Αλληλεπίδπαζη καπδιάρ πνεςμόνυν

4 ο μεηεκπαιδεσηικό ζεμινάριο ζηο Μητανικό Αεριζμό ΑΘΗΝΑ 06-07 Απριλίοσ 2012 Αλληλεπίδπαζη καπδιάρ πνεςμόνυν Πυρ αξιολογώ ηιρ αιμοδςναμικέρ παπαμέηποςρ ; Α. E. ΑΡΜΑΓΑΝΙΔΗ Καθηγητής Ιατρικής τολής Πανεπιστημίοσ Αθηνών Β ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΝΣΑΣΙΚΗ ΘΔΡΑΠΔΙΑ Πανεπιζηημιακό Νοζοκομείο ATTIKON

Heart Lung Interaction ΕΡΩΣΗΗ Νο 1: Αζζελήο κε ARDS θαη ζνβαξή ππνμαηκία κπνξεί λα έρεη πςειόηεξε ηηκή PaO 2 κε ΡΔΔΡ 5 cm H 2 O από όηη κε ΡΔΔΡ 15 cm H 2 O

Heart Lung Interaction ΕΡΩΣΗΗ Νο 2: ηελ θιηληθή πξάμε ε PEEP κεηώλεη ηελ θαξδηαθή παξνρή ζε όινπο ηνπο αζζελείο ζε νξηζκέλνπο απμάλεη ηελ θαξδηαθή παξνρή

Heart Lung Interaction ΕΡΩΣΗΗ Νο 3: ηελ θιηληθή πξάμε αύμεζε ηεο ελδνθνηιηαθήο πίεζεο κεηώλεη ή απμάλεη ηε θιεβηθή επηζηξνθή αίκαηνο

Μησανικόρ αεπιζμόρ με απνηηική πίεζη Ιζηοπικά δεδομένα (Ι) Jones 1864

Woillez 1876

Μησανικόρ αεπιζμόρ με απνηηική πίεζη Ιζηοπικά δεδομένα (ΙΙ) 1864 Jones + 1876 Woillez = πρώηες καηαζκεσές 1928 Drinker and Shaw = κλινική εθαρμογή ΓΑΝΙΑ 1950s 1987 Driver et al Chest cell 1990s = Iron lung ζε Ιηαλία και τρήζη ζύγτρονης ηετνολογίας

Μησανικόρ αεπιζμόρ με θεηική πίεζη Ιζηοπικά δεδομένα (Ι) an opening must be attempted in the trunk of the trachea, into which a tube of reed or cane should be put; you will then blow into this, so that the lung may rise again and the heart becomes strong Andreas Vesalius 1555

Μησανικόρ αεπιζμόρ με θεηική πίεζη Ιζηοπικά δεδομένα (ΙΙ) 1796 Hezhold and Rafn = πρώηες περιγραθές - ζτέδια 1906 Emerson = πρόηαζη για τρήζη ζε πνεσμονικό οίδημα 1950s = Engstrom τρήζη ζε αζθενείς με πολσομσελίηιδα

Heart Lung Interaction (ιζηοπική αναδπομή) Emerson 1909: Υξήζε ζε Πλεπκνληθό Οίδεκα Even 1980: The heart works as a pump in the respiratory pump

Heart Lung Interaction A. Miro and M. Pinsky (Ed. Μ. Σobin) «A comprehensive understanding of heart lung interactions is a nearly impossible goal to achieve in most patients. However,..»

Heart Lung Interaction A. Miro and M. Pinsky (Ed. Μ. Σobin) «by understanding the components of this process, one can reach a better realization of its determinants and predict how an individual patient may respond to imposed stresses.» OR explain an unexpected(?) response after a therapeutic intervention

Επιπηώζειρ Αλληλεπίδπαζη αναπνεςζηικού Καπδιάρ ζηο Πνεςμόνων κςκλοθοπικό Πωρ αξιολογώ ηιρ αιμοδςναμικέρ παπαμέηποςρ Σε αζθενείρ ςπό μησανικό αεπιζμό? Σε αζθενείρ με αςηόμαηη αναπνοή και? Τρείς μεγάλες κατηγορίες επιπτώσεων Mητανικές Νεσροενδοκρινικές Προζθορά και καηανάλωζη Ο2

Heart Lung Interaction (ιζηοπική αναδπομή) Even 1980: The heart works as a pump in the respiratory pump Για την ακρίβεια έχουμε ένα πολύπλοκο σύστημα επάλληλων αντλιών

HLI Which determinants +Sources of confusion? 1. Paw / PEEP vs. intrathoracic pressure 2. Ιntra-luminal vs. transmural pressure(s) 3. Changes in intra-abdominal pressure 4. Changes in lung volume (+ Palv) 5. Underlying intravascular volume status and bi-ventricular function 6. Mechanical effect of neural and humoral reflexes

Κλινικοί ζςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») Δπίδξαζε δηαηαξαρώλ ηεο κεραληθήο ησλ πλεπκόλσλ θαη ηνπ ζσξαθηθνύ ηνηρώκαηνο Μεηαβνιέο ελδνθνηιηαθήο πίεζεο R κεγάισλ θιεβηθώλ αγγείσλ + reflexes Βaseline θαηάζηαζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ θαη αγγεηαθνύ ηόλνπ Δπηπηώζεηο κεηαβνιώλ όγθνπ πλεπκόλσλ θαη Paw ζηελ πλεπκνληθή θπθινθνξία Πξνππάξρνπζα δηαηαξαρή ΑΡ θαη ΓΔ ΚΛ

Starling law από βηβιίν

Simultaneous Determinants of Cardiac Output and Venous Return 6 Blood Flow (l/min) 5 4 3 2 1 Equilibrium Point LV Function Curve Venous Return Curve 0 5 10 Right Atrial Pressure (mm Hg)

Effect of Decreases in Intrathoracic Pressure on LV Performance and Venous Return 6 Blood Flow (l/min) 5 4 3 2 1 B A Decreased ITP Thoracic Pump No change in LV Function 0 5 10 Right Atrial Pressure (mm Hg)

Open Thoracotomy Abolishes the Normal Negative ITP Decreases the Pressure Gradient for Venous Return Decrease in Intrathoracic Blood Volume Decrease in LV filling Decrease in Cardiac Output Decrease in Transpulmonary Pressure Decrease in Lung Volume Alveolar Collapse and Hypoxemia Increase in Pulmonary Vascular Resistance

Blood Flow (l/min) 6 5 4 3 2 1 Effect of Increases in Intrathoracic Pressure on LV Performance A Increased ITP B C Volume Infusion No change in LV Function mean circulatory pressure 0 5 10 Right Atrial Pressure (mm Hg)

PEEP and Cardiac Output PEEP decreases cardiac output by decreasing LV preload Jardin et al. N Engl J Med 304:387-92, 1981 Minimal effects at < 5 cm H 2 0 PEEP Pinsky, Vincent, DeSmet. Am Rev Respir Dis 143:25-31, 1991 Effect is mitigated by Volume Loading or Heart Failure Calvin et al. Am Rev Respir Dis 124:121-8, 1981 Grace & Greenbaum Crit Care Med 10:358-60, 1982

Increases in ITP with PEEP Decrease Venous Return by Decreasing the Pressure Gradient for Venous Blood Flow Minimized by Fluid Resuscitation or by Vasoconstriction Braunwald et al. Circ Res 5:670-5, 1957 Minimized by keeping the increase in ITP as small as possible least PEEP, small VT, minimal percent inspiratory time Cournaud et al. Am J Physiol 152:162-74, 1948

Effect of Increasing Lung Volume and Abdominal Pressure on Venous Return Blood Flow (l/min) 6 5 4 3 2 1 A ITP B Diaphragmatic descent increases abdominal pressure increasing mean systemic pressure abdominal pressure 0 5 10 Right Atrial Pressure (mm Hg) Fessler et al. Am Rev Respir Dis 146:4-10, 1992

Open Laporotomy Abolishes the Normal Positive Abdominal Pressure Swings Decreases the Pressure Gradient for Venous Return Decrease in Intrathoracic Blood Volume Decrease in LV filling Decrease in Cardiac Output Increase in Transpulmonary Pressure Increase in Lung Volume, Over-distention Increase in Pulmonary Vascular Resistance Increase in RV Afterload

Effect of Increased Intrathoracic Blood Flow (l/min) Pressure on LV Performance 6 5 4 3 2 1 Acute Ventricular Failure Increased ITP B A Improved LV Performance 0 5 10 Right Atrial Pressure (mm Hg)

Heart Lung Interaction (ιζηοπική αναδπομή) Emerson 1909 Even 1980: The heart works as a pump in the respiratory pump Κλινική ζημαζία διαθοπάρ πιέζευν ζε ππο- και μεηα- θόπηιο

Κλινικοί ζςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») Δπίδξαζε δηαηαξαρώλ ηεο κεραληθήο ησλ πλεπκόλσλ θαη ηνπ ζσξαθηθνύ ηνηρώκαηνο Μεηαβνιέο ελδνθνηιηαθήο πίεζεο R κεγάισλ θιεβηθώλ αγγείσλ + reflexes Βaseline θαηάζηαζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ θαη αγγεηαθνύ ηόλνπ Δπηπηώζεηο κεηαβνιώλ όγθνπ πλεπκόλσλ θαη Paw ζηελ πλεπκνληθή θπθινθνξία Πξνππάξρνπζα δηαηαξαρή ΑΡ θαη ΓΔ ΚΛ

ςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») Δπίδξαζε δηαηαξαρώλ ηεο κεραληθήο ησλ πλεπκόλσλ θαη ηνπ ζσξαθηθνύ ηνηρώκαηνο Μεηαβνιέο ελδνθνηιηαθήο πίεζεο R κεγάισλ θιεβηθώλ αγγείσλ + reflexes Βaseline θαηάζηαζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ θαη αγγεηαθνύ ηόλνπ Μεηαβνιέο όγθνπ πλεπκόλσλ θαη Paw ζηελ πλεπκνληθή θπθινθνξία Πξνππάξρνπζα δηαηαξαρή ΑΡ θαη ΓΔ ΚΛ

Guyton curves + ΡΔΔΡ

Διαηαπασή μησανικήρ πνεςμόνυν/θώπακορ Παξάδεηγκα αζζελνύο κε COPD => ππόηαζε ζε κεραληθό αεξηζκό: Clung Γ Ppl = k. Γ Paw. --------- (+ PEEPi?) Cthorax Πξνππάξρνπζα δηαηαξαρή ελδναγγεηθνύ όγθνπ (θαη αγγεηαθνύ ηόλνπ) Απαηηνύκελε ζεξαπεία ; πρλά «ιάζε λένπ» εθεκεξεύνληνο ; σζηή παζνθπζηνινγηθά ζεξαπεία γηα ηα νηδήκαηα ησλ άθξσλ θαη ηηο ζθαγίηηδεο;

Effects of Changes in ITP (+transmural) on LV ejection Decreases in ITP increase LV ejection pressure by increasing LV AFTERLOAD Buda, Pinsky et al. N Engl J Med 301: 453-9, 1979 Increases in ITP decrease LV ejection pressure by decreasing LV AFTERLOAD Pinsky et al. J Appl Physiol 54: 950-5, 1983

Υειριζμός Muller

Υειριζμός Valsalva

HLI Which determinants + Sources of confusion? 1. Paw / PEEP vs. intrathoracic pressure 2. Ιntra-X??? vs. transmural pressure 3. Changes in intra-abdominal pressure 4. Changes in lung volume (+ Palv) 5. Underlying intravascular volume status and bi-ventricular function 6. Neural and humoral reflexes

Intra-vascular vs. transmural pressure 8 Pra = 4 TRANSMURAL = 9 RA - RV LA - LV

Intra-vascular vs. transmural pressure 8 9 Pra = = 44 Pra = 3 = 9 18 TRANSMURAL TRANSMURAL =

Transmural Pressure is NOT the amount above the surface

Υειριζμός Muller

Υειριζμός Valsalva Γιαυορά των εννοιών PRESSURE GRADIENT = ροή και TRANSMURAL PRESSURE = βαθμός πλήρωσης

Υειριζμός Muller ή??? Κρίζη βρογτοζπάζμοσ

ςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «determinant factors») Μεηαβνιέο πίεζεο κέζα θαη γύξσ από ηηο θαξδηαθέο θνηιόηεηεο θαη αληίζηαζεο ζηε θιεβηθή επηζηξνθή αίκαηνο Mean circulatory pressure (mean CP) recoil pressure ζπζηεκαηηθήο θπθινθνξίαο ζπλάξηεζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ αιιά θαη ηεο compliance θαη ηνπ ηόλνπ ησλ αγγείσλ

Η PEEP μειώνει ηον όγκο ηων κοιλιών Δθπλνή Δηζπλνή ZEEP 10 PEEP

Γηθά κνπ κε RVEF

ςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «determinant factors») Μεηαβνιέο πίεζεο κέζα θαη γύξσ από ηηο θαξδηαθέο θνηιόηεηεο θαη αληίζηαζεο ζηε θιεβηθή επηζηξνθή αίκαηνο Mean circulatory pressure (mean CP) recoil pressure ζπζηεκαηηθήο θπθινθνξίαο ζπλάξηεζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ αιιά θαη ηεο compliance θαη ηνπ ηόλνπ ησλ αγγείσλ

Broccard 2012

HLI Which determinants + Sources of confusion? 1. Paw / PEEP vs. intrathoracic pressure 2. Ιntra-X??? vs. transmural pressure 3. Changes in intra-abdominal pressure 4. Changes in lung volume (+ Palv) 5. Underlying intravascular volume status and bi-ventricular function 6. Neural and humoral reflexes

Ενδοκοιλιακή πίεζη (Pab): Δπίδξαζε ζε ελδνζσξαθηθή πίεζε Δλδνθνηιηαθά αγγεία = high capacity, slowly draining =/= εμσθνηιηαθά αγγεία Δπηπηώζεηο Pab ζε θιεβηθή επηζηξνθή ζρέζε Pab + πίεζεο θάησ θνίιεο PIVC => waterfall θαηλόκελν ή θαιύηεξα Starling resistor θαηλόκελν αιιά κε Pab vs. PIVC

Starling resistor θαινόμενο

σέζη Pab με ΡIVC (κάηυ κοίληρ) και θλεβική επιζηποθή Δάλ ΡIVC < Pab (ππννγθαηκία) ηόηε αύμεζε Pab => Φιεβηθή επηζηξνθή? (αλάινγν Εώλεο ΙΙ) Δάλ ΡIVC > Pab (ππεξνγθαηκία) ηόηε αύμεζε Pab => Φιεβηθή επηζηξνθή? (όρη απιά κε παξεκπόδηζε ξνήο αιιά κεηαθίλεζε όγθνπ πγξώλ)

ςγσςηικοί παπάγονηερ : (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») Δπίδξαζε δηαηαξαρώλ ηεο κεραληθήο ησλ πλεπκόλσλ θαη ηνπ ζσξαθηθνύ ηνηρώκαηνο Μεηαβνιέο ελδνθνηιηαθήο πίεζεο θαη Βaseline θαηάζηαζε ελδναγγεηαθνύ όγθνπ θαη αγγεηαθνύ ηόλνπ R κεγάισλ θιεβηθώλ αγγείσλ + reflexes Μεηαβνιέο όγθνπ πλεπκόλσλ θαη Paw ζηελ πλεπκνληθή θπθινθνξία Πξνππάξρνπζα δηαηαξαρή ΑΡ θαη ΓΔ ΚΛ

Guyton curves + ΡΔΔΡ

Broccard 2012

Guyton 3

Guyton 4

C Β Α B C

PEEP και καπδιακή παποσή: Οη θακπύιεο Guyton ΔΕΝ πξνβιέπνπλ πιήξσο ηηο αιιαγέο θαξδηαθήο παξνρήο κεηά ηελ εθαξκνγή PEEP!!! αιιαγέο θακπύιεο θιεβηθήο επηζηξνθήο??? αληηζηάζεηο θιεβηθήο επηζηξνθήο??? δηαθνξεηηθή απάληεζε αλάινγα κε volume status θαη bi-ventricular function

Lung volume and resistances

Lung Volume (ml)

Starling resistor

Γηθά κνπ κε CVP

Γηθά κνπ κε PAOP

Γηθά κνπ κε RVEF

RVEF in ARDS patients with PEEP 20 cmh2o

Moderate ARDS Severe ARDS

Α= Moderate ARDS Β= Severe ARDS

Λειηοςπγικόηηηα ΑΡ - ΔΕ κοιλίαρ Ι: (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») ρέζε ΚΦΠ θαη πξνθνξηίνπ ΑΡ ΚΛ ζε νμεία πλεπκνληθή ππέξηαζε (interdependance): ΠΑΤ ζε πξνϋπάξρνπζα δπζιεηηνπξγία ΑΡΚΛ=> ςεπδήο αύμεζε πξνθνξηίνπ ΟΥΙ δηνύξεζε ΡΔΔΡ ή απόθξαμε ηξαρεηνζσιήλα ζε αζζελή κε ΑΡ θαξδηαθή αλεπάξθεηα: => Δκκεζε δηπιή ζεξαπεία ή αληίζεηα απόηνκε ππεξθόξησζε

Λειηοςπγικόηηηα ΑΡ - ΔΕ κοιλίαρ IΙ: (παθο-θςζιολογικοί «confusion factors») ρεηηθή ζεκαζία πξνθνξηίνπ/κεηαθνξηίνπ ζε ππνθείκελε αλεπάξθεηα ΑΡ ή ΓΔ θνηιίαο: PEEPext ζε πλεπκνληθό νίδεκα θαη ζε ΥΑΠ (απόθξαμε αεξαγσγώλ κε PEEPi? θαη αγσγή?) ΡΔΔΡ ζε ARDS κε πλεπκνληθή ππέξηαζε, ΓΔ θαξδηαθή αλεπάξθεηα θαη αληηζηξεπηέο ή κε αληηζηξεπηέο βιάβεο (θπςειίδσλ+αγγείσλ): Τπνμαηκία, ππεξδηάηαζε, κεηαθνξηίν ΓΔΚΛ

Αλλοι παθοθςζιολογικοί μησανιζμοί: (determinant and confusion factors) Μεραληθή αλαπλνή θαη νμπγόλσζε + ζπζηαιηηθόηεηα κπνθαξδίνπ. Γεπηεξνγελείο επηδξάζεηο: αύμεζε PaΟ 2, επηπηώζεηο ζε πλεπκνληθή ππέξηαζε θαη δηάηαζε ΓΚΛ, back pressure θαη ξνή ζε ζηεθαληαία, θαηαλάισζε Ο 2 από κπνθάξδην (π.ρ. ζηέλσζε ΓΔ ζηεθαληαίαο) Μεηαβνιέο έξγνπ αλαπλεπζηηθώλ κπώλ: αλαθαηαλνκή αηκάησζεο + νμπγόλσζεο

ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΓΙΑ ΣΗΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ Heart-Lung Interaction Ακόμη και η απλούζηεπη διάγνυζη (ππόβλετη ανηαπόκπιζηρ ζε θεπαπεία) ππέπει να επιβεβαιώνεηαι ζηην κλινική ππάξη με 2 καηάλληλερ μεηπήζειρ Alan Morris: For the human brain maximum of input variables managed before decisions => output = 4-5 variables (maximum 7)

ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΓΙΑ ΣΗΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ Heart-Lung Interaction ζηη ΜΕΘ Δεν θεπαπεύοςμε μεμονυμένερ ηιμέρ αλλά παθοθςζιολογικέρ διαηαπασέρ (=πιθανολογούμενα ζενάπια) Δςναμική επαλήθεςζη (# ζηαηική) ηος ςποηιθέμενος «ζενaπίος» παθοθςζιολογικήρ διαηαπασήρ με πλήπη έλεγσο ππιν και μεηά από κάθε θεπαπεςηική παπέμβαζη (ειδικά εάν δεν έσυ ηο αναμενόμενο αποηέλεζμα)

Αζζελήο ππό κεραληθή αλαπλνή κε πίεζε ελζθήλσζεο 15 mm Hg, θαξδ. παξνρή 5L/min θαη θιάζκα εμώζεζεο ΑΡ θνηιίαο 50% παξνπζηάδεη αδπλακία απνδέζκεπζεο από ηνλ αλαπλεπζηήξα άκεζα κεηά ηελ απνζύλδεζε ηνπ. 1. ε αδπλακία απηή δελ κπνξεί λα απνδνζεί ζε ππεξθόξησζε κε πγξά 2. ε αδπλακία δελ κπνξεί λα απνδνζεί ζε ππννγθαηκία 3. ε αδπλακία απηή δελ κπνξεί λα απνδνζεί ζε ππνθείκελε θαξδηαθή αλεπάξθεηα 4. κπνξεί νθείιεηαη ζε θαξδηαθή αλεπάξθεηα κόλν εάλ ππάξμεη ηζραηκία ιόγσ ππνμαηκίαο ζηε θάζε ηνπ weaning 5. κπνξεί λα νθείιεηαη ζε θαξδηαθή αλεπάξθεηα ρσξίο λα είλαη απαξαίηεην λα πξνεγεζεί ηζραηκία κπνθαξδίνπ

Η αύξηζη ηηρ ενδοκοιλιακήρ πίεζηρ έσει πάνηα ζαν αποηέλεζμα: 1. Μείωζη ηηρ καπδιακήρ παποσήρ ζε όλοςρ ηοςρ αζθενείρ 2. Μείωζη ηηρ καπδιακήρ παποσήρ μόνο εάν αςξηθεί η ενδοθωπακική πίεζη λόγω ηηρ επίδπαζηρ ηηρ ενδοκοιλιακήρ πίεζηρ 3. Αύξηζη ηηρ καπδιακήρ παποσήρ ζε όλοςρ ηοςρ αζθενείρ 4. Αύξηζη ηηρ καπδιακήρ παποσήρ μόνο ζηοςρ αζθενείρ με ςπο-ογκαιμία 5. Αύξηζη ηηρ καπδιακήρ παποσήρ μόνο ζηοςρ αζθενείρ με ςπεπ-ογκαιμία

ε αζζελή κε ζνβαξή ππνμαηκία ζε ειεγρόκελν κεραληθό αεξηζκό (control mode) απμάλεηαη ε ζεηηθή ηεινεθπλεπζηηθή πίεζε (ΡΔΔΡ) από 5 cm H 2 O ζε 10 cm H 2 O. Πνην από ηα παξαθάησ δελ είλαη δπλαηό λα ζπκβεί: 1. Αύμεζε θνξεζκνύ αηκνζθαηξίλεο ηνπ αξηεξηαθνύ αίκαηνο (SaO 2 ) θαη ηνπ κηθηνύ θιεβηθνύ (SvO 2 ) 2. Μείσζε ηνπ SaO 2 θαη ηνπ SvO 2 3. Μείσζε ηνπ SaO 2 θαη αύμεζε ηνπ SvO 2 4. Μηθξή αύμεζε ηνπ SaO 2 θαη ζεκαληηθή κείσζε ηνπ SvO 2

ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΓΙΑ ΣΗΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΡΑΞΗ Heart-Lung Interaction Everything should be made as simple as possible, but not simpler. Albert Einstein

ΔΤΥΑΡΙΣΩ για ηην ΠΡΟΟΥΗ Α