Hablemos de ultrasonido junto al paciente

MONOTEMÁTICO SOBRE TRAUMA CRANEOENCEFÁLICO

 

 

Monitorización del metabolismo cerebral en pacientes neurocríticos

 

Brain metabolic monitoring in neurocritical patients

 

 

Anselmo A. Abdo-Cuza,1* Roberto Castellanos-Gutiérrez,1 Juliette M. Suárez-López,2 Juan A. Gutiérrez-Martínez,1 Rafael E. Machado-Martínez1, Jonathan Pi-Avila1, Francisco Gómez-Peire1, Juan C. López-González1, Daniel González-González1, Yalina Benítez-Quevedo1


1 Unidad de Cuidados Intensivos. Centro de Investigaciones Médico Quirúrgicas. La Habana, Cuba.
2 Unidad de Cirugía Cardiovascular. Hospital Hermanos Ameijeiras. La Habana, Cuba.

PUNTOS CLAVE

• El cerebro humano representa 2 % del peso corporal, sin embargo, dado su necesidad energética, utiliza 15 % del gasto cardiaco, 25 % de la glucosa y 20 % del consumo de O2 de todo el organismo.
• El acoplamiento flujo sanguíneo cerebral – metabolismo (autorregulación metabólica), que ocurre en condiciones fisiológicas puede ser monitorizado en la clínica y brindarnos información de interés para decidir conductas en pacientes neurocríticos.
• Las variables más importantes para una evaluación metabólica – hemodinámica, a través de la cateterización del golfo yugular son la saturación yugular y el coeficiente de extracción de oxígeno.
• El análisis de las variables aportadas por los métodos propuestos debe ser interpretado con juicio clínico.
• La monitorización metabólica cerebral debe ser integrada al monitoreo multiparamétrico en pacientes neurocríticos.

INTRODUCCIÓN

El cerebro humano representa 2 % del peso corporal, sin embargo, dado su necesidad energética, utiliza 15 % del gasto cardiaco, 25 % de la glucosa y 20 % del consumo de O2 de todo el organismo. Aproximadamente 50 % del oxígeno y 10 % de la glucosa de la sangre arterial que llega a través de un flujo sanguíneo cerebral (FSC) de 50 ml/100 g/min es utilizado por su metabolismo. La energía es utilizada en la actividad de transmisión sináptica (50 – 60 %) y en el metabolismo basal (40 - 50 %).

La necesidad de mantener un FSC adecuado y constante, aun ante cambios de la presión de perfusión cerebral (PPC), hace necesario disponer de mecanismos compensadores como la autorregulación cerebral. El acoplamiento FSC – metabolismo (autorregulación metabólica), que ocurre en condiciones fisiológicas puede ser monitorizado en la clínica y brinda información de interés para decidir conductas en pacientes neurocríticos.

Algunos pacientes pueden presentar una alteración de los mecanismos reguladores del FSC pudiendo encontrarse disminuido, normal o elevado, independientemente de la reducción del consumo cerebral de oxigeno (CMCO2). En este contexto, la relación entre CMCO2 y FSC puede variar y los valores de la diferencia arterio – yugular de oxigeno (AVDO2) constituyen una estimación indirecta del FSC, (FSC = CMCO2 / AVDO2).

Gibbs et al en 1942 propusieron el análisis comparativo de sangre arterial periférica y de sangre venosa tomada en el golfo yugular con el objetivo de cuantificar la relación transporte - extracción – consumo de elementos como oxígeno, glucosa y lactato para así estimar patrones de metabolismo y flujo cerebral. En 1945, Kety y Schimdt, aplicaron el principio de Fick al encéfalo y cuantificaron el FSC a partir de las diferencias arterio-yugulares de oxígeno.

En la actualidad existen nuevos métodos de monitorización del metabolismo cerebral, como la oximetría cerebral (espectroscopia cercana al infrarrojo), medición de la presión tisular de oxígeno y la microdiálisis cerebral, pero la monitorización metabólica a través de las variables de oximetría cerebral, obtenidas del catéter colocado en el bulbo yugular y su análisis simultáneo con sangre arterial es un método vigente sobre todo en países en desarrollo. Por tales motivos es a esta técnica que se refieren los autores en el artículo.

FUNDAMENTACIÓN Y VARIABLES A MONITORIZAR

En pacientes con daño cerebral, el acoplamiento entre CMCO2 y FSC puede variar y los valores de las AVDO2 constituyen una estimación indirecta del FSC. En general se acepta que AVDO2 normal sugiere un correcto acoplamiento entre FSC y CMCO2 (normoperfusión), AVDO2 disminuida indica que el FSC es excesivo respecto a los requerimientos metabólicos cerebrales (hiperemia) y AVDO2 elevada sugiere una disminución del FSC (hipoperfusión), y mayor extracción de O2 con objetivo compensatorio.

A partir de estudios clínicos, Cruz et al sugieren una nueva variable que suplió limitantes de la AVDO2 y por demás con facilidad de cálculo: el coeficiente de extracción de oxígeno (CEO2), diferencia entre la saturación arterial y yugular de oxigeno (CEO2= SaO2 - SyO2).

La relación entre el FSC y el CEO2 se establece de forma inversa: cuando el FSC aumenta, el CEO2 se reduce y cuando el FSC disminuye, el CEO2 aumenta. El rango de normalidad para este parámetro se ha establecido también a partir de los estudios de Gibbs et al, situándose entre 24 – 40 %. Valores comprendidos dentro de este rango indican un correcto acoplamiento entre metabolismo y FSC. Valores inferiores a 24 % sugieren una hiperperfusión cerebral global con respecto al consumo metabólico de oxígeno (hiperemia o perfusión de lujo). Valores superiores a 40 % reflejan una situación de hipoperfusión cerebral global relativa al CMCO2 (hipoxia cerebral oligoémica).

LIMITANTES PARA LA INTERPRETACIÓN

En situación de alcalosis respiratoria la SyO2 puede hallarse falsamente elevada, ya que la curva de disociación de la oxihemoglobina se desplaza hacia la izquierda (efecto Bohr). En estas condiciones tanto las AVDO2 como el CEO2 y la SyO2 podrían indicar un estado de hiperemia, cuando en realidad existe un compromiso en la liberación de O2. Esta misma situación podría ocurrir en casos de hipotermia severa o de otras situaciones que incrementen la afinidad entre la hemoglobina y el oxígeno.

El flujo sanguíneo de la fosa posterior contribuye de forma insignificante en la sangre venosa que drena a través del bulbo de la yugular. Por ello, en las mediciones de la extracción global de oxígeno no se recibe una información adecuada sobre el flujo sanguíneo del cerebelo ni del tronco del encéfalo.

Un incremento en la SyO2 por encima de 75 % puede reflejar un aumento en el FSC, pero también puede ser resultado de una disminución no acoplada del CMCO2. Por este motivo, el valor aislado de la SyO2 no permite diferenciar entre situaciones opuestas como son la hiperemia o el infarto tisular extenso.

METODOLOGÍA

De forma tradicional el catéter yugular ha sido colocado con la técnica de referentes anatómicos: con el paciente en posición supina o posición de Trendelenburg, si no hay trastornos de la presión intracraneal que lo contraindique, debe rotarse la cabeza hacia el lado contralateral o mantener en posición neutral si existe sospecha de lesión espinal cervical.

El punto de entrada de la aguja es el vértice del triángulo formado por los fascículos esternal y clavicular del músculo esternocleidomastoideo con la clavícula. Se introduce la aguja en dirección cefálica hacia el proceso mastoideo ipsilateral hasta que se aspire sangre. La posición del catéter se comprueba mediante radiografía cervical lateral. La punta del mismo debe ubicarse justo por delante de la apófisis mastoides, o por encima del espacio intervertebral C1-C2, Figura 1.

En relación al lado de colocación del catéter para el monitoreo metabólico cerebral existe consenso en colocarlo ipsilateral a la lesión en pacientes con lesiones focales, o en la vena yugular interna (VYI) dominante para aquellos pacientes con patología difusa del sistema nervioso central. Para determinar la VYI dominante en pacientes con monitorización de presión intracraneal (PIC), se ha sugerido que se comprima secuencialmente las dos yugulares internas para seleccionar el lado en que haya un aumento mayor de la PIC como expresión de drenaje dominante.

Metz et al identificaron el mayor foramen yugular por tomografía axial computarizada (TAC) asumiendo que identifica la yugular dominante. Cormio et al en 2001 describieron la utilidad de la ultrasonografía para evaluar la VYI dominante al seleccionar el lado a cateterizar en pacientes con lesiones cerebrales difusas. Los autores demostraron concordancia entre el lado de mayor diámetro de VYI por ecografía y la VYI dominante de acuerdo a TAC en 94 % y concordancia con la maniobra de compresión yugular y aumento de PIC en 82 % de los pacientes estudiados.


Las principales complicaciones relacionadas con el proceder son punción arterial, hematoma y lesión de nervios. Algunos estudios han demostrado mayores tasas de complicaciones en las cateterizaciones retrógradas de la vena yugular interna que en las anterógradas.

En la actualidad la cateterización de la VYI guiada por ecografía en sus dos variantes, estática y en tiempo real, es la técnica de elección para el proceder. Se minimiza el tiempo de cateterización y disminuyen las complicaciones mecánicas relacionadas con el mismo. Estudios ultrasonográficos donde se evaluó la anatomía de la región cervical en relación con la disposición VYI - arteria carótida interna (ACI), han demostrado lo disímil de esa relación, lo que hace que la técnica convencional de cateterización de VYI tanto anterógrada como retrógrada sea una técnica a ciegas con diversas complicaciones.

En 1993, Segal J describió en una publicación la utilización de un transductor Doppler, solo con posibilidad de señal sonora para determinar el sitio de punción y evitar complicaciones, incluidas las relacionadas con el posicionamiento sugerido para el proceder.


Es en fecha relativamente reciente, que se describe la realización de la técnica guiada por ecografía en tiempo real, Figura 2, técnica que facilita el proceder y minimiza las complicaciones. Las determinaciones sanguíneas de arteria periférica y sangre yugular deben realizarse al menos una vez al día y ante cambios en el estado del paciente. Las variables más importantes para una evaluación metabólica – hemodinámica, son: SyO2 y SaO2 para calcular el CEO2.

El análisis de estas variables permite clasificar la situación hemodinámica y metabólica cerebral (relación FSC – metabolismo cerebral) en tres grupos: hipoperfusión cerebral (caracterizado por FSC que no suple los requerimientos del metabolismo); normal (adecuado acoplamiento FSC – metabolismo) e hiperémico (caracterizado por FSC por encima de los requerimientos del metabolismo). La monitorización tiene objetivos de diagnóstico y orientación terapéutica, Tabla 1.

En la actualidad el grupo de trabajo del servicio de medicina intensiva del Centro de Investigaciones Médico Quirúrgicas lleva a cabo un protocolo de monitorización multiparamétrica en pacientes neurocríticos siendo uno de los objetivos de estudio evaluar la utilidad pronóstica de una clasificación por patrones hemodinámico – metabólicos, Figura 3, basados en el acoplamiento FSC (estimado mediante ecografía Doppler transcraneal, velocidad media de arteria cerebral media [VmACM]) y CEO2.

En cuadros verdes se presentan las relaciones, flujo – metabolismo con acoplamiento adecuado, sin embargo, las relaciones ubicadas en cuadros amarillos requieren de precaución y vigilancia ante posibles variaciones de flujo o metabolismo que desequilibren la relación. En cuadros rojos las distintas posibilidades teóricas de desequilibrio flujo - metabolismo.


Resultados preliminares de este grupo de trabajo, señalan la situación flujo aumentado en relación al metabolismo (aun con valores absolutos de VmACM normal o disminuida) como el hallazgo más frecuente en pacientes neurocríticos en cuidados intensivos. Los autores del presente artículo enfatizan en la necesidad de acciones terapéuticas individualizadas acorde a la situación particular y cambiante en cada momento de la evolución del paciente, por sobre conductas escalonadas y generalizadas que han caracterizado la atención neurointensiva contemporánea.

En resumen, la integración de la monitorización metabólica cerebral al monitoreo multiparamétrico en pacientes neurocríticos, por medio de la canulación del golfo yugular para determinaciones de SyO2 y CEO2 es un método al alcance de países en desarrollo y con utilidad práctica en objetivos pronóstico y en decisiones diagnóstico-terapéutica.

Conflictos de intereses

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

El contenido de los artículos publicados, son responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan la opinión del Comité Editorial de Revista Cubana de Medicina Intensiva y Emergencias.

 

LECTURAS RECOMENDADAS

  • Abdo A, Castellanos R, Benítez Y, Suarez-López J, Machado RE, Gutiérrez JA, et al. Cateterización del golfo yugular guiada por ecografía en tiempo real. Rev Cub Med Int Emerg [revista en la Internet]. 2017 [citado 2018 Mayo 26]; Vol.16;(2). Disponible en: http://www.revmie.sld.cu/index.php/mie/article/view/217/html_90
  • Cormio M, Robertson CS. Ultrasound is a reliable method for determining jugular bulb dominance. J Neurosurg Anesthesiol. 2001 Jul;13(3):250-4.
  • Cruz J. Expensive cerebral blood flow measurements alone are useless and misinformative in comatose patients: a comprehensive alternative. Arq Neuropsiquiatr. 2003 Jun;61(2A):309-12.
  • Dietrich CF, Horn R, Morf S, Chiorean L, Dong Y, Cui XW, et al. Ultrasound-guided central vascular interventions, comments on the European Federation of Societies for Ultra-sound in Medicine and Biology guidelines on interventional ultrasound. J Thorac Dis. 2016 Sep;8(9):E851-E868
  • Gibbs, EL, Lennox, WG, Nims, LF, Gibbs, FA. Arterial and cerebral venous blood: arterial-venous differences in man. J Biol Chem. 1942; 144:325–332.
  • Gok F, Kilicaslan A, Yosunkaya A. Ultrasound-guided jugular bulb catheterisation in the intensive care unit. Anaesth Intensive Care. 2014 Jul;42(4):523-4
  • Griffiths H, Goyal MS, Pineda JA. Brain metabolism and severe pediatric traumatic brain injury. Childs Nerv Syst. 2017 Oct;33(10):1719-1726.
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  • Lazaridis C, Robertson CS. The Role of Multimodal Invasive Monitoring in Acute Traumatic Brain Injury. Neurosurg Clin N Am. 2016 Oct;27(4):509-17
  • Merino MA, Sahuquillo J, Borrull A, Poca MA, Riveiro M, Expósito L. Is lactate a good indicator of brain tissue hypoxia in the acute phase of traumatic brain injury? Results of a pi-lot study in 21 patients. Neurocirugia (Astur). 2010 Aug;21(4):289-301.
  • Poca MA, Sahuquillo J, Mena MP, Vilalta A, Riveiro M. Recent advances in regional cerebral monitoring in the neurocritical patient: brain tissue oxygen pressure monitoring, cere-bral microdialysis and near-infrared spectroscopy. Neurocirugia (Astur). 2005 Oct;16(5):385-410.
  • Poca MA, Sahuquillo J, Monforte R, Vilalta A. Global systems for monitoring cerebral hemodynamics in the neurocritical patient: basic concepts, controversies and recent ad-vances in measuring jugular bulb oxygenation. Neurocirugia (Astur). 2005 Aug;16(4):301-22.
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  • Senapathi TGA, Wiryana M, Sinardja K, Nada KW, Sutawan IBKJ, Ryalino C, et al. Jugular bulb oxygen saturation correlates with Full Outline of Responsiveness score in severe traumatic brain injury patients. Open Access Emerg Med. 2017 Aug 28;9:69-72.

Recibido: 24 de junio de 2018
Aprobado: 13 de julio de 2018

 


Anselmo A. Abdo-Cuza. Unidad de Cuidados Intensivos. Centro de Investigaciones Médico Quirúrgicas. La Habana, Cuba. aaabdo@infomed.sld.cu

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