Die hier von uns durchgeführte Studie zum Monitoring der globalen Hämodynamik war die erste kontrollierte klinische Untersuchung zur Bewertung einer neuen Methode, welche durch unkalibrierte arterielle Wellenformanalyse eine Herzzeitvolumenbestimmung ermöglicht, im Vergleich zu zwei Standard-Methoden. Das wichtigste Ergebnis unserer Studie war, dass die intraoperative und frühe postoperative Herzzeitvolumenmessung durch die unkalibrierte arterielle Wellenform-Analyse, im Vergleich zu der pulmonal-arteriellen Thermodilutionsmessung, als klinischer Goldstandard mit einem klinisch inakzeptablen Fehler behaftet war. Im Gegensatz zu diesem Verfahren konnte eine bessere Korrelation des kalibrierten transpulmonalen Thermodilutions- Herzzeitvolumens und des pulmonal-arteriellen Thermodilutions-Herzzeitvolumens vor, während und nach den koronarchirugischen Eingriffen beobachtet werden. Eine weitere Studie zeigte das auch die kalibrierte Pulskonturanalyse ohne erneute Re-kalibration nach extrakorporaler Zirkulation mit einem modifizierten Wesseling-Algorithmus keine valide Herzzeitvolumenbestimmung nachweisen konnte. Im Gegensatz dazu zeigte die von uns durchgeführte Studie eine exzellente Korrelation zwischen dem pulmonal-arteriellen Thermodilutions- Herzzeitvolumen und dem aortalen transpulmonalen Thermodilutions- Herzeitvolumen vor extrakorporaler Zirkulation. Zusammenfassend zeigte unsere Studie zum Monitoring der Volumentherapie, dass die Füllungsdrücke ZVD und PCWD bei kardiochirurgischen Patienten im intraoperativen Verlauf keine geeigneten Parameter zur Steuerung der Volumentherapie darstellen. Gerade bei den durch die Sternotomie veränderten Druckverhältnissen im Thorax, ist die direkte Volumenmessung, z. B. mittels Bestimmung des GEDVI oder der dynamischen, die Volumenreagibilität anzeigenden Parameter SVV und PPV zur Volumensteuerung, den Druckparametern, ZVD und PCWD, deutlich überlegen. Weiterhin zeigte sich, dass nur relative Veränderungen der SVV, der PPV und des GEDVI prädiktiv für eine Volumenresponse war. Zusammenfassend konnte in unserer vergleichenden Studie der gemischt-venösen und zentral-venösen Sättigung gezeigt werden, dass die Sauerstoffextraktionsrate die wichtigste Determinante der Differenz zwischen der SvO2 und der ScvO2 ist. Unter bestimmten klinischen Umständen kann daher die ScvO2 erheblich von der SvO2 abweichen. Daher sollten, bei ausgewählten klinischen Indikationen, beide Parameter überwacht werden, um eine globale, oder regionale Hypoperfusion auszuschließen. Zumindest in dem von uns gewählten Setting, bei herzchirurgischen Patienten, scheint eine ScvO2 über 70% mit einer ausreichenden Sauerstoffversorgung der peripheren Gewebe einherzugehen. Dies sollte jedoch in Outcomestudien erneut evaluiert werden, die einen Therapiealgorithmus anwenden, der eine Optimierung der ScvO2 auf 70% zum Ziel hat. In der klinischen Anwendung von Strategien der zielorientierten hämodynamischen Therapie ist - insbesondere beim Einsatz neuer Monitoringverfahren - wichtig, dass die Zielvariable der hämodynamischen Optimierung valide bestimmt wird und somit keine falschen Therapiekonsequenzen aus möglicherweise nicht validen hämodynamischen Messwerten gezogen werden, da somit negative Outcomeeffekten für die Patienten entstehen könnten In der von uns durchgeführten Untersuchung zur Messung der regionalen Hämodynamik haben wir Normalwerte der Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün nach unkomplizierten koronarchirurgischen Operationen bei Patienten mit niedrigem Risikoprofil beschrieben. Dies ermöglicht in Zukunft, Patienten mit abnormal niedriger postoperativer Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün zu identifizieren, die gefährdet sind Komplikationen aufgrund einer hepato- splanchnischen Hypoperfusion zu erleiden. Zusammenfassend hat unsere Untersuchung der hepato-splanchnischen Funktion und Perfusion bei koronarchirurgischen Eingriffen mit unterschiedlicher Hämodilution während extrakorporalen Zirkulation gezeigt, dass die hepato-splanchnische Funktion und Perfusion, quantifiziert anhand der Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün, der Aspartat- Aminotransferase und der alpha- Gluthation-S-Transferase keine Unterschiede zwischen den Gruppen zeigte. Weiterhin wurde in der von uns durchgeführten Untersuchung erstmals beschrieben, dass nach koronarchirurgischen Eingriffen die hepato- splanchnische Funktion und Perfusion, quantifiziert anhand der Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün, der früheste Marker war, der prädiktiv für eine verlängerte intensivstationäre Behandlungsdauer war. Daher könnte im kardiochirurgischen Setting die Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün als Marker für eine eingeschränkte regionale hepato- splanchnische Perfusion genutzt werden und ein an der Plasmaverschwinderate von Indozyaningrün zielorientierter Algorithmus angewendet werden, um bei Risikopatienten eine hepatosplanchnische Minderperfusion zu verhindern. Limitationen Die Studien zur Evaluierung der Parameter der systemischen und regionalen Hämodynamik nach kardiochirurgischen Eingriffen sind alle im klinischen Kontext durchgeführt worden. Es handelt sich also bei den Untersuchungen nicht um experimentelle Arbeiten, sodass es nicht möglich ist, einen direkten kausalen Zusammenhang von Ursache und Wirkung zu bestimmen. Dies ist aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Einflussfaktoren im klinischen Alltag kaum möglich. Bei allen Untersuchungen zur globalen und regionalen Perfusion existiert kein klinischer Goldstandard, der beispielweise das wahre Herzzeitvolumen des Patienten angibt. Daher ist die Bestimmung der Validität eines Verfahrens immer im Vergleich zu etablierten Verfahren zu sehen. Relevanz der Studien Die besonderen Bedingungen kardiochirurgischer Eingriffe mit extrakorporaler Zirkulation stellt hämodynamische Monitoringverfahren vor besondere Probleme, da es sehr schnell zu teilweise dramatischen hämodynamischen Veränderungen kommt. Die Grundlage einer sinnvollen hämodynamischen Therapie, also die Applikation, bzw. der Entzug von Volumen, sowie eine inotrope oder vasoaktive Therapie, erfordert valide Messwerte, die als Ziel- und Steuergrößen eben jener Therapie dienen. Die vorgestellten Studien haben alle unter diesen Bedingungen erstmals verschiedene Messmethoden zu Bestimmung des Herzzeitvolumens und des Volumenstatus evaluiert und wichtige methodische Einschränkungen beschrieben. Ebenso wurde unter den besonderen Bedingungen nach kardiochirurgischen Eingriffen erstmalig die Übereinstimmung der zentralvenösen Sättigung mit der gemischt-venösen Sättigung evaluiert und wichtige Faktoren identifiziert, die die Differenz zwischen den beiden Sättigungen bedingen. Die Überwachung der Perfusion von Regionalkreisläufen und die hepato-splanchnische Funktion stellt bei intensivstationären Patienten ein etabliertes Monitoringverfahren dar. Die durchgeführten Studien konnten im operativen Setting bei kardiochirurgischen Patienten erstmalig eine frühe postoperative Assoziation zwischen einer eingeschränkten hepatosplanchnischen Funktion und einer verlängerten postoperativen intensivstationären Behandlungsdauer beschreiben.
The study concerning monitoring of global hemodynamics was the first study evaluating a new method of estimating uncalibrated arterial waveform cardiac output in comparison with two standard methods of cardiac output determination. The most important finding of this study was that intraoperative and early postoperative cardiac output measurements by the uncalibrated arterial waveform analysis showed a high bias and a wide range of limits of agreement in comparison with the thermodilution measurement, which was the reference method in this study. In contrast, we found a better correlation between pulmonal arterial thermodilution and transpulmonal thermodilution cardiac output measurement. Our study of arterial waveform analysis with an uncalibrated algorithm showed that uncalibrated cardiac output underestimated thermodilution cardiac output to a clinically relevant extent in the difficult setting prior, during, and early after CABG surgery with the software used in this study. However, the new software version of this device, featuring a shorter recalibration period, might lead to better results and has to be re-evaluated in this setting. A further study showed that also the cardiac output measured by pulse contour analysis without re- calibration after cardiopulmonary bypass was considerably different compared with the thermodilution cardiac output. The calibrated pulse contour cardiac output and the thermodilution cardiac output measurements correlated well before and after cardiopulmonary bypass, indicating that cardiac output measurement by pulse contour analysis needs to be recalibrated after cardiopulmonary bypass to achieve valid results. Our results from the study looking at volume monitoring during cardiac surgery suggest in summary that filling pressures like central venous pressure and pulmonal arterial wedge pressure are not suitable parameters for monitoring volume therapy during surgery in cardiac patients. Direct volume measurement, such as global enddiastolic volume determination or the dynamic volume parameters like stroke volume varaiation, is clearly superior to the pressure parameters, especially under pressure conditions in the thorax changed by sternotomy. Only relative changes in SVV, and GEDVI were predictive for volume response in this study. The most important results of this study are that the increase of CI observed after sternotomy and volume loading in our study in cardiac surgical patients did not correlate with changes in CVP and PCWP. In contrast, the changes in GEDVI, SVV, and PPV showed a significant correlation. This is of major clinical interest since the vast majority of anesthesiologists still use filling pressures as a standard monitoring tool for volume management. In conclusion, our study comparing differences between mixed venous saturation and central venous saturation demonstrated that the oxygen extraction rate is the major factor in the difference between SvO2 and ScvO2. This was the first study analysing the correlation between SvO2 and ScvO2 perioperatively in a well defined group of patients undergoing CABG surgery at different points in time and correlating ?SvO2 ScvO2 with physiological data to predict the deviation between SvO2 and ScvO2 under different physiological conditions. Under certain circumstances ScvO2 differed substantially from SvO2. Therefore in selected patients both parameters should be monitored to exclude general or focal hypoperfusion. At least in our setting patients with a ScvO2 value over 70% may be considered to have an adequate oxygen delivery, in contrast to the findings of previous studies. Obviously, this must be confirmed by studies aiming at a ScvO2 value of 70% or higher and outcome variables in a great number of patients. The special aspects of cardiac surgery leads to problems in hemodynamic monitoring during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass, as in these situations hemodynamics can change quite rapidly within a short time frame. However, essential for hemodynamic management is the valid determination of parameters that can be used during goal directed treatment. The discussed studies have evaluated different hemodynamic monitoring strategies in these patients and evaluated also the difference of venous saturation measurements during and after cardiac surgery. Further studies evaluated the impact of monitoring the perfusion of the splanchnic region during and after cardiac surgery. These studies could establish a relationship between compromised hepato-splanchnic perfusion and increased postoperative intensive care unit treatment.