De opstelling van de arteriële lijndruktransducer

Dit hoofdstuk is vaag relevant voor Sectie G7(iii) van de 2017 CICM Primary Syllabus, waarin de examenkandidaat wordt gevraagd om “de invasieve en niet-invasieve meting van de bloeddruk te beschrijven, inclusief beperkingen en mogelijke bronnen van fouten”. Het is ook losjes geassocieerd met Sectie G7(ii), “beschrijf de principes van meting, beperkingen, en potentiële bronnen van
fouten voor drukomzetters, en hun kalibratie”. Het vertegenwoordigt een samenvatting van de belangrijke concepten ten behoeve van een snelle herziening, met een focus op arteriële bloeddrukmeting.

De noodzaak van een dergelijke samenvatting is niet duidelijk in de context van het CICM Part I-examen, aangezien de examinatoren het begrip van de cursist van deze zaken ooit slechts één keer hebben ondervraagd, in vraag 2 van het eerste paper van 2019. “Hydraulische koppeling en transducers” vormden daar een belangrijk onderdeel van het antwoord. Over het algemeen lijkt het onderwerp iets fundamenteels voor de IC-praktijk, en in zijn poging om deze kwesties aan zichzelf uit te leggen had de auteur vroeg in zijn carrière uitgebreide aantekeningen over het onderwerp geschreven. Het leek verspilling om ze te vernietigen, en ze worden hier gereproduceerd om sentimentele redenen zo veel als voor educatieve.

Samengevat zijn de onderdelen van het meetsysteem en hun kenmerken als volgt:

Het vloeistofgevulde transducersysteem dat hiervoor wordt gebruikt, is hetzelfde als dat van elk ander systeem dat de druk meet in een ander met vloeistof gevuld compartiment (centrale aders, cerebrale ventrikels). De fysica hierachter wordt uitvoerig besproken in het hoofdstuk “Drukomzetters voor hemodynamische metingen” en “Resonantie, demping en frequentierespons”. Deze en andere artikelen onder de titel “Principes van drukmeting” zijn een herhaling van dit hoofdstuk en voegen weinig toe aan het leerproces, net zoals een director’s cut van vier uur weinig toevoegt aan de inhoud van een speelfilm die al zijn positieve kwaliteiten behoudt wanneer hij met 50% wordt ingekort om in de bioscoop te worden uitgebracht.

Opstelling arteriële lijntransducer

De arteriële drukgolf beweegt zich met 6-10 meter/sec. De canule in de slagader is met de transducer verbonden via een niet-compliant, met vloeistof gevuld slangetje. De omvormer is gewoonlijk een zacht siliconenmembraan dat aan een brug van Wheatstone is bevestigd. Deze zet de drukverandering om in een verandering van de elektrische weerstand van het circuit. Dit kan worden gezien als golfvorm.

Primeren van de niet-conforme drukslang

Het idee is dat de vloeistof in de slang de drukgolf doorgeeft aan de transducer – Het hele principe berust op een ononderbroken cilinder van zoutoplossing die de slagader met de druksensor verbindt. Het ontwerp en de technische kenmerken van dit slangetje zijn van grote invloed op de werking van het gehele transducersysteem.

Waarom niet langer dan 1,2 meter?

Lange slangen onderdrukken het systeem. Dit lijkt misschien vreemd (hoe langer de leiding, hoe meer plastic er is om de pulsgolf te absorberen), maar het ESICM hemodynamische leerpakket van 2013 lijkt te suggereren (p.36) dat het zo is. Het wordt het best uitgelegd in dit AANA artikel. Het komt erop neer dat het met vloeistof gevulde systeem een bepaalde “natuurlijke frequentie” van resonantie heeft. De belangrijkste determinant van deze natuurlijke frequentie is de lengte van de slang: hoe langer de slang, hoe lager de natuurlijke frequentie. De pulsoscillatie van de patiënt is gewoonlijk een verschijnsel met een vrij lage frequentie, en naarmate de lengte van de slang toeneemt, nadert de natuurlijke frequentie de frequentie van de pulsgolf van de patiënt. Het systeem gaat dan resoneren, waardoor het signaal wordt versterkt. Dus hoe langer de slang, hoe meer resonantie in het systeem, en bijgevolg zal het systeem ondergedempt zijn. Om dezelfde reden moet het lumen van de slang altijd niet kleiner zijn dan 1,5 mm.

“Demping”

Zonder de stof te herhalen die in het hoofdstuk over resonantie en demping is besproken, kan men eenvoudig zeggen dat “demping alles is wat een “schokdempend” effect heeft op de kunstlijn. Luchtbellen, lange slangen of soepele slangen – al deze elementen absorberen een deel van de kracht van de pulsgolf, waardoor de amplitude van de oscillaties afneemt. Dit is een van de redenen waarom geen normale IV-slang wordt gebruikt om een arteriële lijn transducer kit op te zetten: de IV-slang is te zacht en buigzaam; de elasticiteit van het plastic zou veel van de pulsgolf absorberen. Demping resulteert in een onscherpe golfvorm met overschatting van de diastolische en onderschatting van de systolische; de MAP-waarde blijft echter meestal behouden. Bij een geknikte of verstopte kunstlijn daarentegen zullen het systolische en diastolische MAP allemaal naar nul neigen.

Nulstellen en nivelleren van de kunstlijn

Nulstellen en nivelleren worden soms door elkaar gebruikt, maar zijn niet hetzelfde. Ze komen vaak samen voor in de klinische setting, maar de termen beschrijven verschillende processen. Nulstelling stelt de transducer bloot aan atmosferische druk via een open lucht-vloeistof interface, en nivellering wijst dit nulreferentiepunt toe aan een specifieke positie op de symbolische met vloeistof gevulde kolom die het lichaam van de patiënt is.

“Nulstelling” kan worden gedefinieerd als “het gebruik van atmosferische druk als referentiestandaard waartegen alle andere drukken worden afgemeten”. De canonieke college-definitie is “een proces dat bevestigt dat de atmosferische druk resulteert in een nulmeting door het meetsysteem”. Het nulpunt van het apparaat wordt ingesteld wanneer de interface lucht-vloeistof wordt geopend voor atmosferische druk (anders zou het apparaat een diastolische bloeddruk van ~ 760mmHg aflezen). De atmosferische druk varieert weinig tussen de ooghoogte van de intensivist en de hoogte van de aortawortel van de patiënt in rugligging, zodat strikt genomen het op nul stellen van een arteriële lijn kan plaatsvinden terwijl de transducer overal ligt. Herijking van de nulinstelling moet af en toe plaatsvinden omdat zowel de transducer als de atmosferische druk geleidelijk van het ijkpunt zullen afdrijven.

“Nivellering” kan worden gedefinieerd als “de selectie van een interessante positie waarop de referentiestandaard (nul ) wordt ingesteld”. De canonieke college-definitie is “een proces waarbij de positie op de patiënt wordt bepaald die u als uw nulpunt wilt beschouwen”. Gemakshalve gebeurt dit meestal tegelijk met het op nul stellen van het systeem op atmosferische druk (waarmee ook de referentiestandaard “0 mmHg” wordt vastgesteld), maar theoretisch zou men de transducer op nul kunnen stellen op atmosferische druk en hem dan wild door de kamer kunnen slingeren alvorens hem waterpas te stellen tegen een referentiepunt op de bange patiënt.

Het systeem wordt conventioneel “waterpas gesteld” op de flebostatische as, een referentieniveau dat wij waarschijnlijk al sinds 1945 gebruiken. De phlebostatische as komt ruwweg overeen met de positie van de rechterboezem en de aortawortel, en zijn niveau is algemeen aanvaard als het ideale referentieniveau voor het meten van de druk van het bloed dat terugkeert naar het hart. Daarom werd dit niveau aangenomen als referentieniveau voor CVP-meting. Voor arteriële drukmetingen worden de arteriële lijnen ten minste sinds 2001 of zo ook waterpas gesteld op de flebostatische as. Voordien nivelleerden sommige eenheden hun arteriële lijnen ter hoogte van de plaats waar de katheter werd ingebracht. Het specifieke referentiepunt voor de arteriële transducer is eigenlijk de aortawortel, maar omdat deze zeer dicht bij de rechterboezem ligt, zijn de twee referentieniveaus in wezen hetzelfde.

De wetenschappelijke basis voor deze referentiepunten is onduidelijk, en houdt vaag verband met het idee dat dit ook de referentiepunten zijn van waaruit uw eigen drukomzetters (de atriale en arteriële baroreceptoren) de druk “meten” met het oog op de handhaving van de cardiovasculaire homeostase. Dit concept houdt op zijn beurt verband met het idee dat er een “hydrostatisch indifferentiepunt” is waar de druk en de spanning op de vaatwand stabiel blijven ongeacht veranderingen in de lichaamshouding, en dat zich ergens rond de rechterboezem schijnt te bevinden. Er zijn in feite verschillende hydrostatische indifferentiepunten voor de veneuze en de arteriële circulatie, en de rechterboezem is waarschijnlijk niet de plaats waar deze zich bij de normale mens bevinden (de plaats van de rechterboezem werd in de jaren 1930 bepaald door de lichamen van dode dieren rond te draaien), maar dit hier te bespreken zou een onvergeeflijke uitweiding zijn. Meer details zijn te vinden in het hoofdstuk over de fysiologische reacties op veranderingen in de lichaamshouding. Voor het dagelijks gebruik moet de arteriële lijn op de “phlebostatische as” worden gesteld, wat dat ook moge zijn.

Voor elke 10 cm onder de phlebostatische as zal de kunstlijn 7,4mmHg druk toevoegen.

Ons kan het soms interessant zijn de arteriële lijn op een ander punt af te stellen. In wezen zal het niveau waarop u de arteriële lijn nult, de arteriële druk op dat niveau meten. Dit betekent dat als uw patiënt in een ongebruikelijke houding zit (b.v. rechtop), u misschien beter ter hoogte van de tragus kunt meten. Een kunstlijn ter hoogte van de uitwendige gehoorgang meet de arteriële druk in de cirkel van Willis, die een weergave is van de cerebrale perfusiedruk. Verschillende vooraanstaande richtlijnen van de maatschappij bevelen aan dat voor het gebruik van de cerebrale perfusiedruk als therapeutisch doel, het referentieniveau ergens rond de middelste schedelgroeve moet liggen. Of dit van belang is of niet, is onderwerp van discussie.

Het doorspoelen van de kunstlijn

Het gebruik van gehepariniseerde zoutoplossing verbetert de nauwkeurigheid op de een of andere manier, maar verlengt de patency niet. De meeste centra zijn van deze praktijk afgestapt vanwege het verhoogde risico op HITS. De normale stroomsnelheid is 3ml/uur, alleen om te voorkomen dat de katheter stolt. De spoelsnelheid van de snelle spoeling is 30-60ml/min, dus bij gebrek aan een goede canule kan men de patiënt om de 15-30 minuten een liter spoelvloeistof toedienen.