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Fetale und kindliche Herz-Kreislauf-Physiologie

Was der/die (Kinder‑)Anästhesist*in wissen sollte

Fetal and pediatric cardiovascular physiology

Things you should know as an (pediatric) anesthesiologist

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Zusammenfassung

Unmittelbar postpartal kommt es beim Neugeborenen zu deutlichen Veränderungen der Herz-Kreislauf-Physiologie. Durch die ersten Atemzüge und die Entfaltung der Lungen fällt der pulmonalarterielle Widerstand. Dies führt zum Verschluss von Foramen ovale und Ductus arteriosus. In den ersten Lebenswochen ist eine Wiedereröffnung des Ductus arteriosus durch eine akute Erhöhung des pulmonalarteriellen Widerstands im Rahmen einer Hypoxie, Hyperkapnie oder massiven Überdruckbeatmung mit konsekutiver Linksherzbelastung möglich. Um eine solche Rekanalisierung zu erfassen, empfiehlt es sich, in den ersten Lebenswochen perioperativ die periphere Sauerstoffsättigung sowohl präduktal (rechte Hand) als auch postduktal (Füße) abzuleiten.

Eine exzessive Volumentherapie ist zu vermeiden, da das Myokard Neugeborener durch eingeschränkte Compliance, verminderte Kontraktilität und verminderte ventrikuläre Füllung gekennzeichnet ist.

Bislang fehlt eine einheitliche Definition von Hypotension im Kindesalter. Blutdruckwerte, die im wachen Zustand gemessen wurden, oder entsprechende Blutdruckwerte der 50 %-Altersperzentile können lediglich als Näherungswerte gelten. In jedem Fall muss in der Kinderanästhesie eine Hypotension erkannt und konsequent therapiert werden, um postoperative Endorganschäden – v. a. am Gehirn – zu vermeiden.

Die transkranielle Messung der Sauerstoffsättigung („cerebral regional oxygen saturation“, c‑rSO2) mithilfe der Nah-Infrarot-Spektrometrie (NIRS) liefert Informationen zur regionalen Gewebeoxygenierung und erlaubt Rückschlüsse auf die multifaktoriell bedingte Gehirnperfusion. So kann eine Überwachung des vulnerablen Organs Gehirn gewährleistet werden. Dieses Verfahren sollte v. a. bei Früh- und Neugeborenen angewendet werden. Abfälle der c‑rSO2 über 20 % des beim wachen Patienten gemessenen Ausgangswertes müssen hinterfragt und ggf. therapiert werden.

Abstract

Immediately after birth the physiology of the cardiovascular system of the neonate undergoes some significant changes. The first breaths in life and the inflation of the lungs lead to a considerable drop in pulmonary arterial resistance. This results in the closure of the foramen ovale and ductus arteriosus; however, during the first weeks of life a sharp rise in pulmonary vascular resistance caused by hypoxia, hypercapnia and excessive positive pressure ventilation can lead to the reopening of the ductus arteriosus. This may result in subsequent strain of the left heart. In order to anticipate the reopening of the ductus arteriosus, it is recommended to measure the saturation of peripheral oxygen not only preductal (right hand), but also postductal (feet).

An excessive volume therapy should be avoided as the neonatal myocardium is hallmarked by low cardiac compliance, reduced contractility and reduced ventricular filling.

Until now there is still no uniform definition of hypotension in pediatric patients. Blood pressure values that are measured in awake children or are derived from the 50% age percentile values can thus only be used as approximate values. In all cases it is mandatory to recognize and consistently treat hypotension during pediatric anesthesia in order to prevent postoperative organ damage, particularly of the brain.

The transcranial measurement of cerebral regional oxygen saturation (c‑rSO2) by means of near-infrared spectroscopy (NIRS) provides valuable information about regional tissue oxygenation of the brain. This enables conclusions about the state of the multifactorial cerebral perfusion to be drawn. In this way monitoring of the hypoxia sensitive cerebral tissue can be accomplished and should be used in premature infants and neonates. When measuring a baseline in awake patients, a 20% drop of c‑rSO2 from this baseline should be challenged and treated if necessary.

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Authors and Affiliations

  1. Klinik für Anaesthesiologie, Klinikum Universität München, Campus Innenstadt, Lindwurmstraße 2a, 80377, München, Deutschland

    T. Ninke,  A. Eifer &  H.-J. Dieterich

Authors
  1. T. Ninke
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  2. A. Eifer
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  3. H.-J. Dieterich
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Corresponding author

Correspondence to T. Ninke.

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Interessenkonflikt

Gemäß den Richtlinien des Springer Medizin Verlags werden Autoren und Wissenschaftliche Leitung im Rahmen der Manuskripterstellung und Manuskriptfreigabe aufgefordert, eine vollständige Erklärung zu ihren finanziellen und nichtfinanziellen Interessen abzugeben.

Autoren

T. Ninke: A. Finanzielle Interessen: T. Ninke gibt an, dass kein finanzieller Interessenkonflikt besteht. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Angestellter Oberarzt; Facharzt für Anästhesiologie; Klinik für Anaesthesiologie, Klinikum der Universität München | Mitgliedschaften:Ordentliches Mitglied der DGAI (Deutsche Gesellschaft für Anästhesiologie und Intensivmedizin), Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kinderanästhesie, BDA (Bund deutscher Anästhesisten), ESICM (European Society of Intensive Care Medicine).

A. Eifer: A. Finanzielle Interessen: A. Eifer gibt an, dass kein finanzieller Interessenkonflikt besteht. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Angestellte Assistenzärztin in der Klinik für Anaesthesiologie des LMU Klinikums München seit April 2019, davor Studentin.

H.‑J. Dieterich: A. Finanzielle Interessen: H.‑J. Dieterich gibt an, dass kein finanzieller Interessenkonflikt besteht. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Angestellter Anästhesist, Oberarzt, Klinik für Anaestheisologie, Klinikum der Universität München | Mitgliedschaften: Berufsverband Deutscher Anaestheisten (BDA), Deutsche Gesellschaft für Anaesthesiologie und Intensivmedizin (DGAI), European Society of Anaesthesiology and Intensive Care (ESAIC), Society of Pediatric Anaesthesia (SPA).

Wissenschaftliche Leitung

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Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Additional information

Wissenschaftliche Leitung

T. Fuchs-Buder, Nancy

A.R. Heller, Augsburg

M. Rehm, München

M. Weigand, Heidelberg

A. Zarbock, Münster

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CME-Fragebogen

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Wie viel Prozent des rechtsventrikulären Herzzeitvolumens (HZV) perfundieren im fetalen Kreislauf die Lungen?

0 %

25 %

50 %

75 %

100 %

Wie hoch ist der typische Sauerstoffsättigungswert im Blut im Bereich des linksventrikulären Ausflusstrakts eines Fetus, bevor dieses sich mit dem Blut aus dem Ductus arteriosus mischt?

35 %

50 %

55 %

65 %

85 %

Was ist kein Grund für die reduzierte fetale kardiale Kontraktilität?

Reduzierte Anzahl von Myofibrillen pro Querschnittsfläche

Unreifes sarkoplasmatisches Retikulum

Vermehrte Troponin-I-Isomere

Verringerte Troponin-C-Isomere

Reduzierte fetale kardiale Compliance

Typischerweise erfolgt direkt nach der Geburt ein funktioneller Verschluss des Foramen ovale. Was ist keine typische physiologische Veränderung in diesem Ablauf?

Reduktion des systemvaskulären Widerstands

Anstieg der linksventrikulären Vorlast

Anstieg des linksventrikulären Drucks

Verminderung des venösen Rückstroms aus der V. cava inferior

Verringerung des rechtsatrialen Drucks

Sie stellen im Rahmen einer Allgemeinanästhesie bei einem Neonaten postduktal erniedrigte Werte der pulsoxymetrisch gemessenen Sauerstoffsättigung (SpO2) fest und befürchten einen erhöhten Rechts-links-Shunt. Was ist keine sinnvolle Therapieoption in dieser Situation?

Korrektur einer Azidose

Inhalative Prostaglandine

Einsatz von Inotropika

Gabe von Vasopressoren

Moderate Hyperkapnie

Wie schnell kommt es typischerweise bei reifgeborenen Neugeborenen zu einem funktionellen Verschluss des Ductus arteriosus (Ductus Botalli)?

2 h

12 h

24 h

2 Tage

2 Wochen

Welcher Wert ist als absolut kritische Untergrenze des mittleren arteriellen Blutdrucks (MAD), bei dessen Unterschreiten in jedem Fall eine Anhebung des Blutdrucks erfolgen sollte, bei einem Säugling anzusehen?

30 mm Hg

40 mm Hg

50 mm Hg

60 mm Hg

70 mm Hg

Sie benutzen intraoperativ eine zerebrale Nah-Infrarot-Spektroskopie. Es zeigt sich im Verlauf der Narkoseführung ein Abfall der Sauerstoffsättigung im Gehirngewebe. Was ist kein möglicher Grund für diesen Abfall?

Verminderte Hämoglobinkonzentration

Verminderter zerebraler Blutfluss

Erniedrigter zerebraler Metabolismus

Verminderte arterielle Sauerstoffkonzentration

Abfall des systemischen Blutdrucks

Sie benutzen im Rahmen einer Allgemeinanästhesie eine zerebrale Nah-Infrarot-Spektroskopie und haben vor der Narkoseeinleitung einen Ausgangswert bei wachem Kind gemessen. Intraoperativ kommt es zu einem Abfall der Sauerstoffsättigung im Gehirngewebe. Ab einem Abfall um wie viel Prozent des Ausgangswertes sollte auf jeden Fall gehandelt werden?

5 %

10 %

15 %

20 %

25 %

Bei einem relevanten Abfall der Sauerstoffsättigung im Gehirngewebe ist welche Handlungsoption kontraindiziert?

Anstreben einer Hyperventilation

Gabe eines Flüssigkeitsbolus (mindestens 10 ml/kgKG)

Applikation von Cafedrin/Theodrenalin

Therapie mit Norepinephrin

Erythrozytentransfusion bei Anämie

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Ninke, T., Eifer, A. & Dieterich, HJ. Fetale und kindliche Herz-Kreislauf-Physiologie. Anaesthesiologie 71, 811–820 (2022). https://doi.org/10.1007/s00101-022-01198-5

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