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Hämodynamisches Monitoring

Letzte Aktualisierung: 17.11.2023

Abstracttoggle arrow icon

Das hämodynamische Basismonitoring dient durch Überwachung der Kreislaufparameter dazu, eine potenzielle hämodynamische Instabilität zu erkennen. Es ist wenig invasiv und wird im perioperativen oder intensivmedizinischen Umfeld routinemäßig angewendet. Zum erweiterten hämodynamischen Monitoring zählen Messverfahren, die zur genaueren Beurteilung des Kreislaufes und der damit verknüpften hämodynamischen Parameter dienen. Diese Messverfahren unterscheiden sich bspw. hinsichtlich ihrer Invasivität und des Spektrums der bestimmten Parameter. Da die Evidenzlage bis auf den Bereich der herzchirurgischen Intensivmedizin lückenhaft ist, stützen sich viele Empfehlungen hierzu auf das Prinzip der „Good clinical Practice“. Entsprechend sollten Verfahren zum hämodynamischen Monitoring situativ individuell eingesetzt werden, bspw. zur Diagnostik und Therapie eines Volumenmangels. Ebenso sind die hämodynamischen Zielwerte individuell festzulegen, wobei der Verlauf oft entscheidender ist als Absolutwerte. Die ermittelten Parameter müssen mit Bedacht ausgewertet werden, da sie zahlreichen Einflussfaktoren unterliegen. All diese Umstände tragen zur Komplexität dieses oft kontrovers diskutierten Themas bei. Die klinische Untersuchung als wichtiger Teil der Gefäß- und Kreislaufdiagnostik wird in anderen Kapiteln dargestellt:

Grundlagentoggle arrow icon

Hämodynamik

  • Definition: Intravasaler Blutfluss in Abhängigkeit von Herzzeitvolumen, Gefäßtonus und Volumenstatus
  • Physiologie: Stabile hämodynamische Verhältnisse sind Voraussetzung für eine adäquate Organperfusion
    • Globale Steuerung hauptsächlich durch das vegetative Nervensystem
    • Lokale Anpassung durch Autoregulationsmechanismen bestimmter Organe
  • Klinische Relevanz: Überwachung und Optimierung der Hämodynamik als zentrale Aufgabe insb. in den Bereichen
    • Perioperative bzw. periinterventionelle Medizin
    • Intensiv- und Notfallmedizin
  • Siehe auch: Grundlagen des Kreislaufes
Grundlegende Größen und Parameter der Hämodynamik
Größe Beeinflusste Parameter
Herzzeitvolumen
  • Strömungsgeschwindigkeit
  • Blutdruck
Gefäßtonus
  • Strömungswiderstand
Volumenstatus

Hämodynamische Instabilität [1]

Zur Vermeidung schwerwiegender Folgeschäden (bspw. akute Nierenschädigung, Herz-Kreislauf-Stillstand) sollte die Ursache einer hämodynamischen Instabilität so schnell wie möglich identifiziert und behoben werden!

Hämodynamisches Monitoring

  • Definition: Überwachung der Kreislauffunktion
  • Ziele: Verbessertes Outcome durch
  • Allgemeine Grundsätze
    • Nach Möglichkeit nicht-invasive Methoden zur Überwachung der Kreislauffunktion bevorzugen
    • Erhobene Befunde stets in Zusammenschau mit dem klinischen Gesamtbild bewerten
    • Indikation zu Beginn, Umfang und Fortführung des hämodynamischen Monitorings regelmäßig prüfen
    • Messmethoden und Interpretation regelmäßig hinterfragen [6]
      • Eignung: Wurde die richtige Messgröße herangezogen?
      • Plausibilität: Wurde richtig gemessen?
      • Konsequenz: Wurden die richtigen Schlüsse aus dem Messergebnis gezogen?

Die Befunde des hämodynamischen Monitorings sind stets in der Zusammenschau mit dem klinischen Gesamtbild zu bewerten!

Hämodynamisches Basismonitoringtoggle arrow icon

Komponenten

Indikation

  • Typischerweise Erstmaßnahme
  • Dauer und Dokumentationsintervall: Abhängig von der individuellen klinischen Situation

Ein hämodynamisches Basismonitoring ist fester Grundbestandteil der perioperativen und periinterventionellen sowie intensiv- und notfallmedizinischen Versorgung!

Aussagekraft

  • Grundlegende Beurteilung der Hämodynamik
    • Grobe Einschätzung des Flüssigkeits- und Volumenstatus
    • Allgemeine kardiale Arrhythmie- und Ischämiediagnostik
  • Limitationen
    • Potenziell fehlende bzw. verzögerte Detektion hämodynamischer Veränderungen
    • Keine sichere Aussage hinsichtlich der Ursachen einer hämodynamischen Instabilität

Das hämodynamische Basismonitoring erlaubt eine grundlegende und in den meisten Fällen ausreichende Beurteilung der Kreislaufsituation. Die Beantwortung spezifischer hämodynamischer Fragestellungen ist mit dem Basismonitoring nicht oder nur sehr begrenzt möglich!

Nicht-invasive Blutdruckmessungtoggle arrow icon

Intermittierende nicht-invasive Blutdruckmessung [7]

  • Prinzip: Intermittierende Bestimmung des arteriellen Blutdrucks mit einer aufblasbaren Manschette (automatisiertes Verfahren)
  • Messverfahren: Oszillometrie
    • Erfassen der durch den Puls hervorgerufenen Schwingungen der Gefäßwand
    • Algorithmusbasierte Abschätzung des Blutdrucks anhand des Oszillogramms
  • Messintervall: Individuelle Anpassung je nach klinischer Gesamtsituation und Setting
    • Intraoperativ (Eingriffe in Allgemeinanästhesie): Messung alle 3 min empfohlen [8]
    • Überwachungsstation: Bei stabilen Verhältnissen ggf. stündliche Messung ausreichend
  • Praktische Hinweise zum Anbringen der Manschette
    • Auf korrekte Manschettengröße achten
    • Geeignete Messposition gewährleisten
    • Manschette auf Herzhöhe direkt auf der Haut anbringen
    • Sensorsymbol der Manschette über dem Verlauf der Arterie positionieren
    • Externe Kompression oder Manipulation der Manschette während der Messung vermeiden
    • Siehe auch: Mögliche Fehlerquellen bei der Blutdruckmessung
  • Limitationen
    • Eingeschränkte Aussagekraft bei stark variabler Pulsstärke
    • Tendenziell falsch-hohe Werte bei Hypotension und falsch-niedrige Werte bei Hypertension [8][9]

Die Oszillometrie überschätzt systematisch niedrige Blutdruckwerte und unterschätzt systematisch hohe Blutdruckwerte!

Kontinuierliche nicht-invasive Blutdruckmessung [9]

  • Messverfahren
    • Applanationstonometrie
      • Erfassen des Pulssignals der A. radialis durch einen aufgelegten Transducer
      • Direkte Ableitung des arteriellen Mitteldrucks
      • Berechnung des systolischen und diastolischen Blutdrucks
    • Volume-Clamp-Methode
      • Erfassen des Gefäßdurchmessers einer Fingerarterie durch eine Photodiode
      • Ausgleich der Schwankungen des Gefäßdurchmessers durch eine aufblasbare Manschette
      • Berechnung der Blutdruckwerte anhand der resultierenden Druckschwankungen in der Manschette
  • Limitationen
    • Messverfahren sind sehr bewegungsempfindlich (sinnvolle Anwendung nur in Ruhe)
    • Eingeschränkte Aussagekraft bei starker Vasokonstriktion bzw. pAVK
    • Messungenauigkeiten bei sehr hohen oder sehr niedrigen Blutdruckwerten
    • Kein gleichwertiger Ersatz für die invasive arterielle Blutdruckmessung

EKGtoggle arrow icon

  • Prinzip: Kontinuierliche Überwachung der elektrischen Herzaktion durch perkutane Ableitung der kardialen Erregungsausbreitung
  • Messverfahren: Unterscheidung nach Anzahl der Elektroden
    • 3-Kanal-Ableitung als Standard im klinischen Alltag
    • 5-Kanal-Ableitung bei erhöhtem kardiovaskulären Risiko
  • Bevorzugte Anzeige am Monitor
  • Praktische Hinweise zum Anbringen der Elektroden
    • Typische Elektrodenpositionierung
    • Nach dem Anbringen der Elektroden Qualität der Ableitung prüfen
  • Limitationen [6]
    • Signalstörung bei intraoperativer Verwendung eines Elektrokauters
    • Artefakte durch Muskelzittern
    • Erschwerte Beurteilbarkeit bei Niedervoltage

Pulsoxymetrietoggle arrow icon

Die Pulsoxymetrie wird primär zur Überwachung der Oxygenierung eingesetzt, erlaubt aber auch Aussagen über die Hämodynamik!

Wenn einzelne Herzaktionen keinen ausreichenden Auswurf generieren (bspw. bei schweren Herzrhythmusstörungen) kann es zu einer Diskrepanz zwischen der im EKG gemessenen Herzfrequenz und der in der Pulsoxymetrie bestimmten Pulsfrequenz kommen!

Erweitertes hämodynamisches Monitoringtoggle arrow icon

Komponenten

Weitere Verfahren zur Abschätzung der Volumenreagibilität bzw. Beurteilung des Volumenstatus umfassen bspw. den Passive Leg Raising Test und die Sonografie der Vena cava inferior!

Indikation [1][4]

  • Stets individuelle Indikationsstellung in Abhängigkeit von der klinischen Gesamtsituation
    • Risiko-Nutzen-Abwägung durchführen (insb. bei elektiven Fällen)
    • Klinikinterne Standards und spezifische Leitlinienempfehlungen beachten [2][8][16]
    • Indikation regelmäßig reevaluieren und invasive Maßnahmen so früh wie möglich beenden
  • Siehe auch

Je schwerer eine (zu erwartende oder manifeste) hämodynamische Instabilität ist, desto eher sollte das hämodynamische Monitoring erweitert werden!

Die Liegedauer invasiver Katheter sollte zur Vermeidung von Folgekomplikationen (insb. katheterassoziierter Infektionen) nach Möglichkeit begrenzt werden!

Aussagekraft

  • Differenzierte Beurteilung der Hämodynamik
  • Limitationen [1][4]
    • Kein positiver Effekt auf das Outcome durch routinemäßige Anwendung
    • Keine ubiquitäre Verfügbarkeit
    • Teilweise hohe Anwendungskosten

Das erweiterte hämodynamische Monitoring erlaubt eine differenzierte Beurteilung der Kreislaufsituation, die insb. bei schwerer hämodynamischer Instabilität häufig erforderlich ist!

Das Outcome wird durch eine routinemäßige Anwendung des erweiterten hämodynamischen Monitorings nicht automatisch verbessert!

Invasive Blutdruckmessungtoggle arrow icon

Invasive arterielle Blutdruckmessung [2][17]

  • Prinzip: Kontinuierliche Bestimmung des arteriellen Blutdrucks über eine arterielle Verweilkanüle (arterieller Katheter)
  • Messverfahren: Elektromanometrie
    • Registrierung und Weiterleitung der Pulswelle über flüssigkeitsgefüllten Schlauch zum Druckwandler (Transducer)
    • Umwandlung in ein elektrisches Signal (mechanoelektrische Transduktion) und Anzeige am Monitor
  • Arterieller Druck: Grundsätzlich geeignet zur Steuerung einer Volumen- bzw. Katecholamintherapie
  • Arterielle Druckkurve
    • Typische Inzisur durch Schluss der Aortenklappe
    • Form und Verlauf erlauben Rückschlüsse auf kardiale Pathologien und Volumenstatus
    • Mögliche Fehlinterpretation durch Messartefakte
  • Praktische Hinweise zur Vermeidung von Fehlmessungen
    • Referenzniveau der Druckmessung korrekt festlegen [8]
    • Auf ausreichenden Gegendruck im Spülbeutel achten
    • Luftblasen und Thromben in der Messleitung vermeiden
  • Limitationen [6][18]
    • Stets nur Anzeige des Blutdrucks auf Höhe des Druckwandlers
    • Korrekte Blutdruckmessung nur bei optimaler Dämpfung der arteriellen Druckkurve
      • Überdämpfung (flache Kurve): Unterschätzung des systolischen Drucks, Überschätzung des diastolischen Drucks
      • Unterdämpfung (Schleuderzacken): Überschätzung des systolischen Drucks, Unterschätzung des diastolischen Drucks
  • Zusätzliches Monitoring bei einliegendem arteriellen Katheter: Bestimmung der Lactat-Konzentration mittels Blutgasanalyse
  • Siehe auch: Arterieller Katheter - Klinische Anwendung

Wenn bei geplanter Allgemeinanästhesie die Indikation für eine intraoperative invasive arterielle Blutdruckmessung besteht, soll der arterielle Katheter bereits vor der Narkoseeinleitung angelegt werden! [8]

Zentralvenöse Blutdruckmessung [2][17][19]

Pulmonalarterielle Blutdruckmessung [17][21][23][24][25]

  • Prinzip: Bestimmung des pulmonalarteriellen Drucks (kontinuierlich) bzw. Okklusionsdrucks (intermittierend) über einen PAK
  • Messverfahren: Elektromanometrie
    • Registrierung und Weiterleitung des Drucks über einen flüssigkeitsgefüllten Schlauch zum Druckwandler (Transducer)
    • Umwandlung in ein elektrisches Signal (mechanoelektrische Transduktion) und Anzeige am Monitor
  • Pulmonalarterieller Druck (PAP): Allgemeine Beurteilung der pulmonalen Strombahn
  • Pulmonalarterieller Okklusionsdruck (PAOP bzw. PCWP): Nur in der sog. Wegde-Position bestimmbar
  • Pulmonalarterielle Druckkurve: Form und Verlauf erlauben Rückschlüsse auf Katheterlage und kardiale Pathologien
  • Praktische Hinweise zur Vermeidung von Fehlmessungen
    • Druckwandler auf Herzhöhe platzieren und Nullabgleich durchführen
    • Auf ausreichenden Gegendruck im Spülbeutel achten
    • Thromben und Luftblasen in der Messleitung vermeiden
  • Limitation: Vergleichsweise invasives und technisch anspruchsvolles Verfahren
  • Zusätzliches Monitoring bei einliegendem PAK

Thermodilutiontoggle arrow icon

  • Prinzip: Bolusinjektion von kalter Infusionslösung und Erfassung der Temperaturänderung distal des Injektionsorts
    • Berechnung des HZV aus der aufgezeichneten Thermodilutionskurve (Indikatorverdünnungsverfahren)
    • Bolusmenge, Injektions- und Messort variieren je nach Anwendungskontext
  • Messverfahren: Thermometrie
    • Proximaler Thermistor: Registrierung der Ausgangstemperatur der Bolusinjektion
    • Distaler Thermistor: Erfassung der Temperaturänderung und Aufzeichnung der Thermodilutionskurve
  • Varianten
    • Pulmonalarterielle Thermodilution: Grundlage der HZV-Bestimmung mittels PAK [21][29]
      • Bolusinjektion über das proximale Lumen des PAK (ZVD-Schenkel)
      • Erfassung der Temperaturänderung über das distale (pulmonalarterielle) Ende des PAK
    • Transpulmonale Thermodilution: Grundlage der HZV-Bestimmung mittels PiCCO®
      • Bolusinjektion über das distale Lumen eines ZVK
      • Erfassung der Temperaturänderung über die PiCCO®-Arterie
  • Praktische Hinweise zur Durchführung
    • Distaler Thermistor ist integrierter Bestandteil des PAK bzw. der PiCCO®-Arterie
    • Proximaler Thermistor muss manuell mit PAK bzw. ZVK und Monitor verbunden werden
    • Bolusinjektion der kalten Infusionslösung muss rasch und gleichmäßig erfolgen
    • Zur Verbesserung der Ergebnisqualität immer mehrere Messungen hintereinander durchführen
  • Limitation: Eingeschränkte Messgenauigkeit bei
  • Weitere Indikatorverdünnungsverfahren

Die Thermodilution ist ein Indikatorverdünnungsverfahren zur Bestimmung des HZV!

Solange kein CCO-PAK verwendet wird, kann das HZV mittels Thermodilution nur intermittierend bestimmt werden!

Pulskonturanalysetoggle arrow icon

Einteilung verschiedener Systeme zur Pulskonturanalyse nach Invasivität und Kalibrierung [29]
Invasiv Nicht-invasiv [33]
Kalibriert Extern

—
Intern
  • FloTrac®
  • ProAQT®
  • LiDCOrapid®
  • Argos CO®
  • ClearSight®
  • CNAP®
  • T-Line®
  • DMP-Life®
Unkalibriert
  • MostCare®
 —

Die Pulskonturanalyse ist ein Verfahren zur algorithmusbasierten Abschätzung des HZV anhand des Verlaufs der arteriellen Druckkurve!

Genauigkeit und Verlässlichkeit der Pulskonturanalyse werden durch eine (ggf. wiederholt durchgeführte) Kalibrierung erhöht! [6]

Sonografietoggle arrow icon

  • Prinzip: Ultraschalluntersuchung des Herzens
    • Transthorakal (TTE)
    • Transösophageal (TEE)
  • Untersuchungsverfahren: Sonografie (häufig in Kombination mit Doppler-Sonografie), siehe auch
    • Funktionen und Einstellungen eines Sonografiegeräts
  • Orientierende funktionelle und strukturelle Beurteilung
    • Globale und regionale Myokardkontraktilität
    • Größe und Füllungszustand der Vorhöfe und Ventrikel
    • Morphologie und mögliche Pathologien der Herzklappen
  • Erweiterte Beurteilung in Abhängigkeit von Befund und Fragestellung, bspw.
  • Limitationen
    • Geräteeinweisung und regelmäßiges Training erforderlich
    • Qualität der Untersuchung stark abhängig von Expertise der durchführenden Person [2]
    • TEE ist vergleichsweise invasiv und erfordert eine Analgosedierung [17]

Zur orientierenden Beurteilung des Herzens ist in den meisten Fällen eine TTE ausreichend; die vergleichsweise invasive TEE kommt als primäre Untersuchungsmethode typischerweise nur bei kardiochirurgischen Fragestellungen oder intraoperativ nicht frei zugänglichem Thorax zum Einsatz!

Die Verwendung standardisierter und fokussierter TTE-Untersuchungsprotokolle (bspw. FOCUS, FEEL, FATE) ist insb. im Rahmen der kardialen Notfallsonografie potenziell hilfreich!

Venöse Oxymetrietoggle arrow icon

  • Prinzip: Bestimmung der zentral- oder gemischtvenösen Sauerstoffsättigung
    • Wert gibt Aufschluss über die Sauerstoffextraktion des Organismus
    • Abfall bei Anstieg des Sauerstoffverbrauchs (VO2) bzw. Abfall des Sauerstoffangebots (DO2)
    • Parameter zur indirekten Beurteilung der Gewebeoxygenierung [35]
  • Messverfahren
    • Blutgasanalyse (intermittierende Messung)
    • Spektralphotometrie (kontinuierliche Messung, nur mit speziellen Kathetern möglich)
  • Physiologische Zusammenhänge [36][37]
    • DO2 = HZV × arterieller Sauerstoffgehalt
    • VO2 = HZV × (arterieller Sauerstoffgehalt – venöser Sauerstoffgehalt)
    • Sauerstoffextraktion = VO2 / DO2
  • Varianten
    • Zentralvenöse Sauerstoffsättigung (szvO2)
    • Gemischtvenöse Sauerstoffsättigung (sgvO2)
  • Besonderheit: Unter physiologischen Bedingungen gilt sgvO2 > szvO2, bei kritischer Krankheit gilt szvO2 > sgvO2
  • Praktische Hinweise zur Durchführung
  • Limitationen [16][38][39][40]
Mögliche Ursachen und Therapieansätze bei erniedrigter szvO2 bzw. sgvO2
Ursache Beispiel Therapie
VO2↑
  • Symptomatische Therapie
DO2↓
  • Vermindertes HZV

Die zentral- bzw. gemischtvenöse Sauerstoffsättigung ist ein Parameter zur indirekten Beurteilung der Gewebeoxygenierung!

Ein Abfall der zentral- bzw. gemischtvenösen Sauerstoffsättigung beruht auf einem Anstieg des Sauerstoffverbrauchs (VO2) bzw. Abfall des Sauerstoffangebots (DO2)!

Verfahren (Übersicht)toggle arrow icon

Aussagekraft verschiedener Verfahren des erweiterten hämodynamischen Monitorings [1]
Parameter PiCCO® PAK FloTrac®/Vigileo®
Herzzeitvolumen
Vorlast
  • ✓ (GEDV, ITBV)
  • –
Nachlast
  • ✓ (SVR, PVR)
Volumenreagibilität
  • ✓ (SVV, PPV)
  • –
  • ✓ (SVV)
Venöse Oxymetrie
  • –

Normwerte (Übersicht)toggle arrow icon

Die Normwerte hämodynamischer Parameter sind nicht einheitlich definiert, weshalb sich in der Literatur z.T. stark voneinander abweichende Angaben finden!

Hämodynamische Zielwerte müssen abhängig von der klinischen Gesamtsituation stets individuell festgelegt werden!

Allgemeine hämodynamische Parameter

Normwerte allgemeiner hämodynamischer Parameter bei Erwachsenen (orientierende Übersicht)
Parameter Beispielhafte Abkürzung Normwert in Ruhe
Herzfrequenz HF 60–100/min
Schlagvolumen SV 70–90 mL
Schlagvolumenindex SVI 33–47 mL/m2
Herzzeitvolumen (Cardiac Output) HZV, HMV, CO 4–8 L/min
Herzindex (Cardiac Index) HI, CI 2,5–4 L/min/m2
Arterieller Druck Systolisch SAP

90–140 mmHg
Mittel MAP 70–105 mmHg
Diastolisch DAP 60–90 mmHg
Zentraler Venendruck ZVD, CVP 2–6 mmHg
Pulmonalarterieller Druck Systolisch PAPsys

15–25 mmHg
Mittel PAPmean 10–22 mmHg
Diastolisch PAPdiast 8–15 mmHg
Okklusionsdruck (Wedge-Druck) PAOP, PCWP 6–12 mmHg
Systemischer Gefäßwiderstand SVR 800–1.200 dyn×s×cm–5
Systemisch vaskulärer Widerstandsindex SVRI 1.970–2.390 dyn×s×cm–5
Pulmonaler Gefäßwiderstand PVR <250 dyn×s×cm–5
Pulmonaler Gefäßwiderstandsindex PVRI 255–285 dyn×s×cm–5

Spezifische hämodynamische Parameter der Pulskonturanalyse bzw. transpulmonalen Thermodilution

Normwerte spezifischer hämodynamischer Parameter der Pulskonturanalyse bei Erwachsenen (orientierende Übersicht)
Parameter Beispielhafte Abkürzung Normwert in Ruhe
Schlagvolumenvariation SVV <10%
Pulsdruckvariation PPV
Globales enddiastolisches Volumen GEDV —
Global enddiastolischer Volumenindex

GEDVI, GEDI

680–800 mL/m2
Intrathorakales Blutvolumen ITBV —
Intrathorakaler Blutvolumenindex ITBVI, ITBI 850–1.000 mL/m2
Kardialer Funktionsindex CFI 4,5–6,5/min
Globale Auswurffraktion GEF 25–35%
Linksventrikuläre Kontraktilität dPmx —
Cardiac Power Index CPI 0,5–0,7 W/m2
Extravaskuläres Lungenwasser EVLW —
Extravaskulärer Lungenwasserindex EVLWI, ELWI 3–7 mL/kg
Pulmonalvaskulärer Permeabilitätsindex PVPI 1–3 mL/kg

Quellentoggle arrow icon

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  2. Janssens et al.:Empfehlungen zum hämodynamischen Monitoring in der internistischen IntensivmedizinIn: Der Kardiologe. Band: 10, Nummer: 3, 2016, doi: 10.1007/s12181-016-0060-x . | Open in Read by QxMD p. 149-169.
  3. Konstantinides et al.:2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of acute pulmonary embolism developed in collaboration with the European Respiratory Society (ERS)In: European Heart Journal. 2019, doi: 10.1093/eurheartj/ehz405 . | Open in Read by QxMD.
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  6. Rossaint: Die Anästhesiologie. Springer 2019, ISBN: 978-3-662-54507-2.
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  10. Schlöglhofer et al.:Semi-invasive measurement of cardiac output based on pulse contour: a review and analysisIn: Canadian Journal of Anesthesia/Journal canadien d'anesthésie. Band: 61, Nummer: 5, 2014, doi: 10.1007/s12630-014-0135-8 . | Open in Read by QxMD p. 452-479.
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