Bestimmung des Herzzeitvolumens nach dem Fickschen Prinzip in der frühen postoperativen Phase nach Korrektur angeborener Herzfehler

Abstract

Comparison of the calculation by means of the arterio-mixed venous oxygen difference and the oxygen uptake with the calculation by means of the arterio-central venous oxygen difference and the oxygen uptake.

Objective: How reliable is the measurement of cardiac output on Fick's principle without a pulmonary artery catheter?

Setting: PICU in an University hospital.

Design: In the postoperative period following complete repair of congenital heart disease we carried out 91 simultaneous measurements of blood gases in 45 infants and children (mean age 18.6 months, mean body weight 8.9 kg) from a systemic artery, the A. pulmonalis, and the V. cava superior. We also determined the pulmonary oxygen uptake in 24 patients (48 measurements). Cardiac output was calculated on Fick's principle using the arterio-mixed venous oxygen difference and the pulmonary oxygen uptake (HZV_a-pa) and compared to the cardiac output derived from the central venous values (HZV_a-zv). We differentiated between patients with a left to right shunt of 10% or more postoperatively (group A, n = 18) and all others (group B, n = 27).

Results: In both groups the correlation coefficient between HZV_a-zv and HZV_a-pa was high (group A: r = 0.97, group B: r = 0.94). In group A HZV_a-pa (mean: 1958 ml/min) was higher than HZV_a-zv (mean: 1340 ml/min), group B showed the opposite situation (mean HZV_a-pa: 1136 ml/min, mean HZV_a-zv: 1373 ml/min). With the Wilcoxon signet-rank test we found significant differences between the partial pressure of oxygen and the saturation of central venous and mixed venous blood samples in both groups, but HZV_a-zv and HZV_a-pa were different significantly on a level of p≤0.01 only in group A.

Conclusions: In Both groups HZV_a-pa and HZV_a-zv correlated well. Therefore, if a pulmonary artery catheter is not inserted; the course of the cardiac output can be calculated with acceptable reliability from the central venous blood gases. By means of Fick's principle the pulmonary blood flow is determined, which is higher than the systemic blood flow in cases of left to right shunting, because of the recirculation in the pulmonary blood circuit. Interpreting the results this has to be taken into account.

Zusammenfassung

Ziele: Wie zuverlässig ist die Messung des Herzzeitvolumens nach der Fickschen Methode bei Patienten ohne Pulmonaliskatheter.

Einrichtung: Pädiatrische Intensivstation einer Universitätsklinik.

Methode: Bei 45 Kindern (mittleres Alter: 18,6 Monate, mittleres Gewicht: 8,9 kg) führten wir in der postoperativen Phase nach Korrektur eines angeborenen Herzfehlers 91 Vergleichsmessungen der Blutgase aus jeweils einer Systemarterie, der Pulmonalarterie und zentralvenös durch. Weiterhin bestimmten wir bei 24 dieser Kinder die pulmonale Sauerstoffaufnahme (48 Messungen). Mit Hilfe des Fickschen Prinzips wurde das Herzzeitvolumen aus arteriell-gemischtvenöser Sauerstoffdifferenz und pulmonaler Sauerstoffaufnahme berechnet (HZV_a-pa) und mit dem Herzzeitvolumen verglichen, das unter Zugrundelegung der arteriell-zentralvenösen Sauerstoffdifferenz ermittelt worden war (HZV_a-zv). Wir unterschieden zwischen Patienten mit postoperativ noch nachweisbarem linksrechts Shunt ≥10% (Gruppe A, n = 18) und allen anderen Patienten (Gruppe B, n=27).

Ergebnisse: In beiden Gruppen fanden sich hohe Korrelationskoeffizienten zwischen HZV_a-pa und HZV_a-zv (Gruppe A: r = 0,97; Gruppe B: r = 0,94). In Gruppe A lag HZV_a-pa (Mittelwert 1958 ml/min) höher als HZV_a-zv (Mittelwert 1340 ml/min), in Gruppe B fand sich die umgekehrte Situation (mittleres HZV_a-pa: 1136 ml/min, mittleres HZV_a-zv: 1373 ml/min). Im Wilcoxon-Rang-Test zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen zentralvenösen und gemischtvenösen Sauerstoffpartialdrücken und Sättigungen in beiden Gruppen. HZV_a-zv und HZV_a-pa war jedoch nur in Gruppe A auf einem Niveau von p≤0,01 signifikant unterschiedlich.

Schlußfolgerungen: In beiden Patientengruppen korreliert HZV_a-pa and HZV_a-zv sehr gut. Bei fehlendem Pulmonaliskatheter kann daher der Verlauf des Herzzeitvolumens austeichend genau aus den zentralvenösen Blutgasen ermittelt werden. Mit Hilfe des Fickschen Prinzips bestimmt man den pulmonalen Blutfluß, der bei links-rechts Shunt aufgrund der Rezirkulation im kleinen Kreislauf größer ist als der systemische Blutfluß. Dies muß bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden.