22 Gasto cardiaco y monitoreo hemodinámico mínimamente invasivo

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Felipe de Jesús Pérez Rada

En los dos últimos decenios, los cambios tecnológicos y la mejoría en las técnicas quirúrgicas, así como el crecimiento en el arsenal terapéutico, han ocasionado un aumento en el número de pacientes críticos con diversos grados de disfunción orgánica. Esta evolución y cambios van en paralelo con los avances en la vigilancia de los pacientes graves en las unidades de cuidados intensivos (UCI), y en especial del monitoreo hemodinámico y respiratorio. En este capítulo se estudia específicamente la vigilancia del gasto cardiaco, tanto el método invasivo como los no invasivos o poco invasivos. El gasto cardiaco se define como el flujo de sangre total generada por el corazón, suficiente para satisfacer los requerimientos metabólicos tisulares de una persona, en un adulto normal en reposo oscila entre 4.0 y 6.5 L/min. El gasto cardiaco es un determinante primario del aporte de oxígeno y otros metabolitos al organismo, está determinado por la precarga, contractilidad miocárdica y poscarga, y permite realizar una evaluación global de la circulación, así como de las diversas respuestas fisiológicas, fisiopatológicas o ambas que ocurren por influencia neurohumoral y endocrina en el individuo.1 Es importante reconocer que ni los valores absolutos que se obtienen con la vigilancia del gasto cardiaco, las variables derivadas de él, ni los cambios que se observan al modificar la terapéutica, reflejan en su totalidad un flujo sanguíneo local adecuado en un tejido u órgano afectado por la patología del paciente. Pero si el paciente permanece con un gasto cardiaco y sus variables derivadas bajas, se incrementa la morbimortalidad; también hay pacientes con gasto cardiaco bajo y cifras de presión arterial normal, lo cual demuestra que las variables hemodinámicas básicas pueden ser insuficientes para la vigilancia del paciente grave.1,2

MÉTODO DE FICK El primer método para la determinación del gasto cardiaco fue propuesto por el fisiólogo alemán Adolph Fick en 1870, de quien toma su nombre; la ecuación de Fick relaciona al gasto cardiaco con el consumo de oxígeno diluido en la sangre al cual considera como un indicador diluido en forma generalizada, proponiendo la siguiente fórmula: GC = VO2 (consumo de oxígeno)/ diferencia arteriovenosa (dif. a-v O2) = VO2 (mL O2/min) / CaO2 (mL O2/ 100 mL) – CvO2 (mL O2/100 mL) x 10

Para saber el consumo de oxígeno se requería medir el oxígeno en el aire exhalado y colectado en una bolsa o pulmón por un tiempo prefijado. La diferencia arteriovenosa de O2 se obtiene midiendo el contenido arterial de O2 a través de la siguiente fórmula: CaO2= Hb (g/dL) x 1.36 (mL O2 x g de Hb) x Sat.aO2 (%) + PaO2 x 0.003

Al cual se le resta el contenido de O2 venoso obtenido mediante la siguiente fórmula: CvO2 = Hb (g/dL) x 1.36 (mL O2 x g de Hb) x Sat.vO2 (%) + PvO2 x 0.003

En realidad, la cifra de O2 disuelto es tan pequeña que puede eliminarse de la ecuación. Multiplicar el denominador x 10 convierte los decilitros en litros.

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Ahora, para agilizar y optimizar la técnica de Fick se utiliza oximetría de pulso, oximetría en el catéter en la arteria pulmonar y análisis de gases respiratorios o calorimetría indirecta para medir el consumo de oxígeno. Algunas veces los médicos asumían el consumo con un valor constante basal entre 200 y 250 mL/ min, el cual no es correcto, pues no es posible asegurar un valor estándar en un paciente críticamente enfermo.3-5

CATÉTER EN LA ARTERIA PULMONAR Uno de los métodos más utilizados y más antiguo es el monitoreo del gasto cardiaco a través de un catéter de la arteria pulmonar (CAP), originalmente desarrollado en 1940 y perfeccionado por el Dr. Jeremy Swan y el Dr. William Ganz. Dicho catéter provee un número de medidas que ayudan a evaluar la precarga (PVC), las presiones de la arteria pulmonar (PAP), saturación venosa de O2 (Sat.VO2) y el gasto cardiaco, entre otros (cuadro 22-1).3,4

Gasto cardiaco por termodilución La medición del gasto cardiaco utilizando el CAP se realiza a través de la técnica de termodilución, considerada como el método estándar con el cual se comparan el resto de los nuevos métodos, debido a su fácil implementación y a la experiencia clínica obtenida. La termodilución es una variante del método de dilución de un indicador, en la cual se inyecta una cantidad conocida de una sustancia (trazador) en el torrente sanguíneo y después de mide su cambio de concentración y el tiempo en que ocurrió en un sitio distal. El método original utilizaba diferentes tipos de colorantes no tóxicos, como el azul de Cromassie, el azul de Evans y el verde de Indocianina, los cuales eran inyectados por vía periférica o central y se analizaban sus concentraciones en sitios arteriales distales.

(Capítulo 22)

Ahora se utiliza el método de termodilución donde el indicador no es un colorante, sino la temperatura. La base fundamental de este método está dada por la ecuación de Stewart-Hamilton: Q= [VI (Tb-Ti) (K1K2)]/[Tb (t) dt]

Q= gasto cardiaco VI= volumen inyectado Tb= temperatura sanguínea Ti= temperatura inyectada K1= factor de densidad K2= constante Tb (t) dt= cambio de temperatura como una función de tiempo. En la evolución del CAP (catéter de arteria pulmonar) un avance muy importante en la práctica clínica ha sido la incorporación de un sensor térmico en la punta del catéter, lo cual ha permitido la práctica y rápida manera de el gasto cardiaco en forma repetida al lado del paciente con un indicador no tóxico, no acumulativo ni recirculante como los colorantes. La temperatura de la sangre se mide de manara continua por el sensor de la punta del catéter, además de medir por otro sensor en el sitio proximal del mismo; es importante la constante de cálculo que provee el fabricante para agregar al equipo de monitoreo y completar los datos y poder procesarlos.4-6 Por lo general se utiliza solución glucosada al 5% o solución fisiológica, inyectándose un volumen fijo a temperatura ambiente o fría (depende de la programación de la computadora de gasto cardiaco) en bolo rápido a través de la vía proximal del CAP, así, el cambio en la temperatura de la sangre en la arteria pulmonar es registrado por el sensor térmico en la punta del CAP. Estos datos, junto con los programados antes, forman una integral de cambio de temperatura sobre tiempo, lo cual corresponde al área bajo la curva de termodilución, calculado por la computadora de gasto cardiaco electrónicamente.

Cuadro 22-1. Valores obtenidos a través del monitoreo con catéter en arteria pulmonar, tanto de manera directa (medición) como indirecta (fórmulas) Gasto cardiaco (GC)2 Índice cardiaco (IC) Volumen latido (VL) Presión venosa central (PVC)2 Presión del ventrículo derecho (PVD) Presión de arteria pulmonar Presión de arteria pulmonar media (PAPM) Presión capilar pulmonar en cuña (PCPC) Resistencia vascular sistémica (RVS) Resistencia vascular pulmonar (RVP) Índice de resistencia vascular sistémica (IRVS) Índice de resistencia vascular pulmonar (IRVP) Trabajo del ventrículo izquierdo (TVI) Trabajo del ventrículo derecho (TVD)

VO2/Dif a-v O2 GC/SC GC/FC Medición directa2 Medición directa Medición directa Medición directa Medición directa (PAM–PVC) 80/GC (PAPM–PCPC) 80/GC (PAM–PVC) 80/IC (PAPM–PCPC) 80/IC PAM–PCPC (0.0136) x VL PAPM–PVC (0.0136) x VL

4 a 6.5 L/min2 2.2 a 4.2 L/min/m2 60 A 90 mL/latido 0 a 4 cm H2O 20 a 30/0 a 5 mm Hg 18 a 25/8 a 10 mm Hg 12 a 16 mm Hg 5 a 12 mm Hg 1 200 a 1 500 dinas/seg/cm-5 60 a 150 dinas/seg/cm-5 1 300 a 2 900 dinas/m2 100 a 240 dinas/m2 40 a 60 g-m/latido/m2 30 a 65 g-m/latido/m2

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Se recomienda una serie de tres mediciones de gasto cardiaco en forma consecutiva para ser promediadas y proporcionar un resultado más confiable, con un margen de error de 5 a 10% comparado con otros métodos. Algunos factores que pueden influir en la medición del gasto cardiaco en forma importante por las condiciones del paciente son: los cortocircuitos intra o extracardiacos y la regurgitación de la válvula pulmonar o tricúspide; debido al equipo o a la técnica serían, por ejemplo: una entrega insuficiente o lenta del líquido, la inyección del líquido dentro del introductor, que se haya calentado el líquido cuando se requiere frío, daño en los sensores traumático o por coágulos o fibrina, administración muy rápida de soluciones intravenosas, posterior a la cirugía de bypass y la influencia del ciclo respiratorio.5-6

Gasto cardiaco continuo por termodilución

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Siguiendo con los avances tecnológicos, el CAP evolucionó agregándosele un filamento térmico a 15 o 20 cm de la punta, el cual calienta, en lugar de enfriar, la sangre, realizándose así el cambio térmico necesario para medir por termodilución. Dicho filamento se enciende y apaga cíclicamente en un patrón determinado y se registra en la computadora, de esta forma el gasto cardiaco se deriva de la correlación cruzada de la temperatura medida en la arteria pulmonar y la secuencia conocida de la activación del filamento. Esto ocurre de manera cíclica y constante, lo cual permite obtener los valores cada 30 a 60 seg, apareciendo un valor promedio cada 3 a 6 min. Este método es considerado como vigilancia continua del gasto cardiaco o en tiempo real, aunque algunos autores comprobaron que este método era más lento para demostrar cambios a maniobras terapéuticas que otros métodos como la sonda de flujo por ultrasonido, la presión arterial o la saturación venosa mixta de O2.6-9

MÉTODOS MÍNIMAMENTE INVASIVOS Monitoreo de gasto cardiaco por ultrasonido Doppler Alrededor de 1980 se reportó la vigilancia del gasto cardiaco por ultrasonido Doppler determinando velocidades de flujo en un área de sección transversal de la aorta, con un ecocardiógrafo modo A. Debido a lo popular y seguro del método intentó generalizarse porque no requería invasividad en el paciente, con el inconveniente de que las mediciones eran intermitentes. Su principio radica en que las ondas de ultrasonido golpean objetos en movimiento, estas ondas se reflejan a la fuente en una frecuencia diferente denominada frecuencia de desviación Doppler relacionada de manera directa con la velo-

cidad de movimiento de los objetos y con el ángulo en el cual la vibración del ultrasonido golpea esos objetos, el flujo de eritrocitos a través de una arteria principal sirve como los objetos en movimiento enfocados por la vibración ultrasónica, de esas mediciones se obtiene el flujo sanguíneo. Una vez determinada la velocidad del flujo sanguíneo, se calcula el volumen latido y éste se multiplica por la frecuencia cardiaca, obteniendo así el gasto cardiaco.10,11

Ultrasonido Doppler transesofágico La evolución de los equipos del ultrasonido Doppler permitió agregar un transductor a la punta de un estetoscopio esofágico, logrando así la vigilancia continua del gasto cardiaco y midiendo en forma continua el flujo sanguíneo de la aorta descendente. La sonda esofágica con el transductor integrado se coloca por vía oroesofágica casi 35 cm de los incisivos, en un paciente intubado y sedado profundamente, su posición óptima es entre el 5° y 6° espacio intercostal torácico o en la tercera unión esternocostal, y se monta en un ángulo fijo conocido por la computadora para medir así la velocidad de flujo de sangre de la aorta.11,12 El dispositivo mide el volumen latido multiplicando el área de sección transversal de la aorta (usa el ultrasonido en modo M) por la velocidad integrada al tiempo del flujo sanguíneo. Se mide el área de sección aórtica. El gasto cardiaco se obtiene multiplicando el volumen latido por la frecuencia cardiaca. Este método puede proveer además estimados de la precarga y contractilidad cardiaca, y tiene varias ventajas: es fácil de usar, es mínimamente invasivo y seguro, puede usarse por varios días y es rápido de instalar (en menos de 5 min). Sin embargo, tiene varios inconvenientes, se coloca similar a una sonda nasogástrica, requiere una colocación precisa y dirección para asegurar la medición, debe reposicionarse con frecuencia debido al desplazamiento por el movimiento del paciente; el dispositivo asume que la aorta es cilíndrica, cuando en realidad al ser dinámica el área de cruce seccional depende de la presión del pulso y la distensibilidad; es decir, el ultrasonido Doppler asume que el flujo sanguíneo en la aorta es estable, situación que no ocurre normalmente y menos en el paciente crítico. Su principal limitación radica en su precisión como una medida absoluta del gasto cardiaco, corrige esto midiendo el diámetro de la aorta; reconocer que sólo brinda un estimado del gasto cardiaco es inexacto en caso de estenosis y/o regurgitación de la aorta, además de asumir que el flujo sanguíneo de la aorta descendente es sólo 70% del gasto cardiaco total. El ultrasonido Doppler transtorácico puede usarse para la medir el gasto cardiaco, pero la pobre calidad de resolución lo ha llevado a tener una correlación deficiente con otras mediciones absolutas por termodilución.10-12

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BIOIMPEDANCIA ELÉCTRICA TRANSTORÁCICA Determina el gasto cardiaco aplicando una corriente eléctrica de bajo voltaje desde el cuello hasta el tórax, y mediante dos cambios de impedancia, los cuales reflejan cambios en el volumen sanguíneo torácico. El dispositivo utiliza unos electrodos adheridos a la piel del tórax, se procesa el estudio junto con un electrocardiograma para determinar su correlación entre los eventos eléctricos y mecánicos cardiacos, mediante diversas fórmulas y ecuaciones la bioimpedancia determina el flujo sanguíneo en la aorta del cual después se obtiene el gasto cardiaco.8,9,13,14 Aunque los estudios han mostrado buena correlación con los métodos de termodilución, este método cuenta con varias limitaciones, por ejemplo, es muy sensible a la disposición y adherencia de los electrodos, así como a los procesos que aumenten el flujo sanguíneo intratorácico como el edema agudo pulmonar, el derrame pleural, contracción pulmonar, entre otros. La seguridad de los datos disminuye con las arritmias.

GASTO CARDIACO POR ANÁLISIS DE PULSO ARTERIAL En un intento por medir el gasto cardiaco en forma continua, cierto número de técnicas se han enfocado en el análisis de la forma de onda del pulso arterial. Estos métodos, denominados gasto cardiaco por contorno de pulso, determinan el gasto cardiaco desde un análisis computarizado de la forma de onda de presión arterial, previo al análisis de formas de onda de presión arterial de varios sitios, incluyendo la aorta, arteria radial, femoral y otros, se obtiene una constante utilizada para los cálculos de gasto cardiaco. En un inicio, estudios realizados con los primeros equipos no mostraban buena correlación con los métodos tradicionales, incluyendo con catéter de arteria pulmonar; los estudios más recientes después de ajustes en las fórmulas han mostrado una mejoría en la seguridad y certeza de los resultados.8,9 Entre los primeros métodos se encontraban uno que usaba la calibración de termodilución transpulmonar, requiere cateterización de la arteria femoral, el otro requiere una calibración con dilución de litio y que el análisis de la onda de pulso arterial sea radial o braquial. Ambas ofrecen el potencial para un monitoreo latido a latido, y usan mediciones transpulmonares de un indicador (temperatura fría o litio), por tanto, elimina el efecto confuso del ciclo respiratorio del método estándar del CAP.

(Capítulo 22)

Estos métodos requieren programas computacionales basados en medidas fisiológicas que no siempre pueden aplicarse clínicamente. Aún se debate sobre la técnica del contorno del pulso, incluyendo que los datos obtenidos son no lineares, la distensibilidad aórtica, la relación entre la presión aórtica y periférica, y los problemas clínicos esperados encontrados durante la grabación de las formas de onda de la presión arterial.15,16 Debido a que la forma de onda de la presión de pulso arterial es una función del volumen latido y distensibilidad arterial, el análisis del contorno del pulso presente en la vigilancia continua del gasto cardiaco se lleva a cabo estimando el volumen latido y tomando la presión diastólica como la línea basal. Para obtener el volumen latido se estima el área bajo la curva de la presión del pulso desde el final de la diástole hasta el final de la sístole. La distensibilidad arterial se calcula usando una serie de fórmulas basadas en la edad, peso, estatura, frecuencia cardiaca y presión arterial media; de la distensibilidad arterial calculada y el volumen latido medido, el dispositivo determina el gasto cardiaco. Se conocen varios dispositivos para análisis del contorno del pulso, entre ellos se encuentran el sistema PiCCO, que requiere termodilución transpulmonar; el sistema LiDCO, el cual necesita calibración usando dilución con litio, y el sistema Modelflow Finapres, que aconseja otros medios de medición de gasto cardiaco para su calibración. Otros sistemas, como el Vigileo Edwards, usan un sensor FlotTrac en el transductor arterial y no necesitan calibración especial; la mayoría requiere frecuente recalibración debido a los cambios del estado hemodinámico en el paciente críticamente enfermo. Este método no ha sido validado en pacientes graves con cambios rápidos del tono arterial común.15-18 La importancia de la vigilancia temprana y no invasiva se debe a la facilidad para llevarlo a cabo y lo práctico que resulta, esto permite guiar la terapéutica en etapas iniciales, disminuye la morbilidad permite el egreso más rápido de los pacientes.

PUNTOS CLAVE 1. La medición del gasto cardiaco es un procedimiento muy útil en aquellos pacientes con alteraciones hemodinámicas severas. 2. Deberá siempre correlacionarse las variables hemodinámicas derivadas de la medición de gasto cardiaco con el estado clínico de la paciente. 3. La vigilancia temprana y no invasiva permite el egreso mas rápido de los pacientes.

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