Advanced Hemodynamic monitorin

1Advanced Hemodynamic monitoringผศ. พญ.นุชนารถ บุญจึงมงคลผศ. พญ. ตันหยง พิพานเมฆาภรณhemodynamic monitoring เปนอุปกรณเฝาระวังที่มีบทบาทสําคัญที่ใชในระหวางการดูแลผูปวย โดยมีหนาที่หลักสําคัญ 2 ประการ ไดแก ชวยในการวินิจฉัยกรณีที่มีการเปลี่ยนของระบบไหลเวียนโลหิต และ การประเมินการตอบสนองของผูปวยตอการรักษาที่ใหสําหรับอุปกรณเฝาระวังที่มีอยูในปจจุบันมีตั้งแต อุปกรณขั้นพื้นฐาน ไปจนถึงอุปกรณที่มีความซับซอนและ เปนชนิด invasive ทั้งนี้การเลือกใชอุปกรณตางๆ ควรคํานึงถึง อาการทางคลินิกและพยาธิสภาพของผูปวย ตลอดจนสถานที่ที่ใหการดูแลผูปวยรายนั้นๆ สําหรับในหัวขอนี้จะกลาวถึงชนิดของอุปกรณเฝาระวัง และ การประยุกต parameter ใหมๆ ที่มีการนํามาใชในปจจุบัน ไดแกการประเมินการตอบสนองตอการใหสารน้ํา ,อุปกรณสําหรับการวัด cardiac output, การประเมินโดยใชคา venous oximetryการวัดการตอบสนองของผูปวยตอการใหสารน้ํา (Fluid responsiveness)Systolic pressure variation (SPV)ในผูปวยที่ไดรับการใสเครื่องชวยหายใจจะพบวาการเปลี่ยนแปลงของคาความดัน systole ที่สัมพันธกับชวงเวลาของการหายใจนั้น ถาวัดความแตกตางระหวางคาสูงสุด และต่ําสุดของความดัน systole ในระหวางการหายใจเขาและออกตามลําดับ เรียกการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้วา systolic pressure variation โดยคาความแตกตางของ systolic pressure นั้นจะถูกแบงเปน 2 สวน ไดแก1. up ( delta up ) ซึ่งนับตั้งแตชวงแรกของการหายใจเขาซึ่งความดัน systole เริ่มมีคาสูงขึ้นจนกระทั่งมีคาสูงที่สุด โดยเปรียบเทียบกับคาความดันในชวงสิ้นสุดการหายใจออก(end expiration) เนื่องจากในระหวางการหายใจเขาพบวาความดันในชองอกเพิ่มขึ้นจะทําใหเลือดถูกบีบออกจาก right ventricle (RV) ไปยังปอดและหัวใจหองซายเพิ่มขึ้น จะพบวาเลือดที่ออกจากหัวใจหองซายมีปริมาณมากขึ้น( left ventricular output )2. down (delta down) มีการลดลงของความดัน systole เมื่อเปรียบเทียบกับคาความดันในชวง end –expiration เกิดเนื่องจากการไหลของหลอดเลือดดําเขาสูหัวใจ(venousreturn ) ลดลง ซึ่งพบไดในระยะเวลาสั้นๆโดยปกติคาของ systolic pressure variation ในผูปวยที่ใสเครื่องชวยหายใจไมควรเกิน 10 มม.ปรอท โดยคา down นาจะสัมพันธโดยตรงกับภาวะพรองน้ํา (hypovolemia)

และอาจใชสําหรับการทํานายการตอบสนองของผูปวยตอการใหสารน้ํา (fluid responsiveness)ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของ up อาจจะไมมีความสัมพันธกับภาวะดังกลาวเลย อยางไรก็ตามในกรณีผูปวยที่มีการเปลี่ยนของ up ชัดเจนอาจบอกไดวาผูปวยรายนั้นมีภาวะสารน้ําเกิน(hypervolemia) หรือ มีภาวะ left ventricular dysfunctionPulse pressure variationเปนคาความแตกตางระหวาง pulse pressure ที่มากที่สุด และ นอยที่สุดในระหวางการชวยหายใจ 1 ครั้ง หารดวยคาเฉลี่ย (mean) ของ pulse pressure ทั้งสองคา โดยคาpulse pressure variation จะประโยชนกวา systolic pressure variation ในการบอกภาวะ fluidresponsiveness เนื่องจากคาดังกลาวจะสัมพันธกับคาของ left ventricular stroke volumeโดยตรง นอกจากนี้ยังถือวาเปนคาที่ดีสุดที่ชวยบอกถึง fluid responsiveness โดยเฉพาะในผูปวยที่ไดรับการรักษาดวย positive end expiratory pressure (PEEP) ซึ่งอาจมีคา pulsepressure variation เพิ่มขึ้นไดการเปลี่ยนแปลงของคา pulse pressure variation อาจจะสามารถแยกผูปวยที่กลุม responder ออกจาก nonresponder โดยมี sensitivity และ specificity ประมาณ 94 และ96 %ตามลําดับ กรณีที่พบการเปลี่ยนแปลงของ up อยางมาก หรือผูปวยที่มีภาวะ rightventricular infarction การพิจารณาคา pulse pressure variation อาจจะไมสามารถทํานายภาวะ fluid responsiveness ไดStroke volume variation (SVV)หลักการเคียงใกลเคียงกันกับ pulse pressure variation คือ คาความแตกตางระหวาง stroke volume ที่มากที่สุด และ นอยที่สุดในระหวางการชวยหายใจ 1 ครั้ง หารดวยคาเฉลี่ย (mean) ของคา stroke volume ทั้งสอง เปนคาที่ sensitive ที่จะบอกถึงภาวะ fluidresponsiveness ในระหวางการไดยาระงับความรูสึก และ สัมพันธกับการเปลี่ยนแปลงของคาcardiac output หลังจากที่ใหสารน้ําไปแลวอยางรวดเร็วการประเมินโดยใชคา SVV จะบอกภาวะ fluid responsiveness ในผูปวยที่มีการทํางานของหัวใจปกติ ไดดีกวาผูปวยที่มี ejection fraction ต่ําตั้งแตกอนผาตัด และผูปวยที่มีขนาดของ left ventricle end diastolic area ใหญในระหวางการผาตัด เนื่องจากผูปวยเหลานี้จะมีการเปลี่ยนแปลง up อยางชัดเจน ซึ่งจะไมสัมพันธกับภาวะ fluid responsiveness โดยตรงโดยสรุปพบวาการประเมินการตอบสนองของ fluid responsiveness โดยดูจากการเปลี่ยนแปลงของ คา systolic pressure variation, pulse pressure variation และ strokevolume variation จะเปนไปในทิศทางเดียวกัน และมีความสัมพันธกับการเปลี่ยนแปลงของparameter อื่นๆ เชน การศึกษาปริมาณของ aortic blood flow, การวัดการเปลี่ยนแปลงของ2

หลอดเลือด inferior vena cava เปนตน อยางไรก็ตามคาดังกลาวมีประสิทธิภาพในการประเมินการตอบสนองของผูปวยตอการใหสารน้ําไดดีกวาการใชประเมินคา filling pressure เชน CVPหรือ คา pulmonary capillary wedge pressure เปนตนCardiac output monitoringpulmonary artery catheter ไดถูกนํามาใชตั้งแต ป 1970 และ เปนอุปกรณชนิดแรกที่ใชสําหรับการวัดปริมาณ cardiac output เนื่องจากอุปกรณนี้มีขอจํากัดหลายอยางทําใหปจจุบันมีการพัฒนาอุปกรณที่เปน less invasive และ noninvasive เพื่อทดแทนการใชpulmonary artery catheter สําหรับติดตามการเปลี่ยนแปลงในผูปวยที่มารับการผาตัดโดยเฉพาะmajor surgery และผูปวยหนัก (critical patients)อุปกรณที่ใชสําหรับการวัด cardiac output ที่ดีควรมีลักษณะดังตอไปนี้ ไดแกมีความนาเชื่อถือ , การวัดคาอยางตอเนื่อง, noninvasive, ไมจําเปนตองอาศัยผูเชี่ยวชาญสําหรับการตรวจ (operator independent) , วัดการเปลี่ยนแปลงไดอยางรวดเร็ว (beat to beat) ปจจุบันมีอุปกรณหลายชนิดที่สามารถวัดปริมาณของ cardiac output ได โดยแบงตามระดับของความinvasive ของอุปกรณ ไดแกInvasive thermodilution technique1. Pulmonary artery catheterอาศัยหลักการของ thermodilution โดยวัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของเลือดภายในปอดในชวงเวลาหนึ่ง สามารถวัดเปนครั้งคราว (intermittent) และ วัดแบบตอเนื่อง(continuous) ซึ่งมีการติดตั้ง thermistor ที่สายของ pulmonary artery catheter และสามารถเพิ่มอุณหภูมิได จากนั้นระบบจะวัดความแตกตางของอุณหภูมิ และคํานวณการเปลี่ยนแปลงของcardiac output อยางตอเนื่อง นอกจากนี้ยังสามารถวัดคา right ventricular ejection fraction(RVEF) และ right ventricular end diastolic volume (RVEDV) , pulmonary artery pressureและ mixed venous oxygen saturation (SVO2) อยางไรก็ตามอุปกรณนี้อาจทําใหเกิดภาวะแทรกซอนมากมายและยังมีการถกถียงกันเมื่อเปรียบเทียบกับประโยชนที่ผูปวยจะไดรับดังนั้นอุปกรณนี้จึงถูกจํากัดไวใชสําหรับผูปวยบางกลุมเทานั้น เชน ผูปวยที่มีการทํางานของหัวใจลมเหลว หรือมีภาวะปอดบวมน้ํา เปนตน และจําเปนตองอาศัยผูที่มีความชํานาญในการใสสายและการแปลผล2. Transpulmonary thermodilution cardiac outputจะใช arterial thermodilution สําหรับวัด stroke volume และ cardiac outputซึ่งจะใส arterial thermistor tipped catheter ไวในหลอดเลือด femoral artery ,axillary arteryหรือ brachial artery รวมกับการใช central venous catheter เพื่อใชสําหรับการฉีดน้ําเย็น ใช3

สําหรับการวัดเปนครั้งคราว สําหรับประสิทธิภาพของอุปกรณชนิดนี้ใกลเคียงกับ pulmonaryartery catheter และถือวาเปนอุปกรณชนิด invasive และโอกาสเกิดภาวะแทรกซอนนอยกวาและใชไดบอยกวา pulmonary artery catheter ในกรณีที่ตองการคาสายไวนาน3. Lithium dilution cardiac outputใชหลักการของ dye dilution โดยการฉีด lithium chloride ทางหลอดเลือดดําโดยไมจําเปนตองใหทาง central venous catheter จากนั้นระบบจะทําวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงของ lithium ในเลือดในหนึ่งหนวยเวลาจากการดูดเลือดที่ sensor ที่ติดไวที่peripheral arterial catheter โดยวิธีนี้จะมีความถูกตองในกรณีที่เลือดที่ผาน sensor มีปริมาณคงที่ และ indicator ไมมีการสูญหายไปในบริเวณที่ทําการฉีด และตําแหนงของ sensorMinimally invasive continuous arterial pulse waveform analysisในปจจุบันมีอุปกรณ 3 ชนิดที่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของ cardiac outputอยางตอเนื่องโดยวิเคราะหจาก arterial waveform ไดแก Vigileo/ Flotrac ,PiCCO และLiDCO4. Noncalibrated arterial pressure –based cardiac outputVigileo / FloTrac system จะใช pressure transducer ชนิดพิเศษ (FloTrac) ตอเขากับ peripheral arterial catheter ที่บริเวณ radial artery ,brachial artery และ femoralartery โดยไมจําเปนตอง calibration ซึ่งจะทําการวิเคราะห arterial waveform และขอมูลตางๆของผูปวย รวมถึงคํานวณปริมาณของ cardiac output ทุกๆ 20 วินาที โดยคํานวณจากคาstroke volume ที่ได และ อัตราการเตนของหัวใจของผูปวย อยางไรก็ตามวิธีนี้มีขอจํากัดหลายประการ ไดแก ปจจัยที่มีผลตอ vascular tone เชน ผูปวยที่รับการรักษาดวยยา inotrope หรือvasopressor , คุณภาพของของ arterial waveform หรือ arrhythmia เปนตน อาจทําใหคาที่ไดไมถูกตองนัก5. Calibrated continuous arterial pulse contour cardiac outputเปนอุปกรณที่จําเปนตองทําการ calibration กอนการใช และทําการวิเคราะหstroke volume จากสวนของ systolic phase ของ arterial pressure waveform สําหรับ pulsecontour cardiac output system ( PiCCO) และอาศัยหลักการของ transpulmonarythermodilution ในขณะที่ Lithium indicator dilution cardiac output (LiDCO) โดยใช lithiumdilution สําหรับการ calibration และทั้งสองวิธีตองการการทํา calibration เปนระยะ โดยเฉพาะในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงของ vascular compliance เชน ผูปวยที่มีภาวะ sepsis หรือ ในระหวางผาตัดหลังจากการทํา cardiopulmonary bypass เปนการวัดคา cardiac output อยางตอเนื่อง ขอจํากัดการใชอุปกรณนี้เชนเดียวกันกับ Vigeleo / Flotrac system4

Less invasive techniqueปจจุบันไดมีการพัฒนาอุปกรณหลายชนิด ที่มีลักษณะของ less invasive หรือnoninvasive อุปกรณเหลานี้ ไดแก6. Transesophageal aortic doppler ultrasoundการคํานวณ cardiac output โดยการวัดความเร็วของเลือดทีอยูภายในหลอดเลือด descending aorta โดยใช Doppler probe และสามารถคํานวณหาคา stroke volumeอยางไรก็ตามขอจํากัดของวิธีนี้ ไดแก ไมสามารถใชในผูปวยที่ความผิดปกติของหลอดอาหาร(esophageal disorder) ที่ปญหาของการรับสัญญาณ, จําเปนตองปรับตําแหนงของ probe เปนระยะ ,ตองอาศัยผูที่มีความเชี่ยวชาญ ,ในระหวางทําผาตัดบริเวณ aorta อาจจะประเมินผลไดยาก, และมักจะทําไดในระหวางผาตัดและผูปวยไดรับการใสทอชวยหายใจเทานั้น นอกจากนี้ไมสามารถใชรวมกับ transesophageal echocardiography7. Transesophageal echocardiographyสามารถวิเคราะหหา cardiac output โดยดูการเปลี่ยนแปลงจากขนาดของ leftventricle ในชวงทายของ systole และ diastole หรือ วัดโดยใช Doppler flow บริเวณ ลิ้น aorticหรือ บริเวณ left หรือ right ventricular outflow tract ซึ่งสามารถวัดความเร็วและพื้นที่หนาตัดบริเวณที่เลือดไหลผาน โดยสามารถประเมินในระหวางและหลังผาตัดได นอกจากนี้ยังชวยในการวินิจฉัยภาวะที่หัวใจมีการบีบตัวผิดปกติ( wall motion abnormality) ,ประเมินการทํางานของventricle ไดในระหวางผาตัด อยางไรก็ตามเครื่องมือนี้ตองอาศัยผูใชที่มีความชํานาญ และเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพดี รวมถึงภาวะแทรกซอนที่อาจเกิดขึ้นไดจากการใส TEE probe8. Pulse dye densitometryโดยการฉีดสี indocyanine green เขาทางหลอดเลือดดํา แลวอาศัยเครื่องมือที่ติดบริเวณปลายนิ้ว ซึ่งดัดแปลงมากจาก pulse oximetry เพื่อวิเคราะหปริมาณของ indocyaninegreen ในหลอดเลือดดํา อยางไรก็ตามภาวะที่เลือดไปเลี้ยงนอย หรือมีการหดตัวของของหลอดเลือด ,ผูปวยมีการเคลื่อนไหว,แสงที่สวางจา อาจจะไดคาที่ไมถูกตอง9. Bioimpedance cardiographyการกระตุนรางกายดวยกระแสไฟฟาที่ต่ําและคงที่ โดยการวางเครื่อง electricalbioimpedance ไวบริเวณทรวงอก และ วิเคราะหหาคาความตานทานของทรวงอกที่เปลี่ยนแปลงไป ทําใหสามารถหาคา stroke volume ไดอยางตอเนื่อง อยางไรก็ตามคาที่ไดเปรียบเทียบกับthermodilution อาจไดผลที่ไมแนนอน และขอจํากัดของการใชอุปกรณนี้ ไดแก ผูปวยที่มีหนาอกผิดปกติ ,ผูปวยที่มีภาวะ pulmonary edema หรือ intracardiac shunt หรือมีลิ้นหัวใจที่ผิดปกติอาจจะมีผลตอคาที่วัดได5

610. Partial carbon dioxide rebreathingคือ noninvasive cardiac output monitoring (NICO) system ซึ่งใชหลักการของFick method โดยใชการวิเคราะหปริมาณ ของ carbon dioxide แทน แลวจําลองใหเกิด ภาวะrebreathing เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงของ carbon dioxide ที่ถูกกําจัดออก และความแตกตางของcarbon dioxide content การวิเคราะหคา CO2 โดยใชเครื่อง mainstream และ airflow sensorทําใหสามารถคํานวณปริมาณของ CO2 ภายในรางกายและ ในเลือดแดง เปนวิธีที่สามารถประเมิน cardiac output ไดคอนขางแมนยําและถูกตอง ขอจํากัดของวิธีนี้ ไดแก ใชไดเฉพาะในผูปวยที่ใสทอชวยหายใจเทานั้น หรือ ผูปวยที่มีปญหาของปอดอาจจะไดคาที่ไมถูกตองVenous oximetryMixed venous oxygen saturation (SVO2)ในการรักษาผูปวยหนักในระยะเริ่มแรก มักติดตามการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณชีพ, ปริมาณของปสสาวะ, คา filling pressure เชน central venous pressure ,pulmonarycapillary wedge pressure เปนตน เพื่อประเมินการตอบสนองตอการรักษา อยางไรก็ตามแมคาตางๆ เหลานี้ จะอยูในเกณฑปกติ อาจพบวามีผูปวยจํานวนหนึ่งที่เกิดภาวะ global tissuehypoxia ซึ่งบงบอกวาผูปวยกลุมนี้อาจมีระบบไหลเวียนโลหิตที่ผิดปกติจนทําใหเกิดความผิดปกติในระดับเซลลตามมา ในกรณีที่ไมไดรับการแกไขอาจจะนําไปสูการทํางานของอวัยวะตางๆในรางกายลมเหลว คา mixed venous oxygen saturation (SVO2) เปนคาหนึ่งที่แสดงถึงความสมดุลของรางกายระหวางความตองการออกซิเจน( oxygen consumption) และ การสงออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อตางๆ (oxygen delivery) ซึ่งคาปกติจะเทากับ 75 % คาดังกลาวจะแปรผันตรงกับคา cardiac output, ระดับ hemoglobin และ oxygen saturation และแปรผกผันกับคาoxygen delivery สําหรับการเปลี่ยนแปลงของคา SVO2 มีความสําคัญมากเนื่องจากพบวาถาคาSV02 ลดลงเหลือ 50 % จะตรวจภาวะ lactic acidosis และ ถาคา < 25% เนื้อเยื่อตางๆอาจตายได อยางไรก็ตามการหาคา SVO2 มีขอจํากัดหลายประการ เชน ตองดูดเลือดจาก pulmonaryartery catheter ( PAC) มาตรวจ ,ปลายสายควรอยูในตําแหนงที่เหมาะสม, เครื่องมือตองไดรับการ calibration ที่ถูกตอง เปนตน ดังนั้นจึงมีการศึกษาคาของ central venous oxygensaturation (ScVO2) โดยปจจุบันจึงมีการศึกษาโดยใชการดูดเลือดจาก central venouscatheter เพื่อวิเคราะหหาปริมาณของออกซิเจนที่ถูกนําใชไปจากเลือดดําที่กลับจากสวนบนของรางกาย ไดแก SVC และสมองความสัมพันธระหวาง ScVO2 และ SVO2SVO2 เปนเลือดที่ดูดจาก pulmonary artery catheter ซึ่งเปนเลือดที่กลับมาจากสวนตางๆของรางกายทั้งหมด ซึ่งโดยปกติพบวาปริมาณ oxygen saturation ในหลอดเลือด

7inferior vena cava จะสูงกวา ในหลอดเลือด superior vena cava ดังนั้นคา SVO2 จึงมีคาสูงกวา ScVO2 ประมาณ 2-3% หรืออาจจะแตกตางกันถึง 5-18% อยางไรความสัมพันธนี้อาจเปลี่ยนแปลงไปในผูปวยที่ไดรับยาระงับความรูสึก, ผูปวยบาดเจ็บที่ศีรษะ หรือผูปวยที่อยูในภาวะshock อาจพบวาคา SVO2 มีคาลดลงได เนื่องจากปจจัยที่อาจมีผลเปลี่ยนแปลงปริมาณเลือดที่ไปเลี้ยงสมอง หรือการที่ metabolism ของสมองลดลง ดังนั ้นคา ScVO2 อาจมีคาสูงกวา SVO2ถึง6 % แมวาปจจุบันยังเปนที่ถกเถียงกันถึงการใชคา ScVO2 แทนคา SVO2 เนื่องจากคาทั้งสองจะคอนขางใกลเคียงกันในภาวะปกติ และอาจจะเกิดความแตกตางกันจากสาแหตุที่กลาวไวขางตน อยางไรก็ตามในกรณีที่รางกายมีพยาธิสภาพเกิดขึ้นการเปลี่ยนแปลงของคาทั้งสองก็ยังคงมีความสัมพันธในทิศทางเดียวกัน และการประเมินโดยใชคา ScVO2 นาจะสามารถบอกความสัมพันธระหวาง oxygen supply และ demand ของรางกายไดคราวๆ โดยพบวาถาระดับของ ScVO2 มากกวา 70 % พบวาผูปวยมีอัตราการเสียชีวิตนอยกวา อยางมีนัยสําคัญ ทั้งนี้ควรพิจารณารวมกับคา mean arterial pressure (MAP) และ central venous pressure (CVP)ปจจุบันมีการศึกษาและใช ScVO2 สําหรับติดตามการรักษาผูปวย sepsis หรือ septic shockและในผูปวยที่มารับการผาตัด major surgeryเอกสารอางอิง1. Perel A, Preisman S., and Berkenstadt H. Pinsky M.R. Arterial Pressure Variationduring Positive-pressure Ventilation , Payen D,eds. In: Pinsky M.R, Payen D,edsFunctional hemodynamic monitoring .Germany: Springer-Verlag BerlinHeidelberg 2005.,313-30.2. Grocott MPW, Mythen MG, Gan TG. Perioperative fluid management andclinical outcomes in adults . Anesth Analg 2005; 100:1093–1063. Mark JB, Slaughter TF, Reves JG. Cardiovascular Monitoring. In: MillerRD, ed. Anesthesia, 5 th ed. Philadelphia: Churchill Livingstone, 2000:1117-206.4. Hofer CK, Ganter MT, Zollinger A . What technique should I use to measurecardiac output? Curr Opin Crit Care 2007; 13:308–17.5. de Waala E.E.C, Wapplerb F, Buhre W.F. Cardiac output monitoring . CurrentOpinion in Anaesthesiology 2009, 22:71–776. Marx G, Reinhart K. Venous oximetry . Curr Opin Crit Care 2006; 12:263–68.