Měření systolického krevního tlaku u kriticky nemocných pacientů

Pozadí/význam:

Hypotenze je běžná a předpovídá horší výsledky. Arteriální hypotenze, definovaná jako arteriální systolický krevní tlak (TK) nižší než 90 mmHg u dospělých, představuje charakteristický znak kritického onemocnění. Přesné měření arteriálního TK je zásadní pro poskytování účinné léčby, vedení resuscitace a hodnocení intervencí. Netraumatická hypotenze byla dokumentována až u 19 % pacientů na oddělení urgentního příjmu a tito pacienti s hypotenzí mají 10x zvýšené riziko náhlé, neočekávané smrti v nemocnici.(1) Časná hypotenze je spojena se zvýšenou mortalitou u pacientů, kteří přežili srdeční zástavu, cévní mozkovou příhodu a STEMI,(2–4), což zdůrazňuje potřebu nástroje pro rychlou a přesnou identifikaci trendů TK, aby bylo možné účinně řídit resuscitační opatření. Kromě toho mohou dopplerovské křivky poskytnout další vodítka pro hrozící hemodynamické zhoršení předtím, než dojde ke zjevné hypotenzi nebo šoku.

Nevýhody současného systému - Současný výchozí standard pro měření TK ve většině nemocnic je přes automatizovaný neinvazivní přístroj TK, který využívá oscilometrickou technologii. Tato metoda má četná omezení včetně nepřetržitého monitorování, chybějící nebo opožděné identifikace hypotenzních epizod, nepřesnosti nebo nemožnosti měření TK z různých důvodů, včetně nepřesné velikosti manžety nebo závažnosti hypotenze. V jedné studii mělo 34 % pacientů diskrepanci TK ≥ 20 mmHg s oscilometrickým přístrojem ve srovnání s intraarteriálním monitorováním TK z důvodu nesprávné velikosti manžety.(5) Oscilometrická zařízení jsou dostatečná pro použití v mnoha klinických situacích; k významným výjimkám však patří pacienti s těžkou hypertenzí, hypotenzí, s arytmiemi, po traumatu a jinými kritickými klinickými scénáři, kdy je preferováno manuální auskultační měření TK.(6) I u nekriticky nemocných pacientů byla validační data oscilometrických měření zpochybňována.(7) Alternativou k oscilometrickým zařízením je intraarteriální katétr. I když přesné, intraarteriální katétry jsou invazivní, technicky obtížné je zavést, drahé, časově náročné, bolestivé a s riziky včetně krvácení, infekce a neurovaskulárního poškození. Současná doporučení pro léčbu kriticky nemocných pacientů naznačují, že intraarteriální měření TK je preferováno před automatickým oscilometrickým neinvazivním měřením TK. Navzdory tomu v nedávném průzkumu intenzivistů 73 % použilo u hypotenzních pacientů neinvazivní přístroje na měření TK.(8). Z výše uvedených důvodů výzkumníci zkoumali novější technologii, která by nahradila oscilometrickou technologii; příklady zahrnují dopplerovské a fotopletysmografické přístroje.(9;10) Novější technologie - Výzkum a aplikace Dopplerovy technologie pro měření TK je v plenkách a musí být ještě plně realizována. Výhody takového zařízení by zahrnovaly přesné, neinvazivní prostředky pro měření TK u kriticky nemocných pacientů. Vzhledem k vysokému riziku chybějící hypotenze existuje možnost komercializace prototypu pro širší klinické použití i u nekriticky nemocných pacientů. Přesnost dopplerovské velocimetrie je jednou z důležitých výhod. Ve studii na zvířatech porovnávající tři nepřímé přístroje pro měření krevního tlaku – Dopplerův ultrazvukový průtokoměr, oscilometrický přístroj a fotopletysmograf – s přímým arteriálním tlakem u koček měly dopplerovské a fotopletysmografické přístroje nejvyšší celkovou přesnost. (10) V klinické praxi, kdy počáteční automatický oscilometrický přístroj BP není schopen získat měření z důvodu hypotenze, je manuální dopplerovská technika běžnou praxí díky své spolehlivosti a v jedné studii uváděná jako „zlatý standard“.(11) ) Přesné měření systolického TK je však pouze jedním parametrem přístroje. Dopplerovský signál přijímaný z arteriálního průtoku cévou má neuvěřitelný potenciál identifikovat sílu pulzu a další sluchové fronty. To bylo dobře prokázáno u onemocnění periferních tepen, přičemž se používají popisné termíny jako monofázické, dvoufázové nebo trojfázové pulzy identifikované Dopplerem. Nové zařízení má potenciál identifikovat "nemocný" puls, jak je určeno změnami v dopplerovské křivce před tím, než dojde k hypotenzi, protože hypotenze je často v průběhu procesu onemocnění velmi pozdní. K dnešnímu dni není k dispozici žádný automatický sfygmomanometr/Dopplerův přístroj.

Tento projekt poskytne data pro další vývoj nového zařízení pro monitorování krevního tlaku, které umožní neinvazivní a téměř kontinuální monitorování krevního tlaku a další hemodynamické informace o kriticky nemocných pacientech. Data od zdravých dobrovolníků používajících standardní 8MHz (fetální) Dopplerovu sondu již byla shromážděna v doprovodném protokolu na Univerzitě Severní Karolíny v Charlotte (UNCC).

Strategie výzkumu:

1. Význam Identifikace šokových stavů před zjevnými klinickými známkami šoku (tj. hypotenze) je náročná. Není známo, zda mohou dopplerovské měřené arteriální křivky sloužit jako užitečný marker k identifikaci hemodynamického kompromisu před tím, než dojde k šoku.
2. Hypotéza přístupu: Vzory dopplerovských křivek u kriticky nemocných hypotenzních pacientů mají jedinečný a identifikovatelný vzor.

Cíle:

1. Dopplerovské křivky budou sbírány z brachiálních tepen kriticky nemocných pacientů, kteří se dostaví na ED se zjevnými známkami šoku.

   Tato pilotní studie nám umožní získat Dopplerova měření u kriticky nemocných pacientů pro srovnání s nekriticky nemocnými pacienty získanými dříve ve studii schválené IRB, kterou v UNCC provedl Co-PI.

   Měření dopplerovského signálu bude získáno od 20 kriticky nemocných pacientů se známkami šoku (tj. hypotenzí s SBP < 90) na pohotovostním oddělení v Carolinas Medical Center. Vhodní pacienti budou identifikováni na základě výstrahy klinického protokolu Code Sepsis pomocí PCL, která se v současnosti používá pro studie na jiných odděleních, nebo přímou zprávou od PI při práci na ED. Pacienti nebo zákonně zmocněný zástupce budou osloveni s žádostí o informovaný souhlas. 8MHz Dopplerova sonda (fetální ultrazvuková sonda) bude aplikována na brachiální tepnu a poloha bude upravena, dokud nebude získán adekvátní signál. Údaje o tvaru dopplerovské vlny budou shromažďovány v průběhu několika minut. Očekává se, že pacienti budou během tohoto procesu pociťovat minimální až žádné nepohodlí.

   Očekávané technické potíže a jak je překonáme: Technické potíže budou zahrnovat zajištění konzistentních měření, protože data budou shromažďována zkoušejícími a zaměstnanci klinického výzkumu.

2. Vyvinout počítačový algoritmus, který bude rozlišovat „zdravé“ od „nemocných“ Dopplerových křivek.

Charakteristiky křivek od pacientů s ED budou porovnány s dříve získanými křivkami od normálních dobrovolníků. Poté bude vyvinut počítačový algoritmus pro identifikaci rozlišovacích znaků mezi těmito průběhy (nezávisle na krevním tlaku). Použijeme podobnou analýzu síly jako Holt et al.(11)

1. Vývoj algoritmu: Použijeme MATLAB (The MathWorks, Inc) k analýze Dopplerových signálů získaných od pacientů s hypotenzí/šokem a porovnáme je s dříve získanými údaji o zdravých pacientech, abychom identifikovali jedinečné vlnové charakteristiky pacientů v šoku.
2. Filtrování: PI navrhnou a zdokonalí software optimálního filtrování, jak to vyžaduje kvantifikovaný audio piezo-elektrický signál, aby bylo možné určit nejspolehlivější a nejpřesnější Dopplerův tvar vlny.

Výpočet velikosti vzorku Předchozí studie použily analýzu síly, která určila 18 pozorovacích sad (soubor obsahuje jedno intraarteriální měření TK a jedno Dopplerovo měření TK) k detekci rozdílu 10 % (který výzkumníci považovali za klinicky významný) mezi intraarteriálními a Dopplerovský TK s SD pro rozdíl 7,8 mmHg a alfa 0,05 pomocí oboustranného jednovýběrového t-testu.

Pro tuto pilotní studii nebyla provedena výkonová analýza. Velikost vzorku dvaceti dospělých subjektů (s Dopplerovým záznamem během < nebo = 5 minut) byla zvolena tak, aby byla zajištěna dostatečná pozorování. Další statistické techniky pro zlepšení asociace budou implementovány, jak je popsáno v úvodním popisu prototypu.