Last ned 2/2012 - Kirurgen.no
Last ned 2/2012 - Kirurgen.no
Last ned 2/2012 - Kirurgen.no
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Overvåkning av hjertefunksjonen<br />
ved bruk av akselerasjonssensorer<br />
NTLF-Nytt<br />
Per Steinar Halvorsen<br />
Intervensjonssenteret, OUS-Rikshospitalet<br />
Figur 1. Midlertidig pacemaker tråd med integrert<br />
3-akse akselerometer. Nåværende akselerometer som<br />
utprøves har dimensjonene 2x2x1 mm.<br />
Tek<strong>no</strong>logiske framskritt og økt forståelse<br />
om hjertets elektriske og mekaniske<br />
egenskaper har muliggjort utvikling av<br />
multifunksjonelle pacemakere, som ikke<br />
bare kan brukes til å overvåke hjerterytmen<br />
via intrakardiale EKG-signaler, men også<br />
kan brukes i overvåkningen av hjertets kontraktilitet<br />
og pumpeevne. Fremvoksende<br />
tek<strong>no</strong>logier på dette området har som mål<br />
å kunne gi kontinuerlig hemodynamisk<br />
informasjon for bedre å kunne diag<strong>no</strong>stisere<br />
hjertesykdom. Tek<strong>no</strong>logier under<br />
klinisk utprøving inkluderer impedansbasert<br />
monitorering av væskestatus (ventrikulære<br />
volumer), hemodynamiske målinger basert<br />
på trykk i arteria pulmonalis eller direkte<br />
måling av trykk i venstre atrium, eller<br />
måling av hjerteveggens bevegelse ved<br />
hjelp av bevegelsessensorer, som f. eks.<br />
en akselerasjonssensor (akselerometer).<br />
Akselerometre brukes i dag som sensorer<br />
i flere såkalte ”rate-adaptive” pacemakere.<br />
En stor fordel med akselerometre er at<br />
de er lette og har liten størrelse. I tillegg<br />
behøves liten ekstern energitilførsel for at<br />
de skal virke. Akselerometeret består av<br />
et pizo-elektrisk materiale som forandrer<br />
spenning når det bøyes. Når hjerteveggen<br />
beveges kan spenningsforskjellen i det<br />
pizo-elektriske materialet avleses og hjerteveggens<br />
akselerasjon beregnes. 1 Akselerasjonssignalene<br />
kan matematisk integreres<br />
for å avlede hjerteveggens hastighet eller<br />
forflytning. Ved å kombinere EKG og akselerometersignaler<br />
fra hjertet kan bevegelse<br />
innenfor ulike faser i hjertesyklus identifiseres.<br />
I tillegg kan bruk av 3-akse akselerometre<br />
gi kontinuerlig informasjon om hjertets<br />
komplekse tredimensjonale bevegelse. 2<br />
En lovende mulighet er at informasjon fra<br />
kardiale akselerometre kan brukes til å diag<strong>no</strong>stisere<br />
uønskede tilstander i forløpet av<br />
hjertekirurgi, tidligere og bedre enn vanlig<br />
overvåkningsutstyr, <strong>no</strong>e som gir mulighet<br />
for raskere intervensjon ved komplikasjoner.<br />
Tek<strong>no</strong>logien er spesielt anvendbar innen<br />
hjertekirurgi siden de fleste pasientene får<br />
midlertidige pacemakere peroperativt. Ved<br />
å integrere akselerometre i disse kan man<br />
også registrere hvordan hjertet arbeider og<br />
bruke tek<strong>no</strong>logien i den hemodynamiske<br />
overvåkingen og behandling i hele den<br />
perioperative perioden (figur 1).<br />
I eksperimentelle og kliniske studier har<br />
vi vist at akselerometre kan brukes til å<br />
vurdere global venstre ventrikkel-funksjon<br />
under ulik medikamentell påvirkning.<br />
Akselerometermålinger gir lignende klinisk<br />
informasjon som ekkokardiografi og kan<br />
brukes som markører for hjerteinfarkt og<br />
endret kontraktilitet. 3 Vår forskningsgruppe<br />
på Intervensjonssenteret på OUS-<br />
Rikshospitalet, i samarbeid med Nasjonalt<br />
senter for mikrotek<strong>no</strong>logi på Høyskolen<br />
i Vestfold, har vist at det er mulig å skille<br />
myokardiskemi fra globale endringer i<br />
kontraktilitet med utmerket sensitivitet<br />
og spesifisitet. 4-8 Teknikken oppdager<br />
myokardiskemi tidligere enn EKG og vanlig<br />
hemodynamiske overvåking (figur 2), og<br />
har dermed en fordel i forhold til andre<br />
konkurrerende tek<strong>no</strong>logier. I pågående<br />
studier undersøker vi om akselerometre er<br />
i stand til å oppdage subendokardial iskemi<br />
og kartlegger hvor mange sensorer som<br />
trengs for å overvåke hele venstre ventrikkel.<br />
Vi undersøker også i kliniske studier om<br />
akselerometermålingene er klinisk relevante<br />
for å vurdere global hjertefunksjon ved<br />
avgang hjerte-lungemaskin. I en planlagt<br />
postoperativ studie vil vi undersøke om<br />
akselerometre er overlegen vanlig overvåkningsutstyr<br />
i å diag<strong>no</strong>stisere postoperative<br />
myokardiskemi og hjerteinfarkt. Vi håper<br />
disse studiene gir svar på akselerometerets<br />
plass i diag<strong>no</strong>stisering og oppfølging av<br />
hjertekirurgiske pasienter. Resultatene fra<br />
studiene er også relevante for det økende<br />
antall pasienter som blir behandlet for<br />
alvorlige hjertearytmier og hjertesvikt med<br />
implanterbare pacemakere (ICD). Disse<br />
pasientene vil ha stor nytte av kontinuerlig<br />
overvåking av hjertefunksjonen. I fremtiden<br />
ser vi for oss miniatyriserte akselerometre<br />
Figur 2. Kurver fra en pasient som ble koronar by-pass<br />
operert uten bruk av hjertelungemaskin. De to øverste<br />
kurvene er hentet fra et akselerometer festet på<br />
venstre ventrikkel og viser hjerteveggens hastighet og<br />
akselerasjon under baseline, kortvarig LAD avklemming<br />
(3 min) og etter 5 min reperfusjon. Øvrige kurver er<br />
ekkokardiografi strain og EKG. Peak systolisk hastighet<br />
(Vsys) og hastighet i tidlig diastole (IVR fasen (Vivr)) er<br />
angitt. IVR fasen er indikert med linjer. Koronar avklemming<br />
fører til store endringer akselerometermålingene<br />
(mest i hastighet) og i strain målingene ved ekkokardiografi,<br />
mens ingen endringer i EKG kan sees.<br />
som kan implanteres på venstre ventrikkel<br />
hos høyrisikopasienter under operasjonen.<br />
Etter utskrivning fra sykehuset kan disse<br />
sensorene gi kontinuerlig informasjon om<br />
ventrikkelens funksjon tillegg til forekomst<br />
av myokardiskemi under daglige gjøremål.<br />
Dette gir håp for tidligere diag<strong>no</strong>se og behandling<br />
av komplikasjoner i denne utsatte<br />
pasientgruppen •<br />
Referanser<br />
1) Imenes K, Aasmundtveit K, Husa EM et al. Assembly<br />
and packaging of a three-axis micro accelerometer<br />
used for detection of heart infarction. Biomed<br />
Microdevices 2007 May 10.<br />
2) Hoff L, Elle OJ, Grimnes MJ, Halvorsen S, Alker<br />
HJ, Fosse E. Measurements of heart motion using<br />
accelerometers. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc<br />
2004;3:2049-51.<br />
3) Remme EW, Hoff L, Halvorsen PS et al. Validation of<br />
cardiac accelerometer sensor measurements. Physiol<br />
Meas 2009 December;30(12):1429-44.<br />
4) Elle OJ, Halvorsen S, Gulbrandsen MG et al. Early<br />
recognition of regional cardiac ischemia using a 3-axis<br />
accelerometer sensor. Physiological Measurement<br />
2005 August;26(4):429-40.<br />
5) Halvorsen PS, Espi<strong>no</strong>za A, Lundblad R et al. Agreement<br />
between PiCCO pulse-contour analysis, pulmonal<br />
artery thermodilution and transthoracic thermodilution<br />
during off-pump coronary artery by-pass surgery. Acta<br />
Anaesthesiol Scand 2006 October;50(9):1050-7.<br />
6) Halvorsen PS, Sokolov A, Cvancarova M, Hol PK,<br />
Lundblad R, Tonnessen TI. Continuous cardiac<br />
output during off-pump coronary artery bypass<br />
surgery: pulse-contour analyses vs pulmonary<br />
artery thermodilution. Br J Anaesth 2007<br />
October;99(4):484-92.<br />
7) Halvorsen PS, Espi<strong>no</strong>za A, Fleischer LA et al.<br />
Feasibility of a three-axis epicardial accelerometer<br />
in detecting myocardial ischemia in cardiac<br />
surgical patients. J Thorac Cardiovasc Surg 2008<br />
December;136(6):1496-502.<br />
8) Halvorsen PS, Remme EW, Espi<strong>no</strong>za A et al. Automatic<br />
real-time detection of myocardial ischemia by<br />
epicardial accelerometer. J Thorac Cardiovasc Surg<br />
2010 April;139(4):1026-32.<br />
142 <strong>Kirurgen</strong> nr. 2, <strong>2012</strong>