MEDIDA DE LA PRESION SANGUÍNEA. La presión sanguínea se

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MEDIDA DE LA PRESION SANGUÍNEA.
La presión sanguínea se considera un buen indicador del estado del sistema cardiovascular dado que es una de las variables fisiológicas que se puede medir con mayor disponibilidad. Una historia clínica de las medidas de la presión sanguínea ha
salvado a muchas personas de una muerte prematura avisando sobre la existencia
de presiones altas muy peligrosas (hipertensión), con suficiente antelación para
aplicar un tratamiento.
En pruebas clínicas de rutina, la presión sanguínea se mide normalmente mediante
un método indirecto utilizando un esfigmomanómetro (del griego sphygmos, que
significa pulso). Este método es fácil de utilizar. Sin embargo, tiene ciertas desventajas como son el que no proporcione un registro continuo de las variaciones de presión y que su rapidez de repetición práctica esté limitada. Además, sólo se pueden
obtener medidas de la presión arterial sistólica y diastólica, sin que se indiquen detalles de la forma de la onda de presión. Este método indirecto es además un tanto
subjetivo, y falla frecuentemente cuando la presión sanguínea es muy baja (tal como
sucede con un paciente neonatológico, ó adulto que ha sufrido un shock).
Otro método indirecto es el oscilométrico, iniciado hace unos 25 años con los medidores MAP (la marca fue DINAMAP y comenzaron aplicándose en neonatología y
pediatría, midiéndose solamente la presión arterial media, pero al menos, algo era
mejor que nada, pues en estos campos, el primer método es inútil).
Un tercer método, la tonometría, tiene una larga trayectoria en la medición de presión (Presión intraocular, presión sobre la fontanella, en neonatología; ó en la cavidad craneana), pero hasta el momento solo es aplicable a presiones medias. La solución tecnológica de su obtención permitiría lograr la forma de la onda de presión
arterial que en la actualidad solo es posible por medidas directas (también llamadas
cruentas, porque requieren invadir una arteria).
Los métodos para la medida directa de la presión sanguínea, proporcionan una lectura o un registro continuos de la onda de presión sanguínea y son bastante más
precisos que los métodos indirectos. Sin embargo, requieren la perforación del vaso
sanguíneo para introducir el sensor. Esto limita su empleo a aquellos casos en los
que el estado del paciente justifica la invasión del sistema vascular.
6.2.1. Medidas indirectas.
Tal como se apuntó anteriormente el familiar método indirecto de medida de la presión sanguínea supone el empleo de un esfigmomanómetro y un estetoscopio. El
esfigmomanómetro consiste en un brazalete (o manguito) inflable de presión y un
manómetro de mercurio o aneroide para medir la presión en el brazalete, Éste consiste en un globo de goma envuelto por una tela elástica que puede enrollarse en el
brazo y sujetado mediante ganchos o con una cinta Velcro®. El brazalete se infla
normalmente a mano con una perilla de goma y se desinfla lentamente a través de
una válvula de aguja. El estetoscopio es, simplemente, un transformador de impedancias acústicas. En su forma más simple puede ser un simple cono o embudo que
se aplica sobre una superficie en la que se quiere escuchar un sonido y un tubo de
goma que luego se bifurca en dos hasta llegar a ambos oídos, con una terminación
en plástico para hacer más cómoda y hermética su adaptación al canal auditivo. En
la figura se muestra un esfigmomanómetro que se puede montar en la pared. Estos
instrumentos también se fabrican en forma de unidades portátiles.
El esfigmomanómetro se basa en el principio de que cuando
se coloca el brazalete en el brazo y se infla, la sangre arterial
puede fluir por debajo del brazalete sólo cuando la presión arterial es superior a la presión en aquél. Además, cuando se infla el brazalete hasta una presión que ocluye sólo parcialmente la arteria braquial, se crea una turbulencia en la
sangre al tener que atravesar la pequeña abertura arterial en
cada sístole. Los sonidos producidos por esta turbulencia, llamados sonidos de Korotkoff, se pueden oír con un estetoscopio colocado sobre la arteria aguas abajo del brazalete.
Para obtener una medida de ]a presión sanguínea con un esfigmomanómetro y un estetoscopio, se infla primero el brazalete colocado en el brazo, hasta una presión superior con creces
a la presión sistólica. En este momento, no se pueden oír sonidos con el estetoscopio, que se coloca sobre la arteria braquial, ya que ésta ha sido colapsada por la presión del brazalete. Entonces se disminuye esta presión paulatinamente. Tan pronto como la presión del brazalete se hace inferior a la presión
sistólica, pasan
por debajo del
brazalete
pequeñas cantidades de sangre y
se empiezan a
oír los sonidos
de
Korotkoff
mediante el estetoscopio.
La presión del
brazalete indicada en el manómetro cuando
se oye el primer
sonido de Korotkoff se registra como presión sanguínea
sistólica.
Conforme
va
descendiendo la
presión en el
brazalete, se siguen oyendo los sonidos de Korotkoff hasta que la presión ya no es
suficiente para ocluir el vaso durante ningún período del ciclo. Por debajo de esta
presión desaparecen los sonidos de Korotkoff, señalando pues el valor de la presión
diastólica.
Este familiar método para localizar los valores de la presión sistólica y diastólica escuchando los sonidos de Korotkoff se denomina método auscultatorio de esfigmomanometría. Otro método, denominado método de palpación, es similar excepto en
que el médico identifica el flujo sanguíneo en la arteria tomando el pulso del paciente aguas abajo del brazalete en vez de escuchar los sonidos de Korotkoff. Aunque
con el método de palpación se puede medir fácilmente la presión sistólica, la presión
diastólica es mucho más difícil de identificar. Por esta razón se emplea con mayor
frecuencia el método auscultatorio En la figura 6.8 se muestra una medida de la
presión sanguínea empleando este método.
Método oscilométrico
En este método, no se escuchan los sonidos producidos por la obstrucción parcial
de la arteria,
sino las oscilaciones de la
presión
del
propio manguito, aún antes
de la apertura
de la arteria.
Desde
hace
unos
treinta
años se conocía que esas
oscilaciones
eran máximas
en coincidencia con la presión
arterial
media. Posteriormente se empezaron a hacer, por los fabricantes, ciertas suposiciones respecto
a las presiones sistólicas y diastólicas. Finalmente se convino y así está normalizado, que la presión sistólica es igual a la presión del manguito entre las dos oscilaciones sucesivas de mayor diferencia de amplitud (derivada positiva
máxima) antes de la presión media y la diastólica
es igual a la presión del
manguito entre las dos
oscilaciones sucesivas
de mayor diferencia de
amplitud (derivada negativa máxima) despues de
la presión media.
Muchos de los medidores de presión sanguínea comercializados funcionan bien cuando se prueban con
una persona sana, en reposo, pero fallan cuando se utilizan para medir la presión
sanguínea durante una actividad o cuando se emplean en pacientes con un shock
circulatorio. En ese sentido, los esfuerzos para automatizar las medidas han sido
más eficaces con el método oscilométrico. Hoy todos los equipos que miden presión
en forma automática, tanto en los monitores multiparamétricos, en terapias o quirófanos, como en los ambulatorios funcionan bajo este principio. Los más sofisticados,
usan ambos sistemas simultaneamente.
Tonometría: Si cuando sobre una arteria se aplica una presión tal que la arteria presenta una superficie plana, puede
suponerse que la misma es igual a
la presión interna. Si aplicamos un
servomecanismo que constantemente mantenga la superficie plana, el mismo tendrá que ejecutar
una acción cuyas variaciones representarán las variaciones de presión interiores de la arteria. Esta
tecnología está en desarrollo hace
muchos años, pero hasta ahora no
ha demostrado eficacia. Si se logra,
podría evitarse las técnicas de medición cruentas que veremos a continuación, al menos para obtener la
morfología de las ondas de presión en las arterias periféricas.
6.2.2. Medidas directas.
Hales insertó por primera vez en 1728 un tubo de cristal en una arteria de un caballo
y midió toscamente la presión arterial.
Recien a mediados del siglo pasado, independientemente de los principios eléctricos o físicos involucrados, la medida directa de la presión sanguínea se comienza a
realizar normalmente por uno de los tres métodos siguientes:
1.
Inserción percutánea
2.
Cateterización (cortando un vaso).
3.
Implantación de un transductor en un vaso o en el corazón.
La inserción percutánea y la cateterización son técnicas de cirugía menor que suponen una invasión del organismo. En la primera se inserta normalmente un catéter o
aguja en un vaso sanguíneo muy cerca del punto de penetración en la piel; la última
supone la conducción de un catéter por la artería o la vena hasta la posición deseada, que puede ser el propio corazón.
Por lo general, para la inserción percutánea se aplica anestesia local cerca del punto de invasión. Se ocluye el vaso y se inserta una aguja hueca con una ligera Inclinación respecto al vaso. Cuando la aguja está en su sitio, se introduce un catéter
por su alma, normalmente con algún tipo de guía. Cuando el catéter está fijo en su
sitio en el vaso, se retiran la aguja y la guía. Para ciertas mediciones, se utilizan un
tipo de aguja unido a un tubo hermético, de modo que se puede dejar la aguja en el
vaso y detectar la presión directamente acoplando un transductor al tubo. Otros tipos tienen el transductor dispuesto en la punta del catéter. Este último tipo se utiliza
tanto en el modelo percutáneo como en el de cateterización completa.
La cateterización se desarrolló por primera vez a finales de la década de 1940 y se
ha convertido en la principal técnica de diagnóstico para analizar el corazón y otros
componentes del sistema cardiovascular. Aparte de la obtención de la presión sanguínea en las cavidades del corazón y en los grandes vasos, esta técnica se utiliza
además para obtener muestras de sangre del corazón para el análisis del contenido
de oxigeno y para detectar cursos anormales del flujo sanguíneo. Los catéteres se
emplean también para investigaciones en que se inyectan directamente en el corazón y en ciertos vasos, tintes radioopacos para estudios con rayos X, tintes coloreados o soluciones enfriadas para estudios de dilución de indicadores y fármacos vasoactivos. Un catéter es esencialmente un tubo largo que se introduce en el corazón
o en un vaso grande a través de una vena o arteria superficial. El catéter, esterilizado, se diseña para que se desplace fácilmente por los vasos. El advenimiento de los
catéteres de Swan-Ganz
revolucionó la inserción
venosa. Estos catéteres
tienen un pequeño balón
inflable con Helio o Dióxido de Carbono (para
evitar la embolia gaseosa) que, al introducirse
en una vena son arrastrados al lugar deseado
de medición (o estímulo,
si se usan para marcapasear), sin necesidad
de orientación del operador por rayos X (los
catéteres suelen ser radioopacos, con este fin)
y el uso de ingeniosos
artilugios, como los empleados en el Hospital
Italiano de Buenos Aires,
hace unos 25 años, con el autóctono catéter "cola de chancho" ( un catéter con alma metálica, con un rulo en la punta de esa forma, que permitía introducirlo median-
te el manipuleo de la misma)
La medida de la presión sanguínea con un catéter se puede hacer de dos formas.
La primera es introducir una disolución salina esterilizada en el catéter, de modo que
la presión del fluido se transmita a un transductor fuera del cuerpo (extracorpóreo}.
Se monta así un sistema hidráulico completo con posibilidad de comprobación con
respecto a la presión atmosférica, y de establecer un punto de referencia. La respuesta de frecuencia de este sistema es una combinación de la del transductor y la
de la columna de fluido del catéter. En el segundo método, las medidas de la presión se obtienen in situ. Para ello se introduce el transductor, colocado en el extremo del catéter y se desplaza hasta el punto en el que se va a medir la presión. Este
aparato se denomina transductor de presión sanguínea en el extremo del catéter y
es, ni más ni menos, un micrófono. Con ellos se hace fonocardiografía con un espectro de frecuencia mucho más amplio que el obtenido con micrófonos en la superficie del cuerpo.
Las técnicas de implantación implican la realización de cirugía mayor, y por ello sólo
se utilizan normalmente en experimentos de investigación. Tienen la ventaja de
mantener el transductor fijo en su sitio en el vaso adecuado durante largos períodos
de tiempo.
Los transductores se pueden clasificar según que el elemento del circuito que cambie con las variaciones de presión sea capacitivo, inductivo o resistivo. Los que se
utilizan con mayor frecuencia son los de tipo resistivo, de modo que los otros dos tipos sólo se expondrán brevemente.
En el manómetro capacitivo, un cambio en la distancia entre las placas de un capacitor cambia su capacidad. En una aplicación típica, una de las placas es una membrana metálica separada de una placa fija por unas milésimas de pulgada de aire.
Los cambios de presión que hagan variar la distancia entre las placas cambian la
capacidad en consecuencia. Si este elemento forma parte de un circuito resonante
de alta frecuencia, los cambios en la capacidad hacen variar la frecuencia del circuito resonante produciendo una señal de frecuencia modulada. Con un circuito apro-
piado se puede obtener información de la presión sanguínea y registrarla en función
del tiempo.
Una ventaja de este tipo de transductor es que puede ser largo y de contorno fino
pudiéndose introducir por tanto en la corriente sanguínea sin deformar la forma de la
onda de presión registrada. Debido a la rigidez de su estructura y a los pequeños
movimientos de la membrana cuando se aplica una presión, el desplazamiento volumétrico es muy pequeño y puede ser del orden de 10-6 cc. por 100 mm Hg de presión aplicada.
Las desventajas de este tipo de transductor son la inestabilidad y una tendencia a
variar ante pequeños cambios de temperatura. Además, los cables de conexión introducen errores en la capacidad, y este tipo de transductor es más difícil de manejar que los de tipo resistivo.
Existen varios instrumentos que utilizan efectos inductivos. En ellos se mide la distorsión de una membrana expuesta a la presión sanguínea. En algunos aparatos de
este tipo se utilizan dos devanados: un primario y un secundario.
Cuando un núcleo dotado de resorte, que acopla magnéticamente al primario y al
secundario se mueve de un lado a otro, la tensión inducida en el secundario cambia
proporcionalmente a la presión aplicada.
Un método más conocido emplea un transformador diferencial, descrito detalladamente en el capítulo 9. En este elemento hay dos secundarios arrollados en
sentidos opuestos y conectados en serie. Si el núcleo, provisto de resorte, está situado simétricamente, la tensión inducida en un secundario es opuesta a la del otro.
El movimiento del núcleo cambia esta simetría, y el resultado es la aparición de una
señal en los secundarios combinados. El núcleo puede estar provisto de resorte para admitir presión por un lado, o bien puede aceptar presión simultáneamente en
ambos lados, midiendo de esta forma la diferencia de presión entre dos puntos distintos.
El transductor fisiológico resistivo es una adaptación directa de las galgas extensométricas utilizadas en la industria desde hace muchos años. El principio de una galga extensométrica es que si se estira un alambre muy fino, su resistencia aumenta.
Si se aplica una tensión a la resistencia, la corriente resultante cambia con las variaciones de resistencia de acuerdo con la ley de Ohm. De este modo las fuerzas responsables de la deformación se pueden registrar en función de la corriente.
Para obtener el grado de sensibilidad requerido para los transductores de presión
sanguínea. se montan dos o cuatro galgas extensométricas en un diafragma o
membrana, y estas resistencias se conectan para formar un circuito puente. (Puente
de Wheatstone)
En general, al principio, cuando no se aplica presión o tensión, las cuatro resistencias son prácticamente iguales. Las galgas se encuentran fijadas al diafragma sensor de presión de tal modo que si la presión aumenta, dos de ellas se estiran mientras que las otras dos se contraen. Se aplica una tensión de excitación de la forma
mostrada. Cuando los cambios de presión desequilibran el puente, aparece una
tensión entre los terminales A y B, proporcional a la presión. La excitación puede ser
tanto corriente continua como corriente alterna, según la aplicación de que se trate.
El desarrollo de semiconductores que cambian su resistencia en grado mucho mayor que las galgas de hilo ha conducido al puente de elementos de silicio con sopor-
te. Bastan pequeños desplazamientos (del orden de unas micras) del diafragma
sensor de presión para obtener cambios en la tensión de salida con excitación de
baja tensión. Por ejemplo, con 10 voltios de excitación, se obtiene un margen de
300 mm Hg con una deflexión de 3 micras que produce una señal de 30 mV.
Cuando se incorporan galgas en transductores de presión, la sensibilidad del transductor se expresa, no en función del factor de sensibilidad de la galga, sino en términos de cambio de tensión que se produce con un cambio de presión dado. La
sensibilidad de un transductor se puede dar por ejemplo en microvoltios por voltio
(de excitación} por milímetro de mercurio. (En la actualidad, para la mayoría de los
medidores de presión, la sensibilidad del transductor adecuado es de
5 µV/V/mmHg., para Hewlett-Packard es 40 µV/V/mmHg)
6.2.3. Técnicas específicas de medida directa.
En el apartado anterior se han clasificado los métodos de medida directa de la presión sanguínea por el método clínico de conexión del aparato de medida con el paciente. En la exposición siguiente se desarrollan cuatro métodos:
1.
Método de cateterización con detección de la presión sanguínea mediante una columna de líquido. En este método el transductor es externo al
organismo, y la presión sanguínea se transmite a través de una columna de
una solución salina a este transductor Este método permite utilizar para medir
la presión tanto una galga extensométrica resistiva sin soporte como un
transformador diferencial de variación lineal o un transductor descartable de
semiconductor. Los dos primeros, de uso reiterado se siguen usando en investigación y diagnósticos hemodinámicos. Los descartables prácticamente
monopolizan el uso asistencial.
2.
Método de cateterización que implica la colocación de un transductor
mediante un catéter en el lugar mismo de la medida en el caudal sanguíneo
(p. ej., la aorta) o colocando el transductor en la punta del catéter.
3.
Métodos percutáneos en los cuales se mide la presión sanguínea en el
brazo justo por debajo de la piel utilizando una aguja o catéter.
4.
Técnicas de implantación en las que se coloca el transductor de forma
más permanente en el vaso sanguíneo o en el corazón mediante intervención
quirúrgica.
Los aspectos más importantes de los métodos anteriores se expondrán por separado
METODOS DE COLUMNA LÍQUIDA.
La conexión eléctrica al puente de galgas extensométricas se obtiene mediante el
cable de la parte inferior del transductor Las conexiones de presión se hacen en la
parte superior mediante los conectores Luer de la cúpula transparente, los cuales
proporcionan conexión al sistema del catéter y un medio de lavado. La cúpula transparente que se puede quitar fácilmente, se emplea para que se puedan detectar y
eliminar las burbujas de aire. El transductor en si es del tipo de galga extensométrica de hilo sin soporte
Estos transductores se deben limpiar con un chorro de agua para eliminar las burbujas de aire y evitar además durante las mediciones que la sangre se coagule en la
punta del catéter. Con este tipo de transductor hay un problema de respuesta de
frecuencia debido a que la columna de líquido tiene su propia frecuencia natural que
puede afectar a la respuesta de frecuencia del sistema. Para obtener buenos resultados es esencial cuidar tanto la elección del transductor en cuanto al desplazamiento volumétrico y al tipo de catéter, y también asegurarse de que la respuesta de
frecuencia del sistema completo es adecuada.
Los transductores de presión se montan normalmente en el somier de la cama o en
una mesa, cerca del paciente. Es importante mantener el transductor aproximadamente a la misma altura del punto en el que se hacen las medidas para evitar los
errores debidos a la presión hidrostática. Si se desea una presión diferencial, se deben emplear dos transductores de este tipo en dos puntos diferentes, y la diferencia
de presión se puede obtener como: diferencia de las señales de salida.
Existen instrumentos de tratamiento de señal y visualización para estos transductores de distintas formas. Sin embargo, básicamente todos constan de un método de
excitación del puente de galgas extensométricas, un sistema de puesta a cero o
ajuste del puente, la amplificación necesaria de la señal de salida, y un instrumento
de visualización, tal como un osciloscopio, un registrador, una escala o una lectura
digital.
Otro tipo de transductor de presión sanguínea es el transformador diferencial de variación lineal (LVDT), Aparentemente estos transductores son similares a los del tipo
de galga extensométrica sin soporte. De hecho son similares en lo que respecta a
cúpula de plástico empleada para visualizar el interior, los dos conectores de presión para conexión del catéter y para lavado, y el cable que sale del fondo. También
hay varios modelos de dichos transductores con variedad de características para
presión venosa o arterial, para diferentes sensibilidades y para distintos desplazamientos volumétricos. Los diversos modelos tienen además frecuencias naturales
y respuestas de frecuencia diferentes.
Hay que observar, según el despiece de la figura, que estas unidades se desmontan
en tres piezas la cúpula y conectores de presión, la parte central que consta de un
diafragma de acero inoxidable y la pieza del núcleo, y el transformador diferencial de
variación lineal (LVDT)
MEDIDAS IN SITU.. Para evitar los problemas inherentes a la medida de la presión
sanguínea con una columna líquida. se puede colocar por medio del catéter un manómetro con sensor en la punta del catéter en el lugar donde se va a medir la presión sanguínea. Este proceso requiere un transductor de pequeño diámetro que sea
completamente rígido pero flexible.
Un transductor de este tipo utiliza el efecto de la inductancia variable mencionado
antes. La punta se coloca directamente en la corriente sanguínea de modo que la
sangre presione sobre una membrana circundada por un casquete protector. La
membrana se conecta a un núcleo magnético que se puede mover libremente dentro de una bobina y de este modo cambia la inductancia de la bobina en función de
la presión sobre la membrana.
Otro tipo incluye como sensor una galga extensométrica con soporte colocada en la
punta de un catéter cardíaco. Los cambios de resistencia en la galga extensométrica
son consecuencia de las variaciones de la presión en el lugar de medida en vez de
serlo a variaciones en una columna de fluido. Además esta galga se puede calibrar
mediante un catéter con líquido en el mismo punto de colocación.
TRANSDUCTORES PERCUTÁNEOS.. La figura muestra un transductor conectado
a una aguja
hipodérmica
que se ha colocado en un
vaso del brazo,. La cúpula
de triple llave
permite lavar
la aguja, administrar medicamentos y
extraer muestras de sangre.
Este
transductor
puede medir
presiones arteriales o venosas, o las
presiones de
otros fluidos
fisiológicos
conectando
directamente
la aguja al
punto de medida. Se puede utilizar con
un sistema de
autolavado
continuo
sin
degradación
de la señal. La
cúpula
de
plástico transparente permite observar la formación de burbujas de aire y por consiguiente su expulsión. Está
diseñado para utilizarlo con un monitor portátil de presión sanguínea, que proporciona la excitación para el puente, el ajuste y la amplificación. La escala de medida está calibrada directamente en milímetros de mercurio. Este transductor tiene además
la ventaja de que se puede conectar a una botella normalizada de infusión intravenosa.
TRANSDUCTORES IMPLANTABLES. Son transductores que se pueden implantar
en la pared de un vaso sanguíneo o en la pared del corazón. Es muy útil en particular en investigaciones de larga duración en animales.
El cuerpo del transductor está hecho de titanio que tiene unas excelentes características de resistencia a la corrosión, un coeficiente de dilatación térmica relativamente
pequeño y un módulo de elasticidad bajo, lo cual da por resultado una mayor deformación por unidad de esfuerzo. En la superficie interna del diafragma sensor de
presión se encuentran montadas cuatro galgas extensométricas semiconductoras.
Existen transductores de este tipo para la medida de presión sanguínea de varios
tamaños (de 3 a 7 mm de diámetro). Se dispone de tamaños grandes para presión
pleural. El espesor del cuerpo es de 1,2 a 1,3 mm. dependiendo del modelo.
Los cuatro semiconductores se conectan en forma de puente. Al aumentar la presión de la sangre sobre el diafragma, la superficie interior se deforma. Las galgas
extensométricas están dispuestas de tal modo que dos de ellas se deforman por
tracción mientras que las otras dos están bajo compresión. Cuando se excita el
puente se puede obtener una tensión de salida proporcional a la presión sanguínea.
Unas resistencias adicionales conectadas externamente al puente proporcionan una
compensación de temperatura, si bien estos puentes no son muy sensibles a este
parámetro. Dado que operan dentro del torrente sanguíneo a una temperatura bastante constante, cercana a 37 ºC, los efectos de la temperatura no son importantes.
Estos transductores se pueden excitar con una tensión continua o alterna y se prestan a ser utilizados en circuitos de telemetría. En servicio han resultado ser muy fiables. Se ha publicado sobre casos de implantación crónica (durante más de dos
años) sin efectos perjudiciales para el animal, el medidor o los cables. Estos están
aislados normalmente con un compuesto plástico, cloruro de polivinilo que es bastante insensible a los fluidos orgánicos.