|
6. 1. HISTORIA
El interés por la medida de la oxigenación de los pacientes
es muy antigua. En 1930 se empieza ya a investigar sobre la Saturación
de oxígeno (SO2) mediante la absorción de luz. En la II Guerra
Mundial se renueva el interés, ante los graves accidentes por hipoxia
de los pilotos de aviación 55. En 1950,
Clark diseña su electrodo de PO2 construido con un ánodo
de plata-cloruro de plata, y un cátodo de plata, con un voltaje
de polarización entre ambos de -0,6 Voltios. En 1960, con la idea
original de Millikan 56, se diseña
el primer oxímetro, comercializándose en 1970 un equipo con
un sensor o pieza de oreja, que funcionaba con ocho longitudes de onda,
apareciendo también en 1970, un catéter de fibra óptica
para medir in vivo la saturación en la arteria pulmonar. En 1972,
la Universidad de Washington diseña un equipo para medir la saturación
de oxígeno en la arteria umbilical, comercializándose una
de las marcas pioneras, en 1977. A partir de 1981, el mercado se inunda
de pulsioxímetros, existiendo 57 en
1992, más de 35 firmas que los comercializan, pasando la pulsioximetría
a ser el quinto signo vital.
6. 2. COOXIMETRÍA Y SATURACIÓN
DE OXÍGENO FRACCIONAL
El oxígeno se transporta en la sangre disuelto físicamente
en el plasma, fracción menor cuantificada por la gasometría
como PO2, y esencial y fundamentalmente, combinado con la hemoglobina en
una proporción dependiente de la concentración total de Hb
(ctHb), de una constante (1,34 a 1,39), y de la saturación de oxígeno
(SO2). Al ser mayor la proporción del oxígeno que se transporta
combinado a la hemoglobina, así como porque hay hemoglobinas que
no son eficaces transportadoras de oxígeno, sin olvidar la proporción
de Hb fetal, insignificante en adultos (0,5%) pero trascendente en pacientes
neonatos, es esencial cuantificar estas dishemoglobinas mediante la cooximetría.
Estas dishemoglobinas son: la Hb combinada al monóxido de carbono
(COHb), por el que la Hb tiene 200 veces más afinidad que por el
oxígeno, la MetaHb, también llamada HbHi, cuyo nivel aumenta
por el efecto de nitratos, anilinas o benzocaína, y tiene un átomo
de hierro férrico en lugar de ferroso, y por último, la SulfaHb,
que suele acompañar a la metahemoglobinemia a menudo, tiene un átomo
sulfuro, y tiene muy poca afinidad por el oxígeno. Los niveles normales
de COHb, MetaHb y SulfaHB son del 0-1,5% respecto al total de Hb,
que comprende además de la OxiHb, la llamada Hb reducida, que se
representa como HHb, RHB, o DeoxiHb, estableciéndose que la
concentración de Hb efectiva (ceHb) es: ctHb(1-FCOHb-FMetaHb). Esto
da entrada al concepto de Saturación de oxígeno Fraccional,
o fracción de oxihemoglobina definido por la relación:
Oxihemoglobina
SO2 fraccional = --------------------------------------------------
x 100
OxiHb + RHb + COHb + MetaHb
El fraccionamiento de estas fracciones de hemoglobinas se hace con
gasómetros dotados del componente cooxímetro, que distingue
cada variedad de Hb, por la absorción diferencial de cinco a diez
longitudes de onda de un rayo de luz. Las técnicas de medida de
la saturación de oxígeno se basan en la ley de Beer-Lambert,
que establece que la intensidad de luz absorbida al pasar por una
solución homogénea, es proporcional a la concentración
de las distintas moléculas en la misma: a mayor concentración,
mayor absorción molar. Una fuente de luz (LED: light emitting diode)
envía su rayo a través de la muestra de sangre, hemolizada
ultrasónicamente a unos 30 KHz, para que la solución sea
homogénea, y un fotodetector mide la luz no absorbida restante.
En el Gráfico
17 se muestra la absorbancia, también llamada coeficiente de
extinción, de las distintas hemoglobinas. La banda de luz roja de
660 nanometros (nm), es sensible a la OxiHb (línea contínua
gruesa, con punta de flecha) y a la carboxi COHb (línea punteada);
en el llamado punto isobéstico a 800 nm se cruzan la OxiHb (línea
contínua) y la Hb reducida ó deoxi (línea punteada
gruesa); en la zona infrarroja, en la banda de 920-940 nm, las absorbancias
de oxiHb y Hb reducida se invierten, dando además absorbancia cero
para la COHb. Asi pues, hay tres puntos de referencia para los cálculos,
la banda roja, el punto isobéstico, insensible a la SO2, y la banda
de los 900 nm. El hematocrito influye en la seguridad de las medidas, por
lo que los equipos usan una serie de algoritmos de corrección, y
uno o varios puntos isobésticos según el fabricante. La hiperlipemia
produce falsas metahemoglobinemias, con niveles también falsamente
altos de Hb total; el aumento de bilirrubina falsea por exceso el nivel
de OxiHb, y en neonatos, es importante corregir los valores fraccionales
por el nivel aún elevado de Hb fetal, que se convierte fácilmente
en metaHb, y además da niveles de COHb altos, que son falsos.
Además de este método de oximetría o espectrofotometría:
por transmisión que se usa en los cooxímetros y pulsioxímetros,
existe la oximetría por reflexión, que se aplica a
la medida de la saturación in vivo con catéteres de fibra
óptica, en arteria pulmonar (SvO2), situación en que
la sangre lógicamente no sólo no está hemolizada,
sino que además hay pulsatilidad. En estos equipos intravasculares,
y en el caso de sospechar la presencia de dishemoglobinas, debe hacerse
una corrección introducida off line, con el valor de una medida
in vitro en un cooxímetro.
6. 3. SATURACIÓN FUNCIONAL
Es un concepto distinto al antedicho de saturación fraccional,
pues sólo considera las hemoglobinas funcionales, y se define
por la relación:
OxiHb
SO2 funcional = ---------------- -----------------------
x 100
OxiHb + Hb reducida
Aquí se asume que lo que no es Hb reducida, es OxiHb, sin distinguir
entre OxiHb, COHb ni MetaHb, a no ser que posteriormente se midan las distintas
dishemoglobinas y se corrija el valor de la saturación. Miden SO2
funcional, todos los pulsioxímetros, que trabajan con longitudes
de onda de 660 y 920 nm, sin correcciones, y los equipos de SvO2, que sí
aceptan correcciones.
6. 4. SATURACIÓN DE OXIGENO CALCULADA
Muchos gasómetros no miden, sino que calculan la Saturación
a partir del valor de PO2, asumiendo que la curva de asociación-disociación
del oxígeno con la Hb es standard con PO2 a 50% de saturación
(P50) de 26, 84 mmHg, sin considerar la influencia de la temperatura,
el pH, la PCO2 , o la concentración en los hematíes
de 2-3 Difosfoglicerato (2-3DPG). En situaciones de hipotermia, alcalosis
respiratoria y reduccción del 2-3DPG, la curva de asociación-disociación,
se desvía a la izquierda, lo que implica valores mayores de Saturación
a una PO2 dada, lo que significa mayor afinidad, o sea, menos descarga
de oxígeno. Es importante pues, saber si el valor de Saturación
informado en un gasómetro es medido (cooximetría) o calculado,
por cierto mediante complicadas fórmulas.
A título de ejemplo, en cuatro pacientes intoxicados por
CO, los valores de Saturación calculada fueron siempre superiores
al 96%, mientras la COHb descendía evolutivamente de >30%
al ingreso, a <20%, en varias horas de oxigenoterapia. La OxiHb(cooximetría)
ascendió al ir eliminándose COHb, de <65%, a >75%. Asi
pues, la SO2, sobre todo si es calculada, debe rechazarse como parámetro
informativo, siempre que se sospeche la presencia de Hb anormales.
6. 5. PULSIOXIMETRÍA
La pulsioximetría 55 diseñada
al mismo tiempo (1972), que los equipos de PO2 transcutánea ha tardado
en desarrollarse y comercializarse, 10 años, pero ha inundado
las UVI móviles, las salas de urgencia, reanimación y cuidados
intensivos. Los pulsioxímetros, mal calificados de saturímetros,
y mejor tipificados como centinelas de la rodilla o pendiente de la curva
de asociación-disociación del O2 con la Hb, representan un
medio incruento de seguir la tendencia de la Saturación de oxígeno.
La pulsioximetría se basa en la medida de la Saturación (SpO2),
a través del lecho ungueal, del lóbulo de la oreja, etc,
dependiendo del sensor, aprovechando la pulsatilidad del flujo arterial
en esa zona, por lo que todas las situaciones de hipoperfusión local
afectarán las medidas. Se insiste en que todos los pulsioxímetros
utilizan el cociente de las absorbancias de luz 660/940. Cuando esta razón
es igual a 1, la SpO2 es de 85%, con rangos de 0,4 (SpO2 100%), y 3,4 (SpO2
0%). El valor de la SpO2, sería muy optimista en el caso descrito
de intoxicación por monóxido, al igual que la PaO2, precisándose
en estos casos una determinación de la SO2 fraccional mediante cooxímetros.
Sin embargo, el carácter incruento de la pulsioximetría,
sus sistemas de alarma, y sobre todo la monitorización contínua
durante maniobras de broncoscopia, cambios de posición, aspiración
de secreciones, etc de pacientes graves, están ampliamente reconocidos.
6. 6. APORTE-EXTRACCIÓN DE OXÍGENO
El transporte de oxígeno en la sangre arterial, depende del
gasto cardiaco y del contenido arterial de oxígeno: CaO2= {(Hb x
1,34 x SO2) + (PaO2 x 0,0031)} con los valores consiguientes en sangre
venosa para estimar el Contenido venoso de oxígeno(CvO2).
En la Saturación de oxígeno en sangre venosa mixta
(SvO2) influyen una serie de factores relacionados con el consumo de oxígeno
(VO2), el gasto cardiaco (Qt), y la extracción de oxígeno,
resumidos en el Gráfico
18. Aquellas situaciones en que la SvO2 disminuya o aumente,
van a influir en el producto final, el aporte tisular (DO2) y la extracción
tisular de oxígeno (EO2), sin olvidar que al aumentar la PvO2 disminuye
la protectora vasoconstricción hipóxica, lo que aumentaría
el shunt. Por su trascendencia, se recuerda a continuación la definición
de algunos índices informativos del aporte y extracción de
oxígeno usados en la práctica diaria:
Aporte o Delivery de O2: DO2= Gasto cardiaco(en L) x (CaO2) en
ml/100 x 10
El valor normal es 950-1150 ml/min, ó 500-600 ml/min/m2 , siendo
10 el factor que convierte el CaO2 de ml/100 en ml/1000.
Contenido o diferencia arterio-venosa de O2:C(a-v)O2= CaO2 - CvO2
Valor normal 4-6 ml% ó Vol%.
Extracción de oxígeno(EO2)= 100 x VO2/DO2=100 x
C(a-v)O2/CaO2
Valor normal 0.23-0,32%
Px = PO2 uncompensated=PO2 (uv): Esta sigla corresponde a la Presión
de oxígeno venosa mixta (PvO2) no compensada, es decir, la PO2 hipotética
requerida para que se extraigan 2,3 mmol/L (5,1 volúmenes%) de oxígeno.
Se calcula, cuando no se dispone de una muestra de sangre venosa mixta
de arteria pulmonar, restando del CaO2, la diferencia arterio-venosa normal
de 5,1 vol%.
Cx: Concentración de O2 extraible, es decir la concentración
o cantidad de oxígeno que puede extraerse en condiciones de pH,
PCO2, y temperatura normales constantes, a PO2 de 38 mmHg. El valor normal
es de 5,1 vol%, y se calcula restando del CaO2, la Concentración
de oxígeno a PO2 38 mmHg, a la misma PCO2 y pH actuales del paciente.
Qx= CQ= 2,3/CX= Factor de compensación cardiaco del oxígeno,
o sea el factor que debe aumentar el gasto cardiaco para mantener una PvO2
normal, en presencia de un consumo de oxígeno constante. El valor
normal sería 1, cuando Cx=2,3 mmol/L= 5,1 Vol%. Los tres índices
o cálculos anteriores funcionan bien siempre que la SO2 sea menor
del 97%, sirviendo para diferenciar las posibles compensaciones en la oxigenación
de pacientes hipoxémicos, con gran valor si se expresa en un gráfico
58.
P50: Define la posición de la curva de asociación-disociación
de la Hb, y es la PO2 que corresponde a una SO2 del 50%, y que normalmente
es de 26,84. La relación es inversa entre el valor de P50 y la afinidad
de la Hb por el oxígeno: a mayor valor de P50, menor afinidad,
más facilidad de disociación o descarga de oxígeno,
lo que ocurre en acidosis, hipercapnia o hipertermia. Esta P50 puede calcularse
con varias fórmulas, a partir de: PO2, PO2 de una muestra
con SO2 medida o calculada, el pH y el EB, ó en forma simplificada:
P50= 26,8 x PaO2 observada / PaO2 standard
P50(st): se usa cuando la P50, en lugar de en condiciones actuales
o reales, se mide en condiciones standard de pH, PCO2, y temperatura, y
con COHb y MetaHb de cero.
Porcentaje de Shunt(Qs/Qt): se hace calculando previamente el Contenido
arterial, venoso mixto, y capilar teórico de la sangre, expresándose
en tanto por cien. Estas determinaciones requieren la obtención
de una muestra de sangre arterial y otra venosa mixta, y la mejor
sangre mezclada, o mixta, es la obtenida de la Arteria Pulmonar, sangre
que debe ser retirada lentamente para no contaminarla con sangre
arterializada (1 ml en 15 seg de retirada). Si no se dispone de un catéter
para muestra de arteria venosa mixta, puede calcularse el shunt estimado,
a partir del gradiente Alvéoloarterial de oxígeno, P(A-a)O2,
y asumiendo un C(a-v)O2 de 5,1 vol%.
Determinación del 2-3 difosfoglicerato de los hematies: puede
medirse directamente por métodos enzimáticos (normal 4,1-5,6
mmol/L, con valores más altos en el sexo femenino), o bien calcularse
su nivel, que puede estar bajo en hipofosfatemias, y alto cuando hay mucha
deoxiHb. El cálculo se hace a partir de la desviación de
la P50std del valor normal de 26,8 mmHg, asumiendo que esta desviación
no se deba a variaciones del pH, de la PCO2, COHb o MetaHb.
6. 7. RELACIÓN APORTE-CONSUMO DE
O2
Normalmente, el consumo de oxígeno es constante, aunque el aporte
de oxígeno disminuya (Gráfico
19), hasta un cierto umbral (15 ml/min/Kg), en que ambos descienden.Esta
constancia en el consumo de oxígeno ocurre, porque normalmente,
al disminuir el aporte, aumenta la extracción (Gráfico
19 parte superior), y esta extracción se cuantificaba, midiendo
la SvO2, buen informador casi siempre de la situación de oxigenación
tisular.
Sin embargo, en situaciones de distres y sepsis, se había observado
que esta extracción de oxígeno no aumentaba al disminuir
el aporte, para conservar constante el consumo, o sea que el consumo
dependía del aporte, lo que se vino en llamar en terminología
inglesa: Supply dependencia patológica (Gráfico
19 parte inferior), término que ha producido gran confusión
y polémica entre los autores 59, 60,
61, 62, 63.
Parecía que la extracción de oxígeno, no se adecuaba
a la disminución del aporte, comprobando algunos autores una mejoría
de la supervivencia de pacientes sépticos, cuando se conseguían
niveles supranormales en este aporte con la infusión de drogas presoras,
pero después de mucha polémica 64,
no se ha demostrado una base fehaciente de esta actitud.
6. 8. ÍNDICES DE OXIGENACIÓN
La valoración de la oxigenación, debe hacerse considerando
la edad del sujeto, y la fracción inspirada de oxígeno (FIO2),
existiendo una serie de fórmulas para calcular la PaO2 teórica
según la edad, pudiendo resumirse como:
PaO2= 104 - (0,43 x edad) +- 4,1, ó
bien: PaO2= 109 - (0,43 x edad)
Asimismo, la oxigenación debe valorarse de forma independiente
del nivel de ventilación (PaCO2), para lo que se utiliza la ecuación
del gas alveolar:
PAO2 = {(PB-PH2O) x FIO2} - PaCO2 x {FIO2 + (1-FIO2)/RQ}
que suele simplificarse como: PAO2=(PB-PH2O) - PaCO2/RQ, siendo PB
la Presión barométrica, PH2O la presión de vapor de
agua a 37º que es 47 mmHg, FIO2 la fracción inspiratoria de
O2, PACO2, la presión de CO2 a nivel alveolar, equivalente
a la PaCO2, y RQ el cociente respiratorio (Producción de carbónico/Consumo
de oxígeno), que se asume constante con valor 0,8, a no ser que
la dieta sea de hidratos de carbono (RQ=1), o de lípidos (RQ=0,7).
Una vez obtenida la PAO2, se le sustrae la PaO2, obteniéndose el
gradiente Alvéoloarterial, P(A-a)O2, índice de la eficacia
de la oxigenación, gradiente que depende de la FIO2 a que se estime,
siendo normalmente menor de 35 mmHg a FIO2 de 0,21.
Otros índices de oxigenación usados son: PaO2/FIO2 (P/F),
el Indice de Oxigenación 65 : PaO2/PAO2
con valores normales de 0.75-0,9%, en principio estable con los cambios
de FIO2, ó el Indice respiratorio (IR): (P(A-a)O2/PaO2). El IR expresa
la disparidad entre el oxígeno presente en el alvéolo, y
el entregado a las arterias, siendo útil 49
para comparar pacientes con distinta FIO2. Debe ser inferior a 0,15, indicando
la necesidad de ventilación mecánica cuando es superior a
1,8, o la mala tolerancia al weaning si es >2. Valores bajos de estos índices
(PaO2/FIO2 <350-450), informan de trastorno de la oxigenación
66 , con las siguientes limitaciones: El cambio
de la FIO2 influye en P(A-a)O2, y PaO2/PAO2, aparte de que la necesidad
de cálculos se presta a errores. Por otra parte el índice
PaO2/FIO2 se afecta por el nivel de carbónico. Los cambios en la
temperatura afectan a: P(A-a)O2, PaO2/PAO2, y PaO2/FIO2. Al no haber relación
linear entre la Hb y la SO2, hay inseguridad en reflejar el contenido arterial
de oxígeno, con los índices: P(A-a)O2, PaO2/PAO2 y PaO2/FIO2.
|
