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Methodenvergleich der Impendanzkardiographie (Task Force Monitor®) mit der Thermodilutionsmethode (Pulmonalarterienkatheter) für die Messung des Herzzeitvolumens

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Stalberg, Katharina (2012) Methodenvergleich der Impendanzkardiographie (Task Force Monitor®) mit der Thermodilutionsmethode (Pulmonalarterienkatheter) für die Messung des Herzzeitvolumens. PhD, Universität Regensburg

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Abstract (German)

Die Bestimmung des Herzzeitvolumens (HZV) ist eine entscheidende Messgröße in der Behandlung kritisch kranker Patienten. Derzeit ist immer noch die Thermodilutionsmethode mittels des Pulmonalarterienkatheters (PAK) die klinische Standardmethode zur Bestimmung des Herzzeitvolumens. Aufgrund der Invasivität des Verfahrens und der daraus resultierenden Risiken für den Patienten ist diese Praxis in den letzten Jahren jedoch zunehmend kritisch hinterfragt worden. Bestimmte Arbeiten legen sogar einen Zusammenhang zwischen Pulmonalarterienkatheterisierung und erhöhter Sterblichkeit bei der Therapie von Intensivpatienten dar. Die Kontroverse um den Pulmonalarterienkatheter hat zu einer intensiven Exploration nicht- invasiver Alternativen zur Messung des Herzzeitvolumens geführt. Die alternativen Methoden sollen dabei weniger invasiv, kostengünstig und einfach in der technischen Durchführung sein. Daneben sollen sie die Möglichkeit bieten, den Verlauf des Herzzeitvolumens im Sinne einer Trendanalyse kontinuierlich abbilden zu können, ohne für den Patienten belastend zu sein. Im operativen Bereich und im Bereich der Intensivmedizin ist u.a. die Impedanzkardiographie (IKG) als kontinuierliches nicht invasives Verfahren zur Bestimmung des Herzzeitvolumens auf Interesse gestoßen. Schon seit 40 Jahren als Messmethode bekannt, wurde sie allerdings stets kontrovers diskutiert.
Die Korrelation der Messmethoden für das Herzzeitvolumen mittels Impedanzkardiographie und Thermodilution wurden teilweise sehr unterschiedlich beschrieben. Auch in großen Metaanalysen kam man bei der Frage des klinischen Stellenwertes der Impedanzkardiographie nicht zu einheitlichen Ergebnissen. Die Heterogenität der Resultate wird vor allem den verschiedenen Algorithmen der Messgeräte und den unterschiedlichen Patientenkollektiven zugeschrieben.
In der vorliegenden Studie ist ein neuer Algorithmus zur Berechnung des Cardiac Outputs mittels Impendanzkardiographie untersucht worden. Der Task Force Monitor (TFM®) der Firma CNSystems (Graz/ Österreich) versprach mit verbesserten technischen Vorraussetzungen und einem neuen Algorithmus auch im operativen Bereich zuverlässig hämodynamische Messungen zu liefern. Bei 20 Patienten, die für eine elektive herzchirurgische Operation vorgesehen waren, wurde das Herzzeitvolumen mit den zwei Methoden (der IKG- HZV und dem PAK- HZV) simultan zu zwei Messpunkten nach der Narkoseinleitung gemessen. Zum Messzeitpunkt A, kurz nach Einschwemmen des Pulmonalarterienkatheters und zum Messzeitpunkt B, nach Volumengabe. Bezogen auf das Herzzeitvolumen konnte nur eine geringe Übereinstimmung der beiden Methoden sowohl vor wie auch nach Volumengabe festgestellt werden. Damit sind die Methoden nach den Ergebnissen der vorliegenden Studie nicht miteinander vergleichbar.
Dieses Gerät TFM® kann als Messmethode bei koronarchirurgischen Patienten nicht für die Bestimmung des Herzzeitvolumens oder daraus ableitbaren Parametern im perioperativen Bereich empfohlen werden. Trotz der in der Arbeit diskutierten Hypothesen bleibt es weiterhin unklar, worin die Fehlerquelle für die unterschiedlichen Ergebnisse der beiden Messmethoden bestand.
Weitere Studien mit verbesserten Algorithmen, stringenteren Ausschlusskriterien für das Patientenkollektiv und unter verschiedenen klinischen Bedingungen sind notwendig, um die Wertigkeit der Impedanzkardiographie abschließend beurteilen zu können.

Translation of the abstract (English)

The cardiac output is one important parameter in monitoring and therapy of critical ill patients. At present the standard technique for measuring cardiac output is the pulmonary arterial thermodilution technique using the pulmonary artery catheter.
There is an ongoing discussion on the risk and benefit of this invasive technique with calling the pulmonary artery catheter in question for its indication. Within this discussion less invasive methods for determining cardiac output have been explored.
The alternative methods should be less invasive, cost- saving and easily practicable. In addition they should offer the opportunity of continuously monitoring of the cardiac output without any stress for the patient. At intensive care units and surgery departments was the impedance cardiography an up coming technique in the last few years. Although it was already described 40 years ago the technique was always controversial discussed.
The correlation between the technique of thermodilution and impedance cardiography concerning the cardiac output is described diverse in past literature. Even in several meta- analysis there were no uniformed results in point of clinical significance found.
These heterogeneous findings are mainly ascribed to the different algorithms of the equipment and collectives of patients.
In this study we tested a new device (Task Force Monitor) with measuring cardiac output using a new algorithm. The Task Force Monitor (TFM®) of CNSystems was predicting with a new algorithm reliable datas in hemodynamic monitoring also in surgical procedure and intensive care units.
At 20 Patients, who were planed for an elective heart surgery, were measured cardiac output with pulmonary artery catheter and impedance cardiography at two points of aneshesia before operation. On point of measurement A right after placement of the pulmonary artery catheter and another point of measurement B after volume expanding. In point of cardiac output measuring there was only a low correlation between the two technique noticed. In all measurement points were low correlation of the two techniques described. The two techniques were not comparable according to the results of that study. Therefor this new device of Task Force Monitor was not qualified for cardiac output measurement at perioperative hemodynamic monitoring. There are discussed several sources of error but lastly remains the cause for these resultats unclear.
Hence further studies with improved algorithms, different patient collectivs und clinical conditions are necessary to evaluate the technique of impedance cardiography in clinical monitoring.

Item Type:Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Referee:PD Dr. Christoph Wiesenack
Date of exam:11 July 2012
Institutions: Medicine > Lehrstuhl für Anästhesiologie
Keywords:impedance cardiography, electrical bioimpedance, cardiac output, non-invasive diagnostics, pulmonary artery catheter, pulmonary arterial thermodilution
Subjects:600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:Published
Refereed:Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:Yes
Owner:Universitätsbibliothek Regensburg
Deposited On:30 Oct 2012 10:50
Last Modified:30 Oct 2012 10:50
Item ID:26486
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