Circulation monitoring - Is that device useful?

循環管理の雑学

東京慈恵会医科大学付属病院麻酔科・集中治療部

福島東浩

2013 年 12 月 10 日 ICU 勉強会

1

• 心拍出量モニター– Stewart Hamilton の公式– 間欠的心拍出量測定– 連続的心拍出量測定

• 近年の循環管理モニター機器研究で頻用される統計について– Regression analysis– Brand-Altman Plot– Four Quadrant Plot (4 象限プロット )– Polar Plot ( 極プロット )

• ICU における Cardiac Output– VolumeView/EV1000TM は有用か？– FloTrac/VigileoTM は有用か？– PiCCO の雑学

• その他2

Stewart Hamilton の公式

間欠的心拍出量測定Intermitted Cardiac Output ICO

連続的心拍出量測定Continuous Cardiac Output CCO

3




4


注入前のシリンジ内体積、濃度を　V0,C0注入後の血管内体積、濃度を　 V1,C1Cardiac Output: F は次のよう表される

注入後の変化 (左図 )a→cが瞬時に起こるのならば濃度変化のグラフは (a)となるためこの面積が C1・ tとなるしかし実際の濃度変化は (b)となるため面積は

で表される5

Reuter DA, Huang C, Edrich T et al. Anesth Analg. 2010 Mar 1;110(3):799-811.

面積 =C1 ・ t 面積


元の血液濃度を TB, 　冷水注入後の温度 Ti, 温度変化を ΔTB注入量 Vi, 固有の係数を定数 K とすると

が得られる。

6Reuter DA, Huang C, Edrich T et al. Anesth Analg. 2010 Mar 1;110(3):799-811.




7

肺動脈熱希釈法Pulmonary artery thermodilution

8

Swan-Ganz catheter/Vigilance II TM

9

経肺熱希釈法Transpulmonary thermodilusion (TPTD)

10

Transpulmonary thermodilusion

中心静脈ラインより冷水を注入大腿動脈圧ラインのセンサーによって心拍出量やその他パラメーターを算出

11

肺動脈熱希釈法

経肺熱希釈法

Transpulmonary thermodilusion

中心静脈ラインより冷水を注入大腿動脈圧ラインのセンサーによって心拍出量やその他パラメーターを算出

冷水注入

肺を通過

大腿動脈のセンサーで計測再循環12

① ②

③ ④

PiCCO SYSTEMTM

13

0℃ ：生食　 or 　 5%Glu 　急速静注

PiCCO SYSTEMTM

14

VolumeView/EV1000TM

15

VolumeView/EV1000TM

① 　 VolumeView sensor② 　 VolumeView femoral arterial catheter③ 　 VolumeView thermistor manifold④ 　 CVC standard⑤ 　 TruWave pressure transducer⑥ 　 EV1000 clinical platform

16

MTTT: Mean transit time, DST: Down slope time

𝐶=𝑒− (𝑡 )

EDTT : Exponential decay time,

S1: maximum ascending slope, S2: maximum descending slope

MTTは AUC1=AUC2となるように tを設定DSTは EDTTより算出

S1S2

MTT DST

Bendjelid K et al. Crit Care. 2012;16(3):R98.

Reuter DA et al. Anesth Analg. 2010;110(3):799-811.

Bendjelid K et al. Crit Care. 2010;14(6):R209.

17

GEDV: global end-diastolic volume

FT= Cardiac Output

ITTV: intrathoracic thermal volumePTV: pulmonary thermal volumeEVLW: extravascular lung water

PiCCOTM

VolumeViewTM

GEDVVolumeView=

GEDVPiCCO=

Bendjelid K et al. Crit Care. 2012 May 30;16(3):R98.

Reuter DA et al. Anesth Analg. 2010;110(3):799-811.

18




19

Pulmonary artery thermodilution continuous CO

20

Swan-Ganz catheter/Vigilance II TM

カテーテルのサーマルフィラメントから , オン / オフの繰り返しによるパルス状のエネルギーを発信し , 血液の温度変化の度合いから心拍出量を求めている。

サーマルフィラメント

2008/8/26 ICU 勉強会　 Vigilance II のプロになる

21

Arterial Pressure Waveform Analysis

22

FloTrac/VigileoTM

23

FloTrac/VigileoTM

Arterial Pressure-based Cardiac Output 　 APCO

APCO = Pulse Rate x σAp x χ

σAP: 標準偏差 = P(k): k 番目の動脈圧サンプル , N: サンプル数 , Pavg: 時間ごとの平均動脈圧動脈圧を 20 秒ごとに 100 Hz でサンプリング

χ : 脈圧に対する血管緊張の影響に比例する多変量変数の計算式変数 : HR (Heart Rate), BSA ( 体表面積 ), MAP ( 平均血圧 ), SD (MAP 標準偏

差 ), 　　　　　 sk (skewness 歪度 ), kr (krutosis 尖度 ), C(P) ( 血管コンプライアンスの式 )

2008.6.17 ICU 勉強会 FloTrac Pratt B et al. Biomed Instrum Technol. 2007 Sep-Oct;41(5):403-11. 24

FloTrac/VigileoTM

C(P): 動脈圧コンプライアンスの計算式

L: 動脈の長さ , Amax: 動脈の横断径 , P: 動脈圧P0: 最大コンプライアンス時の脈圧 , P1: コンプライアンスが P0 の半分になったときの脈圧

年齢 , 性別 ,BSA を用いて補正

基礎データは血管解剖死体から得られた胸部大動脈 48 本 , 腹部大動脈20 本より得られた性別 , 年齢別の血管断面積と血圧のデータ J Biomech 1985;18:613-20

Pratt B, Roteliuk L, Hatib F et al. Biomed Instrum Technol. 2007 Sep-Oct;41(5):403-11.

2008.6.17 ICU 勉強会 FloTrac

25

FloTrac/VigileoTM

Skewness 歪度 : 波形の対称性


例 ) 　血管収縮が強くなる収縮期に急激に上がり , その後ゆっくり下がる→歪度が上がる

対称性が左へシフト→ 　歪度上昇

CABG 直後

CABG2 時間後

26

FloTrac/VigileoTM

Kurtois 尖度 : 分布のばらつき　


サンプル圧の Peak と flat の分布差が大きいと尖度が高い

例 ) 　 vascular tone が下がると尖度が下がる

尖度が高い ( 尖り具合が高い )大血管のコンプライアンスが高い

尖度が低い ( 尖り具合が低い )大血管のコンプライアンスが低い

27

FloTrac/VigileoTM

1st generation: 非常に限られたヒトのデータより算出

2nd generation: 心臓血管外科患者のデータを基に算出

3rd generation: 敗血症患者を含む hyperdynamic state の患者データから算出

28

PiCCO SYSTEMTM

29

Individual aortic compliance C(p)Individual aortic compliance C(p)

Measured blood pressure (P(t), MAP, CVP)Reference CO value from thermodilution

Determination of the individual aortic compliance C(p)

2011.3.15 ICU 勉強会　 PiCCO の雑学

PiCCO SYSTEMTM

30

Area of pressure curve

Shape of pressure curve

PCCO = cal • HR •

Systole

P(t)SVR + C(p) • dP

dt( ) dt

ComplianceHeart rate

Patient-specific calibration factor (determined with thermodilution)

Calculation of PCCO Model

2011.3.15 ICU 勉強会　 PiCCO の雑学

t [s]

P [mm Hg]Pulse Contour Analysis

PiCCO SYSTEMTM

31

VolumeView/EV1000TM

32

t [s]

P [mm Hg]

VolumeView/EV1000TM

APCO = Pulse Rate x σAp x χPulse Contour Analysis

Transpulmonary thermodilution

33

まとめ

心拍出量測定は Stewart-Hamilton の公式が基本原理となる

近年 ,末梢動脈カテーテルから心拍出量を算出する方法が開発されている。アルゴリズムでは血管のコンプライアンスなどがパラメータとして用いられている

34

近年の循環管理モニター機器研究で頻用される統計について

Critchley LA, Lee A, Ho AM. A critical review of the ability of continuous cardiac output monitors to measure trends in cardiac output. Anesth Analg. 2010;111(5):1180-92.Critchley LA, Yang XX, Lee A. Assessment of trending ability of cardiac output monitors by polar plot methodology. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2011 Jun;25(3):536-46. PMID: 21419654

35

Regression analysis

Brand-Altman Plot

Four Quadrant Plot (4 象限プロット )

Polar Plot ( 極プロット )

36

37

38

Regression analysis.

2群間の相関関係を示すためによく用いられる

相関係数 (r または r2) はばらつきの程度を示しているわけではない

相関関係は，基準となる値に誤差が少ない場合用いられるCardiac Output の計測は機器固有の誤差を生じる→Cardiac Output 計測機器の比較などでは不向き

39

Bland – Altman Plot比較したい計測機器の値の差と平均を用いてBias と Precision を評価

比較したい 2 つの機器で同時に得られた値 A, B縦軸： difference( 差 ); A-B横軸： average ( 平均 ); (A+B)/2 Dr. Martin Bland, Dr. Douglas. Altman

Bias: 測定値差の平均Limits of Agreement (LOA): ±2 SD or ±1.96 SD

Percentage error (% error): 2SD/Mean Bias

Bias の理想は 0 値は正規分布%error <30% であれば許容されるCritchley LA, Critchley JA. J Clin Monit Comput. 1999;15(2):85-91.

LOA

+2SD or +1.96SD

-2SD or -1.96SD

40

% error

Four quadrant plot Bland-Altman Plot の欠点比較している計測値はある時点のものであるため“変化”を反映させていない値の変化を考慮した評価方法が近年用いられるようになってきた→ 　 four quadrant plot, polar plot

Four qudrant plot の作成例横軸 : 基準となる機器の値 (reference), 縦軸 : 評価したい機器の値 (test)Plot A各測定において Before (1,1), Treatment A (3,2), B (4,5), C (7,7) の測定結果を得る

Plot BBefore (1,1)→Treatment A (3,2)の変化は (3-1,2-1)→(2,1) となる同様に A→B, B→C は (1,3), (3,2)となり , 左図のようなプロットになる。45 度の直線を描く45 度の直線と原点 - プロット直線との角度がバラつき，プロットと原点との距離が変化を表す

41

Four quadrant plot

Concordance ratio第 1， 3 象限にあるプロットの割合Good: >95%Marginal: 90-95%Poor: <90%

Exclusion Zone変化率が小さいサンプルは過大評価→検証から除外通常 ΔCO が 0.5-1.0 L/min または 10-15%ROC曲線より AUC 50% となるような値を設定

Ex) ΔCO 12%→右のような ROC曲線Exclusion Zone: 12%Monnet X, Anguel N, Jozwiak M et al.Br J Anaesth. 2012;108(4): 615-22.

Exclusion zone

12

3 4

第 1 象限 ,第 3 象限のプロット↓2 つの機器で同じような値の変化変化が完全に一致していれば45 度の直線上にある

42

シミュレーションプロット

After excluding central zone data, good trendingability was associated with concordance rates above 95%, marginalwith 90% to 95%, and poor below 90%.

43

330°

Polar plot

Four quadrant plot のベクトルと距離を変換したもの

Plot C原点からの距離を (reference ΔCO+test ΔCO)/2 に短縮(●→ )△

45° の直線を基準にプロットを時計回りに 45°回転第 2， 3 象限を 180°回転させる場合もある

Plot D

水平線から 30° の直線を描く95% 信頼区間が ±30°

原点 - プロット直線と水平直線との角度 (θ) によってばらつきを評価できる原点とプロットとの距離を縮小することでばらつきを補正

45°

30°

44

Polar plot

Exclusion zone ( 〇 ): 0.5-1.0 L/min または 10-15%Concordance ratio: Good: >95%, Marginal: 90-95%, Poor: <90%

45 度回転距離を縮小第 2,4 象限を 180 度回転

45

まとめ

循環モニターの比較を行う際 ,Regression analysis(回帰分析 )ではバラつきの評価が不十分であり , 近年は様々な統計手法がとられている

比較する機器の計測値の差と平均を用いる統計方法であるBland-Altman Plot が近年では主流となっている。

最近では測定値の変化を考慮した four quadrant plot, polar plot といった統計手法も用いられるようになっている

46

ICU における Cardiac Output

47

VolumeView/EV1000TM は有用か？

ICU での FloTrac/VigileoTM は有用か？

PiCCOTM の雑学

48



PiCCOTM の雑学

49

1) Kiefer N, Hofer CK, Marx G et al. Clinical validation of a new thermodilution system for the assessment of cardiac output and volumetric parameters. Crit Care. 2012 May 30;16(3):R98.

PiCCOTM vs. VolumeViewTM

Setting: Prospective, multicenter observational study2010.4 - 2010.12, 4 Hospital, surgical and interdisciplinary ICUGermany and Switzerland

2) Bendjelid K, Marx G, Kiefer N et al. Performance of a new pulse contour method for continuous cardiac output monitoring: validation in critically ill patients. Br J Anaesth. 2013 Oct;111(4):573-9. PMID: 23625132

Patients:TPTD による循環管理を必要とする患者 72人1) 370 paired changes / 443 paired boluses2) 338 matched data / 72hr collected

50

1) Kiefer N, Hofer CK, Marx G et al. Clinical validation of a new thermodilution system for the assessment of cardiac output and volumetric parameters. Crit Care. 2012 May 30;16(3):R98.

PiCCOTM vs. VolumeViewTM

Methods: 全患者に VolumeView カテーテルを挿入EV1000TM により波形データを用いた持続 CO を測定 (CCOVolumeView)

5 分後に冷水 20ml x3 注入 , EV1000TM にて TPTD を測定VolumeViewTM の圧波形データを同時に PiCCO2TM へ転送 , 持続 CO 測定 (CCOPiCCO)

15%以上の誤差は除外1) CCOVolumeView と CCOPiCCO の誤差を検証2) TPTD を reference として CCOVolumeView と CCOPiCCO との誤差を検証

2) Bendjelid K, Marx G, Kiefer N et al. Performance of a new pulse contour method for continuous cardiac output monitoring: validation in critically ill patients. Br J Anaesth. 2013 Oct;111(4):573-9. PMID: 23625132

51

Kiefer N, Hofer CK, Marx G et al. Crit Care. 2012 May 30;16(3):R98.

4 quadrant plot % Change CO

Results:Continuous COVolumeViewTM

vs. PiCCOTM

Polar Plot % Change CO

30°

330°

150°

210°

Bland Altman Plot CO COVolumeView vs. COPiCCO

COVo

lum

eVie

w (m

l/m

in)

COPiCCO (ml/min)

ΔCOPiCCO (%)

ΔCO

Volu

meV

iew (%

)

CO average COVolumeView & COPiCCO

CO d

iffer

ence

CO

Volu

meV

iew &

CO

PiCC

O

0.2

0.82

-0.45 r2=0.98

% error: 9.7%

VolumeViewTM はPiCCOTM と比べバラつきが少なく , 同程度の計測結果が得られる

Concordance: 98.5%Exclusion zone: 10%

Concordance: 100% 52

Bendjelid K, Marx G, Kiefer N et al. Br J Anaesth. 2013 Oct;111(4):573-9. PMID: 23625132

N=338Bias = - 0.07 L/minLimits of agreement : ±2.0 L/min

N=338

Concordance: 81%Exclusion zone: 15%

% error: 29%

Results:CO, CCOVolumeView vs. TPTD (VolumeViewTM の Continuous CO vs. Intermitted CO)

53

Bendjelid K, Marx G, Kiefer N et al. Br J Anaesth. 2013 Oct;111(4):573-9. PMID: 23625132

N=338Bias = 0.03 L/minLimits of agreement : ±2.5 L/min

Concordance: 77%Exclusion zone: 15%

N=338

% error: 37%

Results:CO, CCOPiCCO vs. TPTD (PiCCOTM の Continuous CO vs. VolumeViewTM の Intermitted CO)

54

まとめ

VolumeView/EV1000TM は PiCCOTM system と比べてバラつきがほとんどなく ,同程度の結果が期待できる

間欠的経肺希釈法と比べた場合 , VolumeView/EV1000TM はPiCCOTM system よりもバラつきが少ないという結果を得ている。( ただし検証方法には注意が必要である )

55



PiCCOTM の雑学

56

FloTrac/VigileoTM

1st generation: 非常に限られたヒトのデータより算出

2nd generation: 心臓血管外科患者のデータを基に算出

3rd generation: 敗血症患者を含む hyperdynamic state の患者データから算出

57

FloTrac/VigileoTM

2nd generation FloTracTM

58

Hadian M, Kim HK, Severyn DA, Pinsky MR. Cross-comparison of cardiac output trending accuracy of LiDCO, PiCCO, FloTrac and pulmonary artery catheters. Crit Care. 2010;14(6):R212. PMCID: PMC3220011

2nd FloTracTM vs. PiCCOTM, 2nd FloTracTM vs. pulmonary artery catheter

Patients/Methods:心臓血管外科術後で PA カテーテル挿入している患者 17人 , 容量負荷した後 , 血圧 ,HR が安定したところで CO 測定

COTD:10ml 冷水注入の後 PAC から VigilanceTM にて測定CCO: PAC から VigilanceTM にて Continuous CO を測定FloTrac: FloTrac/VigilanceTM ver 1.26PiCCO: pulse contour による continuous CO を測定

59

Hadian M, Kim HK, Severyn DA, Pinsky MR. Cross-comparison of cardiac output trending accuracy of LiDCO, PiCCO, FloTrac and pulmonary artery catheters. Crit Care. 2010;14(6):R212. PMCID: PMC3220011

2nd FloTracTM vs. PiCCOTM, 2nd FloTracTM vs. pulmonary artery catheter Results:

Limits of Agreement: 1.96SD

% error: 59%

% error: 53%

60

Monnet X, Anguel N, Naudin B, et al.Arterial pressure-based cardiac output in septic patients: different accuracy of pulse contour and uncalibrated pressure waveform devices. Crit Care. 2010;14(3):R109. PMID: 20537159

2nd Flotrac/Vigileo™ vs. PiCCO™, Cardiac Index (CI) を評価

Setting: single center, medical ICU, France

Patients / Methods: 敗血症性ショックで循環管理された患者 80人Group 1 (n=40): 輸液負荷に反応すると予測された患者

(CI 上昇 : Passive leg raising CI≥10%, 　 end-expiratory occlusion でCI≥5%)

Group 2 (n=40): MAP 65-75 mmHg になるよう NAD調節計測方法 :CIpc と CIpw は常にモニター上に表示CItd では冷水 15ml 注入 , 3回測定した平均値を記録CIpc, CIpw では冷水注入直後の値を記録

CIpw: arterial pressure waveform-derived CI ( Flotrac/Vigileo™ ver1.10),

CIpc: pulse contour CI (PiCCO plus™) , CItd: transpulmonary thermodilution CI (PiCCO plus™) 61

Monnet X, Anguel N, Naudin B, et al.Crit Care. 2010;14(3):R109. PMID: 20537159

Results:

ARDS 47%pneumonia 80%Peritonitis 7%

VasopressorsNoradrenaline 66%(dosage 0.43 mcg/kg/min [0.21-0.71])

Dobutamine

62


Results: CI, pulse contour vs. TPTD (PiCCOTM の Intermitted CI vs. continuous CI)

Noradrenaline

+2SD

-2SD

ΔCItd (%)

ΔCI pc

(%)

ΔCI pc

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 )

r=0.78 p<0.05

Volume expansion

+2SD

-2SD

ΔCI pc

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 )

ΔCItd (%)

ΔCI pc

(%)

r=0.72 p<0.05

%error: 18%

%error: 23%63


Results: CI, pulse wave form analysis vs. TPTD (2nd FloTracTM vs. PiCCOTM の Intermitted CI )

+2SD

-2SD

+2SD

-2SD

ΔCI pw

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 )

ΔCItd (%)

ΔCI pw

(%)

r=0.33 p<0.05

ΔCI pw

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 ) r=-0.03 p>0.05

ΔCItd (%)

ΔCI pw

(%)

Noradrenaline

2nd FloTrac ではCI のばらつきが大きい

Volume expansion

%error: 60%

%error: 58%

64

Biancofiore G, Critchley LA, Lee A, et al.Evaluation of an uncalibrated arterial pulse contour cardiac output monitoring system in cirrhotic patients undergoing liver surgery. Br J Anaesth. 2009 Jan;102(1):47-54. PMID: 19059920.

2nd FloTracTM vs. pulmonary artery catheter , 肝硬変患者で検証 Patients/Methods:肝移植を予定されている肝硬変患者 27人 , 145 paired measurement

麻酔導入後 PA カテーテル挿入 , 冷水 10ml 注入し CI 測定 (CITD)

橈骨動脈ラインから FloTrac/VigilioTM (ver 1.10) にて CI 測定 (CIV)

Results:肝移植患者ではバラつきが大きい

concordance: 68%Exclusion zone 0.5 L/min

Bias: 1.3 L/minLOA: - 1.5 to 4.1 % error: 54%

65

FloTrac/VigileoTM

3rd generation FloTracTM

66

FloTrac/VigileoTM


vs. TPTD

67

Monnet X, Anguel N, Jozwiak M et al.Third-generation FloTrac/Vigileo does not reliably track changes in cardiac output induced by norepinephrine in critically ill patients. Br J Anaesth. 2012;108(4): 615-22. PMID: 22265900

3rd generation Flotrac/Vigileo™ vs. PiCCO™, Cardiac Index (CI) を評価

Patients / Methods: 輸液負荷とノルアドレナリン (NAD)投与を行った重症患者輸液負荷 : 生食 500ml を 30 分で投与 , NAD: 増減させて血圧を安定化

治療介入の後 MAP が安定化した 5 分後に CI の変化を 2 つのデバイスで比較

CIpw: arterial pressure waveform-derived CI (3rd generation Flotrac/VigileoTM)

CItd: transpulmonary thermodilution CI (PiCCO2TM)

Results:

68

Monnet X, Anguel N, Jozwiak M et al.Br J Anaesth. 2012;108(4): 615-22. PMID: 22265900

Results: CI, pulse wave form analysis vs. TPTD (3rd FloTracTM vs. PiCCOTM の Intermitted CI)

Volume expansion +2SD

-2SD

r2 = 0.26P=0.02

ΔCI pw

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 )Concordance: 73%Exclusion zone: 12%

ΔCItd (%)

ΔCI pw

(%)

%error: 48%

Concordance ratio 73%, %error 48%→3rd generation FloTrac もバラつきが大きい

69

Monnet X, Anguel N, Jozwiak M et al.Br J Anaesth. 2012;108(4): 615-22. PMID: 22265900

Results: CI, pulse wave form analysis vs. TPTD (3rd FloTracTM vs. PiCCOTM の Intermitted CI)

Changes in the dose of NAD +2SD

-2SD

r2 = 0.11P=0.04

ΔCI pw

– Δ

CItd

(L/m

in/m

2 )Concordance: 60%Exclusion zone: 12%

ΔCItd (%)

ΔCI pw

(%)

Concordance ratio 60%, %error 61%→ 　 NAD 使用時は Volume expansion よりも　　 CI のバラつきが大きい

%error: 61%

70

FloTrac/VigileoTM


vs. PAC

71

Suehiro K, Tanaka K, Funao T et al. Systemic vascular resistance has an impact on the reliability of the Vigileo-FloTrac system in measuring cardiac output and tracking cardiac output changes. Br J Anaesth. 2013;111(2):170-7. PMID: 23479677.

3rd Vigileo/FloTrac™ vs. Pulmonary arterial catheter monitoringCardiac Output (CO) に対する体血管抵抗 SVRI の影響を検証

Patients:心臓手術患者 40人

Methods:APCO: 橈骨動脈圧ラインを Vigileo/FloTrac™ (ver. 3.02) に接続し CO 測定

60 秒ごとに k値を適正化 (k値 : 血管コンプライアンスと血管抵抗 )Thermodilution CO (ICO):

Vigilance™ に接続 , 冷水 10ml 注入し CO をランダムに計測Phenylephrine 0.1 mg 投与前を T1, 投与 2 分後を T2 としてその時点の値を記録

SVRI dyn s/cm5/m2 : <1200; low, 1200 – 2500; normal, >2500; high

72

Suehiro K, Tanaka K, Funao T et al. Br J Anaesth. 2013;111(2):170-7. PMID: 23479677.

Results:CABG 患者が 40% (16/40)APCO は T1, T2 で有意差あり→phenylephrine 投与により APCO 変化

* p<0.0573


Phenylephrine投与前の Bland-Altman Plot

Normal SVRI では FloTracTM と ICO との間のバラつきが小さい

Low SVRI, High SVRI では FloTracTM と ICOとの間のバラつきが大きい

Low SVRI High SVRI

Normal SVRI

% error: 46.3%

% error: 26.4%

% error: 61.4%

74


Low SVRI

High SVRI

Normal SVRI

Low SVRI

High SVRI

Normal SVRI

ΔAPCO と ΔICO は相関しているが ,バラつきは大きい

ΔAPCO と ΔICO は逆相関

Phenylephrine投与による血圧変動を考慮すると , FloTrac/VigilieoTM による APCO は信頼性に乏しい

Phenylephrine投与による血圧の変動も考慮した CO の変化

75

Slagt C, de Leeuw MA, Beute J, et al. Cardiac output measured by uncalibrated arterial pressure waveform analysis by recently released software version 3.02 versus thermodilution in septic shock. J Clin Monit Comput. 2013;27(2):171-7. PMID: 23154918.

3rd Vigileo/FloTrac™ vs. Pulmonary arterial catheter monitoringSeptic shock 患者に対する CO を検証

Setting:Single center, Prospective cohort, Univ. Hosp. South Manchester, U.K

Patients: 人工呼吸管理され昇圧薬 (NAD or dopamine) を必要とする成人 septic shock 患者19人Sample: 314 paired measurement (radial n=17, femoral n=2)

Methods: PA カテーテルを抜去するまでの期間 CO を同時に測定 , 3回施行し平均値を記録COtd: 内頚静脈より PA カテーテル挿入 (CritiCathTM), 冷水 10ml 注入し測定COfv: 橈骨動脈 (or 大腿動脈 ) に動脈ライン挿入 ,FloTrac/VigileoTM(ver3.02) に接

続 , COtd 測定時の計測値を記録76


Results: COfv vs. COtd (FloTracTM continuous CO vs. PAC intermitted CO)

r=0.53P<0.001

COfv と COtd に相関関係はある Cotd - COfv

SVR <700: 差が拡大SVR ≥700: 平均値に有意差なし

SVR=700 dyn s/cm5

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Results: COfv vs. COtd (FloTracTM continuous CO vs. PAC intermitted CO)

Four quadrant plotConcordance 87%Exclusion zone 10%

Four quadrant plotBland-Altman plot

Bland-Altman plot (L/min)Bias: 1.7; LOA: - 3.0 to 6.5 (±1.96SD) (L/min); % error: 53%SVR>700 の場合Bias: 0.3; LOA: - 1.6 to 2.2 (±1.96SD) (L/min); % error: 32%

Mean 0.3

- 1.6

2.2

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Results: COfv vs. Cotd (FloTracTM continuous CO vs. PAC intermitted CO)

Concordance: 85%Exclusion zone: 0.5 L/min

Polar plot

Septic shock 患者における FloTrac/Vigileo での CO 計測はバラつきが大きい

特に SVR>700 dyn s /cm5 の場合では PAC による CO との差が広がる

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De Backer D, Marx G, Tan A, Vincent JL et al.Arterial pressure-based cardiac output monitoring: a multicenter validation of the third-generation software in septic patients. Intensive Care Med. 2011 Feb;37(2):233-40. PMID: 21153399.

2nd and 3rd Vigileo/FloTrac™ vs. Pulmonary arterial catheter monitoringSepsis 患者に対する CO を検証 , 多施設

Setting: Multicenter (4 university-affiliated ICU), Prospective observational studyHawaii U.S.A, Jena Germany, Brussels Belgium, Washington U.S.A

Patients:循環モニターが必要な Sepsis 患者 58人 , 401 paired measurement

Methods:PA カテーテルから冷水 10ml を 3-5回注入 ,Vigilance で intermitted CO (iCO) とcontinuous CO (CCO) を測定橈骨または大腿動脈から動脈圧ライン挿入 ,FloTracTM システムで圧波形を記録Off-line にした後 CO を 2nd FloTrac software (ver 1.14) と 3rd FloTrac software で計測(COG2: 2nd FloTracTM software; COG3: 3rd FloTracTM software)

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De Backer D, Marx G, Tan A, Vincent JL et al.Intensive Care Med. 2011 Feb;37(2):233-40. PMID: 21153399.

Medical 71%, Surgical 22%, Trauma 7%Vasopressor: NAD 67%TSVR: 875±283

Bias: - 10.3 %LOA: - 15.4 to – 5.3 % error: 28.6%

Bias: 0.2 %LOA: - 3.7 to 4.2 % error: 30.4%

2nd より 3rd FloTrac の方が Bias が小さいFour quadrant plot や polar plot の評価はない 81

FloTrac/VigileoTM


vs. 経食道 Doppler

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Mahjoub Y, Lakhdari M, Lorne E, et al.Assessment of an uncalibrated pressure waveform device's ability to track cardiac output changes due to norepinephrine dose adjustments in patients with septic shock: a comparison with Doppler echocardiography. Ann Fr Anesth Reanim. 2012;31(9):677-81.PMID: 22776771.

3rd Vigileo/FloTrac™ vs. 経食道 Doppler, Septic shock 患者に対する CO を検証

Setting:Single center, Prospective observational study, medical and surgical ICU, France

Patients: 人工呼吸管理された患者 20人を含む昇圧薬 (NAD or dopamine) を必要とする成人 septic shock 患者 24人Sample: 107 paired measurement CO; 90 paired measurement ΔCO

Methods: PA カテーテルを抜去するまでの期間 CO を同時に測定 , 3回施行し平均値を記録COED: Philips Envisor HDTM にて COFTV を隠した状態で測定COFTV: FloTrac/VigileoTM(ver3.02) にて CO 測定

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Mahjoub Y, Lakhdari M, Lorne E, et al.Assessment of an uncalibrated pressure waveform device's ability to track cardiac output changes due to norepinephrine dose adjustments in patients with septic shock: a comparison with Doppler echocardiography. Ann Fr Anesth Reanim. 2012;31(9):677-81.PMID: 22776771.

Results: COFTV vs. COED (3rd Vigileo/FloTrac™ vs. 経食道 Doppler)

Bias: - 1.7 L/minLOA: - 6.2 to 2.8 % error: 81%

絶対値 CO ΔCO

Bias: 0.1 L/minLOA: - 2.6 to 2.7

経食道 Doppler と FloTracTM では CO のバラつきが大きいΔCO での Bias はほとんどないFour qudrant plot, polar plot による検証はない 84

Meng L, Tran NP, Alexander BS, et al.Theimpact of phenylephrine, ephedrine, and increased preload on third-generation Vigileo-FloTrac and esophageal doppler cardiac output measurements. Anesth Analg.2011 Oct;113(4):751-7. PMID: 21821516.

3rd Vigileo/FloTrac™ vs. 経食道 Doppler 昇圧薬 (Phenylephrine, Ephedrine) の影響を評価

Setting:Single center Prospective cohort study,Univ. California, U.S.A

Patients:定時手術患者 33人176 paired measurement

Methods:左図各昇圧薬投与前後で値を記録

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Meng L, Tran NP, Alexander BS, et al.Theimpact of phenylephrine, ephedrine, and increased preload on third-generation Vigileo-FloTrac and esophageal Doppler cardiac output measurements. Anesth Analg.2011 Oct;113(4):751-7. PMID: 21821516.

Results:A: Phenylephrine

経食道 Doppler と FloTracTM の CO が逆相関→末梢血管収縮が FloTracTM の COに影響

B: Ephedrine逆相関してはいないがバラつきは大きい

C:Preload increase輸液負荷による CO 上昇は Es Doppler と FloTracTM で遜色がない

concordance: 23%Exclusion zone 3%No zone: 22%

concordance: 69%Exclusion zone 3%No zone: 67%

concordance: 96%Exclusion zone 1.2%No zone: 92%

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まとめ

2nd FloTrac/VigileoTM のアルゴリズムでは心臓手術患者のデータが使用されており ,バラつきが大きい

3rd FloTrac/VigileoTM のアルゴリズムでは敗血症患者のデータが取り入れられている

しかし 3rd FloTrac/VigileoTM と TPTD, 経食道ドップラーエコーとを比較した研究でも ,以下の場合に測定値のバラつきが大きいことが示されている• 末梢血管抵抗が低い場合• 昇圧薬 ,特に末梢血管収縮薬使用時

87



PiCCOTM の雑学

88

Hamzaoui O, Monnet X, Richard C, et al. Effects of changes in vascular tone on the agreement between pulse contour and transpulmonary thermodilution cardiac output measurements within an up to 6-hour calibration-free period.Crit Care Med. 2008 Feb;36(2):434-40. PMID:18091547.

PiCCOTMplus のキャリブレーション間隔を検証Setting/Patients:Prospective observational study侵襲的モニタリングを必要とした非心臓手術患者 73人 , 330 paired measurementMethods:PiCCOTMplus にて continuous CO(PCCO) と Intermitted CO (COTCP) を測定キャリブレーションの時間ごとのバラつきを Bland-Altman plot を用いて評価(8 時間おきの投与を勧めているが ,投与時刻は臨床医の判断で施行 )

Results:

初回から 1 時間以降の投与→ 　 %error > 30%

⇓キャリブレーションから1 時間以降では PCCO のバラつきが大きくなる

89

Dufour N, Delville M, Teboul JL, Monnet X al.Transpulmonary thermodilution measurements are not affected by continuous veno-venous hemofiltration at high blood pump flow. Intensive Care Med. 2012 Jul;38(7):1162-8. PMID: 22543424.

PiCCOTM による intermitted CI vs. continuous CI, CVVHD による検証Patients:

CVVHD を受けている患者 69人Blood pump flow: 250 ml/min n=31, 350 ml/min n=38 , filtration flow

Methods:PiCCO2TM にて TPTD での intermitted CI と pulse contour での continuous CI を測定TDon: CVVHD 中の intermitted CI, PCoff: CVVH停止時点の continuous CITDoff: CVVH停止時点の intermitted CI

TDon-last: CVVHD 再開直後の intermitted CI冷水 15ml 注入し CI 計測

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Dufour N, Delville M, Teboul JL, Monnet X al. Transpulmonary thermodilution measurements are not affected by continuous veno-venous hemofiltration at high blood pump flow. Intensive Care Med. 2012 Jul;38(7):1162-8. PMID: 22543424.

Results:CVVHD の使用の有無で TPTD による CI に有意差はないCVVHD 中の pulse contour による CI は検証されていない

250 ml/min

350 ml/min

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価　格

Swan-GanzTM カテーテル 70,000円

FloTracTM センサー 37,000円

VolumeViewTM セット 40,100円( ただし使用時は FloTracTM と併用 )

PiCCOTM カテーテル 42,000円モニタリングキット 6,000円

92

その他

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Microvideoscopic measurements

CytoscanTM (Cytometrics, Philadelphia)

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MicroScanTM (MicroVision medical, Amsterdam)

De Backer D, Donadello K, Sakr Y, Vincent JL et al.Microcirculatory alterations in patients with severe sepsis: impact of time of assessment and relationship with outcome. Crit Care Med. 2013;41(3):791-9. PMID: 23318492.

Microvideoscopy を用いて微小血管循環の評価を行い septic shock を管理

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Setting:Analysis f prospectively collected dataResults:微小循環モニターをした場合のSurvivor, non survivor の感度 ,特異度

↓

MAP, SvO2, lactate を指標にした場合よりも高いArea under Curve:　　微小循環モニター 0.818　　 MAP 0.576　　 SvO2 0.616　　 lactate 0.612

微小循環モニター

… we must try and choose devices that have a maximum of these attributes,

bearing in mind that there is no ‘one size fits all’ type of system.

And one should, therefore, select the system most appropriate for each patient and, perhaps even more importantly, for each type of problem.

Jean-Louis Vincent

96Critical Care 2011, 15:229

Technology

Circulation monitoring - Is that device useful?