Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 1 / 11 VERENPAINEEN MITTAUS INVASIIVISET MENETELMÄT 0. JOHDANTO Verenpaine voidaan mitata epäsuorilla menetelmillä tai invasiivisesti suorana painemittauksena. Suoraa mittausta käytetään kun halutaan paineen jatkuvaa seurantaa, kun halutaan painekäyrän muodosta tarkkaa tietoa ja tapauksissa, joissa noninvasiiviset mittausmenetelmät eivät anna riittävän luotettavaa kuvaa verenpaineesta. Suoran mittauksen muita etuja ovat käyrän jälkikäsittelyn helppous ja painekäyrän tarkkuus - kunhan mittausjärjestely on tehty asianmukaisesti. Edelleen suoralla mittauksella voidaan non-invasiivisia menetelmiä vapaammin valita kohta, josta mittaus suoritetaan. Mittausjärjestelmän perusosana on paineanturi, jolla verenpaine muunnetaan sähköiseen muotoon. Anturin ja mittauskohteen välillä on yleensä nestetäytteinen letkusto, jolla paine välitetään mittauskohteesta anturille. Anturi liittyy edelleen mittausvahvistimeen ja näyttö- ja tallennuslaitteisiin. Letkustossa on tavallisesti lisänä kolmitiehanoja verinäytteiden ottamiseksi ja kalibroinnin suorittamiseksi. Lisäksi letkustossa usein on automaattihuuhtelulaite, jolla katetri pidetään vapaana verestä. Joissain tapauksissa systeemiin kuuluu myös kompensointilaite, jolla pyritään parantamaan järjestelmän käyrämuodon toisto-ominaisuuksia. 1. PAINEANTURIT Paineanturityypit voidaan jakaa kehon ulkopuolisiin antureihin ja suonen sisälle asetettaviin katetrinpääantureihin. Tavallisimmin on käytetty ulkopuolisia paineantureita, koska ne ovat olleet katetrinpääantureita halvempia ja kestävämpiä. Katetrinpääanturien käyttöalueena ovat olleet mittaukset, joissa vaaditaan erittäin hyvää käyrämuodon toistoa - esim. sydänkatetrisaation yhteydessä tehtävät painemittaukset. 1.1 Katetrinpääanturit Katetrinpääanturien tunnistusmenetelmänä on tavallisimmin ollut muuttuva induktanssi tai venymäliuskatunnistus. Uudemmissa antureissa käytetään valosähköistä tunnistusta. Vanhemmat katetrinpääanturit ovat olleet melko kookkaita, kalliita ja hyvin helposti rikkoutuvia. Ne eivät myöskään ole soveltuneet kaikkiin painemittauksiin kuten keuhkovaltimopaineen tai kiilapaineen mittauksiin. Uudemmat fiiberioptiikkaan perustuvat katetrianturit ovat vanhoja antureita halvempia, pienempiä ja kestävämpiä. Nykyiset fiiberioptiikka-anturit ovat kuitenkin kertakäyttöisiä, jolloin niiden käyttö tulee varsin kalliiksi. Fiiberioptisia antureita käytetään myös aivopaineen mittauksessa. 1.2 Ulkoiset paineanturit Ulkoiset paineanturit soveltuvat hyvin tavallisiin mittaustilanteisiin. Näiden anturien merkittävin haittapuoli on tarvittava nestetäytteinen letkusto mittauskohteeseen. Käytännössä useinkin juuri tämän letkustosysteemin hyvyys määrää järjestelmän hyvyyden. Vanhemmat ulkopuoliset anturit ovat olleet melko kookkaita. 80-luvun lopulla kuitenkin käyttöön on yleistyneet halvat kertakäyttöanturit. 1.3 Tunnistusperiaate Paineanturissa on joustava kalvo ja sähköinen tai optis-mekaaninen osa, joka tunnistaa tämän kalvon taipumaa. Tavallisimmin tunnistus perustuu venymäliuskoihin. Näissä antureissa valmistajat useimmiten käyttävät vakioitunutta herkkyyttä 50 uv/v/10mmhg. Tämän ansiosta eri valmistajien anturit ja vahvistimet ovat varsin pitkälle vaihtokelpoisia.
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 2 / 11 Käytännössä anturien vaihtokelpoisuutta haittaa erilaiset liittimet. Liittimen vaihtoa hankaloittaa, että useissa tapauksissa anturin kalibrointivastukset on sijoitettu juuri liittimen sisälle. 1.4 Kertakäyttökammiot Kestokäyttöisten anturien yhteydessä on vakiintunut kertakäyttökammioiden käyttö. Näissä kammion nestetila on erotettu anturin kalvosta ohuella joustavalla kalvolla. Menettelyllä saadaan mittausjärjestelmän nesteliittymä steriiliksi varsinaista anturia steriloimatta. Kertakäyttökammioiden käytöstä huolimatta anturit on syytä aika ajoin puhdistaa sopivilla aseptisilla menetelmillä. Kertakäyttökammiot eivät yleensä merkittävästi huononna systeemin taajuusvastetta, etenkin kun kalvojen välissä käytetään sopivaa nestettä. Kertakäyttökammiot voivat vaikuttaa anturin herkkyyteen ja käyttäytymiseen nollapaineen lähellä. Erityisesti CVP-mittauksissa ja muissa mittauksissa, joissa mitattava paine on pieni, tulee tarkistaa anturin ja kertakäyttökammion käyttäytyminen lähellä nollapainetta. Jotkut anturivalmistajat suosittelevat, että kertakäyttökammiot tulisi vaihtaa, jos potilasta on defibrilloitu. Defibrillaattorin isku saattaa aiheuttaa pienen kipinän lyömisen kertakäyttökammion kalvon läpi (vaikka anturi on eristetty), jolloin kalvoon muodostuu pieni reikä. 1.5 Painealueet Tavallisin mittauspainealue on 0...300 mmhg. Anturin tulee olla spesifioitu myös pienille negatiivisille paineille. Ylipaineen siedolla tarkoitetaan suurinta painetta, joka ei riko anturia. Tyypilliset sietoarvot yli 4500 mmhg. Alipaineen kestoa antureille ei yleensä ilmoiteta. Käytännössä anturit saattavat rikkoutua jo muutaman sadan elohopeamillimetrin alipaineella. Alipainetta voi anturiin kohdistua yritettäessä avata tukkeutunutta kanyylia ruiskulla imemällä mittauskanavan ollessa samanaikaisesti auki anturille. Mikäli järjestelmää huuhdellaan ruiskulla, niin tulee käyttää mahdollisimman suuria ruiskuja, jotta anturin paineen sietorajoja ei ylitettäisi. Erityisesti on varottava ruiskulla imemisen aiheuttamaa alipainetta. Kestokäyttöisten anturien yhteydessä nesteellä täytettyä anturikammiota anturille kiinnitettäessä on ainakin yhden nestetien oltava auki ulkoilmaan. Muutoin kertakäyttökammion kalvo saattaa olla lievästi ulospäin kaareutuneena ja anturille kiinnitettäessä kammion kalvo puristaa anturin kalvoa ja jo hyvin kevyellä kiertävällä kiristyksellä kammion sisällä oleva paine voi ylittää anturin ylipaineen sietorajan. 1.6 Herkkyys ja nollataso Useimmissa antureissa herkkyys on säädetty mitoitusarvoonsa 1...2 % tarkkuudella. Lämpötilan vaikutus herkkyyteen on yleensä merkityksettömän pientä. Anturien nollatasovirhe (lähtösignaali nollapaineella) on spesifikaatioiden mukaan varsin pieni. Käytännössä vahvistimien nollatason säätöalueen tulee olla huomattavasti suurempi kuin mitä antureille on luvattu. Anturin kasvanut epätasapaino nollapaineella johtuu tavallisesti anturia kohdanneesta väkivallasta. Ympäristölämpötila vaikuttaa anturin nollatasovirheeseen. Tavallisissa käyttöolosuhteissa tällä ryöminnällä ei ole yleensä merkitystä. Eräissä mittaustilanteissa, kuten vastasyntyneillä tapahtuvissa mittauksissa keskoskehdoissa, nollatason lämpötilariippuvuus saattaa tehdä jotkut anturit käyttöön soveltumattomiksi. 1.7 Epälineaarisuus ja hystereesi Epälineaarisuus kertoo kuinka paljon anturin antama vaste voi poiketa ideaalisesta toistosta (suorasta). Hystereesi kertoo anturin antaman vasteen mahdollisen eron kun tiettyyn painetasoon tullaan painetta laskien ja painetta nostaen. Epälineaarisuus ja hystereesi ilmoitetaan tavallisesti yhdistetysti. Teoriassa tällöin anturille ilmoitettu spesifikaatio 1 % (mittausalueeksi ilmoitettu 300 mmhg) voi merkitä, että alle 3 mmhg painemuutoksia ei kyseisellä anturilla havaita ollenkaan. Tai jos automaattihuuhtelulaitteen pikahuuhtelulla huuhdellaan kammion läpi ja huuhteluliuospussin paine on 300 mmhg, niin CVP mittauksessa huuhtelun jälkeen nollataso on saattanut siirtyä 3 mmhg. Käytännössä anturit eivät yleensä käyttäydy niin huonosti, kuin ne lupausten mukaisesti saattaisivat käyttäytyä.
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 3 / 11 1.8 Anturin eristys Useimmat kestokäyttöiset anturit ovat eristettyä rakennetta. Eristyksen pitäisi kestää myös defibrillaattorin iskun aiheuttama jännitepulssin. Kertakäyttöisten anturien kohdalla nestetilan ja sähköisten osien välisen eristyksen hyvyys vaihtelee eri antureissa huomattavasti. Optisissa antureissa eristystä on yleensä riittävästi. Kertakäyttökammion kalvoa ei voida pitää sähköturvallisuusmielessä eristyksenä. Jos anturi ei ole eristetty, sitä saa käyttää vain eristetyn painevahvistimen kanssa, ts. vahvistimen on oltava tyyppiä CF. Tässä tapauksessa - jos myös anturin runko on eristämätön - ainakin osa anturin statiivista tulee olla eristeainetta. On huomattava, että myös ns. eristämättömän anturin tapauksissa käyttäjä ei saa päästä koskettamaan sellaisia johtavia pintoja, jotka liittyvät letkuston nesteeseen. Painemittausjärjestelmän on oltava eristettyä rakennetta. Koska painemittauskanava voi hyvinkin usein liittyä sähköä johtavasti hyvinkin lähelle sydäntä, niin anturi/vahvistin-yhdistelmän tulee olla tyypin CF mukainen. Vaadittava eristys on usein saavutettu jo paineanturissa. Mikäli kuitenkin käytössä on eristämätön paineanturi, niin vahvistimen on oltava tyyppiä CF ja anturitelineen tulee olla eristeaineesta jos anturin runko ei ole eristetty. Anturin ja vahvistimen yhdistelmän tulee kestää defibrillaattorin isku. 2.2 Herkkyys Vahvistimessa tulee olla anturiin sopiva herkkyys. Useimmissa antureissa on käytetty samaa vakioherkkyyttä, jolloin anturit ja vahvistimet ovat melko vapaasti vaihtokelpoisia. 1.9 Liittimet Anturikaapelin liitintä vahvistimeen ei valitettavasti ole standardoitu, ei myöskään ole odotettavissa, että kyseinen liitin standardoitaisiin. Anturikaapelin liittimen tulee olla suojattu niin, että liittimen päälle läikkyvä neste, tai kaapelia pitkin valuva neste, ei pääse liittimen sisälle. Nesteosien liittimien ja kammioiden tulee olla läpinäkyviä, jotta mahdolliset ilmakuplat voidaan havaita. Myös kertakäyttökammion kalvon tulee olla läpinäkyvä. 2.3 Nollataso Nollatason tulee olla helposti säädettävissä. Säätöä varten laitteessa on sellainen toimintamuoto, jossa lukema nopeasti seuraa paineen muutoksia. Voimakas ulkopuolinen häiriö, kuten esim. kirurgisen diatermian tai defibrillaattorin käyttö saattaa hävittää laitteen muistista nollapainetiedon, jolloin näytetty painetaso on virheellinen. Tämän vuoksi on aina ensin nopeasti tarkastettava nollataso ennen muihin toimenpiteisiin ryhtymistä mikäli laite näyttää potilaan painetason muuttuneen huomattavasti. 1.10 Ulkopuoliset häiriöt Erityisesti kertakäyttöisten anturien kohdalla usein läpikuultavan rakenteen takia ympäristön valo saattaa aiheuttaa anturissa sähköksi (näennäiseksi painesignaaliksi) muuttuvia häiriöitä. Myös voimakkaat sähkö-, magneetti- ja sähkömagneettiset kentät saattavat kytkeytyä anturiin häiriöksi. 2. PAINEMONITORI Painemonitori muodostuu painevahvistimesta ja näyttölaitteesta. Näyttölaitteena on tavallisimmin kuvaruutu. Vanhoissa laitteissa tyypillisesti oli vain mittari. 2.1 Painevahvistimen eristys 2.4 Näyttö Näytön tulee pystyä näyttämään myös negatiivisia paineita. 2.5 Painearvotunnistimet Painevahvistimessa tai monitorissa on tavallisesti systolisen, diastolisen ja keskipaineen tunnistus. Systolinen ja diastolinen paine vaihtelevat huomattavasti hengityksen mukana. Kuitenkin näiden paineiden luenta tulee tapahtua tietyssä hengitysvaiheessa. Käytännössä haluttavat arvot ovat yleensä systolisen paineen pienin arvo ja diastolisen paineen suurin arvo. Uusimmissa monitoreissa mikroprosessori laskee painearvot tiettyjä kaavoja (algoritmeja) käyttäen, jolloin ilmoitetut systoliset ja diastoliset paineet voi-
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 4 / 11 vat olla melko hyvin ne, jotka käyttäjä haluaa tietää. 3. TAAJUUSVASTE 3.1 Yleistä Taajuusvasteen merkitys selvitetään tarkemmin muualla. Lyhyesti todettuna taajuusvaste kuvaa systeemin tai erillisen osan kykyä toistaa rekisteröitävä käyrä vääristymättä. Seuraavassa käsitellään painemittausjärjestelmän tärkeimpien osien ominaisuuksia lähinnä taajuusvasteen kannalta. Käytännössä osien hyvyyden ratkaisee osaan/ systeemiin jäävät ilmakuplat. Osa voi todeta jo silmämääräisellä tarkastelulla huonoksi, jos osassa nähdään sopukoita tai kulmia, joihin ilmakuplat pääsevät pesiytymään. 3.2 Paineanturit Markkinoilla olevissa paineantureissa on taajuustoiston kannalta merkittäviä eroja. Tosin lähes kaikilla antureilla on päästävissä riittävään taajuustoistoon, mutta huonoimmilla antureilla tämä edellyttää mm. erittäin lyhyiden siirtoletkujen käyttöä. Kestokäyttöisissä antureissa on hyvä käyttää vettä mittauskammion kalvon ja anturin kalvon välissä. Kammion kalvon taakse jäävän tilan on oltava ehdottoman tiivis. 3.3 Letkut Useimmat painemittaukseen tarkoitetut letkut sopivat aiottuun tarkoitukseensa. Huonommat anturit vaativat ehdottoman jäykän ja mahdollisimman suuriläpimittaisen siirtoletkun, joten näillä antureilla ei voida käyttää kaikkia letkuja. Parhaimmilla antureilla voidaan aivan hyvin käyttää myös pieniläpimittaisia siirtoletkuja. Jotta letkuston nestemäärä ei muodostu suureksi, on syytä käyttää mahdollisimman lyhyitä letkuja. Äärimmäisen huolellisesti työskenneltäessä on mahdollisuus päästä muuten moitteettomalla systeemillä jopa 2.5 m mittaisella letkulla tyydyttävään tulokseen. Käytännössä ei ole suotavaa käyttää noin metriä pidempiä siirtoletkuja. 3.4 Hanat Käytännössä kolmitiehana voi olla hyvinkin paha virheen aiheuttaja. Hanan rakenteen tulee olla sellainen, että hanan sisälle ei täytettäessä jää ilmaa. Erityisesti tulee kiinnittää huomio hanan venttiilin ja liitoskappaleiden rakenteeseen. Hanarakenteessa nesteaukkojen tulee muodostua selvästä T-putkistosta. Mikäli hana muodostuu nesteaukkoja kohtisuoraan olevasta putkesta, jossa on holvimaiset aukot nesteteille, niin rakenteeseen jää sopukoita, joihin pesiytyy ilmaa. Tällainen "holvi"-mallinen hana ei ole sopiva painemittauksiin. Taajuustoiston kannalta tärkeimmät hanat ovat anturin luona olevat hanat, sillä näihin jäävät ilmakuplat aiheuttavat koko letkuston nestemäärän joutumisen liikkeeseen paineen muuttuessa. 3.5 Kanyylit ja katetrit Kanyylien sisärakenteen tulee olla mahdollisimman yksinkertainen ja tasainen. Sivuventtiilillä varustettuja kanyylejä ei tule käyttää paineenmittaukseen. Nykyisissä sivuventtiilikanyyleissä venttiilin rakenteessa on koloja, joihin aina jää ilmaa. Tämän ilman takia ko. kanyylirakenteet eivät sovellu painemittauksin. Mikäli käytetään hyviä osia ja systeemi on täytetty ilmattomaksi, niin kanyylin sisäläpimitta voi olla yllättävän pieni; pienimmätkin markkinoilla olevat kanyylit soveltuvat aivan hyvin käytettäväksi. Varsinaisten katetrien kohdalla eri valmistajien tuotteissa on merkittäviä eroja. Esimerkiksi lämpölaimennusmenetelmällä tehtävässä Cardiac Output-mittauksessa käytettävät parhaat katetrit pystyvät välittämään keuhkovaltimon painekäyrän yllättävän hyvälaatuisena. Edellisen esimerkin mittaustilanne on myös hyvä esimerkki muutenkin hankalasta mittausjärjestelystä: katetrihan kulkee sydämen läpi, jolloin katetri heilahtaa jokaisella sydämen sykäyksellä. Tämä liike näkyy ylimääräisinä heilahteluina painekäyrässä. 3.6 Automaattihuuhtelulaitteet Automaattihuuhtelulaitteen rakenteen tulee olla sellainen, että se on helppo täyttää nesteellä ilmattomaksi. Kaikki jyrkät muutoskohdat laitteen sisäläpimitassa helposti vangitsevat vaikeasti poishuuhdottavia ilmakuplia. Voi olla etu, jos automaattihuuhtelulaitteen pikahuuhteluventtiili avautuu tai sulkeutuu nopeasti. Laitteella voidaan tällöin tuoda systeemiin askelmainen painemuutos, jonka vasteesta saadaan
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 5 / 11 selvitettyä mittausjärjestelmän taajuusominaisuudet. Jotkut automaattihuuhtelulaitteet voivat toimia myös ylipaineventtiileinä ja täten suojaavat paineanturia ylipaineilta joidenkin käyttövirheiden yhteydessä. 3.7 Vaimennuskertoimen kompensointilaitteet Useimmissa tapauksissa mittausjärjestelmä on alivaimennettu, jolloin nopeisiin paineenmuutoskohtiin pyrkii ilmestymään värähtelyä. Markkinoilla on erityisiä komponentteja, joilla systeemin vaimennusominaisuuksia voidaan säätää. Erityisesti tulee kiinnittää huomiota seuraavien kohtien rakenteeseen: Koirasliittimien kärki: Liittimen kärjessä sisäläpimitan tulee avautua kartiomaisesti mahdollisimman lähelle ulkomittaa. Viistoamaton kärki kelpaa, vain jos kärjen seinämäpaksuus on hyvin ohut. Ulkoreuna ei saa olla viistottu (pyöristetty). Naarasliittimen pohja: Letkun ja kolmitiehanan naarasliittimien pohjalla liitinkartion sisäläpimitan tulee pienentyä kartiomaisesti aukonletkun sisäläpimittaan. Vaimennuskertoimen kompensointilaitteella voidaan systeemin vaimennuskerrointa kasvattaa. Säätöä varten systeemiin tuodaan askelmainen painemuutos esim. automaattihuuhtelulaitteen pikahuuhteluventtiilillä. Kompensointilaitteella säädetään askelvasteen värähtelyt vaimenemaan sopivan nopeasti. Ensimmäiset markkinoilla olleet kompensointilaitteet olivat erittäin hankalia käyttää. Laitteen rakenteessa on kiinnitettävä huomio mm. seuraaviin yksityiskohtiin: * laitteen säätöalue on riittävän laaja, jotta säätö on helppo suorittaa ja * laitteen toiminnan vaatima ilmakupla on siten erotettu muusta letkustossa, että askeltestauksen painevaihtelu ei irrota ilmakuplia letkustoon. Hyvää painemittausjärjestelmää (letkusto osineen) käytettäessä vaimennuskertoimen kompensointilaitteen käyttö on tarpeetonta. Kompensointilaitteen käyttö rajoittunee vain innokkaille kokeilunhaluisille käyttäjille heikon järjestelmän lievänä parantajana. Kuva Yhdistyneen liitoksen rakenne. Kohdissa A ja B jää ilmalle pesäpaikka, ideaalinen rakenne esitetty kohdassa C. Letkun liittyminen liitoskappaleen runkoon: Mikäli letkuliittimen rungon sisäporaus on letkun ulkohalkaisijan suuruinen, niin letkun pään kohdalle muodostuu sisäläpimittaan jyrkkä kulma, johon ilmakupla pesiytyy hyvin herkästi. Jos liitinkappaleen rungon sisäläpimitta on letkun kiinnitysosan jälkeen letkun ulkohalkaisijaa pienempi - optimina juuri letkun sisähalkaisija - niin em. kulmaa ei pääse ainakaan yhtä pahana muodostumaan. Lisäksi kompensointilaite voi tuoda systeemiin lisää joustavuutta, jolloin mittauskanyyli pyrkii entistä helpommin hyytymään umpeen. 3.8 Liitynnät Eri osien väliset liitynnät aiheuttavat hyvin helposti harmeja. Aina kun letkuston sisäläpimitassa on jyrkkä muutos, niin ilmaa voi jäädä tähän muutoskohtaan. Kaikkien sisäläpimitan muutosten uuteen mittaansa tulee tapahtua kartiomaisesti tai muuten loivasti ilman jyrkkiä kulmia. Kuva Letkun liittyminen liittimen runkoon. A- ja B- kuvissa nuolen osoittamaan kohtaan jää ilmakuplia, kohdassa C on esitetty ideaalinen rakenne.
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 6 / 11 On seurattava valmistuserästä toiseen, että letkun pää on aina työnnetty täysin runkokappaleen kynnystä vasten. Jos letkun pää jää irti kynnyksestä, niin pään ja kynnyksen väliin jää erittäin huonosti täyttyvä kolo. Lopullinen kokoonpano on aina kompromissi, koska ylläolevat vaatimukset johtavat keskenään ristiriitaisiin osavaatimuksiin. Käyttäjän on hyvin tarkkaan harkittava mitä osia tarvitaan ja mihin ne sijoitetaan. 3.9 Huuhteluliuos Huuhteluliuoksessa on aina ilmaa mikrokuplina ja liuenneena. On hyvä ottaa liuospullo tai pussi lämpenemään selvästi ennen mittausten alkua. Mikäli käytetään lasipulloa, avaamisen yhteydessä varmistetaan, että pullossa on ollut alipaine. Automaattihuuhtelulaitetta käytettäessä huuhteluliuospussissa ja tippakammiossa oleva ilma ilma liukenee paineen alaisena nesteeseen ja jälleen vapautuu kaasukupliksi jouduttuaan mittauslinjalle alhaisempaan paineeseen. Ongelmaa voidaan vähentää pitämällä liuospussin paine mahdollisimman pienenä sekä tyhjentämällä liuospussi täysin ilmattomiksi. Tippakammioon on hyvä jättää tippojen näkymisen vaatima ilma, jotta ei menetetä huuhteluvirtauksen tarkkailumahdollisuutta. Joskus automattihuuhtelulaitteen pikahuuhteluventtiili ei sulkeudu täysin, jolloin seurauksena voi olla yli-infuusio. Huuhtelujärjestelmä voi tuottaa ilmaa letkustoon muullakin tavoin. Mikäli tippakammiossa on ilmaa, niin pikahuuhtelun aikana kammioon suihkuava nestevirtaus sekoittaa mukaansa ilmakuplia, jotka voivat joutua letkustoon ja edelleen potilaaseen. Erityisesti tätä ilmenee mikrotippakammioissa, joissa neste suihkuaa kapeana keilana. Näitä kuplia voidaan estää joutumasta letkustoon käyttämällä sopivaa suodinta. Suodin ei estä liuenneen ilman pääsyä letkustoon. 3.10 Osien määrä Painemittausjärjestelmän osien määrä on hyvä aina pitää mahdollisimman pienenä. Järjestelmän tulee olla sellainen, että: * potilasta voidaan helposti käsitellä, * potilas ei helposti häiriinny, kun mittaussysteemiä käsitellään, * nollatason tarkistus on helppo suorittaa, * taajuusvaste on mahdollisimman hyvä, ja * systeemi pysyy steriilinä. 3.11 Järjestelmän kokoonpano Järjestelmän lopullinen kokoonpano riippuu oleellisesti käytettävistä osista ja käyttötottumuksista. Osien järjestys voidaan valita melko vapaasti haluttuja seikkoja painottaen. Seuraavassa on lyhyesti selvitetty joitain näkökohtia, jotka on hyvä pitää mielessä järjestelmän kokoonpanoa suunniteltaessa. * Periaatteessa huuhtelu on sallittua anturin kammion kautta. Anturin tuhoutumisvaaraa ei ole, jos käytetään automaattihuuhtelulaitetta. Sensijaan ruiskulla huuhdeltaessa (ja etenkin imettäessä) anturi on vaarassa. Teoriassa anturin epälineaarisuus ja hystereesispesifikaatio sallii CVP-mittauksessa pikahuuhtelun siirtävän painetasoa 3 mmhg (takapaine 300 mmhg). Käytännössä siirtymä harvoin on näin suuri. Asian voi helposti kokeilla käytössä olevilla antureilla. * Taajuusvasteen kannalta automaattihuuhtelulaitteen tulee olla mahdollisimman lähellä kanyyliä; käyttömukavuus puolestaan edellyttää sijoitusta anturin puolelle. Sijoituksen vaikutus taajuusvasteeseen on kuitenkin niin vähäinen, että käyttömukavuus saa viedä voiton. * Mittaustien ei tarvitse kulkea kolmitiehanan läpi suoraan. * Mikäli potilas ja letkusto siirretään ilman paineanturia, ja käytetään automaattihuuhtelulaitetta, niin sijoitusjärjestyksen on hyvä olla: mittakammio, kolmitiehana, automaattihuuhtelulaite, siirtoletku jne. Siirron aikana mittakammiolle ei saa kohdistua painetta. Muutoin kammion kalvo pullistuu ulospäin ja anturia kammioon kiinnitettäessä anturi rikkoutuu. * Mikäli mittaus tapahtuu katetrin kautta (ei siis lyhyestä suonikanyylistä), niin anturin on sijaittava mahdollisimman lähellä katetria tässä tapauksessa siirtoletku huonontaa mittaustulosta kanyylimittausta herkemmin. 4. VERENPAINEEN MITTAUS Mittauksen alkuvalmistelujen helppous riippuu oleellisesti käytetäänkö valmiiksi koottua settiä
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 7 / 11 (joka voi sisältää myös paineanturin) vai kootaanko mittaussysteemi erillisistä osista. 4.1 Järjestelmän kokoaminen ja täyttö Mittausjärjestelmä voidaan joko ensin koota ja sitten täyttää nesteellä tai täyttää sitä mukaa kuin kokoaminen edistyy. Yleensä on nopeampaa täyttää järjestelmä kun kaikki osat on yhdistetty toisiinsa. Painemittauskammio voidaan täyttää irrallisena tai anturiin kiinnitettynä. Jos täyttö suoritetaan irrallisena, niin mahdolliset ilmakuplat on helppo nähdä ja koputella pois. Kokoajan on kuitenkin muistettava, että kammiota anturille kiinnitettäessä yhden nestetien on oltava auki ulkoilmaan. MITTAKAMMIOTA EI SAA KOSKAAN LIITTÄÄ ANTURILLE TAI JÄTTÄÄ ANTURILLE KAIKKI NESTEKANAVAT SULJETTUINA. Mittakammion kiinnitys anturille ja lämpötilan muutokset aiheuttavat aina tilavuusmuutoksia. Jos kammiossa ei ole lainkaan ilmaa, niin suuruusluokkaa 4...30 nl olevat tilavuusmuutokset voivat aiheuttaa anturille 100 mmhg paineen. Tämän takia anturin ylipaineen sietokynnys voidaan helposti ylittää. Systeemin täyttämisen tulee tapahtua hitaasti ja tasaisesti koko ajan seuraten, että kaikki ilma poistuu. Turvallinen tapa täytössä on käyttää automaattihuuhtelulaitetta ja sen pikahuuhteluventtiiliä (huuhtelunestepussiin vain alle 100 mmhg paine tässä vaiheessa). Jos järjestelmää täytetään tai huudellaan ruiskulla, on käytettävä mahdollisimman isomäntäistä ruiskua, jotta anturin ylipaineen sietoa ei ylitettäisi (ja alipaineen). Systeemi tulee saada täytettyä mahdollisimman ilmakuplattomaksi. Joissain lähteissä on esitetty ilmakuplattomaksi täyttämistä esim. täyttämällä systeemi ensin alkoholilla tai huuhtelemalla hiilidioksidilla. Edellä esitetyt alkoholi- ja hiilidioksidimenetelmät eivät kuitenkaan ole lopullisia ratkaisuja ilmakuplien välttämiseksi. Mainituilla keinoilla saadaan kyllä systeemi aluksi täytettyä ilmattomaksi, mutta ne eivät helpota mittauksen aikana letkustoon joutuneitten ilmakuplien poistoa. Ilmakupliahan joutuu systeemiin jatkuvasti esim. huuhteluliuoksen välityksellä. Tämän takia on aina pyrittävä saamaan letkuston sisäläpimitan muoto optimaaliseksi (kartiomainen muoto sisäläpimitan muutoskohdissa). 4.2 Perustason asetus Perustason säätöä varten anturille on saatava "nollapaine". Tavallisesti tämä tehdään sijoittamalla anturi paineen nollatason korkeudelle ja avaamalla anturilla oleva kolmitiehana ulkoilmaan. Tämän jälkeen nollataso voidaan asettaa vahvistimella. Anturin asettaminen nollapainetason korkeudelle tarkoittaa, että anturilla olevan kolmitiehanan nollauksessa käytettävä avautumisaukko on nollapainetason korkeudella. Jos anturi ei ole paineen nollatason korkeudella, silloin hanat käännetään mittausasentoon ja letkuston kärki viedään paineen nollatasolle, jonka jälkeen paineen nollataso voidaan säätää vahvistimella. Tässä tapauksessa käyttäjän on helppo heti tarkistaa systeemin käyttäytyminen lähellä nollapainetta nostamalla katetrin kärki noin 13.6 cm nollapainetason yläpuolelle. Painemonitorin tulee nyt näyttää lukemaa 10 mmhg. Jos lukema on huomattavasti tätä pienempi, niin mittakammion ja anturin yhdistelmässä on epälineaarisuutta. Nollatason säädön ja epälineaarisuuden tarkistuksen jälkeen letkuston kärki liitetään mittauskanyyliin tai katetriin. Jos nollatason säätö on tehty siirtoletkun kärjen avulla, niin "nollatason tarkistus" voidaan tehdä seuraavasti: heti nollatason säädön jälkeen kun letkusto on liitetty potilaaseen suljetaan anturin luona mittaustie potilaaseen ja avataan yhteys ulkoilmaan. Tällöin monitori näyttää painetta, joka aiheutuu anturin ja paineen nollatason korkeuserosta. Esimerkiksi, jos anturi on 6.8 cm paineen nollatason alapuolella, niin monitorin tulee näyttää tarkistuksessa -5 mmhg (negatiivista painetta). Anturia ei saa sijoittaa nollapainetason yläpuolelle, koska silloin pieniä paineita mitattaessa anturilla todellisuudessa on negatiivinen paine, jolloin ilmaa voi imeytyä kertakäyttökammion ja anturin kalvon väliin. Kun nollatason säätö tehdään letkuston kärjellä, saavutetaan seuraavat edut: * Anturin ei tarvitse sijaita tarkalleen nollapainetasossa * Anturi voidaan sijoittaa nollapainetason alapuolelle, jolloin todellinen paine anturilla on pienilläkin paineilla nollan yläpuolella. Tällöin anturin käytössä oleva mittausalue on selvästi nollan yläpuolella ja näin päästään pois anturin mahdolliselta epälineaariselta osalta.
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 8 / 11 4.3 Kalibrointi Useimmissa laitteissa ainoa käyttäjän tehtävissä oleva säätö on nollapainetason säätö. Järjestelmän (anturi+vahvistin) vahvistus on tavallisesti asetettu mitoitusarvoihin ja käyttäjä voi ainoastaan tarkistaa onko vahvistus oikea. Kestokäyttöisten anturien vahvistusta ei yleensä tarvitse tehdä joka mittauskerralla. Tarkistus tehdään vain kun on jotain erityistä syytä epäillä anturin vioittuneen. Samaa käytäntöä voitaneen soveltaa myös kertakäyttöanturien kohdalla. Jotkut kertakäyttökammiot vaikuttavat vahvistukseen tai anturin käyttäytymiseen nollatason lähellä. Tämän takia kalibrointi tulee suorittaa säännöllisesti tai ajoittain. Nollatason tarkistus suoritetaan kokemuksen osoittamin määrävälein. Vahvistuksen tarkistus pitää tehdä, jos epäillään anturin vaurioituneen tai kun halutaan selvittää käytettävän kertakäyttökammion mahdollista vaikutusta. Täydellisen kalibroinnin tarkistuksen päävaiheet ovat: 1) Tarkistetaan ja säädetään nollataso 2) Tarkistetaan mahdollinen epälineaarisuus nollatason lähellä 13.6 cm korkealla nestepatsaalla, jolloin lukeman tulee olla 10 mmhg. 3) Tarkistetaan vahvistus 136 cm korkealla nestepatsaalla, jolloin lukeman tulee olla 100 mmhg. Jos kohdassa 2) lukemassa on virhettä, niin saman virheen tulee olla myös kohdassa 3). ESIM 1: Kohdan 1) nollaus suoritettu. Kohdassa 2) saadaan lukemaksi 4 mmhg ja kohdassa 3) lukema on 94 mmhg. Tässä tapauksessa anturilla on noin 6 mmhg reagoimaton alue lähellä nollatasoa (epälineaarisuus), mutta anturin herkkyys on oikea. ESIM 2: Muuten kuten edellä, mutta kohdassa 3) saadaankin lukema 100 mmhg. Tällöin systeemissä onkin väärä herkkyys, koska lukeman pitäisi olla kohdan 2) epälineaarisuuden takia 94 mmhg. On hyvä huomata edellisistä esimerkeistä, että jos epälineaarisuutta ei tarkisteta, niin ensimmäinen anturi tuomitaan virheellisesti vialliseksi (tämä epälineaarisuus johtuu yleensä mittakammiosta) ja jälkimmäisen esimerkin viallista anturia pidetään ehjänä. HUOM: Nollapaineen lähellä olevaa epälineaarisuutta on tiettävästi havaittu vain käytettäessä kestokäyttöisillä antureilla kertakäyttökammioita, joten muissa järjestelmissä ko. epälineaarisuutta ei tarvinne rutiinisti tarkistaa. Kalibroinnissa tarvittava nestepatsas voidaan tehdä useammalla tavalla: 1) Mittausletkuston kolmitiehanaan liitetään lasinen huuhteluliuospullo sopivalla nesteensiirtolaitteella. Nesteensiirtolaitteen oma ilmastusaukko suljetaan ja pulloon järjestetään ilmaus työntämällä paksu ja pitkä neula korkin läpi ylösalasin olevan pullon ilmatilaan. Neulan tulee olla täysin auki, neulassa ei saa olla nestettä tai korkin palasia. Seuraavaksi tippakammio täytetään nesteellä niin, että muodostuu yhtenäinen nestepatsas pullosta painemittausjärjestelmään. Nestepatsaan korkeus mitataan pullossa olevasta nestepinnasta nollatason tarkistukseen käytetyn kolmitiehanan avautumisaukkoon. Tämä on vanhin ja työläin tapa. 2) Käytetään pelkkää nesteensiirtolaitteen tippakammiota. Tällöin nesteensiirtolaite täytetään huuhtelunesteastiasta tavalliseen tapaan niin, että tippakammio on puolillaan nestettä. Tämän jälkeen tippakammio irrotetaan ja varmistutaan, että tippakammion täyttöputkessa ei ole nestettä (mikrotippakammiota käytettäessä tämä on erittäin vaikeaa), jolloin tippakammio ilmaistuu täyttöputken kautta. Nestepatsaan korkeus mitataan tippakammiossa olevan nesteen pinnasta nollapainetasoon. HUOM: Tässä tavassa ei ole suositeltavaa käyttää ns. mikrotippakammiota. 3) Ei käytetä erillistä nestepatsas-letkustoa, vaan paine muodostetaan systeemin siirtoletkulla. Menetelmällä saadaan käytännössä riittävän tarkka painetarkistus ainakin kun letkun sisähalkaisija on suuri (noin 1 mm). Yleisin virhe on, että nestepatsas tehdään tavan 1) mukaisesti, mutta ei järjestetä ilmausta neulalla. Tällöin todellinen paine on tyypillisesti 10 mmhg kuviteltua alhaisempi. Joissakin kertakäyttöantureissa on mahdollisuus liittää kalibrointipaine anturin vertailupainepuolelle. Näillä antureilla tarkistus tapahtuu liittämällä antu-
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 9 / 11 riin erityinen (ali)painelähde, jossa itsessään on tarkka painemittari Nykyisissä mittausseteissä on käytännössä aina mukana automaattihuuhtelulaite. Huuhtelulaitteille ilmoitetaan tavallisesti huuhteluvirtauksen olevan 2...4 ml/h huuhtelunesteen paineen ollessa 300 mmhg (vastapaineen suuruutta ei ole ilmoitettu). Tämän perusteella voi arvioida 100 mmhg paineeron huuhtelulaitteen yli vastaavan suunnilleen huuhteluvirtausta 1 ml/h 4.4 Taajuusvasteen tarkistus Systeemin käyrämuodon toistumisen hyvyyden määräävä taajuusvaste voidaan periaatteessa tarkistaa varsinaisessa mittaustilanteessa. Tämä voi tapahtua tuomalla sopivalla automaattihuuhtelulaitteen pikahuuhteluventtiilillä systeemiin askelmainen painemuutos ja tarkastellaan aiheutuneen vasteen värähtelyitä. Optimitilanteessa nähdään vain yksi ylitysheilahdus, seuraavien heilahdusten amplitudi on niin pieni, että niitä ei havaita. Värähdysajan tulee olla alle 60 ms. Kuva Automaattihuuhtelun periaate. Huuhtelulaitteen yli vallitseva paine P ahl on puristuspussin paineen P pp ja mittauskohteessa olevan keskipaineen P vp erotus. Huuhtelunesteen virtaus Q on P ahl jaettuna huuhtelulaitteen virtausvastuksella. Ellei värähtelyitä lainkaan havaita, on järjestelmän vaimennus liian suuri. Tämä johtuu lähinnä systeemin suuresta virtausvastuksesta: kanyyli on ainakin lähes tukkeutunut. Käytännössä tämän askelvastetestauksen suorittaminen on varsin hankalaa. Ongelmia ovat lähinnä: 1) Havaittava askelvaste summautuu potilaan verenpainekäyrään, joten tulkinnassa on värähtelyt luettava erona potilaan aiheuttamasta käyrästä, ts. on arvioitava missä potilaan painekäyrä kulkee. 2) Automaattihuuhtelulaitteiston käsittely helposti heilauttaa letkustoa, joka puolestaan aiheuttaa omia lisävärähtelyitä havaittavaan tulokseen. Nämä (yleensä kohtuullisen hitaat) värähtelyt on pystyttävä erottamaan pois varsinaisen askelvasteen värähtelyistä. 3) Systeemi ei ole puhdas toisen kertaluvun järjestelmä, jolloin tuloksena on useampitaajuisia värähtelyitä. Ilmeisestikin taajuusvasteen tarkistusta ei kannata rutiinisti tehdä. Kuitenkin jonkun henkilön osastolla on hyvä perehtyä tähän testaustapaan ja myös käytännössä harjoitella sitä. Tällöin hän voi opetusmielessä demonstroida muille käyttäjille mm. erilaisten mittausjärjestelyjen hyvyyttä. 4.5 Automaattihuuhtelun järjestäminen Hyvin pienillä potilailla - erityisesti jos mittauskanavia on useita - täytyy kiinnittää huomiota myös huuhtelulaitteen syöttämään kokonaisnestemäärään. Huuhtelulaitteen nestevirtauksen pienentämiseksi puristuspussin paine pidetään mahdollisimman pienenä - minimi lienee noin 50 mmhg mitattavan verenpaineen keskipainetta korkeammalla. Huuhtelulaitteen antamaa virtausta tulee tarkkailla seuraamalla sopivin aikavälein tippakammiosta nesteen tippumisnopeutta. Tämä tarkistus tulee tehdä ainakin jokaisen pikahuuhtelun jälkeen, jotta varmistutaan pikahuuhteluventtiilin asianmukaisesta sulkeutumisesta. Tyypillisessä mikrotippakammiossa tipan koko on noin 1/60 ml. Tällöin virtausnopeus 1 ml/h vastaa yhtä tippaa minuutissa ja esim. 4 ml/h vastaa nopeutta tippa/15 s. 5. MITTAUSJÄRJESTELMÄN OSIEN HYVYY- DEN TARKISTUS Valittaessa letkuja, neuloja, hanoja jne. tulee esille kysymys tarjolla olevien tuotteiden soveltuvuudesta painemittaukseen. Varman vastauksen saamiseksi ko. osat tulee testata erityisellä laitteistolla. Käytännössä kuitenkin riittävä tieto soveltuvuudesta saadaan tunnustelemalla ko. osien jäykkyyttä ja katsomalla onko systeemissä pesäkkeitä, joihin voi jäädä ilmakuplia. Ilmattomuutta voidaan myös kokeilla hyvin yksinkertaisesti seuraavasti: Täytetään pieni ruisku (2 tai 5 ml) vedellä ja tällä ruiskulla täytetään tutkittava osa mahdollisimman hyvin tavallista täyttötapaa vastaavasti. Tämän jälkeen kaikki ulostuloaukot suljetaan ja ruiskulla vedetään osaan voimakas alipaine. Alipaineen vaikutuksesta o-
Verenpaineen mittaus, invasiiviset menetelmät 07.02.2003 sivu 10 / 11 saan mahdollisesti jääneet ilmakuplat laajenevat ja tulevat helposti havaittaviksi. Painemittauksiin tulee käyttää vain sellaisia osia, joihin ei ylläolevan testauksen perusteella jää ilmaa. Esitettyä alipainetestausta voi tietysti soveltaa koko painemittausletkustoon, paitsi mittauskammioon. 6. LOPPUTOTEAMUKSET Suoraa verenpainemittausta on aikanaan pidetty varsin tarkkana mittauksena. Kuitenkin käytännössä mittausjärjestelmissä usein on ollut kelvottomia osia, jolloin tuloksena on pahasti vääristynyt käyrä; tyypillinen virhe systolisessa paineessa on ollut kymmeniä elohopeamillejä. Viime vuosina - samalla kun käyttäjät ovat paremmin tulleet tietoiseksi virheistä - ovat järjestelmän osat tulleet paremmiksi antaen käyttäjille entistä paremmat mahdollisuudet saada virheet pieniksi. Mikäli mittauksessa saatavien painearvojen ja käyrämuodon on oltava tarkasti oikeita, on käytettävä vain ehdottoman hyviä osia ja käyttäjän on toimittava erittäin huolellisesti ja pikkutarkasti. Jos mittausta käytetään rutiinivalvontaan lähinnä keskipaineen seurantaan, niin osille ja käytön huolellisuudelle asetettavat vaatimukset ovat huomattavasti lievemmät. LIITTEET: LIITE I: Invasiivinen painemittaus, tavallisia ongelmia - - -
INVASIIVINEN PAINEMITTAUS, TAVALLISIA ONGELMIA ONGELMA SYY KORJAUS 1. Matala verenpainelukema a Anturi nollattu keskiaksillaaritason yläpuolella 1 Tarkista anturin korkeus ja tarkista nollapainetaso b Anturin tai monitorin vahvistus on väärä 2. Korkea verenpainelukema a Anturi nollattu keskiaksillaaritason alapuolella 1 Kuten kohdassa 1. a 1 1 Tarkista monitorin asetukset 2 Tarkista järjestelmän vahvistus tunnetulla paineella kalibroimalla b Anturin tai monitorin vahvistus väärä 1 Kuten kohdissa 1. b 1-2 3. Ei painekäyrää a Letkuliitoksissa vuotoja 1 Kiristä liitokset ja huuhtele letkusto 4. Painekäyrässä ylimääräisiä heilahteluita 5. Painekäyrän muoto on pyöristynyt 6. Painekäyrässä ylitystä (soimista) b Kolmitiehana väärässä asennossa c Anturikaapeli viallinen tai kaapeliliittimissä vikaa d Monitori ei ole päällä tai on viallinen e Anturi on viallinen a Letkusto heiluu b Pulmonaalikatetri heiluu a Katetrissa tai kanyylissa verihyytymää b Letkustossa on ilmaa c Letkustossa liikaa joustavuutta d Kanyylin kärki nojaa suonen seinämään e Vahvistimessa liian voimakas suodatus a Ilmakuplia letkustossa, erityisesti anturin luona b Liian pitkä ja isohalkaisijainen letkusto 1 Tarkista hanojen asennot 1 Tarkista kaapelien liitokset 2 Vaihda anturikaapeli 1 Tarkista monitorin päälläolo ja asetusten kohdallaanolo 2 Vaihda monitori 1 Vaihda anturi 1 Tarkista, ettei mikään laite tai kukaan henkilö heiluta letkustoa 1 Katetria saattaisi yrittää kiertää hiukan, jotta sydämen oikeassa kammiossa oleva katetrilenkki joutuisi erilaiseen asentoon 1 Huuhtele letkusto ja kanyyli 1 Poista ilma ja huuhtele letkusto 1 Joustavuus johtuu yleensä systeemiin jääneestä ilmasta. Korjaus kuten kohdassa 5. b 1 2 Jos ilmaa ei ole, niin valitse paremmin yhteensopivat osat: vähemmän joustava anturikokonaisuus, lyhyempi ja/tai jäykempi letkusto sekä oikeanmalliset kolmitiehanat 1 Korjaa kanyylin asento 1 Tarkista vahvistimen ja monitorin asetukset 1 Huuhtele huolellisesti kaikki ilmakuplat pois 1 Valitse sopivampi letkusto: - käytä mahdollisimman lyhyttä letkustoa - käytä sopivan pienihalkaisijaista letkustoa