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KARDIOTECHNIK Ausgabe: 2021/4; 030(4):155-162
DOI: https://doi.org/10.47624/kt.030.155

Beurteilung eines nicht-invasiven Online-Messverfahrens während der extrakorporalen Zirkulation

Kwapil1, 2; A. Teske1, 2; F. Wenzel3; F. Born4; F. Münch1

 

1 Kinderherzchirurgie Erlangen, Loschgestraße 15, 91054 Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

2 WKK Perfusionsservice GmbH & Co.KG, Wernher-von-Braun-Straße 5, 55129 Mainz-Hechtsheim

3 Hochschule Furtwangen University, Fakultät Medical and Life Science, Jakob-Kienzle-Str. 16, 78054 Villingen-Schwenningen

4 Herzchirurgische Klinik und Poliklinik, Klinikum der Universität München, Marchioninistraße 15, 81377 München

Schlüsselwörter

Sauerstoffextraktionsrate, DO/VO, goal directed perfusion, Online-Monitoring, Mikrozirkulation, Gewebesättigung

Zusammenfassung

Hintergrund
Trotz fortwährender Verbesserung der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) stellt die unphysiologische Perfusion eine außerordentliche Belastung für die Organsysteme dar. Neben dem Sauerstoffangebot (DO2) spielt es eine entscheidende Rolle, wieviel Sauerstoff der Patient ausschöpft (VO2). Mittels eines geeigneten Messgeräts lassen sich die DO2– und VO2-Werte genau beziffern. Der Quotient aus beiden Werten ergibt die Sauerstoffextraktionsrate (O2-ER). Dadurch ist es möglich, zeitnah auf einen veränderten Sauerstoffverbrauch zu reagieren. Zur weiteren und differenzierteren Beurteilung der EKZ wurden in dieser Arbeit zudem die Gewebssättigung, wie auch die Mikrozirkulation gemessen.

Methode
Insgesamt wurden in einer prospektiven Studie 46 Patienten untersucht, die entweder einen Aortenklappenersatz oder einen aortokoronaren Bypass erhielten. Ausgeschlossen wurden Patienten mit Niereninsuffizienz, COPD sowie Re-Eingriffe und Notfälle. In der O2-ER-Gruppe (n = 24, Alter 67 ± 10 Jahre) befanden sich in der arteriellen und venösen Linie jeweils optische Sauerstoffmesssonden und ein Flusssensor in der arteriellen Linie. In der Standardgruppe (n = 22, Alter 69 ± 8 Jahre) war einzig der Flusssensor angebracht. Am linken Oberarm wurden die Messsonden für die Mikrozirkulations- und Gewebssättigungsmessung (PeriFlux System 5000; Perimed, Schweden) angebracht. In der O2-ER-Gruppe erfolgte eine Optimierung der Perfusion durch Anpassung des Pumpenflusses anhand der gemessenen Parameter, wobei die O2-ER stets <25 % sein sollte.

Ergebnisse
In der O2-ER-Gruppe war ein signifikant höherer EKZ-Fluss nachweisbar (p < 0,05). Die postoperative Analyse zeigte niedrigere Laktatwerte zum Zeitpunkt der Protamingabe (p < 0,05) sowie 1 h (p < 0,05) postoperativ. Die Laborwerte Troponin T und Gamma-GT waren 24 h nach der OP signifikant niedriger in der O2-ER-Gruppe (p < 0,05). Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede bei den Mikrozirkulations- und Gewebesättigungsmessergebnissen.

Diskussion
Patienten, bei denen der arterielle Blutfluss anhand von DO2/VO2-Werten gesteuert wurde, zeigten peri- und postoperativ signifikant niedrigere Laktatwerte als die Patienten der Standardgruppe. Eine patientenadaptierte Perfusion ist für ein verbessertes Patienten-Outcome von entscheidender Bedeutung. Durch einen DO2/ VO2-Monitor lässt sich ein Missverhältnis erkennen und die Perfusion optimiert durchführen. Im klinischen Alltag ist diese Methode für die tägliche Praxis geeignet.

Keywords

Oxygen extraction rate, DO2/VO2, goal directed perfusion, online monitoring, microcirculation, tissue saturation

Abstract

Background
Despite constant improvement in the area of extracorporeal circulation, unphysiological perfusion remains an extraordinary strain on organ-systems. In addition to oxygen delivery (DO2), oxygen consumption (VO2) plays a vital part during cardiopulmonary bypass. The oxygen extraction rate (O2-ER) is derived from the ratio of these two parameters. Using suitable measuring devices, these values can be precisely measured. To further access perfusion quality, tissue saturation and microcirculation were also measured.

 

Method
A total of 46 patients who received either an aortic valve replacement or aortocoronary bypass were included in a prospective study. Patients with renal insufficiency or COPD, as well as reinterventions and emergencies, were excluded. In the O2-ER group (n = 24) optical oxygen measuring probes were placed on the arterial and venous line.

In both groups a flow sensor was placed on the arterial line.

The measuring probes for microcirculation and tissue saturation (PeriFlux System 5000; Perimed, Sweden) were attached to the left upper arm. In the O2-ER group, the perfusion was optimized by adjusting the pump flow based on the measured parameters, whereby the O2-ER should always be less than 25 %.

 

Results
A significantly higher flow was detectable in the O2-ER group (p < 0.05). The postoperative analysis showed lower lactate levels at the time of protamine administration (p < 0.05) and 1 h postoperatively (p < 0.05). The laboratory values troponin T and gamma-GT were significantly lower in the O2-ER group 24 hours after the operation (p < 0.05).

There were no significant differences in the measured microcirculation and tissue saturation results.

 

Discussion
Patients   in   whom   arterial blood flow was controlled by means of DO2/VO2 values showed significantly lower lactate levels peri- and postoperatively than the patients in the standard group. Patient-adapted perfusion is of crucial importance for an improved patient outcome. A DO2/VO2 monitor can identify discrepancies and promote the optimization of perfusion. The method can be suitably integrated into day-to-day practice.

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