Post on 31-Dec-2015
description
Alkalmazott Élettan II.Keringés, haemodynamikai
támogatás
Rudas László
University of Szeged
Department of Anaesthesiology and Intensive Care
Medical ICU
Megfelelő szöveti perfúzión keresztül a keringési rendszer biztosítja sejtjeink számára az oxigént és az energia szubsztrátumokat
A keringés makro-, és mikrocirkulációból áll.
A normális keringés feltételei:Jó pumpa, megfelelő vasculatura és normális vérvolumen.
A „pumpa”
Nos gyerekek,szóval mitgenerál a szív?
Áramlást?
Nyomást?
Mindkettőt!
Stroke volume
Pre
ssu
re
Contractility
contractility
The role of contractility
contraktility elastance
Stroke volume
Art
eria
l pre
ssu
re
Arterial elastance
Stroke volume
Art
eria
l pre
ssu
re
elastance
Heart - circulation coupling
Stroke volume
Art
eria
l pre
ssu
re contractility
elastance
HeartCirculation
Coupling Systems
A „pumpa”
-más nézetből
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
End-systolicPressure-volume relationship
End-diastolicPressure-volume relationship
Isometriccontraction
Isometricrelaxation
Ejection
Ventricular filling
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
End-systolicPressure-volume relationship
End-diastolicPressure-volume relationship
Isometriccontraction
Isometricrelaxation
Ejection
Ventricular filling
Sympathetic activation
A diasztolés funkció függ a normális
aktív relaxációtól, és a szív passzív
tágulékonyságától is
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
End-systolicPressure-volume relationship
End-diastolicPressure-volume relationship
Isometriccontraction
Isometricrelaxation
Ejection
Ventricular filling
Szisztolés diszfunkció
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
End-systolicPressure-volume relationship
End-diastolicPressure-volume
relationshipIsometriccontraction
Isometricrelaxation
Ejection
Ventricular filling
Diasztolés diszfunkció
A „Pumpa” és a „preload” viszonya
contractility
elastance
Stroke volume
Art
eria
l pre
ssu
re
A végdiasztolés volumen szerepe
12840
5
10
15
20C
ard
iac
ou
tpu
l (l/m
in)
Right atrial pressure (mmHg)
„szív-funkciós” görbe
the good old Starling curve
Egy izomcsík „előterhelése”
Length increase (mm)
0 2 4
Act
ive
ten
sion
(g)
0
4
8
For thick walled spheres=PR/2w
w=wall thicknessP=pressureR=radius
LaPlace formula
A preload, - élettani értelemben az ejectiot megelőzően uralkodó bal kamrai falfeszülésnek felel
Klinikailag mind a bal kamrai végdiasztolés volument, mind a végdiasztolés nyomást használjuk a preload jellemzésére.
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
End-systolicPressure-volume
relationship
End-diastolicPressure-volume
relationship
Isometriccontraction
Isometricrelaxation
Ejection
Ventricular filling
The role of the end-diastolic volume
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
eA preload markerei
End-diastolic pressures
End-diastolic volume
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
End-diastolic pressures
End-diastolic volume
Melyik komponens a megbízhatóbb ??
A preload markerei
End-diastolic pressures
End-diastolic volume
Faktorok:
1. A végdiasztolés nyomás-volumen összefüggés nem lineáris. Egy bizonyos ponton túl minimális volumen változásokat excesszív nyomásnövekedés kísérhet. Az összefüggés meredeksége pedig egyénről-egyénre változik
2. A diasztolés funkció nagyon érzékeny ischaemiára, és egyéb szívizom-károsodásra. Így a végdiasztolés nyomás akár volumen növekedés nélkül is emelkedhet.
Lichtwarck-Aschoff et al. Intensive Care Med1992; 18:142-147
End-diastolic pressures
End-diastolic volume
Faktorok:
1. A végdiasztolés nyomás-volumen összefüggés nem lineáris. Egy bizonyos ponton túl minimális volumen változásokat excesszív nyomásnövekedés kísérhet. Az összefüggés meredeksége pedig egyénről-egyénre változik
2. A diasztolés funkció nagyon érzékeny ischaemiára, és egyéb szívizom-károsodásra. Így a végdiasztolés nyomás akár volumen növekedés nélkül is emelkedhet.
3. A viszonyokat befolyásolhatja a kamrai interdependencia.
Watch out for that kitty !!!
A vasculatura
P V
pressure
Vol
um
e
Vascular compliance
3202401608000
1
2
3
4
Rel
atív
e vo
lum
e
241680
pressure (cm water)
AORTA VENA CAVA
Compliance
Intravascularis
nyomás
Faktorok:
1. Az erek „összekötő pályaként” szolgálnak a szív és a periféria között.
2 Az erek azonban egyúttal „elasztikus containerek”, melyek volumen-raktározó képessége az érben uralkodó nyomástól függ..
3 Az „összekötő pályákon” átfolyó volumen nyomást generál.
4 Bizonyos, (kisebb) nyomást az erek „túlfeszülése” is generál.
5 A disztenzibilitási és rezisztív tulajdonságok az érmeder különböző szakaszain nagyon eltérőek lehetnek.
Hogyan jön létreAz artériás nyomás?
Cardiac output
Arterial pressure
The „Ohmic” resistance
Cardiac output 1
300
Cardiac output 2
P1 P2
Generated flow = cardial output (CO)
Generated pressure = mean art. pressure (MAP)– right atrial pressure (RAP)
Systemic Vascular Resistance (SVR = (MAP-RAP)/CO dimension: Hgmm/l/min
SVR index (SVRI) = (MAP-RAP)/CI dimension: Hgmm/l/min/m2
Mi a csuda az a „túlfeszülés” az erekben ??
I. Magyarázat a „keringésmegállás” helyzetében
Keringésmegállást követően a vérvolumen
az érpálya különböző szakaszain a
disztenzibilitási tulajdonságok szerint
helyezkedik ek, és konstans nyomást
gyakorol az érfalra. Ez az átlagos
szisztémás töltőnyomás.
Pms0 5 10 15 20
BloodVolume
% of control
0
100
Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986
3.5 l (50 ml/kg) „unstressed volume”
Venous Capacity
Pms0 5 10 15 20
BloodVolume
% of control
0
100
Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986
Sympathetic blockade
Noradrenalin
Venous Capacity
Pms0 5 10 15 20
BloodVolume
% of control
0
100
Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986
Sympathetic blockad
Noradrenalin
Reflex compensation range:15-20 ml/kg 1-1.5 l blood
Venous Capacity
Mean systemic filling pressure
Keringésmegállást követően a vérvolumen
az érpálya különböző szakaszain a
disztenzibilitási tulajdonságok szerint
helyezkedik ek, és konstans nyomást
gyakorol az érfalra. Ez az átlagos
szisztémás töltőnyomás.
Circulatory arrest
During circulatory arrest the heart itself will distend as well. (The heart ismuch more compliant, than the arterial system).
The distension of the heart however is not proportional, (The right heart is much more complient than the left)
Intact circulation
Chamberlain D et al. Resuscitation 2008;77:10-15
Cardiac arrest: MRI series
Changes in ventricular volumes following arrest
Mean systemic filling pressure is the
prevailing pressure at the venus
capillary end, in normal basline
conditions it is around 8 mmHg.
Mi a csuda az a „túlfeszülés” az erekben ??
I. Magyarázat verő szíven,növekvő perctérfogat mellett
„compliant ér(véna)
„noncompliant ér”(artéria)
Hogyan értelmezhető
Mindez a humán keringésre ?
Circulatory arrest Increasing CO
A perctérfogat generálása egyúttal
azt jelenti, hogy „vérvolumen áthelyeződés”
történik a vénás oldalról az artériás oldalra.
Circulatory arrest Increasing CO
A vénás visszatérés kérdése
(avagy miért jön
vissza a vér a szívbe?)
Venous return
Right atrial pressure
Venous return curve
100
Virolainen J. Eur Heart J 1995;16:1293-1299.
Influence of negative intrathoracic pressure on right atrial
and systemic venous drainage
DSA image „Müller manoeuvre” -40 Hgmm
DSA imagenormal inspiration
Right atrial pressure (mmHg)
Ven
ou
s re
turn
(l/
min
)
Car
dia
c o
utp
ut
(L/m
in)
Right atrial pressure (mmHg)
Apart from temporary fluctuations,
cardiac output and
venous return should be equal.
Right atrial pressure (mmHg)
Ven
ous
retu
rn (
l/min
)
/Car
dia
c ou
tpu
t (L
/min
)
The Guyton diagram
Jöhet a perifériáról átmenetileg
több vér, mint amennyi kifut ??
Jöhet a perifériáról átmenetileg
több vér, mint amennyi kifut ??
Válasz1: Passzív mechanizmusok
Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986
Time (seconds)
Spl
anc
n i B
lood
Flo
w (m
/mi n
)
0 10 20
100
200
300
Arterial Inflow
Venous Outflow
Arterial Outflow Restriction
45 ml
Vénás visszaáramlás
Jöhet a perifériáról átmenetileg
több vér, mint amennyi kifut ??
Válasz2: Aktív mechanizmusok
Effect of Sympathetic Tone on Auto-Transfusion Splanchnic Regionfrom
Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986
Time (seconds)
Sp
lan
cni
Bl o
od F
l ow
(m
/ mi n
)
0 10 20 0 10
100
200
300
Arterial Inflow
Venous Outflow
Arterial Outflow Restriction Splanchnic Nerve Stimulation
45 ml 71 ml
-Befolyásolja egyáltalán
a pumpafunkció
a vénás visszatérést?
Cardiac output and right atrial pressure in pacemaker dependent dogs
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35
Pacemaker dependens alanyok perctérfogat és RAP összefüggései
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35
Pacemaker dependens alanyok perctérfogat és RAP összefüggései
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35
Circulatory arrest Increasing CO
Az „afterload”
avagy az utóterhelés
Az afterload az ejectáló bal kamra falában generálódó falfeszülés.
A klinikai gyakorlatban az ejectio során generált nyomással jellemezzük.
„Afterload mismatch”: egy relatív fogalom
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
Lef
t ven
tric
ular
pre
ssur
e
Left ventricular volume
myocardial wall stress during systolic ejection
afterload
ventricular ventricular myocardial
systolic radius systolic pressure wall thickness
end diastolic radius output impedance normal growth, hypertrophy
systemic arterial pressure outflow tract resistance
diastolic pressure systolic pressure vascular resistance
obstructive CMP
blood volume pulse pressure
total peripheral resistance stroke volume
arterial complianceNorton, Advances in Physiology Education 2001;25:53-61
The abnormal distensibility of ther
conductance vessels (i.e. increased
stiffness), contributes to the
increased central arterial pressure
during ejection.
Everybody in the room
who knows 3 ways to increase
Cardiac output raise hand !!
Types of circulatory failure
- a szív csökkent pumpafunkciója - cardiogenic shock
- reduced venous return - hypovolaemic shock
- csökkent artériás tónus a véráramlás abnormális eloszlásával - distributive shock
- outflow obstruction - obstructive shock
Let’s put the puzzle together
(start with normal parameters)
In order to put the puzzle together, I had to
change
the directions of the axes
of certain traditional diagrams.
Do not panick!
Cardiac output
Arterial pressure
Systemic vascular resistance
Cardiac output 1
300
Cardiac output 2
Venous return
Right atrial pressure
Venous return curve
10
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Systemic vascular resistance
Cardiac output 1
300
Venous return curve
Cardiac output 2
10
Apart from temporary fluctuations, cardiac output and venous return should be equal.
Arterial pressure
Arterialvolume
300
Arterial compliance curve
Pressure in the great veins
Venousvolume
Venous compliance curve
10
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
2. Systemic vascular resistance
Cardiac output 1
300
artériás
3. Arterial compliance curve
vénás
4. Venous compliance curve
1. Venous return curve
Cardiac output 2
10
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
2. Systemic vascular resistance
Cardiac output 1
300
artériás
3. Arterial compliance curve
vénás
4. Venous compliance curve
1. Venous return curve
Cardiac output 2
10
Mechanisms of failure
Mechanisms of failure
Low cardiac output
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
Systemic vascular resistance
300
artériás
Arterial compliance curve
vénás
Venous compliance curve
Venous return curve
Cardiac output
10
Therapy ?
Limitations of the therapy ?
Mechanisms of failure
Decreased venous return- hypovolemia
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
Systemic vascular resistance
300
Arterial compliance curve
vénás
Venous compliance curve
Venous return curve
Cardiac output 2
10
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
Systemic vascular resistance
300
Arterial compliance curve
vénás
Venous compliance curve
Venous return curve
Cardiac output 2
10
Secunder systolic dysfunction
Therapy ?
Limitations of the therapy ?
Mechanisms of failure
Loss of vascular resistance
Cardiac output / Venous return
Right atrial pressureArterial pressure
Arterialvolume
Venousvolume
Systemic vascular resistance
300
artériás
Arterial compliance curve
vénás
Venous compliance curve
. Venous return curve
10
Therapy ?
Diastolic heart failure is suspected in cases
where clinical signs of decompensation are
present, in spite of preserved systolic
function (EF≥50%).
(The diagnosis could be further confirmed by
echocardiography).
myocardial end-diastolic wall stress
preload
end-diastolic end-diastolic myocardial wallradius filling pressure thickness
compliance of total blood volume normal growthventricle and blood volume distribution hypertrophypericardium venous compliance
venous return
Norton, Advances in Physiology Education 2001;25:53-61
Right atrial pressure (mmHg)
Ven
ous
retu
rn (
l/min
)
/Car
dia
c ou
tpu
t (L
/min
)
The Guyton diagram