De rol van USCOM bij volwassen patiënten met hartfalen

Acute hartfalensyndromen (aHFS) veroorzaken jaarlijks bijna 1 miljoen ziekenhuisopnames in de Verenigde Staten en zijn de belangrijkste oorzaak van ziekenhuisopname bij personen ouder dan 65 jaar. In 2003 kostte intramuraal beheer van aHFS naar schatting $ 12,7 miljard in de Verenigde Staten. In 2003 was 12,5% van de bevolking in Hongkong ouder dan 65 jaar, het op twee na hoogste percentage ouderen van alle landen, en er wordt verondersteld dat het aandeel ouderen in de bevolking tegen 2033 zal zijn gestegen tot 25%. Met de groeiende oudere bevolking en de toenemende prevalentie van hypertensie en ischemische hartziekte (de belangrijkste oorzaken van hartfalen), is hartfalen wereldwijd een belangrijk probleem in de gezondheidszorg geworden. In westerse landen varieert de incidentie van 1 tot 10 gevallen/1000/jaar. Andere studies suggereren dat hartfalen een grote en groeiende last is voor de volksgezondheid in heel Europa.

Acute exacerbatie van symptomen van hartfalen is een gebruikelijke presentatie op de afdeling spoedeisende hulp (ED) en staat bekend als acuut gedecompenseerd hartfalen (adHF). Acuut gedecompenseerd hartfalen vertegenwoordigt de grootste kostenpost voor de Amerikaanse ziekenhuizen die door Medicaid worden gefinancierd. In Hong Kong (HK) was de incidentie van hartfalen 3-3,8/1000/jaar, oplopend tot 20/1000/jaar bij vrouwen ouder dan 85 jaar in de afgelopen jaren. Geschat wordt dat 7% van alle acute medische opnames te wijten was aan deze aandoening. In de afgelopen jaren is er een jaarlijkse toename van 10% in opnames voor patiënten met adHF. Momenteel wordt in Hong Kong de overgrote meerderheid van ED-patiënten met adHF opgenomen als intramurale patiënten in het ziekenhuis. In 2005 toonde een audit van de resultaten bij patiënten met acuut cardiogeen longoedeem, de ernstigste manifestatie van hartfalen, die zich presenteerden aan de afdeling spoedeisende hulp van het Prince of Wales Hospital aan dat bijna 30% van de patiënten binnen 30 dagen overlijdt, en nog eens 30 % vereist heropname binnen 30 dagen. Recent bewijs uit de VS suggereert dat ED-bediende observatie-eenheden effectief zijn bij het behandelen van adHF-patiënten met een laag tot gemiddeld risico, waardoor de verblijfsduur (LOS) voor deze patiënten wordt verkort zonder een negatief effect te hebben op het aantal heropnames, morbiditeit en mortaliteit.

2-dimensionale echocardiografie (2D-echo) is een conventioneel zorgstandaardinstrument voor niet-invasieve hemodynamische beoordelingen bij volwassenen. In een stabiele omgeving wordt hartfalen vaak gekarakteriseerd en geclassificeerd volgens de ejectiefractie gemeten door echocardiografie, wat kan worden beschouwd als een pragmatische gouden standaard. Het gebruik van 2D-echo vereist echter hoogopgeleid personeel. Het verkrijgen van metingen en het berekenen van fundamentele cardiovasculaire parameters zoals cardiale output (CO) kan tussen de 30 en 45 minuten duren, wat onpraktisch is voor elke setting, laat staan ​​voor acute zorg. Verder is dergelijk personeel vaak niet beschikbaar op spoedeisende hulpafdelingen. De haalbaarheid van real-time hemodynamische beoordelingen is daarom beperkt met 2D-echo. Er zijn meer geavanceerde echocardiografische technieken ontwikkeld in een poging om de problemen van gevoeligheid voor preload en in het bijzonder afterload te overwinnen, maar deze hebben weinig penetratie bereikt in de intensive care.

In acute intensive care-omgevingen is de diagnose van adHF gebaseerd op de geschiedenis en klinische symptomen, soms ondersteund door echocardiografie, thoraxradiografie en bloedmarkers zoals B-type Natriuretic Peptide (BNP). De waarde van BNP boven klinische beoordeling bij patiënten met dyspneu is in twijfel getrokken en er is behoefte aan andere hulpmiddelen om de diagnose te verbeteren. Aanvang, dosering en stopzetting van vasopressoren, vasodilatatoren en inotropen is nog steeds grotendeels gebaseerd op klinische beoordeling, soms ondersteund door meting van surrogaten van inotropie zoals ejectiefractie (EF) of aorta-ejectiesnelheid, ondanks de bekende tekortkomingen van deze indices in de kritische zorg. Dit is met name het geval bij complexe chirurgische patiënten waarbij de vasculaire tonus en de status van de vloeistofbelasting zeer variabel en veranderend zijn.

Hartfalen is een afwijking van de hartstructuur of -functie die leidt tot het falen van het hart om zuurstof af te geven met een snelheid die evenredig is met de vereisten van de metaboliserende weefsels, ondanks normale vuldruk (of alleen ten koste van verhoogde vuldruk). De meest voorkomende oorzaken zijn hypertensie of ischemische hartziekte. Als deze definitie klopt, zou hartfalen gepaard moeten gaan met een zekere mate van vermindering van inotropie of zuurstofafgifte. Tot voor kort was er geen eenvoudige niet-invasieve test aan het bed die de beoordeling van patiënten met hartfalen kon helpen. Hoewel inotropie (of myocardiale contractiliteit) als concept bekend is bij alle clinici, wordt het zelden gezien als een meetbare grootheid.

USCOM is geïntroduceerd als een niet-invasief hulpmiddel voor hemodynamische bewaking aan het bed dat gebruikmaakt van Doppler-echografie met continue golven. De USCOM heeft een aantal voordelen. De nauwkeurigheid, validiteit en redelijke precisie is bevestigd door vele onderzoeken en in verschillende contexten. Het is gemakkelijk draagbaar, duurt in de meeste gevallen slechts enkele minuten om betrouwbare metingen te verkrijgen en kan worden uitgevoerd door getrainde artsen of verpleegkundigen.

Sommige onderzoeken hebben een goede overeenkomst aangetoond tussen USCOM en echocardiografie, maar andere waren minder overtuigend. Met dit in gedachten is er nog steeds behoefte aan verdere studies om de mate van overeenstemming tussen USCOM en echocardiografie te bevestigen of te weerleggen.

Het potentiële nut van USCOM voor het beoordelen van patiënten met adHF is onlangs gesuggereerd. Inotropiemetingen afgeleid van USCOM zijn sterk verminderd bij patiënten met New York Heart Association (NYHA) Klasse IV en American Heart Association (AHA) stadium C, acuut linkerventrikelfalen, in vergelijking met gezonde controles. Deze bevindingen hebben geleid tot het voorstel dat, aangezien USCOM inotropie kan meten, het kan worden gebruikt om hartfalen te beoordelen en te behandelen. Hoewel inotropie, afgeleid door USCOM, laag is bij patiënten met adHF en NYHA klasse IV, is er niettemin geen bewijs van een dosis-relatie tussen USCOM-afgeleide inotropie en NYHA-klasse, of van een correlatie met toenemende ernst van adHF, met ejectiefractie .

Veel, zo niet de meeste spoedeisende hulpafdelingen over de hele wereld hebben geen 2D-echo 24 uur per dag beschikbaar, of helemaal niet. De waarde van BNP-testen om de resultaten te verbeteren is in twijfel getrokken, maar zelfs als het wordt gebruikt, is het in veel ziekenhuizen vaak niet beschikbaar. Als zodanig vormt de beoordeling en diagnose van hartfalen, en de middelen om het effect van therapie te monitoren, een grote onvervulde behoefte in de klinische praktijk en vooral op spoedeisende hulpafdelingen.

Doel

Het algemene doel van deze studie is om te onderzoeken of USCOM-afgeleide hemodynamische parameters diagnostische, risicostratificatie, prognostische en therapeutische monitoringmogelijkheden kunnen hebben bij patiënten met verdenking op hartfalen. De specifieke doelstellingen zijn:

1. Onderzoeken of USCOM-afgeleide hemodynamische parameters zoals CO, inotropie en zuurstofafgifte (DO2) een rol spelen bij de diagnose van patiënten met een gecompenseerd hartfalensyndroom (cHFS) of acuut gedecompenseerd hartfalensyndroom (adHFS)
2. Onderzoeken of USCOM-afgeleide hemodynamische parameters zoals CO, inotropie en DO2 correleren met stadiëring van hartfalen, met name NYHA-klasse en AHA-stadium.
3. Om te onderzoeken of USCOM-afgeleide hemodynamische parameters zoals snelheidstijdsinterval (vti), slagvolume (SV), CO, SV-index (SVI), CO-index (CI), inotropie en DO2 correleren met ejectiefractie.
4. Om te onderzoeken of van USCOM afgeleide hemodynamische variabelen kunnen worden gebruikt als prognostische indicatoren van 30 dagen, 6 maanden en 1 jaar Major Adverse Cardiac Events (MACE).
5. Om de overeenkomst te evalueren tussen hemodynamische metingen verkregen met behulp van de Ultrasonic Cardiac Output Monitor (USCOM®; USCOM Ltd., Sydney, Australië), en referentiestandaarden zoals bepaald door 2D-echometingen in groepen van hemodynamisch stabiele en onstabiele volwassen patiënten.

Gegevensverzameling en meetbare parameters

• Demografische gegevens inclusief geslacht, leeftijd, lengte en gewicht
• Belangrijkste klachten, gelijktijdige ziekten en belangrijke geschiedenis
• Klinische symptomen waaronder ademhalingsfrequentie, hartslag, systolische bloeddruk, diastolische bloeddruk, zuurstofverzadiging en CGS.
• USCOM-afgeleide hemodynamische parameters
• Volledig bloedonderzoek, ureum en elektrolyten, arteriële of veneuze bloedgassen, bloedglucose, lactaat, BNP, ECG en thoraxfoto
• ED-diagnose, dispositie van ED, ziekenhuisduur, ICU-verblijfsduur, ziekenhuisdiagnose en ziekenhuissterfte Alle bovenstaande gegevens worden ingevoerd in een database die veilig wordt opgeslagen en alleen toegankelijk is voor de onderzoekers.

Definitie van hemodynamische parameters:

• Gecorrigeerde stroomtijd (FTc) wordt berekend met behulp van de formule van Bazett: FTc = FT/√tHR, waarbij tHR = de hartslagperiode in seconden (s). De eenheid van FTc is ms.
• Velocity time integral (vti) is de integraal van het stroomprofiel, d.w.z. de afstand die het bloed in één slag aflegt. De eenheid van vti is m/s.
• Cardiale output (CO) is het bloedvolume dat in één minuut door het hart wordt gepompt: CO = SV x HR. De eenheid is l/min.
• Hartindex (CI) is gelijk aan CO gedeeld door BSA. De eenheid is l/min/m2.
• Inotropie-index verwijst naar (potentiële energie + kinetische energie) gedeeld door lichaamsoppervlak. De eenheid van inotropie is W/m2.
• Minutenafstand (MD) is de afstand die een bloedcel aflegt in meters per minuut (m/min). MD = HR x vti, waarbij vti = snelheidstijdintegraal of slagafstand, wat de afstand in centimeters (cm) is die een enkele reflector per cyclus aflegt, en wordt gedefinieerd als het gebied van de stroom.
• Het slagvolume (SV) is het volume bloed dat tijdens één systolische slag uit het hart wordt geworpen. SV = vti x πr2, waarbij πr2 = dwarsdoorsnede van de stroming. De eenheid van SV is ml.
• Slagvolume-index (SVI) is SV gedeeld door BSA en de eenheid is ml/m2.
• Slagvolumevariatie (SVV) is de procentuele verandering in SV tussen een groep slagen. SVV = (SVmax - SVmin x 100) / [(SVmax + SVmin)/2].
• Systemische vasculaire weerstand (SVR) is de druk waartegen het hart pompt. SVR = KAART/CO. De eenheid is d.s.cm-5.
• Systemische vasculaire weerstandsindex (SVRI) SVRI = SVR x BSA d.s.cm-5m2.
• Zuurstofafgifte (DO2) wordt berekend met de volgende vergelijking: DO2 = 1,34 x Hb x SpO2/100 x CO, waarbij Hb = hemoglobine in gram hemoglobine per liter bloed (g/l); SpO2 = de perifere zuurstofverzadiging als percentage (%). De eenheid van DO2 is ml/min.
• Oxygen delivery index (DO2I) is gelijk aan DO2 gedeeld door BSA. De eenheid van DO2I is ml/min/m2.
• Inotropie-index verwijst naar (potentiële energie + kinetische energie) gedeeld door lichaamsoppervlak. De eenheid van inotropie is W/m2.

Dit project zal essentiële gegevens opleveren over het potentieel voor clinici zonder toegang tot echocardiografie maar met toegang tot USCOM, om patiënten met cHF en adHF effectief en veilig te beoordelen. Bevestiging van de waarde van USCOM zal de eerdere diagnose van hartfalen en cardiogene shock mogelijk maken, en een eerder passend beheer, zal het giswerk en de onzekerheid over het al dan niet toedienen van diuretica, intraveneuze vloeistof, vasodilatatoren, vasoconstrictoren, inotropen, chronotropen of blokkers wegnemen. Dit zal de deur openen voor proeven gericht op het optimaliseren van de hemodynamiek in de koude en acute intensive care-omgevingen, waardoor optimaal gebruik van levensreddende therapieën mogelijk wordt en de overleving wordt geoptimaliseerd. Dergelijke vroege behandelingsopties zouden de noodzaak van opname in het ziekenhuis en de duur van het ziekenhuisverblijf moeten verminderen.