La cardiografía de impedancia (ICG) es una tecnología no invasiva que mide la conductividad eléctrica total del tórax y sus cambios en el tiempo para procesar continuamente una serie de parámetros cardiodinámicos, como el volumen sistólico (VS), la frecuencia cardíaca (FC), el gasto cardíaco (GC). ), tiempo de eyección ventricular (VET), período de preeyección y se utiliza para detectar los cambios de impedancia causados por una corriente de alta frecuencia y baja magnitud que fluye a través del tórax entre dos pares de electrodos adicionales ubicados fuera del segmento medido. Los electrodos sensores también detectan la señal de ECG, que se utiliza como reloj de tiempo del sistema. [1] [2]
Cardiografía de impedancia | |
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Malla | D002307 |
Introducción
La cardiografía de impedancia (ICG), también conocida como pletismografía de impedancia eléctrica (EIP) o bioimpedancia eléctrica torácica (TEB) se ha investigado desde la década de 1940. La NASA ayudó a desarrollar la tecnología en la década de 1960. [3] [4] El uso de la cardiografía de impedancia en la investigación psicofisiológica fue iniciado por la publicación de un artículo de Miller y Horvath en 1978. [5] Posteriormente, las recomendaciones de Miller y Horvath fueron confirmadas por un grupo de estándares en 1990. [ 6] Una lista completa de referencias está disponible en Publicaciones de ICG . Con ICG, la colocación de cuatro sensores dobles desechables en el cuello y el pecho se utilizan para transmitir y detectar cambios eléctricos y de impedancia en el tórax, que se utilizan para medir y calcular parámetros cardiodinámicos.
Proceso
- Se colocan cuatro pares de electrodos a nivel del cuello y del diafragma, delineando el tórax
- La corriente de alta frecuencia y baja magnitud se transmite a través del tórax en una dirección paralela a la columna desde el conjunto de pares externos [1]
- La corriente busca el camino de menor resistencia: la aorta llena de sangre (la señal de la fase sistólica) y la vena cava superior e inferior (la señal de la fase diastólica, principalmente relacionada con la respiración).
- Los pares interiores, colocados en los puntos de referencia anatómicos que delimitan el tórax, detectan las señales de impedancia y la señal de ECG.
- ICG mide la impedancia de línea base (resistencia) a esta corriente
- Con cada latido del corazón , el volumen sanguíneo y la velocidad en la aorta cambian
- ICG mide el cambio correspondiente en impedancia y su sincronización
- El ICG atribuye los cambios en la impedancia a (a) la expansión volumétrica de la aorta (esta es la principal diferencia entre el ICG y la cardiometría eléctrica ) y (b) a la alineación de los eritrocitos causada por la velocidad de la sangre en función de la velocidad de la sangre
- ICG utiliza la línea de base y los cambios en la impedancia para medir y calcular los parámetros hemodinámicos
Hemodinámica
La hemodinámica es un subcapítulo de la fisiología cardiovascular, que se ocupa de las fuerzas generadas por el corazón y el movimiento resultante de la sangre a través del sistema cardiovascular. [7] Estas fuerzas se demuestran al médico como valores emparejados de flujo sanguíneo y presión arterial medidos simultáneamente en el nodo de salida del corazón izquierdo. La hemodinámica es una contraparte fluídica de la ley de Ohm en la electrónica: la presión es equivalente al voltaje, el flujo a la corriente, la resistencia vascular a la resistencia eléctrica y el trabajo del miocardio a la potencia.
La relación entre los valores instantáneos de la presión arterial aórtica y el flujo sanguíneo a través de la válvula aórtica durante un intervalo de latidos cardíacos y sus valores medios se muestran en la figura 1. Sus valores instantáneos pueden usarse en investigación; en la práctica clínica sus valores medios, PAM y VS, son adecuados.
Parámetros de flujo sanguíneo
Los parámetros del flujo sanguíneo sistémico (global) son (a) el flujo sanguíneo por latido, el volumen sistólico, SV [ml / latido], y (b) el flujo sanguíneo por minuto, el gasto cardíaco, CO [l / min]. Existe una relación clara entre estos parámetros de flujo sanguíneo:
CO [l / min] = (SV [ml] × FC [lpm] ) / 1000 {Eq.1}
donde HR es la frecuencia cardíaca (latidos por minuto, lpm).
Dado que el valor normal de CO es proporcional a la masa corporal que tiene que perfundir, no puede existir un valor "normal" de SV y CO para todos los adultos. Todos los parámetros del flujo sanguíneo deben indexarse. La convención aceptada es indexarlos por el Área de Superficie Corporal , BSA [m 2 ], por DuBois & DuBois Formula, una función de la altura y el peso:
BSA [m 2 ] = W 0.425 [kg] × H 0.725 [cm] × 0.007184 {Eq.2}
Los parámetros indexados resultantes son el índice de carrera, SI (ml / latido / m 2 ) definido como
SI [ml / latido / m 2 ] = SV [ml] / BSA [m 2 ] {Eq.3}
e índice cardíaco, IC (l / min / m 2 ), definido como
CI [l / min / m 2 ] = CO [l / min] / BSA [m 2 ] {Eq.4}
Estos parámetros de flujo sanguíneo indexados exhiben rangos típicos :
Para el índice de accidente cerebrovascular: 35
Eq.1 para parámetros indexados luego cambia a
CI [l / min / m 2 ] = (SI [ml / latido / m 2 ] × FC [lpm] ) / 1000 {Eq.1a}
Transporte de oxigeno
La función principal del sistema cardiovascular es el transporte de oxígeno: la sangre es el vehículo, el oxígeno es la carga. La tarea de un sistema cardiovascular sano es proporcionar una perfusión adecuada a todos los órganos y mantener un equilibrio dinámico entre la demanda y el suministro de oxígeno. En una persona sana, el sistema cardiovascular siempre aumenta el flujo sanguíneo en respuesta al aumento de la demanda de oxígeno. En una persona comprometida hemodinámicamente, cuando el sistema es incapaz de satisfacer el aumento de la demanda de oxígeno, el flujo sanguíneo a los órganos que se encuentran más abajo en la lista de prioridad de suministro de oxígeno se reduce y estos órganos pueden, eventualmente, fallar. Los trastornos digestivos, la impotencia masculina, el cansancio, el sonambulismo, la intolerancia a la temperatura ambiental, son ejemplos clásicos de un estado de flujo bajo, lo que resulta en un flujo sanguíneo reducido.
Moduladores
La variabilidad de SI y la variabilidad de MAP se logran mediante la actividad de moduladores hemodinámicos .
Los términos de fisiología cardiovascular convencionales para los moduladores hemodinámicos son precarga, contractilidad y poscarga . Se ocupan de (a) las fuerzas de llenado inercial de la sangre que regresan a la aurícula ( precarga ), que estiran las fibras miocárdicas, almacenando así energía en ellas, (b) la fuerza por la cual las fibras del músculo cardíaco se acortan liberando así la energía almacenada en para expulsar parte de la sangre del ventrículo a la vasculatura ( contractilidad ), y (c) las fuerzas que debe vencer la bomba para administrar un bolo de sangre en la aorta por cada contracción ( poscarga ). El nivel de precarga se evalúa actualmente a partir de la PAOP (presión ocluida de la arteria pulmonar) en un paciente cateterizado o del EDI (índice telediastólico) mediante el uso de ultrasonido. La contractilidad no se evalúa de forma rutinaria; muy a menudo, la inotropía y la contractilidad se intercambian como términos iguales. La poscarga se evalúa a partir del valor de SVRI.
En lugar de usar los términos precarga, contractilidad y poscarga, la terminología y metodología preferenciales en la hemodinámica por latido es usar los términos para las herramientas de modulación hemodinámica reales, que el cuerpo utiliza o el médico tiene en su caja de herramientas para controlar el estado hemodinámico:
La precarga y el nivel de contractilidad inducido por Frank-Starling (mecánicamente) se modula por la variación del volumen intravascular (expansión de volumen o reducción de volumen / diuresis).
La modulación farmacológica de la contractilidad se realiza con agentes inotrópicos cardioactivos ( inotrópicos positivos o negativos) que están presentes en el torrente sanguíneo y afectan la tasa de contracción de las fibras miocárdicas.
La poscarga se modula variando el calibre de los esfínteres a la entrada y salida de cada órgano, de ahí la resistencia vascular , con los agentes farmacológicos vasoactivos (vasoconstrictores o vasodilatadores y / o inhibidores de la ECA y / o ARA II) (ECA = conversión de angiotensina- enzima; BRA = bloqueador del receptor de angiotensina). La poscarga también aumenta con el aumento de la viscosidad de la sangre ; sin embargo, con la excepción de pacientes extremadamente hemodiluidos o hemoconcentrados, este parámetro no se considera de forma rutinaria en la práctica clínica.
Con la excepción de la expansión de volumen, que sólo puede lograrse por medios físicos (ingesta de líquidos intravenosa u oral), todas las demás herramientas de modulación hemodinámica son agentes farmacológicos, cardioactivos o vasoactivos.
La medición de la IC y sus derivados permite a los médicos tomar decisiones oportunas de evaluación, diagnóstico, pronóstico y tratamiento del paciente. Está bien establecido que tanto los médicos capacitados como los no capacitados son incapaces de estimar el gasto cardíaco únicamente mediante la evaluación física.
Monitoreo invasivo
La medición clínica del gasto cardíaco está disponible desde la década de 1970. Sin embargo, esta medición del flujo sanguíneo es altamente invasiva, ya que utiliza un catéter de termodilución dirigido por flujo (también conocido como catéter Swan-Ganz), que representa riesgos significativos para el paciente. Además, esta técnica es costosa (varios cientos de dólares por procedimiento) y requiere un médico capacitado y un entorno estéril para la inserción del catéter. Como resultado, se ha utilizado solo en estratos muy estrechos (menos del 2%) de pacientes críticamente enfermos y de alto riesgo en los que el conocimiento del flujo sanguíneo y el transporte de oxígeno superaban los riesgos del método. En los Estados Unidos, se estima que anualmente se realizan al menos dos millones de procedimientos de monitorización con catéter de arteria pulmonar, con mayor frecuencia en pacientes quirúrgicos cardiacos y vasculares perioperatorios, insuficiencia cardiaca descompensada, insuficiencia multiorgánica y traumatismos.
Monitoreo no invasivo
En teoría, una forma no invasiva de monitorizar la hemodinámica proporcionaría un valor clínico excepcional porque podrían obtenerse datos similares a los métodos de monitorización hemodinámica invasivos con un coste mucho menor y sin riesgo. Si bien la monitorización hemodinámica no invasiva se puede utilizar en pacientes que previamente requirieron un procedimiento invasivo, el mayor impacto se puede lograr en pacientes y entornos de atención donde la monitorización hemodinámica invasiva no era posible ni valía el riesgo o el costo. Debido a su seguridad y bajo costo, la aplicabilidad de las mediciones hemodinámicas vitales podría extenderse a un número significativamente mayor de pacientes, incluidos los pacientes ambulatorios con enfermedades crónicas. ICG incluso se ha utilizado en condiciones extremas como el espacio exterior y un monte. Expedición al Everest. [8] Los pacientes con insuficiencia cardíaca, hipertensión, marcapasos y disnea son cuatro afecciones en las que la monitorización hemodinámica no invasiva ambulatoria puede desempeñar un papel importante en la evaluación, el diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento. Algunos estudios han demostrado que el gasto cardíaco ICG es exacto, [9] [10] mientras que otros estudios han demostrado que es inexacto. [11] Se ha demostrado que el uso de ICG mejora el control de la presión arterial en la hipertensión resistente cuando lo utilizan tanto especialistas [12] como médicos generales. [13] También se ha demostrado que el ICG predice el empeoramiento del estado de la insuficiencia cardíaca. [14]
Parámetros ICG
Las señales eléctricas y de impedancia se procesan para determinar puntos fiduciales, que luego se utilizan para medir y calcular parámetros hemodinámicos, como gasto cardíaco, volumen sistólico, resistencia vascular sistémica, contenido de líquido torácico, índice de aceleración y relación de tiempo sistólico.
Parámetro | Definición |
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Ritmo cardiaco | Número de latidos del corazón por minuto |
Salida cardíaca | Cantidad de sangre bombeada por el ventrículo izquierdo cada minuto |
Índice cardíaco | Gasto cardíaco normalizado para el área de superficie corporal |
Volumen sistólico | Cantidad de sangre bombeada por el ventrículo izquierdo en cada latido |
Índice de carrera | Volumen sistólico normalizado para el área de superficie corporal |
Resistencia vascular sistémica | La resistencia al flujo de sangre en la vasculatura (a menudo denominada "poscarga") |
Índice de resistencia vascular sistémica | Resistencia vascular sistémica normalizada para el área de superficie corporal |
Índice de aceleración | Aceleración máxima del flujo sanguíneo en la aorta |
Índice de velocidad | Velocidad máxima del flujo sanguíneo en la aorta. |
Contenido de líquido torácico | La conductividad eléctrica de la cavidad torácica, que está determinada principalmente por los fluidos intravascular, intraalveolar e intersticial en el tórax. |
Trabajo cardíaco izquierdo | Un indicador de la cantidad de trabajo que debe realizar el ventrículo izquierdo para bombear sangre cada minuto. |
Índice de trabajo cardíaco izquierdo | Trabajo cardíaco izquierdo normalizado para el área de superficie corporal |
Razón de tiempo sistólico | La relación de la sístole eléctrica y mecánica. |
Período previo a la eyección | El intervalo de tiempo desde el inicio de la estimulación eléctrica de los ventrículos hasta la apertura de la válvula aórtica (sístole eléctrica) |
Tiempo de eyección del ventrículo izquierdo | El intervalo de tiempo desde la apertura hasta el cierre de la válvula aórtica (sístole mecánica) |
Referencias
- ^ a b ¿Qué es TEB y cómo funciona?
- ^ "25. Pletismografía de impedancia" . www.bem.fi .
- ^ Kubicek WG, Witsoe, DA, Patterson, RP, Mosharrata, MA, Karnegis, JN, Desde, AHL (1967). En los años 80 se llevaron a cabo mejoras significativas de su precisión clínica en BoMed Medical Manufacturing LTD bajo B. Bo Sramek con el producto NCCOM3. en 1992, la empresa pasó a llamarse CDIC y el producto pasó a llamarse BioZ. Desarrollo y evaluación de un sistema cardiográfico de impedancia para medir el gasto cardíaco y desarrollo de un sistema de cálculo de la tasa de consumo de oxígeno utilizando un espectrómetro de masas cuadrupolo. NASA-CR-92220, N68-32973.
- ^ "Transferencia de tecnología" . 2016-09-15. Archivado desde el original el 13 de junio de 2002.
- ^ Miller, JC y Horvath, SM (1978). Cardiografía de impedancia. Psicofisiología , 15 (1), 80-91.
- ^ Sherwood, A., Allen, MT, Fahrenberg, J., Kelsey, RM, Lovallo, WR y van Doornen, LJ (1990). Pautas metodológicas para la cardiografía de impedancia. Psicofisiología , 27 (1), 1–23.
- ^ WR Milnor: Hemodinámica, Williams y Wilkins, 1982
- ^ "Dispositivo biomédico local que ayuda a la NASA" .
- ^ Van De Water, Joseph M .; Miller, Timothy W .; Vogel, Robert L .; Mount, Bruce E .; Dalton, Martin L. (2003). "Cardiografía de impedancia". Pecho . 123 (6): 2028-2033. doi : 10.1378 / cofre.123.6.2028 . PMID 12796185 .
- ^ Albert, Nancy M .; Salve, Melanie D .; Li, Jianbo; Joven, James B. (2004). "Equivalencia de los métodos de bioimpedancia y termodilución en la medición del gasto cardíaco en pacientes hospitalizados con insuficiencia cardíaca crónica avanzada descompensada". Revista estadounidense de cuidados intensivos . 13 (6): 469–479. doi : 10.4037 / ajcc2004.13.6.469 . PMID 15568652 .
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enlaces externos
- http://bomed.us/teb.html