Stojanov V, et al. Vojnosanit Pregl 2005; 62(4): 311315.
UDC: 616.12008.331.1072:[544.6:57 S E M I N A R P R A K T I N O G L E K A R A
Primena toraksne bioelektrine impedanse u
proceni hemodinamskih parametara
kardiovaskularnog sistema
Vesna Stojanov*, Branko Jakovljevi†, Katarina Paunovi†
Kliniki centar Srbije, *Institut za kardiovaskularne bolesti, Beograd, Medicinski fakultet, †Institut za higijenu i medicinsku ekologiju, Beograd
K lj u n e r e i : hipertenzija; impedanca, elektrina; hemodinamika; krvni pritisak; antihipertenzivi.
K e y w o r d s : hypertension; electric impedance; hemodynamic phenomena; blood pressure; antihypertensive agents.
Arterijska hipertenzija je veoma rasprostranjena kardi-ovaskularna bolest i predstavlja znaajan faktor rizika za nastanak kardiovaskularnih, cerebrovaskularnih i renovas-kularnih oboljenja (1). Blagovremena dijagnoza i pravilna terapija kod hipertenzije su od izuzetnog znaaja za sma-njenje rizika od kardiovaskularnih komplikacija. Za pravil-no leenje od arterijske hipertenzije znaajpravil-no je poznavanje osnovnih hemodinamskih parametara koji uestvuju u for-miranju arterijskog krvnog pritiska (AKP).
Arterijski krvni pritisak je proizvod minutnog volumena srca i veliine perifernog otpora uglavnom u arteriolama (2). To je pogonska sila potrebna za kretanje krvi kroz sistem krv-nih sudova. Ovu silu daje leva komora svojom kontrakcijom (sistolom). Istisnuta krv iz komore širi aortu i velike arterije, pa se tako deo energije, tj. sile, prenosi na elastina vlakna u zidovima krvnih sudova koja se istežu. Do širenja krvnih su-dova i istezanja elastinih vlakana u njihovim zidovima dolazi zbog delovanja još jednog znaajnog inioca – otpora u arte-riolama (vaskularna rezistencija). Ovaj otpor omoguava da se sila rada leve komore prenese na elastina vlakna u sistoli, ali istovremeno omoguava kretanje krvi i u dijastoli. U dija-stoli leva komora miruje, ali se elastina vlakna u zidovima velikih krvnih sudova skrauju, tj. vraaju se na prvobitnu du-žinu, smanjuju promer krvnog suda i na taj nain dalje istis-kuju krv koju su aorta i arterije primile tokom sistole leve komore. Ovo je mehanizam koji silom istiskivanja krvi i otpo-rom u arteriolama omoguava potpuno pražnjenje krvnih su-dova i neprekidan tok krvi u sistoli i dijastoli (3, 4).
Odrei-vanje ovih hemodinamskih parametara je znatno olakšano primenom toraksne bioelektrine impedanse (5).
Toraksna bioelektrina impedansa (TBI) je nov nein-vazivni hemodinamski metod pomou kojeg smo u mogu-nosti da na jednostavan nain doemo do hemodinamskih parametara koji su kljuni u formiranju arterijskog krvnog pritiska, tj. koliine tenosti koja cirkuliše, kontraktilnosti sranog mišia i perifernog otpora. Na osnovu parametra koji je poremeen možemo da odredimo adekvatnu terapiju i da pratimo njen hemodinamski efekat.
Nyboer je 1959. godine prvi primenio bioelektrinu impedansu za odreivanje udarnog volumena leve komore. Modifikaciju Nyboerove jednaine uradili su Kubicek i sa-radnici 1966. godine, a 1981. godine Quail i sasa-radnici su u originalnu jednainu uveli tzv. faktor rezistentnosti. Sramek i saradnici su 1983. godine našli da konusni oblik grudnog koša ima uticaja na postavljanje elektroda i merenje torak-sne bioimpedanse.
Definicija
mA i 70 Hz) i odreivanju otpora koji krv u aorti pruža tom prolasku struje (6).
Za odreivanje hemodinamskog stanja koristi se aparat za merenje elektrine bioimpedanse tip AVL 2001 (BoMed Medical Manufacturing Ltd.). Aparat je prenosiv, dimenzija 30 u 29 u 14 cm, težine 3,2 kg. Bolesnik je u toku ispitiva-nja u ležeem položaju na leima i elektrode se postavljaju na površinu grudnog koša i to etiri elektrode u predelu ko-rena vrata i druge etiri na srednjoj aksilarnoj liniji u visini ksifoidnog nastavka (slike 1 i 2). Elektrode su povezane sa aparatom AVL 2001, a on sa raunarom u koji se unose po-daci o ispitaniku, tj. godina roenja, pol, telesna masa, tele-sna visina i vrednost arterijskog krvnog pritiska koju lekar izmeri sfingomanometrom.
Sl. 1 Položaj bolesnika pri ispitivanju toraksnom bioelektrinom impedansom
Sl. 2 Lokacija elektroda na grudnom košu bolesnika za odreivanje toraksne bioelektrine impedanse
Elektrode oznaene brojem 1, 2 služe kao izvor, a elektrode 9, 10 kao uše elektrine struje; elektrode 3, 4, 7, 8 služe za registrovanje signala
impedanse i vektora elektrokardiograma; elektrode 5, 6 su pomone elektrode koje služe za pojaanje signala
Hemodinamski parametri
Na osnovu specijalnog programa pomou AVL se od-reuje 11 parametara i to: sedam fizioloških koje sam meri i dva koja se raunaju po posebnom programu; pored toga
njime se odreuju srana frekvencija i srednji arterijski krv-ni pritisak (slika 3). To su sledei parametri:
globalni protok krvi – srani indeks (CI) predstavlja minutni volumen srca po kvadratnom metru površine tela;
udarni volumen – sistolni indeks (SI) oznaava kolii-nu istiskolii-nute krvi u toku svake sistole. On predstavlja razliku izmeu volumena leve komore na kraju dijastole i njenog volumena na kraju sistole;
volemija – enddijastolni indeks (EDI) je zapremina krvi u komori na kraju dijastole;
inotropno stanje (izraženo preko dve komponente): - kontraktilnost prouzrokovana volemijom (IC) i - kontraktilnost prouzrokovana hemijskim faktorom
(ACI);
vazoaktivnost – indeks sistemske vaskularne rezisten-cije (SVRI) (predstavlja primarnu komponentu postoptere-enja);
efikasnost srane pumpe – ejekcijska frakcija (EF) predstavlja procenat istisnute krvi sa svakim otkucajem srca i jednaka je udarnom volumenu podeljenom sa volumenom na kraju dijastole, enddijastolnim volumenom (normalna vrednost 50,065,0%);
srani rad – indeks rada levog srca (LCWI) oznaava primarnu komponentu predoptereenja;
sadržaj tenosti u toraksu – toraksna fluidna kondukti-vnost (TFC) koja obuhvata intravaskularnu, intraalveolnu i intersticijumsku tenost;
srednji arterijski pritisak (MAP) izraunava se kao zbir dijastolnog pritiska i treine pulsnog pritiska. Pulsni pritisak je razlika izmeu sistolnog i dijastolnog krvnog pritiska, to je vrednost sile koja potiskuje krv kroz krvotok tokom dijastole leve komore;
srana frekvencija (FS).
Znaaj odreivanja ovih parametara je u tome što sva-ki od njih predstavlja jednu komponentu hemodinamskog stanja. Srani indeks odreuje hemodinamsko stanje koje može biti normodinamsko, hipodinamsko i hiperdinamsko. Indeks sistemske vaskularne rezistencije pokazuje vazoakti-vnost koja se kree u pravcu vazodilatacije, vazokonstrik-cije, ili je normalna vazoaktivnost. Indeks rada levog srca predstavlja efekte volumena i inotropnog stanja, tanije Sl. 3 Grafiki prikaz normalnih vrednosti hemodinamskih
volumena i kontraktilnosti, pa ispitanik može biti: normo-volemian ili normotropan, hiponormo-volemian ili hipoinotropan i hipervolemian ili hiperinotropan. Vrednosti srednjeg arte-rijskog krvnog pritiska mogu da ukažu na normotenziju, hi-potenziju ili hipertenziju.
Sve ove komponente predstavljene su na tzv. terapij-skoj strani u vidu dvodimenzijskog grafikona (slike 4, 5 i 6), na kome su na horizontalnoj osi predstavljene vrednosti
sranog indeksa (CI), a na vertikalnoj srednjeg arterijskog krvnog pritiska (MAP). Sistemsko hemodinamsko stanje is-pitanika definisano je globalnim protokom i pritiskom. Nji-hovim koordinatama predstavljena je hemodinamska taka, koja kada se nalazi u centru grafikona ima koordinate: MAP = 92 mmHg i CI = 3,5 l/min/m2. To bi bila lokacija
normal-ne hemodinamske take idealnih vrednosti i odnosi se na odraslog, zdravog ispitanika u ležeem položaju. Ona pred-stavlja naš cilj u terapiji. Na grafikonu je ucrtana elipsa koja ograniava normalno hemodinamsko stanje, tako da se sve vred-nosti hemodinamskih parametara, koje se nalaze u njoj, kreu u granicama normale. Na grafikonu su ucrtani i podaci o LCWI i SVRI. Na osnovu položaja take u ovom grafikonu odreujemo hemodinamsko sta-nje bolesnika, a izraunato je i procentual-no odstupanje od procentual-normalnih vredprocentual-nosti, koje nas upuuje na izbor odgovarajue terapije (7). Na terapijskom grafikonu nisu odvoje-ne promeodvoje-ne volumena od promena inotro-pnosti, izražene su u okviru istih vrednosti, pa je zbog toga potrebno pogledati i dijag-nostiki grafikon.
Na osnovu dobijenih podataka može se odabrati terapija koja poveava ili redu-kuje volumen, ima pozitivno ili negativno inotropno dejstvo, deluje vazodilatatorno ili vazokonstriktorno ili ima pozitivna ili negativna hronotropna dejstva.
Indikacije za primenu toraksne bioelektrine impedanse
Toraksna bioelektrina impedansa primenjuje se kao dijagnostika metoda u Institutu za kardiovaskularne bolesti Klini-kog centra Srbije od 1993. godine. Do danas je ovim putem pregledano oko 15 000 bolesnika – preko 1 000 bolesnika godišnje. Koristi se za:
definisanje i tumaenje hemodinam-skog stanja bolesnika (8, 9);
propisivanje adekvatne terapije i pra-enje efekta primpra-enjene terapije na regulisa-nje hemodinamskih parametara (1013). Pri prvom pregledu bolesnika sa hipertenzijom na osnovu hemodinamskih parametara odre-uje se vrsta antihipertenzivne terapije. Na kontrolnim pregledima posle 2 nedelje, me-sec dana ili po potrebi, doza leka se povea-va ili se terapija menja prilagoapovea-vajui se hemodinamskom stanju bolesnika;
kod obolelih od koronarne bolesti sa poremeajem funkcije leve komore i kod bolesnika sa kardiomiopatijom (14); Sl. 4 Grafiki prikaz terapijskog cilja
Sl. 5 Grafiki prikaz vazokonstrikcije
kod nefroloških bolesnika (pre i posle hemodijalize) (15);
kod bolesnika pre i posle operacije (5), bolesnika pod anestezijom (16) i bolesnika na odeljenju intenzivne nege (17), u eksperimentne svrhe u cilju procene delovanja odre-enih stresora na kardiovaskularni sistem (18, 19), kod žena u trudnoi (5), i kod zdravih sportista u cilju procene stepe-na utreniranosti.
U okviru neinvazivnih dijagnostikih metoda TBI zau-zima znaajno mesto zbog velikog broja hemodinamskih parametara koji se mogu odrediti, velike preciznosti, kao i zbog velike brzine i jednostavnosti pri upotrebi. Pre otkri-vanja toraksne elektrine bioimpedanse ejekciona frakcija odreivana je invazivnom kvantitativnom ventrikulografi-jom i neinvazivnim metodama: standardnom ehokardiogra-fijom i radionukleidnom ventrikulograehokardiogra-fijom (20). Klasi-nom metodom za odreivanje minutnog volumena srca, ta-kozvanim zlatnim standardom, do sada je smatrana termo-dilucija. U mnogim studijama nalazimo podatke o evaluaciji podudarnosti izmeu vrednosti minutnog volumena odrei-vanog metodom toraksne bioelektrine impedanse sa vred-nostima dobijenim ovom metodom. Sageman i saradnici su pokazali dobro slaganje vrednosti minutnog volumena koji su odreivani toraksnom bioelektrinom impedansom i ter-modilucionom metodom u postoperativnom periodu kod bolesnika sa kardiopulmonalnim bajpasom, koronarnim bajpas graftom ili zamenom valvula (21). U studiji Junga i
saradnika kod bolesnika sa plunom hipertenzijom, korela-cija vrednosti minutnog volumena izmerenog toraksnom impedansom i direktnom Fikovom metodom iznosila je 0,84, korelacija izmeu impedanse i termodilucije 0,80, a izmeu dve invazivne metode 0,89. Zakljueno je da torak-sna bioelektrina impedansa može biti dobra zamena za ove invazivne i skupe metode koje nose i veliki rizik od pojave komplikacija (22).
Prednosti i nedostaci bioelektrine impedanse
Prednosti korišenja ovog metoda su: lakoa izvoe-nja, neinvazivnost, skraeno vreme pregleda, neškodljivost, kako za bolesnika, tako i za medicinsko osoblje, ne zahteva posebnu pripremu bolesnika, manja uestalost pojave kom-plikacija i vea ekonomska isplativost. Zato je ova metoda praktina za vanbolniku upotrebu, a procena funkcije kar-diovaskularnog sistema bazirana na objektivnim hemodi-namskim podacima je pouzdanija nego ona koja je bazirana na simptomima i fizikim znacima i daje mogunost ranije intervencije.
Metoda toraksne bioelektrine impedanse ima ograni-enu vrednost kod bolesnika sa valvularnom regurgitacijom i poremeajima ritma (apsolutna aritmija, blokovi raznog stepena) kao posledica artefakta u analizi talasa impedanse (23). Meutim, u prodaji je i noviji model AVL 2011 koji savremenim programom prevazilazi ove nedostatke.
L I T E R A T U R A
1. Stojanov V, Avramovi DM, Jakovljevi B, Kozarevi , Janoševi S, Avramovi DD. High-normal values of the arterial blood pressure as a risk factor for the occur-rence of cardiovascular diseases. Jugosl Zhur Hipert 1997; 1: 2730. (Serbian)
2. Guyton A. Medical physiology. Beograd: Medicinska knjiga; 1989. (Serbian)
3. Avramovi D. Arterial hypertension. In: Manojlovi D, editor. Internal medicine. Beograd: Medicinska knjiga; 1994. p. 41930. (Serbian)
4. Milnor WR. Hemodynamics. Baltimore: Williams and Wilkins; 1982.
5. Chouhan L. Electrical bioimpedance: a new noninva-sive hemodynamic monitoring technique for clinical use. Heart Views 2000; 1(8): 3179.
6. Sramek BB. Thoracic electrical bioimpedance: Basic principles and physiologic relationship. Noninvas Car-diol 1994; 3(2): 838.
7. Sramek BB. Thoracic electrical bioimpedance meas-urement of cardiac output. Crit Care Med 1994; 22(8): : 13379.
8. Ivanovi B, Avramovi D, Šujeranovi D, Todorovi Lj, Pavlovi S, Bošnjakovi V. Left ventricular ejec-tion fracejec-tion determinaejec-tion by thoracic electrical
bioimpedance. Balneoclimatol 1993; (Suppl 1): : 2679. (Serbian)
9. Stojanov V. Retrospective and prospective follow-up of hypertension in the same group of participants [disser-tation]. Belgrade: School of Medicine, University of Belgrade; 1995. (Serbian)
10. Stojanov V, Jakovljevi B, Avramovi DM. Effect of hydrochlorothiazide on hemodynamic parameters and circadial rhythm of the hypertensive patients. Preven-tion of cardiovascular diseases. Balneoclimatol 1999; 23(Suppl 2): 11722. (Serbian)
11. Stojanov V, Avramovi DM. Application of the thoracic electrical bioimpedance in the choice of antihyperten-sive therapy. In: Nedeljkovi S, editor. Cardiology 2000. Belgrade: School of Medicine, University of Belgrade, Department for cardiology; 2000. p. 6425. (Serbian)
12. Stojanov V, Jakovljevi B, Avramovi MD, Petrovi M. Significance of new non-invasive diagnostic proce-dures in the estimation of the efficiency of therapy with cilasaprile. Kardiovaskul obol 1996; 7: 605. (Serbian) 13. Avramovi DM, Kocijani M, Boji M, Avramovi
profile of blood pressure. Kardiovaskul obol 1996; 7: : 3842. (Serbian)
14. Strobeck JE, Silver MA, Ventura H. Impedance cardi-ography: noninvasive measurement of cardiac stroke volume and thoracic fluid content. Congest Heart Fail 2000; 6(2): 569.
15. Peco-Anti A, Peji I, Stojanov V, Kosti M, Kruši D, Jovanovi O, et al. Continuous ambulatory meas-urement of blood pressure in children personal expe-rience. Srp Arh Celok Lek 1997; 125(7-8): 197202. (Serbian)
16. Critchley LA, Short TG, Gin T. Hypotension during subarachnoid anaesthesia: haemodynamic analysis of three treatments. Br J Anaesth 1994; 72(2): 1515. 17. Critchley LA. Impedance cardiography. The impact of
new technology. Anaesthesia 1998; 53(7): 67784. 18. Belojevi G, Stojanov V, Jakovljevi B. Sex specific
cardiovascular effects of experimental exposure of hu-mans to noise. Niš: University of Niš, Faculty of Occu-pational Safety, Department of Noise and Vibration; 2002.
19. Belojevi G, Stojanov V, Jakovljevi B. Thoracic elec-trical bioimpedance monitoring of cardiovascular ef-fects of noise. In: Prasher D, editor. Noise pollution and health. London: Noise Research Network Publica-tions; 2003. p. 7780.
20. Braunwald E, editor. Heart disease. A textbook of car-diovascular medicine. Philadelphia: W. B. Saunders Company; 1992.
21. Sageman WS, Riffenburgh RH, Spiess BD. Equivalence of bioimpedance and thermodilution in measuring car-diac index after carcar-diac surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth 2002; 16(1): 814.
22. Yung GL, Fedullo PF, Kinninger K, Johnson W, Chan-nick RN. Comparison of impedance cardiography to di-rect Fick and thermodilution cardiac output determina-tion in pulmonary arterial hypertension. Congest Heart Fail 2004; 10(2 Suppl 2): 710.
23. Lasater M, Von Rueden KT. Outpatient cardiovascular management utilizing impedance cardiography. AACN Clin Issues 2003; 14(2): 24050.
Rad je primljen 25. VIII 2004. god.
