Background: Shock is common in critically ill and injured patients. Survival during shock is highly dependent on rapid restoration of tissue oxygenation with therapeutic goals based on cardiac output (CO) optimization. Despite the clinical availability of numerous minimally invasive monitors of CO, limited supporting performance data are available.
Methods: Following approval of the University of Saskatchewan Animal Research Ethics Board, we assessed the performance and trending ability of PiCCOplus™, FloTrac™, and CardioQ-ODM™ across a range of CO states in pigs. In addition, we assessed the ability of invasive mean arterial blood pressure (iMAP) to follow changes in CO using a periaortic transit-time flow probe as the reference method. Statistical analysis was performed with function-fail, bias and precision, percent error, and linear regression at all flow, low-flow (> 1 standard deviation [SD] below the mean), and high-flow (> 1 SD above the mean) CO conditions.
Results: We made a total of 116,957 paired CO measurements. The non-invasive CO monitors often failed to provide a CO value (CardioQ-ODM: 40.6% failed measurements; 99% confidence interval [CI], 38.5 to 42.6; FloTrac: 9.6% failed measurements; 99% CI, 8.7 to 10.5; PiCCOplus: 4.7% failed measurements; 99% CI, 4.5 to 4.9; all comparisons, P < 0.001). The invasive mean arterial pressure provided zero failures, failing less often than any of the tested CO monitors (all comparisons, P < 0.001). The PiCCOplus was most interchangeable with the flow probe at all flow states: PiCCOplus (20% error; 99% CI, 19 to 22), CardioQ-ODM (25% error; 99% CI, 23 to 27), FloTrac (34% error; 99% CI, 32 to 38) (all comparisons, P < 0.001). At low-flow states, CardioQ-ODM (43% error; 99% CI, 32 to 63) and Flotrac (45% error; 99% CI, 33 to 70) had similar interchangeability (P = 0.07), both superior to PiCCOplus (48% error; 99% CI, 42 to 60) (P < 0.001). Regarding CO trending, the CardioQ-ODM (correlation coefficient, 0.82; 99% CI, 0.81 to 0.83) was statistically superior to other monitors including iMAP, but at low flows iMAP (correlation coefficient, 0.58; 99% CI, 0.58 to 0.60) was superior to all minimally invasive CO monitors (all comparisons P < 0.001).
Conclusions: None of the minimally invasive monitors of CO performed well at all tested flows. Invasive mean arterial blood pressure most closely tracked CO change at critical flow states.
RéSUMé: CONTEXTE: L’état de choc est fréquent chez les patients blessés et en urgence absolue. La survie pendant le choc dépend fortement de la restauration rapide de l’oxygénation tissulaire avec des objectifs thérapeutiques basés sur l’optimisation du débit cardiaque (DC). Malgré la disponibilité clinique de nombreux moniteurs minimalement invasifs du DC, il n’existe que des données limitées sur leur performance pour appuyer leur utilisation. MéTHODE: À la suite de l’approbation du comité d’éthique de la recherche animale de l’Université de la Saskatchewan, nous avons évalué la performance et la capacité de suivi des tendances des appareils PiCCOplus™, FloTrac™ et CardioQ-ODM™ sur une vaste gamme d’état de DC chez des cochons. Nous avons également évalué la capacité de la tension artérielle moyenne invasive (iMAP) à suivre les changements de DC en utilisant une sonde périaortique de débit basée sur le temps de transit comme méthode de référence. L’analyse statistique a été réalisée avec fonction-échec, biais et précision, pourcentage d’erreur et régression linéaire à des conditions de DC de tous les débits, de faible débit (> 1 écart-type [ET] au-dessous de la moyenne) et de débit élevé (> 1 ET au-dessus de la moyenne). RéSULTATS: Nous avons effectué un total de 116 957 mesures de DC appariées. Les moniteurs non invasifs de la DC n’ont souvent pas réussi à fournir une valeur de DC (CardioQ-ODM : 40,6% de mesures échouées; intervalle de confiance [IC] de 99 %, 38,5 à 42,6; FloTrac : 9,6 % de mesures échouées; IC 99 %, 8,7 à 10,5; PiCCOplus : 4,7 % de mesures échouées; IC 99 %, 4,5 à 4,9; toutes les comparaisons, P < 0,001). La tension artérielle moyenne invasive n’a fourni aucun échec plus souvent que n’importe lequel des moniteurs de DC testés (toutes les comparaisons, P < 0,001). Le PiCCOplus était le plus interchangeable avec la sonde de débit à tous les états de débit : PiCCOplus (erreur de 20 %; IC 99 %, 19 à 22), CardioQ-ODM (erreur de 25 %; IC 99 %, 23 à 27), FloTrac (erreur de 34 %; IC 99 %, 32 à 38) (toutes les comparaisons, P < 0,001). Aux états de débit faible, les moniteurs CardioQ-ODM (erreur de 43 %; IC 99 %, 32 à 63) et FloTrac (erreur de 45 %; IC 99 %, 33 à 70) présentaient une interchangeabilité similaire (P = 0,07), tous deux supérieurs au PiCCOplus (erreur de 48 %; IC 99 %, 42 à 60) (P < 0,001). En ce qui concerne le suivi des tendances de DC, le CardioQ-ODM (coefficient de corrélation, 0,82; IC 99 %, 0,81 à 0,83) était statistiquement supérieur aux autres moniteurs, y compris au iMAP, mais à faibles débits, l’iMAP (coefficient de corrélation, 0,58; IC 99 %, 0,58 à 0,60) était supérieure à tous les moniteurs de DC minimalement invasifs (toutes les comparaisons, P < 0,001). CONCLUSION: Aucun des moniteurs de DC minimalement invasif n’a donné de bons résultats à tous les débits testés. La tension artérielle moyenne invasive était le moniteur qui a suivi de plus près les changements de DC dans des états critiques de débit.
Keywords: Anesthesia and analgesia; Arterial pressure; Cardiac output; Hemodynamics; Monitoring; physiologic.
© 2021. Canadian Anesthesiologists' Society.