Vliv anestezie na oběhové ústrojí

MUDr. Michal HoráčekKARIM 2. LF UK ve FN v Motole

Katedra AIM IPVZPraha

14. 5. 2019

Celková anestetika a KV systém

Výsledek působení anestetik na KV systém:

• účinek anestetik (↓ SVR + negativně inotropní úč.)

• přidružená onemocnění pacienta (např. hypertenze, ICHS, důsledek chlopenních vad aj.)

• chronická farmakoterapie

• další podávané látky v průběhu anestezie

© MUDr. Hynek Říha PhD., IKEM

Celková inhalační anestetika a KV systém

• základní viditelný účinek: pokles TK

• mechanismus: • vazodilatace (iso, sevo, des)

• pokles kontraktility (iso, des)

• zhoršení relaxace (iso)

• vliv na srdeční frekvenci malý (reflexně zvýšení?)

• snížení spotřeby kyslíku

• prodloužení intervalu QT (sevo)

© MUDr. Hynek Říha PhD., IKEM

Koronární steal fenomén

Inhalační anestetika (IA):

• koronární vasodilatace

• redistribuce průtoku myokardem

• pozitivní vliv• DO2 v myokardu

• negativní vliv• TK, LVEDP

Závěr: vliv IA na hemodynamikuje důležitější než přímý efekt na tonus koronárních cév i u „steal-prone“ anatomie.

Celková nitrožilní anestetika a KV systém

• základní viditelný účinek: pokles TK

• barbituráty: snížení kontraktility a SVR

• propofol: snižuje SVR a méně kontraktilitu

• etomidát: • minimální účinek na KV systém

• stimulace α2 receptorů sympatiku

• benzodiazepiny: minimální účinek

• ketamin: ↓ kontraktilitu, ale stimulací sympatiku ↑ TK

• klonidin, dexmedetomidin: α2 agonisté

podle MUDr. Hynek Říha PhD., IKEM

Opioidy

• centrální stimulace parasympatiku ↓ srdeční frekvenci

• morfin: uvolňuje histamin, ↓TK, ↑ srdeční frekvenci

• účinek na kontraktilitu zanedbatelný

• zvyšují práh pro vznik arytmií

podle MUDr. Hynek Říha PhD., IKEM

ACE-I a anestezie

• přínos• prevence hypertenze

• prevence vasokonstrikce v ledvinách a splanchniku

• nebezpečí• hypotenze

• obstrukce dýchacích cest při angioedému(terapie Firazyr [icatibant]30 mg/3 ml amp. s.c.)

Endo-telin

S-A-V-E

ACE-I a anesteziepraktická doporučení

perioperační podávání

• dočasně přerušit, zejména je-li:• těžká hypertenze

• riziko hypovolemie

• diastolická dysfunkce levé komory

riziko: negativní vliv na regionální oběh, ↑ riziko AKI

• pokračovat při udržení euvolemie

?

ACE-I a anesteziepraktická doporučení

při poklesu TK

• doplnit kolující objem

• sympatomimetika i.v. (účinná u 75 % pt.)

• angiotensin II (Hypertensin) 2.5 g i.v.

• vasopressin

• terlipressin (Remestyp) 1 mg i.v. (prodrug)

ACEI jsou většinou též prodrugs!

Hemodynamika

MUDr. Michal HoráčekKARIM 2. LF UK ve FN v Motole

Katedra AIM IPVZPraha

17. 4. 201910

Krátkodobě nejdůležitější úkol – dopravit O2 do buněk!

• A – Airways

• B – Breathing

• C – Circulation

• D – Definitive diagnosis, drugs and treatment

11

Vincent et al.: Update on hemodynamic monitoring – a consensus of 16 Critical Care 2011, 15:229, http://ccforum.com/content/15/4/229

Konsenzus 16 o monitorování hemodynamiky

12

„Umění podávat tekutiny a podporovat krevní oběh patří mezi nejdůležitější i nejobtížnější aspekty péče o pacienty v kritickém stavu.“

1999 (February 11); 340:467-468

13

Dodávka kyslíku do buněk

Oxygen delivery x ↓ Oxygen consumption14

• srdeční výdej:• tepový objem (stroke volume)• tepová frekvence (heart rate)

• koncentrace Hb:

• saturace Hb O2:

• vazba O2 na Hb:

• O2 rozp. v plazmě

DO2 = 5 * 150 * 0,98 * 1,34 + 0,225 * 13,3

= 984,9 + 2,99

≡ 1000 ml/min = 578 ml/m2/min

DO2I = 520-720 ml/min/m2

5 l/min1 ml/kg60-100/min

150 g/l

98 %

1,34 ml/g

15

Dodávka kyslíku do buněkDO2 = CO . CaO2

DO2 = CO . (Hb . 1,34 . SaO2 + PaO2 . α)

Dodávka a spotřeba O2

v rovnováze• DO2 = CO . CaO2

• DO2 = 1000 ml/min

DO2I = 520-720 ml/m2/min

• VO2 = CO . (CaO2 - CvO2)

• VO2 = 250 ml/min

VO2I = 110-160 ml/m2/min

.

O2ER = VO2/DO2 = (SaO2 – SvO2)/SaO2

= 250/1000 = 0,22-0,32

16

O2ER = 100 – SvO2

Vztah mezi dodávkou a spotřebou O2

17

Možnosti kompenzace nepoměru DO2/VO2

• zvýšení extrakce O2

• srdce 60-70 %

• játra 50 %, střevo 35 %

• ledviny < 15 – 20 %

bezpečný koridor ScvO2 70 ± 5 %

• chronotropní rezerva

• inotropní rezerva

18

http://www.medintensiva.org/es/significance-venous-oximetry-in-critically/

articulo/S0210569108709239/

Porušený vztah DO2/VO2 = šok

X

19

Diagnóza šoku1. hypotenze

(SAP < 90, MAP < 65, pokles TK ≥ 40 mm Hg, ne nutně!)

2. porucha perfuze tkání• vědomí• kůže• diuréza

3. zvýšená laktátemieVincent JL, Ince C, Bakker J: Circulatory shock - an update: a tribute to Professor Max Harry Weil. Critical Care 2012, 16 :239 -244

20

Dodávka kyslíku – do buněk!(do mitochondrií)• srdce: musí přečerpat množství krve dostatečné

k uspokojení metabolických potřeb tkání, optimálně při nízkém plnícím tlaku

• cévy:• makrocirkulace: dopraví krev do tkání a přemění charakter

průtoku z pulsatilního na kontinuální – konvektivní proud

• mikrocirkulace: výměna mezi krví a tkáněmi - difuze

• krev:• obsah Hb, fluidita, viskozita aj.

21

1. MakrohemodynamikaEarly-Goal Directed TherapyRivers E et al.: Early Goal-Directed Therapyin the Treatment of Severe Sepsis and Septic ShockN Engl J Med 2001; 345:1368-1377

2. Je DO2 úměrná VO2?- SvO2, ScvO2 > 60-75 %- laktát?Sub- i supranorm. h. = ↓ prognózaPerz S et al.: Low and „supranormal“ ScvO2 and markers of tissue hypoxia in cardiac surgery pts. Int Care Med 2011;37:52-59

NIRS?

3. Pcv-aCO2

Riversův algoritmus22

DO2 a VO2 v praxi

23

Výsledek ARISE, ProCESS and ProMISEAustralasian Resuscitation in Sepsis Evaluation (ARISE),

Protocolized Care for Early Septic Shock (ProCESS) USA

Protocolised Management in Sepsis (ProMISe) UK

DO2 a VO2 v praxi1. Makrohemodynamika

2. Mikrohemodynamika: Scvo2, laktát

3. Pcv-aCO2: ukazatel dostatečnosti žilního proudění• koreluje přímo úměrně s tvorbou CO2 a nepřímo úměrně

s CI, zvýšen u ischemické, ne u hypoxické hypoxie

• porucha mikrocirkulace? mitochondrií?

• stagnace CO2, zvýšení RQ při pufrování nadbytku H+

• ΔPCO2 ≥ 6 mm Hg (0,8 kPa) při Scvo2 > 70 % predikuje hypoperfuzi

Vallet et al.: Central venous-to-arterial carbon dioxide difference:

an additional target for goal-directed therapy in septic shock?

Int Care Med 2008; 34:2218–222524

Srdeční výdej

• srdeční frekvence, rytmus 60-90/min

• tepový objem cca 1 ml/kg(preload, kontraktilita, afterload)

• kompetentní pumpa„přečerpá vše, co do srdce přiteče, a při nízkém plnícím tlaku“ (pravé RAP, CVP, levé LAP, PAWP)

• tolerantní pumpa„přečerpá jen to, co do srdce přiteče“

• nevybíravá pumpa, je-li zdravé! (mastné kys. x glukóza)

25

Srdeční výdej

26

Vlastnosti srdce jako pumpy

• chronotropie

• inotropie

• dromotropie

• bathmotropie

• lusitropie

• plekotropie

ejekce = longitudinální zkrácení + komprese + rotace

• srdeční frekvence

• kontraktilita

• vodivost

• dráždivost

• relaxace

• rotace

27

Plekotropie = míra rotačních pohybů

• srdeční cyklus = systola + diastola

• pohyb:– longitudinální zkrácení

(LK 60 % SV, PK 80 %)– radiální de- a komprese– tangenciální = rotace

= „ždímání“• vysoké tlaky při malém zkrácení

sarkomer v systole• usnadnění plnění v diastole• spirálový pohyb krve v aortě

• echokardiografie – „speckle tracking“

28

Srdeční výdej

preload

contractility

afterload

rate

rhytm

compliance

předtížení

kontraktilita, stažlivost

dotížení

frekvence

rytmus a synergie stahu

poddajnost

29

Žilní návrat (VR)

• periferní rezervoár– stressed vol. 30 %

– unstressed vol. 70 %

• Gradient VR: MSFP – RAP = 4-8 mm Hg

• zvýšit VR– zvýšit MCFP nebo snížit RAP

• ↑ objem krve → bolus tekutin

• ↓ objem rezerv. = převést unstressed na stressed v. = vazokonstrikce

30

Srdeční funkce

• systolická dysfunkce• ejekční frakce EF = (EDV – ESV)/EDV

• tepová práce komory (MAP – PCWP) * SV * 0,0136

• diastolická dysfunkce• relaxace

• poddajnost (compliance) = EDV/ EDP

• roztažnost (distensibility)

• levá síň

31

Diastolická dysfunkce

• relaxace

• poddajnost = compliance EDV/ EDP• zvýšená tuhost (stiffness) komory – AS, hypertenze

• zvýšená tuhost (stiffness) myokardu – restriktivní kardiomyopatie, hemochromatóza

• roztažnost = distensibility = EDP při daném EDV• vnitřní f.: ischemie

• zevní f.: omezení expanze komory v diastole – tamponáda

32

Diastolická dysfunkce

A - porucha relaxace B – porucha roztažnosti

C – snížení poddajnosti D – normální d.f., dilatace33

Diastolická dysfunkce1. určit systolickou funkci

(porušená systolická fce vylučuje normální diastolickou fci!)

2. objem levé síně („glykovaný HbA1C oběhu“)(dilatace vylučuje normální diastolickou fci!)• LAvol/BSA < 29 ml.m-2: normální• LAvol/BSA: 29−33 ml.m-2: lehká• LAvol/BSA: 33−39 ml.m-2: střední• LAvol/BSA > 39 ml.m-2: těžká

3. průtok mitrální chlopní MVF, v plicních žilách PVF, TDI1. normální2. porucha relaxace3. pseudonormalizace4. restrikce (reverzibilní, irreverzibilní)

4. závěr posouzení

34

Preload

35

Preload- předtížení

• síla, která napíná vlákna myokardu na konci diastoly

• EDV, EDP, CVP nebo LAP či PCWP

• „o kontrakci je rozhodnuto v okamžiku uzávěru cípatých chlopní“

36

Hypotenze a hypoperfuze

Nejdůležitější příčinou je hypovolemie!

Léčba = doplnit objem!• krystaloidy, koloidy, hypertonické náhrady

• transfúze

Anemie je tolerována lépe než hypoxie!

• objemová výzva („volume challenge“)

37

Nějakou tekutinu, jakoukoliv tekutinu…prosím!Grocott MPV, Hamilton, MA: Resuscitation fluids. Vox sanquinis 2002:82:1-8

Nebuďte příliš velkorysí při podávání tekutin!Oh MS, Kim HJ: Basic rules of parenteral fluid therapy. Nephron 2002:92

(suppl 1):56-59

38

• CVP i LAP, resp. PAWP – nespolehlivé ukazatele Marik PE: Does the central venous pressure predict fluid responsiveness? An updated meta-analysis and a plea for some common sense. Crit Care Med. 2013;41(7):1774-81

Je příčinou hypotenze hypovolemie?

39

Crit Care Med. 2013;41(7):1774-81

40

• CVP i LAP, resp. PAWP – nespolehlivé ukazatele Marik PE: Does the central venous pressure predict fluid responsiveness? Anupdated meta-analysis and a plea for some common sense. Crit Care Med. 2013;41(7):1774-81

• přesto se užívaly jako cíle resuscitace!

Je příčinou hypotenze hypovolemie?

R.P.Dellinger et al.

41

Současný pohled na CVP• CVP měřit, sledovat trend

• CVP není ukazatel náplně řečiště!

• vyšší CVP může zvýšit srdeční výdej(Frankův-Starlingův zákon)

• vyšší CVP může snížit návrat krve z orgánů (hlava, játra, ledviny) a žilní návrat

• CVP je bezpečnostní ukazatel, jak srdce zvládá aktuální objemovou zátěž!

42

• CVP i LAP, resp. PAWP – nespolehlivé ukazatele Marik PE: Does the central venous pressure predict fluid responsiveness? An updated meta-analysis and a plea for some common sense. Crit Care Med. 2013;41(7):1774-81

• echokardiografie• end-diastolická plocha, průměr a kolaps dolní duté žíly

• funkční ukazatele• kolísání SV, STK, PP, oxymetrie

s ventilací

• reakce na zvednutí DK

• reakce na objemovou výzvu

Je příčinou hypotenze hypovolemie?

43

Je příčinou hypotenze hypovolemie?

• objemová výzva: dif. dg. hypovolemie

44

• jediný důvod objemu = zvýšit tepový objem

• ale 50 % pacientů nereaguje („non-responders“)Marik PE et al. Dynamic changes in arterial waveform derived variables and fluid responsiveness in mechanically ventilated patients: a systematic review of the literature. Crit Care Med 2009; 37(9): 2642-7.

• neindikované bolusy tekutin jsou škodlivé• u nereagujících

• po dokončení resuscitace

Bihari S, Prakash S, Bersten AD.: Post resuscitation fluid boluses in severe sepsis or septic shock: prevalence and efficacy (PRICE study). Shock 2013;40(1):28-34

Je příčinou hypotenze hypovolemie?

45

Jak doplnit ztrátu objemu?

• krystaloidy

• koloidy

• hypertonické náhrady

• krev

Optimální strategie je stále neznámá, pravděpodobně u různých pacientů různá.

46

• malý objem krystaloidu podle potřeby k udržení vědomí („mentation“) a hmatného pulsu na a. radialis + prevence hypotermie

• zástava krvácení:• surgery (operace)

• endoskopie

• angiografie + embolizace/coiling/clipping/REBOA

• doplnění objemu:• minimalizace krystaloidů (< 3 l/6 hod)

• trf 1 : 1 : 1 (1 koncentrát trombo/6 j EBR)

Hemoragický šokN Engl J Med 2018;378:370-9

47

Monro-Kellieova doktrína

Gerotova fascie

Glissonovo pouzdro 48

Anatomie a fyziologieledvin

• tuhé vazivové pouzdro

• renal compartment syndrome (RCS)

• renal venous congestion

• negative impact on renal oxygenation

• even in healthy volunteers expected to have an intact endothelial barrier, a significant increase in renal volume was observed after a 2-l crystalloid infusion over 1h Chowdhury AH et al.: A randomized, controlled, double-blind crossover study on the effects of 2-L infusions of 0.9% saline and plasma-lyte (R) 148 on renal blood flow velocity and renal cortical tissue perfusion in healthy volunteers. Ann Surg 2012; 256:18–24.

49

FIAKI = Fluid-induced acute kidney injury

• podávání tekutin významně ovlivňuje funkci ledvin

• nedostatečná, nebo opožděná náplň i.v. prostorux přetížení tekutinami (edém ledvin)

• nefrotoxicita tekutin• vysoký obsah chloridů

• osmotická nálož

Prowle JR, Bellomo R, Fluid administration and the kidney. Curr Opin Crit Care 2013,19:308–314

• k AKI může dojít i přes zvýšení průtoku krve ledvinouLangenberg C et al.: Renal blood flow in experimental septic acute renal failure. Kidney Int 2006; 69:1996–2002

50

51

Myburgh J et al.:

Resuscitation fluids.

NEJM 2013;369:

1243-51.

52

R.O.S.E. concept

= Elimination

= Salvage

SOS

53

Objemová kinetika • rychlost eliminace tekutin se výrazně liší

u zdravých, nebo u pacientů v anestezii

• objemový účinek krystaloidů podávaných v hypotenzi je téměř 100 %

• do zástavy krvácení nutná permisivní hypotenze

• rychlá náhrada ztráty v poměru 3:1 vede k novému krvácení v důsledku hypervolemie

• „capillary refill“ 150-300 ml, počáteční objem 2/3-3/4 ztráty během 20-30 minut

• při krvácení rychlost infuze ZPOMALIT!Literatura: pubmed.gov, search: Hahn RG

54

Kontraktilita

55

Kontraktilita - stažlivost

• výkonnost myokardu nezávislá na preload i afterload

• dP/dT při katetrizaci

• echo• systolické ztlušťování

stěny

• RWMA• hypo-, a-, dyskineza

• ejekční frakce

56

Kontraktilita

• záleží na:• délce sarkomery

• dostupnosti kalcia v cytosolu

• všechny běžné pozitivně inotropní látky:• zvyšují koncentraci kalcia v cytosolu

• zvyšují spotřebu kyslíku

• zvyšují dráždivost buňky - arytmie

• výjimky:• levosimendan – senzitizace troponinu C

• omecantiv mecarbil – aktivátor myosinu

57

Stavba myokardu

regulace síly kontrakce změnou délky sarkomery• maximální síla kontrakce při délce 2,2 um

• obvyklá délka sarkomery 1,8 – 2,0 um

58

Hypertrofie srdce

Muži

Ženy

59

Afterload

60

Afterload - dotížení• síla působící proti

zkracování vláken myokardu během ejekce = napětí stěny• kalibr cév

• viskozita krve

• T = Pr/2h, TK, SVR nebo PVR

61

Zvýšení afterload - dotížení

• tepový objem se může udržovat zvyšováním preload, dokud se jeho rezerva nevyčerpá

62

Afterload• z hlediska srdce:

WS = (P . r) / 2h

• z hlediska cév = Z + R + C • charakteristická impedance aorty (Z0)

• periferní cévní rezistence R = (MAP-CVP)/CO)

• arteriální compliance C = SV/PP → Ea = Pes/SV = HR x R

khanacademy.org:

Changing the PV loop63

Nový pohled

EDPVR

EDPVR = End-Diastolic Pressure Volume Relationship

ESPVR = End-Systolic Pressure Volume Relationship

EA = End-Arterial Elastance

ESPVREA

khanacademy.org:

Changing the PV loop

PV box

64

Pravá a levá komora

• tradiční pohled na srdce:• v sérii zapojená čerpadla

• výdej PK = plnění LK

• v klidu může být CO téměř normální i bez PK, je-li normální fce LK a není-li onemocnění plicních cév• náhrada PK Dacronem u psů sníží CO o 25 %

• Fontánovská cirkulace u atresie trikuspidální nebo pulmonální chlopně – duté žíly ústí přímo do plicnice

• nový pohled:• významné vzájemné interakce,

zejména při zátěži a v patologických stavech

Circ Res. 2014;115:176-188

65

Srovnání PK a LKPK je nízkotlaká, poddajná, spirální vlákna,

kontinuální koronární průtok, citlivá na afterload

Vandenheuvel MA et al.: A pathophysiological approach towards right

ventricular function and failure. Eur J Anaesth 2013 Jul;30(7):386-94. 66

Interakce pravé a levé komory• komorové interakce – vzájemná závislost:

• systolická (až 40 % funkce PK dáno LK ) a diastolická• přímá (input LK = output PK) a nepřímá (septum, perikard)

• příčiny selhání PK: ↑ afterload, objemové přetížení, ischemie

• PK hlavní faktor zdatnosti, je-li zvýšen její afterload • plicní arteriální hypertenze• selhání a chlopenní vady LK• při hypoxémii a onemocněních plic, např. CHOPN• trombembolická choroba

67

Pravá komora

• změna poměru MAP/MPAP predikuje zhroucení oběhuEur J Anaesth 2013 Jul;30(7):386-94

Heart, Lung and Circulation 2013;22:507–511

Akutní plicní hypertenze u psa

10.3±4.9

2.3±1.44.5±2.0

68