La relación entre la Ees y la Ea, que representa el «acoplamiento» ventrículo-arterial, ha sido utilizado incluso en experimentación animal y en algún protocolo clínico para la evaluación de las propiedades mecanoenergéticas del ventrículo izquierdo¹⁵.

Índices estimadores de contractilidad utilizados en la UCI

Parámetros derivados de la hemodinámica clásica

La introducción del catéter de arteria pulmonar por Swan y Ganz en 1970 revolucionó la monitorización de la Medicina Intensiva y ha sido la técnica de monitorización hemodinámica más ampliamente utilizada durante las últimas décadas. El catéter de Swan-Ganz ha proporcionado, de manera indiscutible, un incremento importante de nuestro conocimiento de la función cardiovascular al permitir la determinación de las presiones intravasculares (presión de la arteria pulmonar, presión de la aurícula derecha y presión de oclusión de la arteria pulmonar), el cálculo del gasto cardíaco por termodilución y el acceso a sangre venosa mezclada. Por otro lado, desde su introducción se han efectuado modificaciones que aún han ampliado más la información ofrecida por el mismo pudiendo obtenerse la fracción de eyección y los volúmenes del ventrículo derecho, la saturación venosa mixta de oxígeno (SvO₂) y el gasto cardíaco continuos, además de que ofrece la posibilidad de incorporar electrocatéteres en la aurícula y el ventrículo derechos¹². En la actualidad, la controversia acerca de la utilización del catéter de arteria pulmonar y los avances tecnológicos desarrollados en los últimos años han permitido la aparición de nuevos sistemas de monitorización hemodinámica que también nos proporcionan algunos de estos«viejos» parámetros y permiten obtener «nuevos» parámetros de funcionalismo cardiovascular (Tabla 1).

El parámetro más utilizado tradicionalmente en la UCI para valorar la función ventricular es el gasto cardíaco (volumen sistólico x frecuencia cardíaca). Sin embargo, es importante recordar que el gasto cardíaco depende de la precarga (relación de Frank-Starling) y la poscarga además de la contractilidad, por lo que debería ser considerado más como un evaluador de la función cardíaca global que como un índice estimador de la contractilidad. Además, situaciones como el shock séptico pueden presentar un gasto cardíaco elevado a pesar de existir una alteración grave de la contractilidad, la cual se pone de manifiesto al incrementar el tono vascular que disminuye la fracción de eyección y el gasto cardíaco.

La utilización conjunta del gasto cardíaco y las presiones de llenado (presión aurícula derecha, presión de oclusión de arteria pulmonar) permite obtener unos patrones hemodinámicos que pueden ser muy útiles en la práctica clínica y podrían mejorar la evaluación de la función contráctil. De esta manera, la insuficiencia cardíaca grave izquierda se caracterizaría por un gasto cardíaco bajo y una presión de oclusión de arteria pulmonar elevada. El ejemplo más característico de utilidad de los patrones hemodinámicos es la clasificación de Forrester¹⁶, la cual asigna a los pacientes con infarto agudo de miocardio a 4 categorías basándose en el valor de índice cardíaco (mayor o menor de 2,2 l/min/m2) y la presión de oclusión de arteria pulmonar (mayor o menor de 18mm Hg) y permite la instauración de estrategias terapeúticas en función de la clasificación establecida y proporciona además una estratificación pronóstica de los pacientes.

A pesar de todo, un aumento en la presión de llenado ventricular no necesariamente indicaría una disminución de la contractilidad ventricular y podría reflejar más bien una alteración de la distensibilidad ventricular secundaria a diversos factores: enfermedad del pericardio, enfermedad restrictiva, disfunción diastólica, hipertrofia cardíaca o isquemia miocárdica. Por este motivo, los datos obtenidos mediante el estudio del gasto cardíaco y las presiones de llenado no nos proporcionarían información suficiente para conocer los mecanismos (alteración de la distensibilidad ventricular, disminución de contractilidad, incremento de poscarga...) responsables de los hallazgos clínicos y hemodinámicos del paciente.

Otro parámetro utilizado clásicamente en la UCI para la evaluación de la contractilidad a pie de cama es el SW (aproximación del obtenido mediante las curvas presión-volumen ventricular) definido como el producto del volumen sistólico y la diferencia entre la presión arterial media y la presión de oclusión de arteria pulmonar. Este índice es también dependiente de la precarga pero es independiente de la poscarga por lo que el hallazgo de un SW bajo podría identificar una disminución de la función contráctil del corazón en situaciones en las que la reposición volémica haya sido adecuada. Numerosos estudios en el campo de la insuficiencia cardíaca, la cardiopatía isquémica y la sepsis han usado este parámetro como indicador de alteración de la contractilidad y se ha relacionado incluso con el pronóstico de los pacientes^17,18.

Potencia cardíaca «cardiac power» y reserva cardíaca

El corazón puede ser considerado como una bomba mecánica capaz de generar energía hidráulica. En consecuencia, la capacidad de bomba puede expresarse como potencia cardíaca «cardiac power» (CP), definida como el producto del flujo y la presión generados por el corazón¹⁹. Por lo tanto, la CP es el producto del gasto cardíaco y la presión arterial media determinadas simultáneamente. Sus unidades de medida son julio/s o watio. La CP no está influida significativamente por la poscarga pero sí que puede variar directamente con la precarga por lo que debería asegurarse que el corazón del paciente no sea dependiente de precarga antes de afirmar que su CP y, por lo tanto, su función de bomba están disminuidas.

Por otro lado, la CP o potencia ventricular máxima es un índice de la fase de eyección calculado como el producto instantáneo de flujo y presión en el momento de máximo flujo a través de la válvula aórtica y máxima presión aórtica. Se ha encontrado una buena correlación de este parámetro con la Ees²⁰ (Figura 6). El desarrollo de técnicas ecocardiográficas para estimación del flujo aórtico y el registro de la presión aórtica han permitido la determinación semi-invasiva de la CP máxima en condiciones clínicas. La sensibilidad a la precarga puede ser corregida al dividir este parámetro por (volumen telediastólico²) o (área telediastólica ^3/2). Sin embargo, en la práctica clínica se ha popularizado más el uso de la CP utilizando la presión arterial media y el gasto cardíaco debido a que estos son unos parámetros comúnmente utilizados en las UCI y la adquisición de la CP máxima requiere técnicas más sofisticadas.

Figura 6. Efecto de un incremento de la poscarga, mediante oclusión
parcial de la aorta, en la potencia cardíaca «cardiac power». La presión
en el VI aumenta y el flujo aórtico disminuye secundario al aumento de poscarga,
pero la potencia cardíaca permanece constante (Modificado de Mandarino et al., 20).
VI: ventrículo izquierdo.

A pesar de que el concepto de CP tiene más de 100 años, los resultados de la investigación clínica y experimental, así como la revisión de conceptos fisiopatológicos recientes en el campo de la insuficiencia cardíaca, han reavivado el interés por este estimador de contractilidad^19,21,22. Se ha propuesto incluso la utilización de los valores de CP y de resistencias vasculares sistémicas plasmadas en un gráfico bidimensional para el diagnóstico hemodinámico y seguimiento de los pacientes con insuficiencia cardíaca aguda²² (Figura 7).

Figura 7. Gráfico que muestra la clasificación del estado hemodinámico
de los pacientes con diferentes síndromes de insuficiencia cardíaca aguda
en función de la CWi y las SVRi (modificado de Cotter et al., 22).
CWi: potencia cardíaca indexada, «cardiac power index»;
RVSi: índice de resistencias vasculares sistémicas.

Por otro lado, la CP indexada (CPi) máxima o pico tras estimulación farmacológica o ejercicio se ha utilizado en los últimos años para evaluar a los pacientes con fallo cardíaco agudo y crónico. En este sentido, numerosos estudios han demostrado que la CPi pico alcanzada durante el ejercicio o al administrar dobutamina es un predictor más potente de la evolución de pacientes con insuficiencia cardíaca crónica que el consumo de oxígeno, el gasto cardíaco, la presión de oclusión de arteria pulmonar y la fracción de eyección determinada por ecocardiografía¹⁹. Estos resultados han sido confirmados en pacientes críticos en situación de shock cardiogénico. Tan et al.¹⁷ encontraron que la evaluación hemodinámica de la reserva cardíaca (diferencia entre CP pico y CP basal) mediante estimulación con dobutamina claramente separaba a los pacientes supervivientes de los no supervivientes. Los pacientes con CP pico menor de 1 w (valor normal basal para un adulto sano) o stroke work index de 0,25 j/m2 fallecieron mientras que todos aquellos con valores más elevados sobrevivieron durante un período superior a un año. Una confirmación posterior del valor pronóstico de la CP ha sido publicada recientemente²³. En este estudio se determinaron la CP y otros parámetros hemodinámicos en 406 pacientes con shock cardiogénico incluidos en el registro SHOCK que estaban monitorizados con catéter de arteria pulmonar y encontraron que la CP fue el parámetro hemodinámico más fuertemente relacionado con la mortalidad de los pacientes con shock cardiogénico.

Parámetros ecocardiográficos

La ecocardiografía constituye una herramienta útil en la evaluación de la función cardiovascular del paciente crítico debido a que nos proporciona imágenes en tiempo real, a pie de cama y de una manera no invasiva (ecocardiografía transtorácica, ETT) o mínimamente invasiva (ecocardiografía transesofágica, ETE) y, por esta razón, se está incorporando de manera creciente en la UCI. El estudio de la función ventricular es una de las principales indicaciones de la ecocardiografía en el paciente crítico^24-26.

La ecocardiografía permite estimar el gasto cardíaco, la presión de arteria pulmonar, las presiones de llenado y distintos parámetros predictores de la respuesta a volumen. Además, nos permite obtener parámetros estimadores de contractilidad como son la fracción de acortamiento y la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), la velocidad máxima de la onda S del Doppler tisular a nivel del anillo mitral o tricuspídeo y el desplazamiento sistólico del anillo tricúspide (tricuspid annular plane systolic excursión, TAPSE) para valoración de la función ventricular derecha. La determinación y la utilidad de estos parámetros ecocardiográficos han sido comentados en el capítulo específico de ecocardiografía de esta serie de puesta al día²⁷.

La FEVI es el parámetro más frecuentemente utilizado para evaluar la contractilidad, aunque es también dependiente de la poscarga. Existen 2 situaciones clínicas comunes, la estenosis aórtica grave y la insuficiencia mitral crónica grave, en las que la FEVI no refleja el verdadero estado del ventrículo. En los casos de estenosis aórtica grave, la FEVI está frecuentemente deprimida pero aumenta al solucionar la obstrucción al flujo. Esta situación representa un caso de afectación importante de la poscarga que falsamente disminuye la función ventricular. Por otro lado, la insuficiencia mitral representa la situación de baja poscarga que falsamente aumenta la FEVI. En otros procesos que cursan con alteración importante de la poscarga podría encontrarse también que la FEVI no es buen estimador de la función contráctil.

La ecocardiografía permite disponer de otros parámetros que son menos dependientes de las condiciones de carga como son el dP/dt max y el índice de Tei (Figura 8). El dP/dt max es uno de los índices estimadores de contractilidad utilizados clásicamente en laboratorios de experimentación animal por su independencia de la poscarga. Actualmente, las técnicas de ecografía nos permiten obtenerlo a pie de cama. El dP/dt obtiene su valor máximo antes de la apertura de la válvula aórtica, es decir, al final del período isovolumétrico por lo que se limita la influencia de la poscarga. La determinación del dP/dt requiere la presencia de insuficiencia mitral para medir el tiempo necesario del jet de regurgitación para incrementar su velocidad de 1 a 3m/s (N: 1.200mm Hg/s). Este índice es utilizado en la valoración pronóstica en la población de pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva cuando su valor es menor de 600mm Hg/s. Otro estimador de contractilidad es el índice de Tei. Este índice es relativamente independiente de la precarga y la poscarga (tiempo contracción isovolumétrica+tiempo de relajación isovolumétrica/tiempo de eyección, N: 0,30-0,38) y precisa situar el volumen de muestra del ecógrafo en el ventrículo izquierdo entre la válvula mitral y aórtica (apical 5 cámaras) para obtener el flujo de eyección aórtico y el flujo de llenado mitral^24,26.

Figura 8. a. Cálculo de dP/dt max. La figura muestra el registro de Doppler continuo a través
de la válvula mitral para estudio del jet de insuficiencia mitral y el esquema para la medición
del tiempo requerido para incrementar la velocidad de 1m/s a 3m/s.
dP/dt = incremento de presión tiempo = (4 x 3² - 1 x 1² / tiempo medido).
b. Indice de Tei. La figura muestra las velocidades del
flujo de llenado mitral y de eyección aórtica necesarios para el cálculo del índice.
Índice de Tei: (a- b)/b
a: tiempo desde el cierre a la apertura de la válvula mitral
b:TE
a-b: TRIV+TCIV
TCIV: tiempo de contracción isovolumétrica; TE: tiempo de eyección; TRIV: tiempo de relajación isovolumétrica.

Índice de función cardíaca y fracción de eyección global (sistema PiCCO)

El sistema de monitorización PiCCO (Pulsion Medical System) permite, mediante la termodilución transpulmonar, el cálculo del gasto cardíaco y del volumen sanguíneo contenido en las 4 cámaras cardíacas al final de la diástole, denominado volumen telediastólico global (VTDG). El cociente entre el GC y el VTDG es llamado índice de función cardíaca (IFC) y el cociente entre el VS y el VTDG/4 se denomina fracción de eyección global (FEG), los cuales son fácilmente obtenidos a pie de cama.

Combes et al.²⁸ encontraron una correlación significativa entre estos índices y la fracción de acortamiento del área del ventrículo izquierdo (FAC) determinada por ETE en una población de pacientes críticos. Además, estos autores observaron que un IFC>4 min-1 y una FEG>18% estimaba una FAC>40% (sensibilidad 86 y 88%, especificidad 88 y 79%, respectivamente). Este estudio excluyó los pacientes con disfunción ventricular derecha y, por otro lado, no fue diseñado para evaluar la respuesta del IFC y la FEG a la estimulación inotrópica.

Recientemente, se ha publicado un estudio cuyo objetivo consistió en evaluar si los índices derivados de la termodilución eran buenos estimadores de contractilidad mediante el análisis de su respuesta a la estimulación inotrópica y al aporte de volumen²⁹. Los resultados principales obtenidos fueron que el IFC no fue alterado por la expansión de volumen, mientras que la infusión de dobutamina incrementó significativamente en un 29±22% el valor basal del IFC, lo que indica que este parámetro puede ser un buen estimador de contractilidad. Se obtuvieron resultados similares con la FEG. Asimismo, se encontró una correlación significativa entre el IFC y la FEVI (r: 0,67, p<0,0001), así como entre la FEG y la FEVI (r: 0,63, p= 0,0001). Un valor de IFC<4,1 min-1 estimó una FEVI del 45% con una sensibilidad del 89% y una especificidad del 67%, mientras que un IFC<3,2 min-1 estimó una FEVI<35% con una sensibilidad del 81% y una especificidad del 88%. Los autores del estudio concluyeron que el IFC debería servir para alertar al clínico sobre la probable presencia de alteración de la contractilidad del ventrículo izquierdo y, en consecuencia, debería realizarse una ecocardiografía para evaluar la función ventricular. Además, el IFC podría ser una herramienta útil para evaluar los efectos hemodinámicos de la dobutamina. Por otro lado, en los pacientes con dilatación del ventrículo derecho, el IFC puede subestimar la FEVI y la ecocardiografía podría descartar la afectación del ventrículo derecho.

Por último, un estudio experimental muy reciente también ha encontrado que el IFC y la FEG son buenos estimadores de la función contráctil cardíaca pero pueden ser dependientes de la precarga en situaciones de hipovolemia grave³⁰.

Utilidad de los péptidos natriuréticos

Los cardiomiocitos del ventrículo, ante la sobrecarga tanto de volumen como de presión, secretan una prohormona proteica pro-Brain Natriuretic Peptide (pro-BNP) que se hidroliza a 2 péptidos: una forma activa el Brain Natriuretic Peptide (BNP) y otra inactiva el NT-proBNP (péptido aminoterminal del proBNP), cuyas vidas medias son de 20 y 120 minutos, respectivamente³¹. El BNP tiene un papel importante en la insuficiencia cardíaca al actuar como hormona contrarreguladora de la angiotensina II, norepinefrina y endotelina, inhibiendo su producción y actuando como hormona vasodilatadora y diurética³¹.

La utilidad del BNP y del NT-proBNP como biomarcadores para la identificación de la disnea de origen cardiaco en urgencias ha sido ampliamente demostrada^32,33. Niveles de BNP>100pg/mL o de NT-proBNP>450pg/mL han demostrado una alta sensibilidad y especificidad para el diagnóstico de insuficiencia cardíaca. Concentraciones plasmáticas elevadas de ambos péptidos han sido descritas en el fallo ventricular izquierdo, tanto diastólico como sistólico, así como en los estados de sobrecarga de presión derecha (tromboembolismo pulmonar, cor pulmonale e hipertensión pulmonar primaria)³⁴. Su papel en otros escenarios como la UCI está menos definido.

La utilización de los péptidos natriuréticos (PN) en pacientes críticos viene condicionada por la alta prevalencia de factores de confusión que pueden elevar los péptidos en ausencia de disfunción cardíaca: la edad, el sexo femenino, la disminución del filtrado glomerular, lesiones cerebrales como la hemorragia subaracnoidea, algunos fármacos como los betabloqueantes, el balance positivo de líquidos y la ventilación mecánica con PEEP³⁴.

En pacientes críticos los PN han demostrado ser una herramienta útil de screening para descartar la disfunción cardíaca, encontrando valores predictivos negativos de hasta 96% de un punto de corte que en los diferentes estudios se encuentra en 150pg/ml^35,36. Los pacientes que presentan disfunción en la ecocardiografía tienen niveles significativamente más elevados de BNP que los pacientes sin disfunción: 330pg/mL (rango intercuartil [IQR]: 142-749) vs 115pg/mL (IQR: 50-197) (P<0,0001), siendo más elevados en aquellos pacientes con disfunción sistólica que en los que presentan cualquier grado de disfunción diastólica 1.100pg/mL (IQR: 275-1.240) vs 263 (IQR: 126-696) pg/mL (p<0,005).

Las concentraciones plasmáticas de BNP en pacientes con disfunción ventricular izquierda e insuficiencia cardíaca se han correlacionado con éxito con las presiones de llenado del ventrículo izquierdo (r=0,72)³⁷. Sin embargo, estudios en cohortes de pacientes críticos heterogéneas han demostrado una, aunque significativa, pobre correlación lineal entre las concentraciones de los PN y la presión capilar pulmonar enclavada (BNP r=0,40; NT-proBNP r=0,32)³⁸. Tanto el BNP como el NT-proBNP pueden verse elevados en múltiples trastornos cardiacos, independientemente de las presiones de llenado del ventrículo izquierdo (fracción de eyección del ventrículo izquierdo deprimida, hipertrofia ventricular izquierda, función ventricular derecha deprimida, insuficiencia mitral significativa o estenosis aórtica grave). Ambos natriopéptidos poseen una alta sensibilidad pero baja especificidad para distinguir las presiones elevadas del ventrículo izquierdo³⁸.

A pesar de una clara necesidad clínica, los datos actualmente disponibles tan solo están comenzando a definir el papel potencial de los PN en la práctica clínica habitual en la UCI. Mientras tanto, es tiempo de aprovechar la opción que nos ofrecen como herramienta no invasiva de screening tanto en la disfunción ventricular como en la evaluación de las presiones de llenado del ventrículo izquierdo.

Índices estimadores de la poscarga en la unidad de cuidados intensivos

Parámetros derivados de la monitorización hemodinámica

La estimación de la poscarga en la UCI se ha realizado tradicionalmente mediante la determinación de las RV sistémicas o pulmonares utilizando el catéter de arteria pulmonar. El desarrollo tecnológico actual nos permite disponer de otros dispositivos de monitorización hemodinámica que permiten obtener el gasto cardíaco y las RV sistémicas de manera menos invasiva.

Por otro lado, existen sistemas de monitorización que permiten obtener la VPP así como la VVS de manera continua, lo que facilita la evaluación de la respuesta al aporte de volumen y ofrece la posibilidad de calcular la Eadyn (VPP/VVS), estimador del tono arterial. Esta información puede ser muy útil en la práctica clínica para el tratamiento de situaciones de inestabilidad hemodinámica. En este sentido, Pinsky^3,13 ha propuesto un algoritmo de tratamiento en estas situaciones basado en una monitorización hemodinámica funcional que utiliza, por un lado, la VPP y la VVS (evaluación de la dependencia de precarga y respuesta a volumen) y, por otro lado, la Eadyn (valoración del tono vasomotor). El algoritmo permite la decisión de administración de volumen, vasopresores o inotrópicos en función de la información obtenida. Este algoritmo todavía no ha sido validado en la práctica clínica. Por último, Monge et al.¹⁴ han publicado recientemente un estudio en el que encuentran que la Eadyn predice la respuesta al aporte de volumen en pacientes dependientes de precarga y con fracaso circulatorio agudo. Un valor de Eadyn de 0,89 discrimina a los pacientes que incrementarán un 15% su presión arterial media tras la administración de volumen con una sensibilidad del 94% y una especificidad del 100%. Los autores concluyen que, desde un punto de vista práctico, los pacientes con una Eadyn <0,89 deberían recibir vasopresores junto a la administración de fluidos para incrementar su PAM, mientras que una Eadyn >0,89 indicaría que el volumen podría incrementar la presión arterial sin la necesidad de drogas vasopresoras.

Parámetros ecocardiográficos

La ecocardiografía permite estimar las resistencias vasculares sistémicas y pulmonares. En presencia de insuficiencia mitral, por ecocardiografía Doppler podemos identificar los pacientes con RSV>14 wood (> 1.120 dinas.s.cm^-5), con una buena correlación con la estimación invasiva por catéter de Swan-Ganz (S= 70%, E= 70%), si el cociente entre la velocidad máxima detectada del flujo de insuficiencia mitral (Vmax IM) y la integral de la velocidad del tracto de salida del ventrículo izquierdo (ITV_tsvi) es mayor de 0,27 (Vmax IM/ITV_tsvi>0,27). Del mismo modo, en presencia de insuficiencia tricuspídea (IT), podemos cuantificar la RVP a través de la estimación de la velocidad máxima detectada del flujo de IT (Vmax IT) y la integral de la velocidad en el tracto de salida del ventrículo derecho (ITV_tsvd), o bien, mediante la estimación del período preeyectivo pulmonar (PPE), tiempo de aceleración pulmonar (TAc) y tiempo sistólico total (TST)^39,40.

RVP=(Vmax IT/ITV_tsvd) x 10+0,16 (un valor >0,175 identifica una RVP>2 wood, S=77%, E=81%)

RVP= -0,156+1,154 x [(PPE/TAc)/TST]

Por otro lado, se puede calcular el estrés de la pared ventricular como se ha mencionado anteriormente.

Conclusiones

La evaluación de la contractilidad y la poscarga, mediante la ecocardiografía y otros sistemas de monitorización hemodinámica, constituye un aspecto fundamental de la valoración de la función cardiovascular del paciente crítico. La combinación de diferentes técnicas probablemente nos permita obtener una información más completa que ayude a mejorar el pronóstico de los pacientes.

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Dirección para correspondencia:
AOchagavia@tauli.cat
(A. Ochagavía).