Arterial pulse contour analysis trending of cardiac output: Hemodynamic manipulations during cerebral arteriovenous malformation resection

Abstract

Objective. Intravascular pressure and cardiac output monitoring are frequently performed in the operating room and intensive care unit. Currently, cardiac output is only measured intermittently, although continuous measurement would be preferable. One method proposed for measuring cardiac output continuously is arterial waveform pulse contour analysis. This study examines the utility of trending cardiac output using pulse contour analysis during manipulations of blood pressure.Methods. Eleven patients were studied while undergoing resection of cerebral arteriovenous malformations. Cardiac output measured by pulse contour analysis was compared with thermodilution cardiac output measurements in patients subjected to induced hypotension with esmolol and restoration of blood pressure with phenylephrine.Results. Esmolol infusion resulted in a decrease in mean arterial pressure from 81±13 to 62±7 mm Hg (p<0.025), a decrease in thermodilution cardiac output from 6.4±0.9 to 4.4±1.1 L/min (p<0.025), and a decrease in pulse contour cardiac output from 6.2±1.0 to 4.5±0.9 L/min. Phenylephrine increased mean arterial pressure from 68±6 to 95±9 mm Hg with no change in either thermodilution or pulse contour cardiac output.Conclusions. This study demonstrates that during surgery for arteriovenous malformations in the brain, the pulse contour method was able to reflect cardiac output accurately during induced hypotension with esmolol and during restoration of blood pressure with phenylephrine.

Résumé

Objectifs. Le monitorage de la pression intravasculaire et du débit cardiaque sont fréquemment réalisés en salle d'opération et en unités de soins intensifs. Habituellement, le débit cardiaque est mesuré seulement de manière intermittente, bien qu'il soit préférable de disposer d'une mesure continue. Une méthode proposée de mesure continue du débit cardiaque est l'analyse du contour de la courbe de pression artérielle. Cette étude a examiné l'intérêt de la détermination des variations de débit cardiaque par l'analyse du contour du signal de pression artérielle durant diverses manipulations de la pression artérielle.Methodes. Onze patients ont été étudiés durant la résection de malformations artério-veineuses cérébrales. La mesure du débit cardiaque par l'analyse du contour du signal de pression artérielle était comparée à la mesure du débit cardiaque par thermodilution chez des patients soumis à une hypotension induite par l'esmolol et à un rétablissement de la pression artérielle par la phenyléphrine.Résultats. La perfusion d'esmolol a entraîné une décroissance de la pression artérielle moyenne de 81±13 à 62±7 torr (p<0,025), une décroissance du débit cardiaque mesuré par thermodilution de 6,4±0,9 à 4,4±0,9 l/min (p<0,025), et une décroissance du débit cardiaque mesuré par l'analyse du contour du signal de pression artérielle de 6,2±1,0 à 4,5±0,9 l/min. La phenyléphrine a augmenté la pression artérielle moyenne de 68±6 à 95±9 torr sans changement du débit cardiaque mesuré par l'une ou l'autre des méthodes.Conclusions. Cette étude démontre que, durant la chirurgie des malformations artério-veineuses cérébrales, la méthode de l'analyse du contour de signal de pression artérielle était capable de refléter précisément le débit cardiaque durant l'hypotension induite par l'esmolol et durant le rétablissement de la pression artérielle avec la phenyléphrine.

Abstrakt

Zielsetzung. Im Operationsraum und auf der Intensivtation ist öfters eine Uberwachung des intraarteriellen Blutdrucks und des Herzschlagvolumens notwendig. Momentan ist nur eine intermittierende Bestimmung des Herzschlagvolumens möglich, obgleich eine kontinuierliche Bestimmung wünschenswert wäre. Eine der Methoden zur kontinuierlichen Bestimmung des Herzschlagvolumens ist die Analyse der arteriellen Blutdruckkurve. Die vorliegende Studie untersuchte den Wert der Pulskontourmethode zu Bestimmung des Herzzeitvolumens unter bei wechselnden Blutdruckverhältnissen.Methodik. Bei 11 Patientienten, wurde während der operativen Korrektur zerebraler arterio-venöser Fisteln, das Herzzeitvolumen (HZV) mit Hilfe der Pulskontourmethode bestimmt und die Ergebnisse der Thermodilutionsmethode gegenübergestellt. Bei den Patienten wurde eine kontrollierte Hypotension mit Esmolol sowie eine anschliessende Stabilisierung des Blutdrucks mit Phenylnephrin durchgeführt.Ergebnisse. Die Esmololinfusion fuhrte zu einem Abfall des mittleren arteriellen Blutdrucks von 81±13 auf 63±7 torr (p<0.025), einem Abfall des durch die Thermodulitionsmethode ermittelten Herzzeitvolumens von im Mittel 6.4±0.9 auf im Mittel 4.4±0.9 L/min (p<0.025) und einem Abfall des mit Hilfe der Pulskontourmethode errechneten HZV von im Mittel 6.2±1.0 auf im Mittel 4.5±0.9 L/min. Pheneylnephrin fuhrte zu einem Anstieg des mittleren arteriellen Blutdrucks von 68±6 auf 95±9.0 Torr, wobei es zu keinen Veränderungen im HZV sowohl unter Verwendung der Pulskontour- als auch der Thermodilutionsmethode kam.Schlussfolgerung. Die Studie verdeutlicht, dass bei Operationen arterio-venöser Fisteln im Gehirn, die Pulskontourmethode in ausreichendem Masse das HZV während der kontrollierten Hypotension mit Esmolol und während der Erholung des Blutdrucks mit Phenylnephrin reflektiert.

Resumen

Objetivo. Tanto la presión intravascular como el débito cardíaco son frecuentemente monitorizados en el pabellón de operaciones y en la unidad de cuidados intensivos. En la actualidad el débito cardíaco es medido sólo en forma intermitente, si bien sería preferible disponer de medición permanente. Un método que ha sido propuesto para medir en forma continua el débito cardíaco es el método del contorno de la onda de presión arterial. Este estudio examinó la utilidad de la medición continua del débito cardíaco utilizando el método del contorno de la onda de pulso y analizó los efectos de la manipulación de la presión arterial.Metodos. Once pacientes fueron estudiados durante resección de malformaciones cerebrales arteriovenosas. El débito cardíaco fue medido usando el método del contorno de la onda de pulso y comparado con mediciones de débito cardíaco por termodilución en pacientes sometidos a hipotensión controlada con esmolol y restablecimiento de la presión arterial con fenilefrina.Resultados. La infusión de esmolol resultó en descenso de la presión arterial media desde 81±13 a 62±7 torr (p<0.025), descenso del débito cardíaco por termodilución desde 6.4±0.9 a 4.4±1.1 L/min (p<0.025), y descenso del debito cardíaco por método del contorno de la onda de pulso desde 6.2±1.0 a 4.5±0.9 L/min. La fenilefrina aumentó la presión arterial media desde 68±6 a 95±9 torr sin cambios del débito cardíaco medido por ambos métodos.Conclusiones. Este estudio demuestra que el método del contorno de la onda de pulso fue capaz de reflejar en forma correcta el débito cardíaco durante hipotensión inducida con esmolol y recuperación de la presión con fenilefrina, en pacientes sometidos a cirugía por malformaciones arteriovenosas cerebrales.