Continuous monitoring of ScvO2 by a new fibre-optic technology compared with blood gas oximetry in critically ill patients: a multicentre study

Abstract

ObjectiveThe aim of this study was to compare the accuracy of the CeVOX monitor measuring continuous central venous saturation (ScvO2) with laboratory blood gas oximetry under clinical circumstances.

DesignProspective, multicentre, observational study.

SettingFive adult general intensive care units.

Patients and participantsFifty-three critically ill patients.

InterventionsThe fibre-optic probe was inserted into an ordinary central venous catheter's distal lumen. Blood samples were taken from
this line via aY-adapter every 8 h and ScvO2 was measured with alaboratory co-oximeter. Patients were observed for amaximum of 5 days. Results were compared using linear
regression and the Bland and Altman plots.

Measurements and resultsThe 526 matched pairs of ScvO2 showed asignificant correlation between the two methods (r = 0.79, p< 0.001). Bland–Altman plots showed an overall mean bias of –0.3% and moderate agreement (lower and upper levels of agreement:
–13.2% and 12.5%). Correlation for the first time point, and for differences between the first two time points for each method
revealed good correlation: (n = 53): r = 0.79, p< 0.001; (n = 50): r = 0.58, p< 0.001, respectively.

ConclusionThese results in aheterogeneous group of critically ill patients show that continuous ScvO2 monitoring by the CeVOX technology yielded results comparable with those obtained by laboratory co-oximetry and therefore
can be relied on in everyday clinical practice.

Full text

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 1 of 8 Dec 2007

Molnar Z, Umgelter A, Toth I, Livingstone D, Weyland A, Sakka S, Meier-Hellmann A.
Continuous monitoring of ScvO2 by a new fibre-optic technology compared with blood gas
oximetry in critically ill patients: a multicentre study
Intensive Care Medicine 2007: 33; 1767-70


• This study included 53 mixed and diverse intensive care patients from 5 adult general intensive care
units. All patients had the CeVOX probe inserted via a central line, and the measurement of central
venous oxygen saturation (ScvO2) was compared to blood gas analysis every 8 hours.
• 526 matched pairs of ScvO2 were recorded which showed a good correlation between the CeVOX
fibreoptic probe and the laboratory values.
• There is evidence that the use of continuous ScvO2 may show sooner inadequate oxygen delivery
when compared to other methods (lactate or metabolic acidosis) especially in patients who are at
risk of developing sudden hemodynamic instability and low cardiac output.
• The study recommends regular recalibration (as recommended by PULSION), to ensure ongoing
accuracy.

This study confirms that the ScvO2 recorded continuously from the CeVOX-Technology is
comparable to that obtained by blood gas analysis and can therefore be relied upon in every day
clinical practice. The advantage of the CeVOX–Technology is that is it continuous and therefore
able to reflect the patient’s actual current status.

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• Diese Studie wurde an 53 intensivmedizinischen Patienten auf fünf Intensivstationen
unterschiedlicher Disziplinen durchgeführt. Bei allen Patienten wurde eine CeVOX Sonde über
einen zentralvenösen Zugang platziert und die Messung der zentralvenösen Sauerstoffsättigung
(ScvO2) mit den Werten aus der Blutgasanalyse alle 8 Stunden verglichen.
• 526 simultane Messpaare von ScvO2-Werte wurden aufgezeichnet und eine gute Korrelation
zwischen der CeVOX fiberoptischen Messung und den Laborwerten wurde gefunden.
• Die kontinuierliche Messung der ScvO2 kann früher eine inadäquate Sauerstoffversorgung anzeigen
als andere Methoden (Laktat oder metabolische Azidose), besonders bei Patienten mit dem Risiko
einer hämodynamischen Instabilität mit niedrigem Herzzeitvolumen.
• Die Studie empfiehlt eine regelmäßige Rekalibrierung (wie auch von PULSION empfohlen) um eine
gleichbleibende Genauigkeit sicherzustellen.

Diese Studie bestätigt, dass die kontinuierliche ScvO2 Messung mittels CeVOX-Technologie mit
den Ergebnissen aus der Blutgasanalyse vergleichbar ist und deshalb in der täglichen
klinischen Routine zuverlässig ist. Der Vorteil der CeVOX–Technologie besteht in der
kontinuierlichen Messung die den aktuellen Zustand des Patienten wiedergibt.

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 2 of 8 Dec 2007

Bauer P, Reinhart K, Bauer M.
Early goal-directed therapy and outcome in septic shock
International Journal of Intensive Care; Autumn 2007: 19-23


• The importance of ScvO2 is stressed in this review of how to implement Early Goal Directed
Therapy EGDT in order to best treat patients with septic shock.
• Death from septic shock is still high and EGDT is a simple, evidence based way of treating patients
with severe sepsis which should begin as soon as the patient reaches the Emergency Department.
Late goal directed therapy started, for e.g. in the Intensive Care Unit, is much less effective.
• The balance of oxygen delivery and oxygen utilisation is the key to the maintenance of cell function
and the use of ScvO2 (as provided by the CeVOX-Technology) allows clinicians to monitor this
balance / imbalance continuously. Both too low and too high ScvO2 can lead to a poor outcome.
• The CeVOX probe can be easily introduced into a central line whilst the patient is still in the
Emergency Department, thus allowing clinicians the opportunity of continuously monitoring oxygen
supply and utilisation, thus optimising the establishment of Early Goal-Directed Therapy.

This review article discusses the diagnostic and prognostic significance of central venous
oxygen saturation monitoring (ScvO2 as with the PULSION CeVOX - Technology) for the
evaluation of oxygen supply and utilisation in patients with septic shock in early goal-directed
therapy EGDT.

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• Diese Übersichtsarbeit behandelt die Implementierung einer frühen, Ziel gerichteten Therapie (Early
Goal Directed Therapy – EGDT) zur besseren Therapiesteuerung von Patienten im septischen
Schock und stellt dabei die Wichtigkeit der ScvO2 heraus.
• Die Mortalität bei septischem Schock ist nach wie vor hoch und EGDT ist eine einfache, Evidenz
basierte Behandlungsmethode der Patienten mit schwerer Sepsis die bereits in der Notaufnahme
beginnen sollte. Ein späterer Start der Ziel gerichteten Therapie (z.B. auf der Intensivstation) ist weit
weniger effektiv.
• Das Gleichgewicht zwischen Sauerstoffangebot und Sauerstoffverbrauch is der Schlüssel zur
Erhaltung der Zellfunktion. Die Betrachtung der ScvO2 (mittels CeVOX-Technologie) ermöglicht
dem Kliniker diese Balance kontinuierlich zu überwachen. Sowohl zu hohe als auch zu niedrige
ScvO2 Werte können zu einem schlechteren Outcome führen.
• Die CeVOX Sonde kann bereits in der Notaufnahme einfach über einen zentralvenösen Zugang
platziert werden und ermöglich dem Kliniker damit sofort die kontinuierliche Überwachung von
Sauerstoffangebot und Sauerstoffverbrauch um die EGDT zu optimieren.

Diese Übersichtsarbeit diskutiert die diagnostische und prognostische Signifikanz der
Überwachung der zentralvenösen Sauerstoffsättigung ScvO2 (mittels CeVOX-Technologie) zur
Beurteilung von Sauerstoffangebot und Sauerstoffverbrauch im Rahmen der frühen, Ziel
gerichteten Therapie (Early Goal Directed Therapy – EGDT) bei Patienten mit septischem
Schock.

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 3 of 8 Dec 2007

Marx G, Reinhart K
Venous oximetry
Current Opinion in Critical Care
2006, 12; 263-268


• The goal of hemodynamic monitoring is to recognise early impending tissue hypoxia (oxygen
starvation in the organs) via ScvO2 or SvO2.
• There is normally a difference of 2-3% between the values for SvO2 and ScvO2, however both
change in parallel when there is a change in oxygen supply to demand.
• In patients with shock (e.g. sepsis, hvpovolemia) the ScvO2/SvO2 ratio can be altered, but both
react in parallel.
• The authors state that monitoring ScvO2 is safer for the patient as it only needs a central venous
catheter (CVC) whereas SvO2 requires the patient to have a pulmonary artery catheter. All patients
who have a CVC may benefit from having their ScvO2 measured, in fact, reduction in mortality has
only been shown so far when there is continuous measurement.

This review article emphasizes the clinical validity of ScvO2 measurement and recommends
continuous monitoring (as per the CeVOX) rather than with blood gas analysis to guide therapy
and optimise patient management.

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• Das Ziel des hämodynamischen Monitorings ist das frühe Erkennen einer bevorstehenden
Gewebehypoxie (erhöhter Sauerstoffbedarf in den Organen) via ScvO2 oder SvO2.
• Normalerweise besteht ein Unterscheid von 2-3% zwischen den Werten für SvO2 and ScvO2,
jedoch verändern sich beide parallel sobald sich Sauerstoffangebot oder Sauerstoffbedarf
verändern.
• Bei Patienten im Schock (z.B. Sepsis, Hypovolämie) kann sich die ScvO2/SvO2-Ratio ändern, aber
auch hier reagieren beide Parameter parallel.
• Die Autoren stellen fest, dass die Überwachung der ScvO2 über einen zentralvenösen Katheter
(ZVK) für den Patienten sicherer ist als die SvO2 bei der ein Pulmonalarterienkatheter benötigt wird.
Alle Patienten mit einem ZVK können von der Messung der ScvO2 profitieren. Tatsächlich wurde
eine Reduzierung der Mortalität bisher nur dann gezeigt wenn kontinuierlich gemessen wurde.

Diese Übersichtsarbeit betont die klinische Validität der ScvO2 Messung und empfiehlt die
kontinuierliche Überwachung (mittels CeVOX) gegenüber der Blutgasanalyse zur
Therapieführung und zum optimierten Patientenmanagement.

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 4 of 8 Dec 2007

Reinhart K, Brunkhorst FM, Bone HG, Gerlach H, Grundling M, Kreymann G, Kujath P, Marggraf G,
Mayer K, Meier-Hellmann A, Peckelsen C, Putensen C, Quintel M, Ragaller M, Rossaint R, Stuber F,
Weiler N, Welte T, Werdan K
[Diagnose und Therapie der Sepsis: S2-Leitlinien der Deutschen Sepsis-Gesellschaft e.V. (DSG)
und der Deutschen Interdisziplinären Vereinigung für Intensiv- und Notfallmedizin (DIVI)] (Article
in German)
Internist 2006; 47: 356-373


• The German guidelines discuss aspects of the diagnosis, prevention, causal therapy, supportive
therapy and adjunctive therapy for patients with sepsis.
• Extended hemodynamic monitoring is recommended for patients with need for vasopressors. For
the assessment of cardiac preload volumetric parameters are superior to filling pressures.
• These guidelines have been written by key opinion leaders in the field of sepsis management in
Germany. They are endorsed by the above mentioned societies.
• Monitoring of the central venous oxygen saturation, available continuously by the CeVOX-
Technology, is considered to be a vital part of supportive sepsis therapy.

These important guidelines highlight the essential role of both rapid and effective volume
management, and also monitoring of the central venous oxygen saturation in the treatment of
sepsis. The superior volumetric parameters obtained by the PiCCO-Technology as well as the
CeVOX-Technology are therefore essential for the effective management of these patients.

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• Die vorliegenden Leitlinien befassen sich mit Aspekten zur Diagnose, Prävention, kausalen
Therapie, supportiven Therapie und adjunktiven Therapie der Sepsis.
• Bei Patienten mit Vasopressorbedarf wird ein erweitertes hämodynamisches Monitoring empfohlen.
Zur Beurteilung der kardialen Vorlast sind volumetrische Vorlastparameter den Füllungsdrucken
überlegen.
• Die vorliegenden Leitlinien wurden von deutschlandweit führenden Medizinern in der Sepsistherapie
erstellt und werden von den o.g. Gesellschaften empfohlen.
• Das Monitoring der zentralvenösen Sauerstoffsättigung, welches kontinuierlich mit der CeVOX-
Technologie möglich ist, stellt einen integralen Bestandteil der supportiven Sepsistherapie dar.

In den vorliegenden Leitlinien wird die zentrale Bedeutung eines raschen und effektiven
Volumenmanagements und des Monitorings der zentralvenösen Sauerstoffsättigung für die
Therapie der Sepsis dargestellt. Sowohl die überlegenen volumetrischen Parameter der PiCCO-
Technologie als auch die CeVOX-Technologie können einen essentiellen Beitrag zum
Management dieser Patienten leisten.

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 5 of 8 Dec 2007

Jakob S
Multicentre study on peri-postoperative central venous oxygen saturation in high-risk surgical
patients
Critical Care 2006; 10: R158


• This article measured the association between central venous oxygen saturation (ScvO2) and
outcome in 60 high risk intra-abdominal surgery patients from 3 hospitals.
• ScvO2 (via blood gas analysis) was measured before the operation, every 2 hours during the
operation and up to 12 hours afterwards.
• There was a connection between the patients average ScvO2 and their hospital length of stay and
risk of post-op complications. Those over 73% were less likely to develop post operative
complications than those under 73%. Thus the authors recommended using the ScvO2 to guide
goal directed therapy.
• This study used blood gas analysis every two hours to measure ScvO2, whereas the CeVOX
Technology would have alerted medical staff immediately if the ScvO2 had dropped below 73%, and
would also have tracked the effects of any therapeutic interventions made to correct it.

This study highlights the importance of monitoring the ScvO2 in high-risk surgical patients in
order to optimise goal directed care. The CeVOX-Technology is the perfect device to
continuously provide this information and thereby reducing patients post-operative
complications. This would also reduce treatment costs for the patient.

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• Dieser Artikel betrachtet den Zusammenhang zwischen zentralvenöser Sauerstoffsättigung (ScvO2)
und Outcome bei 60 Hochrisikopatienten mit intraabdominellen Eingriffen aus drei Kliniken.
• ScvO2 (via Blutgasanalyse) wurde vor der Operation, 2-stündlich während der Operation und bis zu
12 Stunden nach der Operation gemessen.
• Es war ein Zusammenhang zwischen dem Mittelwert der ScvO2 der Patienten und der Verweildauer
in der Klinik und post-operativen Komplikationen zu beobachten. Patienten mit Werten von über
73% zeigten weniger häufig postoperative Komplikationen als Patienten mit Werten unter 73%.
Deshalb empfehlen die Autoren die Verwendung der ScvO2 zur Steuerung der Ziel gerichteten
Therapie.
• In dieser Studie wurden 2-stündliche Blutgasanalysen zur Messung der ScvO2 benutzt. Die CeVOX-
Technologie hätte das medizinische Fachpersonal sofort alarmiert bei einem Abfall der ScvO2 unter
einen Wert von 73%. Außerdem wären sämtliche durchgeführten therapeutischen Interventionen
erfasst worden.

Diese Studie betont die Wichtigkeit der Überwachung der ScvO2 zur Optimierung der Ziel
gerichteten Behandlung bei chirurgischen Hochrisikopatienten. Die CeVOX-Technologie ist die
perfekte Methode zur kontinuierlichen Anzeige dieser Information und dadurch zur Reduzierung
der postoperativen Komplikationen bei diesen Patienten. Dies kann auch die
Behandlungskosten reduzieren.

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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 6 of 8 Dec 2007

Kortgen A, Niederprüm P, Bauer M
Implementation of an evidence-based “standard operating procedure” and outcome in septic
shock
Crit Care Med 34: 943-949


• In this study 30 patients in ICU with septic shock were treated using a strict standard operating
procedure (SOP) including early goal directed therapy (including monitoring of ScvO2 and fluid
optimisation using ITBV via the PiCCO-Technology) to try and prevent organ dysfunction and
improve outcome.
• Patients were then compared to a similar control group of patients who had been in the same ICU
previously.
• Both groups had similar organ failure at the start, but the SOP group had a quicker resolution of
organ failure.
• Importantly, mortality in the SOP group was only 27% compared to 53% in the control group.

This article shows the dramatic benefit to patients with septic shock treated with an SOP -
quicker resolution of organ failure and mortality that was reduced by half. The SOP included
early goal directed fluid optimisation that focused strongly on ScvO2 (as provided continuously
by the CeVOX).

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• In dieser Studie wurden 30 Intensivpatienten mit septischem Schock nach strikten
Standardverfahren (SOP) behandelt. Dies beinhaltet eine frühe Ziel gerichteter Therapie (inkl.
Monitoring der ScvO2 und Volumenoptimierung mittels ITBV über die PiCCO-Technologie) um einer
Organdysfunktion vorzubeugen und den Outcome zu verbessern.
• Die Patienten wurden anschließend mit einer gleichartigen Kontrollgruppe verglichen, die davor
bereits in diese Intensivstation behandelt wurden.
• Beide Gruppen wiesen anfangs die Selben Arten von Organversagen auf, aber in der SOP-Gruppe
war das Organversagen schneller rückläufig.
• Wichtig ist dabei, dass die Mortalität in der SOP-Gruppe bei nur 27% lag, in der Kontrollgruppe aber
bei 53%.

Dieser Artikel zeigt den deutlichen Nutzen einer SOP für Patienten mit septischen Schock:
Schnellere Genesung vom Organversagens und Reduzierung der Mortalität um die Hälfte. Die
SOP beinhaltet eine frühe Ziel gerichtete Volumenoptimierung die hauptsächlich auf ScvO2
basiert (kontinuierlich mittels CeVOX).

Page 7

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PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 7 of 8 Dec 2007

Dellinger RP, Carlet JM, Masur H, Gerlach H, Calandra T, Cohen J, Gea-Banacloche J, Keh D, Marshall
JC, Parker MM, Ramsay G, Zimmerman JL, Vincent J L, Levy MM.
Surviving Sepsis Campaign guidelines for management of severe sepsis and septic shock
Crit Care Med 2004; 32: 858-73


• These Sepsis Guidelines came from a meeting in 2003 where the world’s experts discussed how to
improve outcome in patients with severe sepsis and septic shock. The areas discussed included
early goal-directed resuscitation.
• Following a review of the literature information was graded according to level of evidence and level
of recommendation.
• The first recommendation was that the initial resuscitation of septic patients should include central
venous or mixed venous oxygen saturation monitoring - Grade B level of recommendation (A the
highest and E the lowest).

These very important and widely publicised Sepsis Guidelines recommend septic patients have
their ScvO2 monitored (as per the CeVOX), in order to provide optimal care and treatment during
the initial phase of their illness.

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• Diese Sepsis-Richtlinien basieren auf einem Meeting aus dem Jahr 2003 bei dem die weltweit
führenden Experten darüber diskutierten wie der Outcome von Patienten mit schwerer Sepsis und
septischen Schock verbesserte werden kann. Unter anderem wurde auch die frühe Ziel gerichtete
Behandlung diskutiert.
• Nach einem Überblick zu Literatur wurde die Information eingeteilt bezüglich Evidenz-Grad und
Empfehlungs-Grad.
• Die erste Grad B-Empfehlung (A ist der höchste, E der niedrigste Grad) war, dass die initiale
Behandlung des septischen Patienten die Überwachung der zentral- oder gemischtvenösen
Sauerstoffsättigung beinhalten sollte.

Diese äußerst wichtigen und weit verbreiteten Sepsis-Richtlinien empfehlen bei septischen
Patienten die Überwachung der ScvO2 (mittels CeVOX) um die optimale Betreuung und
Behandlung während der frühen Phase ihrer Erkrankung sicherzustellen.

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PULSION CeVOX-Technology Recommended Literature
Short Summaries

PULSION CeVOX-Technology Literature Summaries 8 of 8 Dec 2007

Rivers E, Nguyen B, Havstad S, Ressler J, Muzzin A, Knoblich B, Peterson E, Tomlanovich M.
Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock
N Engl J Med 2001; 345: 1368-77


• The study measured the effect of early goal directed therapy (EGDT) in patients admitted to the
emergency department. 130 patients received EGDT and 133 standard treatment.
• Patients in the EGDT group had continuous ScvO2 monitoring and EGDT for at least the first 6
hours, whereas the standard treatment group did not have their ScvO2 measured.
• In-hospital mortality was 30.5% in the EGDT group and 46.5% in the standard group.
• Therefore EGDT including continuous monitoring of ScvO2 provides significant outcome benefits in
patients with severe sepsis and septic shock.

This very well known and widely discussed study showed a large benefit in outcome if septic
patients received EGDT including continuous monitoring of ScvO2 (as provided by the CeVOX-
Technology).

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• Diese Studie mist den Effekt der frühen Ziel gerichteten Therapie (early goal directed therapy –
EGDT) bei Patienten einer Notfallabteilung. 130 Patienten erhielten die EGDT und 133 die
Standardbehandlung.
• Bei Patienten der EGDT-Gruppe wurde kontinuierlich die ScvO2 überwacht und erhielten EGDT für
mindestens die ersten 6 Stunden. In der Standard-Gruppe wurde die ScvO2 nicht gemessen.
• Die Klinik-Mortalität lag bei 30,5% in der EGDT-Gruppe und bei 46,5% in der Standard-Gruppe.
• EGDT mit kontinuierlicher Überwachung der ScvO2 ermöglicht einen signifikanten Vorteil im
Outcome bei Patienten mit schwerer Sepsis und septischem Schock.

Diese sehr bekannt und umfassend diskutierte Studie zeigt einen großen Outcome Vorteil wenn
septische Patienten einer EGDT mit kontinuierlicher Überwachung der ScvO2 (mittels CeVOX-
Technologie) zugeführt werden.