Fyziologický ústav, Lékařská fakulta Masarykovy univerzity1
Fyziologické
demonstrace
Kontinuální měření
krevního tlaku
Citlivost baroreflexu
(jarní semestr 2022)
Krevní tlak
Tlak krve na stěnu cév v celém
kardiovaskulárním systému
̶ Arteriální tlak – hnací síla pro tok krve
velkým oběhem
(a především mozkem – perfúzní tlak mozku CPP = MAP-ICP)
– základní parametr vitálních funkcí
̶ Tlaky srdečních komor a síní – parametry srdeční funkce
̶ Plicní tlak (<20 mmHg) - sledování plicní hypertenze
(primární – endoteliálního původu, sekundární - důsledek plicních chorob
nebo selhávání levého srdce)
̶ Centrální žilní tlak (0-8 mmHg) – sledování funkce pravého srdce a
intravaskulární náplně (žilního návratu, hydratace)
̶ Kapilární tlak (15 – 30 mmHg) – hodnocení stavu prokrvení tkání,
rizika vzniku otoků
Měření krevního tlaku
v srdci
https://www.wikiskripta.eu/
w/Pravostrann%C3%A1_srd
e%C4%8Dn%C3%AD_katet
rizace
Arteriální krevní tlak
je kontinuální proměnná
𝑴𝑨𝑷 = 𝑪𝑶 ∙ 𝑹 = 𝑺𝑽 ∙ 𝑯𝑹 ∙ 𝑹Konstantní složka
Pulzační složka 𝑷𝑷 =
𝑺𝑽
𝑪
Parametry (proměnné) ovlivňující arteriální tlak:
• CO – srdeční výdej (cardiac output), průtok krve, l/min
(velmi zhruba kolem 5 l/min)
• SV – systolický objem (stroke volume), ml (velmi zhruba kolem 70 ml)
• HR – srdeční frekvence (heart rate), bpm (50-90 bpm v klidu)
• R nebo TPR – celkový odpor cév (resistance),
děsný jednotky
• C – poddajnost (compliance)
PP
MAP
SBP
DBP
̶ Metody kontinuálního měření arteriálního tlaku
̶ Invazivní – katetrizačně
̶ Neinvazivní – fotopletysmograficky (Peňázova metoda)
Invazivní metoda měření arteriálního tlaku
̶ U pacientů s kritickým ohrožením vitálních funkcí (ARO, JIP)
̶ Při nutnosti podávání vasopresorů (noradrenalin) u závažné hypotenze
̶ Monitorace perfuzního tlaku mozkem (při zavedení intrakraniálního tlakového čidla,
CPP = MAP-ICP)
̶ Výhody
̶ Nejpřesnější monitorace krevního tlaku i při velmi nízkých/vysokých hodnotách
̶ Možnost snadno odebírat arteriální krev pro pravidelné hodnocení acidobazické
rovnováhy, hladin iontů atd (bezjehlový vstup)
̶ Nevýhody
̶ riziko infekce
̶ riziko krvácení při
dislokaci/vytržení katetru
Neinvazivní metoda měření arteriálního tlaku
̶ Fotopletysmografická, Peňázova, volume-clamp metoda
průsvit cévy
(objem prstu)
tlak v
manžetě
Kontrolní
systémKonstantní objem prstu
Tlak v manžetě
před spuštěním
kontrolního systému
Kontrolní systém:
Korekce tlaku v prstové manžetě na
základě změn průsvitu prstu. Cílem je
zachovat konstantní průsvit prstu pomocí
změn tlaku v manžetě.
Tlak v manžetě pak kopíruje arteriální tlak
po spuštěním kontrolního systému
Neinvazivní kontinuální měření krevního tlaku
̶ Výhody
̶ neinvazivní (bezpečnější, nebolestivý),
̶ kontinuální záznam (hodnocení krátkodobé variability, odvození beat-to-beat hodnot, výzkum,
monitoring)
̶ Nevýhody
̶ Dlouhodobé utlačení prstu manžetou ovlivňuje výsledky, u části populace není přesný, nutná
kalibrace pomocí pažní manžety
150/90
127/92STK
DTK
Extrasystoly
supraventrikulární ventrikulární
Diagnostika ortostatické hypotenze
̶ Tilt-table test (test na sklopném stole)
Pokud při sklopení dojde tak výraznému poklesu krevního tlaku, že nastane synkopa, je test pozitivní
Valsalvův manévr
̶ Fáze I: výdech proti uzavřené glottis. Přechodně stoupne
nitrohrudní tlak a tak i tlak na arterie v hrudníku. Dojde k
krátkému nárůstu tlaku.
̶ Fáze II. Pokračuje výdech proti uzavřené glottis. Vysoký
nitrohrudní tlak utlačuje duté žíly. Snižuje se žilní návrat
a tedy i plnění srdce, srdeční výdej a klesá krevní tlak.
Na to reaguje baroreflex zrychlením srdeční frekvence.
̶ Fáze III. Uvolnění nitrohrudního tlaku a volné dýchání.
Přechodně poklesne krevní tlak, protože klesá tlak v
hrudníku na hrudní arterie.
̶ Fáze IV. Pokles nitrohrudního tlaku obnoví žilní návrat.
Zvýšené plnění srdce a systolické objemy zvýší krevní
tlak a pulzovou amplitudu. Na nárůst krevního tlaku
reaguje baroreflex a snižuje srdeční frekvenci. Tato fáze
se používá pro hodnocení citlivosti baroreflexu.
̶ Pozn. Valsalvuv manévr se svoji bradykardickou částí se
používá jako první metoda pro zastavení
supraventrikulárních tachykardií.
Citlivost baroreflexu (BRS)
̶ Vyšetření funkce srdeční větvě baroreflexu na základě vztahu SBP a
srdeční frekvence (intervalů)
̶ BRS: změna délky srdečního cyklu vyvolaná změnou SBP o 1 mmHg
[ms/mmHg] (nebo BRSf: změna srdeční frekvence vyvolaná změnou SBP o 1 mmHg
[mHz/mmHg])
RR interval
BRS:
sklon
regresní
přímky
RR
SBP
R
EKG
HR
BRSf:
sklon
regresní
přímky
SBPSBP
krevní
tlak DBP
Standatdní (oxfordská) metoda výpočtu BRS
̶ aplikace phenylephrinu (vazokonstriktor) – zvýší SBP
̶ Měří se prodlužování RR intervalů
normální
BRS
RR
STK
RR
STK
snížená
BRS
Příčiny snížené BRS
̶ Fyziologicky
̶ psychický stres – zvýšená sympatická aktivita
̶ fyzická zátěž – zvýšená sympatická aktivita
̶ Ve vyšším věku
̶ Patologicky
̶ hypertenze – snížená citlivost baroreceptorů
(ateroskleróza, ztuhlá stěna arterií)
̶ diabetes – diagnostika neuropatie (porucha ANS)
̶ Chronická deprese (neurogenní)
̶ srdeční selhání – srdce jako orgán neodpovídá
̶ Transplantované srdce - denervace
̶ infarkt myokardu – srdce jako orgán neodpovídá
Variabilita oběhových parametrů
̶ variabilita – proměnlivost
̶ oběhový parametr (kardiovaskulární)
̶ snáze měřitelné
EKG: RR interval, okamžitá srdeční frekvence (1/RR)
Krevní tlak: systolický (SBP), diastolický (DBP), střední (MAP), pulzový (PP)
̶ špatně měřitelné přímo (bioimpedance), někdy dopočitatelné
nepřímo (Windkessel model)
systolický objem (SV), minutový výdej (CO), periferní rezistence (TPR)
hodně špatně měřitelné (invazivně, katetrizací)
tlaky a průtoky v různých částech cévního řečiště
Časová řada (signál)
̶ Tep po tepu (např. 5 min dlouhý záznam)
̶ RR interval: 805, 820, 815, 817, 822, 816,….. ms
̶ Okamžitá srdeční frekvence: 70, 73, 68, 65, 67, 71,….. bpm
̶ Systolický tlak: 115, 117, 120, 116, 121, 119,….. mmHg
S¨BP
[mmHg]
RR
[ms]
700
800
900
110
120
130
20 40 60 80 100 120 s
RR interval
R
EKG
SBP
krevní
tlak DBP
Metody frekvenční domény - spektrální analýza
Spektrum
Signál ve frekvenční doméně
Časová řada
Signál v časové doméně
Rozložení signálu na jednotlivé vlnové délky (případně frekvence)amplituda
čas (s)
504030200 10 0.50.40.30.20 0.1
amplituda
frekvence (Hz)
Metody frekvenční domény - spektrální analýza
Spektrum
Signál ve frekvenční doméně
Časová řada
Signál v časové doméně
Rozložení signálu na jednotlivé frekvence
amplituda
čas (s)
504030200 10 0.50.40.30.20 0.1
amplituda
frekvence (Hz)
Spektrální analýza
amplitud
a
čas (s) frekvence (Hz)
T=50 s
T=10 s
T=3 s
a=0.5
a=0.3
a=0.2
perioda T amplituda a frekvence f = 1/T
f = 1/3 = 0.33 Hz
f = 1/10 = 0.1 Hz
f = 1/50 = 0.02 Hz
0.5
0.2
0.3
+
+
=
+
+
=
0.5
0.2 0.3
0.330.02 0.1
f = 0,02 Hzf = 0,1 Hzf = 0,33 Hz
Spektrum
Frekvenční doménaČasová doména
Signál krevního tlaku (270 s)
Čas (s)
Krevnítlak(mmHg)Krevnítlak(mmHg)
Sed, řízené dýchání
Stoj, řízené dýchání
Meyerovy vlny (10 s rytmus)
dýchání
Sekvence SBP, DBP a tepových intervalů
Čas (s)
TK
(mmHg)
Sed, řízené dýchání
Stoj, řízené dýchání
Tepové
intervaly
(ms)
TK
(mmHg)
Tepové
intervaly
(ms)
Spektra SBP a tepových intervalů
STK
Sed, řízené dýchání
Stoj, řízené dýchání
0,1 Hz
sympatikus
frekvence dýchání
parasympatikus
TISTKTI
↓sympatikus, ↑parasympatikus
↑sympatikus, ↓parasympatikus
frekvence (Hz)
Koherence a BRS
Koherence: synchronizace
mezi signály (korelace pro
každou frekvenci)
frekvence (Hz)
Sed, řízené dýchání
Stoj, řízené dýchání
koherence
BRS
(ms/mmHg)
koherence
BRS
(ms/mmHg)
0,1 Hz
baroreflex
frekvence dýchání
Fyziologický význam
vysokých frekvencí (HF)
Změny tlaku v hrudníku během dýchání
propagující se do krevního tlaku
velmi nízkých
frekvencí (VLF)
nízkých
frekvencí (LF)
Pomalé hormonální změny, RAS,
termoregulace, kolísání cévního tonu…
Respirační sinusová arytmie
baroreflex
Pásmo:
baroreflex
Systolickýtlak
0.50.40.30 0.1 0.2
0
0,04
0,08
0,12
0
0,0
0,2
SpektrumSBP(n.u.)
Zdroj variability: dýcháníZdroj
variability :
vysokých frekvencí (HF)velmi nízkých
frekvencí (VLF)
nízkých
frekvencí (LF)
baroreflex
Pásmo:
baroreflex
SystolickýtlakSrdečnífrekvence
0.50.40.30 0.1 0.2
0
0,04
0,08
0,12
0
0,0
0,2
SpektrumSBP(n.u.)SpektrumRR(n.u.)
Respirační sinusová
arytmie
parasympathicus
sympathicus Zpoždění < 1 s
Zpoždění > 6 s
Pomalé oscilace
Rychlé oscilace
vysokých frekvencí (HF)velmi nízkých
frekvencí (VLF)
nízkých
frekvencí (LF)
baroreflex
Pásmo:
mechanický
přenos
SystolickýtlakSrdečnífrekvence
0.50.40.30 0.1 0.2
0
0,04
0,08
0,12
0
0,0
0,2
SpektrumSBP(n.u.)SpektrumRR(n.u.) CNS (n. vagus)
parasympathicus
sympathicus Zpoždění < 1 s
Zpoždění > 6 s
Pomalé oscilace
Rychlé oscilace
Změny tlaku
v hrudníku
kolísání TPR
(sympatikus)
???
Variabilita – ke zkoušce
̶ Variabilita oběhových rytmů podává informaci o regulaci
kardiovaskulárního systému
̶ Hodnocené parametry (časové řady):
̶ Nejčastěji hodnocený: beat-to-beat srdeční frekvence (nebo RR intervaly) – snadné měření
(EKG)
̶ Druhý často hodnocený: sekvence systolického tlaku (lehce těžší měření, Peňázova metoda)
̶ Hlavní metody hodnocení variability jednoho signálu
̶ Variace na směrodatné odchylky (někdy se v klinice i používají a některé přístroje je mají
implementované)
̶ Spektrální analýza
̶ Hlavní metody hodnocení vztahu dvou signálů
̶ Citlivost baroreflexu (definice: změna RR vyvolaná změnou SBP o 1 mmHg)
Variabilita – ke zkoušce
̶ variabilita srdeční frekvence (HRV) – hodnocení ANS
̶ Vysoká – dobrá regulace KVS
̶ Nízká – zvýšené kardiovaskulární riziko
̶ Variabilita krevního tlaku
̶ Nízká – dobrá regulace KVS
̶ Vysoká – zvýšené kardiovaskulární riziko
̶ Citlivost baroreflexu (BRS)
̶ Dostatečná (> 4 mmHg) – baroreflexní regulace asi OK
̶ Snížená (< 3 mmHg) – zvýšené kardiovaskulární riziko
u hypertenze, srdečního selhání, diabetu, ve stresu
̶ Prediktory náhlé srdeční smrti: téměř nulové hodnoty HRV a BRS
̶ Spektra RR a SBP
̶ Frekvenční pásma (VLF, LF a HF), co znamenají
HF (0.15-0,5Hz): parasympatikus, dýchání
LF (kolem 0,1 Hz): sympatikus/paras., baroreflex
VLF (menší než 0,03): pomalé KVS změny (hormony, TPR, …)
Neinvazivní měření krevního tlaku
Auskultační systolický
tlak
(141)
Auskultační diastolický
tlak
(78)
Tlak v manžetě
Oscilace v manžetě
Oscilometrický systolický
tlak
(145)
Oscilometrický střední
tlak
(106)
Oscilometrický diastolický
tlak
(80)
200
0
Neinvazivní měření krevního tlaku
- výhody/nevýhody, chyby v měření
Hodně štěstí u zkoušky