Artículo original

 

Monitorización del dióxido de carbono espirado durante la ventilación no invasiva en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada

Monitoring of the carbon dioxide exhaled during the non invasive ventilation in patients with acute chronic obstructive lung disease

 

Zadis Navarro Rodríguez1* https://orcid.org/0000-0001-6320-9547

Julio Cesar González Aguilera2 https://orcid.org/0000-0003-3914-2631

Lázaro Ibrahim Romero García1 https://orcid.org/0000-0002-3248-3110

 

1Hospital Provincial Clínico-Quirúrgico Docente Saturnino Lora Torres. Santiago de Cuba, Cuba.

2Hospital Provincial General Carlos Manuel de Céspedes. Granma, Cuba.

 

*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: zadis.navarro@infomed.sld.cu

 

RESUMEN

Introducción: La monitorización del dióxido de carbono espirado se utiliza con frecuencia en las unidades de cuidados intensivos, pero su empleo en ventilación no invasiva es escaso.  

Objetivo: Identificar la asociación entre la presión arterial de dióxido de carbono y el dióxido de carbono espirado, durante la ventilación no invasiva, en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada.

Métodos: Se realizó un estudio observacional, descriptivo, longitudinal y prospectivo de 126 pacientes ingresados con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada, tratados con ventilación no invasiva en la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital Provincial Clínico-Quirúrgico Docente Saturnino Lora Torres de Santiago de Cuba, desde enero de 2019 hasta igual mes de 2022, seleccionados por muestreo intencional no probabilístico. Se analizaron variables clínicas, ventilatorias y hemogasométricas, de las cuales se identificaron los valores  mínimo y máximo, así como la media, la desviación estándar y la mediana.  Se aplicó el coeficiente de correlación de Pearson.

Resultados: Los valores promedio de dióxido de carbono espirado fueron 57,83+8,9 y los de presión arterial de dióxido de carbono, de 59,85+9,3. Al analizar la correlación entre las variables se observó correlación positiva entre ambas, para un coeficiente de correlación de Pearson de 0,920.

Conclusiones: La monitorización del dióxido de carbono espirado se erige como una variable a considerar en la monitorización de los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada, tratados con ventilación no invasiva, siempre que se utilice la máscara facial adecuada y se controlen las fugas, con fuerte correlación con la presión arterial del dióxido de carbono.

Palabras clave: ventilación no invasiva; capnografía; enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

 

ABSTRACT

Introduction: The monitoring of the carbon dioxide exhaled is frequently used in the intensive cares units, but its use in non invasive ventilation is scarce.  

Objective: To identify the association between the blood pressure of carbon dioxide and the carbon dioxide exhaled, during non invasive ventilation, in patients with acute chronic obstructive lung disease.  

Methods:  An observational, descriptive, longitudinal and prospective study of 126 patients admitted with acute chronic obstructive lung disease was carried out, they were treated with non invasive ventilation, in the Intensive Cares Unit of Saturnino Lora Torres Teaching Provincial Clinical-Surgical Hospital in Santiago de Cuba, from January, 2019 to the same month in 2022, selected by intentional non probabilistic sampling. Clinical, ventilatory and hemogasometric variables were analyzed, of which the minimum and maximum values were identified, as well as the mean, standard and medium deviation.  The Pearson correlation coefficient was applied.  

Results: The average values of carbon dioxide exhaled were 57.83 ± 8.9 and those of arterial pressure of carbon dioxide, 59.85± 9.3. When analyzing the correlation among the variables, positive correlation was observed among both, for a Pearson correlation coefficient of 0.920.  

Conclusions: The monitoring of carbon dioxide exhaled acts as a variable to consider in the monitoring of patients with acute chronic obstructive lung disease, treated with non invasive ventilation, whenever the appropriate face mask is used and the leaks are controlled, with strong correlation with the arterial pressure of the carbon dioxide.  

Key words: non-invasive ventilation; capnography; chronic obstructive lung disease.  

 

 

Recibido: 20/05/2022

Aprobado: 03/08/2022

 

 

Introducción

La presión arterial de dióxido de carbono (PaCO2) es el estándar de oro para valorar la ventilación. La medición continua del dióxido de carbono (CO2) espirado proporciona un método esencial e incruento de valorar la ventilación, ya sea como un valor numérico que es la capnometría, o como una curva de capnografía. Desde los primeros estudios clínicos, en los comienzos de los años 70, se ha empleado para monitorizar a pacientes intubados en el medio hospitalario, primero en Europa y, desde los años 80, en Estados Unidos de Norteamérica. A parir de 1995, el American College of Emergency Physicians indicó el uso habitual de la capnografía en el paciente intubado, tanto en el medio hospitalario como extrahospitalario. En la actualidad se utiliza con diferente fines, a saber: monitorización de la parada cardiorrespiratoria, clasificación, valoración y control del tratamiento en las crisis de broncoespasmo, control de la colocación correcta del tubo endotraqueal (TET) y detección oportuna de la extubación accidental durante un traslado.(1,2,3,4)

El avance tecnológico permite obtener medidas de CO2 exhalado fiables, tanto en pacientes intubados como no intubados, y se desarrollan monitores portátiles, especialmente indicados para los servicios de emergencia médica. Algunos autores ya catalogan a la capnometría como el sexto signo vital, con potencialidad para mejorar la estratificación del riesgo en el ámbito de las emergencias.(2,3,5)

Sin embargo, en las enfermedades pulmonares con un defecto predominantemente ventilatorio, causado por un aumento en la resistencia al flujo aéreo (broncoespasmo o secreciones) y/o por una alteración en la distensibilidad del tejido pulmonar (enfisema), las unidades pulmonares presentan distintas constantes de tiempo y se vacían de manera irregular y descoordinadas entre sí, algunas de forma rápida;  mientras que otras necesitan más tiempo y muchas veces no se vacían completamente durante el ciclo respiratorio, de ahí que esta falta de homogeneidad es la responsable del aumento en el espacio muerto alveolar y, por ende, de la morfología del capnograma.(6,7,8,9)

La ventilación no invasiva (VNI) es una modalidad de soporte respiratorio que no emplea tubo endotraqueal, dispositivos supraglóticos o cánula de traqueotomía, donde la interacción del paciente y la ventilación se produce a través de una máscara. Esta necesita, al igual que la ventilación invasiva, de monitorización continua e incluye la oxigenación y la PaCO2. Todos los referentes sobre la medición de CO2 espirado se sitúan en la ventilación invasiva y son escasos los estudios en ventilación no invasiva, pues la mayoría se realizan en ventilación domiciliaria, pero sin extenderse al contexto agudo.(3,4,10,11)

Aunque hipotéticamente la relación entre el CO2 espirado y la PaCO2 debe mantenerse, la presencia de fugas y el uso de máscaras no ideales podrían provocar que el resultado no sea el esperado. Recientemente, Sakuraya et al,(12) en investigación realizada en una población sana, al comparar el método convencional de capnografía con uno más novedoso, y utilizar una máscara facial con una copa interna para recolectar el aire exhalado, demostraron que existe una correlación mayor que con las máscaras convencionales, pero este nuevo método aún no ha sido evaluado en entornos clínicos.

Hasta el momento, la capnografía durante la VNI está infrautilizada y son escasas las investigaciones donde se ha empleado. Los autores de este artículo no encontraron publicaciones en Cuba que valoren el CO2 espirado y su relación con la PaCO2 en ventilación no invasiva y lo consideran un parámetro a tener en cuenta, por lo cual realizaron el presente estudio con vistas a identificar la asociación entre la presión arterial de  CO2 y el CO2 espirado, durante la ventilación no invasiva, en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada.

 

 

Métodos

Se realizó un estudio observacional, descriptivo, longitudinal y prospectivo de 126  pacientes ingresados con EPOC agudizada, tratados con ventilación no invasiva en la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital Clínico-Quirúrgico Docente Saturnino Lora Torres de Santiago de Cuba, desde enero de 2019 hasta igual mes de 2022.

La muestra se seleccionó por muestreo intencional no probabilístico. Se incluyeron aquellos con el diagnóstico señalado, según las guías españolas de la EPOC y que recibieron  tratamiento con ventilación no invasiva; mientras que se excluyeron los que presentaron contraindicaciones para dicha ventilación. A todos los escogidos se les aplicó el protocolo establecido de VNI y el tratamiento estandarizado para la EPOC agudizada.(13,14)

Se realizó gasometría arterial durante la segunda hora de tratamiento con ventilación no invasiva y se determinó el CO2 espirado por el panel disponible en los monitores Doctus VI, VII y Nihon Kohden por muestreo central en línea; igualmente, se seleccionó el valor de CO2 espirado que coincidía temporalmente con la toma de muestra para la gasometría arterial y se utilizó como interface la máscara nasobucal indicada en el contexto de la emergencia, además de ventiladores convencionales con programa para ventilación no invasiva.  Por otra parte, se analizaron variables clínicas, ventilatorias y hemogasométricas, de las cuales se identificaron los valores mínimo y máximo, así como la media, la desviación estándar y la mediana.  Se aplicó el coeficiente de correlación de Pearson y los resultados se procesaron con el programa estadístico SPSS, versión 22.0.

 

 

Resultados

Al analizar las variables ventilatorias y hemogasométricas (tabla) se observó que los valores promedio del CO2 espirado y de la PaCO2 resultaron ser de 57,8 + 8,9 y 59,8+ 9,3, respectivamente.

 

Tabla. Caracterización de las variables clínicas ventilatorias y hemogasométricas

Variables	Mínimo	Máximo	Media	Desviación estándar	Mediana
Frecuencia cardiaca (latidos/minuto)	87, 0	155,0	123,1	19,0	125,5
Frecuencia respiratoria(respiraciones/minuto)	30,0	42,0	33,4	4,7	36,0
Escala de coma de Glasgow	10,0	15	13,6	1,6	15,0
Saturación pulsioximetría/FiO2	180,0	457,0	324,8	55,7	320,0
CO2 espirado(mmHg)	40,0	84	57,8	8,9	55,0
PaO2/FiO2	160,0	400	262,2	54,8	250,0
pH	7,19	7,40	7,2	0,04	7,29
PaCO2 (mmHg)	43,0	85,0	59,8	9,3	57,0
Nivel promedio de PEEP/EPAP (cmH2O)	3,0	6,0	4,7	0,7	5,0
Nivel de promedio P/PEEP/IPAP(cmH2O)	6,0	16,0	10,1	2,1	10,0
Volumen corriente espirado promedio por peso ideal (mL/kg)	4,0	9,0	6,8	1,3	7,0

FiO2: fracción inspiratoria de oxigeno; pH: logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno; PEEP/EPAP: presión positiva al final de la espiración; P/PEEP/IPAP: presión de insuflación.

 

También se encontró correlación positiva entre el CO2 espirado y la PaCO2, para un coeficiente de correlación de Pearson de 0,920 (Fig.)

 

Fig. Correlación entre el CO2 espirado y la PaCO2

 

 

Discusión

Donde más ha sido estudiado el CO2 espirado es en la ventilación invasiva y en la domiciliaria; también se ha empleado para confirmar la correcta posición del tubo endotraqueal en la intubación, monitorizar la ventilación durante la sedación y  valorar la efectividad de las compresiones torácicas.(3,6,10,15)

Autores como Schwarz et al(15) señalan que en dependencia del tipo de sensor, en pacientes con EPOC, vaciamiento incompleto pulmonar y desequilibrio ventilación- perfusión, se puede infraestimar la PaCO2 a partir del CO2 espirado, tanto en  ventilados como no ventilados; sin embargo, Esquinas(13) explica que estas dificultades se  pueden solucionar, por lo que sugiere tener en cuenta el tipo y tamaño de la máscara —las buconasales  son las óptimas y se emplean en pacientes con enfermedad aguda—, el sitio de muestreo y la localización de la exhalación. En pacientes no intubados, la capnografía proporciona información sobre la frecuencia respiratoria, obstrucción de las vías respiratorias (broncoespasmo), apnea, hipoventilación/hiperventilación,  ventilación del espacio muerto y eficacia de la VNI sobre la ventilación y eliminación de CO2.

Por su parte,  Nuccio et al,(11) en su análisis sobre ventilación domiciliaria y CO2 espirado identificaron que el principal problema que generaba diferencias entre este último  y la PaCO2 era la reinhalación de CO2 que se produce al utilizar ventiladores de un solo circuito; situación que no ocurre en la insuficiencia respiratoria aguda al utilizarse  circuitos de doble tubuladura que evitan esta dificultad.

El nivel de CO2 depende del balance entre su producción y eliminación. Así, el CO2 que se produce en las mitocondrias es transportado por la sangre venosa hacia los alvéolos, el cual se difunde a través de un gradiente de concentración en el espacio alveolar y se elimina por la ventilación. Normalmente, la sangre que abandona los alvéolos ventilados se mezcla con la del parénquima pulmonar y con la que pasa por los alvéolos no ventilados, de manera que se crea una mezcla venosa, la cual explica la diferencia alveoloarterial normal de presión de CO2, que varía entre 2 y 5 mmHg, con una concentración final de CO2 menor que el valor arterial. Esta diferencia es útil debido a que aporta información adicional acerca del paciente. Por tanto,  puede ser considerada como índice del espacio muerto alveolar y estos cambios significativos deben ser estudiados desde el punto de vista clínico.(4,6,7,16)

La determinación de la presión teleespiratoria de CO2 (PETCO2) permite monitorizar la  presión de CO2 alveolar y, por tanto, la PaCO2, por las propiedades físicas de este gas de difundirse fácilmente a través de la membrana alveolocapilar.  Los valores de la PaCO2 y la PETCO2 presentan una buena correlación estadística entre sí y, de hecho, en pacientes con una función pulmonar normal, independientemente de la edad, la PETCO2 es un fiel reflejo de la PaCO2, por lo que constituye un elemento de monitorización no invasivo potencialmente útil.(3,4,9,17)

El valor de presión espirada de CO2 medido por capnografía es el valor medio alveolar de CO2 de un amplio espectro de alvéolos, con diferentes niveles de ventilación y perfusión.  La medición continua del CO2 espirado proporciona un método esencial y, a la vez incruento, de valorar la ventilación. En algunos trabajos publicados, (10,18,19,20) se ha observado que los valores de la PaCO2 y la PET CO2 presentan una buena correlación estadística entre sí.

En centros de salud donde la gasometría arterial no esta disponible de manera permanente, este parámetro puede ser empleado para la monitorización continua de los enfermos tratados con ventilacion no invasiva.

Se concluye que la monitorización del CO2 espirado es una variable a considerar en los pacientes con EPOC agudizada tratados con ventilación no invasiva, siempre que se utilice la máscara facial adecuada y se controlen las fugas, con fuerte correlación con la presión arterial del CO2.

 

 

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Conflicto de intereses

Los autores no declaran conflictos de intereses.

 

Contribución de los autores

1. Conceptualización: Zadis Navarro Rodríguez y Julio Cesar González Aguilera

2. Curación de datos: Zadis Navarro Rodríguez

3. Análisis formal: Zadis Navarro Rodríguez y Julio Cesar González Aguilera

4. Adquisición de fondos:

5. Investigación: Zadis Navarro Rodríguez

6. Metodología: Zadis Navarro Rodríguez y Lázaro Ibrahim Romero García

7. Administración del proyecto:

8. Supervisión: Zadis Navarro Rodríguez

9. Validación: Zadis Navarro Rodríguez

10. Visualización: Zadis Navarro Rodríguez y Julio Cesar González Aguilera

11. Redacción–borrador original: Zadis Navarro Rodríguez

12. Redacción–revisión y edición: Zadis Navarro Rodríguez y Lázaro Ibrahim Romero García