Monitoreo hemodinámico no invasivo por ecocardiograma del paciente críticamente enfermo.

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1 Monitoreo hemodinámico no invasivo por ecocardiograma del paciente críticamente enfermo. Recopilado por : Luis Bolívar Montero Chacón Residente de Medicina Crítica y Cuidado Intensivo. Mayo 2015 Introducción La condición hemodinámica de los pacientes ingresados a las unidades de cuidado intensivo y los servicios de emergencias es en muchos de los casos la piedra angular en la que se edifica el cuidado crítico en diferentes condiciones de shock e inestabilidad hemodinámica. Por lo tanto y de una manera posiblemente sobresimplficada, podemos ubicar al paciente en patologías que afecten su precarga, contractilidad cardiaca y postcarga ventricular a fin de generar una acción terapéutica: Fluidos, vasopresores o inotrópicos o medidas por procedimientos. Existen diferentes métodos para valorar la condición clínica de los pacientes y cada uno de ellos con sus ventajas y desventajas y por lo tanto ninguno es perfecto. Es posible que cada una de ellos, ya sea monitoreo invasivo o no, estático o dinámico, clínico, de laboratorio o por imágenes, mas que ser una técnica única deba responder a la integración de todos estos parámetros y a una correlación lógica desde el punto de vista clínico y fisiopatológico. En este artículo se abordaran de manera puntual y práctica los diferentes puntos de atención que el clínico debe tomar en cuenta en la valoración hemodinámica de los pacientes en estado crítico la cual es evidente que debe ser continua y atenta a cada cambio ya sea en la evolución de la enfermedad o de la respuesta a la terapia instaurada. Se incluirán los siguientes puntos 1. La estimación del gasto cardiaco por ecocardiograma 2. La validez de las mediciones estáticas de la precarga como la presión venosa central y la presión en enclavada de la arteria pulmonar, además de los diámetros de vena cava, de cámaras ventriculares durante la sístole y la diástole. 3. La superioridad de los métodos de monitoreo hemodinámico por ecocardiograma en cuanto a mediciones dinámicas, y dependientes de las medidas terapéuticas instauradas. 4. Contractilidad por método subjetivo y acortamiento de segmentos.

2 El gasto cardiaco: Uno de los problemas principales en el manejo de los pacientes críticos es corregir la disfunción cardiovascular para mantener una adecuada perfusión tisular. El concepto de perfusión tisular es difícil de definir y por lo tanto de valorar; sin embargo usualmente utilizaremos parámetros clínicos y de laboratorio así como la mejoría en la función orgánica como aquellas metas de reanimación. 1,2 Para la entrega de oxigeno a los tejidos entran en juego factores hidrodinámicos (flujo y presión) así como factores electroquímicos inclusive (polaridad de membranas, osmolaridad densidad y ph) así como factores biológicos (concentración de hemoglobina). Es labor del clínico optimizar estas variables para mejorar la inadecuada perfusión tisular. En este segmento comentaremos las diversas formas de estimar el gasto cardiaco, ósea el flujo, de los parámetros previamente enumerados. 1 Es importante agregar que no existe un valor numérico en donde esté determinado el mejor gasto cardiaco para una óptima perfusión en cada paciente. Es por esto que rara vez se toma este parámetro como un punto de resucitación en los algoritmos de manejo de inestabilidad hemodinámica, ya que este es un concepto variable y propio de cada caso. En conclusión, no existe en el paciente critico un gasto cardiaco normal o anormal, sino adecuado o no adecuado. 1 Gasto cardiaco o volumen de eyección: Cuál parámetro es el más útil? Recordaremos que el gasto cardiaco es el producto del volumen sistólico y la frecuencia cardiaca. Gasto cardiaco : Volumen sistólico x frecuencia cardiaca Es importante determinar si el cambio en el gasto cardiaco es debido a la frecuencia cardiaca o debido a un aumento en el volumen sistólico. (siendo la segunda condición la deseable en los pacientes y lo esperado ante una prueba con volumen ya sea esta prueba exógena o endógena como lo veremos adelante en el texto). 1,2,3 Punto práctico. Cómo estimar el Volumen sistólico utilizando ecocardiografía? El método más utilizado y de mayor aplicación es la medición del diámetro del tracto de salida del ventrículo izquierdo (VI) y el flujo y su velocidad determinados por doppler pulsado como describiremos a continuación mediante la integral de velocidad y tiempo (VTI). 1

3 Como podremos observar en las siguientes secciones, el uso del VTI en el monitoreo hemodinámico parece ser una variable importante, principalmente en los parámetros dinámicos y respuesta a medidas terapéuticas, ya sea volumen o inotrópicos. Procedimiento paso a paso 1,2 : 1. Obtener un eje paraesternal largo. Primero debe tratar de descartarse estenosis aortica significativa que pueda alterar el patrón de velocidad del flujo y debe observarse una adecuada movilidad de las valvas de la válvula aórtica. 2. Una vez enfocada en el trato de salida del VI (TSVI), congele la imagen en sístole cuando las cúspides de la aortica están toralmente abiertas y mida el diámetro que existe entre la inserción de ambas cúspides como se muestra en la imagen 1. Este diámetro nos servirá para posteriormente calcular el área transaccional asumiendo que este segmento es cilíndrico y a partir de multiplicar el radio al cuadrado por. Como se mostrara en el punto 5. Imagen 1.Tracto de salida del ventrículo izquierdo. (TSVI) 3. Una vez obtenido este valor, se mantendrá en cuenta para el cálculo posterior del gasto. Y se procede a estimar la velocidad del flujo que pasa por este diámetro en una vista de 5 cámaras del corazón. Se colocara la ventana de Doppler pulsado en el tracto de salida del ventrículo izquierdo justo por debajo de la válvula aortica como se muestra en la figura 2.

4 Figura 2. Visión de 5 cámaras para determinar el flujo a través del tracto de salida del VI 4. Determine la velocidad de flujo en el tracto de salida al congelar la imagen suministrada por el Doppler. El equipo genera una parámetro una medición llamada VTI (integral de velocidad y tiempo) que representa el volumen eyectado o desplazamiento de glóbulos rojos durante la sístole. (Figura 3). Trate de determinar este valor unas 5 veces en latidos consecutivos y calcular un promedio. Figura 3. Integral de Velocidad y tiempo (VTI) del flujo aórtico. 5. Posteriormente y asumiendo que el tracto de salida del VI conserva una forma cilíndrica, se multiplica el área transeccional (calculada a partir del diámetro) y la integral de velocidad y tiempo del flujo a través de esta zona se estimara el volumen sistólico. (Figura 4)

5 Figura 4. Estimación del gasto cardiaco por diámetro del TSVI y VTI 6. Al determinar el volumen sistólico y multiplicarlo por la frecuencia cardiaca se obtendrá el gasto cardiaco por minuto. 1 Ventajas y desventajas de dicho método: Es posible que la cuantificación del tracto de salida del VI sea de los dos parámetros el mas variable de observador a observador. Un pequeño error en dicha medida puede sobreestimar o subestimar el gasto cardiaco. Las variaciones en la integral de velocidad y tiempo (VTI) son proporcionales al volumen sistólico debido a que el área transaccional del VI se mantiene sin cambio aun cuando la presión y el flujo cambien. 1 De esta manera los cambios en el VTI pueden de manea precisa los cambios en el flujo que resultan de cualquier intervención terapéutica o cambios clínicos. Los valores normales del VTI en adultos en reposo usualmente son de 20 ± 3 cm con velocidades pico que se encuentran en el rango de 0.7 a 1.1 m/s. 5,6 El doppler en modalidad pulsado (PW) de manera más exacta permite la estimación de la velocidad y flujo en el sitio medido. Sin embargo sin que exista significativa estenosis, se puede recurrir al doppler continuo (CW) como opción como se muestra en la figura 5.

6 Figura 5. VTI por Doppler continuo para la estimación del gasto cardiaco por Ecocardiograma. Otras posibles limitaciones son las arritmias, como la fibrilación auricular y requiere que se realice un promedio de los latidos y su respectivo VTI. Además que este método sobreestima el gasto en los casos de insuficiencia aortica. 1 Variables hemodinámicas dinámicas y estáticas Conoceremos por variables estáticas aquellas que se determinan en un solo latido cardiaco o momento del ciclo cardiaco. Las dinámicas aquellas que son el resultado de la interpretación de la respuesta o evolución en el tiempo de valoración de varios ciclos cardiacos dependiendo de la respuesta a medidas terapéuticas. Variables dinámicas VTI con respuesta a fluidos VTI con respuesta a prueba de elevación pasiva de piernas VTI con respuesta a inotrópicos Variables estáticas Diámetro de la vena cava inferior Diámetro telesistólico y diastólico del VI Fluidos y monitoreo hemodinámico: cómo valorar el efecto del volumen? La finalidad de las pruebas de volumen desde el punto de vista práctico es determinar si el paciente se encuentra en la curva de dependencia de precarga para aumentar el gasto cardiaco. (Figura 6). Dependiendo del método ecocardiográfico que se elija tenemos parámetros dinámicos (que se comentaran

7 de manera inicial por su mayor valorar clínico) o parámetros estáticos. Dependiendo del fluido que se administre este aumento del volumen sistólico se mantendrá de manera variable en el tiempo. Los mayores tiempos se observan con glóbulos rojos y soluciones coloides y más cortos para los cristaloides. 1, 7 Figura 6. Relación entre la presión en la aurícula derecha y el volumen sistólico. NOTA; La región más pendiente de la curva corresponde a la zona de dependencia de precarga. En la figura 7 se observa el efecto de la administración de 250 ml en paciente con hipotensión en el VTI, aumento de 10 a 20 cm en dicho parámetro posterior a la prueba con volumen y por lo tanto ubicaría al paciente en la porción de la curva como respondedor a volumen. Figura 7. Respuesta a volumen en el VTI aórtico 1 Las mediciones y respuesta a las medidas terapéuticas pueden reducir el riesgo de expansión excesiva del volumen. De esta manera se puede determinar en que punto se alcanzo una volemia suficiente para generar una optimización del gasto cardiaco mediante la modificación de la precarga. De esta manera utilizar volúmenes pequeños para la prueba o el test de elevación pasiva de las piernas (PLRT) puede disminuir las probabilidades de mejorar el gasto sin exponer al paciente a sobrecarga volumétrica.

8 La prueba de la elevación pasiva de las piernas y el ecocardiograma cómo monitorizar la respuesta en el gasto cardiaco? Esta prueba permite al elevar las piernas generar una autotransfusión de aproximadamente 300 ml de sangre desde los miembros inferiores hacia el compartimento intratorácico y por lo tanto puede reproducir los efectos de la expansión del volumen sin requerir fluidos exógenos. Podemos valorar la respuesta y cambios del VTI aórtico a esta medida, inclusive en pacientes con ventilación espontanea. 1,7,8 Estudios han demostrado que la prueba que aumenta un 12% el volumen sistólico puede predecir aquellos pacientes con hipovolemia. 8,9 Debe recordarse las bases de realización de la prueba para generar mejores resultados. El paciente inicialmente se mantendrá en una posición de 45 grados y posteriormente se pasara a la elevación de las piernas como se muestra en la imagen 8. 1 Figura 8. PLTR o prueba de elevación pasiva de las piernas (passive leg raising test)

9 Cómo valorar el efecto de los inotrópicos por ecocardiograma? De igual manera la valoración del VTI aórtico puede generar información importante acerca del efecto de inotrópicos en la función cardiaca como se observa en la imagen 8 y 9. 1 Figura 8. Paciente con Dobutamina y su efecto en fracción de eyección y VTI 1 Figura 9. Efecto del levosimendan posterior a la titulación de la dobutamina en el paciente previo.1

10 Parámetros estáticos en la valoración por ecocardiográfico Como se ha comentado previamente en el paciente críticamente enfermo y en los estados de shock, la suma de la hipovolemia absoluta o relativa es un parámetro a corregir de manera inicial a fin de optimizar la condición cardiovascular. Desde este punto de vista existen parámetros estáticos y dinámicos que pueden ayudar a determinar la dependencia de precarga del corazón de cada paciente en frente nuestro. 1 Los parámetros estáticos son aquellos medidos bajo una condición ventricular única. Tratan de determinar la precarga y por lo tanto predecir la respuesta a volumen de cada paciente. Entre ellos podemos tener la presión venosa central y el diámetro de la vena cava inferior, el diámetro diastólico del VD o VI. Diámetro de la Vena cava Inferior La presión venosa central puede estimarse por ecocardiograma, y aunque es un parámetro poco útil de manera aislada, puede generar información en algunas condiciones extremas tanto de hipovolemia e hipervolemia. Puede derivarse la presión venosa central del diámetro de la vena cava inferior, tomando en cuenta la coexistencia de ventilación mecánica, a un volumen de aire corriente fijo y ventilación asistida/controlada. 1,11 Se ha demostrado por múltiples autores, en especial en el marco de shock séptico, que el valor absoluto de la vena cava inferior no predice la respuesta a fluidos en estos pacientes. 11 Sin embargo en mediciones extremas con un diámetro menos de 10 mm puede predecir respuesta al volumen. Al mismo tiempo un diámetro mayor de 20 mm con alguna frecuencia determina la no respuesta al volumen. Estas medidas tomadas en modo M, en la región subxifoidea determinando la entrada de la Vena cava inferior (VCI) al ventrículo derecho, como se muestra en la imagen Figura 10. Determinación en modo M de la VCI en inspiración e espiración.

11 Diámetro diastólico del Ventrículo izquierdo y ventrículo derecho Algunos autores han demostrado que el tamaño del VI es un predictor útil de la respuesta a fluidos en pacientes con ventilación mecánica únicamente si el ventrículo izquierdo es muy pequeño e hiperkinético. 13 En conclusión con los métodos estáticos, estos índices no son útiles en predecir la respuesta a fluidos salvo en condiciones extremas de muy baja precarga. En este sentido los parámetros dinámicos son una mejor alternativa. 1 Figura 11. Visión en eje corto del VI: en donde se observa el patrón de paredes que se besan. 1 Entre otras medidas potenciales que se pueden integrar en el monitoreo hemodinámico de los pacientes encontramos índices estáticos de precarga como la presión en enclavada de la arteria pulmonar (PAOP). Este valor estimado de manera invasiva por los catéteres en la atería pulmonar o catéter de Swan Ganz se ha utilizado como un parámetro de precarga del Ventrículo izquierdo, sin embargo debe tomarse en cuenta múltiples parámetros para su interpretación. Entre estos la distensibildad del ventrículo izquierdo y la permeabilidad pulmonar. En la siguiente imagen (Figura 12) se ejemplifican las variables como la distensibilidad, el fallo diastólico,o alteración en el patrón contráctil como seria en el fallo sistólico.

12 Figura 12. Distensibilidad ventricular y probabilidad fisiopatológica de generar edema pulmonar hidrostático. 12 El conocimiento de estos valores en conjunto con la presión estimada de la arteria pulmonar puede ayudarnos a distinguir un edema pulmonar cardiogénico de un no cardiogénico, tomando en cuenta la valoración de la función sistólica global. 1 En el edema pulmonar de origen cardiogénico usualmente se encuentran presiones de llenado de las cámaras cardiacas elevadas. La función diastólica normal se define como la capacidad del VI de llenarse de manera adecuada a uno volumen telediastólico adecuado sin un incremento significativo de la presión en el atrio izquierdo (menor a 12 mm hg). 1 Parámetros ecocardiográficos indirectos de la medición de la presión de la arteria pulmonar El principio general se basa en el análisis del flujo doppler en el influjo mitral, a fin de determinar la velocidad de llenado temprano (onda E: early) y onda A (Atrial, del llenado secundario a la contracción atrial). Estos parámetros se influencian por la edad, la frecuencia cardiaca e interdependencia ventricular. Como se observa en la imagen 13 se obtienen por una valoración en 4 cámaras del influjo mitral) 1

13 Imagen 13. Influjo mitral En visión de 4 cámaras con el eje centrado en la válvula mitral, se determina mediante Doppler pulsado (PW) las características de las ondas E y A del influjo mitral. 1 Al ser influenciado por diversos factores, se ha utilizado otras mediciones como complementarias para la determinación mas fidedigna de la presión de llenado del ventrículo derivado de estas velocidades. Además de este parámetro necesitaremos la medición de E para inferir mediante una fórmula a continuación, la estimación de la PAOP. 1 El otro parámetro que necesitaremos es la E. Se obtiene mediante el uso de Doppler tisular (es por esto que el equipo debe tener esta opción usualmente denominada PW) en el anillo mitral. Se ha determinado que este parámetro es relativamente independiente de precarga cuando se mide en el anillo lateral. 14, 15, 16. Se obtienen mediante doppler tisular como se observa en la imagen 14. La E lateral es usualmente superior a 15 cm/s. La disminución de la E inferior a 8 cm/seg es consistente con una disminución de la función diastólica del VI. 16

14 Imagen 14. Obtención de la E mitral en el anillo mitral. Como se observa en la figura previa, la E se obtiene de igual manera en 4 cámaras pero localizando el eje en la pared lateral a nivel del anillo mitral y obteniendo la imagen de TDI, o Tissue Doppler Doppler tisular. Se observan 3 ondas, una sistólica S, y dos diastólicas o de llenado la E y la A. Estas últimas dos representan los efectos de las ondas E y A antes descrito pero estas a nivel tisular. 1 De esta manera una relación E/E superior a 10 predice con un 97 % de sensibilidad una PAOP superior a 15 mm Hg. 17 Tomando esto en cuenta, una relación E/E elevada nos determinara una PAOP elevada y se puede ubicar al paciente en alguno de los siguientes diagnósticos de edema pulmonar. Formula de fórmula de Nagueh: 18 1,9 + (1,24 E/E') = PAOP o presión en enclavada

15 Figura 15. Diagnostico del edema pulmonar por ecocardiografía La contractilidad cardiaca Ya que hemos abordado la precarga, desde los índices dinámicos y estáticos, ahora comentaremos brevemente la valoración de la contractilidad cardiaca para el emergenciólogo e intensivista. Se hace esta salvedad ya que en este escenario (distinto a los diferentes escenarios en cardiología) es posible que la técnica mas utilizada sea la técnica de estimación subjetiva denominada eye balling technique 1 Existen diferentes técnicas en modo unidimensional (como la valoración del acortamiento de las fibras en modo M de las paredes del ventrículo) o técnicas bidimensionales basadas en asumir de manera geométrica un ventrículo en forma cilíndrica (como la técnica de Simpson). Estas técnicas aunque valiosas, pueden ser poco practicas en el paciente critico en donde la estimación del poco acortamiento subjetivo de los diferentes segmentos del ventrículo, como se muestra en la figura 16 puede ser más útil. De cada uno de estos segmentos se restara de un total de un 65 a 70% de cada uno se esos segmentos dependiendo si existe: hipoquinesia, aquinesia o disquinea, como se muestra en la tabla 1. Esta técnica requiere entrenar el ojo a ver contractilidad normal una y otra vez y poder detectar cuando la misma disminuye de manera global (como en sepsis) o de manera segmentaria como la enfermedad coronaria.

16 Figura 16. Valoración de los segmentos del ventrículo, en zonas basal, medio y apical y además en anterior y posterior. DE manera ilustrativa podemos ver en la imagen 17, la representación de los trastornos de contractilidad del miocardio. Imagen 17. Defectos de contractilidad según criterio subjetivo. 19

17 Tabla 1. Método de cuantificación por técnica subjetiva de la contractilidad ventricular. Alteración funcional Hipoquinesia (menor acortamiento del normal o esperado inclusive al compararlo con otros segmentos) Aquinesia (ausencia de acortamiento del segmento analizado Disquinesia (movimiento paradójico del segmento es decir cuando se espera acortamiento hacia el ventrículo en la sístole, el segmento estudiado tiene un desplazamiento hacia el pericardio) Porcentaje por cada segmento - 5% - 10% - 15% Referencias: 1. De Backer D, Cholley B, Slama ÇM. Hemodynamic monitoring using echocardiography in the critical ill. Springer Thiele R., Bartels K.Gan T. Cardiac Output Monitoring: A Contemporary Assessment and Review. Crit Care Med 2015; 43: García X., Mateub L,. Maynar J. Estimating cardiac output. Utility in the clinical practice. Available invasive and non- invasive monitoring. Med Intensiva. 2011;35(9): Brown JM. Use of echocardiography for hemodynamic monitoring. Crit Care Med. 2002;30: Mahjoub Y, Pila C, Friggeri A et al (2009) Assessing fluid responsiveness in critically ill patients: false- positive pulse pressure variation is detected by Doppler echocardiographic evaluation of the right ventricle. Crit Care Med 37: Weyman AE, Griffin B (1994) Left ventricular outflow tract: the aortic valve, aorta, and subvalvular outflow tract. In: Weyman AE (ed) Principles and practice of echocardiography. Lea & Febiger, Philadelphia, pp Chappell D, Jacob M, Hofmann- Kiefer K, Conzen P, Rehm M (2008) A rational approach to perioperative fluid management. Anesthesiology 109: Maizel J, Airapetian N, Lorne E, Tribouilloy C, Massy Z, Slama M (2007) Diagnosis of central hypovolemia by using passive leg raising. Intensive Care Med 33: Lamia B, Ochagavia A, Monnet X, Chemla D, Richard C, Teboul JL (2007) Echocardiographic prediction of volume responsiveness in critically ill

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