Der Aufbau des arteriellen Leitungsdruckaufnehmers

Dieses Kapitel ist vage relevant für Abschnitt G7(iii) des CICM-Primärlehrplans 2017, der den Prüfungskandidaten auffordert, „die invasive und nicht-invasive Messung des Blutdrucks zu beschreiben, einschließlich der Grenzen und potenziellen Fehlerquellen“. Sie ist auch lose mit Abschnitt G7(ii) verbunden, „Beschreiben Sie die Messprinzipien, Einschränkungen und potenziellen Fehlerquellen für Druckmessgeräte und deren Kalibrierung“. Sie stellt eine Zusammenfassung der wichtigen Konzepte zum Zweck der schnellen Wiederholung dar, mit einem Fokus auf die arterielle Blutdruckmessung.

Die Notwendigkeit einer solchen Zusammenfassung ist im Kontext der CICM Teil I-Prüfung nicht klar, da die Prüfer das Verständnis des Auszubildenden zu diesen Themen nur einmal abgefragt haben, in Frage 2 aus der ersten Arbeit von 2019. „Hydraulische Kopplung und Wandler“ bildete dort einen wichtigen Teil der Antwort. Insgesamt scheint die Thematik etwas Grundlegendes für die Praxis der Intensivmedizin zu sein, und der Autor hatte in seinem Versuch, sich diese Fragen zu erklären, schon früh in seiner Karriere umfangreiche Notizen zu diesem Thema geschrieben. Es schien verschwenderisch, sie zu zerstören, und sie werden hier aus sentimentalen Gründen ebenso wie aus pädagogischen Gründen wiedergegeben.

Zusammengefasst sind die Komponenten des Messsystems und ihre Eigenschaften wie folgt:

Das hierfür verwendete flüssigkeitsgefüllte Wandlersystem ist das gleiche, das auch in jedem anderen System zur Messung des Drucks in jedem anderen flüssigkeitsgefüllten Kompartiment (zentrale Venen, zerebrale Ventrikel). Die Physik dahinter wird in den Kapiteln „Druckmessumformer für hämodynamische Messungen“ und „Resonanz, Dämpfung und Frequenzgang“ ausführlich behandelt. Diese und andere Einträge unter der Überschrift „Grundlagen der Druckmessung“ stellen eine Reduktion dieses Kapitels dar und tragen wenig zum Lernprozess bei, so wie ein vierstündiger Director’s Cut wenig zum Inhalt eines Kinofilms beiträgt, der alle seine positiven Eigenschaften behält, wenn er für die Kinoauswertung um 50% gekürzt wird.

Aufbau der Arterienleitung

Die arterielle Druckwelle bewegt sich mit 6-10 Metern/Sekunde. Die Kanüle in der Arterie ist über einen nicht-nachgiebigen, flüssigkeitsgefüllten Schlauch mit dem Schallkopf verbunden. Der Schallkopf ist normalerweise eine weiche Silikonmembran, die an einer Wheatstone-Brücke befestigt ist. Er wandelt die Druckänderung in eine Änderung des elektrischen Widerstands des Stromkreises um. Dies kann als Wellenform betrachtet werden.

Der nicht-nachgiebige Druckschlauch

Die Idee ist, dass die Flüssigkeit im Schlauch die Druckwelle an den Wandler überträgt – Das ganze Prinzip beruht auf einem durchgehenden Zylinder aus Kochsalzlösung, der die Arterie mit dem Druckwandler verbindet. Das Design und die technischen Eigenschaften dieses Schlauches haben einen wesentlichen Einfluss auf die Funktion des gesamten Aufnehmersystems.

Warum nicht mehr als 1,2 Meter?

Lange Schläuche unterdämpfen das System. Das mag seltsam erscheinen (sicher, je länger die Leitung ist, desto mehr Plastik gibt es, um die Pulswelle zu absorbieren), aber das hämodynamische Lernpaket der ESICM von 2013 scheint darauf hinzuweisen (S.36), dass es so ist. Am besten wird es in diesem AANA-Artikel erklärt. Im Wesentlichen hat das flüssigkeitsgefüllte System eine bestimmte „Eigenfrequenz“ der Resonanz. Die wichtigste Determinante dieser Eigenfrequenz ist die Länge der Schläuche: je länger die Schläuche, desto niedriger die Eigenfrequenz. Die Pulsschwingung des Patienten ist in der Regel ein relativ niederfrequentes Phänomen, und mit zunehmender Schlauchlänge nähert sich die Eigenfrequenz der Frequenz der Pulswelle des Patienten. Das System schwingt dann mit und verstärkt das Signal. Je länger die Schläuche sind, desto mehr Resonanz gibt es also im System, und folglich ist das System unterdämpft. Aus dem gleichen Grund sollte das Schlauchlumen immer nicht kleiner als 1,5 mm sein.

„Dämpfung“

Ohne das im Kapitel über Resonanz und Dämpfung besprochene Material nochmals zu wiederholen, kann man einfach sagen, dass „Dämpfung alles ist, was eine „Stoßdämpfer“-Wirkung auf die Kunstleitung hat. Luftblasen, lange Schläuche oder nachgiebige Schläuche – all dies absorbiert einen Teil der Kraft der Pulswelle und verringert die Amplitude der Schwingungen. Dies ist einer der Gründe, warum normale IV-Schläuche nicht für den Aufbau eines Arterienleitungs-Schallkopfsets verwendet werden: Die IV-Schläuche sind zu weich und nachgiebig; die Elastizität des Kunststoffs würde einen Großteil der Pulswelle absorbieren. Die Dämpfung führt zu einer undeutlichen Wellenform mit Überschätzung des diastolischen und Unterschätzung des systolischen Wertes; der MAP-Wert bleibt jedoch normalerweise erhalten. Im Gegensatz dazu tendiert bei einer geknickten oder verstopften Kunstlinie der systolische und diastolische MAP-Wert gegen Null.

Nullstellung und Nivellierung der Kunstlinie

Nullstellung und Nivellierung werden gelegentlich synonym verwendet, sind aber nicht dasselbe. In der klinischen Praxis treten sie häufig zusammen auf, aber die Begriffe beschreiben unterschiedliche Prozesse. Beim Nullabgleich wird der Schallkopf über eine offene Luft-Flüssigkeits-Schnittstelle dem atmosphärischen Druck ausgesetzt, und beim Nivellieren wird dieser Null-Referenzpunkt einer bestimmten Position auf der symbolischen, mit Flüssigkeit gefüllten Säule, die der Körper des Patienten ist, zugewiesen.

„Nullabgleich“ kann definiert werden als „die Verwendung des atmosphärischen Drucks als Referenzstandard, gegen den alle anderen Drücke gemessen werden“. Die kanonische College-Definition ist „ein Prozess, der bestätigt, dass der atmosphärische Druck zu einer Nullanzeige des Messsystems führt“. Das Gerät ist genullt, wenn die Luft-Fluid-Grenzfläche zum Atmosphärendruck geöffnet ist (sonst würde es diastolische Blutdrücke von ~ 760mmHg anzeigen). Der atmosphärische Druck variiert nur wenig zwischen der Augenhöhe des Intensivmediziners und der Aortenwurzelhöhe des liegenden Patienten, so dass streng genommen die Nullung einer arteriellen Leitung mit dem Schallkopf an beliebiger Stelle erfolgen kann. Eine erneute Nullung muss gelegentlich stattfinden, da sowohl der Schallkopf als auch der atmosphärische Druck allmählich vom Kalibrierungspunkt wegdriften.

„Nivellierung“ kann definiert werden als „die Auswahl einer Position von Interesse, an der der Referenzstandard (Null ) gesetzt wird“. Die kanonische College-Definition ist „ein Prozess, bei dem die Position am Patienten bestimmt wird, die als Nullpunkt gelten soll.“ Aus Gründen der Bequemlichkeit geschieht dies in der Regel gleichzeitig mit der Nulleinstellung des Systems auf den Atmosphärendruck (wodurch auch der Referenzstandard „0 mmHg“ festgelegt wird), aber theoretisch könnte man den Schallkopf auf die Atmosphäre nivellieren und ihn dann wild im Raum herumschwenken, bevor man ihn auf einen Referenzpunkt am verängstigten Patienten nivelliert.

Konventionell wird das System auf die phlebostatische Achse „nivelliert“, was ein Referenzniveau ist, das wir wahrscheinlich seit 1945 verwenden. Die phlebostatische Achse entspricht in etwa der Position des rechten Vorhofs und der Aortenwurzel, und sein Niveau wurde allgemein als ideales Referenzniveau für die Messung des Drucks des zum Herzen zurückfließenden Blutes akzeptiert. Daher wurde es als Referenzniveau für die CVP-Messung übernommen. Bei arteriellen Druckmessungen nivellieren wir spätestens seit 2001 oder so auch die arteriellen Leitungen an der phlebostatischen Achse. Davor nivellierten einige Geräte ihre arteriellen Leitungen auf Höhe der Kathetereinführungsstelle. Der spezifische Referenzpunkt für den arteriellen Wandler ist eigentlich die Aortenwurzel, aber da sie sehr nahe am rechten Vorhof liegt, sind die beiden Referenzpunkte im Wesentlichen gleich.

Die wissenschaftliche Grundlage für diese Referenzpunkte ist unklar und bezieht sich vage auf die Idee, dass dies auch die Referenzpunkte sind, von denen aus Ihre eigenen Druckwandler (die atrialen und arteriellen Barorezeptoren) den Druck „messen“, um die kardiovaskuläre Homöostase aufrecht zu erhalten. Dieses Konzept bezieht sich wiederum auf die Idee, dass es einen „hydrostatischen Indifferenzpunkt“ gibt, an dem Druck und Gefäßwandspannung unabhängig von Änderungen der Körperposition stabil bleiben, und der irgendwo im Bereich des rechten Vorhofs zu liegen scheint. Tatsächlich gibt es unterschiedliche hydrostatische Indifferenzpunkte für den venösen und den arteriellen Kreislauf, und der rechte Vorhof ist wahrscheinlich nicht der Ort, an dem sie sich beim normalen Menschen befinden (die Lage des rechten Vorhofs wurde in den 1930er Jahren durch Drehen der Körper toter Tiere bestimmt), aber dies hier zu diskutieren, wäre ein unverzeihlicher Exkurs. Mehr Details finden Sie in dem Kapitel, das sich mit den physiologischen Reaktionen auf Haltungsänderungen beschäftigt. Für den täglichen Gebrauch sollte die arterielle Linie auf der „phlebostatischen Achse“ genullt werden, was auch immer das sein mag.

Für jede 10cm unterhalb der phlebostatischen Achse wird die arterielle Linie 7,4mmHg Druck hinzufügen.

Man kann manchmal daran interessiert sein, die arterielle Linie an einem anderen Punkt zu nivellieren. Im Wesentlichen wird das Niveau, auf dem Sie die arterielle Linie nivellieren, den arteriellen Druck auf diesem Niveau messen. Das bedeutet, dass Sie, wenn sich Ihr Patient in einer unkonventionellen Position befindet (z. B. kerzengerade sitzend), stattdessen auf der Höhe des Tragus messen sollten. Eine Kunstlinie, die auf Höhe des äußeren Gehörgangs ausgerichtet ist, misst den arteriellen Druck im Circulus Willis, der den zerebralen Perfusionsdruck repräsentiert. Verschiedene namhafte Gesellschaften empfehlen für die Verwendung des zerebralen Perfusionsdrucks als therapeutisches Ziel, dass das Referenzniveau irgendwo in der mittleren Schädelgrube liegen sollte. Ob dies von Bedeutung ist oder nicht, ist Gegenstand einiger Debatten.

Spülen der Artline

Anscheinend verbessert die Verwendung von heparinisierter Kochsalzlösung irgendwie die Genauigkeit, verlängert aber nicht die Durchgängigkeit. Die meisten Zentren haben diese Praxis wegen des erhöhten Risikos von HITS aufgegeben. Die normale Durchflussrate beträgt 3 ml/Std., um ein Verklumpen des Katheters zu verhindern. Die Spülrate der Schnellspülung beträgt 30-60ml/min, so dass man in Ermangelung einer guten Kanüle den Patienten alle 15-30 Minuten mit einem Liter Spülflüssigkeit infundieren kann.