Este capítulo explora la relación de la sección G7 (iv) del programa de estudios primarios del CICM de 2017, que espera que el candidato al examen «describa los métodos de medición del gasto cardíaco, incluyendo la calibración, las fuentes de error y las limitaciones». También es relevante para la sección G7 (vi), «describir los métodos y principios utilizados para medir el flujo sanguíneo regional», ya que los métodos de medición del flujo sanguíneo son los mismos independientemente de si se mide el flujo total o regional. Esta es una característica común de los pasados exámenes de la primera parte del CICM y debería ser una prioridad para el candidato revisor, a pesar de que muchas de las técnicas descritas aquí han sufrido una pérdida progresiva de popularidad a la cabecera del paciente. Las apariciones históricas han incluido:

• Pregunta 10 del segundo examen de 2017 (comparar dos métodos)
• Pregunta 19 del primer examen de 2014 (termodilución sola)
• Pregunta 12 del primer examen de 2011 (técnica de dilución de indicadores)

La variación potencial más aterradora de estas preguntas probablemente tendría que ser algo en lo que los aprendices tengan que crear una tabla que compare y contraste las ventajas y limitaciones de cada método. Esperemos que este resumen tabulado sea de utilidad, si alguna vez volvemos a ver esto:

Por diversas razones, entre las que destaca su relevancia para las mediciones de termodilución del gasto cardíaco, el método de dilución del indicador y el principio de Fick se tratan principalmente en la sección relativa a los catéteres de la arteria pulmonar de Swan-Ganz. Dado que estos conceptos tienen sus propios capítulos, aquí sólo formarán parte del fondo escasamente iluminado.

Como ocurre con todo tema central, no escasea la literatura de calidad revisada por pares. Ehlers et al (1986) ofrecen una excelente y breve visión general de las principales técnicas, que presenta un desglose pragmático del tipo «ventajas/desventajas». Un artículo de Lavdaniti (2008), disponible gratuitamente, es casi tan bueno, pero sin la misma estructura. Jhanji, Dawson & Pearce (2008) son otra alternativa gratuita.

Medición del gasto cardíaco por el método de Fick

Puesto de la manera más simple, el método de Fick para medir el gasto cardíaco se basa en la observación de que la captación total de oxígeno por el cuerpo es igual al producto del gasto cardíaco y la diferencia de contenido de oxígeno arterial-venoso. Lógicamente, este principio se denomina principio de Fick. Reordenando la ecuación:

Todo esto se discute con mayor detalle en un capítulo separado que trata del Principio de Fick. Bastará con decir que la correcta aplicación de este método requiere la engorrosa medición del oxígeno total inhalado y exhalado (normalmente utilizando algún tipo de máscara o bolsa de recogida), así como las mediciones simultáneas de la sangre arterial y venosa mixta. Estos serían los ingredientes esenciales del método Fick «directo». También existen opciones «indirectas», en las que una de las mediciones más incómodas se sustituye por algún tipo de valor estimado, por ejemplo, cuando se utiliza un nomograma basado en la edad/peso/sexo para estimar el VO2. Obviamente, el uso de estimaciones introduce un elemento de error en una medición que ya no es especialmente precisa. El método directo de Fick, incluso cuando se realiza en condiciones perfectas de laboratorio, tiene un rango de error de alrededor del ±8%, según un interesante estudio en animales de Seely et al (1950).

Método:

• El consumo de oxígeno (VO2) se mide comparando la cantidad de oxígeno inhalado y de oxígeno exhalado, normalmente mediante una bolsa de recogida y/o un caudalímetro
• El contenido de oxígeno venoso mixto y el contenido de oxígeno arterial se miden directamente, a partir del torrente sanguíneo
• Alternativamente, para el método indirecto, se pueden hacer estimaciones:
  • La OV2 puede estimarse a partir de nomogramas
  • El contenido de oxígeno venoso mixto puede suponerse sobre la base de valores normales, o estimarse a partir de muestras venosas centrales
  • El contenido de oxígeno arterial puede estimarse a partir de la oximetría de pulso

Fuentes de error:

• El método directo se vuelve inexacto si el gasto cardíaco es errático a lo largo del período durante el cual se recogen las mediciones
• El método indirecto introduce una variedad de inexactitudes, cuya magnitud y dirección estarían determinadas principalmente por el valor medido que se está sustituyendo por una estimación.

Ventajas:

• Este método está ampliamente considerado como el «patrón de oro»
• La precisión es aceptable para los fines de gestión hemodinámica diaria
• Los datos necesarios para calcular una medición indirecta del gasto cardíaco de Fick ya están disponibles en muchos pacientes de la UCI (es decir, los datos demográficos del paciente y unLos datos necesarios para calcular una medición indirecta del gasto cardíaco de Fick ya están disponibles en muchos pacientes de la UCI (es decir, los datos demográficos del paciente y una vía arterial)

Limitaciones:

• La medición del VO2 tarda algunos minutos
• El gasto cardíaco debe permanecer estable durante la duración de la medición
• Para el método directo, es necesario realizar mediciones invasivas, es decir, el paciente necesitará una vía arterial.Es decir, el paciente necesitará un muestreo de sangre arterial y un catéter en la arteria pulmonar
• El rango de error es de alrededor de ±8%, como se mencionó anteriormente (cuando se compara con un rotámetro de flujo que mide el flujo sanguíneo en la arteria pulmonar principal)

Medición del gasto cardíaco por dilución del indicador

Por alguna razón, al parecer completamente ajena a la importancia de su examen, se dedicó un capítulo entero al método de dilución del indicador para la medición del gasto cardíaco. Afortunadamente, no tiene sentido leerlo, ya que lo básico se resume aquí. En resumen, este método se basa en la premisa de que la administración de una dosis conocida de una sustancia por vía intravenosa puede utilizarse para medir el gasto cardíaco mediante la medición de la velocidad de tránsito de esa sustancia en algún detector posterior. Para ser más precisos, el área bajo la curva de concentración/tiempo puede utilizarse para determinar el flujo:

Salida cardíaca = dosis indicadora / área bajo la curva de concentración-tiempo

Esta es una simplificación de la ecuación de Stewart-Hamilton:

• V̇ = m/Ct,
  donde
  • V̇ = flujo, o gasto cardíaco
  • C = concentración
  • m = dosis del indicador, y
  • t = tiempo

Método

• Se inyecta una sustancia indicadora en el torrente sanguíneo, antes de un detector
• El detector mide la
• La concentración del indicador a lo largo del tiempo se registra como una curva
• El área bajo esta curva se integra para dar el denominador de la ecuación del gasto cardíaco (V̇ = m/Ct)
• Existen múltiples variaciones de este método de dilución:
  • Termodilución (por catéter PA o por PiCCO)
  • Dilución de litio (LiDCO)
  • Dilución de conductividad usando solución salina (el método original de Stewart)
  • Dilución de colorante indicador (usando verde de indocianina o azul de Evans)

Fuentes de error:

• La técnica de administración del inyectado (temperatura, velocidad de inyección, el volumen del inyectado, la sincronización con el ciclo respiratorio) juega un papel importante en el registro correcto de las mediciones.
• Factores del paciente (p. ej., derivaciones intracardíacas, patología valvular) pueden dispersar o diluir el indicador inyectado, lo que da lugar a una subestimación del gasto cardíaco
• La cantidad de inyectado debe calibrarse en función del tamaño corporal del paciente, es decir un gran volumen de inyectado sobrestimará el gasto cardíaco de un niño pequeño
• Se requieren numerosos factores de corrección para la versión de termodilución de la ecuación, la mayoría de los cuales se estiman en lugar de medirse
• El cálculo del área (Ct) puede perder precisión si la frecuencia de muestreo del detector es demasiado baja

Desventajas:

• El acceso a la sangre venosa mixta y a la sangre arterial no es esencial
• Numerosas opciones de indicadores (solución salina fría o a temperatura ambiente, tinte, litio, etc)
• Es conveniente: con los cálculos electrónicos, la medición del gasto cardíaco por termodilución puede ser automatizada y continua
• Buena correlación con las mediciones del estándar de oro del gasto cardíaco

Limitaciones:

• El uso de colorante limita la frecuencia y la repetibilidad de las mediciones, ya que produce recirculación, e incluso los colorantes de más rápida eliminación se borran después de algunos minutos.
• La integración manual del área bajo la curva concentración/tiempo es laboriosa
• El cálculo automatizado del gasto cardíaco implica el uso de factores y coeficientes de corrección lo que reduce su precisión
• El método se basa en una mezcla uniforme de la sangre y en un flujo unidireccional
• Las mediciones de la termodilución tienen numerosas fuentes potenciales de error
• En condiciones de laboratorio, la concordancia entre este método y el método directo de Fick está dentro de un margen del 25%.

Medición del gasto cardíaco mediante el análisis del contorno del pulso

La monitorización del gasto cardíaco mediante dispositivos de monitorización del contorno del pulso (PiCCO) es un método de monitorización continua del gasto cardíaco utilizando la forma de la onda de presión arterial. También se discute con cierto detalle por Jörn Grensemann (2018), si el detalle es lo que buscas. Es más que probable que no lo sea, en cuyo caso:

Método

• La forma de la onda arterial es una medida de presión, que puede convertirse en una medida de volumen mediante un factor de calibración.
• Este factor de calibración se deriva de la información sobre la relación presión-volumen en la aorta, e incorpora la impedancia arterial, la distensibilidad arterial y la resistencia vascular sistémica.
• Estas variables pueden medirse directamente utilizando mediciones de dilución de indicadores, o pueden estimarse a partir de nomogramas basados en los datos demográficos de los pacientes.
• La presiónLa forma de onda arterial de presión/tiempo puede entonces convertirse en una forma de onda de flujo/tiempo, y el volumen sistólico puede entonces determinarse integrando el área bajo la curva de flujo/tiempo.

Fuentes de error:

• Si las variables que se utilizan para generar el factor de calibración se miden directamente, p. ej. por termodilución, entonces heredan todas las fuentes de error inherentes a ese método de medición del gasto cardíaco.
• Si el factor de calibración se estima a partir de nomogramas, eso obviamente introduce un error porque los nomogramas pueden no representar la realidad de un paciente determinado.
• Si el dispositivo se utiliza durante un período de tiempo prolongado y el estado del paciente ha cambiado (concretamente, las propiedades del sistema vascular arterial), es necesario volver a calcular el factor de calibración, ya que de lo contrario las mediciones serán inexactas.

Ventajas:

• Menos invasivo (por lo general, no requiere sangre venosa mixta – sólo un catéter arterial y venoso central )
• Conveniente (se necesita un catéter arterial y un CVC de todos modos)
• Continuo (el análisis del contorno del pulso puede ser automatizado y continuo)

Limitaciones:

• Se desvía de la calibración entre las mediciones de termodilución
• Se confunde con la fibrilación auricular, ya que el contorno del pulso se vuelve errático
• Se confunde con la PAI
• Es ineficaz siempre que el flujo no sea pulsátil (ej. ECMO)

Medición del gasto cardíaco mediante la medición de la velocidad Doppler

De nuevo, por alguna razón la medición del gasto cardíaco mediante Doppler del TSVI acabó teniendo su propio capítulo (muy breve), aunque nunca se haya mencionado en ningún examen. Una discusión más detallada de esta técnica y sus limitaciones ha sido publicada por Huntsman et al ( 1983). En resumen, se basa en la suposición de que el volumen de sangre que sale del corazón durante la sístole puede representarse matemáticamente como una columna cilíndrica. La dimensión plana de esta columna (es decir, el área de la sección transversal del tracto de salida del VI) obviamente no es perfectamente circular, pero se aproxima lo suficiente para los estándares de precisión de la monitorización del gasto cardíaco, y tendemos a aproximarla a partir de dos mediciones de eco del TSVI. La columna con esta base circular en forma de TSVI se mueve en dirección a la circulación sistémica con algún tipo de velocidad. Esa velocidad obviamente no es constante, ya que el gasto cardíaco es pulsátil, pero eso no importa mientras se mida y se grafique como velocidad en el tiempo. Así se obtiene el área bajo la curva velocidad-tiempo, que también se denomina integral velocidad-tiempo. Así, el área de la sección transversal de la aorta, multiplicada por la distancia recorrida por la columna de sangre, nos da el volumen expulsado por latido; y una vez que tenemos el volumen de la carrera y la frecuencia cardíaca, tenemos el gasto cardíaco; o:

CO = FC × (VTI × CSA)

donde:

• CO es el gasto cardíaco,
• FC es la frecuencia cardíaca,
• VTI es la integral velocidad-tiempo, es decir.Es decir, el área bajo la curva de velocidad/tiempo
• El CSA es el área de la sección transversal del TSVI
  • Por lo tanto, VTI × CSA es el volumen de la carrera

Método

• El VTI del TSVI se calcula colocando el volumen de muestra del Doppler pulsado en el tracto de salida y registrando la velocidad en el tiempo.
• Por lo general, esto se hace utilizando la vista «apical de cinco cámaras», con el volumen de muestra colocado debajo de la válvula aórtica.
• El gráfico de velocidad/tiempo del Doppler pulsado se registra en esta posición, y el VTI se traza desde el borde más externo de la velocidad modal.

Fuentes de error:

• La sonda debe apuntar en la dirección del flujo sanguíneo; cualquier ángulo que se aleje de esta dirección provocará una alteración del VTI y se convertirá en una fuente de inexactitud. La mayoría de los autores (p. ej., Blanko, 2020) sugieren que cualquier ángulo de 20° es suficiente para el trabajo gubernamental.
• El volumen sistólico determinado por el método de ITV del TSVI variará a lo largo del ciclo respiratorio (hasta un 10%), lo que significa que es necesario realizar mediciones en serie (3-4 latidos) para estimar con precisión el gasto cardíaco medio durante un minuto. El aspecto positivo es que esta variabilidad puede utilizarse para predecir la respuesta a los fluidos.
• La variabilidad del volumen sistólico en la fibrilación auricular hace que este método sea menos preciso en los pacientes con FA, y es necesario trazar y promediar más latidos (5-7) para ajustarlo.
• El trazado del VTI es subjetivo
• El método asume un flujo laminar, que no es el flujo aórtico.

Ventajas:

• No es invasivo
• Fácilmente disponible
• En las manos adecuadas, bastante preciso (Villavicencio et al, 2019)

Limitaciones:

• Difícil de reproducir
• Variabilidad interobservador
• Limitado por la disponibilidad de la ventana ecográfica (es decir.es decir, imposible si el paciente tiene apósitos o gas en el mediastino)
• Exactitud dependiente del ángulo del haz

Por cierto, hay muchas formas diferentes de medir estos parámetros, y la ecografía Doppler es sólo un método, que se ha hecho más popular por su carácter no invasivo. Uno podría ser mucho más intrusivo. Por ejemplo, Ehlers et al (1986) describen unos sensores calefactados en el interior que utilizan la transferencia de calor entre un alambre caliente y la sangre para determinar la tasa de flujo, de forma similar a los anemómetros de alambre caliente utilizados para medir el flujo de gas en los ventiladores mecánicos.

Otros métodos de medición del gasto cardíaco

El resto son, a falta de una palabra mejor, opciones de nicho. Uno puede pasar toda su carrera en cuidados intensivos sin encontrarse nunca con uno de estos métodos, e incluirlos en cualquier tipo de examen sería el colmo de la grosería. Realmente se incluyen aquí sólo porque se mencionan ocasionalmente en los libros de texto, enumerados en orden de más invasivo a menos invasivo:

• Rotámetro de medición de flujo: este método, el más brutalmente estúpido de todos los métodos mencionados hasta ahora, es también el más preciso, y el más invasivo. Invasivo, en el sentido de que básicamente hay que destruir el organismo mientras se mide su gasto cardíaco. El método requiere que se desconecte la arteria pulmonar principal de la circulación pulmonar, de modo que todo el flujo sanguíneo que sale del corazón derecho tiene que pasar por el rotámetro antes de volver a la circulación sistémica. Al menos, de este modo no queda sin medir ni una sola gota de flujo sanguíneo, según Seely et al (1950), que lo describieron como el «patrón de oro» con el que medir el método de Fick directo. Ni que decir tiene que sólo se utiliza en animales de laboratorio sacrificados.
• Sonda de flujo electromagnética: la sangre es un conductor, y cuando se mueve a través de un campo magnético, se induce en ella un voltaje que es proporcional a su velocidad. Así, se puede medir la velocidad de la sangre midiendo este voltaje, si se conoce la intensidad del campo magnético. Para ello es necesario que un electroimán rodee el vaso sanguíneo y que los electrodos estén en contacto con la pared del vaso. Obviamente, esto va a ser algo intrusivo si el vaso de interés es la aorta. «Inapropiado en la mayoría de las situaciones clínicas» es como Ehlers et al (1986) describen este método.
• Impedancia transtorácica: La conductividad eléctrica del tórax está fuertemente relacionada con el volumen de sangre que contiene, y a medida que el corazón bombea este volumen de sangre cambia (en un volumen aproximadamente igual al volumen de carrera). Esta es la base de la medición del gasto cardíaco por impedancia torácica. La técnica requiere la colocación de electrodos en el paciente, con una corriente de magnitud constante y alta frecuencia que fluya entre ellos. La variación de la impedancia en el tiempo se registra como una señal de tensión. Aparentemente, su forma es similar a la de la onda de presión arterial. Lamentablemente, este método se ve frustrado por casi todo lo que también podría frustrar la monitorización del ECG (por ejemplo, el artefacto del movimiento del paciente). Además, las diferencias en la composición de la sangre y las variaciones en el posicionamiento de los electrodos producen errores grandes e impredecibles.
• Pletismografía de susceptibilidad magnética: esta técnica se basa en el hecho de que el campo magnético penetra en el músculo cardíaco de forma diferente a la sangre cardíaca, por lo que los cambios en el volumen sanguíneo cardíaco y la posición cardíaca pueden medirse mediante un magnetómetro. Este dispositivo se coloca en el pecho y el resto del cuerpo se rodea de un campo magnético. Esta es la técnica menos invasiva (no se necesitan electrodos pegajosos ni corriente de alta frecuencia), pero implica mantener al paciente dentro de un enorme dispositivo que produce un campo magnético uniforme. Eso va a ser difícil de explicar al director de su unidad.