Fellow Onderwijs - I.D. Ayodeji
Effect van “positive pressure ventilation” op hemodynamiek
PPV v.s. HD
Geschiedenis1609 William Harvey
Uitvinding van de bloedsomloop
Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus
1733 Stephen HalesEerste FysiologieHaemastaticsHemostat en fan
Geschiedenis1932 John Dalziel
Eerste beschrijving ijzeren long
Negatieve druk beademing
1950’s WWII Hoog vliegersPostitive pressure
ventilation (PPV)Endotracheal tube
Geschiedenis1915 Frank Starling
Verhouding preload : slagvolume
The Law of the Heart
1955 Arthur GuytonSamenvoeging VR en CO
curvesDetermination of cardiac
output by equating venous return curves and cardiac return curves
Fysische wetten• Pascal’s wet voor vloeistof druk: P ∾
Vloeistof kolom• Continuiteit’s wet: Vernauwing ∾ 1/
Versnelling• Boyle’s wet voor gassen: P ∾ V• Laplace’ wet voor distensie: T = P x r• Bernoulli’s wet voor wrijvingloze stroming: P
∾ 1/ Φ• Ohm’s wet voor electrische stroom: V = I x R• Poiseuille’s wet voor wrijvende stroming: ΔP
= Φ x R
Basis stroom principe• Ohm’s wet voor electrische stroom:• V = I x R • Spanning = Stroom x Weerstand• In evenwicht
• Poiseuille’s wet voor stromende vloeistof: • ΔP = Φ x R• Druk = Stroom x Weerstand• In evenwicht
Maar…
Basis stroom principe• Ohm’s wet voor electrische stroom:• V = I x R • Spanning = Stroom x Weerstand• In evenwicht
• Poiseuille’s wet voor stromende vloeistof: • ΔP = Φ x R• Druk = Stroom x Weerstand• In evenwicht
Basis wisselstroom• Directstroom Ohm’s wet: V = I x R • Spanning = Stroom x Weerstand• In evenwicht
• Wisselstroom: V = I x Z• Spanning = Stroom x Impedantie Lat.
Impedire = Hinderen • Impedantie = Weerstand + Reactantie• Reactantie = Schijnbare weerstand = Capaciteit +
Inductie• Capaciteit = absorbtievermogen• Inductie = terugslag
• V ∾ I • Maar verandert in de tijd• Z = dynamische R
Stroom Model: Circulatie
• Pulserende stroom: ΔP = Φ x Z• Druk = Stroom x Impedantie
• Impedantie = Weerstand + Reactantie• Reactantie = Niet tastbare weerstand• Windpipe effect• Stroom inertie zoals door turbulentie• Hervedelingen binnen het circuit
• ΔP ∾ Φ• Maar verandert in de tijd• Z is een dynamische variabele R
Stroom model: Expansie vat
•Compliantie = meegevendheid C = Δ V / ΔP• Logica: compliantie is omgekeerde van
stijfheid/absorbtie• C = 1/R = ΔV / ΔP
• Analogie: Φ = ΔV• C = Φ / ΔP• ΔP = Φ /C = Stroom / Meegevendheid
C Kenschetst één holteZou C in een pulserende knijpende een statische zijn?
Thorax HolteS Luchtweg → Pleura
Luchtweg obstructie Longoedeem & Infiltraat Pijn & Tonus Abdomen distensie & Diafragma hoogstand
Pleura → Mediastinum Pneumothorax pendeling & Vocht collecties
Pericardholte → Ventrikel Pericardzak en effusie Myocard oedeem Myocard tonus
ΔP ∾ ΔV Complianties zijn variabel Complianties zijn dynamisch Complianties zijn multifactorieel
Kunnen wij dan gewoon met ΔP ∾ ΔV verder rekenen?
Thorax HolteS: vat in vat in vat Luchtweg druk → Pleura druk
Luchtweg obstructie Longoedeem & Infiltraat Pijn & Tonus Abdomen distensie & Diafragma hoogstand
Pleura druk → Mediastinum druk Pneumothorax pendeling & Vocht collecties
Pericardholte druk → Ventrikel druk Pericardzak en effusie Myocard oedeem Myocard tonus
ΔP ∾ ΔV ΔP kent absorptie op absorptie op absorptie ΔP in pericard is niet meetbaar
Wij kunnen dus of meten of beredeneren op basis van aannames
Luchtweg naar PericardTransmissie:1.Positive airway pressure (Paw) →Longvolume
Ongeacht verdeling binnen long parenchymEffect neemt af met toename van PEEP
2.Longvolume → ITP →Pericarddruk (Ppc)Overbrenging varieert per patiënt en in de tijd
O’Quin @ J Appl Fysiol. 1985 Follow the volume
Hoger Ppc geeft:Lagere Venous return (VR)Hogere Linker ventrikel ejectie
Pinsky @ Am Rev Respir Dis. 1991
De grens: het pericardHoe veel ΔPpc er op ΔPaw volgt hangt af van hoe hard:PEEP vooraf naar binnen druktHart distensie vooraf naar buiten drukt
Ppc is niet te bepalenPpc bepaalt de cruciale transmurale druk
Bedenk mate Δ long volume die uit Δpaw volgt..Follow the volume
HD Factoren waar PPV op ingrijptHD: CO = p x Slagvolume•Rate niet•Slagvolume wel
•ITP vooral door PPV long volume O’Quin 85
Follow the volume
Rechter Atrium
Venous Return (VR)Volume stressed
Vstressed = Vtot – VunstressedTonus sympathisch gestuurd (catecholamine)
P mean systemic (Pms) = MVP ipv MAP ∾ Vstressed∾ Volume verdeling in circulatie
Hydrostatisch:Vstress = Pms x CompliantieVtot = Pms x Capacitantie
Drukverval i sbepalend:Veneus: VR ∾ Pms ∾ stressAtriaal: VR ∾ Right Arterial Pressure (RAP)
Atriale vulling:1. VR begint met vrije stroom ∾ Pms 2. RAP stijgt met vullen3. VR vertraagt door RAP stijging4. VR stopt met Pms = RAP
Nb:Compliantie is CapactantieDit passieve model verwaarloost:
Dat het hart actief zuigt Dat het atrium actief knijpt
Right Atrial Pressure
Vulling rekt de ventrikel op, druk is het gevolgDruk ontstaat door vulling en door compliantie & contractie Volumes zijn niet meetbaar, druk is surrogaat
Follow the volume
Frank-Starling “Veeg”
Druk als surrogaat voor volumeVulling rekt de ventrikel op, druk is het gevolgCorrelatie door causale relatieVolumes zijn niet meetbaar
Druk ontstaat doorVulling (volume)Capacitantie (zo je wilt compliantie)Contractie
Guytons ingevingBij elke RAP hoort 1 CO en 1 VR..
Als Pms en Capacitantie (richting coeff.) bij PEEP gelijk blijven daalt slagvolume
Pms stijging behoudt slagvolumeAls PMS bij PEEP stijgt en C gelijk blijft kan CO gelijk blijvenPaw stijging verhoogt RAP en Pms even veelDus Pms ∾ Vstress, tonus of volume
Jelink @ J Appl Fysiol. 2000
Pericard behoudt outputPericard beperkt atriale uitzetting al bij atm + 5mmHg
Tyberg @ Circulation 1994
Bring on the PEEPPEEP verhoogt Ppc verhoogt RAP & RVP navenantDus RV vuldruk is onveranderd
PEEP verhoogt RAP verlaagt Venous ReturnDus RV eind diastolisch volume & SV dalen
Pinsky @ Am Rev Respir Dis 1992
Door dweilen met de kraan minder open.. Kan minder nat maken
Beperkende kritische veneuze drukAls PEEP > Pveneus collaberen de afferente vatenOngeacht hoe laag RAP is, Pkritisch bepaalt dan Venous Return
Inspiratory hold met 20cmH2O (15mmHg) verlaagt CO niet bij gevulden door abdominale druk verhoging!
Van den Berg @ J Applied Physiol 2002
Vena Cava Superior CollapsPPV collabeert afferente ondervulde intrathoracale vaten
VCS collaps voorspelt fluid response
Collaps = 36% ø afnamena 10ml/kg in 30”vulling = 10ml/kg colloïde in 30”Response = 11% cardiac index verhoging
Vieillard-Baron @ Intensive Care Med 2004
Rechter Ventrikel
PEEP effectPreload daaltAfterload stijgt
Vooral > 15cm, bij 36 hypoxici
Biondi @ Anesth Analg 1988
Peep verhoogt druk in R ventrikel (RVP) & PAP navenant
RV ejectie druk is dus onveranderdKleine circulatie heeft een lage zeer variabele
impedantie
Afterload verhoging via PVRPulmonary Vascular ResistancePEEP oxygeneert en verlaagt hypoxische vasoconstrictiePaw bij longen > FRC: comprimeert intrapulmonale vaten
Hogere weerstandLagere capaciteit
Paw bij longen <FRC: comprimeert extrapumonale vatenLagere weerstandHogere Capaciteit
Burton @ J Applied Physiol 1958
PEEP effectPreload daaltAfterload stijgt
Vooral > 15cm bij 36 hypoxiciBiondi @ Anesth Analg 1988
Afterload stijgtBij 16 ARDSers met pO2 60-80 mmHgOndanks hoger pO2
Schmitt @ Critical Care 2005
Waarschijnlijk afhankelijk van pO2, vaatbed obstructie en compressie van het interstitium
Nb 10mmHg – 14cmH2O
Rechter Ventrikel
Maximale RV wall stressLaplace’ wet voor distensie: T = P x r = P x
r /2Afterload is een functie van:
RV einddiastolisch volumeRV eindsystolische druk
Laplace wet: oppervlaktespanning van vloeistof/gas in stilstand
Maximale RV wall stressLaplace’ wet voor distensie: T = P x rAfterload is een functie van:
RV einddiastolisch volumeRV eindsystolische druk
Maughan @ Circ Res 1979
PICO
Kruislings door een andere hond gevasculariseerd
Met rolpomp coronair perfusieLinker ventrikel geventileerdIn open thoraxGeïsoleerdIn 1979
PAPHogere PAP geeft lagere ejectie fractie en grotere preloadIn 34 ARF patiënten rechtsIn 8 sepsis patiënten biventriculairZolang zij ziek zijn
PEEP PAP =ARF PAP?Brunet @ Intensive Care Med 1988
RV eind diastolisch volume & EF onafhankelijk van PEEP<20Een gericht onderzoek15 Heidelbergse schapenWel LVF beperking
PEEP frustreert RV soms nietLuecke @ Intensive Care Med 2004
Linker Diastole
LV preloadPEEP verlaagt het aanbod van rechts: sVRPEEP beïnvloedt het septum &
interventriculaire spelPEEP beïnvloedt de LV compliantie
Het interventriculair spelPEEP drukt het septum door rechts distensie
naar linksRadiomarkers in honden tot RV bypass
Scharf @ J Appl Physiol 1982TTE bij mens tijdens eerste 3 slagen in 40-60
mmHg MuellerNb Mueller = Omgekeerd Valsalva
Brinker @ Circulation 1980PEEP drukt het septum juist naar links
Janicki @ Am J Physiol 1990Olsen @ Circ Res 1983
“Er gebeurt daar iets”
Het LV Long spelPEEP verlaagt LV compliantie
PEEP 15 in honden
Haynes @ J Applied Physiol 1980PEEP 15 in honden
Loyd @ J Apllied Physiol 1982PEEP verlaagt LV compliantie niet
PEEP 12 in honden
Fewell @ Am J Physiol 1981Logischerwijs in cor pulmonale“Compliantie zal door een stijvere long iets
afnemen”Nb. 65mmHg = 88cm H20
Linker Systole
Schrik & schoonheidHet effect van PEEPs op LV contractiliteit geeft
meer discussie dan alle andere hart-long interactiesStarling wordt veel toegepast: preload vs output
Volume is relevanter dan druk
“Although this relationship is physiologically relevant, because normal pumping of the ventricles requires that they deliver appropriate amount of blood to the tissues at low filling pressures.”
MM le WinterLet us stray into the realm of conjecturesLaat ons het rijk der veronderstellingen in struinen
Crux: HartfunctieEjectie fractieVerkorting snelheidFractionele verkorting
Allen worden door externe preload factoren beïnvloed
“Elastance dan?”
Trappetje afHogere ITP verlaagt afterload net als
arteriele druk verlagingFessler @ J Applied Physiol 1992Pinsky @ J Applied Physiol 1985Pinsky @ J Applied Physiol 1983
Pericard spel weerEen groter hart zit strakker in zijn pericardAfterload neemt af onder PEEP
Klinger @ Crit Care Clinics North Am 1996Effect van lagere transmurale druk?Effect van lagere MAP dus makkelijkere runoff?
PEEP vermindert de representativiteit van Pslokdarm voor Ppc
Afterload reductie verbetert output zelden wegens lagere slagvolumes.. De sleutel is frequentie?
CHFCO could rise like in vasodilation
TextboekPEEP effect may be result of poorly
understood reflex vasodilation and altered sympathoadrenal function
Hypervolemie gaat VR reductie tegenPouleur @ Circulation 1980
CoronairPEEP kan coronairen dicht drukken
HondenLaatste woord niet gezegdZe zitten niet voor niets aan de buitenkantNiet ongebreideld PEEPen
COPDCOPD patiënten met een goede respiratoire status
kunnen tijdens weaning cardiogeen longoedeem ontwikkelen
Lemaire@ Anaesthesiology 1988LV EF blijft in deze groep onder PEEP wel behouden itt
KNRichard @ Intensive Care Med 1994
Klinische praktijk: de motivatie van Furosemide voor detubatie
PEEP kan hier helpen doordat intrinsieke PEEP door extrinsieke wordt vervangen
Maakt het de circulatie uit waar Paw vandaan komt?
ARDSDeze geneeskunst is in ARDS toepasbaar:
Daarbij kunnen wij de verdeling van ARDS in ogenschouw nemen bijvoorbeeld door een CT voor en na PEEPverhoging te gebruiken om (op een moment) te zien wat de meerwaarde is van hoger PEEP (met of zonder recruiting) zodat het cardiopulmonale spel niet onnodig op gang komt
Veel gelezen:GeloofMoetWaarschijnlijkZal
Geloof biedt zekerheid voor hen die de realiteit niet kennen.
Wij kennen de realiteit niet omdat wij hem niet kunnen zien.
Meten vergt wetenWe may regard the present state of the universe as the effect of its past and the cause of its future. An intellect which at a certain moment would know all forces that set nature in motion, and all positions of all items of which nature is composed, if this intellect were also vast enough to submit these data to analysis, it would embrace in a single formula the movements of the greatest bodies of the universe and those of the tiniest atom; for such an intellect nothing would be uncertain and the future just like the past would be present before its eyes.
Pierre Simon Laplace @ A Philosophical essay on Probabilities
Take home message
Top Related