Functie van de rechter ventrikel bij intensive-carepatiënten

De laatste jaren is duidelijk geworden dat disfunctie van de rechter ventrikel een veel voorkomend probleem is bij intensive-carepatiënten. Traditioneel werd de functie van de rechter ventrikel gezien als het passief doorvoeren van bloed naar de pulmonale circulatie aangezien ablatie van de wand van de rechter ventrikel bij proefdieren geen duidelijke hemodynamische effecten had.1 Herhaling van gelijksoortige experimenten bij proefdieren met acute pulmonale hypertensie toonde echter aan dat de functie van de rechter ventrikel essentieel is voor de instandhouding van de circulatie.2 Het behouden van een adequaat hartminuutvolume is belangrijk voor het voorkómen van complicaties en het overleven van de patiënt. Inzicht in etiologie, diagnostiek en behandeling van rechterventrikeldisfunctie tijdens acute ziekte is dan ook van belang bij de behandeling van patiënten met een falende circulatie.

Het meten van de functie van de rechter ventrikel

Klinisch zijn vier methoden beschikbaar om de rechterventrikelfunctie te meten.

Angiografie en isotopentechnieken

Door middel van contrastangiografie (ventriculografie) en 2 technieken die gebruikmaken van isotopen (‘first-pass’-meting en equilibriummethode, beide na intraveneuze injectie van een tracer, ^99mTc) kan inzicht verkregen worden in de rechterventrikelfunctie. Alhoewel deze methoden alle in principe aan het bed van de patiënt kunnen worden uitgevoerd, is het interpreteren van de beelden door onder andere de complexe geometrische verhoudingen van de rechter ventrikel moeilijk. De rechter ventrikel ligt namelijk voor-onder en mediaal van het rechter atrium en, halvemaanvormig, voor en rechts van de linker ventrikel. Op een voor-achterwaartse opname projecteert de rechter ventrikel zich dus voor het rechter atrium en de linker ventrikel. Een tweede bezwaar is dat deze methoden niet continu beschikbaar zijn en daarom slechts momentopnamen geven.

Echocardiografie

Transthoracale echocardiografie wordt veelal bemoeilijkt door het echodense sternum. Hierdoor zijn betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van de metingen van de grootte van de rechter ventrikel gering. Transoesofagale echocardiografie geeft een beter inzicht in de rechterventrikelfunctie. Alhoewel echocardiografie technisch makkelijk toepasbaar en snel beschikbaar is, geldt ook hier het bezwaar dat de methode niet continu toepasbaar is.

Thermodilutiemeting

Als laatste is sinds enkele jaren de thermodilutiemethode beschikbaar. Grote voordelen van deze methode zijn de ruime ervaring met de op thermodilutie gebaseerde meting van het hartminuutvolume, de continue beschikbaarheid en de relatief lage kosten. Daarnaast is deze methode niet invasiever dan de gebruikelijke A. pulmonalis-katheter. Bij deze methode is meting van de ejectiefractie van de rechter ventrikel (RVEF) mogelijk door de A. pulmonalis-katheter te voorzien van een thermistor met een korte responstijd (50 ms). Aangezien de uitwassingscurve van een bolus injectievloeistof (met een bepaalde temperatuur) in een pulserende kamer een exponentieel verloop heeft,3 kan door analyse van deze exponentiële curve, gekoppeld aan detectie van de R-golf van het ECG (als tijdstip voor systole), een betrouwbare ejectiefractie worden berekend.3 De thermodilutiemeting van de RVEF is inmiddels gevalideerd door vergelijking met ventriculografie, echocardiografie en isotopentechnieken.4-6 Tachycardieën, atriumfibrilleren en een tricuspidalisinsufficiëntie vormen de frequentste oorzaken van foutieve meetuitslagen (tabel 1). Vooral bij het acuut optreden van ernstige pulmonale hypertensie (zoals bij status asthmaticus of massale longembolie) moet men bedacht zijn op een fout-lage RVEF-waarde als gevolg van een tricuspidalisinsufficiëntie. Bij tricuspidalisinsufficiëntie zal een deel van de indicator verdwijnen in het rechter atrium en bij de volgende hartslag weer voor een deel terugkomen in de ventrikel en vervolgens de A. pulmonalis. Dit verlies en vervolgens bijmenging geven een afname in de temperatuurveranderingen in de A. pulmonalis per gemeten hartslag, waardoor de ejectiefractie laag wordt. Aangezien niet gecorrigeerd kan worden voor de hoeveelheid indicatorverlies en -bijmenging geeft deze RVEF-waarde geen betrouwbaar beeld van de werkelijke ejectiefractie. De variabiliteit van de RVEF-uitslagen is vergelijkbaar met die van de hartminuutvolumemetingen met thermodilutie en bedraagt circa 8.7

Klinische toepassing van rvef-metingen

Een klinisch belangrijke toepassing van RVEF-metingen is het gebruik van het eind-diastolisch volume van de rechter ventrikel (RVEDV) als maat voor de ‘preload’ (de spanning waaraan de spier vóór contractie is blootgesteld). Diverse onderzoekers hebben gewezen op de geringe waarde van de centraal-veneuze druk en de pulmonale occlusiedruk (‘wiggendruk’) als maat voor preload bij ernstig zieke patiënten;89 in meerdere onderzoeken bleek het RVEDV een betere maat voor de preload.1011

Het RVEDV kan berekend worden met behulp van de volgende formules:

waarin SV = slagvolume (in ml), CO = hartminuutvolume (in lmin) en HF – hartfrequentie (in slagenmin);

waarin RVEF in wordt weeggegeven en RVEDV in ml. Hieruit volgt:

RVEDV x RVEF = SV (3)

en

Door de volumen te delen door het lichaamsoppervlak kunnen deze geïndexeerd worden.

Pathofysiologie

Het belang van het RVEDV als maat voor preload komt voort uit de verschillen tussen rechter en linker ventrikel. De rechter ventrikel is ten aanzien van de diastolische vulling afhankelijk van een extrathoracaal gelegen reservoir (de veneuze circulatie) terwijl de uitstroomweerstand uitsluitend intrathoracaal is gelegen (pulmonale reservoir) (figuur). De linker ventrikel daarentegen is voor de diastolische vulling afhankelijk van het intrathoracaal gelegen pulmonale reservoir waarbij de uitstroomweerstand extrathoracaal gelegen is (arteriële reservoir). Een toename van de intrathoracale druk (bijvoorbeeld tijdens mechanische beademing) zal dan ook een groter effect hebben op de vulling van de rechter ventrikel (vanwege bemoeilijkte veneuze terugvloed) dan op die van de linker. De functie van de rechter ventrikel wordt voor een belangrijk deel bepaald door de afterload (de weerstand die de spier ondervindt bij contractie). Deze hangt af van de grootte van de ventrikel, de intraventriculaire druk en de pulmonale vaatweerstand.

Bij een toename van de intrathoracale druk zal door een toename in afterload een compensatoire toename in eind-diastolisch volume van de rechter ventrikel optreden. Die compensatoire toename kan door een aantal factoren worden beperkt. In de eerste plaats wordt de dilatatie van de rechter ventrikel beperkt door het omringende stugge pericard en (of) de intrathoracale druk. Uiteindelijk zal door een toename van de druk in de rechter ventrikel het septum zich naar links verplaatsen, waardoor de diameter en de compliantie van de linker ventrikel zullen afnemen. Ten tweede kan door een stijging van de intraventriculaire druk ischemie van de rechter ventrikelwand optreden waardoor disfunctie kan ontstaan.2 Uit deze relatie tussen rechter en linker ventrikel wordt duidelijk dat na een initiële compensatoire toename van het RVEDV een verdere toename zal leiden tot daling van het slagvolume en van het hartminuutvolume. Het is op dit punt dat disfunctie van de rechter ventrikel overgaat in falen waarbij slagvolume en uiteindelijk hartminuutvolume dalen.

Rechterventrikelfunctie tijdens acute ziekte

Een aantal veel voorkomende ziektebeelden en complicaties op de intensive care hangt samen met rechterventrikeldisfunctie (tabel 2).

‘Adult respiratory distress syndrome’ (ARDS)

ARDS gaat vrijwel altijd gepaard met de ontwikkeling van pulmonale hypertensie met als gevolg een daling van de RVEF en een toename van het RVEDV.13 De arteriële hypoxemie tijdens ARDS noodzaakt veelal tot mechanische beademing van de patiënt met positieve eindexpiratoire druk (PEEP). De hierdoor veroorzaakte stijging van de intrathoracale druk heeft effect op zowel de preload (daling van de veneuze terugvloed) als de afterload (stijging van de pulmonale vaatweerstand) van de rechter ventrikel.14

Bij patiënten die overlijden ten gevolge van ARDS zijn er aanwijzingen voor het bestaan van een linkerventrikeldisfunctie die samen zou kunnen hangen met verplaatsing van het interventriculaire septum.15

Sepsis en septische shock

Tijdens sepsis wordt de rechterventrikelfunctie door meer factoren beïnvloed. Het vrijkomen van endotoxine en cytokinen zoals tumornecrosisfactor kan leiden tot pulmonale hypertensie.16 Voorts is duidelijk geworden dat deze mediatoren al in een vroeg stadium cardiale depressie kunnen veroorzaken.17 Behalve het directe effect dat deze mediatoren op het myocard hebben, spelen oedeemvorming, metabole veranderingen en het vrijkomen van zuurstofradicalen in het myocard mogelijk een rol bij het ontstaan van rechterventrikeldisfunctie tijdens sepsis.18-20 De kenmerkende arteriële hypotensie tijdens septische shock is, in combinatie met pulmonale hypertensie, een ernstige bedreiging voor de perfusie van de rechterventrikelwand, hetgeen kan leiden tot veranderingen in contractiliteit.21 Meerdere onderzoekers hebben een relatie gevonden tussen de ernst van de rechterventrikeldisfunctie en de sterfte van patiënten met een septische shock.22

Asthma cardiale

Ook bij andere patiëntengroepen is er een verband tussen de ernst van de rechterventrikeldisfunctie en de overleving. Bij patiënten met cardiogeen longoedeem dat samenging met coronairsclerose hield rechterventrikeldisfunctie (RVEF 35).23 De rechterventrikeldisfunctie was bij deze patiënten waarschijnlijk het gevolg van het ontstaan van pulmonale hypertensie veroorzaakt door het falen van de linkerventrikelfunctie.

Chronisch obstructieve longziekte en status asthmaticus

Rechterventrikeldisfunctie is een frequent optredend probleem bij patiënten met chronisch obstructieve longziekte (COPD) en status asthmaticus. Bij deze patiënten is de disfunctie het gevolg van de pulmonale hypertensie die wordt veroorzaakt door hyperinflatie van de longen, collaps van de pulmonale microcirculatie en hypoxemie.13

Massale longembolie

Massale longembolie kan gepaard gaan met ernstige pulmonale hypertensie en rechterventrikeldisfunctie.24 De hemodynamische instabiliteit bij deze patiënten wordt dan ook veelal veroorzaakt door het falen van de rechter ventrikel.

Therapie van rechterventrikeldisfunctie en -falen

Het is belangrijk onderscheid te maken tussen rechterventrikeldisfunctie en -falen. Klinisch hebben wij veelal te maken met dysfunctie, gekenmerkt door een verlaagde RVEF en een toegenomen RVEDV, die niet behandeld behoeft te worden indien het hartminuutvolume adequaat is. Het verder verhogen van het circulerend volume kan onder deze omstandigheden echter leiden tot falen van de rechter ventrikel, hetgeen wordt gekenmerkt door een verdere dilatatie van de ventrikel zonder toename (of zelfs daling) van het hartminuutvolume.1125 Indien het hartminuutvolume onder deze omstandigheden inadequaat is, is toediening van een inotropicum aangewezen. Toediening van dobutamine resulteert in een stijging van de RVEF, een daling van het RVEDV en een toename van het hartminuutvolume.26 indien rechterventrikeldisfunctie gepaard gaat met systemische hypotensie, is het belangrijk deze hypotensie te behandelen teneinde de perfusie van de rechter ventrikel te verbeteren.2 Bij patiënten met een septische shock heeft norepinefrine gunstige effecten op de rechterventrikelfunctie.7 27 Ook dobutamine heeft deze positieve effecten bij intensive-carepatiënten.26

Een laag hartminuutvolume met hypotensie ten gevolge van acuut rechterventrikelfalen is levensbedreigend. Deze situatie doet zich veelal voor bij een tevoren normaal functionerende rechter ventrikel die acuut wordt belast met een sterke toename van de afterload. Septische shock met ernstig ARDS, massale longembolie en status asthmaticus zijn ziektebeelden waarbij het acuut overlijden verband kan houden met rechterventrikelfalen. Onder deze omstandigheden is een terughoudend vochtbeleid op geleide van RVEDV, behandeling van de hypotensie door middel van een vaatvernauwer en toediening van inotropica aangewezen.1228 Het verlagen van de afterload van de rechter ventrikel kan onder deze omstandigheden eveneens gunstige effecten hebben op de ventrikelfunctie. Stikstofmonoxide (NO) is een potente vaatverwijder die via de beademingsmachine lokaal in de longen kan worden toegediend. Bij patiënten met ARDS en pulmonale hypertensie resulteert toediening van een kleine hoeveelheid NO in een daling van de druk in de A. pulmonalis en een toename van het hartminuutvolume zonder significante effecten op de systemische bloeddruk.29 NO-toediening lijkt een veelbelovende therapie bij de behandeling van acuut rechterventrikelfalen en -disfunctie tijdens pulmonale hypertensie, vooral bij patiënten die tevens systemische hypotensie hebben. Ook bij patiënten met ernstig hartfalen zonder systemische hypotensie heeft de toediening van vaatverwijders en fosfodiësteraseremmers gunstige effecten op de rechterventrikelfunctie.30

Klinisch belang van rvef-metingen

De introductie van de A. pulmonalis-katheter in 1970 heeft gezorgd voor een revolutie in diagnostiek, monitoring en behandeling van ernstig zieke patiënten. Alhoewel de metingen door middel van de A. pulmonalis-katheter in veel gevallen leiden tot wijzigingen in het therapeutische beleid, was het effect op de overleving lange tijd teleurstellend.31 Pas na bijna 20 jaar gebruik werden de eerste onderzoeken gepubliceerd waaruit bleek dat niet het bewaken, maar het manipuleren van de pathofysiologische grootheden, waarvan de waarden waren verkregen met behulp van de A. pulmonalis-katheter, leidde tot een afname van de sterfte.3233 Alhoewel het gebruik van de A. pulmonalis-katheter lijkt te resulteren in een afname van de kosten van behandeling van intensive-carepatiënten,32 ontbreekt een goede kosten-effectiviteitsanalyse.

Naast deze positieve kanten van metingen met behulp van de A. pulmonalis-katheter zijn er ook negatieve kanten. Terwijl zowel het belang als de beperkingen van de RVEF-metingen onderwerp zijn geweest van vele onderzoeken,1011 2534 ontbreekt tot op heden eveneens een goede kosten-effectiviteitsanalyse.

Vooralsnog lijkt het verkrijgen van het RVEDV, als maat voor de preload, tegen een licht verhoogde of soms gelijke kostprijs het belangrijkste voordeel van de thermodilutie-ejectiefractie-katheter ten opzichte van de traditionele A. pulmonalis-katheter.

Conclusies

De rechter ventrikel neemt bij de diagnostiek en de behandeling van de intensive-carepatiënten de laatste jaren een steeds belangrijker plaats in. De thermodilutie-RVEF-meting is een aan het ziekbed makkelijk toepasbare techniek die inzicht geeft in de rechterventrikelfunctie. Tevens resulteert de techniek in betrouwbaarder informatie over de preload. Diagnostiek van rechterventrikelfalen is belangrijk bij patiënten met circulatoire insufficiëntie, vooral wanneer deze gepaard gaat met pulmonale hypertensie. De klinische toepasbaarheid van thermodilutiemetingen wordt beperkt door ritmestoornissen (atriumfibrilleren en tachycardieën) en tricuspidalisinsufficiëntie. Het voorkómen van ernstige ventrikeldilatatie door middel van een terughoudende vochttoediening en het gebruik van positief inotrope middelen en vaatvernauwers spelen een belangrijke rol bij de behandeling van rechterventrikelfalen tijdens hemodynamische instabiliteit.