Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Sina Tietjen

Vergleich der kardiovaskulären Effekte von Methadon und Levomethadon durch vergleichende Messung des Herzzeitvolumens mit pulmonalarterieller Thermodilution sowie 1D-, 2D- und 3D-Echokardiographie beim Hund

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110993

title (eng.)

Comparison of cardiovascular effects of methadone and levomethadone by comparative cardiac output measurements via pulmonary artery thermodilution and 1D, 2D and 3D echocardiography in healthy beagle dogs

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/tietjens_ws17.pdf

abstract (deutsch)

Das Ziel dieser Studie war der Vergleich kardiovaskulärer Wirkungen von razemischem Methadon und seinem am µ-Opioidrezeptor aktiven Isomer Levomethadon beim gesunden Hund. Darüber hinaus fanden vergleichende Herzauswurfmessungen mittels pulmonalarterieller Thermodilution (TD) und Echokardiographie statt. Sieben Beagle erhielten in einer verblindeten, randomisierten cross-over Studie das Razemat Methadon (M) in einer Dosierung von 1,0 mg/kg KGW i.v. bzw. das linksdrehende Enantiomer Levomethadon (L) in einer Dosierung von 0,5 mg/kg KGW i.v. Es erfolgten Messungen des Herzminutenvolumens (HMV)/Herzindex (HI) mittels TD, der Herzfrequenz (HF), des invasivem mittleren arteriellen (MAD), pulmonalarteriellen (PAD), zentralvenösen (ZVD) Blutdrucks sowie des pulmonalarteriellen Okklusionsdrucks (PAOD). Weitere kardiovaskuläre Parameter wurden nach Standardformeln (Indices auf Körperoberfläche bezogen) kalkuliert. Arterielle und gemischtvenöse Blutproben wurden entnommen und ein Scoring der Sedation durchgeführt. Zudem erfolgten echokardiographischen Aufnahmen, die zu einem späteren Zeitpunkt offline zur Ermittlung des HMV ausgewertet wurden und parallel mit der TD stattfanden. Nach Basalwertbestimmung erfolgten die Messungen 5, 15, 30, 45, 60 und danach alle 30 min. nach intravenöser Medikamentenapplikation bis zum Erreichen des Ausgangsherzminutenvolumens. Die statistische Analyse der parametrischen Daten erfolgte mittels ein- und zwei-faktorieller Varianzanalyse (ANOVA). Die nicht-parametrischen Daten (Sedationsscoring) wurden mithilfe des Vorzeichen-Rang-Tests (Wilcoxon’s Test für verbundene Stichproben) analysiert. Das Signifikanzniveau betrug für alle Daten a = 5 %. Zum Vergleich der Herzauswurfmessmethoden (pulmonalarterielle Thermodilution (TD) mit der 1D-, 2D- und 3D-Echokardiographie (RTTPE und RT3DE)) wurde die Bland-Altman-Analyse verwendet (BLAND u. ALTMAN 1986). Zudem wurde für den Vergleich der Herzauswurfmessmethoden eine Korrelation nach Spearman gerechnet. Zwischen L und M konnte kein signifikanter Unterschied der kardiovaskulären Parameter festgestellt werden. Aufgrund der Methadon- bzw. Levomethadon-induzierten Erhöhung des Vagotonus kam es zu einem deutlichen Abfall der HF mit konsekutiver Senkung des HMV, wobei der Schlagvolumenindex (SVI) in beiden Gruppen nicht abfiel. Zudem konnte ein Anstieg aller Blutdrücke (MAD, ZVD, PAD und PAOD) sowie des systemischen und pulmonalen Gefäßwiderstandsindex (SVRI und PVRI) in beiden Gruppen beobachtet werden. Diese Anstiege sind wahrscheinlich auf den Opioid-vermittelten HF-Abfall und den daraufhin kompensatorisch aktivierten Barorezeptorreflex zurückzuführen. Beide Arzneimittel verursachten eine leichte Atemdepression, welche sich in einem geringgradig erhöhten arteriellen Kohlenstoffdioxidpartialdruck (PaCO2) und einem geringfügig erniedrigten arteriellen Sauerstoffpartialdruck (PaO2) äußerte. Der PaCO2 lag bei keinem Tier zu keinem Zeitpunkt über 50 mmHg und in keiner der Gruppen trat eine ausgeprägte Hypoxämie (PaO2 < 60 mmHg) auf. Der arterielle pH-Wert (pHart) fiel in beiden Behandlungsgruppen signifikant ab, was durch den erhöhten PaCO2 sowie einer vermuteten Minderperfusion aufgrund des HI-Abfalls und des SVRI-Anstiegs begründet werden kann. Der Sauerstoffangebotsindex (DO2I) und der Sauerstoffverbrauchsindex (VO2I) fielen nach Applikation von M und L ab, was auf das reduzierte HMV zurückzuführen ist. Die Sauerstoffextraktionsrate (O2ER) zeigte keine klinisch relevanten Veränderungen. Beide untersuchten Opioide verursachten bei der Mehrzahl aller Hunde eine tiefe Sedation, hierbei variierte die Dauer individuell sehr stark. Nur ein Hund in Gruppe L zeigte dysphorisches Verhalten nach der Medikamentengabe. Beim Vergleich der Herzauswurfmessmethoden TD und Echokardiographie konnte eine gute Übereinstimmung der TD mit der 1D-Echokardiographie gesehen werden. Zur Beurteilung, ob diese Methodik eine nicht-invasive Alternative zur Bestimmung des HI mittels TD ist, bedarf es allerdings weiterer Untersuchungen mit einer höheren Fallzahl und verschiedener Grade des HMV. Die 2D-Echokardiographie und die 3D-Echokardiographie (triplanare Echtzeit-Echokardiographie (RTTPE) und 3D-Echtzeit-Echokardiographie (RT3DE)) unterschätzen den Herzauswurf stark im Vergleich mit der TD, was deren klinischen Einsatz beim Hund einschränkt.

abstract (englisch)

Aim of this study was to compare the cardiovascular effects of racemic methadone and the laevorotatory isomer levomethadone in dogs. As a second aim, cardiac output (CO) measurements via echocardiography were compared to pulmonary artery thermodilution (TD). Seven beagles received methadone (M) (1.0 mg kg-1) and levomethadone (L) (0.5 mg kg-1) intravenously in a blinded, randomized crossover design. Measurements of CO via TD, heart rate (HR), invasive arterial blood pressure (ABP), central venous pressure (CVP) and pulmonary arterial pressure (PAP) as well as pulmonary arterial occlusion pressure (PAOP) were recorded. Standard cardiovascular parameters were calculated and indexed to body surface area. Mixed-venous and arterial blood gases were measured and sedation was scored. After collecting baseline parameters measurements were performed at 5, 15, 30, 45, 60, 90 minutes and then every 30 minutes after opioid treatment until return to baseline CO. Furthermore, 1D, 2D and 3D echocardiography (Real-time triplane echocardiography (RTTPE) and real-time 3D echocardiography (RT3DE)) were performed in parallel with TD at selected time points. Parametric data and non-parametric data were analyzed by 1- and 2-way repeated measures ANOVA and by signed-rank-test with alpha = 5 %. Comparison of the different CO measurement techniques was assessed by Bland-Altman analysis for multiple observations per subject (BLAND u. ALTMAN 2007). None of the cardiovascular parameters differed significantly between treatments at the investigated doses. Both treatments decreased HR and CO significantly, while stroke volume index (SVI) did not decrease in both groups. Mean arterial pressure, CVP, PAP, PAOP and systemic and pulmonary vascular resistance index (SVRI and PVRI) increased significantly after both treatments. Furthermore, slight respiratory depression was observed in both groups reflected by a mild increase in arterial carbon dioxide partial pressure (PaCO2) and a decrease in arterial oxygen partial pressure (PaO2) without occurrence of profound hypoxaemia in any dog. The reduction of CO contributed to a decrease of oxygen delivery index (DO2I) and oxygen consumption index (VO2I) while oxygen extraction ratio (O2ER) remained in the reference range. In both treatment groups, median sedation scores significantly increased, however, there was significant variation regarding the individual duration of sedation. Only one dog in group L presented dysphoric behaviour. Concerning ultrasonographic CO measurements, 1D echocardiography showed the best agreement with TD. Further studies are needed to verify this result. However, 2D echocardiography and 3D echocardiography (RTTPE and RT3DE) underestimated CO profoundly compared to TD and thus seem not to be reliable for CO measurements in dogs.

keywords

Opiode, Herzauswurf, Echokardiographie, opioids, cardiac output, echocardiography

kb

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