Perifere circulatie bij ernstig zieke patiënten

Al sinds 1969 is bekend dat de temperatuur van de grote teen een maat is voor de ernst van circulatoire shock.1 De onderzoekers lieten zien dat patiënten met een teentemperatuur ≤ 27°C bij opname op de IC een slechtere hartfunctie en een groter risico op overlijden hadden. Anno 2013 zijn er andere methoden om de doorbloeding van de perifere circulatie te bepalen aan het bed van de patiënt. Een slechtere perifere doorbloeding, zoals bepaald met deze nieuwere methoden, is geassocieerd met een verhoogd risico op orgaanfalen en op overlijden.2-5 Mogelijk wordt het verbeteren van de perifere doorbloeding een belangrijk doel bij de behandeling van ernstig zieke patiënten.6

In dit artikel presenteren we de huidige non-invasieve methoden om de doorbloeding van de perifere circulatie te bepalen en de implicaties hiervan voor de kliniek.

Waarom de perifere perfusie meten

Tijdens de initiële periode van circulatoire shock vindt een herverdeling van het hartminuutvolume plaats, van de perifere weefsels (huid en spier) naar de vitale organen (hersenen en hart). Dit is het gevolg van verschillende compensatiemechanismen en heeft als doel de doorbloeding van de vitale organen te garanderen. Door een daling van de arteriële bloeddruk worden de vasomotorische centra in het ruggenmerg gestimuleerd via de arteriële baroreceptoren en de hersenstam. Dit leidt achtereenvolgens tot een sterke sympathische reflex, stimulatie van perifere chemoreceptoren, vasoconstrictie in arteriolen en venen in de niet-vitale organen en een verminderde doorbloeding van de huid en het spierweefsel. Deze mechanismen treden al in een vroeg stadium in werking, nog voordat veranderingen optreden in de waarden van conventionele hemodynamische parameters zoals bloeddruk en hartfrequentie. De perfusie van deze perifere weefsels is daarom een gevoelige indicator voor de vroege opsporing van een verstoring van de systemische circulatie, zoals tijdens acute circulatoire shock.

Als de juiste behandeling wordt gestart en de circulatie zich herstelt, zal de activiteit van de compensatiemechanismen bij de meeste patiënten verminderen. De vasoconstrictie in het perifere vaatbed neemt af en de perfusie van de huid en het spierweefsel herstelt zich weer; dit is een teken van een succesvolle behandeling. Bij sommige patiënten blijven de compensatiemechanismen – en dus de vasoconstrictie – echter actief en herstelt de perifere perfusie zich niet. Perifere vasoconstrictie kan ook optreden tijdens een gegeneraliseerde ontsteking en tijdens sepsis. Vasoconstrictie wordt dan gemedieerd door het sympathisch zenuwstelsel en is geen compensatie voor een verstoorde circulatie. De ernst en de duur van de vasoconstrictie zijn daarbij gerelateerd aan de ziekte-ernst van de patiënt; ondanks hemodynamische stabilisatie duurt de vasoconstrictie voort. Bij septische shock is de verstoorde perifere perfusie dus een weerspiegeling van de ernst van de shock en geen teken van een compensatiemechanisme zoals bij circulatoire shock.7,8

Monitoring van de perifere circulatie is gebaseerd op het concept dat perifere weefsels de eerste zijn die hypoperfusie laten zien tijdens circulatoire shock en de laatste die herstellen tijdens de behandeling. Met een aantal eenvoudige klinische beoordelingen en monitoringstechnieken kan de perifere circulatie op een non-invasieve wijze worden beoordeeld. Deze methoden worden hierna besproken en zijn ook samengevat in de tabel en de figuur.

Klinische beoordeling

Het uitgebreide huidvaatbed speelt een belangrijke rol bij de thermoregulatie van het lichaam. Veranderingen in de doorbloeding bepalen de kleur en de temperatuur van de huid: van warm en roze bij gezonde mensen tot koud, klam, wit en gevlekt bij ernstige vasoconstrictie.

Huidtemperatuur

De beoordeling van de huidtemperatuur – ‘warm’ of ‘koud’ – kan het best worden uitgevoerd met het dorsale oppervlak van de handen of vingers; deze oppervlakken zijn immers het gevoeligst voor de waarneming van temperatuur. Een afwijkende perifere perfusie bij deze manier van beoordelen is gerelateerd aan hogere lactaatspiegels en ernstiger orgaanfalen.2 Deze subjectieve waarneming van de temperatuur komt goed overeen met objectieve metingen van de huidtemperatuur en van de vingerdoorbloeding, en is daarom geschikt voor de beoordeling van de perifere circulatie.9

Capillaire-‘refill’-tijd

De capillaire-‘refill’-tijd is de tijd die nodig is om weer kleur te krijgen in een distaal capillair netwerk, bijvoorbeeld het nagelbed, nadat er gedurende 15 s zo veel druk op is uitgeoefend dat een bleke verkleuring is ontstaan. Bij gezonde volwassenen is de bovengrens van een niet-afwijkende capillaire-refill-tijd van het nagelbed 4,5 s. Bij ernstig zieke patiënten kan vertraagd herstel (> 5 s) worden beschouwd als een verminderde perifere perfusie.2 Op deze manier kunnen patiënten met een verstoorde perfusie al tijdens de eerste 24 h van opname op de IC worden geïdentificeerd. Verder is een verlengde capillaire-refill-tijd bij IC-patiënten en bij patiënten na reanimatie gerelateerd aan een verhoogd risico op orgaanfalen en op overlijden vergeleken met patiënten met een niet-afwijkende capillaire-refill-tijd (< 5 s).2,5 Dit risico blijft verhoogd na normalisatie van de waarden van conventionele hemodynamische parameters. De meting van capillaire-refill-tijd lijkt subjectief, maar toch komen de beoordelingen door zowel artsen als verpleegkundigen goed overeen.10

Marmering van de huid

Een marmerhuid is een reticulair, blauwrood huidaspect, meestal veroorzaakt door koude. Deze verkleuring is gemakkelijk te herkennen en komt typisch voor rondom de ellebogen of de knieën. Een marmerhuid wordt veroorzaakt door heterogene vasoconstrictie in het huidvaatbed en wordt vaak gezien bij ernstig zieke patiënten. Een recente studie bij patiënten met septische shock laat zien dat de mate van marmering – en dus de ernst van de hypoperfusie – goed kan worden beoordeeld met de ‘mottling’-score (zie figuur). Deze score loopt van 0 (‘geen marmering’) tot 5 (‘zeer ernstige marmering’). Een score van 4 (‘ernstige marmering’) of 5 binnen 6 h na de initiële behandeling is een sterk voorspellende factor voor de 14-daagse mortaliteit, onafhankelijk van de conventionele hemodynamische parameters.11 Dit scoringssysteem is eenvoudig te leren, heeft een goede interbeoordelaarsbetrouwbaarheiden kan aan het bed worden toegepast.

Huidtemperatuurgradiënt

Hoewel al lang bekend is dat de absolute huidtemperatuur een goede parameter is voor de ernst van circulatoire shock,1 laat recenter onderzoek zien dat de gradiënt in de huidtemperatuur de veranderingen in lokale doorbloeding beter weergeeft.12,13 Deze gradiënt wordt bepaald door de temperatuurverschillen tussen een proximaal en distaal meetpunt te bepalen, zoals centraal-tot-grote-teen of onderarm-tot-vingertop, en wordt gemeten met huid-‘probes’ (zie figuur). De huidtemperatuurgradiënt onderarm-tot-vingertop wordt ‘Tskin-diff’ genoemd (afgeleid van ‘skin-temperature gradient’). Het optreden van perifere vasoconstrictie tijdens circulatoire shock leidt tot een afname van de huidtemperatuur en tot een verminderd vermogen om de centrale temperatuur te regelen. Daardoor stijgt de centraal-perifere temperatuurgradiënt. Het gebruik van Tskin-diff is gebaseerd op de aanname dat de referentietemperatuur een plaats op de huid is die aan dezelfde omgevingstemperatuur is blootgesteld als de vingertop. Een andere omgevingstemperatuur heeft eenzelfde soort effect op de onderarm als op de vingertop, en heeft daardoor weinig invloed op de gradiënt.12

Het gebruik van Tskin-diff is gevalideerd voor het beoordelen van de perifere weefseldoorbloeding. Uit verschillende experimentele studies is gebleken dat een Tskin-diff > 4°C een teken is van een ernstige verstoring van de huidperfusie en dat deze gerelateerd is aan een verhoogd risico op orgaanfalen.5,13 Het is niet bekend wat de invloed van vaatvernauwende of -verwijdende medicatie is op de huidtemperatuur of op de Tskin-diff; onze groep doet momenteel onderzoek naar deze relatie.

Optische monitoring

Optische technieken maken gebruik van licht met verschillende golflengten. Met deze non-invasieve methoden kan de conditie van verschillende weefsels worden vastgesteld. De meest gebruikte optische methoden om de perfusie van de perifere circulatie te meten zijn fotoplethysmografie en ‘near-infrared’-spectroscopie.

Perifere-perfusie-index

De perifere-perfusie-index is afgeleid van het plethysmografiesignaal van de pulsoximeter. Pulsoximetrie wordt in de meeste ziekenhuizen gebruikt om de arteriële zuurstofsaturatie van een patiënt te bepalen. De pulsoximeter zendt licht van 2 golflengtes door de distale falanx van de vinger. Door de pulsaties in het vaatbed resulteert dit in een pulsatiele fotoplethysmografische lichtgolf die aan de andere kant van vinger wordt opgevangen door een detector. Andere weefsels, zoals bindweefsel en bot, geven een niet-pulsatiele lichtgolf. De perifere-perfusie-index is de verhouding tussen het pulsatiele en het niet-pulsatiele deel van de opgevangen lichtgolven, uitgedrukt in een percentage. Omdat de grootte van het pulsatiele deel toeneemt bij vasodilatatie en afneemt bij vasoconstrictie, corresponderen veranderingen in perifere-perfusie-index met veranderingen in de perifere vasomotorische tonus. Dit is als eerste aangetoond met plexusblokkade tijdens locoregionale anesthesie, waarbij vasodilatatie van de extremiteit optreedt.14 Andersom neemt de perifere-perfusie-index snel af bij vasoconstrictie na toediening van (nor)adrenaline.15

Bij een grote groep gezonde vrijwilligers was de mediane perifere-perfusie-index 1,4%.16 Deze waarde was bij ernstig zieke patiënten een gevoelig afkappunt voor het bepalen van een afwijkende perifere perfusie, gedefinieerd als een verlengde capillaire-refill-tijd en een toegenomen huidtemperatuurgradiënt.2 Een perifere-perfusie-index < 1,4% is gerelateerd aan een toegenomen prevalentie van orgaanfalen.5 Deze eenvoudig te bepalen index kan dus worden gebruikt om de perifere circulatie te bepalen en te vervolgen.

Near-infrared-spectroscopie

Met near-infrared-spectroscopie kan de zuurstofsaturatie van hemoglobine worden bepaald in oppervlakkig gelegen weefsels zoals spierweefsel. Naast de weefselzuurstofsaturatie wordt ook de absolute weefselhemoglobine-index bepaald. Deze index is een maat voor het bloedvolume in het weefsel.17 Ook kan de mate van vasculaire reactiviteit worden weergegeven na een kortdurende vasculaire occlusie.

Bij ernstig zieke patiënten geeft een afgenomen weefselzuurstofsaturatie de aanwezigheid van een inadequate weefselperfusie weer. Zo zijn negatieve veranderingen in de weefselzuurstofsaturatie sterk gerelateerd aan de ernst van orgaanfalen en aan de mortaliteit bij patiënten met septische shock.18 Ook tijdens de eerste 6 h van de behandeling van patiënten met septische shock lijkt de weefselzuurstofsaturatie een gevoelige indicator voor het monitoren van het behandeleffect en daardoor voor de 28-daagse mortaliteit.19 Deze parameter lijkt eerder te worden beïnvloed door veranderingen in de perifere circulatie, met name door vasoconstrictie, dan door veranderingen in de systemische circulatie.20

Hoewel near-infrared-spectroscopie mogelijk geschikt is voor het bepalen van weefseloxygenatie en -perfusie, wordt nog steeds aanvullend onderzoek gedaan om het belang ervan voor de behandeling van ernstig zieke patiënten te verduidelijken.

Consequenties voor de praktijk

Perifere circulatie als waarschuwing

Uit de hiervoor beschreven studies blijkt dat een afwijkende doorbloeding van het perifere vaatbed op 2 manieren geïnterpreteerd kan worden. In de eerste plaats is het een uiting van een primair circulatoire ontregeling (shock) die nog onvoldoende behandeld is. Daarnaast lijkt het, na herstel van de circulatie, een teken van de ziekte-ernst. In dat geval is een afwijkende perifere perfusie een onderdeel van de stressreactie van het lichaam die wordt veroorzaakt door een actief ziekteproces. Dit is echter alleen nog maar aangetoond in kleine studies, waarvan de omvang niet voldoende was om een duidelijke relatie aan te tonen tussen de toestand van de perifere circulatie en de veelgebruikte scores voor ziekte-ernst. Uit deze resultaten kan wel worden afgeleid dat een blijvend afwijkende perifere perfusie gepaard gaat met een hoog risico op een ongunstiger beloop.

Het klinisch beoordelen van de perifere perfusie is eenvoudig en gaat snel. Als deze beoordeling afwijkend blijft, is dit een alarmsymptoom.

Perifere circulatie als therapeutisch doel

Op grond van bovenstaande overwegingen komt vanzelf de vraag naar voren of de perifere circulatie ook een doel van de behandeling kan zijn. Als de waarden van conventionele hemodynamische parameters zich niet herstellen na initiële therapie of de therapie niet leidt tot een toename van de perifere perfusie, ligt het voor de hand te proberen deze conventionele parameters op een andere manier te verbeteren.5,21 Ruim 40 jaar geleden werd al gesuggereerd dat hiervoor vaatverwijders kunnen worden gebruikt.22 Recent bleek dat toediening van nitroglycerine aan patiënten met ernstig hartfalen een positief effect kan hebben op de weefselperfusie.23 Ook bij patiënten met ernstige septische shock leek de perifere circulatie te verbeteren na toediening van nitroglycerine.24 Deze studies waren echter te klein om een effect op het ziektebeloop aan te tonen. Ook werd niet naar de perifere circulatie gekeken op een gestructureerde manier, zoals in dit artikel beschreven.

Het kan natuurlijk niet worden uitgesloten dat het optreden van perifere vasoconstrictie ook een doel heeft als onderdeel van een autoregulatiemechanisme. Opheffing van dit mechanisme hoeft dus geen positief effect te hebben. Meer onderzoek naar dit mechanisme en naar de perifere circulatie als behandeldoel is nodig.

Aan het bed

Omdat er steeds meer verschillende diagnostische technieken beschikbaar zijn om metingen te verrichten aan het bed van de patiënt, kan men minder vertrouwen hebben in de meer traditionele methoden van lichamelijk onderzoek. In de kliniek is er een tendens om getallen op een scherm prioriteit te geven boven het lichamelijk onderzoek. Met de hier genoemde non-invasieve methoden kan de beoordeling van de perifere circulatie gemakkelijk worden meegenomen in het standaardonderzoek aan het bed. Zowel subjectieve methoden (de huidtemperatuur, de capillaire-refill-tijd en de mottling-score) als de meer objectieve methoden (de huidtemperatuurgradiënt en de perifere-perfusie-index) kunnen hiervoor worden gebruikt.

Conclusie

Tijdens circulatoire shock worden perifere weefsels als eerste minder doorbloed. Door de perifere perfusie te meten kan een verstoring van de circulatie al in een zeer vroeg stadium en op een eenvoudige wijze worden waargenomen. De relatie tussen de beoordeling van de perifere perfusie en waarden van conventionele hemodynamische parameters, zoals bloeddruk en hartfrequentie, is afhankelijk van het ziektebeeld. Toch lijkt een verstoring van de perifere circulatie gerelateerd te zijn aan een slechter klinisch beloop bij verschillende patiëntengroepen. De beoordeling van de perifere circulatie is daarmee niet alleen een referentiepunt voor de beoordeling van de circulatie, maar dient ook als waarschuwing voor de ernst van circulatoire shock. De rol van de perifere circulatie bij het bepalen van de juiste therapie bij ernstig zieke patiënten moet nog worden onderzocht.

Leerpunten

• Bij ernstig zieke patiënten is de perifere circulatie vaak verstoord, ook als conventionele hemodynamische parameters als bloeddruk en hartfrequentie na behandeling normaliseren.

• Een blijvend afwijkende perifere perfusie is gerelateerd aan een slechter klinisch beloop.

• Er zijn verschillende non-invasieve methoden om de perifere circulatie te beoordelen aan het bed.

• Mogelijk kunnen interventies die de perifere circulatie verbeteren het klinisch herstel bespoedigen bij ernstig zieke patiënten.