Het effect van hartmassage en intrathoracale drukverschillen op end-tidal

CO2 spanning in patiënten met een uit-hospitaal hartstilstand

Jan FIERENS

Promotor: Prof. Dr. K. Monsieurs

Achtergronda. Mechanismen van cardiopulmonaire resuscitatie

(CPR)

Cardiaal pompmechanisme

Thoracaal pompmechanisme

b. Het gebruik van end-tidal CO2 (PetCO2) in reanimatie

• Correcte plaatsing van de endotracheale tube

• Weerspiegelt de cardiale output en coronaire perfusiedruk

• ProgNEEstische waarde voor terugkeer van spontane circulatie van tijdens CPR

DoelstellingKwantificeren van beide pompmechanismen in individuele patiënten

Modelleren van veranderingen in PetCO2 mbv parameters die een pompmechanisme beschrijven

Voorspellen van het effect op PETCO2 door veranderingen in de parameters van beide pompmechanismen

Materialen en methoden• Prospectieve observationele studie van patiënten met een uit-hospitaal

hartstilstand tussen oktober 2010 en de helft van april 2011

• De diepte en snelheid van hartmassage wordt gemeten via een accelerometer tussen het sternum en de hand van de reanimator

• Patiënten worden endotracheaal geïntubeerd

• Continue mainstream capnografie maakte het mogelijk om een exacte PetCO2 te meten op het einde van elke expiratie

• Er werden druksensoren gebruikt om de distale (tip van de endotracheale tube) en de proximale (het proximale einde van de endotracheale tube) intratreacheale druk te meten. Deze laatste komt overeen met de intrathoracale druk

Mainstream PETCO2 sensor

Defibrillator pads met accelerometer

Bakje met druksensoren, -versterker en -logger

Volledige opstelling van disposable met PetCO2 sensor

Uitlezen van de Zoll defibrillator en druklogger met de thoracale drukdata (links) en Zoll bestand met PetCO2 data en compressie

data (rechts)

Integratie en synchronisatie van alle data in MS Excel

Data analyse

Gebruikte variabelen: mediaan en gemiddelde berekend in een tijdsinterval van 5,10, 15 en 20 s voor iedere PetCO2

• Compressiediepte (CD)• Compressiesnelheid (#C)• Ventilatiedruk (Pvent)• Piekdruk• ΔCP (intrathoracaal drukverschil)• Area Under the Curve (AUC) van de piekdrukken• Totale intrathoracale druk(PIT)

Voor elke variabele werd ook een sommatie uitgevoerd in een tijdsinterval van 5, 10 ,15 en 20 s voor elke PetCO2

Illustratie van de gebruikte data

PetCO2

Compressiediepte – aantal compressiesAUC compressiepiekenPIT

Peak pressurePvent

ΔCP

10:24:08 10:24:09 10:24:10 10:24:11 10:24:11 10:24:12 10:24:13 10:24:14 10:24:15 10:24:16 10:24:17 10:24:18 10:24:18 10:24:19 10:24:20 10:24:210

5

10

15

20

25

30

35

0

10

20

30

40

50

60

Statistische analyse per patiënt

• Enkelvoudige lineaire regressie van alle variabelen in functie van PetCO2

• Modellering met UNIANOVA

– Zo laag mogelijk correlatie tussen de gebruikte variabelen in het model

– Een zo hoog mogelijk R² bekomen: beschrijft de mate waarin het

gevonden model veranderingen in PetCO2 verklaart

– Combinaties maken van variabelen die zowel een cardiale als

thoracale pomp kunnen beschrijven

Resultaten Illustratie van enkelvoudige lineaire regressie

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.00

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Mediane compressiediepte ifv

PetCO2

Mediane compressie diepte ( in cm)

PetC

O2

(in

mm

Hg)

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.00

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Mediane ΔCP ifv PetCO2

Mediane ΔCP (in cmH2O)

PetC

O2

(in

mm

Hg)

Illustratie van enkelvoudige regressie

• Enkelvoudige lineaire regressie toonde een superioriteit voor het gebruik van de mediaan in vergelijking met het gemiddelde van de variabelen

• Enkelvoudige regressie toonde een superioriteit voor de variabelen gemeten in 20 s voor elke PetCO2. Geen verbetering meer in R² bij verhogen van tijdsinterval

Categorisering per patiënt (n=27)

•Compressiediepte (CD)

•Compressiesnelheid (#C)

Cardiale pompmechanisme

•ΔCPThoracale pompmechanisme

•ΔCP met CD of #C

•AUC compressiepieken

Beide mechanismen

•Pvent

•PIT

Neutrale variabelen

Relatie tussen #C en/of CD en

PetCO2

Relatie tussen ΔCP en PetCO2

Relatie tussen AUC compressie-pieken en PETCO2

N (%)

Categorie 1 NEE NEE NEE 3 (11%)

Categorie 2 JA NEE NEE 8 (30%)

Categorie 3 NEE JA NEE 1 (4%)

Categorie 4 JA JA JA 11 (41%)

Parameter N (%) ΔPetCO2 (in mm Hg)

Compressiediepte pos relatie 14 (52%) 1 – 12

neg relatie 4 (15%) 2 – 14

Compressiesnelheid pos relatie 6 (22%) 3 – 12

neg relatie 1 (4%) 4

ΔCP pos relatie 10 (37%) 1 – 19

neg relatie 5 (19%) 0 – 9

• Patiënten die een negatieve relatie tonen tussen ΔCP of CD en PetCO2, tonen eveneens een negatieve relatie tussen Pvent of PIT en PetCO2.

• 5/11 (45%) en 2/10 (20%) tonen een positieve relatie tussen resp PIT en Pvent en PetCO2. 6/11 (55%) en 8/10 (80%) tonen een negatieve relatie.

Discussie• Alle patiënten kregen CPR volgens huidige reanimatierichtlijnen, toch

gebruikt slechts een minderheid een thoracaal pompmechanisme. Veranderingen in de ventilatiewijze kan mogelijks dit mechanisme toegankelijk maken in de andere patiënten

• Excessieve intrathoracale druk is geassocieerd met een lagere PetCO2 door inhibitie van de veneuze retour waardoor bijgevolg de cardiale output daalt

• Het aantal compressies vormt een belangrijke factor voor PetCO2. In de patiënten waar deze parameter meegenomen is, kan een toename leiden tot een significante toename in PetCO2

• Grote patiëntheterogeniciteit maakt het moeilijk om één groot statistisch model te maken

Beperkingen van deze studie

• Pilootstudie met een beperkte populatie• Minder patiënten met VF/VT in vergelijking met

standaardpopulatie

Populatie

• Enkelvoudige en multiple lineaire regressie/UNIANOVA hebben nood aan voldoende range van de variabelen

• UNIANOVA gaat uit van ongerelateerde variabelen

Methodologie

• PetCO2 enkel gelimiteerd door veranderingen in CO in lage flow situaties

• Toch geopteerd tot exclusie van deze patiënten

Manueel geventileerde patiënten

• PetCO2 sensor• Vergeten aanbrengen van de drukleidingen• Verstopte drukleidingen door secreties• Ventilatorproblemen

Technische moeilijkheden

Besluit• ΔCP vormt een wijze om een thoracaal pompmechanisme te

beschrijven en te optimaliseren

• Tijdens reanimatie zijn veranderingen in compressiediepte en intrathoracale drukken geassocieerd met veranderingen in PetCO2

• Verder onderzoek in een grotere populatie en op een interventionele wijze is noodzakelijk