Introducción
Diferentes entidades que afectan al corazón o al pulmón se acompañan de alteraciones respiratorias, del intercambio gaseoso (IG) o el equilibrio ácido-base. En nuestro departamento, estas alteraciones habitualmente se evalúan mediante pruebas de función respiratoria (PFR), que compren den la determinación de volúmenes y flujos pulmonares, con o sin respuesta a un fármaco broncodilatador, y la evaluación del IG en reposo con fracción inspiratoria de oxígeno (FiO2) al 21 y al 100 % o en condiciones de ejercicio 1. El IG re quiere, para su evaluación, obtener gasometrías arteriales 1,2, ya sea por punción o mediante la colocación de un catéter arterial, las más de las veces, en la arteria radial 1. El procedimiento no está exento de complicaciones graves 3, además del dolor ocasionado al paciente con la punción arterial 4.
Previamente se ha referido la utilidad de la gasometría capilar en niños para conocer su IG 5. Esta técnica tuvo aceptación y en la actualidad tiene amplio uso, aun en las unidades de cuidados intensivos pediátricas 6-8. Debido a los buenos resultados obtenidos en estos estudios, el conocimiento fue extrapolado a sujetos adultos en la práctica diaria. Alrededor de la década de 1960 se realizaron estudios para evaluar en el sujeto adulto la utilidad de los gases sanguíneos (GS) obtenidos de una muestra capilar comparada con la muestra arterial en diversas patologías 9-14. Estos estudios tuvieron una limitada aplicación por el tamaño muestral utilizado, así como por el método de análisis; las conclusiones obtenidas han sido cuestionadas. A partir de la década mencionada se hizo referencia a la comparabilidad entre los GS obtenidos de la arteria y el capilar 9-13. Los procedimientos estadísticos utilizados para probar la similitud entre ellas fueron diversos: prueba t pareada 12,14, diferencias de medias 4,11-13, correlación de Pearson 15-17, regresión lineal simple 9,18 y procedimiento de Bland y Altman 15-17,19. En algunos de estos estudios 4,11-13,19 hubo un aparente buen acuerdo de las gasometrías capilares con las gasometrías arteriales. En otros 9,14-18, esta similitud permaneció sólo para el potencial hidrógeno capilar (pHc) y la presión capilar de dióxido de carbono (PcCO2), no así para la determinación de la presión capilar de oxígeno (PcO2). Hay desacuerdo en que la PcO2 pueda sustituir a la presión arterial de oxígeno (PaO2), independientemente del sitio capilar muestreado 4,9,11-19, en condiciones de reposo 4,9,11-16,19 e incluso en ejercicio 17,18.
Dada la limitada información del IG a nivel capilar en sujetos adultos, el potencial riesgo que existe con la punción o la inserción de un catéter en la arteria radial en los estudios de PFR, además del tiempo, el personal y el entrenamiento que se requieren para la colocación de un catéter arterial, decidimos estudiar el grado de acuerdo que existe entre las gasometrías arteriales frente a las gasometrías capilares con FiO2 al 21 y al 100 % en sujetos adultos con enfermedad cardiopulmonar estable, con la finalidad de conocer la utilidad de la gasometría capilar como posible sustituto de la gasometría arterial en las PFR realizadas en nuestro laboratorio.
Material y métodos
El presente trabajo se realizó en el laboratorio de Fisiología respiratoria del Departamento de Cardioneumología del Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez.
Diseño: estudio de concordancia.
Población de estudio
Se estudió a sujetos consecutivos con enfermedad cardiopulmonar en condición estable, a quienes al mismo tiempo se les realizaron gasometrías arterial y capilar, primero utilizando FiO2 al 21 % y, posteriormente, al 100 %.
Se eliminó a los sujetos quienes habiendo dado su consentimiento, por razones técnicas, no fue posible colocar el catéter en la arteria radial.
Se acotaron las variables demográficas, hemodinámicas, diagnósticas y de laboratorio de los sujetos.
Todos los sujetos dieron su consentimiento informado, previa explicación del procedimiento y de los riesgos de la prueba.
La condición de estabilidad se definió como libre de enfermedad respiratoria o cardiológica aguda hasta en los 3 meses previos al procedimiento.
Las variables de los GS arteriales fueron: potencial de hidrógeno (pH); PaO2; presión arterial de bióxido de carbono (PaCO2); bicarbonato (HCO—3); dióxido de carbono disuelto total (CO2 T); exceso de base (EB), y saturación arterial de oxígeno (SaO2).
Las variables de los gases capilares fueron: pHc; PcO2; PcCO2; bicarbonato capilar (HCOc—3); dióxido de carbono disuelto total capilar (CO2 Tc); EB capilar, y saturación capilar de oxígeno (ScO2).
Para el muestreo arterial y capilar se usaron capilares de vidrio con heparina para uso en analizadores (gasómetros) IL serie 1300, 1600, BG3, BGE a 1600, Instrumentation Laboratory, Lexington, MA., 02173, USA.
Ambas muestras se obtuvieron al mismo tiempo y se procesaron inmediatamente en un equipo para análisis de gases sanguíneos (Instrumentation Laboratory, Critical Care Laboratory, Synthesis 25, Lexington, MA., 02421-3125, USA). Este equipo se calibra a un punto cada 30 min y a 2 puntos cada 8 h 2.
Maniobra
El día del estudio, el sujeto se mantuvo en posición sentada, tranquilo, y se le realizó la prueba de Allen 20 en cada extremidad; la que tuvo mejor llenado distal fue elegida para el sitio de inserción de un catéter arterial.
Se realizaron asepsia y antisepsia de la región de la arteria radial y, previa instilación tópica de xilocaína al 2 % sin epinefrina, se introdujo un catéter intravenoso BD Insyte 20 GA 1.16 IN (1.1 x 30 mm), Becton Dickinson, que se fijó y obturó con una llave de 3 vías para el control del flujo sanguíneo.Para obtener la muestra capilar primero se realizó un suave masaje en el dedo que se puncionaría, con la finalidad de aumentar la temperatura de la región. Se puncionó el dedo pulgar derecho o izquierdo, de manera indistinta, con una aguja del número 22 y se permitió el libre flujo de sangre, sin exprimir el dedo. La recolección de la sangre se realizó manteniendo horizontal el tubo capilar junto al sitio puncionado. Una vez llenado el capilar, se introdujo un pequeño tubo metálico y los extremos se sellaron con plástico; posteriormente, se agitó el tubo metálico con un imán 21. El capilar utilizado fue similar al usado en el sitio arterial. En todos los casos, las muestras se obtuvieron por los mismos observadores, previo entrenamiento en la técnica del muestreo capilar 21.
Una vez colocado el catéter en la arteria radial, se obtuvieron de modo simultáneo una muestra arterial y una capilar al 21 % de FiO2. Posteriormente, se administró oxígeno suplementario al 100 % durante 20 min mediante un sistema cerrado, que incluyó una válvula de 2 vías (modelo 1400; Hans-Rudolph, Kansas City, USA) y una bolsa de Douglas de alta capacidad, y se tomaron de nuevo las muestras arteriales y capilares.
Análisis estadístico
Los valores se expresan en media ± desviación estándar (M ± DE) y valores mínimos y máximos respectivos. Las diversas entidades cardiopulmonares se acotaron en frecuencias y porcentajes. Las gasometrías arterial y capilar se compararon mediante la prueba t pareada. La distribución de los valores entre ambas gasometrías se muestra mediante diagramas dispersos. Se realizó el coeficiente de correlación del momento-producto de Pearson (r) para la correlación entre ambas muestras. El acuerdo entre las muestras arteriales y capilares se estableció mediante el procedimiento de Bland y Altman 22; su magnitud se calculó con el coeficiente de correlación intraclase (CCI) y su respectivo intervalo de confianza del 95 %. Se consideró estadísticamente significativo un valor de p < 0,05.
A pesar de que la correlación de Pearson es la más conocida y utilizada en medicina, en este estudio optamos por usar el procedimiento descriptivo de Bland y Altman para valorar el acuerdo entre los dos métodos (gases sanguíneos arteriales y capilares) que exploran un posible resultado semejante entre ambos métodos. Este procedimiento brinda información gráfica y descriptiva del comportamiento pareado de los datos, ajustándolos a una línea recta que divide la gráfica de puntos dispersos en dos mitades iguales y que se inicia de un valor 0 (o valores iguales) en las dos variables. De esta manera, es muy simple valorar una desviación de los datos porque no se ajustan a esta línea (desacuerdo). El procedimiento descriptivo complementario consiste en determinar la diferencia media entre los dos valores; si los dos datos fueran iguales la diferencia sería cero; conforme los datos difieren entre sí, esta diferencia será mayor, lo que evidencia la falta de concordancia entre ellos, sobre todo en trabajos donde interesa saber si un método es similar a uno previo existente (estándar de referencia). A diferencia del procedimiento estadístico previo, la r de Pearson se utiliza para describir la fuerza y la dirección de una relación entre dos variables. Esta relación también se valora de acuerdo con el ajuste de los datos de dos variables a una línea recta. Sin embargo, la posición de esta línea puede no partir de un punto cero igual en los dos valores; esto hace que la relación en la gráfica de puntos dispersos pueda expresarse como positiva o negativa y no dividir la gráfica en dos mitades similares; el valor de r sería alto dado que los valores se alinearían con la línea recta. En esta condición, puede haber relación entre las variables por ajustar a una línea recta, pero no acuerdo 22.
Resultados
Estudiamos a 101 sujetos con enfermedad cardiopulmonar, 48 (47,5 %) varones y 53 (52,5 %) mujeres. Los datos demográficos se muestran en la tabla 1.
Tabla 1 Valores demográficos, hematológicos y de la presión arterial sistémica media en el grupo estudiado
No observamos complicaciones debidas a la introducción del catéter arterial en ninguno de nuestros pacientes.
Las entidades estudiadas se agruparon de la siguiente manera: neumopatía del obeso 17 (16,8 %); cardiopatía isquémica 15 (14,9 %); cardiopatía valvular 15 (14,9 %); cardiopatía congénita (CC) 15 (14,9 %); hipertensión arterial sistémica 12 (11,9 %); hipertensión pulmonar severa 10 (9,9 %); síndrome de apnea obstructiva del sueño 5 (4,9 %); marcapasos definitivos por trastornos de la conducción 4 (3,9 %); enfermedad pulmonar obstructiva crónica 4 (3,9 %); tromboembolia pulmonar 2 (2 %), y neumopatía restrictiva 2 (2 %).
La M ± DE, así como los límites inferior y superior de cada variable de las gasometrías arterial y capilar, se presentan en las tablas 2 y 3. La magnitud del acuerdo entre los diferentes valores de las gasometrías arterial y capilar se presenta en la tabla 4. En las tablas 5 y 6 se muestra el acuerdo por el método de Bland y Altman de las diferentes variables calculadas de la gasometría arterial y la gasometría capilar con FiO2 al 21 y al 100 %.
El comportamiento de la relación arterial-capilar del pH, la presión de oxígeno (PO2) y la presión de dióxido de carbono (PCO2) a una FiO2 del 21 % y el 100 % se muestran en las figuras 1a-6a y la diferencia media de Bland y Altman de pH, PO2 y PCO2 a FiO2 respectivas se presentan en las figuras 1b-6b.
Figura 1 A: gráfico disperso del potencial hidrógeno (pH) de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 21 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; pHa: potencial hidrógeno arterial; pHc: potencial hidrógeno capilar.
Figura 2 A: gráfico disperso de la presión de oxígeno de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 21 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; PaO2: presión arterial de oxígeno; PcO2: presión capilar de oxígeno.
Figura 3 A: gráfico disperso de la presión de dióxido de carbono de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 21 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; PaCO2: presión arterial de dióxido de carbono; PcCO2: presión capilar de dióxido de carbono.
Figura 4 A: gráfico disperso del potencial hidrógeno (pH) de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 100 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; pHa: potencial hidrógeno arterial; pHc: potencial hidrógeno capilar.
Figura 5 A: gráfico disperso de la presión de oxígeno de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 100 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; PaO2: presión arterial de oxígeno; PcO2: presión capilar de oxígeno.
Figura 6 A: gráfico disperso de la presión de dióxido de carbono de la relación arterial-capilar con fracción inspirada de oxígeno (FiO2) al 100 %. B: diferencia media de Bland y Altman. DE: desviación estándar; PaCO2: presión arterial de dióxido de carbono; PcCO2: presión capilar de dióxido de carbono.
Discusión
Nuestra población de estudio fue similar en sexo y edad. De acuerdo con el índice de masa corporal, esta muestra correspondió al grupo de obesidad leve, aunque se encontró desde peso normal hasta obesidad severa. La presión arterial promedio obtenida del grupo estuvo en rangos normales. La hemoglobina y hematocrito variaron por igual desde la anemia leve hasta poliglobulia, aunque el promedio se mantuvo dentro de rangos normales.
Esta muestra heterogénea representa el tipo de población que habitualmente se atiende en el laboratorio de PFR de nuestro departamento para el estudio de su función pulmonar o de la repercusión pulmonar de su cardiopatía de base.
En las tablas 2 y 3 se observan valores de PaO2 y PcO2 bajos; esto se debe al tipo de población estudiada, ya que una alta proporción presentaba hipoxemia y su respuesta a la FiO2 al 100 % dependió de la reversibilidad de ésta por la presencia de cortocircuitos venoarteriales, como se ha reportado 23,24 en la obesidad, por cortocircuito intracardíaco invertido, como los observados en la CC (síndrome de Eisenmenger), o por la presencia de un foramen oval permeable en el sujeto con hipertensión arterial pulmonar 25,26.
El grado de acuerdo calculado mediante el CCI (tabla 4) demostró una buena concordancia (> 0,90) entre las gasometrías arterial y capilar, con una FiO2 al 21 %; esta concordancia se mantuvo con una FiO2 al 100 %, a excepción de la PO2, que disminuyó a 0,84. Calculamos la correlación de Pearson entre ambas muestras (tablas 5 y 6); los resultados demuestran un comportamiento muy parecido con el CCI; sin embargo, correlación no significa acuerdo o concordancia 22, la informamos para tener un patrón de referencia respecto de los artículos donde se utilizó la correlación de Pearson 15-17.
Seleccionamos los gráficos dispersos de las variables no calculadas de las muestras sanguíneas arterial y capilar (figs. 1a y b a 6a y b), que ofrece el gasómetro utilizado, como son el pH, la PO2 y la PCO2. En estas figuras podemos observar que los datos se dispersan proporcionalmente a lo largo de la línea de identidad de las gráficas para el pH y la PCO2 ante valores de FiO2 previamente referidos. A pesar de obtener un buen grado de acuerdo para la PO2, la figura 2a muestra que los puntos siguen la línea de identidad hasta valores aproximados de PaO2 de 50-60 mmHg; posteriormente, los valores se sesgan a la derecha, conforme la PaO2 es mayor. Este efecto puede verse magnificado cuando se realiza la comparación arterial-capilar con FiO2 al 100 % (fig. 5a). Estos resultados se expresan además con las desviaciones estándar de las diferencias medias respectivas (tablas 5 y 6), donde la muestra arterial fue de 4,23 al 21 % de FiO2 y de 46,08 para la respectiva al 100 %. Estos hallazgos concuerdan con lo reportado por otros autores 15-17. Un metaanálisis 27 puntualizó hallazgos similares, a pesar de las limitaciones de la muestra que presentó el estudio.
El comportamiento capilar del oxígeno se ha atribuido a la diferencia arteriovenosa que existe entre el lado arterial y el lado venoso del capilar 28. El oxígeno llega con 98 mmHg en promedio al lado arterial del capilar y en su extremo venoso la PO2 es de 38 mmHg; el gradiente que se forma es de 60 mmHg. Esta es la razón por la que la PcO2 es muy parecida a la PaO2 en condiciones de hipoxemia. Con gradientes mayores, como ocurre a una mayor PaO2, la diferencia se incrementará, y la PcO2 será menor. Otro factor que podría estar operando es la curva de disociación de la oxihemoglobina 16, ya que la diferencia arteriovenosa de oxígeno depende de ella, principalmente si se encuentra en la porción escarpada de la curva, donde si la PaO2 disminuye, la diferencia arteriovenosa disminuirá también.
Encontramos también un buen acuerdo con la saturación de oxígeno; sin embargo, muestra un patrón similar al observado con el oxígeno y el hecho de tener bajas saturaciones (por el tipo de población estudiada) con ambas FiO2 permitió que la concordancia y la relación lineal fueran buenas.
Los GS a la altura de la ciudad de México (2,240 metros sobre el nivel del mar) se han reportado previamente 29,30. Los valores al aire ambiente en este nivel son: pH 7,33-7,43; PaO2 67,5 ± 2,5 mmHg; PaCO2 32,2 ± 2,5 mmHg, y con FiO2 al 100 % la PaO2 es > 400 mmHg. Como podemos observar en la tabla 2, nuestra población en promedio cursó con hipoxemia, condicionada por la altura de la Ciudad de México o por ser portadora de CC u obesidad severa con cortocircuito venoarterial 23,24. Con esta hipoxemia, la diferencia arteriovenosa capilar sería muy pequeña y permitiría una mayor semejanza a la muestra arterial.
Estas consideraciones no se aplican para el pH y la PCO2, dado que no hay en ellos diferencias arteriovenosas en el capilar, motivo por el cual tienen buenas concordancias con su contraparte capilar al respirar al aire ambiente y las conservan al utilizar oxígeno al 100 %.
Las variables calculadas (resto de la gasometría), derivadas del pH y la PCO2, mantienen buena concordancia con ambas FiO2, en particular el HCO—3; la concordancia está en conformidad con lo publicado con anterioridad 13.
Según estas consideraciones, las muestras capilares pueden ser de utilidad para valorar la ventilación (PaCO2) en este grupo de sujetos con enfermedad cardiopulmonar; sin embargo, estarían limitadas para la evaluación apropiada de la oxigenación (PaO2) en nuestras PFR.
Conclusiones
La gasometría capilar puede ser una alternativa útil para sustituir a la gasometría arterial. En condiciones de hipoxemia, la PcO2 es confiable; sin embargo, esta concordancia disminuye conforme la PaO2 se incrementa, hasta ser nula con FiO2 al 100 %.
A excepción de la PO2, el comportamiento de las otras variables obtenidas de los gases capilares fue similar al de la gasometría arterial con ambas fracciones inspiradas de oxígeno.
Con este trabajo, y a pesar de los resultados obtenidos en la PcO2 con FiO2 al 100 %, en la práctica clínica diaria podría utilizarse la gasometría capilar en el sujeto adulto para evaluar la ventilación y el equilibrio ácido-base con buena confiabilidad.
Nuestra población está situada a 2,240 metros sobre el nivel del mar y habitualmente cursa con cierto grado de hipoxemia 29,30. Desde este punto de vista, la fase de oxigenación podría evaluarse con la gasometría capilar. En el grupo en que la PaO2 se encuentra entre 70 y 90 mmHg, donde los valores se dispersan, la PcO2 estaría limitada al grado de exactitud que se desee de los datos.
*Autor para correspondencia.
Correo electrónico: sanlui@cardiologia.org.mx (L.E. Santos-Martínez).
Recibido el 17 de julio de 2008;
aceptado el 25 de noviembre de 2008.