Die Aufgaben des Kardiotechnikers bei der Schrittmachertherapie
G. Lauterbach………………………………………………………………………………………………..49
Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushalt bei Operationen mit
Kardiopulmonalem Bypass*
C. Fuchs, H. Bock und D. Regensburger……………………………………………………….56
Der Einfluß der Hämodulition auf die Nierenfunktion
K. W. Rumpf……………………………………………………………………………………………………59
Celebrale Funktionseinschränkung durch CO2 bei EKZ
P. Scherer,Ä. Janda……………………………………………………………………………………..64
Prostazyklineinsatz im extrakorporalen Kreislauf an Kaninchen
bei gleichzeitiger Reduktion der Heparindosen
R. Bey, K. Mottaghy, B. Oedekoven, H. Schmid-Schönbein………………………….67
Kalium-Physiologie*
H. Oberleithner………………………………………………………………………………………………71
Zur Situation der Deutschen Herzchirurgie*
H. Dalichau……………………………………………………………………………………………………76
Blutgasanalyse – Grundlagen und Interpretation
G. Schneider, P. Böttger……………………………………………………………………………… 82
Mitteilungen………………………………………………………………………………………………….. 91
Kardiotechnik
Fachzeitschrift für medizinische und technische Berufe
Erscheinungsweise:
3 x jährlich
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Eigenverlag Kardiotechnik, Bad Ems
Redaktionsleitung:
G. Schneider, Paracelsus-Klinik,
D-5427 Bad Ems. Telefon 0 26 03 / 1 30 91
Schrift leitung:
P. Böttger, Medizinische Einrichtungen der RWTH-Aachen,
Abt. Herz- und Gefäßchirurgie, Goethestraße 27 – 29
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Wissenschaftlicher Beirat:
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G. Lauterbach, Köln
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46
Referat
Herz- und Gefäßchirurgie im Benedikt-Kreutz-Rehabilitationszentrum Bad Krozingen, Abteilung Kardiotechnik
Die erweiterte hämodynamische Überwachung besonders gefährdeter
Patienten in der Herzchirurgie mit einem Personalcomputer
A. Philipp
In den 70-er Jahren gab es eine Euphorie über die voll-com
puterisierte Patientenüberwachung. Diese Anlagen haben
ihre hochgesteckten Erwartungen nur teilweise erfüllt.
Dies lag zum einen daran, daß die Entwicklungskonzepte
zu hoch gesteckt waren und zum anderen, daß technisch
medizinisch qualifiziertes Personal nicht entsprechend zur
Verfügung stand.
Der Einsatz des Computermonitorings hat sich infolge der
leeren Kassen und des Aufwandes wegen relativiert. Heut
zutage haben wir die Möglichkeit, über einen Kleincompu
ter ( DM 800,- bis 3 000,-) ein bestehendes Monitoring so
auszubauen, daß meßtechnisch alle relevanten Parameter
errechnet und interpretiert werden können.
Als Hardware benützen wir einen Sharp MZ80B. Das
System wird bei Patienten mit besonders hohem Risiko ein
gesetzt. Die „High-Risk-Fälle“ werden bei uns mit einem
erweiterten Monitoring ausgestattet, d. h. sie verfügen über
einen Einschwemmkatheter; dieser ermöglicht die Mes
sung des Cardiac Output sowie die Druckmessung im klei
nen Kreislauf und das Äquivalent des LA, den PCP. Kor
relieren LA und PCP bei der intraoperativen Druckmes
sung nicht ausreichend miteinander, wird zusätzlich ein
LA-Katheter gelegt.
1. Die Annahme, PCP = LAgilt nur für den Fall, daß keine
pulmonale Hypertonie vorliegt und ein normales Mitra-
lostium vorhanden ist.
2. Postoperativ ist der PCP oft erhöht, da die Lunge eine
geringere Compliance durch einen erhöhten H,O-Ge-
halt aufweist.
3. Bei der Beendigung des artifiziellen Kreislaufes hat sich
der LA-Katheter als objektivstes Kriterium für den Fül
lungszustand und die Leistungsreserve des linken Ven
trikels erwiesen.
Bei der Druckmessung genügt es nicht, nur die Absolut
werte der Drucke digital anzuzeigen, sondern eine visuelle
Formanalyse ist unumgänglich.
Gemessen wird immer im maximalen Verstärkungsbereich
für den entsprechenden Druck. Dadurch wird der relative
Meßfehler klein.
(Beispiel: Druckeinschub mit 3 Verstärkungsbereichen,
30, 60 und 200 mm Hg – werkseitig l%Fehierangabe für
den jeweiligen Meßbereich. Dies bedeutet, daß ein LA-
Druck gemessen im 200-mm-Hg-Bereich durchaus
10-20% Meßfehler aufweisen kann.)
Der absolute Fehler ist in jedem Meßbereich gleich – er
kann nur durch eine exakte O-Punkt-Bestimmung elimi
niert werden. Im übrigen lassen sich bei entsprechender
Verstärkung der Vorhofdruckkurven temporäre Insuffi
zienz der Atrioventrikularklappen, A V-Blockierungen und
junktionale Ersatzrhythmen leichter erkennen und beurtei
len.
Für das computerunterstützende Monitoring müssen fol
gende Parameter meßtechnich erfaßt werden:
1. Arterieller Druck SAP DAP MAP
2. Rechter Vorhofdruck RA
3. Pulmonalarterien-Druck PA
4. Wedge-Druck PCWP
5. Herzfrequenz
6. Cardiac output
7. Gasanalysen arteriell-venös
8. Beatmungs-Spitzendruck
9. Atemzug-Volumen
10. Beatmungsdruck m
Zentrale Bedeutung kommt der Messung des Cardiac out
put zu. Es ist unumgänglich, die entsprechende Verdün
nungskurve aufzuzeichnen und zu überprüfen.
Als Kontrolle kann die Kurve über den Rechner integriert
werden. Dabei müssen errechneter und gemessener Wert
übereinstimmen.
Wichtig ist, daß immer eine Doppelbestimmung vorge
nommen wird. Die beiden Meßwerte sollten nicht mehr als
10% voneinander abweichen. Unserer Erfahrung nach hat
die Injektattemperatur keinen entscheidenden Einfluß auf
die Meßgenauigkeit.
Die gemessenen CO7-Werte haben ihre höchste Fehlerquo
te unmittelbar nach Bypass-Ende (Inhomogenität, Basisli
niendrift etc.). Je weiter wir uns von diesem Wert entfer
nen, desto reproduzierbarer werden die Werte. (Reprodu
zierbarkeit bedeutet jedoch nicht zwangsläufig richtig ge
messene Werte: z. B.: Bei falsch vorgegebener Umrechen
konstante, falsch vorgegebenem Injektatvolumen etc ). Kri
tisch ist hier insbesondere der Low-cardiac-output zu be
trachten. Er unterliegt einer großen meßtechnischen Feh
lerbreite.
Wichtig ist, daß der Katheter nach Bypass-OFF nicht in ei
ner Pseudo-Wedge-Stellung liegt, welche einen falsch ho
hen Cardiac-output vortäuschen würde. Die Thermistor
sonde sollte im zentralen Blutstrom liegen, d. h. es muß eine
eindeutige Pulmonaliskurve dargestellt sein.
Aus den gemessenen Parametern können nun über den
Computer folgende für die Therapie wichtige Parameter
errechnet werden:
Hämodynamik:
1. Systemischer Widerstand
SVR o TPR
2. Pulmonaler Widerstand
PVR
3. Schlagvolumen
SV
5. Linksherz-Schlagarbeit
LCSW
6. Rechtsherz-Arbeit
RCW
7. Rechtsherz-Schlagarbeit
RCSW
4. Linksherz-Arbeit
LCW
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 2/September 1983
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…komplette Systeme«
für offene Herz-Chirurgie
AD.KRAUTH
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48
Referat
Sauerstofftransport:
A. Arterieller Sauerstoffgehalt
CaO,
B. Venöser Sauerstoffgehalt
CvO,
C. Arterio-venöse Sauerstoff-Differenz a-vDO2
D. O,-Extraktion
E. O,-Verbrauch
F. O2-Verfügbarkeit
„ _ Arterieller Sauerstoffgehalt
C Q – ————————————
O2 + CO2 Gasdurchfluß
Während des extrakorporalen Bypasses kommt den hä-
modynamischen Parametern eine sekundäre Bedeutung zu.
Im Bypass muß der Säure-Basen-Status, die Sauerstoffver
sorgung und der Sauerstoffverbrauch in physiologischen
Verhältnissen ablaufen. Um dies meßtechnisch zu verifizie
ren, ist die doppelte Blutgasanalyse (arteriell – venös) un
umgänglich. Als weiterer Parameter spielt im artefiziellen
Kreislauf Q eine gewisse Rolle.
Hierbei wird der Sauerstoffgehalt des arteriellen Blutes
durch den Gesamtgasfluß des Oxygenators dividiert. Die
ser Parameter ist für den Kardiotechniker ein Qualitäts
maßstab für die Oxygenerierungseigenschaft des Bubble-
Oxygenators. Der periphere Widerstand wird während der
HLM-Zeit aus dem arteriellen Mitteldruck und dem För
dervolumen der Rollerpumpe ermittelt.
Steigt unter Normothermie-Bedingungen der periphere
Widerstand (SVR) auf Werte > 2 000 dynes • sec • cm
oder muß das Fördervolumen der Pumpe auf Werte < 60%
des errechneten C. O. von 2,4 1/m2 reduziert werden, wird
mit einem Alpha-Blocker oder Nipruss der periphere Wi
derstand durch eine Infusion in die HLM gesenkt.
terschiedliche Computersprachen, z. B. Cobol, Assembler,
Fortran, APL, Pascal und Basic.
Analog zu den Sprachen, bei denen es verschiedene Dialek
te gibt, gibt es bei den Computersprachen verschiedene
„Idioms“, die je nach Fabrikat spezifisch sind. Dies bedeu
tet, daß ein Programm in einer bestimmten Sprache nicht
ohne weiteres auf einen anderen Rechner übertragen wer
den kann.
Der bei uns verwendete Sharp wird über Basic program
miert. Dies ist die am weitesten verbreitete und leistungs
fähigste Computersprache für den Alltagsgebrauch. Von
der mathematischen Struktur her sind die Berechnungen
der Hämodynamik und der Blutgasparameter äußerst trivi
al. Vor Beginn der Messung wird das Programm vom Mag
netband eingelesen oder aus dem Speicher abgerufen. Da
nach kann mit der Eingabe begonnen werden.
Die Darstellung der Daten kann auf unterschiedlichste
Weise erfolgen, so z. B.:
Ausdruck auf Papierstreifen
Digitalanzeige
Videoskop
Es ist ohne weiteres möglich, eine Trendgraphik auszu
drucken, die als Dokumentation verwendet werden kann.
Abb.: Angabe der Normalwerte:
MAP Estimate : diastolic pressure plus 1/3 pulse pressure
C.l. (liters/minute/M2
Cardiac output (liters/minute)
Body Surface Area (M2)
S.V.R. (T.P.R.) (dynes sec cm'5) = MAP[ mmHg] – CVP [mmHg])-79.9
(Cardiac Output | L/min])
P.V.R. (dynes sec cm'5) = (PA | mmHg] – PCWP | mmHg ])• 79.9
(Cardiac Output | L/min | )
S.V. (ml/beat) =
Cardiac Output (ml)
Heart Rate
and the F| O2
ABBREVIATION
DEFINITION
NORMAL VALUE
MAP
Mean Arterial Pressure
85 – 95 mmHg
CO
Cardiac Output
5 — 6 L/min
CI
Cardiac Index
2.5 -3.5 L/min/M2
BSA
Body Surface Area
Meters (Square)
S.V.R.
Systemic Vascular Resistance
or
900
1 200 dynes-sec-cm ‘
T.P.R.
Total Peripheral Resistance
CVP
Central Venous Pressure
5- 12cm H2O
P.V.R.
Pulmonary Vascular Resistance
150 – 250 dynes • sec • cm'5
PA
Mean Pulmonary Artery Pressure
10—17 mmHg
PCWP
Mean Pulmonary Capillary
Wedge Pressure
5 — 12 mmHg
H.R.
Heart Rate
60 – 90 beats/min
S.V.
Stroke Volume
60 — 70 ml/min
S.l.
Stroke Index
35 — 45 ml/min/M2
R.V.S.W.
Right Ventricular Stroke Work
8-12gm-M/M2
L.V.S.W.
Left Ventricular Stroke Work
51 – 61 gm • M/M2
EF
Ejection Fraction
0.67
EDV
End Diastolic Volume
70 ml/M2
dp/dt
First time derivative of Left
Ventricular Pressure
1 500 – 1 800 mmHg/sec
(Normal value varies with method
and equipment)
PaO2
Partial Pressure of Oxygen in
Arterial Blood
Will vary with patients age
S.l. (ml/min/M2) = Stroke Volume
Body Surface Area
On room air: 80 – 95 mmHg
On 100 %O2 : 640 mmHg
R.V.S.W. (gm – M/M2) = S.I.- PA (mmHg)-0.0136
L.V.S.W. (gm – M/M2) – S.l.• MAP (mmHg)-0.0136
CaO2 (ml oxygen/100 ml blood or Volumes %) ■ (Hgb-1.39) SaOj + (PaO2- 0.0031)
CvO2 (ml oxygen/100 ml blood or Volumes %) a (Hgb -1.39) SvO2 + (PvO2• 0.0031)
A ■ VCPO2 (ml/100 ml or Volumes %) = CaOj – CvO2
VO2 (ml/min/M2) – Cl-A – VCDO2.1o
O2 AVAIL. (ml/min/M2) = C.I.-CaO2-10
O2 "x” Ratio
A – VCP02
CaO2
gs/Qt (%| = 0.0031 -A – aDO,
(A – VCDO,) +
• 100
Abb.: Berechnungsgrundlagen für das Basiscomputerprogramm
Die Verarbeitung der Meßwerte erfolgt unmittelbar nach
Messung.
Zur Programmierung von Computern verwendet man Pro
grammiersprachen, mit deren Hilfe der Anwender dem
Rechner die entsprechenden Instruktionen geben kann.
Wie es unterschiedliche Sprachen gibt, kennt man auch un
ABBREVIATION
DEFINITION
NORMAL VALUE
PaCO2
Partial Pressure of Carbon
Dioxide in Arterial Blood
40 mmHg
PAOj
Partial Pressure of Oxygen
in the Alveolus (mean)
104 mmHg on room air
PACO 2
Partial Pressure of Carbon
Dioxide in the Alveolus
40 mmHg
PvO2
Partial Pressure of Oxygen
in Mixed Venous Blood
Will vary with the F | O2,
cardiac output and oxygen
consumption 35 – 40 mmHg
PvCO2
Partial Pressure of Carbon
Dioxide i. Mix. Venous Blood 41 — 51 mmHg
A -aDO2
Alveolar – Arterial Oxygen
Gradient
25 – 65 mmHg at an F, O2
– 1.0
SvO2
% Oxyhemoglobin Saturation
of Mixed Venous Blood
75% (air)
SaO2
% Oxyhemoglobin Saturation
of Arterial Blood
97% (air)
CaO2
Arterial Oxygen Content
Will vary with hemoglobin concen –
tration and PaO2on air 19 — 20 ml/100 ml
CvO2
Mixed Venous Oxygen
Content
Will vary with CaO2, cardiac output and
O2 consumption 14 – 15 ml/100 ml
A■VCDOj
Arteriovenous Oxygen
Content Difference
4 – 6 ml/100 ml (Volumes%)
O2 AVAIL
Oxygen Availability
550 – 650 ml/min/M2
O2 „x“ Ratio
Oxygen Extraction Ratio
0.25
PB
Barometric Pressure
9o2
Oxygen Consumption (STPD) 115 – 165 ml/min/M2
Kardiocechnik 6. Jahrgang/Heft 2/September 1983
Referat
49
Zusammenfassung
Der primäre Nutzen der gewonnenen Daten liegt darin, daß der
pulmonale-, systemische Widerstand und die Ventrikelarbeit be
stimmt werden können. Dadurch ist eine optimale Therapie mit
Inotropica, Vasodilatantien bzw. Vasokonstriktoren möglich.
Durch die Periodizität der Meßzyklen läßt sich der Therapiever
lauf verfolgen und entsprechend korrigieren. Bei besonders ge
fährdeten Patienten in der Herzchirugie stimmt der Schluß (RR
— normal— guter Kreislauf, daß ein normaler oder hoher RR-
Wert mit normalem oder hohem C. 0. korreliert und damit eine
stabile Hämodynamik vorliegt, oft nicht.
Mit dieser Monitorerweiterung konnten wir immer wieder
frühzeitig feststellen, daß gerade hei fallendem C. 0. sich die
Blut drucke kompensatorisch erhöhen (CO – SVR‘ – RR‘), da die
Peripherie (systemischer Widerstand} „zu“geht.
Die M öglichkeit der gezielten frühzeitigen Beeinflussung der Hä
modynamik recht fertigt unserer Meinung nach den meß techni
schen Aufwand.
Literatur:
1. Niemer-Nemes: Sauerstofftransport – Sauerstofftherapie, Datenbuch Inten
se vmedizin, Gustav Fischer Verlag, 1981
2. Schreiner-Hecheltjen: Einflußfaktoren auf den Sauerstoffverbrauch des Or
ganismus während der extrakorporalen Zirkulation. Kardiotechnik 1 :2,
1983
3. Oer&r, Schottler Simon: Informatik-Algorithmen und ihre Programmie
rung. R. Oldenbourg Verlag, München
4. Ulfe Science Inc.: Automated Physiologie Profile-Monitur
5. J.P. Mandl, MS and Mothley, BS: Oxygen Consumption Platauing. A Better
Method of Achieving Optimum Perfusion
6. K. Meyer-Warden: Technische Verfahren in der Kardiologischen Diagno
stik und Therapie. F.K. Schattauer-Verlag
7. Hewlett-Packard: Cardiac/Pulmonary: USER Library Solutions
Anschrift des Verfassers:
Alois Philipp, Abteilung Kardiotechnik
Benedikt-Kreutz-Rehabilitationszentrum
Südring 15
7812 Bad Krozingen
Aus der Herzchirurgischen Universitätsklinik Köln (Direktor Prof. Dr. H. Dalichau)
Die Aufgaben des Kardiotechnikers bei der Schrittmachertherapie
G. Lauterbach
Summary:
The perfusionist fulfills several tasks of electrophysiological measurement concerning the implantation ofpacemakers and their follow-up
controlling measurements and registrations. This implies the recording of the threshhold, R-wave and the analysation of rythm of a pa
cemaker ECG. To evaluate the technical datas the perfusionist needs large electrophysiological knowledge depending on practical experience
over years. The accuracy and the right evaluation of all technical datas and measurements is a condition of proper long-term function
of pacemakers.
Einleitung:
Vom Verband der Kardiotechniker Deutschlands e. V.
wurde 1980 in Zusammenarbeit mit der ÖTV ein Studien
gang für Kardiotechniker entworfen. In diesem Studien
gang hat die Grundlagenvermittlung der Schrittmacher
therapie ihren festen Platz. Da bis zum heutigen Zeitpunkt
in den Herzchirurgischen Kliniken noch nicht alle Kardio
techniker mit der Schrittmachertherapie vertraut sind,
stellt sich für viele die Frage, welche Aufgaben kann oder
sollte der Kardiotechniker bei der Schrittmachertherapie
übernehmen. Im folgenden sollte anhand von Beispielen
bei der Schrittmacherimplantation und der postoperativen
Kontrolluntersuchung gezeigt werden, welche Aufgaben
der Kardiotechniker hier übernehmen kann, und welche
Bedeutung diese Tätigkeiten für die Langzeitfunktion der
Schrittmachersysteme haben.
Schrittmacherfunktion
Herzschrittmacher bestehen im wesentlichen aus drei
Komponenten. Der Energiequelle, dem Elektronikteil und
der Elektrode. (Abb. 1).
Der Reizimpuls, der vom Aggregat ausgeht, wird über die
Elektrode dem Endokard oder Myokard zugeführt. Die
heute verwendeten Herzschrittmacher arbeiten fast aus
nahmslos nach dem Demandprinzip, d. h. der Ausgangs
kondensator, der den Reizimpuls an das Herz abgibt, lädt
sich in einem eingestellten Zeitintervall bis Stimulationsni-
Ahbildung 1: Die drei Komponenten des Schrittmachersystems,
Energiequelle, Elektronikteil und Elektrode
veau auf und gibt dann seinen Reizimpuls ab. Erfolgt nun
innerhalb dieses Zeitintervalls eine spontane Eigenerre
gung, so wird diese über eine Detektionseinheit vom
Schrittmacher wahrgenommen und die Impulsabgabe
blockiert (Abb. 2) Durch dieses Demandprinzip werden
durch den Schrittmacher verursachte Parasystolien bzw.
extrasystolische Arrhythmien verhindert. Die Elektroden
dienen der Ableitung des lokalen EKG’s am Herzmuskel
für die Demandfunktion und übermitteln die Stromstöße
Kardiotechnik 6. Jahrgang/Heft 2/September 1983
50
Referat
für die Stimulation. Abbildung 3 zeigt das Prinzip eines
ventrikelgesteuerten Schrittmachers. Bei modernen
Schrittmachergeräten ist es möglich, von außen durch