KREVNÍ TLAK •Krevní tlak – tlak krve na stěnu cévy • (laterální tlak krevního sloupce na tepennou stěnu) •Systolický Tk, diastolický Tk, střední tlak, pulzový tlak • •TK je určen náplní krevního řečiště, která je závislá na srdečním výdeji a periferním odporu • •Srdeční výdej •= systolický objem x tepová frekvence Krevní tlak (TK) je definován jako tlak krve na stěnu cévy (přesněji jinými slovy: jedná se o laterální tlak krevního sloupce na tepennou stěnu). Systolický TK: je definován jako nejvyšší tlak v průběhu jednoho srdečního cyklu (přesněji v průběhu ejekční fáze systoly, když vycházíme z P/V diagramu=tlakově-objemové křivky záznamu srdečního cyklu) Diastolický Tk: je definován jako nejnižší tlak v průběhu jednoho srdečního cyklu (přesněji v průběhu plnící fáze diastoly, když vycházíme z P/V diagramu=tlakově-objemové křivky záznamu srdečního cyklu). Jiná definice DTK mluví o tlaku diastolickém jako o plnícím tlaku. Při číselných hodnotách pak ALE POZOR - je nutné odlišit jakou část kardiovaskulárního systému plníme – srdeční (kardio-) či arteriální (-vaskulární). DTK při plnící fázi diastoly srdečního cyklu (tzn., že plníme pravou nebo levou komoru srdeční) se pohybuje kolem 0 mmHg (musí být tlak nižší než v síních, aby byla splněna podmínka pro tlakový gradient – tzn. aby krev tekla ze síní do komor). V okamžiku, kdy se otevírá aortální chlopeň a v průběhu ejekční fáze systoly plníme arteriální řečiště, je DTK na hodnotě kolem 80mmHg. Střední arteriální tlak (angl. mean arterial pressure =MAP) – jedná se o průměrný tlak v průběhu srdečního/tepového cyklu. ALE POZOR-číselně se nevypočítává jako aritmetický průměr (tzn. STK +DTK/2), ale protože systola a diastola mají odlišnou dobu trvání –bere se za základ křivka (hodnota) diastolického TK (diastola trvá delší dobu) a k ní se přidá 1/3 rozdílu mezi STK a DTK (pulzový tlak). MAP=93 mmHg. Pulzový tlak – rozdíl mezi STK a DTK = 40 mmHg TK je určen náplní krevního řečiště, která je závislá na srdečním výdeji (SV, angl. Cardiac output=CO) a periferním odporu (PO, angl. Total periphery resistence=TPR) A srdeční výdej se vypočítá jako součin tepové frekvence a tepového objemu. Systolický krevní tlak je závislý na parametru srdečního výdeje (a tím i na srdeční/tepové frekvenci a tepovém/systolickém objemu), DTK je závislý na periferním odporu. (POZOR na zkratky v češtině a angličtině: SV-znamená v češtině srdeční výdej, SV v angličtině znamená stroke volume – a to je v češtině tepový neboli systolický objem )!!!!! Křivka arteriálního krevního tlaku v průběhu tepového cyklu •Krevní tlak (TK): tlak krve na stěnu cévy (arteriální TK: část energie systoly přeměněná na boční tlak působící na cévní stěnu) •Střední TK : průměrná hodnota krevního tlaku v průběhu jednoho tepového cyklu (integrál tlakové křivky; plocha nad stTK = plocha pod stTK – viz křivka) (stTK je dopočítávaná veličina, nejedná se o aritmetický průměr hodnot systolického (STK) a diastolického (DTK) tlaku, protože čas trvání systoly a diastoly v průběhu srdečního cyklu se liší) PTK = STK – DTK; stTK ≈ DTK + 1/3 PTK •Definice: •STK (systolický TK) nejvyšší krevní tlak v průběhu tepového cyklu •DTK (diastolický TK) nejnižší krevní tlak v průběhu tepového cyklu •Pozor: hodnoty STK a DTK se liší v jednotlivých částech srdce a cévního systému • STK DTK stTK délka tepového cyklu PTK pulzový krevní tlak Dikrotická incisura Krevní tlak •Krevní tlak je funkcí srdečního výdeje a periferního odporu •STK je závislý především na SV •DTK je závislý především na TPR • • • Arteriální krevní tlak (TK) Celková periferní rezistence (TPR) Srdeční frekvence (SF) Systolický objem (SO) = * * Srdeční výdej (SV) Klasifikace hodnot Tk kategorie Systolický tlak Diastolický tlak (mmHg) (mmHg) optimální < 120 < 80 normální 120 – 129 80 – 84 vysoký normální tlak 130 – 139 85 – 89 hypertenze 1. stupně 140 – 159 90 – 99 hypertenze 2. stupně 160 – 179 100 – 109 hypertenze 3. stupně ≥ 180 ≥ 110 izolovaná systolická ≥ 140 < 90 Dle doporučení Evropské kardiologické společnosti 2013 Krevní tlak je v klinické praxi velmi důležitá hodnota pro posuzování zdraví či nemoci kardiovaskulárního systému, obecně i pro posuzování celkového zdraví člověka. Každých 2-5 let se scházejí odborníci na kardiovaskulární nemoci z celého světa a diskutují, co by se dalo zlepšit a jaké hodnoty by se měli počítat za „ještě fyziologické“ a kde je hranice „nefyziologických hodnot“-tzv. vysokého krevního tlaku neboli hypertenze. Ta je stanovena v Evropě na hodnotu 140 mmHg u systolického krevního tlaku a 90mmHg u diastolického krevního tlaku. Z tohoto a následujícího snímku vidíte, že číselné hranice se již delší dobu nemění (tato tabulka je z roku 2013, následující z roku 2018), nicméně se upřesnilo prostředí pro vyhodnocování změn v hodnotách TK, ve kterém si osoby měří tlak (respektive je někým tlak té osobě měřen). …pokračování na dalším snímku Klasifikace hodnot Tk dle „office BP“ kategorie Systolický tlak Diastolický tlak (mmHg) (mmHg) optimální < 120 < 80 normální 120 – 129 80 – 84 vysoký normální tlak 130 – 139 85 – 89 hypertenze 1. stupně 140 – 159 90 – 99 hypertenze 2. stupně 160 – 179 100 – 109 hypertenze 3. stupně ≥ 180 ≥ 110 izolovaná systolická ≥ 140 < 90 Dle doporučení Evropské kardiologické společnosti /EHS 2018 V nadpise nad tabulkou máme označeno “dle office BP“ – tyto číselné hodnoty pro klasifikaci nástupu hypertenze a rozlišení její závažnosti ve stupních (1, 2. nebo 3 stupeň hypertenze) jsou určeny pro osoby, kterým je měřen tlak v ordinaci lékaře sestrou nebo lékařem….viz další snímek 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Society of Hypertension (ESH) Authors/Task Force Members: Bryan Williams* (ESC Chairperson) (UK), Giuseppe Mancia* (ESH Chairperson) (Italy), Wilko Spiering (The Netherlands), Enrico Agabiti Rosei (Italy), Michel Azizi (France), Michel Burnier (Switzerland), Denis L. Clement (Belgium), Antonio Coca (Spain), Giovanni de Simone (Italy), Anna Dominiczak (UK), Thomas Kahan (Sweden), Felix Mahfoud (Germany), Josep Redon (Spain), Luis Ruilope (Spain), Alberto Zanchetti† (Italy), Mary Kerins (Ireland), Sverre E. Kjeldsen (Norway), Reinhold Kreutz (Germany), Stephane Laurent (France), Gregory Y. H. Lip (UK), Richard McManus (UK), Krzysztof Narkiewicz (Poland), Frank Ruschitzka (Switzerland), Roland E. Schmieder (Germany), Evgeny Shlyakhto (Russia), Costas Tsioufis (Greece), Victor Aboyans (France), and Ileana Desormais (France) European Heart Journal (2018) 39, 3021–3104 Jak vidíte , celý dokument má 83 stránek a v jeho doporučeních je dále psáno, že osoby, kteří mají automatický měřič tlaku a měří si krevní tlak v domácích podmínkách, tak u těchto osob se hranice pro označení vysoký krevní tlak pohybuje o 5 mmHg níže- tzn. již 135mmHg pro STK a 85mmHg pro diastolický tlak, a pokud tyto hodnoty jsou naměřeny a ukázány pak lékaři v ordinaci, mělo by být zahájeno léčení – většinou se začíná doporučením změny stylu života (méně solit, více pohybu), pokud je toto během cca 1-2 měsíců bez účinku, je doporučeno nasadit medikamentózní léčbu (samozřejmě vše s přihlédnutím k celkovému stavu pacienta, jeho dalším nemocem apod.) Pokud je krevní tlak měřen v ordinaci lékaře, tak platí hodnota pro diagnózu hypertenei uvedená v tabulce (STK=140mmHg a více, DTK=90mmHg a více), pokud se tato hodnota naměří ve 3 po sobě následujících měření s rozmezím 1 týdne – je opět nutno označit osobu diagnózou hypertenze a začít léčbu (opět přes životní styl a posléze lékově). Měření krevního tlaku •Přímé - invazivní měření • - 1733 Stephan Hales – u koně • - součást srdeční katetrizace •Nepřímé - neinvazivní měření • - Palpační metoda • - Auskultační metoda Korotkovova • - Oscilometrická metoda • (kombinace oscilometrie a auskultace) Z výše uvedeného vyplývá nutnost správného měření krevního tlaku…anebo vůbec mít možnost krevní tlak změřit. Jako první dokladatelné měření krevního tlaku provedl Stephan Hales (viz obrázek na dalším snímku), a sice u koně. Toto měření spadá do metod přímého měření TK, které se dnes provádí např. v průběhu srdeční katetrizace (invazivní vyšetření, kdy se bud žilním nebo arteriálním vstupem (z periferie) zavádí tenká speciálně pro tyto účely vyrobená trubička (cévka, katétr), posouvá se vnitřkem vybrané cévy až do srdečních oddílů - můžeme tak přímo stanovit/změřit aktuální hodnoty TK…vše bude více diskutováno v přednášce na téma: Vyšetřovací metody v kardiologii). Velkou nevýhodou tohoto přímého měření je riziko vzniku infekce. Proto jsou mnohem častější na využití měření nepřímá, využívající přístroje pokládající se jen na povrch těla a snímající parametry z jeho povrchu. Tento typ měření krevního tlaku procházel také určitým historickým vývojem v závislosti na technických možnostech. C:\Documents and Settings\ja2\Dokumenty\DEMONSTRACE\krevní tlak u koně001.jpg Všimněte si, že pomocník si musel obstarat stoličku, aby dosáhl a označil tak sloupec krve ve skleněné trubičce zanořené do tepny na krku „koňského dobrovolníka“. Italský lékař Riva Rocci „rtuťový sfygmomanometr“ manžeta na paži 1896 Palpační metody Historici nejvíce vyzdvihli měření italského lékaře Riva Rocciho, který pomocí jeho sfygmomanometru s balónkem nafoukl manžetu na paži nad hodnotu předpokládaného STK (popisuji ve světle dnešních informací), tím zastavil proudění krve do končetiny a tím pádem nebyl hmatný pulz na zápěstí. Balonkem pak reguloval vypouštění tlaku z manžety a při současné palpaci arteria radialis na zápěstí vyhodnotil okamžik, kdy tlak v manžetě spadl pod tlak systolický – tím pádem se prodrala tepová vlna pod manžetou na a.brachialis a dál postupovala na a.radialis a vyšetřující tak začal hmatat pulz…v tomto okamžiku vysledoval na stupnici hodnotu, která odpovídala systolickému krevnímu tlaku. Nic víc, diastolický tlak se touto metodou nestanovuje. Auskultační metoda Ruský armádní chirurg Nikolaj Korotkoff 1904 „rtuťový sfygmomanometr“ manžeta na paži stetoskop v oblasti loketní jamky Ruský armádní chirurg Nikolaj Korotkov (anglický přepis jména: Korotkoff) metodu vylepšil o použití stetoskopu (fonendoskopu), který je přikládán do oblasti loketní jamky (ve které je a.brachialis nejblíže povrchu těla). Opět je ovinuta kolem paže manžeta, balonek hadicí spojen se stupnicí rtuťového manometru a fonendoskop přiložen do loketní jamky. Nafukujeme vzduch do manžety opět na hodnotu vyšší systolickému TK (dnes je v pravidlech o 20-30mmHg výše než je předpokládaný tlak měřené osoby), ve fonendoskopu nic neslyšíme. Pomalu vypouštíme (rychlostí 1-2 mmHg za vteřinu) a soustředíme se na zvuky ve fonendoskopu. V určitém okamžiku uslyšíme pravidelné zvuky připomínající ťukání (někdy i vidíme, jak rtuť ve sloupci na manometru rytmicky „poskakuje“). V okamžiku prvního poslechu tohoto zvuku odečítáme ze stupnice tlak systolický. Při dalším vyfukování manžety je slyšet postupně zvyšující a následně snižující intenzitu těchto zvuků, které se označují jako Korotkovovy fenomény. V okamžiku vymizení fenoménů si ze stupnice odečteme diastolický TK. (poznámka: toto je popis metody-postup, jak změřit tlak. Nejedná se o princip metody). Založena na stejném principu jako auskultační: změna laminárního na turbulentní proudění Při testování přístrojů bylo opakovaně prokázáno, že bod maximálních oscilací koresponduje se středním arteriálním tlakem měřeným invazivně Oscilace začínají přibližně kolem hodnot systolického tlaku a pokračují i po vypuštění manžety = jak systolický, tak diastolický tlak je odhadován pouze nepřímo na základě empirických odvozených algoritmů Oscilometrická metoda měření TK Oscilometrická metoda měření krevního tlaku využívá stejného postupu měření jako metoda auskultační – manžetu omotanou na paži a přístroj, který ji automaticky nafukuje a vyfukuje. Základním principem obou metod (jak auskultační, tak oscilometrické) je změna laminárního na turbulentní proudění v cévě, která je v úseku omotané manžety na paži stlačena a mění svůj poloměr-tím pádem se mění podmínky proudění krve v cévách, mění se Reynoldsovo číslo (viz přednášku Proudění krve v cévách, doc.Pásek) a laminární typ proudění přechází v turbulentní – tyto turbulence, které jsou podkladem vibrací či oscilací stěny cévy, jsme schopni přístroji zachytit. Ta starší metoda – auskultační - vychází z fyzikální definice zvuku (zvuk je mechanické vlnění) – turbulence vytvářejí vlnění-tedy zvuky – to je to, co slyšíme jako Korotkovovy fenomény; okamžik, kdy začneme slyšet zvuk se rovná tlaku systolickému, okamžik , kdy přestaneme slyšet (zvuk vymizí)=tlak diastolický….v tomto případě jsou oba tlaky – STK i DTK opravdu měřeny. Oscilometrická metoda má technicky jinou možnost – turbulence zachycuje na principu vibrací-oscilací ve stěně cévy. Je technicky náročnější a komplikovanější, oscilace začínají již kolem hodnot systolického tlaku a pokračují i po vypuštění manžety. Okamžik, který je nejjasněji definován je okamžik nejvyšších oscilací, který odpovídá střednímu arteriálnímu tlaku (bylo zjištěno při testování – srovnání hodnot dosažených nepřímou a přímou/invazivní metodou). Z tohoto faktu vyplývá, že hodnoty STK a DTK jsou touto metodou odhadovány pouze nepřímo na základě empirických odvozených algoritmů (tedy dopočítávány). Tato nevýhoda ale je překryta výhodou, že osoba si může změřit krevní tlak sama, bez docházení do ordinace lékaře. V dnešní době jde technika dále a jsou již na trhu přístroje, ve kterých se kombinuje jak metoda auskultační, tak oscilometrická. 13 Laminární / turbulentní proudění, Korotkovův fenomén Reynoldsovo číslo Re: pravděpodobnost vzniku turbulentního proudění v: rychlost toku krve S: plocha průřezu cévy (p.r2) r: hustota kapaliny h: viskozita kapaliny (nižší u anémie) S1 < S2 a v1≈ v2 → Re1 < Re2 → turbulentní proudění laminární proudění Re < 2000 turbulentní proudění Re > 3000 r1 r2 manžeta a. brachialis laminární proudění turbulentní proudění Re1 Re2 v1 v2 situace těsně za zúžením arterie: Princip měření TK Korotkovův fenomén (Auskultační metoda) Kontinuálně měřený TK Tlak v manžetě Tlakové oscilace v manžetě (Oscilometrická metoda) STK DTK STK stTK DTK Průtok krve arterií 03 Špinar, J. a kol. Propedeutika a vyšetřovací metody vnitřních nemocí, 2008 Pravidla pro správné měření krevního tlaku: začneme měření až po období nejméně 5 (lépe 10) minut v klidu, v průběhu měření si s pacientem nepovídat; měříme tlak 3x po sobě s odstupem nejméně 2 (lépe 5) minut (nejvyšší získanou hodnotu ignorujeme, ze zbylých dvou vypočteme průměr), manžeta a měřený přístroj by měly být v jedné rovině (v sedící pozici vyšetřované osoby, s přístrojem položeným na stole je toho dosaženo; POZOR při měření tlaku u lůžka – aby nebyl tonometr „někde na skříni a pacient 2 m pod ním“ ). Ruka měřené osůbky by měla být volně položená na stole, mírně pootočená dlaní vzhůru. Veledůležitá je i šířka manžety – viz snímek (důležité u pacientů obézních, ale i u sportovců). Pokud měříme auskultačně - nafukujeme manžetu na hodnoty o 20-30mmHg vyšší než je předpokládaná hodnota STK, vyfukujeme manžetu pomalu (rychlostí 1-2 mmHg/s). Pozor u přístrojů na měření TK při sportování – měřič tlaku situovaný na zápěstí – při měření musí být poloha ruky v úrovni srdce, aby se naměřil TK správně. Kontinuální neinvazivní měření tep po tepu - Peňázova metoda •Profesor MUDr. Jan Peňáz, CSc. •Fyziologický ústav LF MU •Čs. patent z roku 1969 Další neinvazivní metoda měření krevního tlaku pochází ze 70.let minulého století a můžeme se i pochlubit, že je založena na principu, který patentoval český – přímo brněnský fyziolog, z Fyziologického ústavu Masarykovy univerzity – profesor Jan Peňáz. Jeho metoda měření odstartovala zcela novou epochu pro vnímání vlastností krevního tlaku v čase a ve vztahu k dalším parametrům – tepové frekvenci, průtoku krve, dýchání apod. – pomocí jeho metody bylo poprvé ukázáno (dokladováno), že krevní tlak je dynamická veličina, měnící se tep po tepu. Na principu fotopletysmografie bylo možno měřit krevní tlak kontinuálně, nepřerušovaně, tep po tepu (předchozí metody: nafoukneme manžetu, změříme tlak, vyfoukne se manžeta, konec měření; pak znovu – nafoukneme-změříme-vyfoukneme-konec měření – to jsou měření přerušovaná). 05 Na snímku vidíte pana profesora Peňáze v jeho malé laboratoři na Fyziologickém ústavu LF, tehdy situovaném ve třetí budově dvorního traktu komplexu budov na Komenského náměstí 2 v centru Brna. Metoda je neinvazivní, tlak krve z prstových arterií je měřen metodou fotopletysmografie. Princip této metody spočívá v zajištění konstantního průtoku krve prstem, kolem kterého je manžeta ovinuta (viz snímek ruky pana profesora). Přístroj (na snímku vidíte první prototypy vyrobené na fyziologickém ústavu) umožňující nepřerušované měření krevního tlaku je tvořen zpětnovazebným regulačním systémem, který v souvislosti se změnou průběhu krevního tlaku v rámci jeho kolísání během srdečního cyklu v arterii dokáže velmi rychle měnit tlak v manžetě tak, aby průchod světla vyšetřovaným prstem zůstal konstantní a objem krve v distální části prstu se tak neměnil. Jediný problém při měření nastává u osob se studenýma rukama (vazokonstrikce cév na periferii) Kontinuální neinvazivní měření krevního tlaku – metoda patentovaná Peňázem v roce 1969 Obrázek1 Na snímku vidíte přístroj zkonstruovaný panem profesorem Peňázem a schéma jeho zapojení P2290047 Toto je originální dochovaná tabule z 80.let se schématem manžety pro měření kontinuálního monitorování tep po tepu. Autorem schématu na tabuli je přímo pan profesor Peňáz. Peňázův patent •Použil signál z fotobuňky k regulaci přítlaku zevní manžety tak, aby se objem prstu neměnil. Snažíme se o to, aby hodnota tlaku v manžetě (TKm=zevní tlak nafouknuté manžety na prst) odpovídala tlaku krve (tzv.“ sledovala tlak krve“) v prstové arterii (TK=tlak krve tlačí zevnitř cévy na její stěnu). Zde musíme vysvětlit nový pojem: transmurální tlak neboli tlak krve napříč stěnou cévy (TKtransm)…a pan profesor jako fyziolog dobře věděl, že když nastaví, že TK(v prstové arterii) bude stejný jako TKm, bude se TKtransm rovnat nule = budou snímány pletysmograficky (obecně jde o metodu záznamu objemových změn) nejvyšší oscilace. Toto nastavení se děje vždy na začátku měření, kdy skokově po 5 mmHg se manžeta nafukuje, sleduje se velikost oscilací, v okamžiku dosažení nejvyšších oscilací se další nafukování manžety zastaví a od této chvíle je manžeta nachystaná na měření (tlak v manžetě sleduje tlak krve v cévě). Teď k tomuto nastavení je potřeba určit hodnotu systolického a diastolického krevního tlaku: K tomu použijeme signál z fotobuňky (viz předchozí nakreslené schéma manžety) – světelný paprsek, který prosvěcuje prst, v oblasti prstu se nic nehýbe a nemění, jen v digitální arterii tepe krev. V okamžiku kdy přichází tepová vlna (na základě ejekční fáze systoly se vypudí tepový objem 70 ml do aorty, aorta se rozepne a vzniká tepová vlna ve stěně aorty, šíří se až na periferii do prstové arterie), paprsek světla zaznamená větší zastínění tímto objemem krve – v tomto okamžiku se zapíná velice rychlý zpětnovazebný okruh a tlak v manžetě se zvyšuje (úměrně tlaku v cévě - aby zabránil nahrnutí krve do arterie, protože úkolem je udržet objem prstu stejný (k tomuto je principiálně všechno nastaveno a protože podle tohoto nastavení tlak v manžete sleduje tlak krve v cévě..…tak toto je jasně definovaný okamžik, že máme v manžetě tlak odpovídající tlaku systolickému). V okamžiku, kdy maximum tepové vlny pomine, dostáváme se do diastolické fáze srdečního cyklu ( a díky pružnosti aorty zůstává průtok cévami plynulý) paprsek je méně zastíněn menším objemem krve (a hrozil by pokles objemu prstu), manžeta svůj zevní tlak na prst sníží (aby více krve doteklo pro zachování stejného objemu prstu)…a toto je zase okamžik, kdy měříme diastolický tlak.