TEMPERATURA DE LA SANGRE ARTERIAL EN LA PERFUSIÓN DE NEONATOS Y LACTANTES.

La circulación extracorpórea debe ser conducida de modo a reproducir la fisiología del organismo humano, con la mayor fidelidad posible. Cuanto más próximos de los límites fisiológicos estén los pacientes en perfusión, tanto menores serán las complicaciones del procedimiento, en numero y en severidad [1].

Ese objetivo es más difícil de conseguir en la perfusión de neonatos y de pequeños lactantes, principalmente debido al empleo de la hipotermia, que rompe el equilibrio metabólico extremamente delicado de esos pequeños organismos. Por esa razón, la monitorización de los desvíos de la fisiología es de mayor importancia en ese grupo de pacientes.

La prevención de algunas alteraciones depende fundamentalmente de la monitorización de ciertos parámetros individuales. Este es el caso de la temperatura. La monitorización de la temperatura de la sangre arterial permite evitar complicaciones que pueden ser de difícil reversión.

En nuestros servicios la monitorización de la temperatura de la sangre arterial aún no recibe la misma atención que la monitorización de las demás temperaturas del paciente, como por ejemplo, las temperaturas de la nasofaringe y del recto.

La temperatura de la sangre arterial debe ser monitorizada en cualquier perfusión en que la hipotermia sea utilizada, principalmente en los neonatos y pequeños lactantes.

Una reciente investigación en los Estados Unidos, mostró que 100% de los perfusionistas con actividad en circulación extracorpórea infantil monitorizan la temperatura de la sangre arterial, por lo menos durante el recalientamento del paciente [2].

PARÁMETROS DE MONITORIZACIÓN

Es necesario recordar que monitorizar no es simplemente observar. Monitorizar es un acto más complejo que comprende la observación de un determinado fenómeno, parámetro o evento, la detección de eventuales desvíos y su interpretación.

Los componentes de la monitorización, la observación, detección de desvíos y su interpretación, llevan a un segundo elemento que es la corrección de los desvíos observados siempre que sea necesario.

La monitorización de los pacientes sometidos a la circulación extracorpórea es de gran importancia en la detección precoz de tendencias que, si no son identificadas, podrán iniciar el desarrollo de complicaciones.

Entre los parámetros que requieren monitorización criteriosa en la perfusión de neonatos y pequeños lactantes, se destacan las temperaturas, tanto las temperaturas relacionadas al paciente, como la temperatura del agua que circula en los oxigenadores [2-5].

La monitorización de la temperatura de la sangre arterial tiene el objetivo de evitar que la sangre sea sometida a temperaturas extremas, capaces de producir la liberación de gases y la desnaturización de proteínas. Esos dos fenómenos pueden originar complicaciones severas, como la disfunción neurológica y las discrasias sanguíneas y, de ese modo, pueden comprometer el resultado de un procedimiento quirúrgico técnicamente bien realizado.

Es de nuestra experiencia diaria que la sangre de los pacientes, al mezclarse al cebado frío y recorrer los tubos de los circuitos y el interior de los oxigenadores, pierde calor para el ambiente del quirófano. Además de eso, determinados procedimientos quirúrgicos requieren el empleo de la hipotermia, con la finalidad de ofrecer protección metabólica y facilitar la técnica operatoria.

La inducción de la hipotermia y, principalmente, su reversión, depende de los cambios térmicos ocurridos en el cambiador de calor, entre el agua del circuito y la sangre arterial.

Se recomienda mantener un gradiente de 10 grados centígrados como máximo, entre el agua que circula en el cambiador de calor y la sangre, para evitar la formación de microburbujas, principalmente en la fase de recalentamiento [3,5.6].

En niños de bajo peso, especialmente en los neonatos, pueden ocurrir grandes oscilaciones de la temperatura de la sangre, cuya detección apenas es posible, por la monitorización de su temperatura, inmediatamente después del pasaje por el cambiador de calor.

CALORIMETRIA Y TERMODINÁMICA

Nosotros estamos habituados a ver los cambios térmicos, basados en los principios fundamentales de la calorimetría. Por esos principios, si mezclamos medio vaso de agua a la temperatura de 20 grados centígrados con medio vaso de agua a la temperatura de 40 grados centígrados, tendremos un vaso lleno de agua a la temperatura de equilibrio de 30 grados centígrados. Este es el principio de la calorimetría, que trata de los cambios de calor entre cuerpos inmóviles, en contacto directo [3].

Durante la circulación extracorpórea, los cambios térmicos no ocurren como en la calorimetría. Los cambios de calor, en realidad, son productos de la actuación de un sistema termodinámico complejo. Los dos líquidos que participan de los cambios térmicos, el agua y la sangre, circulan en sentidos opuestos, en los dos lados de la interfase del cambiador de calor y pueden acumular o ceder grandes cantidades de calor y, de eso modo, alterar sustancialmente su temperatura.

Las variaciones de la temperatura de la sangre, durante la perfusión, representan fenómenos de cambios de energía térmica. La energía térmica o sea el calor, pasa del cuerpo mas caliente para el cuerpo menos caliente. O, en otras palabras, el calor pasa del cuerpo con mayor energía cinética para el cuerpo con menor energía cinética.

Durante la fase de enfriamiento de la perfusión, la sangre cede calor al agua que circula en el cambiador de calor. Al retornar al paciente la sangre recibe calor de los tejidos y nuevamente cede calor al agua del cambiador, hasta que la temperatura del organismo alcance el valor previamente establecido por el equipo quirúrgico.

Durante el recalentamiento, ocurre el fenómeno inverso. La sangre recibe calor del agua que circula en el cambiador de calor y cede calor a los tejidos, en un ciclo que el perfusionista interrumpe cuando la temperatura del paciente alcanza los valores próximos del normal.

Los cambios de calor pueden ocurrir de 3 modos distintos:

1. Por conducción - Cuando el cambio de calor ocurre a través de cuerpos sólidos.
2. Por convección - Cuando el cambio de calor ocurre entre un cuerpo sólido y un liquido en movimiento.
3. Por irradiación - Es el cambio de calor que ocurre por mecanismos electromagnéticos.


En los cambiadores de calor de la circulación extracorpórea, la principal forma de cambio de calor es la convección. El agua y la sangre son bombeadas en sentidos opuestos, separados por las paredes del cambiador de calor. Hay también la conducción del calor a través de la pared del cambiador.

Los cambios de calor también son incentivados o acentuados por la mayor superficie de contacto que los cambiadores de calor ofrecen. Además de eso, los cambiadores de calor son construidos con materiales que presentan buena conductividad de calor, como el aluminio o el acero inoxidable.

CAMBIOS TÉRMICOS EN LA PERFUSIÓN

Vamos a analizar inicialmente lo que ocurre con los gases de la sangre, en la fase de enfriamiento de un neonato o lactante con la circulación extracorpórea.

Hay una gran diferencia del flujo, en los dos lados del cambiador de calor. La bomba del agua que usamos y que es la misma usada para la perfusión de adultos, tiene un flujo que va de 12 a 20 litros por minuto, conforme el modelo. Las bombas mas modernas y eficientes tienen un flujo de 20 litros / minuto.

Vamos a imaginar un niño con 5 Kg. de peso y un flujo de perfusión de 100 ml/kg/min. El flujo de sangre a través del cambiador es de 0,5 litro/min.

Tendremos una relación de 20 l /minuto para 0.5 l/minuto o sea, una relación de 40:1 entre el flujo del agua y el flujo de la sangre en los dos lados del cambiador de calor. Por esta razón, el sistema remueve calor de la sangre con tanta facilidad y el niño se enfría tan rápidamente. El fenómeno se observa en la representación del diagrama de la figura 1.

Figura 1. Relaciones entre el flujo de la sangre con el flujo del agua

Al enfriar la sangre, la solubilidad de los gases aumenta acentuadamente. En consecuencia, la cantidad de gases, principalmente oxigeno, disueltos en la sangre se torna mucho mayor.

Durante el recalentamiento, ocurre el fenómeno al revés. La grande disparidad entre los flujos del agua y de la sangre, hace con que el agua ceda calor a la sangre en grandes cantidades. La sangre se calienta muy rápidamente y, la solubilidad de los gases vuelta a lo normal. Eso hace que una cantidad de gas disuelto sea liberado de la sangre. Este gas liberado al nivel del cambiador de calor constituye las microembolias gaseosas.

Como el uso de filtros arteriales, por lo menos en nuestro medio, es poco común, en perfusión de neonatos y pequeños lactantes, podemos constatar que las microembolias gaseosas son frecuentes en estas perfusiones.

La manera de evitar esta ocurrencia es bastante conocida. Debemos enfriar y recalentar la sangre del paciente lentamente, para que haya mayor tempo de equilibrio. El calor debe ser removido de los tejidos del paciente y, del mismo modo, el calor debe ser transmitido a los tejidos del paciente, por la sangre arterial, muy lentamente, para evitar que las variaciones de la solubilidad de los gases liberen microburbujas en la circulación de los niños.

Para eso, se recomienda mantener un gradiente máximo de 10 grados centígrados, entre la temperatura del agua y la temperatura de la sangre que circulan en el cambiador de calor.

Se usamos la nasofaringe, el recto o cualquier otra localización para la medida de la temperatura, no estaremos respetando el gradiente recomendado y, con toda probabilidad, estaremos aumentando sustancialmente los riesgos de que se produzcan microembolias gaseosas.

En el grafico representado en la figura 2 se pueden observar las relaciones entre las temperaturas de la nasofaringe y de la sangre arterial.

Figura 2. Ilustra las relaciones entre las temperaturas monitorizadas durante la fase de recalentamiento del niño.

Vemos que, fácilmente la temperatura de la sangre arterial puede alcanzar los 39 grados centígrados mientras la temperatura de la nasofaringe aún esta alrededor de los 30-31 grados centigrados.

Otro aspecto importante a considerar es la diferencia entre los aparatos usados en la medida de las temperaturas. Las temperaturas del paciente, nasofaringe, recto, sangre o cualquier otra, son determinadas con el empleo de los teletermómetros, que son aparatos más sensibles y cuy margen de error o de variaciones esta siempre debajo de 1 grado centígrado.

Al contrario, la temperatura del agua del tanque que alimenta el cambiador de calor, habitualmente es medida con un termómetro aneroide, rudimental y que presenta mayores margen es de error, pudiendo llegar a 3 o 5%.

Si el termómetro del agua caliente tiene un margen de error de 5%, significa que cuando el marcador acusa la temperatura de 42 grados centígrados, la temperatura del agua podrá ser 5% menor o 5% mayor. En este caso la temperatura real del agua podrá estar situada entre 39,9 grados y 44,1 grados centígrados.

Por lo tanto, dependiendo apenas de falta de precisión del instrumento de medida podemos ofrecer una cantidad de energía térmica capaz de supercalentar la sangre y determinar hemólisis y desnaturalización de proteínas. Y, es evidente, no podemos olvidar que todos los factores de coagulación de la sangre son proteínas.

No es excepcional que ocurra hemólisis acentuada o discrasias sanguíneas importantes, en la perfusión de neonatos y pequeños lactantes, causadas por el supercalentamento de la sangre arterial.

Estas alteraciones apenas pueden ser detectadas y, principalmente, evitadas, si la temperatura de la sangre arterial es monitorizada, durante la perfusión.

Otro aspecto que as veces es poco apreciado es que, debido a la naturaleza del sistema termodinámico que hace los cambios térmicos en el cambiador de calor, las variaciones de la temperatura de la sangre ocurren debido a la cantidad de calor cedida por la sangre al agua, durante el enfriamiento y debido a la cantidad de calor cedida por el agua a la sangre, durante el recalentamiento.

Así, durante el recalentamiento, a un flujo de 20 litros/minuto el agua cede una cantidad de calor que va calentar un flujo de sangre de 0,5 litro / minuto, como usamos en nuestro ejemplo anterior. La misma cantidad de calor va a provocar una variación de temperatura mucho mayor en la sangre, que en el agua, debido a las diferencias de flujo.

Además de proteger contra el supercalentamento de la sangre y consecuentemente hemólisis y desnaturalización de proteínas, la monitorización de la temperatura de la sangre arterial constituye un importante factor de protección cerebral.

En virtud del elevado flujo sanguíneo cerebral, las variaciones de la temperatura de la sangre arterial son rápidamente trasmitidas al cerebro. Debido a las características del sistema termodinámico y a la existencia de varias interfaces entre la sangre arterial y la nasofaringe, las variaciones de la temperatura de la sangre arterial no se reflejan en la temperatura monitorizada en la nasofaringe.

Existe un gradiente entre la temperatura de la sangre arterial y la temperatura de la nasofaringe, en el recalentamiento de pequeños niños que puede alcanzar hasta 5 grados centígrados. Así, puede ocurrir que, cuando la temperatura de la nasofaringe alcanza los 35 grados, la temperatura de la sangre arterial, en la realidad, esté a 40⁰ C.

Jones y colaboradores [8], estudiando las alteraciones de la temperatura en la perfusión demuestra ron que la hipertermia cerebral es un fenómeno comúnmente observado en la perfusión neonatal, cuando la temperatura de la nasofaringe es usada como parámetro de monitorización, durante el recalentamiento,inclusive en las perfusiones llamadas normotérmicas.

Diversos autores ya demostraron el agravamiento de los síntomas neurológicos en pacientes con lesiones cerebrales que presentan hipertérmia. Este fenómeno puede estar relacionado a la elevada incidencia de alteraciones neurológicas que acompañan la perfusión de neonatos y pequeños lactantes, cuando la temperatura a que el cerebro es sometido no es conocida, como ocurre cuando la temperatura de la sangre arterial no es adecuadamente monitorizada [9].

El resultado de la acción de estos factores nocivos, las microembolias y la hipertermia, sobre un cerebro aún no completamente desarrollado es difícil de evaluar, en los pacientes de cirugía cardiaca. Sin embargo, hay indicios de que ocurren alteraciones estructurales que, al largo del tiempo determinan la aparición de disturbios de la esfera neuroconitiva y reducción del desarrollo motor.

Los pacientes operados mas recientemente, en la ultima década, con mejores sistemas de perfusión y monitorización mas exactas de las temperaturas, presentan una incidencia menor de alteraciones neurológicas.

Consideramos esencial que, para reproducir estos resultados, debemos valernos de todos los recursos tecnológicos disponibles, para montar un sistema de monitorización capaz de permitir la detección de cualquier tendencia antes que aparezcan desvíos significativos,

CONCLUSION

La monitorización de la temperatura de la sangre que atraviesa el cambiador de calor es un importante adjunto en la prevención de hemólisis, de discrasias sanguíneas y disturbios inmediatos y tardíos de la esfera neuropsiquiatrica.

La facilidad con que se puede evitar el supercalentamiento de la sangre arterial justifica el empleo de esa monitorización en todos los pacientes sometidos a la circulación extracorpórea.

REFERENCIAS