Influence of mechanical ventilation on ECG-voltages in the. frontal plane: 2 distinct patterns of the Brody-effect. Sylvie Parys

Transcriptie

1 Academiejaar Influence of mechanical ventilation on ECG-voltages in the frontal plane: 2 distinct patterns of the Brody-effect. Sylvie Parys Promotor: Dr. P. Wyffels Promotor 2: Prof. Dr. P. Wouters Masterproef voorgedragen in de master in de specialistische geneeskunde Anesthesie en Reanimatie 1

2 De auteur en de promotor geven de toelating deze masterproef voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze masterproef. Datum (handtekening ASO) (handtekening promotor) 2

3 Inhoudsopgave ABSTRACT INLEIDING METHODES & MATERIALEN RESULTATEN DISCUSSIE REFERENTIES

4 ABSTRACT Background and goal of the study: The R-wave amplitude of the QRS can change during mechanical ventilation (MV). These MV-induced amplitude changes in lead II have been described to correlate with Pulse Pressure Variation (PPV). It has been hypothesized that this is due to the Brody effect (e.g. changing intra-cardiac volumes influence the measured voltage of the ECG.) The relationship between these R-amplitudes and individual Pulse Pressures (PP) has been conflicting, describing both negative and positive correlations. The aim of this study is to describe the effect of MV on PP, the amplitude of the R wave vector (M) and its angle (alpha) in the frontal plane. Material and Methods: 10 patients undergoing CABG were included. MV was initiated under closed chest conditions, with a tidal volume of 8ml/kg, a respiratory frequency of 12/min and PEEP of 5 cm H 2 0. During the observation period, all patients were monitored with a 6 lead ECG, invasive arterial line and pulse plethysmography. During 4 consecutive respiratory cycles, Lead I and II of the ECG and the arterial pressure were simultaneously recorded. M and alpha of the consecutive R waves were reconstructed and synchronized. Results and Discussion: Two patterns were discerned; Pattern A: PP, alpha and M change in the same direction. Pattern B: H changes in the opposite direction of PP and alpha. (See figure 4) The electrical axes (median, [range]) of the QRS for pattern A and Pattern B were 59 [39-60 ] and 20 [ ] respectively (Wilcoxon rank sum test, p = 0.03) Conclusion: We found 2 patterns of MV induced changes in the electrical vector of the QRS complex. These 2 patterns relate to opposite relations between PP and M and seem to be determined by the mean electrical axis of the QRS complex. These findings provide a possible explanation for the previous seemingly contradictory findings and emphasize that MV induced changes in R amplitude are not interchangeable with PPV. 1

5 1. INLEIDING Het toedienen van intraveneus vocht is gewoonlijk de eerste-lijns therapie in het geval van een hypotensieve patiënt. In het operatiekwartier is het dus van cruciaal belang dat er een correcte inschatting kan gemaakt worden van de vullingsstatus van de patiënt. Dit niet alleen omdat persisterende hypovolemie kan leiden tot complicaties, ook overvulling heeft mogelijks een schadelijk effect. 1 Er zijn reeds verscheidene dynamische vullingsparameters waaronder Pulse pressure variation (PPV) en Stroke volume variation (SVV). PPV wordt gedefinieerd als de variatie van het verschil tussen de systolische en diastolische bloeddruk over enkele respiratoire cycli. Deze wordt berekend op basis van volgende formule: (PPmax- PPmin)/((PPmax+PPmin)/2X100. SVV is een parameter die kan bepaald worden na analyse van de vorm van de arteriële curve. 2 De commercieel verkrijgbare monitoren kunnen opgesplitst worden in twee groepen. Sommige systemen baseren hun algoritme om een arteriële curve te vertalen naar slagvolumes enkel op demografische data (zoals geslacht, gewicht en leeftijd). Andere systemen ijken het arteriële signaal op basis van een gemeten waarde van de cardiac output. 3 Beide parameters baseren zich op het feit dat mechanische ventilatie cyclische veranderingen induceert in het slagvolume van het linker ventrikel. Deze veranderingen zijn voornamelijk gerelateerd aan de gedaalde LV preload expiratoir als gevolg van de gedaalde vulling en ejectie van het rechter ventrikel inspiratoir gezien de verhoogde intrathoracale druk op dat moment. 4,5 Het Frank-Starling mechanisme stelt dat het slagvolume toeneemt bij een toename van de preload. Met andere woorden, een hogere bloedinstroom in het ventrikel veroorzaakt een hogere ventriculaire wandspanning, wat de contractiliteit doet toenemen en uiteindelijk zorgt voor een groter slagvolume. Fluidresponsiveness omschrijft het effect van het toedienen van vocht op de hemodynamiek van de patiënt. De patiënt wordt gezien als een responder indien beide ventrikels preload afhankelijk zijn en dus goed reageren op volume-expansie. 6 Algoritmes opgesteld op basis van PPV en SVV vormen een hulpmiddel tot doelgerichte therapie wat leidt tot een betere uitkomst van de patiënt. 6,7 Omzichtigheid is echter geboden gezien deze parameters een invasieve procedure vragen, wat op zich voor extra complicaties kan zorgen. Er zijn reeds niet-invasieve alternatieven op de markt die een beeld kunnen geven van de vullingsstatus van de patiënt. Hieronder vallen ten eerste de volume clamp technieken, 2

6 namelijk de Nexfin /Clearsight en de CNAP. Allen worden geconnecteerd met de patiënt aan de hand van een opblaasbare cuff rond de middelste falanx van een vinger. Het volume van de pulserende vinger-arterie wordt gefixeerd door het uitoefenen van een variabele tegendruk gelijk aan de arteriële druk, wat resulteert in een drukcurve. Van deze drukcurve wordt een brachiale arteriële druk afgeleid, die dient als de basis voor het berekenen van de actuele cardiac output. 3 Vervolgens is er ook de PVI (pleth variation index, (Masimo )), een index die continu de respiratoire variatie berekend in het plethysmogram afgeleid van de gegevens gemeten door de saturatiemeter. PVI wordt uitgedrukt in percentages. Hoe lager het percentage, hoe minder variabiliteit aanwezig is gedurende een respiratoire cyclus. Hoe hoger de variabiliteit, hoe waarschijnlijker dat de patiënt positief reageert op vulling met een toename van de cardiac output. 8 Ten derde is er mogelijks nog een niet-invasief alternatief voor hemodynamische monitoring. Volgens enkele pionier-studies kan gebruik gemaakt worden van de amplitude van de R golf van het ECG. Hierbij steunt men op het zogenoemde Brody effect. 9 Daniel Brody onderzocht het effect van de intracardiale bloedmassa op het ECG. De weerstand van intracardiaal bloed ligt een stuk lager dan dat van de hartspier zelf, deze laatste heeft dan weer een lagere weerstand dan het omliggende longweefsel. Hieruit kan men stellen dat de geleidingssnelheid zo n 10 maal toeneemt van long tot bloedmassa. Hierdoor heeft de stroom de neiging de goed geleidende intracardiale bloedmassa te omvatten. Er ontstaat dus een toename van de radiale - en een afname van de tangentiële elektrische krachten. (Bioelectromagnetism= referentie) Hieruit volgt dat een vermindering van intracardiaal volume leidt tot een afname van de QRS potentialen, een verhoging van het volume leidt tot een toename van de QRS amplitudes Giraud et al deden metingen bij 17 varkens op verschillende tijdstippen; gedurende normovolemie, na bloeding en na retransfusie, waarbij er een constant teugvolume en ademhalingssnelheid werd aangehouden. Bij het begin waren PP en ECG beide <12%. Verlies van bloedvolume door bloeding induceerde een forse toename van PP en ECG. Retransfusie zorgde dan weer voor een significante daling. Telkens was PP significant gecorreleerd met ECG, waarna besloten werd dat ECG een betrouwbare parameter is ter inschatting van het intravasculair volume en het Brody effect experimenteel bevestigd. 10 Ook Cannesson et al onderzochten de relatie tussen de respiratoire veranderingen van de R golf amplitude en de PP bij mechanisch geventileerde patiënten. 24 patiënten post-cardiochirurgie werden geïncludeerd. De metingen werden uitgevoerd gedurende 3 opeenvolgende repiratoire 3

7 cycli. Ook zij vonden een statistisch significante relatie tussen PP en RDII (zie figuur 1). Een drempelwaarde van RDII van 13% maakte het mogelijk onderscheid te maken tussen patiënten met PP>13% en PP<13%. Deze drempelwaarde van 13% van PP werd gekozen gezien deze de grens is tussen de non-responders en de responders op volume-expansie. Met andere woorden, ook hier kon besloten worden dat de variatie in amplitude van de R-golf in II een betrouwbare en niet invasieve index is voor vulling. 12 Figuur 1 Relatitie tussen respiratoire variaties in R-golf amplitude (DRDII) en in arteriële pulse pressure ( PP) 12 Lorne et al voerden een gelijkaardige studie uit, eveneens om aan te tonen dat de variatie van de R-golf amplitude correleert met de variatie in slagvolume. Hier werden 34 patiënten geïncludeerd die een CABG moesten ondergaan en dus standaard een echocor kregen peroperatief. Als drempelwaarde werd echter gevonden dat RDII>15% nodig was om een PP>15% te kunnen voorspellen. 1 Soltner et al bekeken wat de verandering was in R-golf amplitude en PPV na vulling. Hiervoor werden 40 stabiele, nog geventileerde post-cardiochirurgie patiënten opgenomen in de studie. Initieel werden de benen 45 in de lucht gebracht. Indien de initiële PPV > 13% was of de cardiac index (CI) toenam met meer dan 12% werd de patiënt beschouwd als een responder op vulling. Indien dit criterium niet werd gehaald, kreeg de patiënt een vulling van 500ml colloïden, waarna de benen opnieuw in de lucht werden getild. De non-responders vertoonden geen grote veranderingen van de hemodynamische parameters. Bij de responders daalde de PPV en steeg de CI significant, de RDII varieerde echter niet. Vulling induceerde 4

8 wel een meer uitgesproken verandering, ook van de RDII. Hieruit concludeerden zij dat de variatie van RDII op het optillen van de benen tot 45 niet gevoelig genoeg is om preload afhankelijke patiënten te identificeren, waar PPV dit wel kan. 13 McManus et al bewerkstelligden een reductie van het centraal bloedvolume van 13 gezonde vrijwilligers tot maximum 1 liter door toepassing van negatieve druk op het onderlichaam. De vrijwilligers bleven wakker en ademden spontaan aan een opgelegde ratio van 15 keer per minuut. De resultaten toonden echter een toename van de R-golf amplitude naarmate slagvolume en centraal bloedvolume afname. 14 (zie figuur 2) figuur 2: Gemiddelde relatie van de volledige studiepopulatie tussen SV en gemiddelde R-golf amplitude 14 Bovengenoemde studies (zie tabel 1) weerspiegelen de nog steeds bestaande tegenstrijdige gegevens, die zowel positieve als negatieve correlaties tussen de R-golf amplitude en de PP beschrijven. Het doel van deze studie is het effect van mechanische ventilatie op PP, op de R- golf vector (M) en op de hoek (alpha) in het frontale vlak te beschrijven. 5

9 Tabel 1: overzicht genoemde studies Auteur + jaar Afleiding Proefsubject N Ventilatie Eindpunten Resultaten Cannesson et al II Humaan 24 MV Mc Manus et al II Humaan 13 spontaan II, III, avf, Lorne et al V5 Humaan 34 MV Soltner et al II Humaan 40 MV Alle Giraud et al afleidingen Varkens 17 MV Relatie PPV en RDII Relatie centraal bloedvolume en R-amplitude Relatie RD en Aorta VTI Verandering SV en PP in vergelijking met RDII na passive leg rise Relatie veranderingen PP en ECG na bloeding en retransfusie Statistisch significante correlatie Omgekeerde relatie: reductie CBV geeft grotere R-amplitude Enkel correlatie RDII en Aorta VTI RDII na PLR geen goede parameter voor volumestatus Statistisch significante correlatie 6

10 2. Methodes & Materialen Patiënten: Na voorleggen van het studie protocol aan BIMETRA en na goedkeuring van het ethisch comité van het UZ Gent werd deze studie geregistreerd onder nummer: EC/2014/1073. Bij alle patiënten werd een informed consent bekomen, conform de Helsinki verklaring en conform ICH/GCP. Deze thesis is een subanalyse van dit studie-protocol. 10 patiënten met een sinusaal hartritme, die gepland waren voor cardiale chirurgie werden geïncludeerd voor deze analyse. De inclusie criteria waren: Leeftijd>18j, ASA1-3 en Cardiale chirugie. Exclusie criteria waren: - Deelname aan een ander onderzoek in de laatst 30d - Significant Aortakleplijden - COPD - Rechterventrikel falen Protocol/anesthesie: Bij alle patiënten werd wakker een arteriële lijn (4Fr) geplaatst in de rechter arteria radialis. (Leader-Cath,Vygon,Ecouen,Fr). De standaard monitoring bestaat uit saturatiemeter, 5-afleidingen ECG, niet-invasieve bloeddrukmeter. Inductie, volgens staand order, bestond uit: 1mg/kg propofol, 2-3microgram/kg fentanyl, 1mg/kg rocuronium. Na intubatie werd mechanische ventilatie gestart met volgende instelling: Fi %, PEEP = 5 cm H2O, Teugvolume = 8ml/kg, frequentie 12/min. Sevoflurane werd getitreerd op geleide van NeuroSENSE (NeuroWave Systems Inc, Cleveland,USA). Na plaatsen van een centrale katheter en afdekken, volgde een observatie periode van 10 minuten, waarbij de patient niet werd aangeraakt. Na deze observatieperiode werd de operatie gestart zoals gepland. Data acquisitie: Tijdens de observatieperiode werden de ECG signalen, de invasieve druklijnen en de saturatie digitaal opgeslagen met behulp van DataGrabber. 7

11 ECG signalen en druk-curves konden offline gereconstrueerd worden met een resolutie van respectievelijk 100 en 200Hz. Data Analyse: Voor iedere patiënt werd handmatig een periode van 4 opeenvolgende respiratoire cycli van de observatieperiode geselecteerd voor analyse. Deze periode werd digitaal verwerkt met behulp van een intern geschreven MATLAB code 15 gebaseerd op bestaande open-source scripts. 16 Per hartslag werden de volgende van de bekomen variabelen weerhouden: Diastolische en systolische bloeddruk, PP(Pulse pressure(=systolische - diastolische druk)), R-waarde van het QRS complex en tijdstip van iedere hartslag (QRS-complex). De berekening van PPV en de grootte van de variatie van de de R-golf in afleiding II (RIIvar), gebeurde op de gepoolde data met behulp van volgende formules: PPV = 100 x (PP max - PP min )/((PP max +PP min )/2) RIIvar = 100 x (RII max -RII min )/((RII max + RII min )/2) Op basis van ECG afleidingen I en II, werden de vectoren van de R-golf (R) in het frontaal vlak berekend. Deze vectoren werden beschreven op basis van polaire coördinaten; de grootte van de vector (M), en de hoek die de vector maakt met de 0 as (Alfa). (zie figuur 5) Uitgaand van een Einthoven driehoek (zie figuur 3) werden deze parameters met behulp van driehoeksmeetkunde als volgt berekend. M = sqrt(ri 2 +(RII-(sin(π/6)x RI))/cos(π/6))) 2 ) α = tan -1 ((RII/cos(π/6)-tan(π/6)xRI)/RI 8

12 Figuur 3: Einthoven driehoek. Verhouding van de gemeten waarden van de R-golf in afleidingen I en II met de hoek α en met M,de grootte van de vector Iedere patient werd geclassificeerd volgens twee patronen: Patroon A: Klassiek Brody patroon en Patroon B: omgekeerde Brody patroon (zie figuur 4) Deze indeling gebeurde manueel op basis van volgende criteria; Patroon A als de maxima van M en PP goed gesynchroniseerd waren met maximaal +1fase verschil. Patroon B als de maxima van M en PP slecht gesynchroniseerd waren met een fase verschil van -1 of meer. De correlatie tussen M en PP werden voor elke patiënt berekend en deze werd als continu alternatief voor deze binaire indeling gebruikt. 9

13 Figuur 4: Patronen van Brody effect, voorbeelden van Patiënt 6 en Patiënt 9 Patroon A: Klassiek Brody effect: maxima van PP en M zijn gesynchroniseerd met maximaal +1 fase verschil Patroon B: Omgekeerd Brody effect: maxima van PP en M zijn slecht gesynchroniseerd en verschillen met -1 of meer fases. 10

14 Statistiek: Alle waarden werden beschreven aan de hand van de mediaan [range]. Pearson's product-moment correlatie werd gebruikt om de correlatie tussen de variabelen te testen. Groepen werden vergeleken met de Wilcoxon rank sum test. Een waarde van p<0.05 werd als significant beschouwd. Alle statistische tests en grafieken gebeurden met Rstudio Versie gebaseerd op R (Rstudio,inc) 17 11

15 3. Resultaten Er werden 10 patiënten geïncludeerd in deze analyse. Demografische data zijn terug te vinden in tabel 2 Tabel 2: Demografische gegevens studiepopulatie (N=10) Continue data zijn weergegeven als mediaan (range) Ingreep CABG CABG + klep 10 0 Geslacht (M/V) 9/1 Caucasisch (%) 100 Leeftijd (j) 62 (39-82) Gewicht (kg) 82 (48-95) Lengte (cm) 175 ( ) Co-morbiditeiten: - Arteriële hypertensie 7 - Hypercholesterolemie 8 - Ischemisch hartlijden 10 - Diabetes 4 Thuismedicatie: - -blocker 6 - Calcium Antagonist 5 - ACRi/ARB 3 - Diuretica 3 De analyse van de vector van de R-golf in het frontale vlak van de individuele hartslagen per patiënt zijn terug te vinden in de polar plots van figuur 5. 12

16 Figuur 5 : Polar plots van de individuele patiënten. Rood = Patroon A, Blauw = Patroon B 13

17 vervolg Figuur 5 14

18 Classificatie volgens patroon: 4 patiënten werden geclassificeerd met een patroon A, 6 patiënten met een patroon B. De correlatie tussen PPV en de variatie van de R golf was -0.2 (95% CI interval: ). De manuele classificatie komt overeen met een berekende positieve of negatieve correlatie tussen PP en M. De mediane alpha van patroon A was 59 met een bereik van 39 tot 60. De mediane alpha van patroon B was 20 met een bereik van -16 tot 40. Dit verschil is significant (Wilcoxon Rank Sum test, p=0,02) 15

19 Tabel 3: overzicht per patiënt: PPV = pulse pressure variation, RIIvar = variatie in amplitude van de R golf in afleiding II van het ECG, R(M PP) = correlatie coëficiënt van M en PP, R(Alpha PP) = correlatie coëficiënt van Alpha en PP, gemalpha = gemiddelde Alpha Patiënt PPV(%) RIIvar(%) Patroon R(M~PP) p gemalpha R(Alpha~PP) p 1 13,4 13,2 B -0,78 < 0.01* 31-0,04 0, ,8 15,7 B -0,11 0, ,69 <0,01* 3 26,0 17,8 A 0,88 <0,01* 60 0,74 <0,01* 4 8,5 12,3 B -0,30 0, ,61 <0,01* 5 20,6 16,1 A 0,07 0, ,15 0, ,0 38,5 B -0,36 0,16 6 0,53 0,02* 7 9,4 6,5 B -0,07 0, ,42 0,08 8 7,3 25,1 A 0,77 <0,01* 39 0,70 <0,01* 9 26,4 20,2 A 0,62 <0,01* 59 0,46 0,02* 10 9,1 76,5 B -0,81 <0,01* -16 0,03 0,93 16

20 4. DISCUSSIE Uit de tien patiënten die opgenomen werden in de studiepopulatie kwamen twee groepen naar voor. 4 patiënten vertoonden patroon A, het klassieke Brody effect, waarbij de maximale pulse pressure correleerde met de maximale vector M. 6 patiënten vertoonden patroon B, het omgekeerde Brody effect, waarbij de maximale pulse pressure correleerde met de minimale vector M. De twee patronen lijken bepaald te worden door de gemiddelde elektrisch as van het QRS complex. Deze laatste stelling biedt een mogelijke verklaring voor de tegenstrijdige resultaten in de literatuur. Het is erg belangrijk de vullingsstatus van de geventileerde patiënt peroperatief te kunnen inschatten. Dynamische parameters zijn hierbij beter dan statische parameters en zijn gebaseerd op respiratoire veranderingen van het slagvolume. 4,5 Het is zo dat positieve druk ventilatie cyclische veranderingen induceert in de bloedstroom van de Vena Cava, Pulmonaal arterie en Aorta. Indien het hart werkt op het stijle deel van de Frank-Starling curve, zal een kleine verandering in RV preload een belangrijke verandering in LV slagvolume induceren. Gezien pulse pressure (PP) gerelateerd is aan slagvolume en arteriële compliantie zijn respiratoire veranderingen in PP een reflectie van de respiratoire variatie in LV slagvolume bij een stabiele compliantie. 4,5 Ook de amplitude van het QRS complex varieert tijdens mechanische ventilatie en deze relatie werd voor het eerst beschreven door Brody 9. De theorie is gebaseerd op verscheidene fysische eigenschappen. De thorax is een inhomogene massa. Zoals reeds eerder gesteld, is de weerstand van het intracardiaal bloed het kleinst, gevolgd door de weerstand van de hartspier. De weerstand van de long is het hoogst. De elektrische stroom volgt liefst het pad van de minste weerstand en omvat dus de bloedmassa. Hierdoor wordt de stroom omgebuigd van de lineaire richting naar de radiale richting. De ECG afleiding is bijgevolg gevoeliger voor radiale dan tangentiële elektrische krachten en een toename van intraventriculair bloed leidt tot een toename van R-golf amplitude. 9 Ook zou de elektrische hart vector drie pieken (M1, M2, M3) vertonen, de eerste twee zijn het resultaat van de radiale krachten, de derde van de tangentiële kracht. Bij hypovolemie verzwakt het Brody effect (dus ook de eerste twee pieken) en neemt de M3 toe gezien de tangentiële kracht toeneemt. Wanneer de bloedweerstand afneemt door hematocrietdaling, zou het Brody effect toenemen met een toename van M1 en M2 en een afname van M3. 18 Canneson et al vonden een statistisch significante relatie tussen PP en RDII bij mechanisch geventileerde patiënten. 12 Soltner et al onderzochten of RDII na passive leg rise (PLR) en 17

21 vochttoediening in staat was preload-afhankelijke patiënten te detecteren. Zij konden het Brody effect inderdaad bevestigen, maar zagen dat klinisch relevante veranderingen van de R- golf amplitude niet konden bewerkstelligd worden door ventilatie en leg raising test. Enkel vulling die een voldoende hoge verandering van SV gaf was hiertoe in staat. Zodoende was RDII niet betrouwbaar genoeg om fluidresponsiveness te identificeren, dit in tegenstelling tot PP. 13 De ademhaling of beademing veranderen de weerstand en positie van de longen en de oriëntatie en locatie van het hart. Bijgevolg verandert ook de elektrische as van het hart op cyclische wijze. De positie van de elektrodes is dus van belang voor het eindresultaat van het ECG. Het LV zit net voor de systole vol met bloed en zal het elektrisch signaal dus beter voortgeleiden met een toename van de R golf. Daarnaast wordt het hart tijdens inspiratie ook gelift waardoor de afstand tussen LV en thoraxwand verkleint, met minder lucht rond de cardiale fossa in vergelijking met de laterale zijden van de thorax. 10 Lorne et al onderzochten de correlatie tussen RDII en SV, maar ook de correlatie tussen R in III, avf en V5 met PP en SV. Zij bevestigden de positieve correlatie tussen RDII en SV en tussen RDII en PP. Er kon echter geen relatie aangetoond worden tussen RDV5 en SV. Dit zou te verklaren zijn door het feit dat V5 gevoeliger is voor positionele veranderingen van het hart binnen de thorax tijdens ventilatie en op die manier interfereert met het ECG. RII is wel gevoelig voor ventriculair bloedvolume, maar lijkt minder gevoelig voor lichaamspositie en beweging van het hart. 1 Niettemin is er in deze studie gekozen te werken met een vector in het frontale vlak in plaats van met de R-golf amplitude van slechts één afleiding. Op die manier worden de kleine variaties van beweging van het hart grotendeels weggefilterd en is het resultaat van de grootte-variatie van de vector meer betrouwbaar. Giraud et al onderzochten de invloed van veranderingen in volume-status op respiratoir geïnduceerde variaties van de QRS-golf amplitude en PPV. Ook zij vonden een positieve correlatie tussen beide dynamische parameters. Opvallend was wel de meer uitgesproken verandering van PPV in vergelijking met ECG na verandering in volemie. Met andere woorden, veranderingen in ECG zijn minder opvallend dan veranderingen in PPV voor eenzelfde wijziging in volumestatus. 10 De studie die McManus et al uitvoerden was er één bij spontaan ademende patiënten waarbij op een niet invasieve wijze gezorgd werd voor een reductie van bloedvolume. Zij vonden echter een omgekeerde relatie; namelijk een lineaire toename van de R-golf amplitude in II bij een progressieve afname in bloedvolume, en dit met significante resultaten

22 Er zijn natuurlijk enkele beperkingen binnen de uitgevoerde studie. De patiëntenpopulatie bestond uit hartpatiënten. Het is geweten dat congestief hartfalen geassociëerd is met een reductie van de R-golf ondanks een gedilateerd LV, wat de resultaten kan beïnvloeden. 12 Een belangrijk deel van de veranderingen van de R-golf zijn het resultaat van een reoriëntatie van het LV binnen de thoraxholte. De elektroden werden geplaatst op een gestandaardiseerde manier. Elke patiënt heeft echter zijn lichaamseigen configuratie wat kan zorgen voor kleine verschillen. De frontale afleidingen zouden hierdoor het minst beïnvloed worden. Toch moet men rekening houden met dit gegeven bij de interpretatie van resultaten. 12 Er werden slechts 10 patiënten geïncludeerd in deze studie, waardoor de power ervan niet erg groot is. Naar de toekomst toe zijn verdere studies met grote patiëntenpopulaties nodig alvoor men conclusies kan trekken wat betreft de toepassing van de R-golf amplitude in de praktijk. Algemeen kan na het uitvoeren van deze studie gesteld worden dat er twee belangrijke patronen werden geobserveerd. Patroon A die het klassieke Brody effect beschrijft en patroon B die het omgekeerde effect beschrijft. Vertrekkende vanuit de observaties kan de veronderstelling gemaakt worden dat de gemiddelde elektrisch as van het QRS complex een rol speelt in het optreden van patroon A, dan wel patroon B. Gezien deze resultaten kan besloten worden dat ventilatie-geïnduceerde veranderingen in R-amplitude niet zomaar verwisselbaar zijn met de PPV in de interpretatie van de volume-status van de patiënt. Verder onderzoek naar toepassingen en resultaten van RDII in het kader van fluidresponsiveness zijn zeker aan de orde. 19

23 5. Referenties 1. Lorne E, Mahjoub Y, Guinot P-G, et al. Respiratory variations of R-wave amplitude in lead II are correlated with stroke volume variations evaluated by transesophageal Doppler echocardiography. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 2012;26(3): doi: /j.jvca Thiele RH, Durieux ME. Arterial waveform analysis for the anesthesiologist: past, present, and future concepts. Anesth Analg. 2011;113(4): doi: /ane.0b013e ec. 3. Chamos C, Vele L, Hamilton M, Cecconi M. Less invasive methods of advanced hemodynamic monitoring: principles, devices, and their role in the perioperative hemodynamic optimization. Perioper Med (Lond). 2013;2(1):19. doi: / Michard F. Changes in arterial pressure during mechanical ventilation. Anesthesiology. 2005;103(2): Pinsky MR. Heart lung interactions during mechanical ventilation. Curr Opin Crit Care. 2012;18(3): doi: /mcc.0b013e b Marik PE, Lemson J. Fluid responsiveness: an evolution of our understanding. British Journal of Anaesthesia. 2014;112(4): doi: /bja/aet Salzwedel C, Puig J, Carstens A, et al. Perioperative goal-directed hemodynamic therapy based on radial arterial pulse pressure variation and continuous cardiac index trending reduces postoperative complications after major abdominal surgery: a multi-center, prospective, randomized study. Crit Care. 2013;17(5):R191. doi: /cc Cannesson M, Manach YL. Noninvasive hemodynamic monitoring: no high heels on the farm; no clogs to the opera. Anesthesiology. 2012;117(5): doi: /aln.0b013e ad6. 9. Brody DA. A Theoretical Analysis of Intracavitary Blood Mass Influence on the Heart-Lead Relationship. Circ Res. 1956;4(6): Giraud R, Siegenthaler N, Morel DR, Romand J-A, Brochard L, Bendjelid K. Respiratory change in ECG-wave amplitude is a reliable parameter to estimate intravascular volume status. J Clin Monit Comput. 2013;27(2): doi: /s Castini D, Vitolo E, Ornaghi M, Gentile F. Demonstration of the relationship between heart dimensions and QRS voltage amplitude. J Electrocardiol. 1996;29(3): Cannesson M, Keller G, Desebbe O, Lehot J-J. Relations between respiratory changes in R-wave amplitude and arterial pulse pressure in mechanically 20

24 ventilated patients. J Clin Monit Comput. 2010;24(3): doi: /s Soltner C, Dantec R, Lebreton F, Huntzinger J, Beydon L. Changes in R-Wave amplitude in DII lead is less sensitive than pulse pressure variation to detect changes in stroke volume after fluid challenge in ICU patients postoperatively to cardiac surgery. J Clin Monit Comput. 2010;24(2): doi: /s McManus JG, Convertino VA, Cooke WH, Ludwig DA, Holcomb JB. R-wave amplitude in lead II of an electrocardiograph correlates with central hypovolemia in human beings. Acad Emerg Med. 2006;13(10): doi: /j.aem Verwilst P. Dynamische vullingsparameters tijdens VKF, een automatisch data protocol. Wouters PF, Wyffels P, eds Li BN, Dong MC, Vai MI. On an automatic delineator for arterial blood pressure waveforms. Biomedical Signal Processing and Control. 2010;5(1): doi: /j.bspc R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL Malmivuo J, Plonsey R. Bioelectromagnetism. Oxford University Press, USA;