esCCO

A próxima geração de monitoramento hemodinâmico não invasivo

Redefina a qualidade do atendimento com o esCCO

A Nihon Kohden está redefinindo a qualidade do atendimento com uma tecnologia inovadora, o esCCO (estimated Continuous Cardiac Output), introduzindo informações hemodinâmicas avançadas em todos os níveis de atendimento, apesar do nível de invasividade.
O esCCO é uma nova tecnologia para determinar o débito cardíaco usando o tempo de trânsito da onda de pulso (PWTT), que é obtido a partir dos sinais de oximetria de pulso e ECG.
O desempenho de tendências do esCCO para rastrear alterações no débito cardíaco e no volume sistólico foi avaliado em estudos clínicos e sua precisão demonstrou ser relevante para uso clínico^{1, 2}.

Como o esCCO calcula o DC usando parâmetros de medição padrão, ele não requer técnicas ou consumíveis especiais. Com o esCCO, é possível fornecer o gerenciamento hemodinâmico ideal para pacientes que não puderam utilizar métodos invasivos devido ao custo ou à falta de recursos humanos.

esCCO para otimização de fluidos

Foi relatado que o gerenciamento ideal de fluidos com base em parâmetros volumétricos, como o volume sistólico e o índice cardíaco, pode melhorar o desfecho clínico do paciente, incluindo a redução do tempo de internação e da taxa de complicações^{3, 4}. Portanto, agora há uma demanda crescente por um método menos invasivo e mais eficiente para gerenciar as tendências hemodinâmicas e melhorar o atendimento ao paciente. O esCCO possui um modo não invasivo e fácil de usar, o que o torna uma ferramenta muito útil, compensando as deficiências de outros métodos atualmente disponíveis no mercado.

Informações Hemodinâmicas e volumétricas para todos os níveis de atendimento

O esCCO fornece informações sobre o débito cardíaco usando apenas parâmetros de sinais vitais comuns de ECG, SpO₂ e pressão arterial, sem necessidade de sensores adicionais ou treinamentos especiais. O monitoramento da tendência hemodinâmica estará disponível com o esCCO para todos os níveis de atendimento, não apenas durante cirurgias de grande porte, mas também em procedimentos de menor risco para pacientes que apresentem maior chance de sangramento ou qualquer estresse hemodinâmico. Além disso, o esCCO pode ser um índice confiável durante a administração de fluidos em vários cenários clínicos. A adição do esCCO ao monitoramento convencional do paciente pode levar à otimização do gerenciamento de fluidos, à diminuição do risco de complicações e, por fim, a um melhor resultado, incluindo a redução do tempo de internação.

Usos em potencial do esCCO

Monitoramento hemodinâmico após a remoção do cateter de termodiluição da artéria pulmonar ou transpulmonar.

Otimização hemodinâmica de pacientes que não são elegíveis para técnicas mais agressivas e arriscadas (por exemplo, cateter de artéria pulmonar)

Suporte no processo de tomada de decisão para o gerenciamento de fluidos direcionado por metas e muito mais.

Ferramenta de triagem para detecção precoce de deterioração súbita.

¹ Ishihara H, Okawa H, Tanabe K, Tsubo T, Sugo Y, Akiyama T, Takeda S. A New Non-Invasive Continuous Cardiac Output Trend Solely Utilizing Routine Cardiovascular Monitors. J Clin Monit Comput 2004; 18: 313–320.
² Yamada T, Tsutsui M, Sugo Y, Sato T, Akazawa T, Sato N, Yamashita K, Ishihara H, Takeda J. Multicenter Study Verifying a Method of Noninvasive Continuous Cardiac Output Measurement Using Pulse Wave Transit Time: A Comparison with Intermittent Bolus Thermodilution Cardiac Output. Anesth Analg. 2012 Mar 30
³ Wakeling HG et al. Intraoperative oesophageal Doppler guided fluid management shortens postoperative hospital stay after major bowel surgery. Br J Anaesth 2005; 95 : 634-42.
⁴ Mayer J et al. Goal-directed intraoperative therapy based on autocalibrated arterial pressure waveform analysis reduces hospital stay in high-risk surgical patients: a randomized, controlled trial. Crit Care 2010; 14: R18.

Princípio do esCCO

Tempo de trânsito de onda de pulso como uma tecnologia essencial para o esCCO

O tempo de trânsito da onda de pulso, PWTT, é definido como o tempo entre o pico da onda R do ECG e o ponto de elevação da onda de pulso. O ponto de elevação da onda de pulso é definido como o ponto em que a onda de pulso diferenciada atinge 30% de sua amplitude de pico¹⁾. O PWTT consiste em três intervalos: período pré-ejeção (PEP), tempo de trânsito da onda de pulso pela artéria elástica (T1) e tempo de trânsito da onda de pulso pelas artérias periféricas (T2) (Figura 1).

esCCO image 03 — Figura 1. Componentes da PWTT

O PEP reflete a contratilidade cardíaca e a pré-carga e encurta quando a contratilidade cardíaca e a pré-carga aumentam.
T1 depende da complacência arterial e encurta quando a pressão arterial aumenta. T2 reflete a resistência vascular à medida que os vasos sanguíneos se dilatam. Assim, com base nos vários elementos de gerenciamento hemodinâmico incluídos no PWTT, combinados com achados fisiológicos relacionados ao débito cardíaco (DC), estamos validando sua aplicação clínica.
Como resultado, foi feita uma tentativa inicial de inferir a pressão arterial a partir do PWTT. No entanto, ficou claro que as alterações no PWTT eram diferentes quando drogas agonistas cardiovasculares eram administradas.
Observou-se que o PWTT e o volume sistólico (SV) apresentam uma boa correlação mesmo quando as alterações na pressão arterial e no SV não coincidem durante a administração do medicamento (Figura 2).

esCCO image 04 — Figura 2. Comparação entre a pressão de pulso (PP), o tempo de trânsito da onda de pulso (PWTT) e o volume sistólico (ST) de um cão vira-lata anestesiado em condições de dinâmica de circulação variada. Os círculos●, triângulos▲ e quadrados ■ mostram os dados na administração de pentobarbital, na remoção de sangue e na administração de fenilefrina, respectivamente.

Fórmula do esCCO

A maioria dos dispositivos existentes para medição do débito cardíaco usa o método de contorno de pulso, que calcula o débito a partir da forma de onda da pressão arterial, como princípio de medição. Isso mostra que há uma boa correlação entre o volume sistólico (VS) e a pressão de pulso (PP) (Equação (1)).

VS = K × PP (1) K: uma constante

Além disso, no conceito básico do esCCO, o PWTT e o VS na Figura 2 estão em boa correlação, o que pode ser mostrado na equação (2).

VS = α' × PWTT ＋ β' (2) α': uma constante β': um coeficiente

A equação (2) pode ser expandida para a equação (3) usando a equação (1) para incluir o componente de conformidade K.

VS= K × ( α × PWTT + β ) (3) α: uma constante, β e K: coeficientess

Com base no exposto acima, o débito cardíaco é medido continuamente usando o PWTT, e o esCCO é obtido usando a equação (4).

CO = VS × FC = K × (α × PWTT + β) × FC = esCCO (4)

α: uma constante, β e K: coeficientes

Calibração do esCCO

esCCO obtains cardiac output from equation (4), which includes three coefficients (K, α and β).

esCCO = K × (α ×PWTT ＋β) ×FC (4)

Dos três coeficientes, α é uma constante (2) obtida de estudos anteriores. K e β são determinados pela entrada dos três valores (PWTT, PP e CO) calculados pelo monitoramento durante a calibração.
No entanto, o CO para calibração é obtido a partir de informações do paciente, o que permite a medição não invasiva, um dos maiores recursos do esCCO.

esCCO image 05 — Figura 3. Como calcular os coeficientes.

Referência
1) Sugo Y, UkawaT, Takeda S, Ishihara H, Kazama T, Takeda Z. 2010. A Novel ContinuousCardiac Output Monitor Based on Pulse Wave Transit Time. Conf Proc IEEE Eng MedBiol Soc. 2010: 2853-6.
2) Ishihara H, Okawa H, Tanabe K, Tsubo T, Sugo Y, Akiyama T, Takeda S. A New Non-Invasive Continuous Cardiac Output Trend Solely Utilizing Routine Cardiovascular Monitors. J Clin Monit, 2004; 18: 313–320.

Desempenho baseado em evidências

Em 2004, informamos que o esCCO tem uma alta correlação com o débito cardíaco contínuo (CCO).
Como realizamos vários testes clínicos, o relatório a seguir foi feito sobre a precisão e a capacidade de resposta, que são os principais pontos do desempenho da medição.

Precisão da medição

Em 2009, a eficácia do esCCO na aplicação prática foi avaliada em um estudo multicêntrico em 7 instalações no Japão e os resultados do estudo foram relatados em um artigo em 2012.

Estudo multicêntrico de verificação de um método de medição contínua não invasiva do débito cardíaco usando o tempo de trânsito da onda de pulso: uma comparação com o débito cardíaco de termodiluição por bolus intermitente
Autores: Yamada T, Tsutsui M, Sugo Y, Sato T, Akazawa T, Sato N, Yamashita K, Ishihara H, Takeda J. Reference: Anesth Analg 2012；115：82-6. July 2012, Vol.115, No.1.

Histórico

Many technologies have been developed for less invasive cardiac output monitoring. esCCO is one of the technologies that determine the cardiac output using PWTT. When used together with basic monitoring of ECG, SpO2, blood pressure using ECG electrodes, SpO2 probes, and cuffs, esCCO may be applicable for clinical circulatory monitoring for all patients, including low-risk patients. The efficacy of esCCO was evaluated using PWTT in a multi-institutional joint study.

Método

The study compared esCCO and cardiac output measured by intermittent bolus thermodilution (ICO) for 213 cases at 7 facilities in Japan (139 cases in ICU, 74 cases in OR). ECG, SpO₂ and invasive blood pressure were measured for all patients, and esCCO was calibrated once. For ICO measurement, cardiac output was measured once a day for ICU patients and hourly for OR patients, and just prior to removal of the pulmonary artery catheter for both ICU and OR patients.

ICO and esCCO were compared by correlation analysis and Bland-Altman analysis, and changes in bias over time were also evaluated.

Resultado

Correlation between esCCO and ICO
A total of 587 measurement points were obtained from 213 patients. The patient demographics are shown in Table 1.

	n	Age	Gender (M/F)	Height (cm)	Weight (kg)	BSA (㎡)
Total	213	65.1 ± 12.7	142/71	160.0 ±10.3	59.2 ±12.5	1.61 ±0.20

Table 1. Patient demographics

Correlation between esCCO and ICO was r = 0.79 (p<0.01) and bias ± precision was 0.13 ± 1.15 (L/min), which suggests that esCCO has a good measurement accuracy equivalent to ICO (Figure 4).

esCCO image 08 — Figure 4. Comparison between esCCO and ICO

The 95% confidence interval for mean bias between esCCO and ICO was 0.04 to 0.22. This was within the range of ±ｍｉｎ0.3 (L/min) which is considered acceptable for clinical use ³⁾.
To evaluate changes in bias over time, the data for the period after calibration in the OR group were divided into 5 intervals of 2 hours each. A significant difference was not found in the bias of these 5 intervals. (Welch's ANOVA p = 0.07)
Also, in the ICU group, the data after calibration were divided into 3 intervals of 24 hours each. A significant difference was not found in the bias of these 3 intervals. (Repeated-measures ANOVA P = 0.781) (Figure 5).

esCCO image 09 — Figure 5. Bias of OR group and 95% limits of agreement (left) and bias of ICU group and 95% limits of agreement (right)

Resumo

There was a strong correlation between esCCO and ICO and the bias was small. Bias change over time was also small.

Responsiveness

A comparison was reported in 2015 with a measurement method based on the invasive blood pressure waveform (APCO), which is widely used in many facilities to measure cardiac output.
Cardiac output by intermittent bolus thermodilution (ICO) was used as the basis for the comparison and the comparison of changes over time confirmed that the responsiveness was comparable to APCO.

Comparison of the ability of two continuous cardiac output monitors to measure trends in cardiac output: estimated continuous cardiac output measured by modified pulse wave transit time and an arterial pulse contour-based cardiac output device
Authors: Terada T, Oiwa A, Maemura Y, Robert S, Kessoku S, Ochiai R. Reference: J Clin Monit Comput. 2015 Sep 14.

Histórico

O transplante renal está associado a inúmeras anormalidades cardiovasculares, aumentando o débito cardíaco e diminuindo a pressão arterial e a resistência vascular. Portanto, o monitoramento perioperatório desses parâmetros é crucial para os pacientes de transplante renal.

Este estudo comparou o esCCO, o débito cardíaco medido por termodiluição intermitente em bolus (ICO) e o débito cardíaco baseado na pressão arterial (APCO), que se baseia na observação da forma de onda da pressão arterial.

Método

Pacientes adultos agendados para transplante renal e capazes de fornecer consentimento informado foram incluídos na avaliação no Toho University Omori Medical Center.

O ECG, a SpO₂ e a pressão arterial invasiva foram medidos em todos os pacientes.

O ICO, o esCCO e o APCO foram medidos nos seguintes quatro momentos: após a indução da anestesia, antes do início da sutura do rim transplantado, antes do clampeamento arterial (revascularização arterial) e no final da cirurgia.

Os resultados de cada algoritmo foram comparados por meio de análise de correlação, análise de Bland e Altman e análise de Polar Plot.

Resultado

A tendência angular média do esCCO e do ICO foi de -1,8°, e os limites radiais de concordância foram de ± 37,6°. (Figura 6. Esquerda).

A tendência angular média da APCO e da ICO foi de -3,3°, e os limites radiais de concordância foram de ± 42,2°. (Figura 6. Direita).

Assim, podemos dizer que a correlação, a tendência e a capacidade de tendência entre o esCCO e o ICO são comparáveis àquelas entre o APCO e o ICO.

esCCO image 06 — Figura 6. Gráfico polar da esCCO e da ICO-esquerda Gráfico polar da APCO e da ICO-direita

Um relato de caso (Figura 7) mostra que a capacidade de tendência do esCCO é comparável à do APCO.

Homem de 31 anos, com altura de 180 cm e peso de 93,8 kg.
Os valores medidos de APCO e esCCO, respectivamente, foram 6,5 L/min e 4,7 L/min após a indução da anestesia, 7,3 L/min e 6,5 L/min antes do início da sutura do rim enxertado, 14,3 L/min e 12,0 L/min antes do clampeamento da artéria (reperfusão da artéria) após o desafio de fluido e 7,4 L/min e 7,4 L/min no final da cirurgia.

Resumo

A capacidade de tendência do esCCO é clinicamente aceitável e comparável à análise da forma de onda da pressão arterial.

Referências
1) Ishihara et al. 2004. A new non-invasive continuous cardiac output trend solely utilizing routine cardiovascular monitors. J Clin Monit, Dec, 18: 313-320.
2) Lawrence C. Siegel, Maeve M. Hennessy, Ronald G. Pearl. 1996. Delayed Time Response of the Continuous Cardiac Output Pulmonary Artery Catheter. Anesth Analg

PERGUNTAS FREQUENTES

O esCCO é uma nova tecnologia para determinar o débito cardíaco de forma contínua e não invasiva. Esta é uma página de perguntas frequentes para as perguntas mais frequentes que recebemos.

Crianças e recém-nascidos podem ser medidos?

Sim, mas não é recomendado, pois não temos evidências clínicas.

A medição do esCCO não foi validada em neonatos. As características vasculares dos neonatos geralmente são diferentes das dos adultos, portanto, as características de propagação da onda são afetadas.
Para crianças, ao realizar a calibração de CO usando informações do paciente, como os dados pediátricos não são incluídos nos dados ao determinar a equação de regressão, o valor do esCCO pode ser superestimado.

A sonda do oxímetro de pulso pode ser fixada em um dedo do pé ou em uma orelha?

Sim, mas isso não é recomendado, pois não temos evidências clínicas.

Como o PWTT depende do comprimento do vaso sanguíneo e de sua complacência, o PWTT pode variar dependendo do local de fixação. O esCCO atual é avaliado principalmente nos dedos das mãos e não foi validado nos dedos dos pés ou nas orelhas.
Preste atenção se o local de fixação da sonda for alterado de um dedo para um dedo do pé ou para uma orelha durante a medição do esCCO, pois o PWTT muda e o valor do esCCO será significativamente alterado.

Quando a calibração deve ser feita?

Recomenda-se a calibração após a indução da anestesia.

A avaliação da eficácia do esCCO é confirmada por uma comparação com as medições invasivas de CO iniciadas principalmente após a indução da anestesia.
Antes da indução da anestesia, o paciente está nervoso, a pressão arterial está alta e a frequência cardíaca está acelerada, portanto, a calibração nessa situação tende a resultar em valores excessivos de esCCO.
Além disso, durante a indução da anestesia, a sonda tende a se mover devido à respiração e aos movimentos do corpo, o que pode impedir a detecção estável da onda de pulso, e a calibração pode ser difícil.
A pressão arterial e a frequência cardíaca são relativamente estáveis após a indução da anestesia, portanto, a PWTT é estável, facilitando a calibração.

Portanto, recomenda-se a calibração após a indução da anestesia.

Quando é necessária a recalibração?

Recomendamos recalibrar quando o valor de esCCO mudar significativamente, por exemplo, nas seguintes situações em que a correlação entre PWTT e SV muda significativamente a partir do momento da calibração.

ECG: alteração na indução de ECG, formato do QRS alterado significativamente.
Outros: quando o local de fixação dos sensores de frequência cardíaca e de onda de pulso é alterado devido a uma mudança na posição do corpo do paciente (posição voltada para cima para a posição lateral) ou após um bypass cardiopulmonar (CPB) ou substituição da válvula cardíaca.

Quando o esCCO não é aplicável?

As seguintes situações e casos são considerados inaplicáveis.

Cirurgia cardíaca: o esCCO mede o débito cardíaco com base no PWTT. Em um coração doente, pode ocorrer uma situação em que não é possível obter um PWTT estável, ou o PWTT não pode ser medido devido ao estresse no coração ou no sistema macrovascular.
Casos em que o eletrocautério é usado com frequência: o ruído do eletrocautério afeta o ECG, impossibilitando a medição da PWTT.
Outras limitações, como o fato de que a estimulação não é permitida, estão contidas nos manuais de operação.