Непрерывное неинвазивное артериальное давление ( CNAP ) - это метод измерения артериального давления в реальном времени без каких-либо перерывов (непрерывно) и без канюлирования человеческого тела ( неинвазивный ).
Преимущество технологии CNAP
Непрерывное неинвазивное измерение артериального давления (CNAP) сочетает в себе преимущества следующих двух клинических «золотых стандартов»: оно измеряет артериальное давление (АД) непрерывно в режиме реального времени, как система инвазивных артериальных катетеров (IBP), и неинвазивно, как стандартный тонометр верхнего плеча (NBP). Последние разработки в этой области показывают многообещающие результаты с точки зрения точности, простоты использования и клинической приемлемости.
Клинические требования
Для использования в клинической среде система CNAP должна предоставлять следующую информацию о кровяном давлении:
- Абсолютное кровяное давление, полученное из проксимальной артерии (например, плечевой артерии)
- Изменения артериального давления для выявления гемодинамической нестабильности
- Физиологические ритмы, которые дают представление о функции контроля гемодинамики и / или управлении жидкостью
- Пульсовые волны артериального давления для контроля качества - дальнейший анализ пульсовой волны позволяет получить дополнительные сердечно-сосудистые параметры, такие как ударный объем , сердечный выброс и жесткость артерий .
Доказана высокая потребность в легко применимых и точных CNAP-системах. Вот почему исследователи, практикующие врачи и производители медицинского оборудования уделяют особое внимание таким устройствам. Как и в других областях инноваций, использование небольших, но мощных микрокомпьютеров и цифровых сигнальных процессоров способствует разработке эффективных инструментов для измерения артериального давления. Эти процессоры обеспечивают выполнение сложных и ресурсоемких математических функций в небольших недорогих устройствах, которые необходимы для этой цели.
Медицинская необходимость и исход
Недавняя литература [1], национальный репрезентативный опрос среди 200 немецких и австрийских врачей [2] и дополнительные интервью с экспертами убедительно свидетельствуют о том, что только в 15–18% стационарных операций артериальное давление постоянно измеряется с помощью инвазивных катетеров (IBP). Во всех других стационарных и амбулаторных хирургических операций прерывистого, неинвазивное артериальное давление (НБП) мониторинга является стандартом лечения. Из-за прерывистого характера NBP опасные эпизоды гипотонии могут быть пропущены: у женщин, перенесших кесарево сечение , CNAP выявлял гипотензивные фазы в 39% случаев, тогда как стандартные NBP выявляли только 9%. [3] Опасный ацидоз плода не возникал, когда систолическое артериальное давление, измеренное с помощью CNAP, было выше 100 мм рт. [3] Другое исследование показало, что более 22% пропущенных эпизодов гипотонии приводили к отсрочке лечения или его отсутствию. [4]
Гемодинамическая оптимизация
Еще одним преимуществом CNAP является оптимизация гемодинамики с использованием постоянного артериального давления и его параметров, полученных из физиологических ритмов и анализа пульсовой волны. Эта концепция быстро нашла широкое признание в анестезии и интенсивной терапии : оценка вариации пульсового давления (PPV) позволяет целенаправленно управлять жидкостью у пациентов, находящихся на седации и вентиляции. [5] [6]
Кроме того, математический анализ пульсовых волн CNAP позволяет неинвазивно оценить ударный объем и сердечный выброс . [7] Метаанализ 29 клинических испытаний свидетельствует о том, что целенаправленная терапия с использованием этих гемодинамических параметров приводит к снижению заболеваемости и смертности при хирургических вмешательствах с умеренным и высоким риском. [8]
Современные неинвазивные технологии измерения артериального давления
Обнаружить изменения давления внутри артерии снаружи сложно, тогда как изменения объема и кровотока в артерии могут быть хорошо определены с помощью, например, света, эхографии , импеданса и т. Д. Но, к сожалению, эти изменения объема не коррелируют линейно с артериальным давлением - особенно при измерении на периферии, где доступ к артериям легкий. Таким образом, неинвазивные устройства должны найти способ преобразовать сигнал периферического объема в артериальное давление.
Техника разгрузки сосудов
Пульсоксиметры могут измерять изменения объема крови в пальцах с помощью света. Эти изменения объема должны трансформироваться в давление из-за нелинейности эластичных компонентов артериальной стенки, а также неэластичных частей гладкой мускулатуры артерии пальца.
Метод состоит в том, чтобы разгрузить артериальную стенку, чтобы линеаризовать это явление с помощью противодавления, равного давлению внутри артерии. Объем крови поддерживается постоянным за счет приложения соответствующего давления извне. Постоянно изменяющееся внешнее давление, необходимое для поддержания постоянного объема артериальной крови, напрямую соответствует артериальному давлению. Это основной принцип так называемой «техники разгрузки сосудов».
Для реализации на палец надевается манжета. Внутри манжеты объем крови в артериях пальцев измеряется с помощью источника света и светового датчика. Результирующий световой сигнал поддерживается постоянным за счет управления изменяемым давлением в манжете. Во время систолы , когда объем крови в пальце увеличивается, система управления также увеличивает давление в манжете до тех пор, пока избыточный объем крови не будет выдавлен. С другой стороны, во время диастолы объем крови в пальце уменьшается; в результате давление в манжете снижается, и снова общий объем крови остается постоянным. Поскольку объем крови и, следовательно, световой сигнал остается постоянным во времени, внутриартериальное давление равно давлению в манжете. Это давление легко измерить манометром.
Поскольку объем артерии пальца зажимается с постоянным диаметром, этот метод также известен как «метод фиксации объема».
Чешский физиолог Ян Peňáz представил этот тип измерения непрерывного неинвазивного артериального давления в 1973 году с помощью электропневматического контура управления. [9] Две исследовательские группы усовершенствовали этот метод:
- Австрийская группа разработала полный цифровой подход метода в течение последних 8 лет. [10] В результате эту технологию можно найти в Task Force Monitor и CNAP Monitor 500 (CNSystems), а также в CNAP Smart Pod (Dräger Medical) и в LiDCOrapid (LiDCO Ltd.) [11]
- Группа из Нидерландов разработала систему Finapres в 1980-х годах. [12] Преемниками систем Finapres на медицинском рынке являются Finometer и Portapres (FMS), а также Nexfin.
- России группа разработала систему Spiroarteriocardiorhythmograph (SACR) в 2004 г. [13] SACR обеспечивает непрерывное неинвазивное измерение артериального давления, определение вдыхаемых и выдыхаемого воздушных потоков с помощью ультразвукового спирометром, обнаружения электрокардиограммы и совместного анализа этих динамических процессов. [14]
Getinge включает технику разгрузки сосудов в технологию NICCI. Используя манжету для двух пальцев, которая автоматически переключает пальцы, датчик NICCI выполняет непрерывное измерение артериального давления и анализирует кривую давления для определения параметров кровотока, предварительной нагрузки, постнагрузки и сократимости. Три различных размера сенсорной манжеты позволяют проводить неинвазивный мониторинг гемодинамики даже в педиатрии.
Тонометрия
Нелинейный эффект сосудистой стенки уменьшается в более крупных артериях. Хорошо известно, что хороший доступ к «большой» артерии - на запястье при пальпации . Для автоматической неинвазивной пальпации лучевой артерии разработаны различные механизмы. [15] Чтобы получить стабильный сигнал артериального давления, тонометрический датчик должен быть защищен от движения и других механических артефактов.
Время прохождения импульса
Когда сердце выбрасывает ударный объем в артерии, требуется определенное время прохождения, пока волна кровяного давления не достигнет периферии. Это время прохождения импульса (PTT) косвенно зависит от артериального давления - чем выше давление, тем быстрее PTT. Это обстоятельство можно использовать для неинвазивного определения изменений артериального давления. [16] [17] Для абсолютных значений этот метод требует калибровки.
Анализ импульсного разложения
Анализ разложения пульса (PDA), который представляет собой подход к анализу контура пульса [18] , основан на концепции, согласно которой пять отдельных составляющих импульсов составляют пульс периферического артериального давления верхней части тела. Эти составляющие импульсы возникают из-за выброса левого желудочка, а также отражений и переотражений первого составляющего импульса от двух мест отражения центральных артерий. [19] [20] КПК - это принцип работы физиологического монитора Смотрителя, который продемонстрировал соответствие стандарту ANSI / AAMI / ISO 81060-2: 2013 и получил разрешения FDA (K151499, K163255) для неинвазивного и непрерывного мониторинг артериального давления, пульса и частоты дыхания.
Калибровка и коррекция проксимальных артерий
Все методы измеряют периферическое артериальное давление, которое по своей природе отличается от артериального давления, измеряемого в проксимальных артериях. Даже сравнение двух клинических «золотых стандартов» инвазивного постоянного артериального давления в лучевой артерии и неинвазивной, но прерывистой манжеты на плечо показывает большие различия. [21]
Врачи обучены принимать решения о лечении на основе проксимальных артерий, например, неинвазивно, на основе плечевой артерии. Калибровка по неинвазивному «золотому стандарту» NBP выполняется в большинстве устройств, которые в настоящее время продаются, хотя методы калибровки различаются:
- Технология CNAP от австрийской группы позволяет получить стандартное измерение NBP в начале измерения. Затем вычисляется индивидуальная передаточная функция от пальца к плечу и применяется к CNAP-сигналу. [10]
- Все устройства-преемники Finapres применяют глобальную передаточную функцию для пальца к значениям плеча, а Finometer Pro, а также FInapres NOVA также используют манжету для плеча. Помимо использования блока коррекции высоты (HCU), верхняя манжета используется только один раз в начале каждого теста, потому что технология Finapres использует так называемую физиокалибровку. Технология CNAP не имеет такой физиокалибровки, для которой необходимо регулярно надувать верхнюю манжету. Эта передаточная функция компенсирует затухание до 2,5 Гц с усилением сигнала 1,2. [22] Таким образом, устройства обычно увеличивают значение между ударами до 120% от значений пальца. Исключением является финометр - помимо этой глобальной функции он также учитывает смещение между пальцем и плечом с манжетой. [23]
Изменения артериального тонуса
Ловушка всех неинвазивных технологий - изменение тонуса сосудов . Мелкие артерии, начинающиеся от лучевой артерии вниз к периферии, имеют гладкую мускулатуру, чтобы открываться ( расширение сосудов ) и закрываться ( сужение сосудов ). Этот человеческий механизм активируется симпатическим тонусом и находится под влиянием вазоактивных препаратов. Вазоактивные препараты особенно необходимы в отделениях интенсивной терапии для контроля и поддержания седативного эффекта и артериального давления. Для этих неинвазивных технологий необходимо разработать математически продвинутые методы коррекции, чтобы обеспечить точность и клиническое признание:
ВЕРИФИ
Алгоритм VERIFI корректирует вазомоторный тонус с помощью анализа быстрой пульсовой волны. Он устанавливает правильное среднее артериальное давление в манжете для пальца путем проверки типичных характеристик пульсовой волны. ВЕРИФИ-коррекция проводится после каждого удара сердца, так как вазомоторные изменения могут произойти сразу. Это позволяет получить истинный непрерывный сигнал CNAP без прерывания во время нестабильных гемодинамических ситуаций. Verifi реализована в мониторе Task Force, CNAP Monitor 500, CNAP Смарт Pod и в LiDCO Рапида . [10]
PhysioCal
PhysioCal используется в Finapres и последующих устройствах. Так называемый алгоритм PhysioCal устраняет изменения тонуса гладких мышц артериальной стенки, гематокрита и другие изменения объема пальцев во время периодов измерения постоянного давления. Физиоконтрастность достигается за счет открытия петли обратной связи «Разгрузка сосудов». Затем выполняется новый поиск кривой давления перед повторным запуском измерения. Этот алгоритм должен прервать отслеживание артериального давления для целей повторной калибровки, что приводит к кратковременной потере данных в течение этого времени. [24]
Повторная калибровка
Для других методов, таких как PTT, повторная калибровка с закрытым пюре для NBP может преодолеть вазомоторные изменения.
Точность
Общая точность устройств CNAP была продемонстрирована по сравнению с текущим золотым стандартом инвазивного артериального давления (IBP) в многочисленных исследованиях за последние несколько лет. В качестве примеров исследователи пришли к следующим выводам:
- «... Эти результаты показывают, что CNAP обеспечивает в реальном времени оценки артериального давления, сравнимые с теми, которые генерируются инвазивной внутриартериальной катетерной системой во время общей анестезии». [25]
- «... для измерения среднего артериального давления более 90% измерений CNAP представляют смещение менее 10% по сравнению с эталоном» [26].
- «… Мы пришли к выводу, что CNAP - это надежный, неинвазивный, непрерывный монитор артериального давления ... CNAP может использоваться как альтернатива IBP». [27]
- «Артериальное кровяное давление можно измерять неинвазивно и непрерывно, используя реконструкцию физиологического давления. Изменения давления можно отслеживать, а значения сопоставимы с инвазивным мониторингом ». [28]
Смотрите также
- В анамнезе постоянное неинвазивное артериальное давление
- Амбулаторный мониторинг артериального давления (СМАД)
Рекомендации
- ^ Магуайр, С., Райнхарт J., Vakharia, С., & Cannesson, М. (2011). Техническая коммуникация: респираторные вариации пульсового давления и плетизмографические кривые: интраоперационная применимость в североамериканском академическом центре. Анестезия и обезболивание, 112 (1), 94–6.
- ^ фон Скерст B: Обзор рынка, N = 198 врачей в Германии и Австрии, декабрь 2007 - март 2008, InnoTech Consult GmbH, Германия
- ^ a b Илиес, К., Кишкалт, Х., Зиденханс, Д., Мейбом, П., Стейнфат, М., Бейн, Б., и Ханс, Р. (2012). Обнаружение гипотензии во время кесарева сечения с помощью устройства для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления или периодического осциллометрического измерения артериального давления. Британский журнал анестезии, 3–9.
- ^ Дик R, Джеймсон LC. Надежность обнаружения гипотензии с помощью неинвазивного мониторинга артериального давления в лучевой артерии по сравнению с мониторингом АД в манжете плеча. Anesth Analg 2006, 102 Приложение: S10
- ^ Michard, Ф., Chemla Д., Ричард, С., Высоцкий, М., Пинский, М. Р., Lecarpentier Ю., & Teboul, JL (1999). Клиническое использование респираторных изменений артериального пульсового давления для мониторинга гемодинамических эффектов PEEP. Американский журнал респираторной медицины и реанимации, 159 (3), 935–9.
- ^ Michard Ф., Warltier, DC, & Ph, D. (2005). Изменения артериального давления при ИВЛ. Анестезиология, 103 (2), 419–28; викторина 449–5.
- ^ Весселинга, КН, Jansen, JR, Settels, JJ, & Schreuder, JJ (1993). Вычисление аортального потока по давлению у людей с использованием нелинейной трехэлементной модели. Вычисление аортального потока по давлению у людей с использованием нелинейной трехэлементной модели. Журнал прикладной физиологии (1993), 74 (5), 2566–2573.
- Перейти ↑ Hamilton, M. a, Cecconi, M., & Rhodes, A. (2010). Систематический обзор и метаанализ использования превентивного гемодинамического вмешательства для улучшения послеоперационных результатов у хирургических пациентов с умеренным и высоким риском. Анестезия и обезболивание, 112 (6), 1392–402.
- ^ Peňáz J: Фотоэлектрическое измерение артериального давления, объема и потока в пальце. Дайджест 10-й международной конференции по медицинской и биологической инженерии - Дрезден (1973).
- ^ a b c Фортин, Дж., Март, В., Грюлленбергер, Р., Хакер, А., Хабенбахер, В., Хеллер, А., Вагнер, К., и др. (2006). Непрерывный неинвазивный мониторинг артериального давления с использованием концентрически взаимосвязанных контуров управления. Компьютеры в биологии и медицине, 36 (9), 941–57.
- ^ http://www.cnsystems.at
- ^ Imholz, BP, Wieling, W., ван Montfrans, Г. А., Весселинг, KH (1998). Пятнадцатилетний опыт контроля артериального давления на пальцах: оценка технологии. Сердечно-сосудистые исследования, 38 (3), 605–16.
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2015-10-11 . Проверено 15 сентября 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Пивоваров В.В. Спироартериокардиоритмограф. \\ Биомедицинская инженерия, январь 2006 г., том 40, выпуск 1, стр. 45-47.
- ^ http://www.tensysmedical.com , http://www.atcor.com . http://www.hdii.com
- ^ http://www.soterawireless.com
- ^ Solà, Хосеп (2011). Непрерывная неинвазивная оценка артериального давления (PDF). Цюрих: докторская диссертация ETHZ.
- Перейти ↑ Baruch MC, Warburton DE, Bredin SS, Cote A, Gerdt DW, Adkins CM. Анализ импульсной декомпозиции цифрового артериального пульса во время моделирования кровотечения. Нелинейная биомедицинская физика. 2011; 5 (1): 1.
- ^ Latham RD, Westerhof N, Sipkema P, Rubal BJ, Reuderink P, Murgo JP. Региональные волновые перемещения и отражения вдоль аорты человека: исследование с шестью одновременными микроманометрическими давлениями. Тираж. 1985; 72: 1257–69.
- ^ Крис Дж, Себа П. Мониторинг силовой пластины гемодинамики человека. Нелинейная биомедицинская физика. 2008; 2 (1): 1.
- Перейти ↑ Wax, DB, Lin, H.-M., & Leibowitz, AB (2011). Инвазивный и сопутствующий неинвазивный интраоперационный мониторинг артериального давления: наблюдаемые различия в измерениях и связанных терапевтических вмешательствах. Анестезиология, 115 (5), 973–8
- ^ Bos, WJW, ван Goudoever, Дж, ван Montfrans, Г.А., ван ден Meiracker, А Н., & Весселинга, КН (1996). Реконструкция давления в плечевой артерии по неинвазивным измерениям давления пальцев. Тираж, 94 (8), 1870–185.
- ^ http://www.finapres.com
- ↑ Wesseling KH., De Wit B., van der Hoeven GMA, van Goudoever J., Settels JJ: Physiocal, калибровка физиологии сосудов пальцев для Finapres. Гомеостаз. 36 (2-3): 76-82, 1995.
- ^ Jeleazcov, К., Krajinovic, Л., Мюнстер, Т., Биркхолец, Т., Fried, Р., Schüttler J., & Фехнер, J. (2010). Точность и точность нового устройства (CNAPTM) для непрерывного неинвазивного мониторинга артериального давления: оценка во время общей анестезии. Британский журнал анестезии, 105 (3), 264–72.
- ^ Косые, М., видил, Л., Рулле, С., Массона, Ф., Quinart, А., Ревель П., & Sztark, Ф. (2010). Непрерывное неинвазивное измерение артериального давления: оценка устройства CNAP во время сосудистой хирургии. Французские анналы анестезии и реанимации, 29 (7-8), 530–5.
- ^ Jagadeesh, А. М. Сингх, Н., & Mahankali, S. (2012). Сравнение монитора непрерывного неинвазивного артериального давления (CNAPTM) с монитором инвазивного артериального давления в кардиохирургическом отделении интенсивной терапии. Анналы сердечной анестезии, 15 (3), 180–4.
- ^ Jerson Р. Мартина, Холлман, MW, Ph, D., & Lahpor, JR (2012). Неинвазивный непрерывный мониторинг артериального давления с помощью Nexfin®. Анестезиология, 116,: 1092–103.