Evaluation of femoral dP/dt max as a marker of cardiac function in critically ill patients

Abstract

El màxim increment de pressió per unitat de temps (dP/dtmax) mesurat a nivell de l’arteria femoral és considerat per molts com un marcador fiable i mínimament invasiu de la contractilitat cardíaca. A diferència de la mesura del dP/dtmax al ventricle esquerre, el dP/dtmax femoral te lloc durant la fase d’ejecció ventricular del cicle cardíac i, per tant, hauria d’estar subjecte als efectes de la post-càrrega i dependre del to arterial. A demès, i de forma similar al dP/dtmax del ventricle esquerre, la mesura del dP/dtmax femoral podria estar subjecte a variacions en la pre-càrrega cardíaca a través de múltiples mecanismes. L’objectiu de la present tesi doctoral és el d’analitzar els efectes de la pre-càrrega i la post-càrrega en la mesura del dP/dtmax femoral, i avaluar la seva validesa com a marcador de contractilitat cardíaca. Es van realitzar dos estudis per respondre a les hipòtesis formulades. En el primer es van analitzar els canvis en el dP/dtmax femoral de manera prospectiva durant canvis en la contractilitat cardíaca (variacions en la dosi d’infusió de dobutamina), post-càrrega (variacions en la dosi d’infusió de noradrenalina) i en la pre-càrrega (mitjançant l’administració d’una càrrega de volum estàndard o una maniobra d’elevació de les cames) en pacients crítics. En el segon, es va realitzar un estudi retrospectiu en pacients crítics que havien rebut una càrrega de volum estàndard on es va analitzar la rellevància de la pre-càrrega dependència sobre la resposta del dP/dtmax femoral a canvis en la pre-càrrega cardíaca. Els resultats suggereixen que, tot i que pot existir una relació entre les mesures de dP/dtmax femoral i ventricular, el dP/dtmax femoral és altament susceptible a canvis en la post-carrega ventricular i el to arterial, i canvia amb els canvis de pre-càrrega en pacients en situació de pre-càrrega dependència. Addicionalment, el dP/dtmax femoral va mostrar una relació quasi directe amb la pressió de pols en tots els casos, el qué suggereix que qualsevol canvi en aquesta pot influenciar la mesura del dP/dtmax femoral. Basant-se en els resultats obtinguts, es pot concloure amb una raonable certesa que el dP/dtmax femoral no és un marcador adequat de la contractilitat cardíaca, donat que es veu influenciat pels canvis en la pre i post-càrrega ventricular, i per tant, no s’hauria d’emprar com a tal en la practica clínica habitual.

El máximo incremento de presión por unidad de tiempo (dP/dtmax) medido a nivel de la arteria femoral es considerado por muchos como un marcador fiable y mínimamente invasivo de la contractilidad cardíaca.

A diferencia de la medida del dP/dtmax en el ventrículo izquierdo, el dP/dtmax femoral tiene lugar durante la fase de eyección ventricular del ciclo cardíaco y, por tanto, debería estar sujeta a los efectos de la post-carga y depender del tono arterial. Además, y de forma similar al dP/dtmax del ventrículo izquierdo, la medida del dP/dtmax femoral podría estar sujeta a variaciones en la pre-carga cardíaca a través de múltiples mecanismos.

El objetivo de la presente tesis doctoral es el analizar los efectos de la pre-carga y la post-carga en la medida del dP/dtmax femoral, y evaluar su validez como marcador de contractilidad cardíaca.

Se realizaron dos estudios para responder a las hipótesis formuladas. En el primero se analizaron los cambios en el dP/dtmax femoral de manera prospectiva durante cambios en la contractilidad cardíaca (variaciones en la dosis de infusión de dobutamina), post-carga (variaciones en la dosis de infusión de noradrenalina) y en la pre-carga (mediante la administración de una carga de volumen estándar o una maniobra de elevación de las piernas) de pacientes críticos. En el segundo, se realizó un estudio retrospectivo en pacientes críticos que habían recibido una carga de volumen estándar donde se analizó la relevancia de la pre-carga dependencia sobre la respuesta del dP/dtmax femoral a cambios en la pre-carga cardíaca.

Los resultados sugieren que, a pesar de que puede existir una relación entre las medidas de dP/dtmax femoral y ventricular, el dP/dtmax femoral es altamente susceptible a cambios en la post-carga ventricular y el tono arterial, y cambia con las variaciones de pre-carga en pacientes en situación de pre-carga dependencia. Adicionalmente, el dP/dtmax femoral mostró una relación cuasi directa con la presión de pulso en todos los casos, lo que sugiere que cualquier cambio en ésta puede influenciar la medida del dP/dtmax femoral.

De acuerdo con los resultados obtenidos, se puede concluir con una certeza razonable que el dP/dtmax femoral no es un marcador adecuado de la contractilidad cardíaca, dado que se ve influenciado por los cambios en la pre y post-carga ventricular, y por tanto, no se debería utilizar como tal en la práctica clínica habitual.

Femoral dP/dtmax (the maximum rise of pressure over time) has been considered by many as a minimally invasive, peripheral marker of left ventricle contractility. However, in contrast to left ventricular dP/dtmax, femoral dP/dtmax occurs during the ejection phase of the cardiac cycle and should therefore be subject to afterload and arterial load variations. Furthermore, similar to the left ventricle dP/dtmax, femoral dP/dtmax might be subject to preload variations through several potential mechanisms. The objective of the present work was to elucidate the effects of left ventricle loading conditions (preload and afterload) on the measure of femoral dP/dtmax and to assess the reliability of this marker as an estimator of cardiac contractility. Two studies were performed to address the hypothesis formulated for the present doctoral work. In the first, changes in femoral dP/dtmax were prospectively monitored during contractility (dobutamine infusion change), afterload (norepinephrine dose change) and preload (passive leg raising or volume expansion) variations in critically ill patients. In the second, a retrospective analysis of a database of critically ill patients receiving fluid infusion was analysed to evaluate the relevance of preload-dependence on the responsiveness of femoral dP/dtmax to preload variations. Results suggested that although a link between femoral dP/dtmax and left ventricle contractility variations may exists, femoral dP/dtmax is highly susceptible to changes in afterload and arterial load, and varies with preload increases in preload-dependent patients. Furthermore, femoral dP/dtmax retained an almost direct correlation with pulse pressure in all cases, suggesting that any change in the later should also influence the former. According to present results, it can therefore be concluded with reasonable certainly that femoral dP/dtmax is not an adequate marker of cardiac contractility as it is affected by left ventricular loading conditions and should not be used as such in clinical practice.