MONITORIZACION HEMODINAMICA INVASIVA

MONITORIZACIÓN HEMODINAMICA INVASIVA

INTRODUCCIÓN

En pacientes hemodinámicamente inestables o que presentan shock circulatorio, los parámetros de monitorización hemodinámica básica (electrocardiograma, presión arterial no invasiva, pulsioximetría) resultan insuficientes para su diagnóstico y correcta resucitación.

La implementación de tecnologías en el proceso diagnóstico resulta imprescindible para orientar correctamente las posibles causas de shock, aunque cabe recordar que ningún aparato tiene que suplir la primera aproximación, que es a través de la exploración clínica. La monitorización invasiva no solo permite identificar el tipo de shock, sino también seleccionar el tratamiento intervencionista y evaluar la respuesta del paciente al tratamiento escogido.

Según las últimas recomendaciones, debería monitorizarse el gasto cardiaco y el volumen sistólico en aquellos pacientes que no respondan a la terapia inicial para evaluar la respuesta a los fluidos y/o a los inotrópicos. Aunque se recomienda usar preferentemente los aparatos menos invasivos, en los casos más complejos se sigue recomendando el uso del catéter de arteria pulmonar (CAP), especialmente si se asocia a lesión pulmonar aguda. El CAP estaría también indicado en pacientes con shock refractario y disfunción ventricular derecha.

En esta revisión no pretendemos describir las indicaciones de la monitorización hemodinámica invasiva ni detallar con precisión la tecnología de cada sistema, sino presentar las distintas alternativas de monitorización del gasto cardiaco que disponemos en la actualidad. Para ello se describen las técnicas de monitorización del gasto cardiaco (por termodilución y por análisis de la onda de pulso arterial), enfatizando las ventajas y limitaciones de los distintos sistemas. También hemos considerado importante detallar los índices de presión y volumétricos que ofrecen los distintos sistemas. Por último, se describen dos parámetros de oxigenación, la saturación venosa mixta y la central, que completan los parámetros más importantes de la macrocirculación

Monitorización del gasto cardiaco por termodilución transcardiaca. Catéter de arteria pulmonar

El uso del Catéter de Arteria Pulmonar (CAP) ha ido disminuyendo en los últimos años debido a la aparición de otros sistemas de monitorización menos invasivos. Actualmente, se reserva su uso en aquellos casos en los que el estado hemodinámico del paciente no se puede valorar, seguir o tratar adecuadamente con métodos no invasivos (por ejemplo el diagnóstico diferencial de la hipertensión pulmonar, pacientes con shock cardiogénico o insuficiencia cardíaca crónica descompensada o el trasplante cardíaco, pulmonar o cardiopulmonar).

El CAP proporciona datos tanto de la funcionalidad cardíaca (gasto cardíaco, precarga, postcarga), como de la oxigenación tisular (aporte y consumo de oxígeno). Se trata de un catéter de poliuretano de 110 cm de largo y un diámetro externo de 7 o 7,5 French, con dos conductos internos. El conducto de luz proximal (color azul) tiene su salida a 30 cm del extremo del catéter y debe quedar ubicado en la aurícula derecha, posibilitando la obtención de presión de esta cavidad; por esta luz se puede introducir suero frío para medir el gasto cardiaco. El conducto distal (color amarillo) discurre por toda la longitud del catéter hasta la terminación del mismo, ubicándose en una ramificación de la arteria pulmonar, permitiendo la obtención de la presión arterial pulmonar y la presión capilar pulmonar. En la punta del catéter existe un balón de látex de 1.5 cc de capacidad, que, una vez hinchado, permite avanzar al catéter hasta la arteria pulmonar y posibilita la medición de la presión capilar pulmonar. Y a 4 cm del final del catéter, en la superficie externa del mismo, un sensor de temperatura o termistor permite el cálculo del gasto cardíaco por termodilución.

El CAP también puede disponer de un conducto adicional que se abre a 14 cm de la punta del catéter para la infusión de líquidos, de un sistema de fibra óptica para monitorizar de forma continua la saturación venosa mixta, de un termistor para medir la fracción de eyección del ventrículo derecho, y de una resistencia eléctrica que genera pulsos calóricos de baja intensidad que permite calcular el gasto cardíaco continuo por termodilución.

Para la inserción del CAP es necesaria una monitorización continua del ECG para detectar cualquier alteración del ritmo o de la conducción. Las vías de acceso del catéter pueden ser la vena yugular, subclavia o braquial. Una vez introducido el catéter unos 15-20 cm, se infla el balón con 1,5 ml de aire y se hace progresar el catéter. A medida que se avanza, la morfología de la onda de presión y los valores numéricos de presión registrados en el monitor a través de la luz distal del catéter, nos guiarán acerca de la localización del mismo en su trayecto hacia la arteria pulmonar.

Tanto en el trazado de la onda de PVC (correspondiente al corazón derecho) como de PCP (corazón izquierdo), se pueden distinguir tres picos (“a”, “c” y “v”) y dos valles (“x” e “y”), que corresponden a las diferentes fases del ciclo cardíaco.

El cálculo del gasto cardiaco (GC) mediante el CAP se realiza gracias al termistor que registra los cambios de temperatura sanguínea en el extremo distal del catéter, aplicando el principio de termodilución (4). Habitualmente se inyectan bolos intravenosos de 5-10 ml de soluciones de suero fisiológico o glucosado al 5% fríos (0-5 ºC) o de 10 ml a temperatura ambiente (20-23 ºC), en 2-4 segundos, a través de la luz proximal del catéter. El suero, al mezclarse con la sangre, baja la temperatura de ésta, y al llegar a la arteria pulmonar, el termistor registra el cambio de temperatura en función del tiempo. Esta información se procesa y expresa en forma de una curva que relaciona el cambio de temperatura en relación al tiempo. Una curva normal muestra una elevación rápida y de gran magnitud, seguida de una lenta reducción hasta el nivel basal de temperatura. Una vez marcados los puntos correspondientes al 70 y 35% de la caída máxima de temperatura sanguínea, se definen tres áreas, siendo el área bajo la curva inversamente proporcional al flujo sanguíneo en la arteria pulmonar, que a su vez es equivalente al gasto cardíaco (excepto si existen shunts intracardíacos).

Para minimizar los errores de la termodilución manual se han desarrollado sistemas de medición continua del gasto cardíaco. Esto es posible gracias a la incorporación, en los catéteres de Swan Ganz, de un filamento térmico localizado a nivel de la aurícula derecha, que genera pulsos térmicos de baja energía calórica, que, transmitidos a la sangre circulante, generan un cambio de temperatura que quedará registrado por el termistor del catéter a nivel de la arteria pulmonar. De esta forma, se genera una curva de termodilución para el cálculo del gasto cardíaco.

Además del cálculo del GC, el CAP nos proporciona otros datos hemodinámicos y de oxigenación:

a) Perfil cardiaco:

• Presión Venosa Central (PVC). Es la registrada a partir de la vía proximal del catéter. En ausencia de obstrucción entre Aurícula Derecha (AD) y Ventrículo Derecho (VD) es equivalente a la presión telediastólica del VD.
• Presión capilar pulmonar (PCP). Es la registrada a través de la luz distal del catéter estando inflado el globo. En estas condiciones desaparece el flujo sanguíneo a ese nivel, por lo que la presión registrada reflejará la transmisión de la Presión a nivel de la Aurícula Izquierda (PAI). La PAI equivale normalmente a la Presión Telediastólica Ventricular Izquierda (PTDVI), por lo que el valor de PCP sería equivalente al de PTDVI, y reflejo de la precarga del Ventrículo Izquierdo (VI). Resumiendo y en condiciones normales: PCP = PAI = PTDVI = precarga ventricular.
• Fracción de Eyección (FE) del ventrículo derecho. Su obtención es posible gracias a la aplicación de termistors de respuesta rápida que detectan los cambios de temperatura asociados a cada ciclo cardíaco, dando una curva de termodilución con varias mesetas, de cuyo análisis se obtiene información de la fracción de eyección ventricular derecha. FE = volumen sistólico / volumen telediastólico.
• Índice de Trabajo Sistólico Ventricular Izquierdo (ITSVI). Este índice es un indicador del trabajo del ventrículo izquierdo para eyectar la sangre hacia la aorta.
• Índice de Trabajo Sistólico Ventricular Derecho (ITSVD). Indicador del trabajo del ventrículo derecho para eyectar la sangre hacia la arteria pulmonar.
• Índice de Resistencia Vascular Sistémica (IRVS). Se calcula a través del gradiente de presiones desde la aorta hasta la aurícula derecha.
• Índice de Resistencia Vascular Pulmonar (IRVP). Se calcula a través del gradiente de presiones desde la arteria pulmonar hasta la aurícula izquierda.

b) Perfil oxigenación:

• Transporte arterial de oxígeno (DO2). Es la cantidad de oxígeno (ml) transportado por minuto, y se calcula como: DO2 = GC x Ca O2 = GC x (1,34 x Hb x Sat art O2) x 10. (Valores normales: 850-1050 ml/min)
• Consumo de oxígeno (VO2). Es un indicador de la cantidad de oxígeno extraída por los tejidos, y se calcula como: VO2 = IC x (Ca O2 – Cv O2). VO2 = IC x 1,34 x Hb x (sat arterial O2 – sat venosa de O2). (Valores normales: 110 – 160 ml/ min/m2)
• Coeficiente de extracción de oxígeno (CEO2). Es la fracción de extracción de oxígeno por parte de los tejidos, es decir, la relación entre el consumo (VO2) y el aporte (DO2) de oxígeno: CE O2 = VO2 / DO2 (x 100).

Gasto cardiaco mediante dilución transpulmonar

La dilución transpulmonar mide los cambios de un indicador (frío, litio…) tras su inyección en la sangre en relación al tiempo. A diferencia de la termodilución del CAP, este método requiere de un acceso venoso (vía central convencional si el indicador es el suero frío, o también periférico si el indicador es el litio) y requiere de un catéter arterial femoral o axilar con un sensor de temperatura en su extremo distal. El análisis de la curva resultante es utilizado para el cálculo del gasto cardíaco. La curva de dilución transcardiaca y transpulmonar son diferentes. Como muestra la diferencia es provocada por la diferencia en la distancia entre el punto de inyección del indicador y el sensor en ambos sistemas, lo que provoca que el tiempo de tránsito en la dilución transpulmonar sea mayor.

Actualmente, existen sistemas de dilución transpulmonar por temperatura (termodilución) y sistemas que usan litio como indicador (litiodilución). En el caso de la termodilución transpulmonar (TDTP), la técnica de calibración se realiza con la inyección de suero a través de la vía venosa central, obteniendo una curva temperatura/tiempo. La validez de los datos obtenidos sobre el gasto cardiaco mediante TDTP se ha comparado con el método de Fick con buenos resultados y correlación (5). La temperatura corporal no sufre variaciones térmicas tan rápidas como para ocasionar alteraciones en la curva de termodilución, pero sí que pueden existir artefactos térmicos que impliquen distorsión (6). Los tratamientos de depuración extracorpórea (TDE) de la sangre suponen una posible vía de recirculación del indicador térmico y también de artefacto, ya que enfrían la sangre con su exposición a la temperatura ambiente y con los líquidos de reposición. A pesar de que existen experiencias con flujos bajos de sangre que no registran artefactos en las mediciones de TDTP realizadas con y sin TDE, se han comunicado recientemente variaciones significativas en la medición del GC durante TDE.

A nivel comercial, los sistemas que usan la TDTP son el sistema PiCCO (PiCCO plus, Pulsion Medical Systems®, Munich, Alemania) y el VolumeView® (Edwards LifeSciences, Irvine, Estados Unidos). Ambos sistemas requieren un catéter arterial (femoral o radial largo de 50 cm hasta arteria axilar) con sensor de temperatura en su extremo distal (catéter de termodilución) y una vía venosa central convencional. Tras la obtención del volumen sistólico y el GC, el análisis del contorno de la onda de pulso nos proporcionará además el GC de forma continua (ver más adelante), mientras que otros parámetros serán medidos y derivados, lo que permitirá la estimación simultánea de la precarga, postcarga, contractilidad y agua extravascular pulmonar.

Por otro lado, la litiodilución transpulmonar (LIDCO®; London, Reino Unido), es un método desarrollado por Linton en 1993 que consiste en la inyección de un bolus de litio en una vía periférica o central y un sensor arterial del indicador, se obtiene una curva similar a la de la termodilución con frío. El litio es una sal que no se encuentra en condiciones normales en la sangre, excepto en pacientes que lo tomen de forma exógena como tratamiento y que no se secuestra prácticamente en el árbol pulmonar, estas propiedades lo convierten en un indicador apropiado, Un sensor externo extrae sangre de una vía arterial a un ritmo de 4ml/min. El sensor en realidad lo que detectará será el voltaje dependiente del litio, que es transformado en concentración de litio a través de la ecuación de Nernst. Al detectar la concentración de litio en sangre arterial en relación al tiempo transcurrido desde la administración, se forma una curva concentración/tiempo. El gasto cardíaco se obtiene mediante algoritmo matemático usando el área bajo la curva de concentración-tiempo y el volumen sistólico es calculado a partir de la potencia de pulso tras la calibración con la solución de litio. Un valor que tendremos que aportar a la calibración, será el valor del sodio plasmático, ya que el sodio también creará un voltaje en el sensor que tendremos que eliminar del cálculo de la curva.

Tanto la TDTP como la litiodilución permiten obtener, además del GC, una serie de valores volumétricos. El tiempo medio de tránsito (MTst) y el tiempo de la pendiente de descenso exponencial (Dst) del indicador térmico permiten calcular el volumen térmico intratorácico total (ITTV), producto del GC por el Mtt y el volumen térmico pulmonar total (PVB), producto del GC por el Dst. La determinación del ITTV y del PTV nos permitirá estimar el volumen de las cuatro cámaras cardíacas o volumen global al final de la diástole (GEDV), ya que es la diferencia entre ambos parámetros.

1. Volumen sanguíneo intratorácico (ITBV) y Volumen telediastólico global (GEDV) definido como la suma del volumen de sangre de las 4 cavidades cardíacas con o sin el lecho vascular pulmonar. El GEDV se comporta como un indicador más fiable de la precarga que las presiones de llenado cardiacas, ya que aumenta con la carga de volumen pero no con los inotrópicos. La determinación del GEDV es equiparable con la medida del volumen telediastólico del ventrículo derecho pero sin requerir cateterización de la arteria pulmonar.
2. Agua extravascular pulmonar (EVLW): Refleja el agua en el intersticio pulmonar y alveolar, su valor se sitúa entre 3-7ml/kg. Y en diversos estudios ha demostrado que EVLW puede mejorar la estratificación de riesgo y manejo de los pacientes con sepsis grave. Aunque se ve artefactado por PEEPs muy altas, TEP y tras resección pulmonar.
3. Índice de permeabilidad vascular pulmonar (PVPI): sería de utilidad para diferenciar el edema pulmonar debido a alteración de la membrana vascular de origen inflamatorio del edema de origen hidrostático. Su valor se obtiene de forma indirecta a partir del cálculo de variables como el volumen sanguíneo pulmonar y el EVLW, por lo que debe interpretarse siempre con la evaluación clínica.
4. GEF (fracción de eyección global): Es el cociente entre el VS y un 1/4 del GEDV. Este parámetro identifica disfunción ventricular izquierda como derecha.

Gasto cardiaco por análisis de la onda arterial

Los sistemas de monitorización del GC por dilución transpulmonar permiten además, una vez calibrados, obtener el GC continuo por análisis de la curva arterial. Existen otros monitores en el mercado que, sin necesidad de calibración, también proporcionan el GC por onda arterial: FloTrac-Vigileo®, Pulsioflex®, LiDCO rapid®, MostCare®. Los distintos sistemas comerciales emplean modelos empíricos basado en datos demográficos individuales (talla, peso, edad y sexo) y distintos algoritmos para el análisis de la onda arterial.

El análisis de la onda arterial se basa en el concepto que el volumen sistólico es equivalente a la integral del área bajo la curva de presión arterial. Existen dos métodos para calcularla, una es a partir del cálculo entre el inicio de la sístole y la incisura dicrótica o la diferencia entre sistólica y diastólica (potencia de pulso). Así y mediante un análisis matemático de pulso a pulso, se convierte la onda de pulso en volumen. Para que la onda de presión sea una representación del volumen sistólico que eyecta el corazón, hace falta tener en cuenta en los cálculos, la distensibilidad arterial, la resistencia vascular periférica, la impedancia aórtica y en los últimos modelos matemáticos la velocidad en la onda de pulso y la reflexión en el árbol vascular. La relación proporcional directa entre pulsatilidad arterial, volumen cardiaco y velocidad cardiaca nos va aportar los datos necesarios para calcular el gasto cardiaco.

El lugar de inserción de la arteria es un factor importante en los dispositivos que se basan en el análisis de la onda de presión arterial. En varias situaciones habrá discrepancias entre las ondas, como en pacientes sépticos tratados con altas dosis de vasoconstrictores, en la salida de la circulación extracorpórea en cirugía cardíaca e incluso en la fase de reperfusión en un trasplante hepático.

Parámetros dinámicos de volemia o parámetros de respuesta a fluidos

Los parámetros dinámicos de estimación de la volemia se considerarán más fiables que los estáticos (GEDV; ITBI) y estos, a su vez, superiores a la presiones (PVC, PCP,…). Dentro de los parámetros dinámicos, destacan la variación de presión sistólica (VPS), la variación del volumen sistólico (VVS), la variación de presión del Pulso (VPP).

Los parámetros dinámicos se basan en la interdependencia entre el ciclo cardiaco y el ciclo respiratorio. En ventilación mecánica, durante la inspiración, hay un aumento del volumen sistólico reflejado por un aumento del pico de presión sistólica. El volumen sistólico aumenta como consecuencia del aumento de la presión intratorácica. Al incremento de presión sistólica que aparece durante la inspiración se le denomina variación de aumento (delta up) y a la variación hacia abajo, variación de descenso (delta down). A la suma se le denomina variación de presión sistólica (VPS). Los principios para el cálculo de la VPP y la VVS. La variación de la presión de pulso (VPP), definida como el porcentaje de variación de la presión de pulso arterial en un periodo de 7,5 segundos y VVS, que se define como el porcentaje de cambio en el volumen sistólico durante un periodo de 7,5 segundos. Son los dos parámetros que se han demostrado útiles para predecir la respuesta que tendrá a una carga de fluidos. EL VPP se basa en el estudio de los picos de presión en la onda de pulso y el VVS se basa en el estudio del área bajo la curva de la onda de presión. En los últimos estudios se ha demostrado más productor el VPP respecto el VVS.

Estos parámetros presentan ciertas limitaciones para su interpretación. En primer lugar, está influenciado por el volumen corriente de la ventilación mecánica y la PEEP. Los pacientes, deben estar en ventilación mecánica, en ausencia de fallo ventricular (sobre todo derecho) y no deben estar en fibrilación auricular o con extrasistolia frecuente.

Saturación venosa mixta y venosa central

La saturación venosa medida a nivel de la arteria pulmonar se denomina saturación venosa mixta (SvO2). Se puede obtener mediante monitorización continua gracias a catéteres especiales de fibra óptica o mediante análisis de una muestra de sangre obtenida de la luz distal del catéter. Su valor (alrededor del 75%) refleja la funcionalidad global del sistema cardiovascular, relacionándose directamente con estados de bajo gasto. La SVO2 marca la relación entre el aporte (DO2) y el consumo (VO2) de oxígeno de los tejidos: SVO2 = DO2/VO2. Varía de forma directamente proporcional al gasto cardíaco, hemoglobina y saturación arterial de oxígeno, y es inversamente proporcional al consumo de oxígeno. En ausencia de cambios de la saturación de oxígeno, de la Hb o del consumo de oxígeno, un valor inferior al 60% refleja una utilización importante de las reservas de extracción de oxígeno, y un valor inferior al 40% es indicativo de hipoxia tisular severa. La SVO2 también puede aumentar, interpretándose como un aumento del GC, de la cifra de Hb, de la saturación arterial de oxígeno, o un descenso del consumo.

En diversas situaciones, la Saturación venosa central de oxígeno (SvcO2), obtenida del análisis de una muestra sanguínea de la aurícula derecha, se ha propuesto como sustitución de la SvO2, por su facilidad de obtención y por mantener una buena correlación con la SvO2. Su valor normal es de >70%. La ScvO2 es normalmente un poco mayor que la SvO2 (en torno al 5%), ya que no está mezclada con la sangre venosa del seno coronario. Ambas evalúan la idoneidad de la perfusión global disminuyendo ante reducciones del gasto cardíaco y/o incrementos de las necesidades metabólicas. Sin embargo, existen limitaciones en la interpretación de valores de SvcO2; así, en determinadas situaciones de shock distributivo, se han descrito incrementos de SvcO2 asociados a una mayor mortalidad. Este hallazgo podría deberse a mecanismos como la existencia de shunts o alteraciones en la extracción de oxígeno de estos pacientes, por lo que sería aconsejable disponer además de otros parámetros que nos informen de la perfusión tisular.