Nichtinvasives Oszillometrie-basiertes hämodynamisches Monitoring versus invasives Monitoring auf der Intensivstation

Abstract

Continuous monitoring of vital parameters is required in intensive and emergency care units to ensure optimal treatment. Today, invasive haemodynamic monitoring methods are well established in the intensive care unit to provide differentiated therapy for haemodynamically unstable patients. Invasive methods present a myriad of challenges that make them inappropriate for use outside the ICU. They are highly technical, require skilled medical staff and carry the risk of complications. The Mobil-O-Graph® (MG) uses a non-invasive oscillometric system to calculate CO by measuring blood pressure and analysing the pulse wave. In our work, we compared CO measured non-invasively by MG with CO measured with thermodilution method using the PiCCO® system. The study was performed in the intensive care unit of the Charité Benjamin Franklin. A total of 49 patients were included in the study. CO was measured before and after volume administration. In addition, the CO calibrated by PiCCO® was compared with the CO automatically measured every 20 minutes for a maximum of six hours. Statistical analyses were performed using IBM® SPSS statistical software. Results were presented as absolute and relative frequencies or as medians with quartiles. Differences between the MG and PiCCO® measurements were calculated using the paired sample Wilcoxon signed rank test. The median age of the patients was 73 years and 40% of the patients were men. HZVMG calculated with the MG was significantly lower than CO with the PiCCO® for both before (median 5.0 l/min vs. 6.0 l/min, p <0.001) and after (median 4.9 l/min vs. 6.2 ml/min, p = 0.004) volume administration. The percentage error was 71.5% and 79% before and after volume application, respectively. We observed a concordant increase or decrease in CO after volume administration in 34.3% of cases. The desire for a minimally invasive or non-invasive device for extended haemodynamic monitoring is considerable, but further improvements in device software and additional studies are considered necessary. Based on our results, non-invasive oscillometric CO measurement in the ICU is not sufficiently reliable.

In der Intensiv- und Notfallmedizin ist die kontinuierliche Überwachung der Vitalfunktionen notwendig, um eine optimale Versorgung gewährleisten zu können. Zusätzlich zum nichtinvasiven Basismonitoring haben sich in der Intensivmedizin invasive Verfahren etabliert, die umfassenderes hämodynamisches Monitoring ermöglichen. So kann eine präzisere Erfassung der Kreislaufdynamik gerade im oft hämodynamisch instabilen Patientenkollektiv der Intensivstation helfen, eine gezielte Therapie einzuleiten. Die Anwendung invasiver Verfahren erfordert umfassende technische und personelle Anforderungen und kann außerhalb einer Intensivstation schwer durchgeführt werden. Neuere nichtinvasive Verfahren können bei ausreichender Präzision die Komplikationsrisiken der invasiven Verfahren vermeiden und die Einsatzmöglichkeiten erweitern. In dieser Arbeit untersuchten wir deshalb eine nicht-invasive oszillometrie-basierte Methode fürs erweiterte hämodynamische Monitoring. In einem prospektiven Design verglichen wir das nichtinvasiv oszillometrisch berechnete Herzminutenvolumen (HZV) mit dem mittels Thermodilution gemessenen HZV (PiCCO®-Katheter). Die Untersuchung erfolgte als klinische Vergleichstudie auf der nephrologischen Intensivstation des Klinikums Benjamin Franklin der Charité Universitätsmedizin Berlin. Es wurden insgesamt 49 Patient*innen eingeschlossen und es erfolgten jeweils HZV-Messungen vor und nach Volumengabe. Zudem wurde das kalibrierte mittels PiCCO® abgeleitete HZVPiCCO über einen Zeitraum von maximal 6 Stunden, mit dem alle 20 min automatisiert gemessenen HZVMG verglichen. Die statistischen Auswertungen wurden mit der Statistiksoftware IBM® SPSS durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in Form von absoluten und relativen Häufigkeiten dargestellt bzw. durch Mediane mit Quartilen illustriert. Unterschiede zwischen den Messergebnissen mit dem Mobil-O-Graph® und dem PiCCO®-System wurden mit dem Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben berechnet. Das Alter der Patient*innen lag im Median bei 73 Jahren, 40% der untersuchten Patient*innen waren Männer. Das mit dem MG errechnete HZVMG lag sowohl vor Volumengabe (im Median 5,0 l/min vs. 6,0 l/min, p < 0,001) als auch nach Volumengabe (im Median 4,9 l/min vs. 6,2 ml/min, p = 0.004) signifikant unter dem mit dem PiCCO®- System mittels transpulmonaler Thermodilution gemessenen HZVTD. Der percentage error lag bei 71,5% und 79%, jeweils vor und nach Volumengabe. Zudem konnte eine konkordante Zu- oder Abnahme des HZV unter Volumengabe in 34,3% der Fälle beobachtet werden. Oszillometrische Schätzung des HZV stellt ein neues, in der Handhabung einfaches Verfahren dar. Dieses ist im intensivstationären Setting gut durchführbar und liefert ähnliche Ergebnisse wie andere nichtinvasive Verfahren. Aufgrund von noch klinisch relevanter Streuung der Ergebnisse im Vergleich zur Thermodilution als Referenzmethode, ist die Anwendung der Methode außerhalb klinischer Studien in hämodynamisch instabilen Patient*innen nicht empfohlen.