Untersuchung zur Wertigkeit semi-automatisierter echokardiographischer Verfahren bei herzchirurgischen Operationen
Fragestellung: Die perioperative Evaluation der linksventrikulären systolischen Funktion und das erweiterte hämodynamische Monitoring spielen eine unverzichtbare Rolle im Rahmen des anästhesiologischen Managements bei kardiochirurgischen Eingriffen. In dieser Studie untersuchten wir die Korrelation und Übereinstimmung der kommerziell angebotenen semi-automatischen Software zur transthorakalen echokardiographischen Beurteilung der Ejektionsfraktion und des Herzzeitvolumens AutoEF (GE, Solingen, Deutschland) mit der modifizierten Simpson-Methode in der transösophagealen Echokardiographie und mit dem Pulmonaliskatheter.
Methodik: Wir führten eine prospektive, partiell verblindete, nicht interventionelle Beobachtungsstudie durch. Bei einem Kollektiv von insgesamt 167 Patienten wurde die Ejektionsfraktion transthorakal mittels AutoEF und transösophageal mittels modifizierter Simpson-Methode berechnet. Ferner wurde das Herzzeitvolumen mittels AutoEF sowie transösophageal dopplergestützt über den Geschwindigkeits-Zeit-Integral im linksventrikulären Ausflusstrakt (VTILVOT) und anhand der Thermodilutionsmethode via Pulmonaliskatheter ermittelt. Wir berechneten die Korrelationskoeffizienten r nach Pearson und führten eine Bland-Altman Analyse der einzelnen Methoden durch.
Ergebnisse: Wir konnten eine moderate Korrelation zwischen AutoEF und der transösophagealen modifizierten Simpson-Methode feststellen. Das mittels AutoEF berechnete Herzzeitvolumen zeigte schwache Korrelationen sowohl mit der VTILVOT-Methode als auch mit der Thermodilution. AutoEF lieferte signifikant geringere Ejektionsfraktionen und Herzzeitvolumina als die Referenzmethoden. Die transösophageale Echokardiographie wies den höchsten Korrelationskoeffizienten und die beste Übereinstimmung mit dem Pulmonaliskatheter auf.
Schlussfolgerungen: AutoEF stellt eine interessante Weiterentwicklung der quantitativen Echokardiographie dar. Durch die minimalen Anforderungen auf die Nutzerinteraktion könnte die Intra- und Interobserver-Variabilität bei der Auswertung echokardiographischer Daten minimiert werden. Unsere Studie zeigte jedoch, dass AutoEF und die aktuell empfohlenen Referenzmethoden nicht austauschbar sind. Die Ergebnisse der AutoEF-Messungen sind daher immer kritisch zu betrachten und die hierauf basierten Therapieentscheidungen mit Vorsicht zu treffen, insbesondere bei weniger erfahrenen Nutzern.
BACKGROUND: Echocardiographic quantification of ejection fraction (EF) by manual endocardial tracing requires training, is time-consuming and potentially user-dependent, whereas thermodilution cardiac output by pulmonary artery catheterization is invasive and carries a risk of complications.
METHODS: We examined the agreement and correlations of a semi-automatic software for transthoracic echocardiographic EF and CO assessment (AutoEF) with transoesophageal echocardiography (TOE) and thermodilution CO. The primary endpoints were differences in EF and CO. The secondary endpoints were differences in left ventricular volumes at end diastole (LVEDV) and end systole (LVESV). We hypothesized that AutoEF would provide EF values different from those obtained by the modified Simpson’s method in TOE and that AutoEF CO measurements would not agree with those obtained via VTILVOT in TOE and by thermodilution. In 167 patients undergoing coronary artery bypass graft surgery (CABG), TTE cine loops of apical 4- and 2-chamber views were recorded after anaesthesia induction under steady-state conditions. Subsequently, TOE was performed following a standardized protocol, and CO was determined by thermodilution. EF and CO were assessed by TTE AutoEF as well as TOE, using the modified Simpson’s method, and Doppler measurements via velocity time integral in the LV outflow tract (VTILVOT). We determined Pearson’s correlation coefficients r and carried out Bland-Altman analyses.
RESULTS: AutoEF and the modified Simpson’s method in TOE showed moderate EF correlation (r=0.38, p<0.01) with a bias of -12.6% (95% limits of agreement (95%LOA): -36.6 – 11.3%). AutoEF CO correlated poorly both with VTILVOT in TOE (r=0.19, p<0.01) and thermodilution (r=0.28, p<0.01). The CO bias between AutoEF and VTILVOT was 1.33 l min-1 (95%LOA: -1.72 – 4.38 l min-1) and 1.39 l min-1 (95%LOA -1.34 – 4.12 l min-1) between AutoEF and thermodilution, respectively. AutoEF yielded both significantly lower EF (EFAutoEF: 42.0% (IQR 29.0 - 55.0 %) vs. EFTOE Simpson: 55.2% (IQR 40.1 - 70.3%), p<0.01) and CO values than the reference methods (COAutoEF biplane: 2.30 l min-1 (IQR 1.30 to 3.30 l min-1) vs. COVTI LVOT: 3.64 l min-1 (IQR 2.05 to 5.23 l min-1) and COPAC: 3.90 l min-1 (IQR 2.30 to 5.50 l min-1), p<0.01)).
CONCLUSIONS: AutoEF correlated moderately with TOE EF determined by the modified Simpson’s method but poorly both with VTILVOT and TD CO. A systematic bias was detected overestimating LV volumes and underestimating both EF and CO compared to the reference methods.