In vitro reappraisal of the pulmonary artery catheter balloon volume-pressure relationship: comparison of four different catheters

Abstract

The most serious risk of the use of the flow-directed pulmonary artery (PA) catheter is PA rupture due to high balloon inflation pressure of the catheter. Previously reported measurements of PA catheter intra-balloon pressure and volume during balloon inflation were performed mostly in a static fashion, that is, measurements were performed after a certain volume of air had been injected into the balloon. In this study, simultaneous measurements of pressure and volume, in addition to a static study, were performed in vitro using four PA catheters (Abbott Opticath, Arrow Hands-Off, Baxter Edwards and Spectramed). The peak intra-balloon pressure was recorded immediately before loss of resistance was felt in the inflating syringe. Contrary to previously reported studies, the peak intra-balloon pressure was not the pressure exerted on the pulmonary artery wall unless the lip of the catheter was already in the peripheral pulmonary artery. The loss of resistance volume which was constant for each catheter could be used reliably as an indicator of instantaneous balloon inflation. The slower the rate of injection, the lower were the peak pressure and the injection volume at the peak pressure. The Abbott, Edwards and Spectramed catheters had similar characteristics of inflation volume and intra-balloon pressure. The Arrow catheter had higher balloon opening and plateau pressures, and a smaller balloon volume compared with the other three catheters.

Résumé

Le risque le plus serieux lors de l’utilisation du catheter de l’ artère pulmonaire dirigé à l’aide du flux sanguin est la rupture de l’artère pulmonaire causée par une pression d’insufflation élevée du ballonnet. Les mesures déjà publiées du volume et de la pression à l’intérieur du ballonnet du cathéter de l’artère pulmonaire lors de l’insufflation du ballonnet ont surtout ete prises dans une situation statique, c’est-à-dire que les mesures étaient prises après qu’un certain volume d’air ait été injecté dans le ballonnet. Dans la presente étude, des mesures simultanées de la pression et du volume, en plus d’une étude en condition statique, ont été prises in vitro en utilisant quatre cathéters de l’artère pulmonaire (Abbot Opticath, Arrow Hands-Off, Baxter Edwards et Spectramed). La pression maximum dans le ballonnet était mesurée immédiatement avant la perte de résistance sentie avec la seringe utilisée pour l’insufflation. Contrairement aux études déjà publiées, la pression de pointe dans le ballonnet ne correspondait pas à la pression exercée sur les parois de l’artère pulmonaire sauf si le bout du catheter se trouvait déjà dans l’artère pulmonaire périphérique. Le volume auquel la perte de résistance etait sentie et qui était constant pour chaque cathéter, pourrait être utilisé de façon fiable comme indicateur de l’insufflation instantannee du ballonnet. Plus la vitesse d’injection etait lente, plus on observait des pressions de pointe et des volumes d’injection à la pression de pointe qui était bas. Les cathéters Abbott, Edwards et Spectramed avaient des caractéristiques semblables de volume de gonflement et de pression dans le ballonnet. Le cathéter Arrow avait des pressions de plateau et d’ouverture du ballonnet plus élevées et un volume du ballonnet plus petit comparativement aux trois autres cathéters.