Nicht-invasive thorakale elektrische Bioimpedanz-Technik abgeleitete hämodynamische Referenzbereiche bei chinesischen Han-Erwachsenen
Die kontinuierliche Überwachung des hämodynamischen Status ist entscheidend für die Früherkennung von Kreislaufstörungen, insbesondere bei kritisch kranken Patienten. Diese Überwachung unterstützt das Management solcher Patienten durch die Bereitstellung von Echtzeitdaten zu ihrer kardiovaskulären Funktion. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene minimal-invasive und nicht-invasive Überwachungssysteme entwickelt, um funktionelle hämodynamische Parameter zu messen, die die Behandlungsplanung leiten und die Patientenversorgung verbessern. Unter diesen hat die thorakale elektrische Bioimpedanz (TEB)-Technik aufgrund ihrer Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit breite Akzeptanz gefunden, insbesondere in postoperativen Situationen wie der Herzchirurgie. Allerdings können hämodynamische Merkmale zwischen verschiedenen ethnischen Gruppen erheblich variieren, und die Reaktion auf kardiovaskuläre Erkrankungen kann sich zwischen den Rassen unterscheiden. Diese Variabilität unterstreicht die Notwendigkeit von ethnizitätsspezifischen hämodynamischen Referenzbereichen.
In China gab es bisher einen Mangel an groß angelegten, prospektiven Studien zur Festlegung hämodynamischer Referenzbereiche für die chinesische Han-Bevölkerung. In Anerkennung dieser Lücke wurde von Juli 2012 bis September 2017 eine landesweite Studie unter der Leitung des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie der Volksrepublik China durchgeführt. Die Studie zielte darauf ab, normale Referenzbereiche für hämodynamische Parameter bei chinesischen Han-Erwachsenen zu etablieren und die Auswirkungen von Alter und Geschlecht auf diese Parameter zu bewerten.
Die Studie war eine prospektive, Querschnitts-Kohortenuntersuchung, die in sechs Provinzen und autonomen Regionen Chinas organisiert wurde: Heilongjiang, Hebei, Sichuan, Guizhou, Hainan und Xinjiang Uygur. Insgesamt wurden 1535 chinesische Han-Erwachsene im Alter von 20 bis 79 Jahren zunächst eingeschlossen. Die Einschlusskriterien erforderten, dass die Teilnehmer normalen Blutdruck, eine normale körperliche Untersuchung und keine Vorgeschichte oder Symptome von Herzerkrankungen hatten. Ausschlusskriterien waren Hypertonie, Schlaganfall, Herzinsuffizienz, koronare Herzkrankheit, strukturelle Herzerkrankungen, abnormale Leber- oder Nierenfunktion, Schwangerschaft, professionelle Sportler und Alkoholabhängigkeit. Die Studienpopulation wurde in sechs Altersgruppen eingeteilt: 20-29, 30-39, 40-49, 50-59, 60-69 und 70-79 Jahre, mit jeweils etwa 50% Männern in jeder Gruppe.
Die Forschung nutzte den BioZ digitalen nicht-invasiven hämodynamischen Monitor (CardioDynamics Company, San Diego, CA, USA) in allen sechs Provinzen. Zwei geschulte Operatoren führten alle TEB-Messungen durch. Die Teilnehmer mussten sich 30 Minuten vor dem Test ausruhen und wurden in Rückenlage positioniert. Die Haut an Hals, Brust und Bauch wurde mit Alkohol gereinigt und getrocknet. Zwei Paare von TEB-Elektroden wurden am oberen Bauch und Hals parallel zur Wirbelsäule platziert, während die verbleibenden zwei Paare auf Höhe des Zwerchfells und der Halswurzel platziert wurden. Das Gerät zeichnete Elektrokardiographie-Signale auf und verarbeitete die TEB-Daten, um systemische hämodynamische Parameter zu extrahieren, einschließlich Blutfluss (Herzzeitvolumen [CO], Herzindex [CI], Schlagvolumen [SV] und Schlagindex [SI]), Kontraktilität und linke Ventrikelleistung (linke Herzarbeit [LCW], Präejektionsperiode [PEP] und linksventrikuläre Ejektionszeit [LVET]) und Nachlast (systemischer Gefäßwiderstand [SVR], mittlerer arterieller Druck [MAP] und thorakale Flüssigkeitsleitfähigkeit [TFC]). Demographische Daten, einschließlich Größe, Gewicht, systolischer und diastolischer Blutdruck und Herzfrequenz, wurden ebenfalls erfasst. Die Körperoberfläche (BSA) wurde mit der Stevenson-Formel berechnet.
Die endgültige Kohorte umfasste 1478 Probanden, die die Auswahlkriterien erfüllten, darunter 769 Frauen und 709 Männer. Das Durchschnittsalter betrug 45,3 ± 12,9 Jahre für Frauen und 44,6 ± 13,2 Jahre für Männer. Die Studie ergab, dass Männer höhere Durchschnittswerte für Gewicht, Größe, Body-Mass-Index, BSA, systolischen Blutdruck (SBP) und diastolischen Blutdruck (DBP) im Vergleich zu Frauen hatten. Die Herzfrequenz variierte nicht mit dem Alter in beiden Geschlechtern. Die höchsten SBP-Werte wurden in der Altersgruppe 70-79 bei beiden Geschlechtern beobachtet, während die höchsten DBP-Werte bei Frauen im Alter von 50-59 und Männern im Alter von 40-49 gefunden wurden.
Hämodynamische Parameter wurden nach Geschlecht und Alter stratifiziert. Blutfluss-Werte (CO, CI, SV und SI) waren bei Männern signifikant höher als bei Frauen. Diese Parameter nahmen mit dem Alter in beiden Geschlechtern ab, außer für CI bei Frauen, das zunächst abnahm und dann zunahm, mit dem niedrigsten Wert in der Altersgruppe 60-69. LCW war bei Männern höher, während PEP und LVET bei Männern kürzer waren. Es gab keine signifikanten Unterschiede in LCW, PEP und LVET über die Altersgruppen hinweg in beiden Geschlechtern. MAP und TFC waren bei Männern höher, während SVR bei Männern niedriger war. MAP und SVR nahmen mit dem Alter in beiden Geschlechtern zu, aber TFC zeigte keinen signifikanten Trend mit dem Alter. Der niedrigste TFC-Wert wurde bei Frauen im Alter von 50-59 beobachtet.
Die TEB-Technik misst die Bioimpedanz durch das Senden kleiner elektrischer Ströme durch den Brustbereich. Verschiedene Körpergewebe haben unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit, und Änderungen der Impedanz, die vom TEB-Gerät aufgezeichnet werden, spiegeln den hämodynamischen Status wider. Die Technik wurde mit dem Goldstandard, der Pulmonalarterien-Thermodilution, verglichen und zeigte eine starke Korrelation (r = 0,818). Die TEB-Technik ist weniger operatorabhängig und hat eine geringere Variationsrate, was sie zu einer zuverlässigen Alternative für die hämodynamische Überwachung macht. Sie bietet spezifische Parameter, die die linksventrikuläre Kontraktilität widerspiegeln, die durch Pulmonalarterien-Thermodilution nicht erhältlich sind, und ist besonders nützlich für die Erkennung einer Verschlechterung der linksventrikulären systolischen Funktion und die Vorhersage von schwerwiegenden kardiovaskulären Ereignissen und Mortalität.
Die Studie ergab, dass Männer eine bessere linksventrikuläre Kontraktilitätsleistung als Frauen hatten, ohne signifikante Unterschiede in LCW, PEP oder LVET über die Altersgruppen hinweg. Andere Studien haben jedoch unterschiedliche Ergebnisse berichtet, möglicherweise aufgrund von Unterschieden in der Stichprobengröße und Altersverteilung. Die Elastizität und Härte der Blutgefäße wird stärker durch das Altern beeinflusst als die Kontraktilität des Herzens selbst, aber weitere Forschung ist notwendig, um diese Phänomene vollständig zu verstehen.
Die TEB-Technik ist auch wertvoll in der hämodynamischen Überwachung von kritisch kranken Patienten, hilft bei der klinischen Führung und verhindert Organversagen. Im Kontext von respiratorischen Virus-Pandemien kann die TEB-basierte hämodynamische Überwachung die berufliche Exposition des medizinischen Personals reduzieren und Ärzte auf körperliche Veränderungen bei Patienten aufmerksam machen.
TFC, ein weiterer wichtiger Parameter, der durch die TEB-Technik erhalten wird, repräsentiert die gesamte Flüssigkeitskomponente im Thorax und steht in Beziehung zu Körpergewicht, Blutkreislaufzustand und myokardialer Kontraktilität. Einige Forscher haben vorgeschlagen, dass TFC ein potenzieller Bestimmungsfaktor für die ventilatorische Effizienz bei Herzinsuffizienz-Patienten und ein Ersatz für Ultraschall bei der Beurteilung von extravaskulärem Lungenwasser sein könnte. Die Studie fand jedoch keinen klaren Trend in TFC mit dem Alter, was im Gegensatz zu anderen Parametern steht. Einige Studien haben ein „U-förmiges“ Muster altersbedingter Veränderungen in TFC beobachtet, möglicherweise aufgrund von kompensatorischem Flüssigkeitsverlust durch Vasokonstriktion oder der Übertragung von hohem linksventrikulärem diastolischem Druck auf den linken Vorhof und die pulmonale Zirkulation.
Diese Studie ist die größte prospektive Untersuchung zur Festlegung normaler Referenzbereiche für hämodynamische Parameter bei chinesischen Han-Erwachsenen über einen weiten Altersbereich. Sie fasste auch die Auswirkungen von Alter und Geschlecht auf diese Parameter zusammen. Es gibt jedoch Einschränkungen. Die Krankengeschichten der Teilnehmer wurden an ihren jeweiligen Institutionen überprüft, so dass das Vorhandensein von unerkannten kardiovaskulären Erkrankungen, wie subklinische koronare Herzkrankheit, nicht ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus wurde die Studie nur in sechs Provinzen durchgeführt, was die nationale Repräsentativität der Stichprobe einschränken könnte. Daten aus verschiedenen geografischen Regionen fehlen ebenfalls, was weitere groß angelegte Studien erfordert, um diese Lücken zu schließen.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001465