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“Come ottenere ml/battito da mmHg”
Portata cardiaca sulla base
della pressione arteriosa
L'algoritmo FloTrac Edwards
Riepilogo
Edwards Lifesciences è all'avanguardia nel campo della misurazione della portata cardiaca grazie al catetere per portata cardiaca per termodiluizione Edwards Swan-Ganz. Edwards ha ora sviluppato l'algoritmo FloTrac, un metodo di monitoraggio della portata cardiaca basato sulla pressione arteriosa (APCO) in cui la portata cardiaca può essere misurata in continuo e in tempo reale usando un catetere arterioso. Questa nuova tecnologia si basa sui principi fondamentali della fisica e sull'applicazione di un algoritmo sofisticato.
Fisica e fisiologia
Il flusso è determinato dal gradiente di pressione lungo un vaso e dalla resistenza al flusso (F=ΔP/R). L'algoritmo FloTrac utilizza un principio simile per misurare il flusso pulsatile, incorporando gli effetti sia della resistenza vascolare che della compliance vascolare attraverso il fattore di conversione denominato χ (chi).
La portata cardiaca è una componente importante dell'apporto di ossigeno globale (DO2) ed è la variabile modificata più spesso per migliorare l'apporto di ossigeno. La portata cardiaca viene calcolata moltiplicando la frequenza cardiaca per il volume di eiezione. L'algoritmo FloTrac utilizza questi stessi componenti ma sostituisce la frequenza cardiaca con la frequenza del polso (PR), cogliendo solo i battiti effettivamente erogati, e moltiplica la frequenza del polso per un volume di eiezione calcolato. Si calcola il volume di eiezione sulla base della pressione arteriosa del paziente con un sistema progettato specificatamente, il sensore FloTrac e il monitor Vigileo Edwards, per analizzare la forma d'onda della pressione arteriosa usando l'algoritmo FloTrac. L'algoritmo FloTrac analizza la forma d'onda della pressione cento volte al secondo nell'arco di 20 secondi, acquisendo 2.000 punti dati per analisi. Questi punti, usati assieme alle informazioni demografiche del paziente, permettono di calcolare la deviazione standard della pressione arteriosa (σAP). (σAP)è proporzionale alla pressione del polso (PP). σAP è moltiplicata per un fattore di conversione denominato χ (chi) che incorpora gli effetti sia della resistenza che della compliance (tono vascolare) e inoltre converte σAP in (mmHg) in ml/battito. Quindi, possono possono essere calcolate con le variabili σAP e il flusso del tono vascolare (χ) o volume di eiezione.
Tradizionale: CO = HR * SV
FloTrac:
APCO= PR x (σAP * χ)
χ = M (HR, σAP, C(P), BSA, MAP, µ3ap, µ4ap . . .)
σAP = la deviazione standard della pressione di polso arteriosa in mmHg è proporzionale alla pressione del polso.
χ = il parametro di scalabilità a più variabili è proporzionale agli effetti del tono vascolare sulla pressione del polso.
M = l'equazione polinomiale a più variabili.
BSA =l'area della superficie corporea calcolata con l'equazione di Dubois per l'area della superficie corporea.
MAP = pressione arteriosa media calcolata sommando i valori dei punti di pressione rilevati in 20 secondi e dividendola per il numero di punti di pressione.
µ = momenti statistici determinati dall'asimmetria (simmetria) e curtosi (picchi distinti) calcolati con diverse derivate matematiche.
Portata cardiaca sulla base della pressione arteriosa
L'algoritmo FloTrac è basato sul principio che la pressione di polso aortica è proporzionale al volume di eiezione (SV) e correlata inversamente alla compliance aortica.
Deviazione standard della pressione arteriosa
Inizialmente, l'algoritmo FloTrac valuta la pressione del polso utilizzando la deviazione standard della pressione arteriosa(σAP) intorno al valore MAP, misurato in mmHg, rendendola indipendente dagli effetti del tono vascolare. Questa deviazione standard della pressione del polso è proporzionale al volume spostato o al volume di eiezione. Questo è calcolato tramite l'analisi della forma d'onda della pressione arteriosa in un arco di tempo di 20 secondi con una frequenza di 100 volte al secondo, creando 2.000 punti dati in base ai quali viene calcolata σAP.
χ (chi) e la conversione di mmHg in ml/battito
La conversione della deviazione standard delle pressioni arteriose (mmHg) in ml/battiti si ottiene moltiplicandola per un fattore di conversione denominato χ (chi). χ (chi) è un'equazione polinomiale a più variabili che valuta l'impatto del tono vascolare in continuo cambiamento del paziente sulla pressione del polso. χ (chi) viene calcolata tramite l'analisi frequenza del polso del paziente, pressione arteriosa media, deviazione standard della pressione arteriosa media, conformità a larghi mezzi come stimati dalla demografia del paziente, e dall'asimmetria e curtosi della forma d'onda arteriosa. χ (chi) viene aggiornata e applicata all'algoritmo FloTrac su una media di 60 secondi.
- Frequenza del polso
La frequenza del polso del paziente è calcolata contando il numero di pulsazioni in un lasso di tempo di 20 secondi ed estrapolata a un valore per minuto. - Pressione arteriosa media (MAP)
Un incremento nella pressione media spesso indica un incremento nella resistenza e vice versa. - Deviazione standard della pressione arteriosa (σAP)
La pressione del polso è proporzionale a σAP e al volume di eiezione. Gli incrementi e le diminuzioni nella deviazione standard forniscono inoltre informazioni sull'ampiezza della pressione. Quando l'ampiezza della pressione è correlata con la curtosi, compensa per la conformità differenziale e per la riflettanza dell'onda che varia da una posizione arteriosa all'altra. Quindi, questo permette di monitorare la portata cardiaca da diverse posizioni arteriose. - Conformità con grandi mezzi
Il lavoro redatto da Langewouters ha individuato una correlazione diretta tra età, sesso e MAP e conformità aortica. Da questi studi è stata ricavata un'equazione per mezzo della quale la compliance del paziente potrebbe essere stimata con i dati relativi all'età e al sesso. In base a Langewouters et al, la compliance arteriosa (C), in funzione della pressione, potrebbe essere stimata usando la seguente equazione: 
L = la lunghezza aortica stimata.
AMAX = la massima area della sezione trasversale della radice aortica.
P = la pressione aortica.
P0 = la pressione alla quale la conformità raggiunge il suo massimo.
P1 = l'ampiezza della curva di conformità a metà della conformità massima. Inoltre, le misurazioni aggiuntive del peso e dell'altezza (BSA) hanno dimostrato una correlazione con il tono vascolare e sono state aggiunte per migliorare il calcolo della compliance aortica.
- Asimmetria (la misura della mancanza di simmetria, µ3ap)
Le caratteristiche di simmetria sulla pressione arteriosa possono indicare un cambiamento nel tono vascolare e/o nella resistenza. Due diverse funzioni possono avere la stessa deviazione media e standard ma raramente presenteranno la stessa asimmetria. Per esempio, una forma d'onda della pressione arteriosa nella quale i punti crescono velocemente nella sistole e scendono lentamente possono risultare come un incremento della vasocostrizione e aumenterebbero l'asimmetria. 
- La curtosi (una misura di quanto sono distribuiti i punti dati della pressione sotto forma di picchi ben definiti o piatti da una normale distribuzione, µ4ap)
I dati della pressione con elevata curtosi presentano incrementi e decrementi di pressione molto rapidi in relazione alla normale pressione di polso e possono essere associati direttamente con la compliance dei grandi vasi. 1) Un valore di curtosi elevato indicherà un picco distinto vicino alla media, con una caduta da lì in poi, seguita da una "coda" consistente. 2) Un valore di curtosi basso tende a indicare cha la funzione è relativamente piatta nella regione del picco e suggerisce un decremento del tono centrale, come spesso si nota, per esempio, nella vascolarizzazione neonatale. 
Khi (χ) MMHG to ml/battito
Prendendo in considerazione tutte queste variabili, l'algoritmo FloTrac valuta in continuo l'impatto del tono vascolare sulla pressione ogni 60 secondi. Il risultato dell'analisi è un fattore di conversione denominato χ (chi). Il fattore chi viene quindi moltiplicato per la deviazione standard della pressione arteriosa per calcolare il volume di eiezione in millilitri per battito. Questo volume di eiezione viene moltiplicato per la frequenza del polso per ottenere la portata cardiaca in litri per minuto.
Volume di eiezione (ml/battito) = σAP (mmHg)* χ (ml/mmHg)
Sviluppato con il Gold Standard clinico
Il fattore del tono vascolare χ (chi) è stato sviluppato in base ai principi dell'emodinamica vascolare, elaborazione avanzata del segnale della forma d'onda della pressione arteriosa e analisi comparativa con il Gold Standard clinico per la portata cardiaca per termodiluizione.
χ (chi) è stato modellato e confrontato su un'ampia gamma di valori di portata cardiaca, profili di pazienti, patologie e condizioni emodinamiche.
Da quando è clinicamente disponibile, il sistema FloTrac è stato convalidato su diverse tecnologie di portata cardiaca compresa la portata cardiaca per termodiluizione.
Non è necessaria la calibratura manuale
Altri dispositivi per la portata della pressione arteriosa (contorno impulso o potenza impulso) richiedono la calibratura in quando non sono in grado di correggere automaticamente il cambiamento del tono vascolare del paziente. L'algoritmo FloTrac, poiché regola continuamente il continuo cambiamento del tono vascolare del paziente, non richiede la calibratura manuale. Come componente della calibratura, χ corregge automaticamente i cambiamenti del tono vascolare con una complessa analisi della forma d'onda. Questa caratteristica inoltre elimina la necessità di un linea venosa centrale o periferica, richiesta come indicatore per metodi di diluizione utilizzati nella calibratura manuale.
Considerazioni tecniche
L'algoritmo FloTrac dipende dall'elevata affidabilità del tracciato della pressione. L'attenzione alle migliori pratiche nel monitoraggio della pressione è importante per: il priming per gravità, le sacche di pressione tenute a 300 mmHg, un adeguato volume di risciacquo della sacca EV, il dispositivo di arresto del sensore mantenuto a livello con l'asse flebostatico e i test periodici per lo scarico ottimale con un test dell'onda quadra. I kit del sensore FloTrac sono specificatamente configurati per ottimizzare la risposta della frequenza quindi l'aggiunta di ulteriori tubi della pressione o dispositivi di arresto è altamente sconsigliata.
Limitazioni
Per quanto riguarda questa pubblicazione, il sensore FloTrac è solo indicato per adulti e non è stato convalidato in pazienti con dispositivi di assistenza ventricolare o pompe con palloncini intraortici. I valori assoluti durante la rigurgitazione aortica possono variare sebbene il trend può risultare appropriato. Costrizioni periferiche severe durante gli stati di shock o episodi di ipotermia possono incidere sui valori in posizioni arteriose radiali e possono essere presi in considerazione i siti femorali durante questi episodi o inserzione di catetere nell'arteria polmonare.
Conclusioni
Edwards ha convertito la complessità e l'invasività tradizionalmente associate al monitoraggio della portata cardiaca in continuo nella semplicità di utilizzo di un solo catetere arterioso. La facilità di utilizzo del sistema FloTrac permette l'attuazione anticipata del monitoraggio del flusso nei pazienti in condizioni critiche. Ora i medici possono monitorare la portata cardiaca in qualsiasi paziente che richieda una linea arteriosa.
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Per uso professionale. Consultare le istruzioni per l’uso per informazioni complete sulla prescrizione, tra cui indicazioni, controindicazioni, avvertenze, precauzioni ed eventi avversi.
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