esCCO

Die nächste Generation der nicht-invasiven hämodynamischen Überwachung

esCCO - Nicht-invasives Trend-HZV-Monitoring

esCCO ist eine Technologie, die unter Verwendung der kontinuierlich gemessenen Pulswellenlaufzeit PWTT, ein Trend-HZV berechnen kann. Die Validität von esCCO zur Erkennung von Veränderungen des Herzzeitvolumens und des Schlagvolumens wurde in klinischen Studien überprüft und als klinisch relevante Anwendung bewertet. Da esCCO das Herzzeitvolumen mit Standardparametern berechnet, sind keine speziellen Techniken oder Verbrauchsmaterialien erforderlich. Durch die Integration der Software in das Nihon Kohden Patientenmonitoring steht ein erweitertes hämodynamisches Monitoring jederzeit zur Verfügung.  

Zuverlässige Trendleistung

 

Einfach

 

Keine zusätzlichen Sensoren

 

esCCO zur Flüssigkeitsoptimierung

Internationale Studien und Guidelines empfehlen volumetrische Parameter wie Schlagvolumen und Herzindex zur Optimierung der Flüssigkeitstherapie. Vor allem der perioperative Einsatz eines erweiterten hämodynamischen Monitorings kann die Komplikationsraten reduzieren und die stationäre Aufenthaltsdauer verkürzen.
Die Integration der Software in das Nihon Kohden Patientenmonitoring ermöglicht die sofortige Anwendung, wenn es die Überwachungssituation erfordert.

Uneingeschränkte Verfügbarkeit von erweiterten
hämodynamischen Informationen

esCCO liefert Informationen zum Herzzeitvolumen unter Verwendung der Standardparameter EKG, SpO2 und Blutdruck, ohne zusätzliche Sensoren oder Verbrauchsmaterialien. Wenn die Software auf den Nihon Kohden Patientenmonitoren installiert ist, kann esCCO jederzeit und in jeder Arbeitssituation aktiviert werden. Ob in der Notaufnahme, im OP oder auf Überwachungsstationen, die Verfügbarkeit eines erweiterten hämodynamischen Monitorings kann in fraglichen oder kritischen Situationen eine wertvolle Behandlungsergänzung sein.
 

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Potenzielle Anwendungen von esCCO

Hämodynamische Überwachung nach Entfernung des Pulmonalarterien- oder transpulmonalen Thermodilutionskatheters.

Hämodynamische Optimierung von Patienten, die für aggressivere und riskantere Techniken (z.B. Pulmonalarterienkatheter) nicht in Frage kommen.

Unterstützung im Entscheidungsprozess für zielgerichtetes Flüssigkeitsmanagement und mehr.

Triage-Werkzeug zur Früherkennung plötzlicher Verschlechterung.

1 Ishihara H, Okawa H, Tanabe K, Tsubo T, Sugo Y, Akiyama T, Takeda S. A New Non-Invasive Continuous Cardiac Output Trend Solely Utilizing Routine Cardiovascular Monitors. J Clin Monit Comput 2004; 18: 313–320.  

2 Yamada T, Tsutsui M, Sugo Y, Sato T, Akazawa T, Sato N, Yamashita K, Ishihara H, Takeda J. Multicenter Study Verifying a Method of Noninvasive Continuous Cardiac Output Measurement Using Pulse Wave Transit Time: A Comparison with Intermittent Bolus Thermodilution Cardiac Output. Anesth Analg. 2012 Mar 30
3 Wakeling HG et al. Intraoperative oesophageal Doppler guided fluid management shortens postoperative hospital stay after major bowel surgery. Br J Anaesth 2005; 95 : 634-42.
4 Mayer J et al. Goal-directed intraoperative therapy based on autocalibrated arterial pressure waveform analysis reduces hospital stay in high-risk surgical patients: a randomized, controlled trial. Crit Care 2010; 14: R18.

Prinzip von esCCO

Pulswellenlaufzeit als wesentliche Technologie für esCCO

Die Pulswellenlaufzeit (PWTT) wird definiert als die Zeit vom R-Wellen-Peak des EKGs bis zum Anstiegspunkt der Pulswelle. Der Anstiegspunkt der Pulswelle wird definiert als der Punkt, an dem die differenzierte Pulswelle 30 % ihrer Spitzenamplitude erreicht. PWTT besteht aus drei Intervallen: Vor-Ejektionsperiode (PEP), Pulswellenlaufzeit durch elastische Arterien (T1) und Pulswellenlaufzeit durch periphere Arterien (T2) (Abbildung 1).

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Figure 1. Components of PWTT

 

PEP spiegelt die Herzkontraktilität und Vorlast wider und verkürzt sich, wenn die Herzkontraktilität und Vorlast zunehmen. T1 hängt von der arteriellen Compliance ab und verkürzt sich, wenn der Blutdruck steigt. T2 spiegelt den Gefäßwiderstand wider, wenn sich das Blutgefäß erweitert. Basierend auf den verschiedenen Elementen des hämodynamischen Managements, die in der PWTT enthalten sind, in Kombination mit physiologischen Erkenntnissen im Zusammenhang mit dem Herzzeitvolumen (CO), haben wir seine klinische Anwendung validiert. Infolgedessen wurde ein erster Versuch unternommen, den Blutdruck aus der PWTT abzuleiten. Es wurde jedoch klar, dass sich die Veränderungen der PWTT unterschieden, wenn kardiovaskuläre Agonisten verabreicht wurden. Es wurde beobachtet, dass PWTT und Schlagvolumen (SV) eine gute Korrelation zeigen, selbst wenn sich Blutdruck und SV während der Medikamentenverabreichung nicht decken (Abbildung 2).

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Abbildung 2. Vergleich zwischen Pulsdruck (PP), Pulswellenlaufzeit (PWTT) und Schlagvolumen (SV) eines narkotisierten Mischlingshundes unter Bedingungen variierender Kreislaufdynamik. Kreise ●, Dreiecke ▲ und Quadrate ■ zeigen die Daten bei der Verabreichung von Pentobarbital, der Entfernung von Blut und der Verabreichung von Phenylephrin, jeweils.
Formel von esCCO

Die meisten bestehenden Geräte zur Messung des Herzzeitvolumens verwenden die Pulswellenmethode, die das Volumen aus der arteriellen Blutdruckkurve berechnet, als Messprinzip. Dies zeigt, dass es eine gute Korrelation zwischen Schlagvolumen (SV) und Pulsdruck (PP) gibt (Gleichung (1)). 

SV = K × PP (1) K: eine Konstante 

Auch im Grundkonzept von esCCO stehen PWTT und SV in Abbildung 2 in guter Korrelation, was als Gleichung (2) dargestellt werden kann. 

. SV = α’ × PWTT  β’ (2) α’: eine Konstante β’: ein Koeffizient 

Gleichung (2) kann durch Verwendung von Gleichung (1) erweitert werden, um die Compliance-Komponente K einzubeziehen

. SV= K × ( α × PWTT + β ) (3) α: eine Konstante, β und K: Koeffizienten

Basierend auf dem oben Gesagten wird das Herzzeitvolumen kontinuierlich unter Verwendung von PWTT gemessen, und esCCO wird unter Verwendung von Gleichung (4) erhalten.

CO = SV × HR = K × (α × PWTT + β) × HR = esCCO (4)

α: eine Konstante, β und K: Koeffizienten

Kalibrierung von esCCO

esCCO erhält das Herzzeitvolumen aus Gleichung (4), die drei Koeffizienten (K, α und β) enthält.

esCCO = K × (α ×PWTT +β) ×HR (4)

Von den drei Koeffizienten ist α eine Konstante (2), die aus früheren Studien gewonnen wurde. K und β werden durch Eingabe der drei Werte (PWTT, PP und CO) bestimmt, die während der Kalibrierung durch Überwachung berechnet werden. Das CO für die Kalibrierung wird jedoch aus Patienteninformationen gewonnen, was eine nicht-invasive Messung ermöglicht, eine der größten Eigenschaften von esCCO.

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Abbildung 3. Wie man die Koeffizienten berechnet.

 

Referenz
1) Sugo Y, UkawaT, Takeda S, Ishihara H, Kazama T, Takeda Z. 2010. A Novel ContinuousCardiac Output Monitor Based on Pulse Wave Transit Time. Conf Proc IEEE Eng MedBiol Soc. 2010: 2853-6.    
2) Ishihara H, Okawa H, Tanabe K, Tsubo T, Sugo Y, Akiyama T, Takeda S. A New Non-Invasive Continuous Cardiac Output Trend Solely Utilizing Routine Cardiovascular Monitors. J Clin Monit, 2004; 18: 313–320.

Evidenzbasierte Validität

In mehreren klinischen Tests und Studien wurde die Validität und das Reaktionsverhalten von esCCO überprüft.

Messgenauigkeit

2009 wurde die klinische Anwendung von esCCO in einer Multicenter-Studie an 7 Einrichtungen in Japan durchgeführt. Die Ergebnisse wurde 2012 veröffentlicht.

Multizentrische Studie zur Überprüfung einer Methode der nicht-invasiven kontinuierlichen Herzzeitvolumenmessung unter Verwendung der Pulswellenlaufzeit: Ein Vergleich mit intermittierendem Bolus-Thermodilutions-Herzzeitvolumen

Autoren: Yamada T, Tsutsui M, Sugo Y, Sato T, Akazawa T, Sato N, Yamashita K, Ishihara H, Takeda J. Referenz: Anesth Analg 2012;115:82-6. July 2012, Vol.115, No.1.

 

Hintergrund

Viele Technologien wurden für weniger invasive Herzzeitvolumenüberwachung entwickelt. esCCO ist eine der Technologien, die das Herzzeitvolumen mithilfe der Pulswellenlaufzeit (PWTT) bestimmen. In Kombination mit der grundlegenden Überwachung von EKG, SpO2 und Blutdruck unter Verwendung von EKG-Elektroden, SpO2-Sonden und Manschetten kann esCCO für die klinische Kreislaufüberwachung aller Patienten, einschließlich Patienten mit geringem Risiko, anwendbar sein. Die Wirksamkeit von esCCO wurde in einer multi-institutionellen gemeinsamen Studie unter Verwendung von PWTT bewertet.

Methode

Die Studie verglich esCCO und das durch intermittierende Bolus-Thermodilution (ICO) gemessene Herzzeitvolumen bei 213 Fällen an 7 Einrichtungen in Japan (139 Fälle auf der Intensivstation, 74 Fälle im OP). EKG, SpO2 und invasiver Blutdruck wurden bei allen Patienten gemessen, und esCCO wurde einmal kalibriert. Für die ICO-Messung wurde das Herzzeitvolumen einmal täglich bei Intensivpatienten und stündlich bei OP-Patienten sowie unmittelbar vor der Entfernung des Pulmonalarterienkatheters bei beiden Patientengruppen gemessen. ICO und esCCO wurden durch Korrelationsanalyse und Bland-Altman-Analyse verglichen, und Veränderungen des Bias im Laufe der Zeit wurden ebenfalls bewertet.

 

 

Ergebnis

Korrelation zwischen esCCO und ICO

Insgesamt wurden 587 Messpunkte von 213 Patienten erhalten. Die demografischen Daten der Patienten sind in Tabelle 1 dargestellt.

 

 

n

Alter

Geschlecht (M/W)

Größe (cm)

Gewicht (kg)

KOF (㎡)

Gesamt

213

65.1 ± 12.7

142/71

160.0 ±10.3

59.2 ±12.5

1.61 ±0.20

Tabelle 1. Patientendemografie 

Die Korrelation zwischen esCCO und ICO betrug r = 0,79 (p<0,01) und der Bias ± Präzision betrug 0,13 ± 1,15 (L/min), was darauf hindeutet, dass esCCO eine gute Messgenauigkeit hat, die der von ICO entspricht (Abbildung 4).

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Abbildung 4. Vergleich zwischen esCCO und ICO   

 

Das 95%-Konfidenzintervall für den mittleren Bias zwischen esCCO und ICO betrug 0,04 bis 0,22. Dies lag im Bereich von ±0,3 (L/min), was für die klinische Anwendung als akzeptabel angesehen wird. Um Veränderungen des Bias im Laufe der Zeit zu bewerten, wurden die Daten für den Zeitraum nach der Kalibrierung in der OP-Gruppe in 5 Intervalle von jeweils 2 Stunden unterteilt. Ein signifikanter Unterschied im Bias dieser 5 Intervalle wurde nicht gefunden. (Welch’s ANOVA p = 0,07) Auch in der Intensivstation-Gruppe wurden die Daten nach der Kalibrierung in 3 Intervalle von jeweils 24 Stunden unterteilt. Ein signifikanter Unterschied im Bias dieser 3 Intervalle wurde nicht gefunden. (Repeated-measures ANOVA P = 0,781) (Abbildung 5).

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Abbildung 5. Bias der OP-Gruppe und 95%-Übereinstimmungsgrenzen (links) und Bias der Intensivstation-Gruppe und 95%-Übereinstimmungsgrenzen (rechts)


 

Zusammenfassung

Es gab eine starke Korrelation zwischen esCCO und ICO und der Bias war gering. Die Veränderung des Bias im Laufe der Zeit war ebenfalls gering.

Reaktionsfähigkeit

2015 wurde eine Vergleichsstudie mit einer Messmethode basierend auf der invasiven Blutdruckkurve (APCO) durchgeführt. Als Referenzwert wurde das Herzzeitvolumen einer intermittierenden Bolusthermodilution verwendet. Der Vergleich der zeitlichen Veränderungen zeigte, dass die Reaktionsfähigkeit von esCCO mit der von APCO vergleichbar war.

Vergleich der Fähigkeit von zwei kontinuierlichen Herzzeitvolumenmonitoren, Trends im Herzzeitvolumen zu messen: geschätztes kontinuierliches Herzzeitvolumen, gemessen durch modifizierte Pulswellenlaufzeit und ein auf arterieller Pulskontur basierendes Herzzeitvolumenmessgerät 

Autoren: Terada T, Oiwa A, Maemura Y, Robert S, Kessoku S, Ochiai R.Reference: J Clin Monit Comput. 2015 Sep 14.

 

Hintergrund

Die Nierentransplantation ist mit zahlreichen kardiovaskulären Anomalien verbunden, die das Herzzeitvolumen erhöhen und den arteriellen Druck und den Gefäßwiderstand verringern. Daher ist die perioperative Überwachung dieser Parameter für Nierentransplantationspatienten von entscheidender Bedeutung.

Diese Studie verglich esCCO, das durch intermittierende Bolusthermodilution (ICO) gemessene Herzzeitvolumen und das auf der Beobachtung der arteriellen Blutdruckwelle basierende Herzzeitvolumen (APCO).

 

 

Methode

Erwachsene Patienten, die für eine Nierentransplantation vorgesehen waren und in der Lage waren, eine informierte Einwilligung zu geben, wurden in die Bewertung am Toho University Omori Medical Center aufgenommen.

EKG, SpO2 und invasive Blutdruckmessung wurden bei allen Patienten durchgeführt.

ICO, esCCO und APCO wurden zu den folgenden 4 Zeitpunkten gemessen: nach Einleitung der Anästhesie, bevor das Nähen der transplantierten Niere beginnt, vor der arteriellen Klammerung (arterielle Revaskularisation) und am Ende der Operation.

Die Ergebnisse für jeden Algorithmus wurden mittels Korrelationsanalyse, Bland-Altman-Analyse und Polar-Plot-Analyse verglichen.

 

Ergebnis

Der mittlere Winkelbias von esCCO und ICO betrug -1,8°, die radialen Übereinstimmungsgrenzen lagen bei ± 37,6°. (Abbildung 6. Links)

Der mittlere Winkelbias von APCO und ICO betrug -3,3°, die radialen Übereinstimmungsgrenzen lagen bei ± 42,2°. (Abbildung 6. Rechts)

Daher können wir sagen, dass die Korrelation, der Bias und die Trendfähigkeit zwischen esCCO und ICO vergleichbar sind mit denen zwischen APCO und ICO.

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Abbildung 6. Polarplot von esCCO und ICO - links Polarplot von APCO und ICO - rechts

 

Ein Fallbericht (Abbildung 7) zeigt, dass die Trendfähigkeit von esCCO mit der von APCO vergleichbar ist.

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Abbildung 7. Veränderungen des Herzzeitvolumens, gemessen durch APCO und esCCO während der Nierentransplantation Bereitgestellt vom Toho University Omori Medical Center

 

31-jähriger Mann mit einer Größe von 180 cm und einem Gewicht von 93,8 kg. Die gemessenen Werte von APCO und esCCO betrugen jeweils 6,5 L/min und 4,7 L/min nach der Einleitung der Anästhesie, 7,3 L/min und 6,5 L/min vor Beginn des Nähens der transplantierten Niere, 14,3 L/min und 12,0 L/min vor dem Klammern der Arterie (arterielle Reperfusion) nach der Flüssigkeitszufuhr und 7,4 L/min und 7,4 L/min am Ende der Operation.

 

Zusammenfassung

Die Trendfähigkeit von esCCO ist klinisch akzeptabel und vergleichbar mit der Analyse der arteriellen Druckkurve.

 

Referenz
1 Ishihara et al. 2004. A new non-invasive continuous cardiac output trend solely utilizing routine cardiovascular monitors. J Clin Monit, Dec, 18: 313-320.       
2 Lawrence C. Siegel, Maeve M. Hennessy, Ronald G. Pearl. 1996. Delayed Time Response of the Continuous Cardiac Output Pulmonary Artery Catheter. Anesth Analg

Materialdownloads - esCCO

  • Hemodynamic Management Using esCCO

  • Non-Invasive Hemodynamics Monitoring

  • Hemodynamics Graph for GDT

  • Hemodynamic Evaluation Using esCCO during Cesarean Section under Spinal Anesthesia

  • Improving the standard of non-invasive hemodynamic monitoring

  • Comparison of trend performance of esCCO and APCO in kidney transplantation

  • esCCO Performance Report

  • Experience with esCCOin Surgery in Elderly Patients

  • Continuous Cardiac Output from ECG and SpO2

  • Hemodynamic Management Using Estimated Cardiac Output (esCCO)

  • Anesthesia Management Using Estimated Continuous Cardiac Output (esCCO)

  • Can Estimated Continuous Cardiac Output Be Used in the Same Manner as Arterial Pressure-Based Cardiac Output