Nichtinvasive Bestimmung des Kontraktilitätsindex “wandspannungsbezogene zirkumferentielle Verkürzungsgeschwindigkeit des linken Ventrikels” bei Kindern

Summary

Assessment of the myocardial contractility in terms of the velocity of circumferential fiber shortening appropriate to the actual left ventricular endsystolic wall stress requires endsystolic pressure measurement usually done invasively. But for noninvasive evaluation of this parameter, we elaborated an algorithm to derive the endsystolic pressure in the ascending aorta from oscillometric blood pressure measurements.

In 99 infants, children, adolescents, and young adults (1 day–37 years, median 5.5 years) we performed direct pressure recordings in the ascending aorta while measuring the arterial blood pressure at the upper arm by the Dinamap 8100 Blood Pressure Monitor.

If measured directly, endsystolic (ESP_direkt) and mean aortic pressure (MAP_direkt) correlated well: ESP_direkt) = 1,04 * MAP_direkt)–2.18; r²=0.91; s_y.x.=5.1 mm Hg. Comparison between the endsystolic and the mean arterial pressure (MAP_Dinamap resulted in: ESP_direkt = 1.19 * MAP_Dinamap–4.8; r² = 0.74; s_y.x. = 8.3 mm Hg.

In 52 patients this equation was used to derive the endsystolic pressure from the mean arterial pressure. Then the endsystolic wall stress was determined using the calculated (ESSm_Dinamap) as well as the directly measured endsystolic pressure (ESSm_direkt): mean difference (ESSm_Dinamap– ESSm_direkt) = –2.1 kdyn/cm²; 95% confidence limits: –16.2 to 12.1 kdyn/cm²; linear regression: ESSm_direkt = 1.07 * ESSm_Dinamap– 2.22; r² = 0.91; s_y.x. = 7.1 kdyn/cm².

In n = 12 infants with complex heart defects and severe congestive heart failure due to pulmonary hyperperfusion the contractility was monitored noninvasively to assess the effects of propranolol (1.5 to 2 mg/kg/day) given complementary to digoxin and diuretics. The advantage of noninvasive assessment of the contractility in clinical routine was confirmed by the result that long-term propranolol does not impair myocardial contractility in this setting.

Zusammenfassung

Die zirkumferentielle Verkürzungsgeschwindigkeit des linken Ventrikels, die der aktuellen endsystolischen meridionalen Wandspannung angemessen ist, gilt als ein Kontraktilitätsparameter. Er kann echokardiographisch bestimmt werden, sofern der endsystolische Druck in der Aorta ascendens bekannt ist, der normalerweise direkt gemessen wird. Ziel der Untersuchung war es, einen Algorithmus zu finden, mit dem dieser Druckwert aus oszillometrischen Messungen des peripheren Blutdrucks abgeleitet werden konnte, um so eine Möglichkeit zu schaffen, die myokardiale Kontraktilität bei Kindern durch die simultane Anwendung von Echokardiographie und Oszillometrie nichtinvasiv zu ermitteln.

Bei n = 99 Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen mit verschiedenen Herzfehlern (Alter: 1 Tag–37 Jahre, Median 5,5 Jahre) wurde bei Herzkatheteruntersuchungen der Druck in der Aorta ascendens direkt gemessen. Gleichzeitig erfolgten oszillometrische Blutdruckmessungen am Oberarm mit dem Dinamap-8100-Blutdruckmonitor.

Bei den direkten Messungen korrelierten endsystolischer Druck (ESP_direkt) und aortaler Mitteldruck (MAP_direkt) eng: ESP_direkt = 1,04 * MAP_direkt–2,18; r² = 0,91; s_y.x = 5,1 mm Hg. Für die Beziehung zwischen dem direkt gemessenen endsystolischen Druck und dem oszillometrisch gemessenen arteriellen Mitteldruck ergab sich ESP_direkt = 1.19 * MAP_Dinamap–4,8; r² = 0,74; s_y.x. = 8,3 mm Hg.

Mit dieser Gleichung wurde bei n = 52 Patienten aus dem oszillometrisch gemessenen arteriellen Mitteldruck der endsystolische Druck abgeleitet und dann die endsystolische meridionale Wandspannung (ESSm_Dinamap) berechnet. Sie stimmte gut mit der Wandspannung überein, die auf der Basis der invasiven Druckmessung bestimmt worden war (ESSm_direkt), denn die mittlere Differenz der Einzelwerte betrug Mw (ESSm_Dinamap– ESSm_direkt) = 2,1 kdyn/cm², das 95%-Toleranzintervall hatte eine Spannweite von –16,2 bis 12,1 kdyn/cm² und die Regressionsgleichung lautete ESSm_direkt = 1,07 * ESSm_Dinamap– 2,22; r² = 0,91; s_y.x. = 7,1 kdyn/cm².

Beispielhaft wurde die myokardiale Kontraktilität nichtinvasiv bei n = 12 herzinsuffizienten Säuglingen mit komplexen angeborenen Herzfehlern und Lungenhyperfusion bestimmt, um zu prüfen, wie sich die Gabe vo Propranolol (1,5–2 mg/kg/d) zusätzlich zu Digoxin und Diuretika auf die myokardiale Kontraktilität auswirkt. Nach sechs Monaten wurde eine Normalisierung der Kontraktilitätsindizes gefunden, die vor Therapiebeginn mehrheitlich erniedrigt waren. Damit konnte gezeigt werden, daß die nichtinvasive Bestimmung der myokardialen Kontraktilität sinnvoll zur Überwachung eines neuen Therapiekonzeptes angewendet werden kann.