Técnica de eliminación de gases inertes múltiples

La técnica de eliminación de gases inertes múltiples (MIGET, por sus siglas en inglés) es una técnica médica utilizada principalmente en neumología que consiste en medir las concentraciones de diversos gases inertes infundidos en la sangre venosa mixta , la sangre arterial y el gas espirado de un sujeto. La técnica cuantifica el cortocircuito verdadero , la ventilación del espacio muerto fisiológico , las relaciones ventilación/flujo sanguíneo ( VA _/ Q ) y la limitación de la difusión .

La hipoxemia generalmente se atribuye a uno de cuatro procesos: hipoventilación , cortocircuito (de derecha a izquierda), limitación de la difusión y desigualdad de ventilación/perfusión ( VA _/ Q ). ^{[ 1 ]} Además, también existen factores "extrapulmonares" que pueden contribuir a las fluctuaciones en la PO2 _arterial .

Existen diversas medidas de hipoxemia que pueden evaluarse, pero cada una presenta varias limitaciones. Por este motivo se desarrolló el MIGET, para superar las deficiencias de los métodos anteriores. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

El intercambio de gases en estado estacionario en los pulmones obedece a los principios de conservación de la masa . ^{[ 6 ]} Esto conduce a la ecuación de ventilación/perfusión para el oxígeno :

${\displaystyle V_{A}/Q=8.63\times {\frac {C_{c'}{\ce {O2}}-C_{v}{\ce {O2}}}{P_{I}{\ce {O2}}-P_{A}{\ce {O2}}}}}$

y para el dióxido de carbono :

${\displaystyle V_{A}/Q=8.63\times {\frac {C_{v}{\ce {CO2}}-C_{c'}{\ce {CO2}}}{P_{A}{\ce {CO2}}}}}$

dónde:

• ⁠${\displaystyle C_{c'}}$⁠ denota la concentración del gas en el extremo capilar (mL/dL),
• ⁠${\displaystyle C_{v}}$⁠ denota la concentración venosa mixta del gas (mL/dL),
• ⁠${\displaystyle P_{I}}$⁠ denota la presión parcial inspirada del gas (mmHg), y
• ⁠${\displaystyle P_{A}}$⁠ denota la presión parcial alveolar del gas (mmHg)
• ⁠${\displaystyle V_{A}/Q}$⁠ denota la relación entre la ventilación alveolar y el gasto cardíaco.

Para los fines de utilizar el MIGET, las ecuaciones se han generalizado para un gas inerte (GI):

${\displaystyle V_{A}/Q=8.63\times {\ce {solubility}}\times {\frac {P_{V}{\ce {IG}}-P_{C'}{\ce {IG}}}{P_{A}{\ce {IG}}}}}$

dónde:

• La solubilidad es la relación entre la concentración y la presión parcial, expresada en mL de gas disuelto por dL de sangre por mmHg de gas en la sangre.

Suponiendo que el equilibrio de difusión es completo para el gas inerte, eliminando el subíndice IG y sustituyendo el coeficiente de partición sangre-gas ( λ ) se obtiene:

${\displaystyle V_{A}/Q={\lambda }\times {\frac {P_{v}-P_{A}}{P_{A}}}}$

Reorganizando:

${\displaystyle P_{A}/P_{v}={\frac {\lambda }{{\lambda }+V_{A}/Q}}=P_{c'}/P_{v}}$

dónde:

• ⁠${\displaystyle P_{v}}$⁠ denota la presión parcial venosa mixta del gas (mmHg)
• ⁠${\displaystyle P_{c'}}$⁠ denota la presión parcial del gas en el extremo del capilar (mmHg)

Esta ecuación es la base del MIGET y demuestra que la fracción de gas inerte no eliminada de la sangre a través del pulmón es una función del coeficiente de partición y la relación V _A /Q . Esta ecuación opera bajo el supuesto de que el pulmón es perfectamente homogéneo. En este modelo, la retención ( R ) se mide a partir de la relación ⁠${\displaystyle P_{A}/P_{v}}$Expresado matemáticamente :

${\displaystyle R={\frac {\lambda }{\lambda +V_{A}/Q}}}$

A partir de esta ecuación, podemos medir los niveles de cada gas inerte retenido en la sangre. La relación entre retención (R) y${\displaystyle V_{A}/Q}$Se puede resumir de la siguiente manera: Como${\displaystyle V_{A}/Q}$⁠ para un λ dadoaumenta, R disminuye; sin embargo, esta relación entre ⁠${\displaystyle V_{A}/Q}$y R es más evidente envalores de${\displaystyle V_{A}/Q}$entre diez veces mayor y menor que la λ de un gas . Sin embargo, más allá de esto, es posible medir las concentraciones de los gases inertes en el gas espirado del sujeto. La relación entre la concentración espirada mixta y la concentración venosa mixta se ha denominado excreción ( E ) y describe la ventilación a regiones de diferente${\displaystyle V_{A}/Q}$⁠ . En conjunto:

${\displaystyle V_{IG}=V_{E}\times E=\lambda \times Q_{T}\times [1-R]}$

dónde:

• V _IG denota el volumen de un gas inerte eliminado por minuto (mL/min).
• ⁠${\displaystyle V_{E}}$⁠ indica ventilación por minuto (mL/min)
• ⁠${\displaystyle Q_{T}}$⁠ indica gasto cardíaco (mL/min)

Al observar un conjunto de alvéolos en los que la PO2 _y la PCO2 _son uniformes, la ventilación alveolar local y el flujo sanguíneo local definen${\displaystyle V_{A}/Q}$:​

${\displaystyle V_{A}=Q\times V_{A}/Q}$

De estas ecuaciones se deduce que conocer la retención o la excreción implica conocer la otra. Además, existe una comprensión similar para la relación entre la distribución del flujo sanguíneo y la distribución de la ventilación. ^{[ 6 ]}

Los datos producidos por el MIGET son una aproximación de la distribución de ⁠${\displaystyle V_{A}/Q}$⁠ relaciones en todo el pulmón. Se ha estimado que existen cerca de 100 000 unidades de intercambio de gases en el pulmón humano; ^{[ 7 ]} esto podría conducir a un máximo teórico de compartimentos VA/Q de hasta 100 000, en ese caso.