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Princípio do 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 vasculares⁽¹⁾. Com base neste princípio, o esCCO é calculado pela seguinte equação:

esCCO = K × (α × PWTT + β) × FC

Onde α é uma constante definida experimentalmente por estudos clínicos. Enquanto isso, as constantes K e β precisam ser individualizadas para cada paciente.

Definição dos componentes de tempo do PWTT

Definimos o PWTT como o tempo medido a partir do pico da onda R do ECG até o ponto de ascensão da onda de pulso da 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 isométrica, 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 musculares ⁽²⁾. 
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⁾

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 por meio de estudo em animais ⁽¹⁾. Neste estudo com animais, a relação entre o PWTT e o SV foi avaliada em diferentes condições de dinâmicas de circulação, 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 estudo⁽²⁾.

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

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

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

1. Fenilefrina
Apesar de descobertas inconsistentes terem sido relatadas sobre a correlação entre o SV e a pressão arterial na administração de fenilefrina⁽³⁾, 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 o SV. 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.

Referências

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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