Alkalmazott Élettan II. Keringés, haemodynamikai támogatás

Az előadások a következő témára: "Alkalmazott Élettan II. Keringés, haemodynamikai támogatás"— Előadás másolata:

1 Alkalmazott Élettan II. Keringés, haemodynamikai támogatás
Rudas László University of Szeged Department of Anaesthesiology and Intensive Care Medical ICU

2 Megfelelő szöveti perfúzión keresztül a keringési rendszer biztosítja sejtjeink számára az oxigént és az energia szubsztrátumokat A keringés makro-, és mikrocirkulációból áll. A normális keringés feltételei: Jó pumpa, megfelelő vasculatura és normális vérvolumen.

3 A „pumpa”

4 Nos gyerekek, szóval mit generál a szív?

5 Áramlást ?

6 Nyomást ?

7 Mindkettőt!

8 Contractility contractility Pressure Stroke volume

9 The role of contractility
contraktility elastance Arterial pressure Stroke volume

10 Arterial elastance Arterial pressure elastance Stroke volume

11 Heart - circulation coupling
contractility elastance Arterial pressure Stroke volume

12 Coupling Systems Heart Circulation

13 A „pumpa” -más nézetből

14 Left ventricular pressure
End-systolic Pressure-volume relationship End-diastolic Pressure-volume relationship Ejection Left ventricular pressure Isometric contraction Isometric relaxation Ventricular filling Left ventricular volume

15 Sympathetic activation
End-systolic Pressure-volume relationship End-diastolic Pressure-volume relationship Ejection Left ventricular pressure Isometric contraction Isometric relaxation Ventricular filling Left ventricular volume

16 A diasztolés funkció függ a normális aktív relaxációtól, és a szív passzív tágulékonyságától is

17 Szisztolés diszfunkció
End-systolic Pressure-volume relationship End-diastolic Pressure-volume relationship Ejection Left ventricular pressure Isometric contraction Isometric relaxation Left ventricular volume Ventricular filling

18 Pressure-volume relationship
Diasztolés diszfunkció End-systolic Pressure-volume relationship Ejection Left ventricular pressure End-diastolic Pressure-volume relationship Isometric contraction Isometric relaxation Ventricular filling Left ventricular volume

19 A „Pumpa” és a „preload” viszonya

20 A végdiasztolés volumen szerepe
contractility elastance Arterial pressure Stroke volume

21 Cardiac outpul (l/min) Right atrial pressure (mmHg)
„szív-funkciós” görbe 5 10 15 20 Cardiac outpul (l/min) the good old Starling curve 12 8 4 Right atrial pressure (mmHg)

22 Egy izomcsík „előterhelése”

23

24 LaPlace formula For thick walled spheres =PR/2w w=wall thickness
P=pressure R=radius

25 A preload, - élettani értelemben az ejectiot megelőzően uralkodó bal kamrai falfeszülésnek felel
Klinikailag mind a bal kamrai végdiasztolés volument, mind a végdiasztolés nyomást használjuk a preload jellemzésére.

26 The role of the end-diastolic volume
End-systolic Pressure-volume relationship Ejection Left ventricular pressure Isometric contraction Isometric relaxation End-diastolic Pressure-volume relationship Ventricular filling Left ventricular volume

27 A preload markerei Left ventricular pressure End-diastolic pressures
volume

28 A preload markerei Melyik komponens a megbízhatóbb ??
Left ventricular pressure End-diastolic pressures End-diastolic volume

29 Faktorok: 1. A végdiasztolés nyomás-volumen összefüggés nem lineáris. Egy bizonyos ponton túl minimális volumen változásokat excesszív nyomásnövekedés kísérhet. Az összefüggés meredeksége pedig egyénről-egyénre változik A diasztolés funkció nagyon érzékeny ischaemiára, és egyéb szívizom-károsodásra. Így a végdiasztolés nyomás akár volumen növekedés nélkül is emelkedhet. End-diastolic pressures End-diastolic volume

30 Lichtwarck-Aschoff et al. Intensive Care Med1992; 18:142-147

31 Faktorok: 1. A végdiasztolés nyomás-volumen összefüggés nem lineáris. Egy bizonyos ponton túl minimális volumen változásokat excesszív nyomásnövekedés kísérhet. Az összefüggés meredeksége pedig egyénről-egyénre változik A diasztolés funkció nagyon érzékeny ischaemiára, és egyéb szívizom-károsodásra. Így a végdiasztolés nyomás akár volumen növekedés nélkül is emelkedhet. 3. A viszonyokat befolyásolhatja a kamrai interdependencia. End-diastolic pressures End-diastolic volume

32 Watch out for that kitty !!!

33 A vasculatura

34 Vascular compliance  P  V Volume pressure

35 Compliance Relatíve volume pressure (cm water) AORTA VENA CAVA 320 240
160 80 1 2 3 4 Relatíve volume AORTA VENA CAVA 24 16 8 pressure (cm water)

36 Intravascularis nyomás

37 Faktorok: 1. Az erek „összekötő pályaként” szolgálnak a szív és a periféria között. Az erek azonban egyúttal „elasztikus containerek”, melyek volumen-raktározó képessége az érben uralkodó nyomástól függ.. Az „összekötő pályákon” átfolyó volumen nyomást generál. Bizonyos, (kisebb) nyomást az erek „túlfeszülése” is generál. A disztenzibilitási és rezisztív tulajdonságok az érmeder különböző szakaszain nagyon eltérőek lehetnek.

38 Hogyan jön létre Az artériás nyomás?

39 The „Ohmic” resistance
Cardiac output Cardiac output 2 Cardiac output 1 300 P1 P2 Arterial pressure

40 Generated flow = cardial output (CO)
Generated pressure = mean art. pressure (MAP)– right atrial pressure (RAP) Systemic Vascular Resistance (SVR = (MAP-RAP)/CO dimension: Hgmm/l/min SVR index (SVRI) = (MAP-RAP)/CI dimension: Hgmm/l/min/m2

41 Mi a csuda az a „túlfeszülés” az erekben ??
I. Magyarázat a „keringésmegállás” helyzetében

42 Keringésmegállást követően a vérvolumen az érpálya különböző szakaszain a disztenzibilitási tulajdonságok szerint helyezkedik ek, és konstans nyomást gyakorol az érfalra. Ez az átlagos szisztémás töltőnyomás.

43

44

45

46 Venous Capacity Pms 100 Blood Volume % of control
 3.5 l (50 ml/kg) „unstressed volume” 5 10 15 20 Pms Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986

47 Venous Capacity Pms Sympathetic blockade 100 Blood Volume % of control
Noradrenalin 5 10 15 20 Pms Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986

48 Reflex compensation range:
Venous Capacity Sympathetic blockad Noradrenalin 100 Blood Volume % of control Reflex compensation range: 15-20 ml/kg  l blood 5 10 15 20 Pms Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986

49 Mean systemic filling pressure

50 Keringésmegállást követően a vérvolumen az érpálya különböző szakaszain a disztenzibilitási tulajdonságok szerint helyezkedik ek, és konstans nyomást gyakorol az érfalra. Ez az átlagos szisztémás töltőnyomás.

51 Circulatory arrest Intact circulation
During circulatory arrest the heart itself will distend as well. (The heart ismuch more compliant, than the arterial system). The distension of the heart however is not proportional, (The right heart is much more complient than the left)

52 Changes in ventricular volumes following arrest
Cardiac arrest: MRI series Chamberlain D et al. Resuscitation 2008;77:10-15

53 Mean systemic filling pressure is the prevailing pressure at the venus capillary end, in normal basline conditions it is around 8 mmHg.

54 Mi a csuda az a „túlfeszülés” az erekben ??
Magyarázat verő szíven, növekvő perctérfogat mellett

55 „compliant ér (véna) „noncompliant ér” (artéria)

56 Mindez a humán keringésre ?
Hogyan értelmezhető Mindez a humán keringésre ?

57 Circulatory arrest Increasing CO A perctérfogat generálása egyúttal
azt jelenti, hogy „vérvolumen áthelyeződés” történik a vénás oldalról az artériás oldalra.

58 Circulatory arrest Increasing CO

59 A vénás visszatérés kérdése
(avagy miért jön vissza a vér a szívbe?)

60 Venous return Venous return curve 10 Right atrial pressure

61 Influence of negative intrathoracic pressure on right atrial
and systemic venous drainage DSA image normal inspiration DSA image „Müller manoeuvre” -40 Hgmm Virolainen J. Eur Heart J 1995;16:

62 Apart from temporary fluctuations, cardiac output and
Venous return (l/min) Cardiac output (L/min) Right atrial pressure (mmHg) Right atrial pressure (mmHg) Apart from temporary fluctuations, cardiac output and venous return should be equal.

63 The Guyton diagram Venous return (l/min) /Cardiac output (L/min)
Right atrial pressure (mmHg)

64 Jöhet a perifériáról átmenetileg több vér, mint amennyi kifut ??

65 Jöhet a perifériáról átmenetileg több vér, mint amennyi kifut ??
Válasz1: Passzív mechanizmusok

66

67 Vénás visszaáramlás 45 ml Venous Outflow Arterial Inflow Arterial
Restriction ) n i m / Venous Outflow 300 m ( w o l F 200 d o Arterial Inflow o l B 45 ml i 100 n c n a l p S 10 20 Time (seconds) Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986

68 Jöhet a perifériáról átmenetileg több vér, mint amennyi kifut ??
Válasz2: Aktív mechanizmusok

69 Effect of Sympathetic Tone on Auto- Transfusion from Splanchnic Region
Arterial Outflow Restriction Splanchnic Nerve Stimulation ) n i m / Venous Outflow 300 m ( w o l F 200 d o Arterial Inflow o l B 45 ml 71 ml i 100 n c n a l p S 10 20 10 Time (seconds) Rothe et al. Arch Intern Med 146:977-82, 1986

70 Befolyásolja egyáltalán
a pumpafunkció a vénás visszatérést?

71 Cardiac output and right atrial pressure in pacemaker dependent dogs
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35

72 Pacemaker dependens alanyok perctérfogat és RAP összefüggései
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35

73 Pacemaker dependens alanyok perctérfogat és RAP összefüggései
Sheriff DD és Mendoza JR. Exerc Sport Sci Rev 2004;32:31-35

74 Circulatory arrest Increasing CO

75 Az „afterload” avagy az utóterhelés

76 Az afterload az ejectáló bal kamra falában generálódó falfeszülés.
A klinikai gyakorlatban az ejectio során generált nyomással jellemezzük.

77 „Afterload mismatch”: egy relatív fogalom
Left ventricular pressure Left ventricular volume Left ventricular pressure Left ventricular volume

78 myocardial wall stress during systolic ejection
afterload ventricular ventricular myocardial systolic radius systolic pressure wall thickness end diastolic radius output impedance normal growth, hypertrophy systemic arterial pressure outflow tract resistance diastolic pressure systolic pressure vascular resistance obstructive CMP blood volume pulse pressure total peripheral resistance stroke volume arterial compliance Norton, Advances in Physiology Education 2001;25:53-61

79 The abnormal distensibility of ther conductance vessels (i. e
The abnormal distensibility of ther conductance vessels (i.e. increased stiffness), contributes to the increased central arterial pressure during ejection.

80 who knows 3 ways to increase Cardiac output raise hand !!
Everybody in the room who knows 3 ways to increase Cardiac output raise hand !!

81 Types of circulatory failure
- a szív csökkent pumpafunkciója - cardiogenic shock - reduced venous return - hypovolaemic shock - csökkent artériás tónus a véráramlás abnormális eloszlásával - distributive shock - outflow obstruction - obstructive shock

82 Let’s put the puzzle together (start with normal parameters)

83 In order to put the puzzle together, I had to change
the directions of the axes of certain traditional diagrams. Do not panick!

84 Systemic vascular resistance
Cardiac output Cardiac output 1 Cardiac output 2 Arterial pressure 300

85 Venous return Venous return curve 10 Right atrial pressure

86 Systemic vascular resistance
Cardiac output / Venous return Systemic vascular resistance Venous return curve Cardiac output 1 Cardiac output 2 Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 Apart from temporary fluctuations, cardiac output and venous return should be equal.

87 Arterial compliance curve
300 Arterial pressure Arterial compliance curve Arterial volume

88 Pressure in the great veins Venous compliance curve
10 Pressure in the great veins Venous compliance curve Venous volume

89 2. Systemic vascular resistance 1. Venous return curve
Cardiac output / Venous return 2. Systemic vascular resistance 1. Venous return curve Cardiac output 2 Cardiac output 1 Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 artériás vénás Arterial volume Venous volume 3. Arterial compliance curve 4. Venous compliance curve

90 2. Systemic vascular resistance 1. Venous return curve
Cardiac output / Venous return 2. Systemic vascular resistance 1. Venous return curve Cardiac output 2 Cardiac output 1 Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 artériás vénás Arterial volume Venous volume 3. Arterial compliance curve 4. Venous compliance curve

91 Mechanisms of failure

92 Mechanisms of failure Low cardiac output

93 Systemic vascular resistance Venous return curve
Cardiac output / Venous return Systemic vascular resistance Venous return curve Cardiac output Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 artériás vénás Arterial volume Venous volume Arterial compliance curve Venous compliance curve

94 Therapy ? Limitations of the therapy ?

95 Decreased venous return
Mechanisms of failure Decreased venous return - hypovolemia

96 Systemic vascular resistance Venous return curve
Cardiac output / Venous return Systemic vascular resistance Venous return curve Cardiac output 2 Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 vénás Arterial volume Venous volume Arterial compliance curve Venous compliance curve

97 Systemic vascular resistance Venous return curve
Cardiac output / Venous return Systemic vascular resistance Venous return curve Cardiac output 2 Secunder systolic dysfunction Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 vénás Arterial volume Venous volume Arterial compliance curve Venous compliance curve

98 Therapy ? Limitations of the therapy ?

99 Mechanisms of failure Loss of vascular resistance

100 Systemic vascular resistance . Venous return curve
Cardiac output / Venous return Systemic vascular resistance . Venous return curve Arterial pressure Right atrial pressure 300 10 artériás vénás Arterial volume Venous volume Arterial compliance curve Venous compliance curve

101 Therapy ?

102

103

104 Diastolic heart failure is suspected in cases where clinical signs of decompensation are present, in spite of preserved systolic function (EF≥50%). (The diagnosis could be further confirmed by echocardiography).

105 myocardial end-diastolic wall stress
preload end-diastolic end-diastolic myocardial wall radius filling pressure thickness compliance of total blood volume normal growth ventricle and blood volume distribution hypertrophy pericardium venous compliance venous return Norton, Advances in Physiology Education 2001;25:53-61

106

107

108 The Guyton diagram Venous return (l/min) /Cardiac output (L/min)
Right atrial pressure (mmHg)