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28.01.2015
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„Pathophysiologische Hintergründe der
Volumentherapie im Trauma“
Barbara Friesenecker Univ.-Klinik für Allgem. und Chir. Intensivmedizin
Medizinische Universität Innsbruck
13. Interdisziplinäre Traumasymposium Linz
„Hot topics der Traumaversorgung“ 16. - 17. Jänner 2015
Design Center Linz
Interessenskonflikte:
• Vorträge für Fresenius
• Vorträge für BBraun
Ziel von Volumentherapie:
„EU – Volämie“ Intravasale Euvolämie
Nicht das
Gesamtkörperwasser !!!
… das „passiert“ sowieso
SIRS / Sepsis: „capillary leak“ / venuläre „Leaky sites“
Akrale Zyanose Ödem
Schlechte mikrovaskuläre Perfusion
Volumengabe zur
Aufrechterhaltung /Wiederherstellung des
mikrovaskulären Fluss
ausreichenden Perfusionsdrucks (MAP)
3 klassische
Gesichtsfelder
mit
funktionellen
Kapillaren
28.01.2015
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Kapillarperfusion - hämorrhagischer Schock ...
FCD = signifikanter Parameter
im
hämorrhagischen Schock
für
MORTALITÄT
Ziel: Erhalt oder Wiederherstellung einer ausreichenden kapillären Perfusion
The mottling score is reproducible and easy to evaluate at the bedside.
The mottling score as well as its variation during resuscitation is a strong predictor of 14-day survival in patients with septic shock.
1. Je höher der score desto früher stirbt man 2. Prognose besser, wenn Mottling während Resuszitation verschwindet
Woran stirbt Trauma - PatientIn ?
• Schock • Blutung (Gerinnungsversagen)
Metabolik
SCHOCK - BE Mortalität von Trauma Patienten - BE
Metabolik
BE / Azidose: = globaler Marker für Gewebeperfusion
neg. BE: • Marker für gestörte mikrovaskuläre Perfusion
• prognostischer Marker der Schwere der Verletzung • direkt Bezug zu Mortalität
mild (3 – 5)
moderat (6 – 9) schwer (> 10)
Direkte Korrelation zwischen Aufnahme - BE und • Transfusions/Flüssigkeits - Bedarf
• posttraumatischem MODS
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Effekte von Azidose auf Gerinnung:
Plasmatische Haemostase:
Erniedrigung von Fibrinogen
Erniedrigung der Thrombin Generation
Thrombozyten:
Thrombocytopenie
Thrombocytopathie
Fibrinogen
Thrombozyten
mg
/dl
107/µ
l
300 200 100 50
500 400
300
200
100
pH 7,4 pH 7,1
pH 7,4 pH 7,1
Martini WZ(1), Dubick MA, Pusateri AE, Park MS, Ryan KL, Holcomb JB. Does bicarbonate correct coagulation function impaired by acidosis in swine? J Trauma. 2006 Jul;61(1):99-106.
Marumo M(1), Suehiro A, Kakishita E, Groschner K, Wakabayashi I. Extracellular pH affects platelet aggregation associated with modulation of store-operated Ca(2+) entry. Thromb Res. 2001 Dec 1;104(5):353-60.
Zur Verfügung gestellt von Dietmar Fries
• 25% der Trauma Patienten
sind koagulopathisch bei Aufnahme
• Koagulopathy ist assoziiert
mit Schock und 5x erhöhter Mortalität
• Schock and Hypoperfusion führen zu
Antikoagulation und Hyperfibrinolyse
Hypovolämie/Azidose Hypothermia
„Lethale Trias von
Hypothermie, Azidose und Koagulopathie …“
Koagulopathy
Gerinnung / Temperatur
Zur Verfügung gestellt von Dietmar Fries
Volumentherapie im Trauma
1. Volumen ist wichtig 2. Viskosität 3. Nebenwirkungen
Volumentherapie im Trauma
1. Volumen ist wichtig 2. Viskosität 3. Nebenwirkungen
• Vorsicht mit frühem Vasopressor immer mit Flüssigkeit starten
• Vasopressoren nicht statt Flüssigkeit verwenden !!
Early vasopressor
12 h 24 h
Aggressive volume therapy (Cristalloids) 12 h
24 h
1036 Patients (Cristalloids vs Phenylephrine, NA, Dopamine, Vaso)
0,5 1,0 5
Independant Hazard Ratio for mortality (95% CI)
1,8x höheres Morttalitätsrisiko
2x höheres Mortalitätsrisiko
40% Mortalitätsreduktion
n.s.
Sperry JL(1), Minei JP, Frankel HL, West MA, Harbrecht BG, Moore EE, Maier RV, Nirula R. Early use of vasopressors after injury: caution before constriction. J Trauma. 2008 Jan;64(1):9-14.
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Volumentherapie im Trauma
1. Volumen ist wichtig 2. Viskosität 3. Nebenwirkungen
Viskosität des strömenden Blutes:
Blut: ~ 5 cp Wasser: ~ 1 cp (= Kristalloide)
Kolloide: 1,7 cp (Gelatine) / 1,8 cp (Stärke: Voluven)
Sahne: 10
Olivenöl: 102
Honig: 104
Determinanten der Blutviskosität:
• Erythrozyten
• Erythrozyten
• Erythrozyten
• Erythrozyten
d.h. der Hkt Hemodilution (Hkt durch Volumstherapie) führt
- abhängig von der Viskosität des Volumsersatzmittels -
zur Verminderung der Viskosität
des strömenden Blutes
Pries AR, Secomb TW. Microvascular blood viscosity in vivo and the endothelial surface layer. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005 Dec;289(6):H2657-64.
Hkt-abhängige mikrovaskuläre Veränderungen (rat mesentery):
Hkt ~ 35% Dia 12.6 μm
Hkt ~ 15% Dia 8 μm
Vasokonstriktion
Höhervisköse Lösungen (Blut) führen über
Shearstress an der Endothelzelle
NO + Prostazyclin – freisetzung
Vasodilatation im nachgeschalteten, mikrovaskulären Gefäßbett
verbesserte kapilläre Perfusion
Fernandes CJ Jr, Akamine N, De Marco FV, De Souza JA, Lagudis S, Knobel E. Red blood cell transfusion does not increase oxygen consumption in critically ill septic patients. Crit Care 2001 Dec;5(6):362-7
Marik PE, Sibbald WJ. Effect of stored-blood transfusion on oxygen delivery in patients with sepsis. JAMA 1993 Jun 16;269(23):3024-9
McIntire LV, Frangos JA, Rhee BG, Eskin SG, Hall ER. The effect of fluid mechanical stress on cellular arachidonic acid metabolism. Ann N Y Acad Sci. 1987;516:513-24.
Effekt von Viskosität auf mikrovaskuiläre Rheologie: Fernandes Crit Care (2001), Marik Jama (1993), McIntire Ann N Y Acad Sci (1987)
Viskosität – Hkt Pries/Gaethgens, Circ Res (1992)
„Luxus - Hkt “: mikrovaskuläre (= kap.) Hkt = konstant
Hkt mikro unterschreitet Normalwert erst nach
Abfall des makrovaskulären Hkt um 30-50%
Pries AR, Fritzsche A, Ley K, Gaehtgens P. Redistribution of red blood cell flow in microcirculatory networks by hemodilution.
Circ Res. 1992 Jun;70(6):1113-21.
Hemodilution
• Redistribution & Homogenisierung des RBC-flows
• Verbesserung der mikrovaskulären Perfusion
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Pries AR, Secomb TW. Microvascular blood viscosity in vivo and the endothelial surface layer. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2005 Dec;289(6):H2657-64.
Hkt-abhängige mikrovaskuläre Veränderungen (rat mesentery):
Hkt ~ 35% Dia 12.6 μm
Hkt ~ 15% Dia 8 μm
Erhalt von
Plasmaviskosität erhält
kapillären Fluss
Dex 70 (6%)
Viscosity: 2,8 cp
Dex 500 (6%)
Viscosity: 6,4 cp
75% Exchange transfusion: Hb~ 2-3mg%, Hct~ 11%
Volumentherapie im Trauma
1. Volumen ist wichtig 2. Viskosität 3. Nebenwirkungen
Nebenwirkungen von Flüssigkeitstherapie
• Dilution des strömenden Blutes (Viskosität )
• Koagulopathie (Dilution / HES - Gerinnungsstörung)
• Flüssigkeits Overload (Glycocalix; Rechtsherzversagen (FFP!); MODS; Mortalität)
• Ödem / Compartment Syndrom
(Abdominell, generell ?!?)
• Lungenfunktionsstörung (Ödem; TRALI … FFP ?!?! )
• Blutdruckerhöhung
erhöht Blutverlust ?
Nebenwirkungen von Flüssigkeitstherapie
• Dilution des strömenden Blutes (Viskosität )
• Koagulopathie (Dilution / HES - Gerinnungsstörung)
• Flüssigkeits Overload (Glycocalix; FFP Rechtsherzversagen; MODS; Mortaltiät)
• Ödem / Compartment Syndrom
(Abdominell, generell ?!?)
• Lungenfunktionsstörung (TRALI … FFP ?!?! )
• Blutdruckerhöhung
erhöht Blutverlust ?
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Endothelzellschwellung im hämorrhagischen Schock
Hemodilution
Kristalloide (NaCl)
Hct ~ 45
Hct ~ 11
Interstitielles Ödem
Hct ~ 20 !
Cristalloids
Colloids
HES
Albumin
Hat die Art der verwendeten Flüssigkeit Einfluss auf mikrovaskuläre Perfusion ?
Gelatine
FFP ?
Prospektive normovoläme Hemodilution
an 10 Frauen mit Ringer Laktat
• Blut mit 3-facher Menge an RL ersetzt
• Messung von Blutvolumen mittels Doubletracer Methode
Ergebnis:
• intravaskuläre Normovolämie wird nicht erreicht
• Akkumulation von interstitieller Flüssigkeit (ÖDEM) (Effekt nur teilweise reversibel durch die i.v. Gabe von 20% HA).
Klinisch empfohlen bei Blutung :
Substitution der fünffachen Menge an Kristalloiden
(oder zur Vermeidung von Ödemen
isoonkotische Preparation verwenden)
) Jacob M, Chappell D, Hofmann-Kiefer K, Helfen T, Schuelke A, Jacob B, Burges A, Conzen P, Rehm M. The intravascular volume effect of Ringer's lactate is below 20%: a prospective study in humans. Crit Care. 2012 May 16;16(3):R86.
Lobo DN, Stanga Z, Aloysius MM, Wicks C, Nunes QM, Ingram KL, Risch L, Allison SP. Effect of volume loading with 1 liter intravenous infusions of 0.9% saline, 4% succinylated gelatine (Gelofusine) and 6% hydroxyethyl starch (Voluven) on blood volume and endocrine responses: a randomized, three-way crossover study in healthy volunteers. Crit Care Med 2010, 38:464-470.
10 healthy men
Je 1liter 0,9%NaCl, Gelofusin, Voluven
• body weight (total body water) after infusions were similar
• blood volume expansion by two colloids >> 0.9% NaCl (p < .01)
At the end of infusions
68% of 0.9% saline
21% of Gelofusine,
16% of Voluven
had escaped from the intravascular to the extravascular space.
Kristalloide: • sehr schlechter intravaskulärer Volumseffekt
• viel interstitielles/endotheliales Ödem
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Kristalloide: • sehr schlechter intravaskulärer Volumseffekt
• viel interstitielles/endotheliales Ödem Jacob M, Chappell D. Reappraising Starling: the physiology of the microcirculation. Curr Opin Crit Care. 2013 Aug;19(4):282-9.
If the vascular barrier is intact, iso-oncotic preparations
have a volume effect far beyond that of crystalloids
Jacob M, Chappell D, Hofmann-Kiefer K, Helfen T, Schuelke A, Jacob B, Burges A, Conzen P, Rehm M. The intravascular volume effect of Ringer's lactate is below 20%: a prospective study in humans. Crit Care. 2012 May 16;16(3):R86.
Kolloide (höhervisköse Lösungen) sind NOTWENDIG und UNVERZICHTBAR
• zur Aufrechterhaltung der mikrovaskuläre Rheologie ,
(v.a. bei einem hochvolumigen Volumsersatz) • Zur Vermeidung von massiven Ödemen
•Zur Aufrechterhaltung der Blutviskosität (mikrovaskuläre Rheologie)
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
• Spez. Abbau (Amylase, Niere) • kurze HWZ (4-6h) • Speicherung im RES (Macrophagen, Milz, Leber)
• Stört Fibrinogen Polimerisation • Pruritus
• Allergische NW (sehr selten)
STÄRKE:
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The effects of colloid pre-loading on thrombelstography prior to
caesarian delivery: HES 130/0.4 (Voluven) versus succinylated
gelatine. Turker G et al. J Int Med res. 2011
Ziel:
Prospective randomizierte, doppelblind Studie (N= 50 Schwangere)
• Vergleich Gelatin mit HES 130/0.4 (Voluven)
• Flüssigkeits Pre-loading
• Spinalanethesie (Kaiserschnitt)
Ergebnisse:
Keine arterielle Hypotension in beiden Gruppen
Milde hypokoagulabile Effkte in beiden Gruppen
CFT war signifikant verändert nach Infusion von Voluven
und nicht verändert mit Gelofusin
60 orthopädische PatientInnen (Knie – Prothese)
Volumenersatz mit:
Ringer Laktat (4.800 ml)
Gelatine (1.435 ml)
6%HES200/0.5 (1.240 ml)
ROTEM®-Monitoring
Effects of perioperatively administered crystalloids and colloids on hemostasis
Innerhofer et al. Anesth&Analg 2002
auf RL-Basis
5
10
15
20
25
30
FibA20 HES FibA20 GEL FibA20 RL
D
C
B
A
p<0.0001mm
30
40
50
60
70
80
ExA20 HES ExA20 GEL ExA29 RL
D
C
B
A
p<0.0001
mm
ExA20RLHES200 Gelatine RL HES200 Gelatine RL
FibTEM ExTEM
5
10
15
20
25
30
FibA20 HES FibA20 GEL FibA20 RL
D
C
B
A
p<0.0001mm
30
40
50
60
70
80
ExA20 HES ExA20 GEL ExA29 RL
D
C
B
A
p<0.0001
mm
ExA20RL5
10
15
20
25
30
FibA20 HES FibA20 GEL FibA20 RL
D
C
B
A
p<0.0001mm
30
40
50
60
70
80
ExA20 HES ExA20 GEL ExA29 RL
D
C
B
A
p<0.0001
mm
ExA20RLHES200 Gelatine RL HES200 Gelatine RL
FibTEM ExTEM
ROTEM®-measurements: Maximum Clot Firmness (MCF) FibTEM:
Colloid Replacement: Reduziert finale Clotfestigkeit (gestört Fibrinogen Polimerisation)
HES >> Gel >> RL
Einfluss von Kolloiden auf die Fibrinogen Polimersation
42 Kinder (ASA I-II, 3-15kg)
elektive Chirugie
Infusionsregime:
10ml/kg/h RL+Glucose 5%
colloids 15 ml/kg (30 min):
• 6% HES 130/0.4
• 4% succ. Gelatine
• Albumin 5 %
Gel + Albumin reduzierte MCF, im «normalen Range» HES rduzierte MCF, Werte unter dem «normalen Range»
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
Albumin
• Interstitial Verweildauer: 45 d !!! (mittlere Plasma-HWZ: 19 d!)
• Plasma Extravasation 60-75%
SAFE-Study (NJMed 2004)
Australia: 4% Albumin (hypooncotic)
CI for traumatic brain injury (Edema)
NaCl & Albumin in Australien = unlimitiert, kostenlos, Nebenprodukt
der Blutprodukt Herstellung
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Jacob M, Chappell D. Reappraising Starling: the physiology of the microcirculation. Curr Opin Crit Care. 2013 Aug;19(4):282-9.
Bei intakter endothelialer Oberfläche wird im Hochdrucksystem (Arteriolen)
druckabhängig entsprechend dem
intravaskulären COP Flüssigkeit nach draussen filtriert
(bis zu einem Plasma Albumin Spiegel von 1g%)
… d.h. es gibt keinen
nach Innen gerichteten onkotischen Druck im gesamten
anatomischen Gefäßwand-Bereich (Interstitium ist entgegen der Annahme von Starling voll mit Albumin)
ÖDEM
Flüssigkeits - Rückshift via
lymphatisches System Jacob M, Chappell D. Reappraising Starling: the physiology of the microcirculation. Curr Opin Crit Care. 2013 Aug;19(4):282-9.
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
• Abbau durch unspez. Esterasen (Peptidasen)
• kurze HWZ
• kein Dosis Limit
• Allergische NW (sehr selten)
Gelatine:
Gelatine: wovon sprechen wir ???
1. Harnstoffvernetzte (alt)
oder 2. succinylierte Form
Zur Verfügung gestellt von Dietmar Fries
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1) Laxenaire, M. C. et al. Ann Fr Aesth Réanim 13 (1994) 301-310
2) Lundsgaard-Hansen P. et al. Dev Biol Stand 48 (1980) 251-256
Harnstoffvernetzte
Gelatine
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
Welches Kolloid ???
• Stärke • Albumin • Gelatine
• FFP ?
• Restriktive Volumentherapie im haemorrhagischen Schock schützt nicht vor den
Nebenwirkungen der Azidose
• Beginne mit Kristalloiden, gefolgt von Kolloiden zur Volumssubsititution
• Vermeide HES in blutenden PatnetintInnen
• Vermeide 0,9 % NaCl ! Verwende keine FFP !!!
• KEIN Albumin beim SHT
• HES Lösungen mit mittlerem MW haben weniger Nebenneffekte im Vgl. Zu alten
Stärkelösungen
• Regelmäßig Gerinnungsfuktion überprüfen während hochvolumiger
Flüssigkeitssubstitution !
Woran man sonst noch denken sollte? …. Spahn et al. : European Guidelines to manage bleeding following trauma, CCForum 2007
• Ziel Hb = 7- 9 g/dl
• Ziel Thrombozyten: > 50.000 (> 100.000 in brain injury)
• Ziel SBP 80 – 100 mmHg (besser: MAP > 60 mmHg) (Ausnahme: Brain injury!)
• Minimiere Zeit zwischen Trauma und OP
sofortige Blutungskontrolle
„damage control surgery/intervention “ (Beckenringstabilisierung, angiographische Embolisation, Packing)
• Unklare Blutungsquelle Sono, CT (Laktate, BE)
• Früher Einsatz von antifibrinolytiscen Substanzen
• (i.e. Tranexamsäure (Cyclocapron): 1 – 2 g)
• KEIN AT III für blutende PatientInnen
• vermeide / korrigiere Hypothermie (>35°C)
Woran man sonst noch denken sollte? …. Spahn et al. : European Guidelines to manage bleeding following trauma, CCForum 2007 KONKLUSION:
• Ausreichende Volumssubstitution im Trauma ist essentiell !
(MAP und Perfusion)
• Nicht zu viel und nicht zu wenig (Monitoring!)
• Das «physiologisch richtige» Volumsersatzmittel auswählen (Kolloid!)
• Kolloide haben den viel besseren Volumseffekt als Kristalloide (Ödeme !)
• Kolloide sind visköser als Kristalloide
unabdingbar zur Aufrechterhaltung mikrovaskulärer Perfusion
Schlechte Kapillarperfusion Mortalität
• Gelatine = das derzeit «beste verfügbare» Kolloid (unspez. Abbau, guter Volumseffekt, Viskosität, Gerinnung)
• Stärke mit Vorsicht anwenden (Gerinnung/Akkumulation)
• Albumin völlig ungeeignet für grossvolumigen Ersatz (Plasmaextravasation; lange HWZ; teuer !)
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Ingo Lorenz
Dietmar Fries Barbara Friesenecker Ernst Toferer
AUSTRIA
Oenipontum
Nullnullsix, der Druide
Benjamin Treichl