AMIT AZ ÁLLATKÍSÉRLETEKBŐL TANULTUNK: A MIKROCIRKULÁCIÓ MONITOROZÁSA

Az előadások a következő témára: "AMIT AZ ÁLLATKÍSÉRLETEKBŐL TANULTUNK: A MIKROCIRKULÁCIÓ MONITOROZÁSA"— Előadás másolata:

1 AMIT AZ ÁLLATKÍSÉRLETEKBŐL TANULTUNK: A MIKROCIRKULÁCIÓ MONITOROZÁSA
Kaszaki József Ph.D. Szegedi Tudományegyetem, Sebészeti Műtéttani Intézet

2 A mikrokeringés fiziológiája
Arteriolák, kapillárisok, venulák hálózata (érátmérő <100 μm) Legfőbb szerepe az oxigén átadása a szöveteknek Struktúrája, funkciója nem egységes – szervenként eltérő Központi szerepet játszik a véralvadási, immunológiai folyamatokban A mikrokeringést meghatározó tényezők: Beáramlási nyomás (driving pressure) Az arteriolák tónusa és átmérője Hemorheológiai paraméterek (viszkozitás) Együttvéve: kapillárisok nyitottsága (patency) A mikroperfúzió szabályozása: Miogén (erő-mechanikai hatások) Metabolikus (O2, CO2, laktát, H+) Neurohumorális (NO, endothelin, katekolaminok, stb.)

3 I. A mikrokeringés és a makrokeringés
kapcsolata „NO-REFLOW” jelenség Fennmaradó mikrokeringési elégtelenség Keringési elégtelenség Keringési elégtelenség megszüntetése (reoxigenizáció, reperfúzió)

4 A makrokeringés és a mikrokeringés változása mesenteriális ischaemia-reperfúzió során
A lokális mikroperfúzió változása → szöveti oxigenizáció (CO2; pH) változás

5 I. A mikrokeringés és a makrokeringés kapcsolata
Normál állapotban a mikrokeringés relatíve független a globális hemodinamikai változásoktól. DE mikrocirkulációs elváltozások mutathatók ki elfogadhatónak tekintett szisztémás hemodinamikai célértékek esetén is; A keringési elégtelenség megszüntetését célzó terápiás beavatkozás esetén, a mikrokeringés reakciója gyakran eltér annak globális hatásától → jellemző példája az un. „no-reflow” jelenség

6 A mikrocirkuláció indirekt monitorozása
Gastrotonometria: Boda & Murányi (Lancet 1959) 2,5 ml Teljes hosszában szilikon anyagú,kapilláris tonomitor Ballonos tonomitor Equilibrálódási idő min. 30 perc ”Statikus” mérőeszköz Equilibrálódási idő 5-10 perc ”Dinamikusabb” mérés Boda és mtsai.; Eur J Anaesthesiol 23: , 2006.

7 A mikrocirkuláció monitorozása
Áramlás Oxigenizáció, Áramlás Lézer Doppler áramlásmérő NIRS Perfúzió, Áramlási sebesség Fluorescence quenching microscopy Oxigén tenzió OPS/SDF képalkotás Áramlás Mikrogyöngy technikák MRI Oxigenizáció, Perfúzió

8 Groner W. Nature Med (1999) 5:1209-1212
„Sidestream Dark Field” „SDF”: az OPS továbbfejlesztett verziója Ince C (2005) Crit Care 9:S13-S19 Orthogonális Polarizációs Spectrális képalkotás ”OPS” Groner W. Nature Med (1999) 5:

9 II. A mikrokeringés speciális sajátossága:
a heterogenitás Károsodott mikrocirkuláció esetén – a mikrokeringési reakciók NEM egységesek, és mértékük, kiterjedésük sem hasonló. A károsodás megnyilvánulása: a perfúzió heterogenitásának fokozódása. Az oszcilláló mikroperfúzió (flowmotion) lokális oxigenizáció változást indukál, oxigén extrakciós deficitet eredményez; Tsai AG and Intaglietta M, Int J Microcirc Clin Exp (1991) 12:75-88.

10 Időben változó heterogenitás a vázizomban (fluoreszcens intravitális mikroszkóp)
Az artériás beáramlás jelentős csökkentése (70%) esetén: arterial diameter arterial flow velocity velocity in the capillaries Rücker M et al. Am J Physiol (2000) 279: H550–H558.

11 Térben változó heterogenitás
A funkcionális kapilláris sűrűség meghatározása Perfundált kapillárisok hossza terület nem-perfundált perfundált Mikrocirkulációs shunt: amikor a mikrokeringési parciális oxigénnyomás (μpO2) a vénás pO2 értéke alá csökken Sinaasappel et al. J Appl Physiol (1996) 81:

12 (Lézer Doppler flowmérés)
Temporális és térbeli heterogenitás kimutatása májban, Pringle manőver után (Lézer Doppler flowmérés) Variációs koefficiens (CV) ábrázolásával (CV= a standard deviáció és az átlag aránya) B/ Időbeli heterogenitás: Egymást követő 5 sec intervallumok CV értéke C/ Térbeli heterogenitás: Több szomszédos pontban, 5 sec-os mérések CV értéke Richter S et al. Eur Surg Res (2010) 44:

13 Heterogenitás normál körülmények között Lézer Doppler flowmérés
Vasomotio (flowmotion) monitorozás a bőrben Vasomotio (flowmotion) monitorozás a herében - termoregulációval összefüggő periodicitás

14 Resuscitatio: 4ml/kg Osmohes®
Heterogenitás szövetrétegek között vérzéses shockban, VVT áramlási sebesség alapján Resuscitatio: 4ml/kg Osmohes® Resuscitatio: 2 x vol. 0,9% NaCl * p<0,05 vs. 0. perc # p<0,05 vs. Villus Vajda K, Szabó A, Kucsa K, Suki B, Boros M: Microcirculatory heterogeneity in the rat small intestine during compromised flow conditions. Microcirculation (2004) 11(4):

15 Hogyan értékelhető a heterogén mikrokeringés?

16 Heterogenitás térben és időben

17 Időbeli heterogenitás Az áramlási mintázat változása a villusban
Kiindulási állapot: folyamatos áramlás Vérzéses shock: oszcilláció Újraélesztés: folyamatos áramlás / oszcilláció RBCV (µm/sec)  700  100 idő t1 t2 t3 tn T1 T3 T2 Tn v1 v2 v3 vn Gyors áramlás Lassú áramlás Súlyozó faktor = az áramlási periódusok relatív időtartama A vörösvértest áramlási sebességének (RBCV) súlyozott számtani átlaga: v1t1 + V1T1+ v2t2 + V2T2+ … vntn + VnTn A-RBCV = Szabó et al. Shock 21: , 2004. t1 + T1 + t2 + T2 + … tn + Tn

18 Térbeli heterogenitás
A vörösvértest áramlási sebesség (RBCV) területarányosan súlyozott átlaga Hypoperfundált terület (a: relatív terület 40%) (alacsony átlagos RBCV) Normál perfúzió, magasabb RBCV értékek (A: relatív terület 60%) (magasabb átlagos RBCV) A(RBCV) + a (RBCV) A + a (A + a = 1) RBCV = RBCV = 0.6 RBCV RBCV Vajda K, Szabó A, Kucsa K, Suki B, Boros M: Microcirculation (2004) 11(4):

19 A HETEROGENITÁS EGYIK OKA:
AUTOREGULÁCIÓS ZAVAR Endothelin Nitrogén monoxid (NO) Vazokonstriktor és vazodilatátor molekulák egyensúly zavara E N D O T H E L I U M

20 Az Endothelin-A antagonista kezelés csökkenti az időbeli heterogenitást
Szabó A, Suki B, Csonka E, Eszlári E, Kucsa K, Vajda K, Kaszaki J, Boros M: Flow motion in the intestinal villi during hemorrhagic shock: a new method to characterize the microcirculatory changes. Shock (2004) 21(4):

21 NO donorok helyreállítják a károsodott bél serosa és mucosa oxigenizációját → mikrocirkulációját
Serosa (μpO2) SIN 1 = NO donor Gyomor CO2 Mucosa (μpO2) Siegemund M, van Bommel J, Vollebrecht K, Dries J, Ince C (2000) Intensive Care Med 26:S 362

22 A mikrokeringési elégtelenség további okai:
A sejtes reakciók A leukocyta - endothelsejt interakció jellegzetességei és monitorozásának eszközei

23 Fluoreszcens Intravitális Videomikroszkópia
Videó-felvevő MONITOR - gördülő leukocita - kitapadó leukocita funkcionális kapilláris denzitás Vvt áramlási sebesség Fényforrás CCD-kamera Objektív Tibia Kontraszterősítés (fluoreszcens transz- és epi-illumináció) Fluoreszcens markerek: Leukocyták – Rhodamin 6G Vörösvértestek – FITC jelölés Permeabilitás – Na-fluoreszcein

24 Leukocyta-endothel sejt interakció
kapilláris lumen interstitium Rolling Adhézió Transzmigráció VCAM-1 ICAM-1 (intercellularis adhéziós molekula 1) E-selectin P-selectin (+vérlemezke) endothelialis PECAM-1 érendothel leukocyta PECAM-1 CD11a/CD18 CD11b/CD18 L-selectin leukocyta

25 Periosteális perfúzió és leukocyta adhézió
IVM video: Periosteális perfúzió és leukocyta adhézió végtag ischaemiában

26 A kitapadó leukocyták számának változása
Varga et al., Critical Care Med 36: , 2008.

27 MIKROCIRKULÁCIÓ MONITOROZÁS GYAKORLATI ESETE
PEEP hatása az oxigenizációra és a tüdő mikrocirkulációs paramétereinek változására Jobb felső lebeny OPS mikrokeringés vizsgálat Pulzoximéter Endotracheális tubus Artériás vérnyomás szenzor Centrális vénás nyomás

28 PEEP hatása az oxigenizációra
Atelektázia megszűnése - intrapulm. shunt Parciális oxigén nyomás (PaO2) Artériás oxigén szaturáció (SaO2) 0.perc 15. perc 30. perc 45. perc Thoracotomia PEEP = 5 PEEP = 10 PEEP = 15 N=6 = mikrokeringés felvétel Kevés adat ismert a PEEP okozta mikrocirkulációs változásokról a tüdőben

29 Artériás oxigén szaturáció és parciális nyomás

30 TÜDŐ MIKROKERINGÉS (OPS)
PEEP 5 vízcm

31 Tüdő mikrokeringés → PEEP 15 vízcm

32 Tüdő mikrokeringés → PEEP 5 vízcm

33 Alveolus terület Az ábrán a medián, a 25. és a 75. percentilist tüntettük fel; * p<0.05 Friedman és Dunn próbával

34 Alveolus kapillárisok perfúziós rátája
Az ábrán a medián, a 25. és a 75. percentilist tüntettük fel; * p<0.05 Friedman és Dunn próbával

35 Áramlási sebesség az alveoláris és perialveoláris kapillárisokban
A PEEP emelése után az alveoláris és perialveoláris perfúzió eltérő dinamikájú növekedése eredményezi az artériás oxigén tenzió és szaturáció fokozódását.

36 Mikrokeringés monitorozás a klinikumban
Hol és mit mérjünk?

37 A szublingualis mikrocirkuláció klinikai jelentősége

38 Sublinguális vs intesztinális tonometria
Sublinguális tonometria vs OPS videomikroszkópia Pentobarbital anaesthesia OPS mikrokeringés vizsgálat Vérnyomás szenzor Intestinalis tonométer CVP katéter Transzpulmonális perctérfogat mérés Sublingualis tonométer Artériás kanül

39 A vékonybél nyelv alatti mucosa CO2 gap változása
Álműtött

40 A nyelv alatti mucosa mikrokeringése
kontroll állapotban

41 A nyelv alatti mucosa mikrokeringése
shockos állapotban

42 A vvt átlagsebesség változása a szublinguális régióban

43 Korrelációs együttható: 0,5643
CO2 gap és vvt sebesség korreláció Korrelációs együttható: 0,5643 p < 0,001

44 A szublingualis mikrocirkuláció klinikai jelentősége
Azok a szeptikus páciensek, akiknél a szublinguális mikroperfúzió csökkenése kismértékű (22 %-os) volt, felépültek a súlyos kórállapotból, ellentétben azokkal, akiknél ez a csökkenés jelentős (44 %-os) volt. A mikrocirkulációs dysfunkció volt az egyetlen és szenzitiv tényező a végkimenetel előrejelzésében. Sakr et al. Crit Care Med (2004) 32:

45 Mit tanultunk az állatkísérletekből a mikrocirkuláció vonatkozásában?
Az első, ami sérül, és az utolsó ami felépül. A mikrocirkuláció károsodásának jele, a perfúzió heterogenitása, amely oxigén extrakciós deficitet eredményez; A mikroperfúzió állapota meghatározhatja a végkimenetelt; A mikrocirkuláció helyreállítása → terápiás végpont. Microcirculation Recruitment Manoeuvres Ince C (2005) Critical Care 9:S13-S19 Rendezni kell a kóros áramlási heterogenitást Az a cél, hogy a nyissuk ki és tartsuk is nyitva a mikrokeringést a pumpafunkció támogatásával, vazopresszorok korlátozott használatával és megfelelő folyadék adásával

46 Köszönöm a figyelmet

47