Monitorización de la función pulmonar con tomografía de impedancia eléctrica en la unidad de cuidados intensivos

Monitoreo de ventilaciónLa imagen dinámica (Figura 4) muestra las variaciones en tiempo real de la distribución del aire durante la ventilación utilizando colores que van desde el azul oscuro (menos ventilado) hasta el blanco (más ventilado) para representar los cambios regionales. Las áreas grises indican que no hay variación en la ventilación. Las imágenes dinámicas permiten identificar rápidamente las diferencias en las constantes de tiempo intrapulmonar y la presencia de patrones paradójicos. Es importante tener en cuenta que las áreas con variación de aire limitada durante un ciclo respiratorio pueden ser el resultado de una sobredistensión o áreas colapsadas. El “mapa de ventilación” (Figura 4) ilustra cómo se distribuye el volumen de aire a través de una sección transversal definida durante los ciclos de respiración. El azul brillante indica las regiones pulmonares que reciben la mayor parte del volumen corriente, que es proporcional al cambio de la señal de impedancia entre la inspiración y la espiración. Por el contrario, el azul oscuro representa áreas con baja variación de volumen. El mapa de ventilación permite evaluar la distribución regional de la ventilación dentro de los pulmones. Los pulmones se dividen en regiones anterior/posterior y derecha/izquierda, lo que permite una evaluación detallada y la visualización de pletismógrafos en regiones específicas en la pantalla4. La curva de variación de la impedancia del tórax del pletismografía (Figura 4) representa la amplitud de onda correspondiente al volumen corriente, con el valor basal equivalente a la aireación pulmonar o a la capacidad residual funcional (FRC) o al volumen pulmonar al final de la espiración (EELV). La información de aireación puede estimar los cambios relativos en el volumen total de aire intratorácico. Los parámetros de las vías respiratorias en el lado derecho de la pantalla (Figura 4) son capturados por el sensor de flujo y se muestran como gráficos de forma de onda y números. Parámetros como la presión de conducción, la PEEP automática, la presión de la meseta alveolar, la distensibilidad y la resistencia (en la columna numérica de la derecha) se calculan durante ciclos controlados. Los parámetros PEEP, presión máxima, volumen corriente y frecuencia respiratoria se mostrarán en todos los ciclos. El uso del sensor de flujo proximal permite la integración de los datos de ventilación e impedancia en una misma pantalla, independientemente de la marca o modelo del ventilador mecánico. Herramienta de valoración PEEP (Figura 5)El paciente debe estar sincronizado con el ventilador, evitando el esfuerzo y el movimiento espontáneos de la respiración que puedan afectar a la titulación de la PEEP. Esto se puede lograr con una sedación adecuada y, si es necesario, con agentes paralizantes. El sensor de flujo y el tubo del ventilador deben estar libres de obstrucciones, como líquidos y secreciones, para mantener un monitoreo preciso. El EIT detecta cambios en la ventilación regional y, cuando se integra con un medidor de flujo, es capaz de estimar la mecánica respiratoria regional, incluida la presión de las vías respiratorias, el volumen corriente y el flujo. Presenta los resultados como porcentajes de áreas colapsadas e hiperdistendidas en diferentes niveles de PEEP mediante el cálculo de los cambios regionales en el cumplimiento. Algunos autores propusieron ajustar la PEEP al punto de cruce entre el porcentaje de sobredistensión (curva blanca en la Figura 5 y área blanca en la Figura 6) y el porcentaje de colapso (curva azul en la Figura 5 y área azul en la Figura 6). A este nivel de PEEP, hay una ocurrencia mínima tanto de áreas hiperdistendidas y colapsadas (curva naranja en la Figura 5) como de función pulmonar. Los estudios en curso están investigando si el PEEP establecido en el punto de cruce entre la hipertensión y el colapso es clínicamente ventajoso. Figura 5: La herramienta de valoración de PEEP en la pantalla del EIT. La curva naranja representa el cumplimiento, la curva blanca representa la hipertensión y la curva azul representa el colapso. Abreviaturas: EIT = tomografía de impedancia eléctrica; PEEP = presión espiratoria positiva. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 6: Visualización de los porcentajes de hipertensión (blanco) y colapso (azul), y cumplimiento de los diferentes valores de PEEP en la pantalla del EIT. Abreviaturas: EIT = tomografía de impedancia eléctrica; PEEP = presión espiratoria positiva. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Evaluación de la perfusión pulmonar con EIT: una guía para los profesionales sanitariosLa tomografía de impedancia eléctrica (EIT) ha sido reconocida recientemente como una valiosa herramienta de monitoreo para la ventilación pulmonar al medir los cambios en la conductividad eléctrica. Si bien la EIT se centra principalmente en la evaluación de la distribución del aire dentro de los pulmones, también puede proporcionar información valiosa sobre la perfusión pulmonar a través de técnicas innovadoras. Los cambios en la impedancia por el movimiento de la sangre en el tórax son de mucha menor amplitud que los relacionados con la ventilación. Por lo tanto, la EIT no se ha utilizado tradicionalmente para medir la perfusión. Sin embargo, ciertos métodos que involucran la inyección intravenosa de una solución salina hipertónica en combinación con una maniobra de retención de la respiración pueden aislar y amplificar los cambios de impedancia relacionados con el flujo sanguíneo. A medida que esta solución viaja a través de los vasos sanguíneos, altera las propiedades eléctricas de la sangre, que EIT puede detectar. La EIT puede inferir indirectamente los patrones de perfusión mediante la observación de los cambios de impedancia causados por esta solución a medida que circula a través de la vasculatura pulmonar. Este enfoque nos permite obtener una comprensión más profunda de la ventilación y la perfusión dentro de los pulmones simultáneamente10. Esta herramienta es solo para fines de investigación en los EE. UU. y / o de acuerdo con las regulaciones de los hospitales locales y / o la aprobación de otras naciones por parte de los reguladores de los organismos legales. Visualización de la perfusión pulmonarLa inyección intravenosa de una solución con alta conductividad eléctrica, como la solución salina hipertónica o el bicarbonato de sodio, ayuda a visualizar el flujo sanguíneo dentro de la vasculatura pulmonar 11,12,13. Las áreas con mayor perfusión exhiben diferentes patrones de impedancia en comparación con las regiones menos perfundidas. Esta innovadora aplicación de la EIT permite una evaluación relativa de la perfusión junto con las imágenes de ventilación, proporcionando una visión completa de la función pulmonar, que ayuda a diferenciar la hipoxemia causada por defectos de perfusión, generalmente tratada con terapias que modulan la perfusión pulmonar, de la hipoxemia causada por alteraciones ventilatorias, a menudo abordadas con estrategias de ventilación o cambios de posición. Esta aplicación también permite monitorizar los cambios en la perfusión pulmonar regional en respuesta al tratamiento establecido (como óxido nítrico inhalado, anticoagulantes y fármacos trombolíticos). Herramienta de perfusiónLa herramienta de perfusión dentro de EIT está diseñada específicamente para visualizar el flujo sanguíneo pulmonar durante la ventilación mecánica controlada. Consiste en la inyección de una solución salina hipertónica en una vena durante un breve período de apnea. La imagen resultante muestra la distribución de la perfusión pulmonar, con colores que van desde el amarillo (que indica una perfusión más alta) hasta el rojo oscuro (que indica una perfusión más baja) en la sección transversal del tórax (véase la figura 7). Figura 7: Variaciones en el porcentaje de distribución de la perfusión a diferentes regiones del tórax. Se muestran variaciones en la perfusión anterior, posterior, derecha e izquierda, con colores que van desde el amarillo (mayor perfusión) hasta el rojo oscuro (menor perfusión) en la sección transversal del tórax. También es posible ejecutar el video procesado en línea que muestra el contraste que fluye a través del corazón en color azul y luego a los pulmones en colores rojos. Abreviaturas: A = anterior; P = posterior; R = derecha; L = izquierda. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Análisis online y offlineLa EIT mide continuamente los pletismogramas y la distribución del aire a través de los pulmones. La variación de la impedancia refleja los cambios en el volumen corriente, lo que permite la evaluación regional de los pulmones. El pletismograma representa gráficamente los cambios en el volumen pulmonar durante la inspiración y la espiración (Figura 8). La variación del aire se puede medir en diferentes partes de los pulmones. Esta es una de las mediciones más ventajosas del EIT, ya que evalúa la ventilación regional. El dispositivo EIT crea una matriz de 32 x 32 para mapear toda el área pulmonar. Esta matriz se transporta a una rejilla que cubre todos los pulmones. A cada pequeño cuadrado dentro de la cuadrícula, conocido como píxel, se le asigna un valor de resistividad o impedancia. Los cambios en los valores de impedancia corresponden a cambios en el volumen pulmonar en la parte específica del pulmón. Utilizando un software dedicado, EIT toma estos cambios en los valores de impedancia y genera una imagen. Esta imagen nos ayuda a entender la magnitud de la variación de volumen, representada en una escala de colores. El azul brillante significa un volumen alto y el azul oscuro indica un volumen bajo. La ausencia de variación en la impedancia o el cambio en el volumen corriente se representa en color gris (Figura 8). Esencialmente, funciona como un mapa, señalando con precisión dónde ocurrieron estos cambios dentro del pulmón. Figura 8: La imagen dinámica de ventilación que ilustra cada píxel en una matriz de 32 x 32, con un total de 1.024 píxeles. La amplitud de la ventilación está representada por la amplitud de la onda y la intensidad del color, donde el gris indica ausencia de volumen y la transición de azul brillante a azul oscuro representa el volumen alto a bajo, respectivamente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Existen numerosas situaciones clínicas en las que la EIT puede ser beneficiosa. Por ejemplo, en la identificación temprana de complicaciones y afecciones que pueden conducir a una lesión pulmonar, como atelectasia, sobredistensión y neumotórax. La atelectasia es una de las patologías más comunes en los pacientes hospitalizados. Consiste en el colapso parcial o completo del tejido pulmonar, lo que reduce el volumen pulmonar y perjudica el intercambio gaseoso. La atelectasia pudo ser detectada por EIT como se muestra en la Figura 9A. La Figura 9A y la Figura 9B son las imágenes del mapa de ventilación del mismo paciente, con menos de 13 minutos de diferencia. En la Figura 9A, solo el 23% de los cambios de impedancia ocurren en la región posterior, lo que también se puede ver por una reducción en las áreas de azul brillante y azul oscuro observadas en esta región. Tras un aumento de la PEEP de 4 a 10 cmH2O, la figura 9B revela un aumento de la ventilación en el pulmón posterior, que aumentó del 23% al 43%. En comparación con la Figura 9A, el paciente presenta un aumento en la distensibilidad de 18,8 a 27,6 mL/cmH2O. Cabe destacar que esta ganancia se produce en la región posterior bilateral, lo que es evidente por el aumento de las áreas de color azul claro y oscuro en la parte posterior (Figura 9B). Además, hay una reducción en la presión de conducción, lo que indica que los aumentos adicionales en el volumen corriente y la PEEP no imponen un estrés adicional sobre los pulmones14,15. Figura 9: Diferencias en la ventilación a diferentes valores de PEEP. (A) En PEEP 4 cmH2O, la imagen muestra una diferencia en la ventilación entre las regiones anterior (más ventilada) y posterior (menos ventilada). (B) Después de un aumento en la PEEP de 4 a 10 cmH2O, es evidente una mejora de la ventilación en la región posterior. Abreviatura: PEEP = presión espiratoria positiva. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. La sobredistensión se refiere a la sobreexpansión o estiramiento del tejido pulmonar más allá de su capacidad fisiológica, lo que provoca un daño potencial en los alvéolos y las estructuras circundantes. La sobredistensión puede ocurrir cuando la presión aplicada por un ventilador mecánico para inflar los pulmones es demasiado alta. La monitorización de la impedancia pulmonar regional durante los procedimientos ventilatorios evita la sobredistensión y la lesión pulmonar16. En la figura 10A, el paciente está en PEEP de 22 cmH2O, mientras que en la figura 10B, la PEEP se reduce a 12 cmH2O. En la Figura 10B, la imagen dinámica de ventilación de EIT muestra un aumento en las áreas de color azul claro y oscuro en el pulmón anterior, lo que indica un aumento de la ventilación. Simultáneamente, hay una reducción de las áreas de color azul claro y oscuro en el pulmón posterior (del 67% al 43%), lo que sugiere un alivio de la sobredistensión asociada con la PEEP más alta de 22 cmH2O en la Figura 10A. Este ejemplo muestra la capacidad de la EIT para identificar la sobredistensión y promover la ventilación pulmonar protectora a través del pulmón9. Figura 10: Cambios en la PEEP. (A) PEEP de 22 cmH2O; (B) PEEP de 12 cmH2O. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. El neumotórax es una afección caracterizada por la presencia de aire en la cavidad pleural, el espacio entre el pulmón y la pared torácica. Esta acumulación de aire puede provocar colapso pulmonar, desplazamiento mediastínico y colapso hemodinámico. Con la EIT, los cambios en la impedancia del tórax se pudieron observar en tiempo real, como se muestra en la Imagen Dinámica de Ventilación 17,18,19. Hay un signo en la Imagen Dinámica de Ventilación que muestra la sospecha de neumotórax, llamado signo de “desfasado”. La señal de “desfasado” se refiere a una indicación visual en la que los cambios de impedancia en el pulmón no se alinean correctamente con el ciclo respiratorio. En un ciclo respiratorio normal, los cambios de impedancia en el pulmón deben sincronizarse con las fases de inhalación y espiración. Cuando se produce un neumotórax, la imagen dinámica de ventilación demostrará una desviación del patrón esperado, ya que los cambios de impedancia no están sincronizados con las fases normales de inhalación y espiración. Además, una elevación en el valor basal del pletismógrafo que signifique un aumento de la impedancia pulmonar final de la espiración (EELI), a pesar de la reducción de la PEEP, puede indicar aún más la presencia de un neumotórax (Figura 11). Figura 11: El letrero de “desfasado” en un mapa de ventilación. Al mismo tiempo, el pletismógrafo exhibe una elevación de la línea de base, a pesar de una reducción en la PEEP. Ambos hallazgos apoyan y confirman fuertemente la presencia de neumotórax. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.