Al seleccionar un dispositivo de monitorización del gasto cardiaco para uso clínico, intervienen diferentes factores (Tabla 1): Los factores institucionales pueden limitar en gran medida la elección de los dispositivos disponibles. Por otro lado, factores importantes relacionados con el dispositivo, por ejemplo, la invasión (Figura 1), pueden restringir el área de aplicación. Además, las condiciones específicas del paciente pueden dictar el uso de un dispositivo invasivo o un dispositivo mínimamente o no invasivo en particular.

Monitorización invasiva del gasto cardíaco

El PAC fue el estándar clínico para la monitorización del gasto cardíaco durante más de 20 años y la técnica ha sido ampliamente investigada. Sus complicaciones son bien conocidas y, a pesar de los desarrollos en los últimos años, el PAC tiene un papel distintivo en la atención al paciente. Una revisión en profundidad está más allá del alcance de este artículo, pero es necesario señalar algunos aspectos técnicos y limitaciones: La medición del gasto cardíaco por termodilución intermitente de la arteria pulmonar, que se basa en el principio de Stewart-Hamilton, se considera el «estándar de monitorización del gasto cardíaco de referencia» con el que se comparan todos los nuevos dispositivos de medición del gasto cardíaco. Sin embargo, la dependencia del operador, diversas afecciones del paciente (por ejemplo, insuficiencia de la válvula mitral o tricúspide, derivación) o la colocación incorrecta del CAP pueden influir en la evaluación fiable del gasto cardíaco . Por el contrario, la evaluación continua del gasto cardíaco puede superar algunas de estas limitaciones

. El calentamiento intermitente del filamento térmico induce cambios de temperatura en la arteria pulmonar que se miden a través de un termistor distal y se corresponden con la señal de entrada. Sobre la base de la correlación cruzada de las señales de entrada y salida, se producen valores intermitentes de gasto cardíaco a partir de una curva de lavado por termodilución. Estos valores se promedian para la visualización de lecturas continuas del gasto cardíaco, lo que da como resultado un tiempo de respuesta retardado de varios minutos después de la inducción de cambios en el gasto cardíaco (por ejemplo, para los catéteres Opti-Q™, Abbott, Abbott Park, IL y Vigilance™, Edwards LifeSiences, Irvine, CA) . Un catéter de gasto cardíaco continuo de respuesta rápida (truCCOMS™, Omega Critical Care, East Klibride, GB) permite una monitorización del gasto cardíaco continuo más sincronizada . Las variables hemodinámicas adicionales que se pueden evaluar a través del PAC y que se utilizan con mayor frecuencia son las presiones de llenado convencionales, las presiones de las arterias pulmonares y la saturación venosa mixta de oxígeno (SvO2). Por lo tanto, el PAC sigue estando indicado cuando es deseable una monitorización adicional de las presiones arteriales pulmonares y de la SvO2. También está indicado en situaciones en las que las técnicas menos invasivas están contraindicadas o no proporcionan valores precisos del gasto cardíaco.

Monitoreo de gasto cardíaco mínimamente invasivo

Los dispositivos de monitoreo de gasto cardíaco mínimamente invasivos utilizan uno de los cuatro principios principales para medir el gasto cardíaco: Análisis de contorno de pulso, tecnología Doppler pulsado, principio Fick aplicado y bioimpedancia / bioreactancia. Además, los dispositivos que utilizan análisis de contorno de pulsos también se pueden clasificar en sistemas calibrados y no calibrados.

Análisis de presión de pulso

El análisis de presión de pulso se basa en el principio de que el SV puede estimarse continuamente mediante el análisis de la forma de onda de presión arterial obtenida de una línea arterial. Las características de la forma de onda de la presión arterial se ven afectadas por la interacción entre el SV y la compliance vascular individual, la impedancia aórtica y la resistencia arterial periférica. Para una medición fiable del gasto cardíaco con todos los dispositivos que emplean tecnología de análisis de presión de pulso, la señal de forma de onda arterial óptima (p. ej., eliminando la amortiguación o el aumento de la resonancia de los tubos) es un requisito previo. Además, nunca se insistirá lo suficiente en que las arritmias graves pueden reducir la precisión de la medición del gasto cardíaco, y que el uso de una bomba de balón intraaórtico impide el rendimiento adecuado del dispositivo. Además, el análisis de la presión del pulso puede tener una precisión limitada durante los períodos de inestabilidad hemodinámica, es decir, cambios rápidos en la resistencia vascular. Esto puede ser especialmente un problema para el análisis de presión de pulso sin calibrar. Por el contrario, el análisis calibrado de la presión del pulso puede requerir recalibración frecuente para una estimación precisa del gasto cardíaco en estas situaciones. Se dispone de un número creciente de dispositivos calibrados y no calibrados que miden el gasto cardíaco según el método de análisis de la presión del pulso.

Sistema PiCCOplus™(Sistemas Médicos de Pulsión, Múnich, Alemania): El sistema PiCCO™utiliza un catéter dedicado con punta de termistor, que normalmente se coloca en la arteria femoral, para evaluar el SV latido a latido. Alternativamente, se puede emplear un catéter radial o braquial, pero estos catéteres tienen que ser más largos que el femoral para la evaluación adecuada de la señal de onda de presión arterial aórtica. La calibración del gasto cardíaco mediante termodilución transpulmonar requiere la inserción de una vía venosa central. El proceso de calibración también se utiliza para el ajuste de la impedancia aórtica individual y debe repetirse cada ocho horas en pacientes hemodinámicamente estables. Sin embargo, durante situaciones de inestabilidad hemodinámica, la calibración debe hacerse con más frecuencia (eventualmente cada hora) . Sin embargo, una variedad de estudios han validado con éxito el sistema PiCCOplus™en diferentes poblaciones de pacientes .

Se espera el lanzamiento de un dispositivo sin calibrar de Pulsion Medical Systems, el sistema PulsioFlex™, en 2011. El sistema requerirá un sensor adicional específico, que se puede conectar a un equipo de monitorización de presión arterial invasiva regular.

Sistema rápido LiDCO™plus y LiDCO™: Los sistemas rápidos LiDCO ™ plus y LiDCO™(LiDCO Ltd, Londres, Reino Unido) utilizan el mismo algoritmo de presión de pulso (PulseCO™) para rastrear los cambios continuos en SV. Este algoritmo se basa en la suposición de que el cambio de potencia neta en el sistema en un latido del corazón es la diferencia entre la cantidad de sangre que entra en el sistema (SV) y la cantidad de sangre que sale de forma periférica. Utiliza el principio de conservación de la masa (potencia) y asume que después de la corrección para el cumplimiento hay una relación lineal entre netpower y netflow. Por lo tanto, los sistemas LiDCO deben considerarse como técnicas de análisis de potencia de pulso. El LiDCO ™ plus requiere calibración mediante la técnica de dilución del indicador de litio transpulmonar, que se puede realizar a través de una vía venosa periférica . Por el contrario, el LiDCO ™ rapid utiliza nomogramas para estimar el gasto cardíaco. Los estudios clínicos han demostrado una estimación fiable del gasto cardíaco utilizando PulseCO, siempre que no se observen cambios hemodinámicos importantes . Con respecto al LiDCO ™ plus, la fiabilidad del sistema de calibración de litio puede verse afectada negativamente por altas dosis máximas de relajantes musculares, que reaccionan de forma cruzada con el sensor de litio. Esto se puede abordar si la calibración de litio se realiza antes o 30 minutos después de la administración de un relajante muscular. El sistema LiDCO ™ plus, en combinación con un protocolo de tratamiento hemodinámico (dirigido a un suministro de oxígeno > 600 ml/min/m2, demostró estar asociado con una reducción de las complicaciones y la duración de la estancia hospitalaria en pacientes después de una cirugía general mayor . La principal indicación para el LiDCO™rapid sin calibrar es su uso perioperatorio para la optimización del SV. Por lo tanto, el análisis de tendencias lidcorápidas es más importante que los valores absolutos del gasto cardíaco (que pueden diferir en comparación con el gasto cardíaco evaluado por PAC).

Sistema FloTrac™/Vigileo™: El sistema FloTrac™ / Vigileo™(Edwards LifeSciences, Irvine, EE.UU.) requiere un transductor patentado, el FloTrac™, que se conecta a un catéter arterial radial o femoral estándar no patentado y se conecta al monitor Vigileo™. El sistema FloTrac™ / Vigileo™no requiere calibración. Para estimar el gasto cardíaco, la desviación estándar de la presión del pulso muestreada durante una ventana de tiempo de 20 segundos se correlaciona con el VS «normal» en función de los datos demográficos del paciente (edad, sexo, altura y peso) y una base de datos incorporada que contiene información sobre el gasto cardíaco evaluado por el PAC en una variedad de escenarios clínicos. La impedancia también se deriva de estos datos, mientras que la conformidad vascular y la resistencia se determinan mediante el análisis de la forma de onda arterial. Después de resultados contradictorios de estudios de validación temprana, el algoritmo del gasto cardíaco se ha modificado repetidamente en los últimos 5 años. Esto ha resultado en un mejor rendimiento, principalmente en el entorno perioperatorio . Otras modificaciones del software abordaron el problema de la precisión limitada durante situaciones hiperdinámicas y los datos preliminares mostraron mediciones mejoradas del gasto cardíaco en estas condiciones específicas. Sin embargo, la precisión del dispositivo durante cambios hemodinámicos rápidos sigue siendo una preocupación importante . Sin embargo, un estudio que utiliza el sistema Flotrac™/Vigileo™para la optimización hemodinámica intraoperatoria demostró recientemente una disminución de la tasa de complicaciones y una reducción de la duración de la estancia hospitalaria .

Un nuevo dispositivo de monitorización del gasto cardíaco basado en el análisis de presión de pulso, calibrado por termodilución transpulmonar, el sistema EV 1000™/VolumeView™de Edwards Lifesciences, se está probando actualmente y pronto se lanzará para su uso en la práctica diaria.

Método analítico de registro de presión (PRAM): Otro método para estimar el SV continuamente sin calibración es el PRAM-MostCare ®(Vytech, Padua, Italia), que se basa en la evaluación matemática de la señal de presión obtenida de una línea arterial sin calibración. PRAM ha sido validado hasta ahora en un modelo porcino bajo varios estados hemodinámicos y en humanos sometidos a cirugía cardíaca . Al igual que otros dispositivos que usan análisis de contorno de pulso, la precisión del gasto cardíaco derivado de PRAM se ve afectada por la calidad de la señal de presión y por factores que interfieren con la capacidad de detectar una señal de presión.

Nexfin™: El Nexfin ™ HD (BMEYE B. V, Ámsterdam, Países Bajos) es un dispositivo de análisis de presión de pulso completamente no invasivo que evalúa la presión de pulso mediante pletismografía fotoeléctrica en combinación con una técnica de pinza de volumen (manguito inflable para los dedos). El gasto cardíaco se obtiene utilizando el llamado método de flujo de modelo (simulación de un modelo de tres elementos sin ventana). En cuanto a la validación del dispositivo, solo se dispone de datos publicados limitados .

Dispositivos de monitorización Doppler del gasto cardíaco

El gasto cardíaco se puede estimar de forma no invasiva utilizando sondas Doppler esofágicas o transtorácicas. Los dispositivos Doppler esofágicos miden el flujo sanguíneo en la aorta descendente y estiman el gasto cardíaco multiplicando el área de la sección transversal de la aorta por la velocidad del flujo sanguíneo. El diámetro aórtico se obtiene a partir de un nomograma incorporado o mediante medición directa mediante ecocardiografía en modo M. Varias sondas Doppler esofágicas están disponibles comercialmente: ODM II™(Abbott, Maidenhead, Reino Unido), CardioQ™(Deltex Medical Ltd, Chichester, Sussex, Reino Unido) y HemoSonic100™(Arrow, Reading, PA, EE. Este último dispositivo es una combinación de un Doppler y una sonda de modo M, cuya producción se ha detenido recientemente. Existen varias limitaciones para el uso de dispositivos Doppler esofágicos. En primer lugar, el dispositivo mide el flujo sanguíneo en la aorta descendente y supone una partición fija entre el flujo a los vasos cefálicos y a la aorta descendente. Aunque esto puede ser válido en voluntarios sanos, esta relación puede cambiar en pacientes con comorbilidades y en condiciones de inestabilidad hemodinámica. En segundo lugar, las sondas Doppler son más pequeñas que las sondas ecocardiográficas transesofágicas convencionales y la posición puede cambiar involuntariamente, limitando así la evaluación continua del gasto cardíaco. Dado que la posición de la sonda es crucial para obtener una medición precisa del flujo sanguíneo aórtico, este dispositivo depende del operador y los estudios han demostrado que se requieren 10-12 inserciones para obtener mediciones precisas con una variabilidad intra e interobservador del 8-12% . Además, el área de la sección transversal aórtica no es constante, sino dinámica en cualquier paciente individual. Por lo tanto, el uso de un nomograma puede resultar en una estimación del gasto cardíaco menos precisa. A pesar de algunas limitaciones de los dispositivos Doppler esofágicos, su utilidad parece ser confirmada por varios estudios de optimización hemodinámica perioperatoria que han demostrado consistentemente una reducción en las tasas de complicaciones y la duración de la hospitalización .

Alternativamente a la vía esofágica, el abordaje transtorácico puede ser utilizado para evaluar el gasto cardíaco, aunque de forma intermitente. El dispositivo USCOM™(USCOM, Sidney, Australia) se dirige a las válvulas pulmonar y aórtica a las que se accede a través de las ventanas paraesternales y suprasternales para evaluar el gasto cardíaco de forma completamente no invasiva. Los estudios de validación han revelado resultados contradictorios, que podrían explicarse principalmente por el problema inherente de la detección de señales variables .

Principio Fick aplicado

Re-respiración parcial de CO2: El sistema NICO™(Nova-metrix Medical Systems, Wallingford, EE.UU.) aplica el principio Fick al dióxido de carbono (CO2) para obtener la medición del gasto cardíaco en pacientes intubados, sedados y ventilados mecánicamente utilizando un bucle de re-respiración desechable patentado que está conectado al circuito del ventilador. El sistema NICO™consta de un sensor infrarrojo de corriente principal para medir el CO2, un sensor de flujo de aire desechable y un oxímetro de pulso. La producción de CO2 se calcula como el producto de la concentración de CO2 y el flujo de aire durante un ciclo respiratorio, mientras que el contenido de CO2 arterial se deriva del CO2 de marea final y su correspondiente curva de disociación. Cada tres minutos, se genera un estado de reinspiración parcial utilizando el bucle de reinspiración adjunto, lo que resulta en un aumento del CO2 de marea final y una reducción de la eliminación de CO2. Suponiendo que el gasto cardíaco no cambia significativamente entre los estados normal y de reinspiración, la diferencia entre los cocientes normal y de reinspiración se utiliza para calcular el gasto cardíaco. Este dispositivo tiene varias limitaciones, incluida la necesidad de intubación y ventilación mecánica con ajustes fijos de ventilación y anomalías mínimas de intercambio de gases . Las variaciones en la configuración del ventilador, la respiración espontánea asistida mecánicamente, la presencia de un aumento de la fracción de derivación pulmonar y la inestabilidad hemodinámica se han asociado con una menor precisión . Por lo tanto, esta técnica puede aplicarse en un entorno clínico definido con precisión solo a pacientes ventilados mecánicamente.

Densitometría de tinte pulsado: El analizador DDG-330® (Nihon Kohden, Tokio, Japón) permite la medición del gasto cardíaco intermitente basada en la dilución de tinte transpulmonar con detección de señal transcutánea adaptada de la oximetría de pulso (densitometría de tinte pulsado): La concentración de verde de indocianina (ICG) se estima en el flujo sanguíneo arterial mediante mediciones de absorbancia óptica después de su inyección venosa. El gasto cardíaco se calcula a partir de la curva de dilución del tinte de acuerdo con el principio de Stewart-Hamilton. Desafortunadamente, una variedad de factores, por ejemplo, vasoconstricción, edema intersticial, movimiento o artefactos de luz ambiental, pueden limitar la evaluación confiable del gasto cardíaco intermitente .

Bioimpedancia y biorreactancia

La bioimpedancia eléctrica utiliza la estimulación de corriente eléctrica para identificar las variaciones de impedancia torácica o corporal inducidas por cambios cíclicos en el flujo sanguíneo causados por los latidos cardíacos. El gasto cardíaco se estima continuamente utilizando electrodos para la piel (BioZ®, CardioDynamics, San Diego, EE.UU.) o electrodos montados en un tubo endotraqueal (ECOM™, Conmed Corp, Utica, EE. UU.) analizando la variación de la señal con diferentes modelos matemáticos. A pesar de muchos ajustes de los algoritmos matemáticos, los estudios de validación clínica siguen mostrando resultados contradictorios .

Recientemente, sin embargo, se ha introducido Biorreactancia® (NICOM®, Cheetah Medical Ltd, Maidenhead, Berkshire, Reino Unido), una modificación de la bioimpedancia torácica . A diferencia de la bioimpedancia, que se basa en el análisis de los cambios de amplitud de tensión transtorácica en respuesta a la corriente de alta frecuencia, la técnica Biorreactancia® analiza las variaciones de los espectros de frecuencia de la corriente oscilante suministrada. Se supone que este enfoque dará como resultado una mayor relación señal / ruido y, por lo tanto, un mejor rendimiento del dispositivo. De hecho, los estudios de validación iniciales revelan resultados prometedores .