EVALUACIÓN EN EL LABORATORIO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA PRESIÓN Y FLUJO DE CÁNULAS VENOSAS DURANTE EL DRENAJE VENOSO ASISTIDO CON SUCCIÓN POR VACÍO. Keri Humphries, BS, CCP; Joseph Sistino, MPA, CCP Programa de Perfusión Cardiovascular, Universidad Médica de Carolina del Sur, Charleston, Carolina del Sur. Trabajo presentado en la 38a Conferencia Internacional de la Sociedad Americana de Tecnología Extra-Corpórea, Abril 13-16, 2000, Reno, Nevada. Traducción del original por Magdalena Zozaya de Torrealba. Caracas,Venezuela

ABSTRACT

Vacuum-assisted venous drainage (VAVD) is frequently used to increase venous return through smaller venous cannula and reduced venous line size. The purpose of this study is to determine the maximal flow rates achieved through various venous cannula with varying amounts of negative pressure applied during VAVD. The first test circuit consisted of 25 different venous cannulae connected to 3/8 inner diameter tubing on the positive side of a centrifugal pump. Flows through the cannula were measured at a line pressure of 20, 40, 60, and 80 mmHg. The second circuit consisted of the test cannula connected to 3/8-in inner diameter tubing, a hard-shell venous reservoir, and flow probl placed on the venous line. Using a vacuum regulator and venous line pressure monitor, flow rates were measured through each cannula at -20, -40, -60, and -80 mmHg of vacuum. The results show a mean correlation of 0.989 between the two methods of flow measurements (p < .001). Mean flow rates were established at 40 and 80 mmHg using both methods. For each 40 mmHg increase using vacuum, blood flow was increased by 42.08± 0.09%. These data have been incorporated into a chart to allow the perfusionist to identify the negative pressure necessary to achieve venous return when using specific venous cannula during VAVD.

Keywords: cardiopulmonary bypass, gravity drainage, vacuum-assisted venous drainage, venous cannula.

Rev Latinoamer Tecnol Extracorp 10,1,2003

RESUMEN

El drenaje venoso asistido con succión por vacío (DVASV), es utilizado frecuentemente para aumentar el retorno venoso a través de cánulas de menores tamaños y reducir el tamaño de la línea venosa. El propósito de este estudio, fue determinar la proporción de flujo máximo que se puede alcanzar, en diversas cánulas venosas con la aplicación de diferentes cantidades de presión negativa, durante el DVASV. El primer circuito de prueba consistía de 25 diferentes cánulas venosas, conectadas a un tubo de 3/8 de diámetro interno, en el lado positivo de una bomba centrífuga. Los flujos a través de las cánulas se midieron a una presión de línea de 20, 40, 60, y 80 mmHg. El segundo circuitoestaba formado por la cánula que sería sometida a prueba conectada a un tubo de 3/8 de diámetro interno, un reservorio venoso de paredes rígidas, y un sensor de flujo colocado en la línea venosa. Usando un regulador de succión y un monitor de presión en la línea venosa, se midieron los flujos a través de cada cánula a -20 -40 -60 y -80 mmHg de succión. Los resultados demostraron, una correlación media de 0.989 entre los dos métodos de medición de flujo utilizados (p <.001). Se establecieron flujos medios a 40 y 80 mmHg usando ambos métodos. Por cada incremento de 40 mmHg utilizando succión por vacío, el flujo sanguíneo se incrementaba cerca de 42.08 + o - 0.09%. Estos datos han sido incorporados a una gráfica, para permitir a los perfusionistas identificar la presión negativa necesaria, para alcanzar un retorno venoso a través de cánulas venosas especificas durante el DVAS.

Palabras claves: Derivación cardiopulmonar, drenaje por gravedad, drenaje venoso asistido con succión por vacío, cánula venosa.

El drenaje de sifón por gravedad, ha sido utilizado por muchos años, como estándar para el retorno venoso durante la derivación cardiopulmonar (DCP). Se obtiene con un gradiente de presión de aproximadamente 40 mmHg, que se atribuye a la diferencia en altura entre el paciente y el reservorio venoso. Para aumentar la cantidad de flujo venoso efectivamente en situaciones especiales, se requiere de la utilización de asistencia venosa. La asistencia venosa se puede crear, poniendo una bomba centrífuga en la línea venosa, que se denomina asistencia cinética, o aplicando succión por vacío a un reservorio de paredes rígidas sellado, denominado drenaje venoso asistido con succión por vacío (DVASV) [1]. Los beneficios del DVASV incluyen una mejor visibilidad en el campo quirúrgico, por la reducción del diámetro de las cánulas, la habilidad de conseguir el establecimiento de flujos máximos en la DCP con canulación femoral, y la disminución del volumen del cebado [2]. La aplicación del DVASV es una importante técnica asociada (que es utilizada con la cirugía minimamente invasiva) para reducir el tamaño de las cánulas y en procedimientos cardíacos de reoperaciones, donde se utiliza la canulación femoral.

Las cánulas venosas son generalmente diseñadas para canulación central de la aurícula o vena cava, o para canulación femoral. Son usualmente de plástico flexible, con o sin refuerzo de alambre y vienen, en una variedad de configuraciones de puntas que afectan la cantidad del flujo. [3]. La circunferencia externa determina el tamaño, y la resistencia al flujo es determinada por el diámetro interno. Por tener estas cánulas venosas diferente grosor de pared, las cánulas de un mismo tamaño externo, pueden tener características de flujo completamente diferentes.

Muchos otros factores, determinan el drenaje venoso. Algunos de estos factores, incluyen la presión venosa central, la resistencia de la cánula venosa, la línea venosa y también la viscosidad de la sangre [4]. Las complicaciones postoperatorias de un drenaje venoso inadecuado, se puede relacionar con un aumento de la presión venosa central durante la derivación cardiopulmonar. El hígado, es particularmente vulnerable, debido a que aproximadamente el 75% del flujo sanguíneo hepático se encuentra a una presión venosa central normal a través de la vena porta. El mayor efecto fisiológico adverso de una elevada presión venosa central, es la reducción en el gradiente de presión necesario para la perfusión de órganos, tales como el cerebro, el riñón y las vísceras abdominales. Una elevada presión venosa central, también es responsable de un incremento en el edema, por acumulación de fluido intersticial.

El propósito de este experimento, es determinar la cantidad de flujo a través de diferentes cánulas venosas, utilizando el DVASV. Los datos obtenidos proveerán a los perfusionistas, de una gráfica con la lista de las presiones negativas necesarias que se requieren para alcanzar el retorno venoso, cuando se utilizan cánulas especificas durante el DVASV.

MATERIALES Y METODOS

Procedimiento experimental
Se escogieron veinticinco cánulas venosas para examinar el efecto en la dinámica de los fluidos (Tabla 1).

Tabla 1. Especificaciones de las cánulas de test. Diámetro (French) Fabricante N. Model 12 DLP 6990-7978 12 RA DLP 2000010011 14 DLP 6990-80855 14 RA DLP 6990-9848 16 DLP 6990-7979 18 DLP 199910180057 18 RA DLP 9910019002 20 DLP 6990-4645 20 RA DLP 6990-9789 22 DLP 6990-3836 22 RA DLP 6990-8562 24 RA DLP 2000010065 28 DLP 6990-9536 28 RA DLP 1999120354 31 RA DLP 6980-5001 32 DLP 6990-8012 34 DLP 6980-5008 36 DLP 6980-3003 40 DLP 6980-6006 40 RMI TF040 34/38 DLP 6990-4308 34/48 DLP 6990-9921 36/46 RMI TF3646 RA= Ángulo recto y punta de metal

En el primer circuito (Figura 1) la cánula que se probaría se conectó, desde un reservorio de 3 litros, a un tubo de cloruro de polivinilo (PVC) de 3/8 de diámetro interno, en el lado positivo de una bomba centrífuga (BP-80 Biopump, Medtronic Bio-medicus. Eden Prairie, MN ). El reservorio abierto de 3L sirvió de "paciente", fue colocado en un paral y se mantuvo al mismo nivel de la bomba centrífuga. Las presiones positivas en la línea de salida se midieron con una llave de tres vías conectada en la parte distal a la bomba centrífuga, pero proximal a una tubería de 6 pies de 3/8 de diámetro interno y a la cánula venosa. Se utilizó un transductor de presión (Equipo de Medición y Visualización de Presión con Transductor de Presión de Onda-Verdadera, Baxter Healthcare Corporations, Edwards División de Cuidado-Critico. Irvine, CA ) para medir la presión de retorno y fue registrada en un monitor de presión ( Space Lab Pressure Monitor modelo # 90308-11, Space Labs, Inc., Redmond, WA ).Un sensor de flujo electromagnético ( Medtronic Bioprobe DP38, Medtronic Bio-medicus, Eden Prairie, MN ) se colocó, en la salida de la bomba centrífuga, para medir el flujo de la cánula de prueba. Las revoluciones por minuto (rpm) de la bomba centrífuga se ajustaron hasta conseguir que la presión en la línea de salida fuera de 40 mmHg u 80 mmHg. El flujo fué regulado para mantener un nivel constante en el recipiente de 3L. Los flujos fueron registrados una vez que el nivel en el recipiente era mantenido a presiones de 40 mmHg y 80 mmHg.

En el segundo circuito (Figura 2) cada cánula de prueba fue colocada en el recipiente de 3L y unida a un tubo de PVC de 6 pies y 3/8 de diámetro interno. El tubo fue conectado a la entrada del reservorio venoso ( Baxter HSVR modelo # PPF3001 Baxter Critical Care Products,Corp., Irvine, CA ). El recipiente sirvió cómo "paciente" en este experimento y fue colocado en un paral, a la misma altura que el reservorio venoso. La salida del reservorio fue conectada con un tubo de 3/8 de diámetro interno a una bomba de rodillo ( Sarns 5000 Console, Sarns and CDI Products, Ann Arbor, MI ) para devolver el volumen de retorno al recipiente. La presión en la línea venosa, se midió usando un transductor de presión ( DLP Transductor de Presión, Medtronic DLP, Grand Rapids, MI ) desde una llave de tres vías en la entrada del reservorio venoso. Una fuente de succión por vacío se conectó a la entrada del "vent" del reservorio sellado, y la succión se ajustó hasta que la presión en la línea venosa fue de -40 mmHg o de -80 mmHg. Ambos, un monitor de presión DLP ( DLP 6000 Series Pressure Display, Medtronic Inc., Grand Rapids, MI ) y un monitor de presión ( Space Lab Pressure Monitor modelo # 90308-11, Space Labs, Inc., Redmond, WA ) fueron usados para confirmar las presiones negativas. Un sensor de flujo electromagnético ( Medtronic Bioprobe DP38, Medtronic Bio-medicus. Eden Prairie, MN ) se colocó, en la línea venosa para medir los flujos. El flujo de la bomba de rodillo, fue ajustado hasta alcanzar un nivel constante en el recipiente de 3L.Una vez lograda esa condición se registraron los flujos a una presión de -40 mmHg y -80 mmHg.

Al estar ambos circuitos ensamblados ( N=4 ), fueron cebados con una solución electrolítica balanceada. Una cantidad limitada de sangre porcina heparinizada estaba disponible y fue añadida al circuito, antes de las mediciones de flujo y presión. El hematocrito estuvo entre 12-15% durante el estudio.

ANALISIS ESTADISTICO

Los promedios de flujo utilizando el circuito 1 (CI) a +40 mmHg y +80 mmHg y el circuito 2 (CII) a -40 mmHg y -80 mmHg, fueron calculados en los cuatro ensayos. Los flujos a 40 mmHg utilizando CI y CII fueron promediados, como también lo fueron los flujos a 80 mmHg usando CI y CII. El porcentaje de incremento por cada 40 mmHg adicional, fue calculado del promedio de flujo de CI y CII por cada cánula. Una regresión lineal fue utilizada, para comparar los dos métodos de flujo durante el DVASV.

RESULTADOS

La correlación entre los dos métodos (CI vs CII) de mediciónes de flujo fue 0.988 ( p < .001 ). La tabla 2 muestra los flujos a 40 mmHg y 80 mmHg ( C1 ) y -40 mmHg y -80 mmHg ( C2 ).

Tabla 2. Flujo medio por cada cánula con gravedad, gravedad a -40 mmHg y gravedad a -80 mmHg Cánula Tamaño Gravedad -40 mmHg Gravedad y DVAS -40 mmHg Gravedad y DVAS -80 mmHg 12 DLP 0.54 0.77 0.99 12 RA DLP 0.82 1.16 1.51 14 DLP 0.82 1.16 1.51 14 RA DLP 1.26 1.79 2.32 16 DLP 1.17 1.66 2.15 18 DLP 1.53 2.17 2.82 18 RA DLP 2.02 2.87 3.72 20 DLP 2.01 2.85 3.70 20/20 DLP 3.05 4.33 5.61 20 RA DLP 2.20 3.12 4.05 22 DLP 2.58 3.66 4.75 22/22 DLP 3.35 4.76 6.16 22 RA DLP 3.16 4.49 5.81 24 RA DLP 3.31 4.70 3.09 28 DLP 3.25 4.62 5.98 28 RA DLP 3.81 5.41 7.01 31 RA DLP 4.01 5.69 7.38 32 DLP 3.80 5.40 6.99 34 DLP 3.83 5.44 7.05 36 DLP 4.20 5.96 7.73 40 DLP 4.42 6.28 8.13 40 RMI 4.11 5.84 7.56 34/38 DLP 4.71 6.69 8.67 34/48 DLP 4.22 5.99 7.76 36/46 RMI 4.58 6.50 8.43

La tabla muestra que los flujos se incrementan, a medida que el tamaño de la cánula es mayor y cuando se le aplica succión por vacío adicional. Un coeficiente de correlación de 0.984 se encontró entre flujos a 40 mmHg de presión positiva, comparado a -40 mmHg de succión. La correlación positiva de flujo a 80 mmHg de presión positiva y -80 mmHg de succión fue 0.991. El porcentaje medio de aumento para los dos circuitos de prueba por cada 40 mmHg adicional de presión fue 42.08% +o- 0.07%.

DISCUSIÓN

Este estudio es una evaluación en el laboratorio, de los flujos de las diferentes cánulas venosas, sometidas a diferentes cantidades de presión positiva y negativa. Basados en los resultados de este estudio, se construyó una gráfica de flujos clínicos por cada cánula venosa, que muestra que a, medida que se incrementa el tamaño de la cánula, el flujo de sangre también se incrementa en un promedio de 42% con cada 40 mmHg de presión negativa. Por ejemplo, si se añaden 40 mmHg adicionales de presión negativa a una cánula que obtiene un flujo de 5 L/min por gravedad, este se incrementará a 7.10 L/min.

Estas afirmaciones difieren de las de Kurusz y sus colegas, quienes encontraron que el flujo generalmente aumentaba al aplicar succión por vacío a la cánula, aunque a veces hacía un "plateau", disminuía o cesaba por colapso de la pared de la vena cava inferior o la aurícula derecha, dentro de la punta de la cánula o de los agujeros laterales [5]. Kurusz observó, que cuando se llega a la etapa de plateau, hay muy poco beneficio con el aumento de la succión. También encontró que con o sin el aumento mencionado, la eyección ventricular, la manipulación quirúrgica, el flujo colateral y la anatomía del paciente, todos pueden afectar el drenaje venoso. In vivo, el retorno venoso puede estar disminuido cuando la presión hidrostática venosa central no es capaz de superar la presión de sifón lateral, y es la causa de que se llenen de tejido los orificios de la cánula. Este estudio in vitro, no simuló el atrapamiento de la cánula por tejido circundante, ni tampoco, consideró al paciente o a los factores quirúrgicos que afectan el retorno venoso. Los resultados clínicos, todavía dependen de la correcta colocación de la cánula en el paciente, para evitar complicaciones.

En resumen, el DVASV ha probado ser un método efectivo para aumentar el retorno venoso. Cuando se utiliza succión, es importante saber el comportamiento de la relación presión-flujo de las cánulas venosas. Esta información es de ayuda al seleccionar la cánula venosa, para obtener los flujos deseados y controlar la cantidad de presión negativa que se aplica durante el DVASV.

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