Validierung der Herzleistung (Cardiac Power Output) in experimentellen Modellen des Herzversagens in Abhängigkeit von der Körpertemperatur

Abstract

Einleitung: Das Cardiac Power Output (CPO) beschreibt das Produkt des Herzminutenvolumens und des mittleren aortalen Drucks. Bei Patienten im kardiogenen Schock gilt das CPO als bester Prädiktor der Mortalität. Die Fläche der Druck-Volumen- Kurve stellt die linksventrikuläre externe Schlagarbeit (LV SW) dar und entspricht dem Goldstandard zur Bestimmung der kardialen Funktion. Teilt man die LV SW durch den Faktor Zeit, ergibt sich ein Maß (LV SW/min), welches die Einheit des CPO trägt (W). Ziel dieser Arbeit war es, das CPO als Maß der externen Herzarbeit unter verschiedenen inotropen Zuständen zu validieren. Methoden: Experimentelle Daten von 59 anästhesierten Schweinen (68 ± 1 kg) wurden retrospektiv analysiert. Eine akute Instrumentierung der Schweine erfolgte ohne Thorax- Eröffnung (Swan-Ganz-Katheter, Konduktanzkatheter, rechtsatriale Schrittmachersonde, intraaortaler Valvuloplastie-Ballon-Katheter, intravenöser Kühlkatheter). Die Daten wurden bei milder Hypothermie (MH, 33 °C), Normothermie (NT, 38 °C) und Hyperthermie (HT, 40,5 °C) vor und nach Reanimation nach Kammerflimmern (Gruppe 1), Myokardinfarkt (Gruppe 2), Endotoxinämie (Gruppe 3), Sevofluran-induzierter myokardialer Depression (Gruppe 4) und vor oder während Dobutamin-Infusion (Gruppe 5) ermittelt. Mittels linearer Regressionsanalyse wurde das Verhältnis von LV SW und LV SW/min zu folgenden Parametern untersucht: CPO, LV Ejektionsfraktion (LV EF), Rate-Pressure-Product (RPP), Triple Product (TP), LV Spitzendruck (LVDmax) und maximale LV Druckanstiegsgeschwindigkeit (LV dP/dtmax). Ergebnisse: Das CPO korrelierte am besten mit LV SW/min (r2 = 0,89; p < 0,05). Die LV EF zeigte keine Korrelation der LV SW/min auf (r2 = 0,01; p = 0,259). Alle weiteren Parameter korrelierten signifikant, aber moderat mit der LV SW/min (RPP r2 = 0,67; TP r2 = 0,54 und LVPmax r2 = 0,47). LV dP/dtmax korrelierte am schlechtesten mit LV SW und LV SW/min (r2 = 0,23 bzw. r2 = 0,28). Zusammenfassung: Das CPO stellt über eine große Spannweite an inotropen Zuständen einen exzellenten Parameter der externen Herzarbeit dar. Die LV EF reflektiert die Herzarbeit in keiner Weise. Diese Daten untermauern die Verwendung des CPO als Maß der Herzleistung unter intensivmedizinischen Bedingungen.

Background: Multiplying cardiac output with mean aortic pressure results in cardiac power output (CPO). CPO is the best indicator of hospital mortality in patients with cardiogenic shock. Left ventricular stroke work (LV SW) is represented by the pressure-volume loop area, which is the gold standard for measuring cardiac work. When LV SW is divided by time (LV SW/min) it has the same physical unit as CPO (W). It is unknown if CPO represents LV SW/min in different inotropic states. Methods: Data from 59 anaesthetized pigs (68 ± 1 kg) was analyzed retrospectively. Animals were instrumented with pulmonary artery catheters, pressure-conductance catheters, right atrial pacing electrodes, valvuloplasty balloon catheters, and intravenous cooling catheters. Data acquisition took place at different body temperatures (mild hypothermia, 33.0°C; normothermia, 38.0°C; hyperthermia, 40.5°C) before and after resuscitation following induced ventricular fibrillation (group 1), myocardial infarction (group 2), endotoxemia (group 3), sevoflurane-induced myocardial depression (group 4), or pre- or post-dobutamine administration (group 5). We investigated the relationships between LV SW or LVSW/min with CPO, LV ejection fraction, rate-pressure product, triple product, LV maximum pressure (LVPmax), and maximal rate of rise of LVP (LV dP/dtmax) as different parameters of cardiac function using linear regression analysis. Results: CPO had the strongest correlation with LV SW/min (r2 = 0,89; p < 0,05), while LV EF had no correlation with LV SW/min (r2=0,01; p=0,259). All other parameters had a statistically significant but modest correlation with LV SW/min (LVPmax r2 = 0,47; rate- pressure product r2 = 0,67 and p < 0,05; triple product r2 = 0,54; LV dP/dtmax r2 = 0,28). Conclusion: Over a large variety of inotropic states, CPO is a strong parameter of external cardiac work. During acute heart failure, LV ejection fraction does not measure external cardiac work in any way. These results encourage further use of CPO to track cardiac function in intensive care units.