van de contractibiliteit bekend, waarin meerdere katheters van het type Swan-Ganz met een drukvoelige tiptransducer in de verschillende caviteiten worden gebracht om verschillende intracardiale drukken 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 te meten in het linker atrium, de linker ventrikel en de aorta en op deze wijze informatie over globale en regionale ventrikelfunctie te bekomen. De methode laat toe drukcurves op te schrijven. 



   Men heeft dan getracht om tijdens de katheterisatie te komen tot een volledige druk-volume curve door gelijktijdig met een volume-gevoelige katheter te werken. Op die manier schrijft men tijdens een enkele contractie een druk-volume curve op, en de waarden bij eindsystole geven een punt op deze P-V curve. 



   Om een volledige curve te bekomen worden deze metingen herhaald voor verschillende voorbelasting, en/of nabelasting. Dit gebeurt bijvoorbeeld door de vena cava inferior intermittent af te sluiten. 



   Zulke metingen zijn echter vrij ingrijpend en blijven beperkt tot gespecialiseerde onderzoeksprojecten. Zij kunnen niet worden gebruikt in de gewone praktijk. 



   Het is ook bekend de voorbelasting van het hart op een indirecte manier te beoordelen door de einddiastolische druk in het linker atrium te meten. 



   Hiervoor wordt opnieuw de Swan-Ganz katheter gebruikt. Deze katheter is gevuld met vloeistof en verbonden met een manometer zodat de druk aan de ingang van de katheter kan gemeten worden. 



   In het opslagwerk van Kurt J ISSELBACHER et al :"Harrison's Principles of Internal Medecine", blz. 985,   13m   Edition, 1993, Mc Graw-Hill   Inc., is   een 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 methode omschreven om de weerstand tegen het stromen van bloed doorheen een hartklep te meten. 



   Gebruik makend van discontinu maar gelijktijdige druk-en hartdebietmetingen kan men zowel de weerstand tegen het stromen van het bloed door hartkleppen als door pulmonale en systemische arteriolaire bloedvaten meten. Oppervlakte van klepopeningen worden berekend met behulp van de Gorlinformule. 
 EMI5.1 
 waarin :

   A = de oppervlakte van de klepopening (cm2)
Q = het bloeddebiet door de stenotische klep (ml/min)
DP = de gemiddelde drukgradient (mm Hg) gedurende een periode van bloeddoorstroming
K = een constant gelijk aan 44. 3 van de aortische klep   en37. 3 voorde mitrale kiep   
Toegepast op het rechterhart, leidt de formule van Gorlin tot :

   
 EMI5.2 
 met QH   = het   hartdebiet   Air   de effectieve doorstromingsoppervlakte van de tricuspidklep karakteristiek voor elke individu
Kl   = een   constante karakteristiek voor elk individu   ÓPTR   = het drukverschil over de pulmonalis tricuspidklep tussen de compartimenten rechter atrium en rechter ventrikel, 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 welke tijdens de uitstromingsfase-de diastole in het bloeddruksignaal-de uitstroming karakteriseert vanuit het atrium naar het ventrikel. 



   Stel nu   ATRK,   gelijk aan de term   QI , die   hier hartdebietcoëfficient van het individu over de tricuspidklep genoemd wordt, dan wordt de Gorlin-formule herleid tot 
 EMI6.2 
 met   QH, Qi. TR   en   ÖPTR   beschreven hierboven. 



   De uitvinding gaat er in eerste instantie van uit dat de weerstand tegen het stromen van het bloed door een vernauwing van een klep eens dat ze bepaald werd, onveranderlijk blijft gedurende een lange periode zodat de drukmetingen in verschillende caviteiten van het hart, benut kunnen worden voor het continu meten van het hartdebiet. 



   Om een bewaking van de hemodynamische parameters mogelijk te maken, stelt de uitvinding een apparaat voor van het type omschreven in de hierbij gevoegde conclusie   1,   met het kenmerk dat het hemodynamisch monitoring uitvoert en een algoritme omvat dat : het drukverschil   ÓPTR   berekent over de tricuspidalisklep tussen de compartimenten rechter atrium en rechter ventrikel tijdens de uitstromingsfase ; het hartdebiet via de thermodilutiemethode meet op welbepaalde tijdstippen, bij wijze van calibratie 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 van de continue methode. 



  In andere woorden, eens dat QI, bepaald wordt dan volstaat het op een continue manier ÓPTR te meten om aldus een continue waarde van het hartdebiet QH te bekomen. 



   Deze kenmerken en andere kenmerken en bijzonderheden van de uitvinding zullen verder blijken uit de volgende nauwkeurige beschrijving, onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, die bij wijze van voorbeeld en niet in beperkte zin een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn : - figuur 1 een algemene opstellingsschema van het apparaat voor het meten van het bloeddebiet volgens de uitvinding ; figuur 2 een hartdoorsnede met aanduiding van de plaatsen waar de kathetertip en lumens zieh bevinden ; figuur 3 een voorbeeld van karakteristieke drukcurves. 



   In deze tekeningen duiden gelijke verwijzingstekens gelijke of gelijkaardige elementen aan. 



   Zoals afgebeeld in figuren 1 en 2, omvat een apparaat voor het meten van het bloeddebiet met behulp van een Swan-Ganz bloedgeleide katheter 1 het volgende : een distaal lumen 2 dat zieh op het distale uiteinde 3 van de katheter 1 bevindt en de druk 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 meet in de arteria pulmonalis 4 ; een proximaal druklumen 5 dat zieh op ongeveer 30 cm van het distale uiteinde 3 bevindt en de druk meet in het rechter atrium 6 ; een proximale perfusielumen 7 dat zieh op 10 cm van de proximale opening bevindt en de druk in het rechter ventrikel 8 meet ; een thermistorlumen 9 dat zieh op 4 cm van de distale opening 2 bevindt in de arteria pulmonalis ; een ballonlumen 10 dat toelaat de ballon op te blazen en zo de wiggedruk te meten via lumen 2 ;

   drukleidingen 11,   12   12"die op bovengenoemde lumina 5, 7 en 2 van de Swan-Ganz katheter zijn aangesloten en met een steriele vloeistof zijn gevuld ; transducers 12,   12'12"met   een flexibel membraan uitgerust met een zogenaamde Wheatstone brug, en op deze wijze continu : de druk in het rechter atrium 6 de druk in het rechter ventrikel 8 de druk in de arteria pulmonalis 4 en discontinu de wiggedruk, enkel als de ballon is opgeblazen. 



   Ter bepaling van QI, TR wordt als volgt te werk gegaan : 
Men meet op een ogenblik t het hartdebiet COr via de thermodilutie-methode, terwijl terzelfdertijd 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 (tijdens de diastole fase)   ÓPTR, t wordt   berekend uit continue drukmeting in het rechter atrium 6 en het rechter ventrikel 8 en dit via dezelfde katheter 1. 



   De bekomen hartdebietwaarde (cardiac output)   COt   is karakteristiek voor het individu op een bepaald tijdstip t en wordt daarom CO"t genoemd. 



   De cardiac output is de hoeveelheid bloed die de rechter ventrikel per tijdseenheid uitstoot. Deze hoeveelheid kan verhogen tot 5 keer het normaal peil bij een gezond mens. 
 EMI9.1 
 



  Rekening houdende met [6] bekomen we aldus 
 EMI9.2 
 COI, = Qm PrR. en m. 



  ÓPTR, 
 EMI9.3 
 Deze berekening wordt kort na elkaar en bij voorkeur 5 maal, waarna de gemiddelde waarde van   Qnn   wordt berekend als 
 EMI9.4 
 
Nu   OITR   gekend is volstaat het   APTE   continu te berekenen uit de continue meting van het rechter atrium 6 en rechter ventrikel 8, om het continu hartdebiet QH te bekomen volgens   [6],   nl. 
 EMI9.5 
 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



   Opgemerkt wordt dat   ÓPTR   eenvoudig wordt bepaald als de verschildruk tussen rechter atrium 6 en rechter ventrikel 8 door middel van een hemodynamische monitor waarbij de diastole fase in het druksignaal gedefinieerd is als de periode in het druksignaal tussen het ogenblik waarop de rechter atriumdruk groter wordt dan de rechter ventrikeldruk en het ogenblik waarop hij weer kleiner wordt. Er worden twee periodes herkend, nl. de passieve uitstromingsperiode vanuit het atrium en de actieve uitstromingsperiode vanuit het atrium (arteriële kick). 



   Figuur 3 toont zowel de drukken in het rechter atrium, het rechter ventrikel als het drukverschil tussen beiden. 



   Op gelijkaardige manier kan het continu hartdebiet QH worden berekend ter hoogte van de pulmonaalklep het drukverschil   ÓPPA   berekent over de pulmonalisklep tussen de compartimenten rechter ventrikel en arteria pulmonalis tijdens de uitstromingsfaze en met deze gegevens het bloeddebiet continu berekent, waarbij de volgende regels worden gehandhaafd : 
 EMI10.1 
 [6] wordt OH = QPPA 
 EMI10.2 
 met QH = het hartdebiet    [6']OlM   = de hartdebietcoëfficient van het individu over de pulmonalisklep   COPPA   = het drukverschil over de pulmonalisklep tussen het compartiment van rechter ventrikel en de arteria pulmonalis welke tijdens de uitstromingsfase-de 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 
 EMI11.1 
 systole in het bloeddruksignaal-de uitstroming karakteriseert. 
 EMI11.2 
 



  [7] wordt Q, PpA. 



  [8] wordt Q, = dz i N [9] wordt OH = QIPA PAPPA [9 met ÖPPA = ppAdt dt TIf PA pA.. = CO,. Omdat de beide bereidingen, d. w. z. de bereidingen om de tricuspidalisklep en de bereidingen van de pulmonalisklep op dezelfde cardiac output betrekking hebben, kunnen uit de gelijkstelling van   [9]   aan [9'] aanvullende gegevens worden gehaald voor hartfunctie-parameters, zoals vullingsvolume en compliance en kunnen de bekomen QH waarden uit de   resultaten van [9]   en   [9']   aanleiding geven tot een meer standvastige en concretere continue hartdebiet-waarde. 



   Opgemerkt dient eveneens te worden dat additionele bepaling van de bloedsnelheid, in het bijzonder afgeleid uit de drukwaarden, tot bijsturing van de continue cardiac output zal leiden.

Claims

CONCLUSIES 1. Apparaat voor het meten van het bloeddebiet met behulp van een Swan-Ganz bloedgeleide katheter omvattende : een distaal lumen (2) dat zieh op het distale uiteinde (3) van de katheter (1) bevindt en de druk met in de arteria pulmonalis (4) ; een proximaal druklumen (5) dat zich op ongeveer 30 cm van het distale uiteinde (3) bevindt en de druk meet in het rechter atrium (6) ; een proximaal perfusielumen (7) dat zieh op ongeveer 10 cm van de proximale opening (5) bevindt en de druk in het rechter ventrikel (8) meet ; een thermistorlumen (9) dat zieh op ongeveer 4 cm van het distale lumen (2) bevindt ; - een ballonlumen (10) dat toelaat de ballon op te blazen en zo de wiggedruk te meten via lumen (2) ;

drukleidingen (11, 11', 11"), die op bovengenoemd lumen van de Swan-Ganz katheter zijn aangesloten en met een steriele vloeistof zijn gevuld ; transducers (12, 12', 12") met een flexibel membraan uitgerust met een zogenaamde Wheatstone brug (17), en op deze wijze continu : de druk in het rechter atrium (6) <Desc/Clms Page number 13> de druk in het rechter vertikal (8) de druk in de arteria pulmonalis 4 en discontinu de wiggedruk, enkel als de ballon is opgeblazen, met het kenmerk dat het hemodynamisch motoring uitvoert (16) en een algorithme bevat dat ; - het drukverschil berekent over de tricuspidalis- klep (17) tussen de compartimenten rechter atrium (6) en rechter ventrikel (8) tijdens de uitstromingsfase ;

het drukverschil berekent over de pulmonalisklep (18) tussen de componenten rechter ventrikel (8) en arteria pulmonalis (4) tijdens de uitstromingsfaze ; het hartdebiet discontinu meet volgens de thermodilutiemethode ; en met deze gegevens het continue hartdebiet meet.
2. Apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het een volume-gevoelige katheter omvat die aan een zogenaamde drukleiding wordt aangesloten, welke eveneens met vloeistof is gevuld en op haar beurt is aangesloten op een drukomvormer en een meetapparaat dat de bloeddrukwaarde en het bloeddruksignaal in de vorm van een druk-volumecurve (P-V-curve) weergeeft.
3. Apparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het op elk ogenblik het verschil berekent tussen de druk in het rechter atrium 6 (RA) en de druk in het rechter ventrikel (RV) en de verschildrukcurve integreert t. o. v. de tijd.