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Princípio do esCCO

Principle of esCCO

O princípio do esCCO é uma correlação inversa entre o volume sistólico (SV) e tempo de trânsito da onda do pulso (PWTT). Essa correlação foi confirmada por experimentos clínicos e análise de dados e a precisão da estimativa de SV baseada no PWTT mostrou-se ser menos afetada pela administração de drogas, incluindo agentes vasculares1). Com base neste princípio, o esCCO é calculado pela seguinte equação:
esCCO = K × (α × PWTT + β) × HR
Onde α é um valor fixo que foi decidido experimentalmente pelos estudos clínicos do esCCO anteriores. Enquanto isso, as constantes K e β precisam ser individualizadas para cada paciente.

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Definimos o PWTT como o tempo medido a partir do pico da onda R do ECG para o ponto de ascensão da onda de pulso SpO2. O PWTT consiste nos seguintes três componentes de tempo.

  1. PEP: Período de pré-ejeção incluindo o retardo eletromecânico no início da sístole e do tempo de contração isométrico, com a onda R do ECG como ponto de partida
  2. T1: O tempo que leva para a onda de pulso se deslocar da aorta através das artérias elásticas para as artérias musculares2. T1: O tempo que leva para a onda de pulso se deslocar da aorta através das artérias elásticas para as artérias musculares
  3. T2: O tempo que leva para que a onda de pulso se deslocar da artéria muscular para a outra área periférica distal da medição SpO2.3)4)

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Como a relação entre o SV e PWTT permanece constante?

O PEP é afetado pela contratilidade cardíaca, pré-carga e pós-carga, e é reduzida à medida que o volume sistólico (SV) aumenta. Nos vasos periféricos com diâmetro pequeno, a velocidade de propagação da onda de pulso é reduzida por causa do impacto da viscosidade que se torna dominante. Quando não há alteração no diâmetro vascular, o T2 é menos afetado pela viscosidade. No entanto, a viscosidade pode ter uma influência dominante no T2 quando o diâmetro vascular é menor, portanto, o T2 é afetado pelo diâmetro vascular. Como o diâmetro vascular determina a resistência vascular, assumimos que o T2 é afetado pela resistência vascular. Considerando a relação entre o SV e o T2, ele é reduzido à medida que o SV aumenta devido à vasodilatação com o diâmetro vascular aumentado.

A relação entre o SV e a pressão arterial pode ser alterada quando a pressão arterial é afetada pela resistência vascular. No entanto, no curso da propagação da onda de pulso através dos vasos, a relação entre o SV e o PWTT permanece constante, mesmo quando a relação entre o SV e a pressão arterial muda. Quando a pressão arterial é aumentada devido à constrição vascular e não há alteração no SV, o T1 é reduzido como um resultado do aumento da pressão arterial associada com o aumento da resistência vascular. Ao mesmo tempo, o T2 é aumentado à medida que a velocidade de propagação é diminuída devido à vasoconstrição periférica. Portanto, a redução do T1 é compensada pelo aumento no T2 e não há mudança na relação entre o SV e o PWTT. Além disso, neste caso o PEP é aumentado devido ao aumento da pós-carga, portanto, o aumento do PEP também compensa a diminuição no T1.

Conforme descrito acima, na medição do PWTT usando a onda de pulso periférica do SpO2 e o ECG, a relação entre o PWTT e o SV permanece constante e a relação é menos afetada pela resistência vascular.

1) Sugo Y, Ukawa T, Takeda S, Ishihara H, Kazama T, Takeda Z. A Novel Continuous Cardiac Output Monitor Based on Pulse Wave Transit Time. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2010; 2853-6

Impacto da medicação na relação entre o PWTT e o SV

O impacto da medicação na direção da alteração no volume sistólico (SV), do PWTT e de cada componente de tempo do PWTT com base em estudo clínico e animal foi avaliado no estudo em animais1). Neste estudo animal, a relação entre o PWTT e o SV foi avaliada em diferentes condições de dinâmicas de circulação variadas; a administração do pentobarbital, remoção de sangue e administração de fenilefrina (Figura 1)1). O SV foi medido com um fluxômetro eletromagnético.
A Tabela 1 resume os resultados do estudo2).

Figura 1. Relação entre o SV e o PWTT em dinâmicas de circulação variadas

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Tabela 1. Impacto das drogas nos componentes de tempo do PWTT

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1. Fenilefrina
Apesar de descobertas inconsistentes terem sido relatadas sobre a correlação entre o SV e a pressão arterial na administração de fenilefrina3), o SV e o PWTT foram inversamente correlacionados no estudo. O T1 é alterado dependendo da pressão arterial, mas esta alteração foi compensada pelo T2 e a correlação inversa entre o SV e o PWTT foi mantida.

2. Dobutamina/ pentobarbital
A direção da alteração do SV e da pressão arterial foi a mesma, e o SV e o PWTT foram inversamente correlacionados na administração de dobutamina e pentobarbital.
- Dobutamina: O T1 foi inversamente correlacionado com a pressão arterial e o PEP foi inversamente correlacionado com oSV. Não houve alteração no T2.
- Pentobarbital: Enquanto o T1 foi inversamente correlacionado com a pressão arterial e o T2 foi inversamente correlacionado com o SV, o PEP foi positivamente correlacionado com o SV. Assumimos que isso ocorreu porque a pressão de contração isométrica (ICP) e a pré-carga devido à queda da pressão arterial diminuíram ao mesmo tempo, o que não foi validado

3. Propranolol
Ao administrar propranolol, houve uma alteração no SV, mas não na pressão arterial, e o SV e PWTT foram inversamente correlacionados. O PEP foi inversamente correlacionado com o SV. Não houve alteração no T1, uma vez que não houve alteração na pressão arterial. Além disso, não houve alteração no T2.

1) Sugo Y, Ukawa T, Takeda S, Ishihara H, Kazama T, Takeda Z. 2010. A Novel Continuous Cardiac Output Monitor Based on Pulse Wave Transit Time. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2010: 2853-6

2) Sugo Y., 2013. ‘A Novel Continuous Cardiac Output Monitor Utilizing ECG and SpO2 Pulse Wave’. Proceedings of Life Engineering Symposium

3) Meng L, Cannesson M. et al. The impact of phenylephrine, ephedrine, and increased preload on third-generation Vigileo-Flotrac and esophageal Doppler cardiac output measurement. Anesth Analg 2011; 113:751-757

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