Capnografía

La capnografía es la monitorización de la concentración o presión parcial de dióxido de carbono ( CO₂).₂ ) en los gases respiratorios. Su principal desarrollo ha sido como herramienta de monitorización para su uso durantela anestesiaylos cuidados intensivos. Generalmente se presenta como un gráfico deCO.₂ (medido en kilopascales, "kPa" o milímetros de mercurio, "mmHg") representado gráficamente en función del tiempo o, menos comúnmente, pero más útil, del volumen espirado (conocido como capnografía volumétrica). El gráfico también puede mostrar elCO₂ , lo cual es de interés cuandode reinhalación. Cuando la medición se toma al final de una respiración (exhalación), se denominaCO2₂ (PETCO₂). ^{[ 1 ]}

El capnograma es un monitor directo de la concentración o presión parcial de CO inhalado y exhalado.₂ y un monitor indirecto delCO₂ presiones parciales en lasangre. En individuos sanos, la diferencia entre la sangre arterial y el gas espiradoes de CO₂._{La diferencia entre} las presiones parciales es muy pequeña (diferencia normal de 4-5 mmHg). En presencia de la mayoría de las formas de enfermedad pulmonar y algunas formas decardiopatía congénita(las lesiones cianóticas), la diferencia entre la sangre arterial y el gas espirado aumenta, lo que puede indicar una nueva patología o un cambio en el sistema cardiovascular-ventilatorio. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La oxigenación y la capnografía, aunque relacionadas, siguen siendo elementos distintos en la fisiología de la respiración. La ventilación se refiere al proceso mecánico mediante el cual los pulmones se expanden e intercambian volúmenes de gases; sin embargo, la respiración describe además el intercambio de gases (principalmente CO₂).₂ yO₂ ) a nivel de los alvéolos. El proceso de respiración se puede dividir en dos funciones principales: eliminación deCO₂₂ desechos y reposición de tejidos conO_2. La oxigenación (que normalmente se mide medianteoximetría de pulso) mide la última parte de este sistema. La capnografía mide la eliminación deCO₂.₂ que pueden ser de mayor utilidad clínica que el estado de oxigenación. ^{[ 4 ]}

Durante el ciclo normal de la respiración , una sola respiración se puede dividir en dos fases: inspiración y espiración. Al comienzo de la inspiración, los pulmones se expanden y el CO₂ se libera._Dos gases libres llenan los pulmones. A medida que los alvéolos se llenan con este nuevo gas, la concentración deCO2 aumenta._2. El llenado de los alvéolos depende de la ventilación de los alvéolos y de la perfusión (flujo sanguíneo) que suministra elCO₂.₂ para intercambio. Una vez que comienza la espiración, el volumen pulmonar disminuye a medida que el aire es expulsado del tracto respiratorio. El volumen deCO_{El CO2} que se exhala al final de la exhalación se genera como un subproducto del metabolismo de los tejidos de todo el cuerpo. La entrega deCO2_{El transporte de CO2} a los alvéolos para la exhalación depende de un sistema cardiovascular intacto para asegurar un flujo sanguíneo adecuado desde el tejido a los alvéolos. Si el gasto cardíaco (la cantidad de sangre que bombea el corazón) disminuye, la capacidad de transportarCO2 se₂ también disminuye, lo que se refleja en una menor cantidad deCO_2. Relación entre el gasto cardíaco y el CO2espirado.₂ es lineal, de modo que a medida que el gasto cardíaco aumenta o disminuye, la cantidad deCO₂ también se ajusta de la misma manera. Por lo tanto, el monitoreo delCO2₂ puede proporcionar información vital sobre la integridad del sistema cardiovascular, específicamente sobre qué tan bien el corazón es capaz de bombear sangre. ^{[ 5 ]}

La cantidad de CO₂ que se mide durante cada respiración requiere un sistema cardiovascular intacto para suministrar elCO₂ a los alvéolos, que son la unidad funcional de los pulmones. Durante la fase I de la espiración, elCO₂ El gas transportado a los pulmones ocupa un espacio determinado que no participa en el intercambio de gases, llamado espacio muerto. La fase II de la espiración es cuando elCO2_{El CO2} dentro de los pulmones es forzado a ascender por el tracto respiratorio en su camino hacia la salida del cuerpo, lo que provoca la mezcla del aire del espacio muerto con el aire de los alvéolos funcionales responsables del intercambio de gases. La fase III es la porción final de la espiración que reflejael CO2₂ únicamente de los alvéolos y no del espacio muerto. Estas tres fases son importantes para comprender en escenarios clínicos, ya que un cambio en la forma y los valores absolutos puede indicar compromiso respiratorio y/o cardiovascular. ^{[ 6 ]}

Anestesia

Durante la anestesia, existe una interacción entre dos componentes: el paciente y el dispositivo de administración de anestesia (que generalmente es un circuito respiratorio y un ventilador ). La conexión crítica entre ambos componentes es un tubo endotraqueal o una mascarilla, y el CO₂_{El parámetro 2} se monitoriza normalmente en esta unión. La capnografía refleja directamente la eliminación deCO.₂ por lospulmonesal dispositivo de anestesia. Indirectamente, refleja la producción deCO.₂ por los tejidos y el transporte circulatorio deCO₂ a los pulmones. ^{[ 7 ]}

Cuando expira el CO₂ está relacionado con el volumen espirado en lugar del tiempo, el área bajo la curva representa el volumen deCO₂ en la respiración, y por lo tanto, en el transcurso de un minuto, este método puede producir elCO_{Eliminación de 2} por minuto, una medida importante del metabolismo. Cambios repentinos enel CO₂ La eliminación durante la cirugía pulmonar o cardíaca generalmente implica cambios importantes en la función cardiorrespiratoria. ^{[ 8 ]}

Se ha demostrado que la capnografía es más eficaz que el juicio clínico por sí solo en la detección temprana de eventos respiratorios adversos como hipoventilación , intubación esofágica y desconexión del circuito; lo que permite prevenir lesiones en el paciente. Durante los procedimientos realizados bajo sedación, la capnografía proporciona información más útil, por ejemplo, sobre la frecuencia y regularidad de la ventilación, que la oximetría de pulso . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

La capnografía proporciona un método rápido y fiable para detectar afecciones potencialmente mortales (mala colocación de los tubos traqueales, fallo ventilatorio no sospechado, fallo circulatorio y circuitos respiratorios defectuosos) y para evitar lesiones potencialmente irreversibles en el paciente.

Según un estudio de reclamaciones cerradas de la ASA ( Sociedad Estadounidense de Anestesiólogos ), la combinación de capnografía y oximetría de pulso podría haber ayudado a prevenir el 93 % de los percances anestésicos evitables. ^{[ 11 ]}

Las enfermeras registradas , pero sobre todo los terapeutas respiratorios (TRR), en unidades de cuidados intensivos pueden usar la capnografía para determinar si una sonda nasogástrica , que se usa para la alimentación, se ha colocado en la tráquea en lugar del esófago. ^{[ 18 ]} Normalmente, un paciente toserá o tendrá arcadas si la sonda está mal colocada, pero la mayoría de los pacientes en unidades de cuidados intensivos están sedados o en coma. Si una sonda nasogástrica se coloca accidentalmente en la tráquea en lugar del esófago, la alimentación por sonda irá a los pulmones, lo que es una situación potencialmente mortal. Si el monitor muestra CO típico₂ formas de onda y luego se debe confirmar la ubicación. ^{[ 19 ]}

La capnografía proporciona información sobre el CO₂ producción,perfusiónpulmonarventilaciónalveolarpatrones respiratoriosy eliminación deCO2₂ del circuito respiratorio de anestesia y del ventilador. La forma de la curva se ve afectada por algunas formas de enfermedad pulmonar; en general, existen afecciones obstructivas comola bronquitis,el enfisemayel asma, en las que se ve afectada la mezcla de gases dentro del pulmón. ^{[ 20 ]}

Las afecciones como la embolia pulmonar y la cardiopatía congénita, que afectan la perfusión pulmonar, no afectan por sí mismas la forma de la curva, pero sí afectan en gran medida la relación entre el CO2 espirado.₂ yCO2_2. La capnografía también se puede utilizar para medir la producción de dióxido de carbono, una medida delmetabolismo. Aumentode CO_{La producción de 2} se observa durante la fiebre y los escalofríos. La producción reducida se observa durante la anestesia yla hipotermia. ^{[ 21 ]}

Los capnógrafos funcionan según el principio de que el CO_{El CO} es un gas poliatómico y, por lo tanto, absorbela radiación infrarroja. Un haz de luz infrarroja se hace pasar a través de la muestra de gas hasta que incide sobre un sensor. La presencia deCO_{La presencia de CO} en el gas provoca una reducción en la cantidad de luz que incide sobre el sensor, lo que modifica el voltaje en el circuito. El análisis es rápido y preciso, pero la presencia deóxido nitrosoen la mezcla de gases altera la absorción infrarroja mediante el fenómeno de ensanchamiento por colisión. ^{[ 22 ]} Esto debe corregirse para medir elCO₂ en el aliento humano midiendo su poder de absorción infrarroja. Esta técnica fue establecida como confiable porJohn Tyndallen 1864, aunque los dispositivos del siglo XIX y principios del XX eran demasiado engorrosos para el uso clínico diario. ^{[ 23 ]} Hoy en día, las tecnologías han mejorado y son capaces de medir los valores deCO₂ casi instantáneamente y se ha convertido en una práctica estándar en entornos médicos. Actualmente existen dos tipos principales deCO_Dos sensores que se utilizan en la práctica clínica: sensores de flujo principal y sensores de flujo lateral. Ambos cumplen eficazmente la misma función de cuantificar la cantidad deCO.₂ que se exhala en cada respiración.

La forma de onda del capnograma proporciona información sobre diversos parámetros respiratorios y cardíacos. El modelo exponencial doble del capnograma intenta explicar cuantitativamente la relación entre los parámetros respiratorios y el segmento espiratorio de la forma de onda del capnograma. ^{[ 24 ]} Según el modelo, cada segmento espiratorio de la forma de onda del capnograma sigue la expresión analítica:

${\displaystyle p_{D}(t)=p_{A}(1-e^{-\alpha }e^{\alpha e^{-t/\tau }})}$

dónde

• ${\displaystyle p_{D}(t)}$representa la presión parcial de dióxido de carbono medida por el capnograma en función del tiempo${\displaystyle t}$desde el comienzo de la exhalación.
• ${\displaystyle p_{A}}$representa la presión parcial alveolar de dióxido de carbono.
• ${\displaystyle \alpha }$representa el inverso de la fracción de espacio muerto (es decir, la relación entre el volumen corriente y el volumen de espacio muerto ).
• ${\displaystyle \tau }$representa la constante de tiempo pulmonar (es decir, el producto de la resistencia pulmonar y la distensibilidad )

En particular, este modelo explica la forma redondeada de "aleta de tiburón" del capnograma que se observa en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva .

• Índice pulmonar integrado
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• Monitorización respiratoria
• capnografía colorimétrica

• CapnoBase.org: Base de datos de señales respiratorias que contiene registros de capnogramas clínicos y simulados.