ES2379817B1

ES2379817B1 - Sistema para la medición, registro y monitorización continua de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar, y su uso.

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Publication number: ES2379817B1
Application number: ES200901119A
Authority: ES
Inventors: Juan Ignacio Muñoz Bonet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2029-04-29
Also published as: US9730614B2; EP2425766A1; US20120172683A1; ES2379817A1; WO2010125215A1; EP2425766A4

Abstract

Sistema para la medición, registro y monitorización continua de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar, y su uso.#La presente invención hace referencia a un nuevo sistema para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar de forma automatizada, tanto continua como intermitente y en tiempo real, que es fácilmente manejable y genera información fácilmente interpretable. Dicho sistema comprende al menos cuatro dispositivos de medida de parámetros médicos, conectados a un dispositivo que recibe, convierte, almacena, integra, procesa, y permite el manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones y de los parámetros estimados mediante el mismo. Para ello, dicho dispositivo comprende un programa informático específico de estimación de parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar, a partir de los datos procedentes de los dispositivos de medida. Asimismo, la presente invención se refiere al uso del dispositivo para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar.

Description

Sistema para la medición, registro y monitorización continua de la perfusión tisular esplácnica y el espacio ﬁsiológico pulmonar, y su uso.

Campo de la invención

La presente invención se engloba en el campo de la medicina, concretamente del cuidado médico intensivo y la cirugía mayor, especíﬁcamente para el diagnóstico de shock oculto.

Antecedentes de la invención

Ante un inadecuado aporte de oxígeno, la célula utiliza la glucólisis anaerobia en un intento por mantener la función celular normal, lo que ocasiona un acumulo de ácido láctico y la liberación de hidrogeniones provenientes de la hidrólisis del ATP, provocando una disminución del pH tisular (referencia bibliográﬁca (1)). De este modo, los cambios tempranos en el pH tisular son útiles para evaluar la oxigenación de ese tejido y el estado de su microcirculación (2).

En el paciente grave, cuando se agotan los mecanismos de compensación para mantener una adecuada oxigenación en todos los tejidos, la respuesta neurohumoral del organismo provoca una redistribución del ﬂujo sanguíneo encaminada a preservar la función de “órganos nobles” como cerebro y corazón, a expensas de disminuir la perfusión de “órganos no vitales” como la piel y el territorio esplácnico (3). A diferencia de la piel, el territorio esplácnico y especialmente la mucosa intestinal posee unas necesidades metabólicas elevadas, que junto a determinadas características anatómicas que la hacen especialmente susceptible a la hipoxia, explican que el intestino sea el primer órgano en afectarse ante situaciones de hipoperfusión/hipoxia y el último en recuperarse (2, 4). Por ello, la valoración de la oxigenación tisular a este nivel, mediante la monitorización del pH intramucoso gástrico (pHi), nos permitirá detectar precozmente estas situaciones y prevenir su agravamiento posterior, así como asegurar una recuperación completa tras un episodio de shock maniﬁesto (2, 4, 5).

El pHi puede ser medido con un microelectrodo insertado en la mucosa gástrica, pero la invasividad del método, la imposibilidad de recalibración in vivo y la frecuente desinserción del electrodo, lo hacen impracticable en la clínica (6). Por ello, recurrimos a la medición indirecta del pHi, basándonos en el principio de la tonometría, por el que los gases difunden libremente a través de los tejidos. Así, en 1959 Boda y Murányi (7) realizaron una estimación de la PCO2 arterial en más de 4 00 niños ventilados mecánicamente por poliomielitis, utilizando una sonda de tonometría similar a las actuales e insertada en el estómago a través de la nariz. Su experiencia clínica les llevó a concluir que: 1) La tensión de CO2 arterial puede ser estimada con razonable exactitud con el método gastrotonométrico. 2) En pacientes en situación de shock severo la PCO2 del tonómetro puede ser engañosamente elevada. Sin embargo, no interpretan el porqué de este último hecho. Estos resultados fueron conﬁrmados posteriormente por Bergofsky (8) al demostrar que el ﬂuido en la luz de un órgano hueco (vejiga urinaria, vesícula biliar, estómago), equilibra la tensión de los gases (PO2 y PCO2) con la de las células y tejidos que lo contienen, y estos a su vez con los de la sangre que los irriga. Y simultáneamente también por Dawson (9) que observó en animales de experimentación como la PO2 y la PCO2 medida en el suero salino instilado en bolsas de intestino experimentaban cambios proporcionales a los de la sangre. Por tanto, la medición de la Presión de CO2 en el gas de la luz del intestino es equivalente a la Presión de CO2 en la mucosa intestinal (10).

En 1982 Fiddian-Green et al (11) utilizan estas observaciones para postular que el pH de la mucosa intestinal puede ser calculado de modo indirecto. Esta hipótesis se basa en dos asunciones: 1) La PCO2 medida tonométricamente se aproxima a la de la mucosa intestinal, ya que el CO2, por su alta capacidad de difusión, alcanza con rapidez el equilibrio entre el tejido y la luz intraluminal. 2) La concentración de bicarbonato en la mucosa intestinal está en equilibrio con la del lecho capilar intestinal, y ésta a su vez, con la de la sangre arterial (1). De este modo, el cálculo del pHi puede realizarse mediante una modiﬁcación de la ecuación de Henderson-Hasselbalch:

• Ecuación 1: pHi = 6.1 + log10 ([HCO3 −]/PgCO2 * 0,03).

Donde 6,1 es el pK del sistema HCO3 −/CO2 en plasma a 37ºC; [HCO3 −] es la concentración arterial de bicarbonato (mM/L); PgCO2 es la PCO2 de la sonda de tonometría ajustada al tiempo de equilibrio; 0,03 la constante de solubilidad del CO2 en plasma a 37ºC.

Así pues, las engañosas elevaciones de la PCO2 del estómago en relación con la PCO2 arterial, observadas por Boda y Murányi en pacientes en situación de shock grave, se corresponderían con caídas del pHi a consecuencia de la hipoperfusión regional tisular. Grum et al, en 1984 desarrollan una sonda de tonometría que constituye la base de los actuales equipos comerciales. Utilizando este equipo en perros, observaron como el pHi permanecía constante mientras el ﬂujo sanguíneo se mantuviera por encima de un valor crítico. Por debajo de éste el pHi disminuía. Además, estos descensos del pHi se acompañaron de descensos en el consumo de O2. En 1990 Antonsson et al (6) validan la técnica en un modelo experimental, mediante la comparación del pHi calculado tonométricamente con el obtenido desde microelectrodos implantados directamente en la mucosa del estómago.

Clásicamente, se han utilizado otros 2 parámetros derivados. Para su cálculo se utilizan los valores de pH arterial (pHa), obtenido con el análisis de una muestra de sangre arterial y el pHi, calculado mediante la ecuación 1.

•: Ecuación 2: Diferencia de pH ó pHgap = pHa -pHi.

•: Ecuación 3: pH intramucoso estándar o pHis = 7.4 -pHgap.

Según el lugar en que se realice la medición del CO2 de la luz del tubo digestivo (PgCO2) se diferencian 2 tipos de medición:

1) Tonometría con análisis del CO2 fuera del organismo: la técnica consiste en la colocación de una sonda nasogástrica que dispone de un balón de silicona terminal permeable al CO2 que se deja alojado en estómago. Es radiopaco para facilitar su correcta ubicación por Rx. Es por tanto, una técnica mínimamente invasiva. El análisis requiere la extracción de las muestras para ser analizadas. Existen dos modalidades según el medio con que se rellene el balón:

A. Tonometría con suero salino ﬁsiológico (SSF): es la técnica utilizada inicialmente y con la que se dispone de mayor experiencia. De modo que, la mayor parte de los estudios que han valorado su utilidad, se han basado en ella. La técnica requiere, sin embargo, una gran experiencia de uso para obtener resultados ﬁables (12). El procedimiento de medida puede dividirse en 2 tiempos:

1.: Medición de la PgCO2: previamente a la inserción del catéter debe realizarse un purgado cuidadoso del balón con SSF, para eliminar el aire que contenga. Tras su inserción se rellena con 2,5 mL del mismo suero, que se mantiene durante un período de equilibrio (mínimo 3 0 minutos), que debe conocerse en caso de ser menor de 90 minutos, para realizar la corrección. Al extraer la muestra debe desecharse el primer mL, que corresponde al espacio muerto del catéter, conservarse de forma anaeróbica (herméticamente cerrada) y procesarla inmediatamente para que sea ﬁable. La medición se realiza en un analizador de gases sanguíneos convencional, si bien se han objetivado importantes diferencias entre distintos modelos, probablemente en función del calibrado (se realiza para muestras sanguíneas, no para SSF), por lo que cada centro debe determinar sus valores de referencia (2).

2.: Cálculo del pHi y parámetros relacionados: para su cálculo debe realizarse una extracción de sangre arterial. Mediante esta muestra se obtienen las mediciones de pH y PCO2 arteriales en un analizador de gases sanguíneos convencional. Utilizando estas mediciones el propio analizador realiza el cálculo del bicarbonato arterial (HCO3 −) que junto con la PgCO2 obtenida de la sonda de tonometría permiten el cálculo del pHi de acuerdo con la Ecuación 1. Este cálculo junto con la medición del pH arterial, permiten el cálculo del pHgap y el pHis de acuerdo con las Ecuaciones2y3.

Un valor de pHi < 7,31 es considerado generalmente anormal (13). Por tanto, la técnica de tonometría con suero salino es demasiado laboriosa, requiere experiencia de uso, es poco reproducible y no aporta información continua. Por estos motivos, aunque ha demostrado su utilidad en estudios de investigación, no se ha introducido como una técnica de monitorización habitual en el paciente crítico. En la actualidad, estas sondas ya no están comercializadas.

B. Tonometría con aire: para superar parte de las limitaciones de la tonometría con salino, la casa Datex-Ohmeda adaptó un capnógrafo (Tonocap®) que automáticamente rellenaba el balón con aire extrayéndolo de forma periódica (cada 10 minutos) para realizar las mediciones de la PgCO2. La técnica fue validada por varios autores (14-16). Posteriormente se comercializó una mejora de este equipo el Módulo M-Tono del mismo fabricante (actualmente perteneciente al grupo General Electric). Estos equipos automatizan las mediciones de la PgCO2 pero para el cálculo del pHi sigue requiriéndose la realización de extracciones intermitentes de sangre, que deben ser analizadas en un analizador de gases sanguíneos convencional, y sus resultados introducidos manualmente en el aparato. Por tanto, aunque se ha automatizado parte del proceso de medición, la técnica continua siendo intermitente y laboriosa.

Para paliar estos inconvenientes, se ha propuesto la utilización como indicador de hipoperfusión tisular de un parámetro regional relacionado, el gradiente de CO2 gastro-arterial o CO2gap que puede ser calculado del modo siguiente:

• Ecuación 4: CO2gap ó P(g-a)CO2 = PgCO2 -PaCO2.

Donde PaCO2 es la presión arterial de CO2. Este parámetro, también requiere la realización de extracciones intermitentes de sangre para obtener la PaCO2. Por tanto, la PCO2gap tampoco es medida de forma continua. No obstante, el fabricante ha incorporado en el equipo un segundo capnógrafo para medir de forma continua la presión de CO2 al ﬁnal de la espiración (EtCO2), a modo de aproximación a la PaCO2, ya que en condiciones normales, el EtCO2 guarda relación con la PaCO2 (la diferencia entre las dos mediciones en voluntarios sanos suele ser de2a5 mmHg). De este modo, realiza de forma automatizada y en continuo, el cálculo de un nuevo parámetro derivado: el gradiente entre el CO2 gástrico y el espirado:

• Ecuación 5: CO2gap(et) ó P(g-Et)CO2 = PgCO2-EtCO2.

Sin embargo, la relación entre la PaCO2 y el EtCO2 se pierde frecuentemente en el paciente crítico (paciente diana para la aplicación de esta monitorización). Por este motivo, la integración de estos dos parámetros no ha demostrado utilidad clínica y el dispositivo ha entrado en desuso. Pese a todo, este equipo y sus sondas de muestreo están todavía comercializadas por la casa Datex-Ohmeda y disponibles a nivel internacional.

Además, el sistema multiparamétrico S5 de Datex Ohmeda, con módulo de tonometría M-Tono y capnógrafo para medición del EtCO2, sólo proporciona valoración numérica de la última medición. No representa los datos gráﬁcamente ni muestra tendencias que faciliten la interpretación de los datos y valoren su evolución en el tiempo.

2) Tonometría con análisis “in situ” del CO2: la medición del CO2 de la luz del estómago (PgCO2), puede realizarse “in situ” y en tiempo real mediante la colocación de un sensor ﬁbroóptico. Este sensor ha sido desarrollado por The Institute of Chemical Process Development and Control. Se ha aplicado en voluntarios sanos y en pacientes de cuidados intensivos. Sin embargo, para que este parámetro tenga utilidad clínica es necesaria su integración con otras variables sistémicas que permitan el cálculo de parámetros regionales derivados. Este dispositivo solo ofrece esta medición, por lo que tiene escasa utilidad clínica.

Como hemos visto, el cálculo indirecto del pHi o del CO2gap requiere la obtención de extracciones intermitentes de sangre para la obtención del bicarbonato o la PaCO2, junto con la medición de la PgCO2. La técnica, por tanto, es laboriosa y no proporciona información continua, lo que limita seriamente su uso clínico. Además, el intento de integración para medición en continuo del Módulo M-Tono, no ha resultado eﬁcaz hasta el momento.

El sistema que aquí se describe supera las importantes limitaciones de los instrumentos actualmente en uso, principalmente el Módulo M-Tono de la casa Datex-Ohmeda (actualmente perteneciente al Grupo General Electric). Adicionalmente, el presente sistema puede estimar de forma continua y automatizada el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar en el paciente crítico.

Descripción de la invención

La presente invención se reﬁere a un nuevo sistema para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar de forma automatizada, tanto continua como intermitente y en tiempo real, que es fácilmente manejable y genera información fácilmente interpretable.

El sistema objeto de la presente invención comprende al menos (Figura 1):

a) un dispositivo de medición continua de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo (PgCO2). Este dispositivo incluye una sonda cuya colocación puede realizarse por vía nasogástríca o rectosigmoidea. La medición del CO2 puede realizarse mediante dos tipos de sonda:

•: Sonda con balón de silicona terminal permeable al CO2 que se rellena con aire: la medición del CO2 se realiza en el aparato (capnógrafo) mediante la extracción, análisis y reintroducción de la muestra de gas en el balón, de forma intermitente (cada 10 minutos) y automatizada, como el Módulo M-Tono de General Electric u otro que pueda ser comercializado.

•: Sonda con sensor ﬁbroóptico en su extremo paciente: “medición in situ en continuo”, como la desarrollada por The Institute of Chemical Process Development and Control u otra que pueda ser comercializada.

b) un dispositivo convencional de medición intermitente de pH arterial (pHa) y presión arterial de CO2 (PaCO2) de una muestra de sangre;

c) un dispositivo de medición continua de presión transcutánea de CO2 (PtcCO2) que consiste en un sensor de capnografía transcutáneo; y

d) un dispositivo de medición continua de CO2 al ﬁnal de la espiración (EtCO2) que consiste en un capnógrafo convencional de aire espirado cuya sonda o sensor se conecta en la vía respiratoria del paciente;

e) conexiones especíﬁcas entre los dispositivos de medición (a, b, c y d) enumerados y un dispositivo f). Estas conexiones se realizan preferentemente en los dispositivos a, c y d a través de sus puertos serie RS-232, y en el dispositivo b, a través de su conexión de red (Ethernet), dado que su ubicación suele ser remota.

f) dispositivo de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones, en continuo, de forma automatizada y en tiempo real.

El dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones comprende al menos los siguientes elementos:

-: un módulo de programa informático (f1) de recepción y almacenamiento de las mediciones realizadas con los dispositivos de medida (a, b,cyd),

-: un segundo módulo (f2) especíﬁco de conversión-normalización de los datos recibidos y almacenados en el módulo (f1) de recepción y almacenamiento,

-: un tercer módulo (f3) de procesamiento, integración y tratamiento de los datos normalizados mediante el módulo (f2) de normalización,

-: un cuarto módulo de programa (f4) de almacenamiento de los datos procesados mediante el módulo (f3) de procesamiento;

-: un quinto módulo (f5) especíﬁco de estimación automatizada, continua y en tiempo real de parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, a partir de los datos procedentes del 4º módulo de almacenamiento (f4) que han sido previamente procesados mediante el módulo (f3) de procesamiento;

-: una interfaz (f6) de entrada que permite al usuario introducir órdenes en el programa informático (f5) de estimación de parámetros, así como datos adicionales;

-: una interfaz (f7) de salida que permite al usuario visualizar en tiempo real la información de entrada del dispositivo (f) y de salida del módulo informático (f5), tanto en forma tabular como gráﬁca;

-: un octavo módulo (f8) de registro de los parámetros estimados mediante el módulo (f5), para su recuperación y análisis posterior; y

-: una alarma (f9) de comprobación del funcionamiento del dispositivo (f) y de las conexiones especíﬁcas (e), para detectar problemas de funcionamiento y recepción de mediciones y de alarma programable de los parámetros (valores de medición sobrepasados) mediante el módulo (f5), independiente de los existentes en los equipos de medida.

Los parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar calculados por el programa informático (f5) de estimación son los siguientes:

•: presión arterial de CO2 (PaCO2), que se mide de forma intermitente mediante el dispositivo (b) o se estima de forma continua en función de la PtcCO2;

•: diferencia de pH sistémico-regional (pHgap), que se estima en función de función de la PgCO2 y la PaCO2 medida;

•: pH intramucoso en el tubo digestivo (pHi), que se estima en función del pHa, la PgCO2 ylaPaCO2 medida,

•: pH intramucoso estándar (pHis) que se estima en función del pH arterial normal, la PgCO2 ylaPaCO2 medida, siendo el pH arterial normal de 7,4.

•: gradiente entre presiones de CO2 gástrico y CO2 arterial en % (%CO2gap), que se estima en función de la PgCO2 ylaPaCO2 medida;

•: gradiente entre presiones de CO2 gástrico y CO2 transcutáneo en % (%CO2gap(tc)), que se estima en función de la PgCO2 y la PtcCO2;

•: diferencia de pH transcutáneo-regional (pHgap(tc)), que se estima en función de la PgCO2 y la PtcCO2;

•: pH intramucoso estándar transcutáneo (pHis(tc)), que se estima en función del pH arterial normal, la PgCO2 y la PtcCO2;

•: diferencia de pH arterio-respiratorio (pHgap(a-et)), que se estima en función de la PaCO2 medida y la EtCO2;

•: pH estándar arterio-respiratorio (pHs(a-et)), que se estima en función del pH arterial normal, la PaCO2 medida y la EtCO2;

•: espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, VD/VT, que se estima en función de la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b) y la PECO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•: espacio muerto ﬁsiológico pulmonar transcutáneo (VD/VT(tc)), que se estima en función de la PtcCO2 yla EtCO2;

•: diferencia de pH transcutáneo-espiratoria (pHgap(tc-et)), que se estima en función de la PtcCO2 yla EtCO2;y

•: pH estándar transcutáneo-espiratorio (pHs(tc-et)), que se estima en función del pH arterial normal, la PtcCO2 y la EtCO2.

Preferentemente, el dispositivo (a) de medición de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo es el Módulo M-Tono de la casa Datex, lo que permite obtener la medición de forma automatizada cada 10 minutos. En una realización concreta, el dispositivo (a) estaría constituido por un sistema multiparamétrico S5 de Datex Ohmeda con módulo de tonometría M-Tono y salida de sonda de tonometría. Los medios de representación de la información de este sistema muestran los valores de PGCO2, EtCO2 y la diferencia entre ambos P(g-Et)CO2, redondeando los decimales, así como la escala de tiempo entre mediciones de PgCO2. No obstante, sólo proporciona valoración numérica de la última medición, no representa gráﬁcamente los datos ni muestra tendencias que faciliten su interpretación y valoren su evolución en el tiempo.

Preferentemente, los valores de pHa y PaCO2 medidos mediante el dispositivo (b) de las muestras de sangre intermitentes son introducidos tras el análisis bien manualmente a través del teclado o se reciben de forma automatizada a través de la conexión Ethernet.

La selección de la medida de Presión transcutánea de CO2 (PtcCO2) se debe a que puede realizarse de forma continua e incruenta, y es la que más se aproxima al valor real de la Presión arterial de CO2 (PaCO2). La medición de este parámetro no ha sido utilizada previamente con la ﬁnalidad de valorar la perfusión tisular esplácnica. Preferentemente, el sensor de capnografía transcutáneo del dispositivo (c) es un oxicapnógrafo transcutáneo para el lóbulo de la oreja. En una realización concreta, el oxicapnógrafo transcutáneo para el lóbulo de la oreja es el modelo “Tosca” de la casa Radiomether, que comprende 2 sensores, un pulsioxímetro no utilizado en la presente invención, y un capnógrafo transcutáneo (sensor sí empleado en la presente invención), ya que puede utilizarse en pacientes de cualquier edad. Aunque otros fabricantes, como Sentec, disponen de equipos similares. También puede utilizarse el modelo Tina de Radiomether, u otros.

Por su parte, la medida de CO2 al ﬁnal de la espiración (EtCO2) tiene el objetivo fundamental de estimar, de forma tanto intermitente (con la medida de PaCO2) como continua (con la medida de PtcCO2), el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar. La estimación en continuo no ha sido descrita hasta el momento en la literatura. Esta medición puede obtenerse desde cualquier capnógrafo de aire espirado; son múltiples los fabricantes de este dispositivo. Preferentemente, si el paciente está intubado, la sonda de medición del EtCO2 se acopla al ﬁnal del tubo endotraqueal.

Preferentemente, el programa informático (f5) de estimación de parámetros, del dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones, realiza los siguientes cálculos:

-: Cálculo intermitente de parámetros de valoración de la perfusión esplácnica: se emplean las mediciones obtenidas mediante los dispositivos (a) y (b). Estos cálculos han sido los utilizados clásicamente. Sin embargo, nuestra invención, a diferencia de otros sistemas, no emplea las ecuaciones habituales mencionadas en el apartado Estado de la Técnica, sino ecuaciones simpliﬁcadas, además de proporcionar un nuevo parámetro, el CO2gap en porcentaje (%CO2gap):

•: pH intramucoso gástrico o sigmoide (pHi), a partir de la diferencia entre el pHa y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 ylaPaCO2 medida, expresado por la fórmula

pHi = pHa -logPgCO2/PaCO2;

•: Diferencia de pH gastro-arterial o sistémico-regional (pHgap), a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 ylaPaCO2 medidas, expresado por la fórmula

pHgap = logPgCO2/PaCO2;

•: pH intramucoso estándar (pHis), a partir de la diferencia entre el pH arterial normal y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 ylaPaCO2 medidas, siendo el pH arterial normal de 7,4, expresado por la fórmula

pHis = 7,4 -logPgCO2/PaCO2;

•: Gradiente de CO2 gastro-arterial o sistémico-regional en porcentaje (%CO2gap), a partir de la relación entre: la diferencia entre la PgCO2 ylaPaCO2 medida, y la PgCO2, multiplicada por 100, expresado por la fórmula

%CO2gap = (PgCO2 -PaCO2) * 100/PgCO2.

Al requerirse una muestra sanguínea para obtener el pH arterial (pHa) y la presión arterial de CO2 (PaCO2), estos parámetros no pueden ser calculados de forma continua, pero nuestra invención ofrece en tiempo real una actualización de estos parámetros con los cambios de la medición gástrica (PgCO2), utilizando los valores de la última muestra sanguínea. La introducción de los valores sanguíneos de pH y PaCO2 se puede realizar manualmente (sin comunicación) o automatizadamente. Esta última forma, tiene la ventaja del ahorro de tiempo, y también mejora la exactitud al realizar la introducción de los datos en tiempo real, evitando olvidos o retrasos en su introducción.

Como puede observarse, con estas ecuaciones simpliﬁcadas todos los parámetros regionales son calculados utilizando parámetros medidos directamente y no calculados previamente (como el bicarbonato o el pHi). Además, se elimina la utilización de constantes, que pueden variar con los cambios de temperatura u otros.

Aunque el gradiente de CO2 (CO2gap) ha sido valorado como el parámetro clave en la monitorización de la perfusión esplácnica por algunos autores (17, 18), tiene en nuestra opinión un grave inconveniente que, probablemente, ha provocado que la técnica tonométrica entre en desuso: la interpretación de sus valores depende del nivel de la PCO2 arterial. Así, no es posible establecer un rango de normalidad para este parámetro, ya que este rango variará con los cambios de la PaCO2. Por este motivo, en el presente sistema se ha sustituido dicho parámetro por el %CO2gap, que al igual que el pHgap y el pHis, sí tienen en cuenta el nivel de la PaCO2 (Figura 2).

-: Cálculos para monitorización continua de la perfusión esplácnica: se emplean las mediciones obtenidas mediante los dispositivos (a) y (c):

• Gradiente gastro-transcutáneo ó transcutáneo-regional de CO2 en porcentaje, a partir de la relación entre:

-: la diferencia entre la PgCO2 y la PtcCO2,y

-: la PgCO2,

multiplicada por 100, expresado por la fórmula

%CO2gap(tc) = (PgCO2-PtcCO2) * 100/PgCO2;

•: Diferencia de pH gastro-transcutánea ó transcutáneo-regional, a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 y la PtcCO2, expresado por la fórmula

pHgap(tc) = logPgCO2/PtcCO2;y

•: pH intramucoso estándar transcutáneo, a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 y la PtcCO2, expresado por la fórmula

pHis(tc) = 7,4 -logPgCO2/PtcCO2.

La introducción de la constante pH normal permite obtener valores en escala pH, fácilmente interpretables.

-: Cálculo intermitente del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar: se emplean las mediciones obtenidas mediante los dispositivos (b) y (d):

• Diferencia de pH arterio-espiratoria, a partir del logaritmo de la relación entre la PaCO2 y la EtCO2, expresado por la fórmula

pHgap(a-et) = logPaCO2/EtCO2;y

• pH estándar arterio-espiratorio, a partir de la diferencia entre el pH arterial normal y el logaritmo de la relación entre la PaCO2 medida y el EtCO2, expresado por la fórmula

pHs(a-et) = 7,4 -logPaCO2/EtCO2.

Cabe señalar que nuestro sistema también permite realizar el cálculo exacto del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar (VD/VT), expresado por la fórmula (PaCO2-PECO2)/PaCO2. Para ello, requiere el uso del CO2 espiratorio medio (PECO2) en lugar del EtCO2. Para realizar su medición, debe retirarse el sensor/sonda de CO2 exhalado (dispositivo d) de la vía respiratoria de paciente e introducirse de forma estanca en una bolsa grande que recibe todo el gas espirado del paciente. Estas mediciones suelen realizarse en el paciente crítico, que suele estar intubado, por lo que la recogida del gas espirado es sencilla (se conecta la bolsa en la salida de gas espiratorio del ventilador mecánico). No obstante, sólo puede realizarse cuando se usan ventiladores mecánicos (VM) de ﬂujo intermitente y en modo controlado (CMV), ya que en modos SIMV, el ﬂujo básico constante del VM va a contaminar la muestra de la bolsa. Tampoco es posible su medición en el campo neonatal por el uso sistemático de VM de ﬂujo continuo en estas edades. Por otro lado, es difícil conseguir la estanqueidad de la bolsa, lo que puede ocasionar medicines inexactas por la alta difusibilidad del CO2. Éste es el motivo por el que la presente invención propone los parámetros pHgap(a-et) y pHs(a-et), que no han sido descritos hasta ahora, ya que utilizan el EtCO2, evitando los inconvenientes de la medición del PECO2. Estos cálculos, aun cuando no miden exactamente el VD/VT, pueden tener utilidad para valorar sus variaciones en el paciente crítico. Probablemente, también pueden valorarse estas variaciones si en la ecuación de cálculo del VD/VT sustituimos la PECO2 por el EtCO2. Esta variante de cálculo del VD/VT, es la que habitualmente proporciona nuestro sistema, cuando el sensor/sonda de CO2 (dispositivo d) está posicionado en la vía respiratoria del paciente.

-: Cálculos para la valoración en continuo del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar: se emplean las mediciones obtenidas mediante los dispositivos (c) y (d):

• Espacio muerto ﬁsiológico pulmonar transcutáneo, a partir de la relación entre:

-: la diferencia entre la PtcCO2 y la EtCO2,y

-: la PtcCO2, expresado por la fórmula

VD/VT(tc) = (PtcCO2-EtCO2)/PtcCO2;

•: Diferencia de pH transcutáneo-espiratoria, a partir del logaritmo de la relación entre la PtcCO2 y el EtCO2, expresado por la fórmula

pHgap(tc-et) = logPtcCO2/EtCO2;y

•: pH estándar transcutáneo-espiratorio, a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PtcCO2 y la EtCO2, expresado por la fórmula

pHs(tc-et) = 7,4 -logPtcCO2/EtCO2.

Para la valoración en continuo del VD/VT (VD/VT(tc)), se propone aquí el uso del EtCO2 en lugar de la PECO2. Por los motivos expuestos más arriba, sacriﬁcamos exactitud por practicidad. Pese a no ofrecer valores exactos, creemos que permitirá valorar adecuadamente los cambios de este parámetro. No obstante, para obtener mediciones exactas basta con cambiar la posición del sensor de CO2, como ya hemos comentado.

En otra realización preferida, el programa informático (f5) estima además los siguientes parámetros relacionados con la medida continua de la perfusión tisular esplácnica, a partir de las mediciones obtenidas mediante los dispositivos

(a) y (d):

• Gradiente de CO2 gastro-espiratorio 6 espiratorio-regional en porcentaje, a partir de la relación entre:

-: la diferencia entre la PgCO2 y la EtCO2,y

-: la PgCO2,

multiplicada por 100, expresado por la fórmula

%CO2gap(et) = (PgCO2 -EtCO2) * 100/PgCO2;

• diferencia de pH gastro-espiratoria ó espiratorio-regional, a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 y la EtCO2, expresado por la fórmula

pHgap(et) = logPgCO2/EtCO2;y

• pH intramucoso estándar espiratorio, a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 y la EtCO2, expresado por la fórmula

pHis(et) = 7,4 -logPgCO2/EtCO2.

Los parámetros descritos tienen la ventaja, sobre los parámetros clásicos, de no requerir la extracción y análisis de muestras sanguíneas para su cálculo y, con ello, poder ser obtenidos de forma automatizada y continua.

Preferentemente, el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de la información es un ordenador personal.

La presente invención se reﬁere también al uso del dispositivo descrito para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar en continuo, en tiempo real y de forma automatizada. Dicha medición, dicho registro y dicha monitorización comprenden al menos las siguientes etapas:

1) medir la PgCO2 mediante el dispositivo (a) de medición continua de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo;

2) medir el pHa y la PaCO2 sobre una muestra de sangre mediante el dispositivo (b) de medición intermitente de pH arterial y presión arterial de CO2;

3) medir la PtcCO2 mediante el dispositivo (c) de medición continua de presión transcutánea de CO2;

4) medir el EtCO2, mediante el dispositivo (d) de medición continua de CO2 al ﬁnal de la espiración;

5) transferir los datos de las mediciones obtenidos desde los dispositivos de medición (a, b,cyd) hasta el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de dichos datos, mediante las conexiones (e);

6) convertir los datos transferidos al dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de las mediciones mediante el módulo (f2) de conversión-normalización,

7) procesar, integrar y tratar los datos convertidos-normalizados en la etapa anterior mediante el módulo (f3) de procesamiento, integración y tratamiento de datos,

8) introducir órdenes en el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de dichos datos y estimar y visualizar de forma automatizada, continua y en tiempo real los parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, mediante el programa informático (f5), la interfaz (f6) de entrada y la interfaz (f7) de salida.

Preferentemente, la medición de la etapa 1) se realiza bien en el estómago, bien en el colón sigmoide, empleando la sonda con sensor ﬁbroóptico o con balón de silicona terminal ya descritas.

También preferentemente, cuando la medición de la etapa 1) se lleva a cabo en el estómago, debe inhibirse la secreción ácida de dicho órgano mediante administración de uno de los compuestos seleccionados entre anti-H2 e inhibidores de la bomba de protones, para incrementar la ﬁabilidad de la medida.

En una realización preferida, en la etapa 3) se calibra “in vivo” el dispositivo (c) al inicio de la medición introduciendo un valor de la PaCO2 de una muestra de sangre.

En otra realización preferente, el PECO2 se mide en la etapa 4) mediante una bolsa grande donde se acumula el gas espirado y se determina la Presión de CO2 de dicho gas en dicha bolsa mediante la sonda/sensor de CO2 del dispositivo d, el cual se ubica en la bolsa de forma estanca.

El ámbito de aplicación del sistema de monitorización propuesto es exclusivamente hospitalario:

1) El paciente crítico ingresado en UCI y Unidades de Reanimación: el pHi ha demostrado ser un sensible pero poco especíﬁco indicador pronóstico en el paciente crítico, habiendo demostrado su utilidad como predictor de fallo multiorgánico y muerte en múltiples situaciones, tanto en el paciente adulto como pediátrico. Así, su utilidad pronostica se ha demostrado superior a la de las variables hemodinámicas y de oxigenación sistémicas. Su uso en estudios intervencionistas para guiar la terapéutica es, sin embargo, controvertido. Así, mientras Gutierrez et al (19) e Ivatury et al (20) observaron como la terapia guiada por el pHi mejoró el pronóstico de los pacientes, Gomersall et al (21), no encontraron beneﬁcio en el grupo cuya terapia fue guiada a través del pHi. Las limitaciones de la técnica descrita podrían explicar este déﬁcit.

Las mejoras conseguidas con la presente invención proporcionan la herramienta necesaria para dirigir la terapia en estos pacientes.

2) El paciente sometido a cirugía cardiovascular o cirugía mayor torácica y abdominal, incluido el trasplante hepático, intestinal (detección de isquemia celíaca y mesentérica) y pulmonar: diversos estudios sugieren que la tonometría sigmoide puede ser útil para predecir la aparición de colitis isquémica secundaria a hipoxia tisular, principal causa de morbilidad y mortalidad tras cirugía vascular mayor abdominal. Así mismo, la hipoperfusión del colon detectada por tonometría, puede asociarse a endotoxemia y liberación de citoquinas pudiendo condicionar la evolución a FMO y muerte.

3) Test diagnóstico de enfermedad vascular sintomática mesentérica y celíaca que permita predecir la utilidad de la cirugía.

4) Valoración de las alteraciones en la ventilación-perfusión en el paciente crítico. Estas alteraciones son muy frecuentes en este tipo de pacientes, especialmente cuando disminuye el ﬂujo sanguíneo pulmonar

(p. ej., situaciones de shock, embolia pulmonar, reanimación cardiopulmonar), cuando los alvéolos están sobredistendidos por la ventilación a presión positiva y cuando se destruye la interfase alveolocapilar (p. ej., enﬁsema).

La invención que aquí se describe presenta las siguientes ventajas frente a otros sistemas conocidos en el campo de la técnica:

1.: Utiliza para la obtención de las mediciones equipos clínicos comercializados de distintos fabricantes. De esta manera, se evita la dependencia de un único fabricante. Además, el usuario podrá simpliﬁcar la compra del presente sistema si utiliza equipos de medición disponibles en su Centro. Estos equipos podrán seguir utilizándose también de forma independiente a la presente invención. Al mismo tiempo, el sistema va a permitir incorporar todas las mejoras tecnológicas que salgan al mercado para la toma de las mediciones de parámetros. En este sentido, si de nuevo se comercializaran dispositivos como el Paratrend u otro similar para medición continua del pHa y la PaCO2, los cálculos ahora intermitentes podrían realizarse en continuo.

2.: Monitorización intermitente de la perfusión esplácnica:

-: Además del pHi, proporciona el cálculo de otros parámetros clásicos como el pHgap y el pHis. Estos dos parámetros, aunque descritos en la literatura, no han sido facilitados por ningún equipo comercializado.

-: Para el cálculo de todos los parámetros regionales se utilizan sus ecuaciones simpliﬁcadas, que sólo utilizan parámetros medidos directamente. De esta forma, se eliminan interferencias por cálculos previos y cambios de las constantes de las fórmulas convencionales.

-: Sustituye el cálculo del CO2gap, que tiene graves inconvenientes, por un nuevo parámetro, %CO2gap, que supera estas limitaciones.

-: Para estos cálculos intermitentes, se requiere la introducción de mediciones provenientes de muestras sanguíneas. Estos datos pueden introducirse manualmente (como en otros dispositivos comercializados) o automáticamente mediante la conexión con el puerto de comunicaciones del analizador de pH y gases. Esta última forma, tiene la ventaja del ahorro de tiempo para el personal asistencial, y también mejora la exactitud al realizar la introducción de los datos en tiempo real, evitando olvidos o retrasos en su introducción.

-: Aunque los parámetros que requieren muestra sanguínea sólo pueden determinarse de forma intermitente, la presente invención ofrece, en tiempo real, una actualización de estos parámetros con los cambios de la medición gástrica (PgCO2), utilizando los valores de la última muestra sanguínea.

3. Monitorización continua de la perfusión esplácnica:

-: mediante las mediciones de PgCO2 y PtcCO2 obtenidas desde equipos comercializados, el presente sistema realiza el cálculo automatizado y en continuo de nuevos parámetros regionales, no descritos hasta el momento, de fácil interpretación clínica, con rangos de normalidad ﬁjos e independientes de los valores del CO2 sanguíneo. La PtcCO2 no había sido utilizada previamente con esta ﬁnalidad.

-: Proporciona otros parámetros regionales de medición continua no descritos hasta la actualidad mediante la integración de las mediciones de PgCO2 y EtCO2.

-: Mejora la actividad médica asistencial al presentar la información de forma continua y en tiempo real.

-: Disminuye el consumo de tiempo por parte del personal sanitario y mejora la exactitud de la infor

mación almacenada, al realizar todas las funciones de forma automatizada.

4.: Monitorización intermitente y continua del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar: Integra las mediciones de CO2 exhalado con la PaCO2 para la monitorización intermitente, y con la PtcCO2 para la monitorización continua, de las alteraciones en el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar mediante el cálculo del VD/VT y de otros parámetros derivados no descritos hasta el momento. Este tipo de monitorización, que permite valorar alteraciones en la relación ventilación/perfusión pulmonar, no es proporcionada en la actualidad por ningún equipo comercializado.

5.: Presenta la información de forma tabular y gráﬁca, para que sea fácilmente interpretable por el personal clínico. Valora la evolución en el tiempo mediante la representación de gráﬁco de tendencias.

6.: Dispone de sistema de alarma de funcionamiento (problema con la recepción de las mediciones como desconexiones, etc.) y de alarma clínica programable (valores de medición sobrepasados).

7.: Guarda la información en base de datos, para poder ser recuperada a posteriori.

Por tanto, la invención que aquí se describe integra mediciones realizadas por equipos clínicos que no han sido utilizados previamente con esta ﬁnalidad (como el capnógrafo transcutáneo), para proporcionar de forma continua y automatizada nuevos parámetros útiles para la estimación de la perfusión-oxigenación esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar que, en la actualidad, no proporciona ningún otro sistema comercializado.

Abreviaturas del campo de la técnica

•: ATP, adenosin trifosfato.

•: CO2gap ó P(g-a)CO2, gradiente de CO2 gastro-arterial ó sistémico-regional (= PgCO2 -PaCO2).

•: CO2gap(et) ó P(g-Et)CO2, gradiente de CO2 gastro-espiratorio ó espiratorio-regional (= PgCO2 -EtCO2).

•: %CO2gap, gradiente de CO2 gastro-arterial ó sistémico-regional en porcentaje (= (PgCO2 -PaCO2)* 100/PgCO2).

•: %CO2gap(et), gradiente de CO2 gastro-espiratorio ó espiratorio-regional en porcentaje (= (PgCO2 -PetCO2) * 100/PgCO2).

•: %CO2gap(tc), gradiente de CO2 gastro-transcutáneo ó transcutáneo-regional en porcentaje (= (PgCO2 -PtcCO2) * 100/PgCO2).

•: EtCO2, presión de anhídrido carbónico al ﬁnal de la espiración.

•: [HCO3 −], concentración de bicarbonato.

•: PaCO2, presión de anhídrido carbónico arterial.

•: PECO2, presión de anhídrido carbónico espiratoria media.

•: PgCO2, presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo (habitualmente en el estómago, pero también en el colon sigmoide).

•: pHa, pH arterial.

•: pHgap, diferencia de pH gastro-arterial ó sistémico-regional (= pHa -pHi; también puede calcularse por la ecuación simpliﬁcada = logPgCO2/PaCO2).

•: pHgap(a-et), diferencia de pH arterio-espiratoria (= logPaCO2/EtCO2).

•: pHgap(et), diferencia de pH gastro-espiratoria ó espiratorio-regional (= logPgCO2/EtCO2).

•: pHgap(tc), diferencia de pH gastro-transcutánea ó transcutáneo-regional (= logPgCO2/PtcCO2).

•: pHgap(tc-et), diferencia de pH transcutáneo-espiratoria (= logPtcCO2/EtCO2).

•: pHi, pH intramucoso en el tubo digestivo (habitualmente gástrico, pero también en el colon sigmoide) (= 6.1 + log10 ([HCO3 − PgCO2 * 0,03); también puede calcularse por la ecuación simpliﬁcada = pHa -logPgCO2/PaCO2).

•: pHis, pH intramucoso estándar (= 7.4 -pHgap; también puede calcularse por la ecuación simpliﬁcada =

7.4 -logPgCO2/PaCO2).

•: pHis(et), pH intramucoso estándar espiratorio (= 7.4 -logPgCO2/EtCO2).

•: pHis(tc), pH intramucoso estándar transcutáneo (= 7.4 -logPgCO2/PtcCO2).

•: pHs(a-et), pH estándar arterio-espiratorio (= 7.4 -logPaCO2/EtCO2).

•: pHs(tc-et), pH estándar transcutáneo-espiratorio (= 7.4 -logPtcCO2/EtCO2).

•: PaO2, presión arterial de oxígeno.

•: PtcCO2, presión transcutánea de CO2.

•: SDRA, síndrome de distrés respiratorio agudo.

•: SSF, suero salino ﬁsiológico.

•: VD/VT, espacio muerto ﬁsiológico pulmonar (= (PaCO2 -PECO2)/PaCO2).

•: VD/VT(tc), espacio muerto ﬁsiológico pulmonar transcutáneo (= (PtcCO2 -EtCO2)/PtcCO2).

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Figuras

Figura 1. Esquema del sistema de medición, registro y monitorización la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar de forma automatizada, tanto continua como intermitente y en tiempo real (instrumento pH-Tono).

1.: Paciente grave en: cuidados intensivos, reaninmación o quirófano.

2.: Equipo clínico (a) para la medición de la PgCO2:

2.1. Módulo M-Tono de General Electric.

2.2. Instrumento del Institute of Chemical Process Development and Control.

2.3: Otros.

3.: Analizador (b) de pH y gases sanguíneos convencional: medición intermitente de pHa y PaCO2 (múltiples fabricantes).

4.: Equipo clínico (c) para la medición de la PtcCO2: oxicapnógrafo “Tosca” de Radiomether, oxicapnógrafo de Sentect u otros capnógrafos trancutáneos.

5.: Equipo clínico (d) para medición del EtCO2 y la PECO2 (múltiples fabricantes).

6.: Dispositivo (f) de recepción conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones. Cálculo de parámetros derivados:

•: medidas dispositivo (a) + medidas dispositivo (b) = Monitorización intermitente de la prefusión esplácnica.

•: medidas dispositivo (a) + medidas dispositivo (c) = Monitorización continua de la perfusión esplácnica.

•: Medidas dispositivo (b) + medidas dispositivo (d) = Monitorización intermitente del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar.

•: Medidas dispositivo (c) + medidas dispositivo (d) = Monitorización continua del espacio muerto ﬁsiológico pulmonar.

Figura 2. Variación del %CO2gap, pHis y pHgap a distintos niveles de PaCO2 con CO2gap constante de 10 mmHg. Como puede observarse, un CO2gap de 10 mmHg es patológico cuando el nivel de CO2 arterial es normal o bajo, pero no cuando éste está elevado. Por tanto, la interpretación de sus valores depende del nivel de la PCO2 arterial y no es posible establecer un rango de normalidad para este parámetro, ya que éste varía con los valores de la PaCO2. Tampoco es posible comparar series de pacientes ya que el signiﬁcado de un determinado valor de CO2gap va a variar en función del nivel de PaCO2 que tuviera cada paciente. En opinión de los inventores, y en contra de la opinión de otros autores (17, 18), este hecho limita seriamente la utilidad de este parámetro, debiendo utilizarse preferentemente el %CO2gap, el pHis o el pHgap.

Figura 3. Esquema ilustrativo de un paciente en cuidados intensivos, reanimación o quirófano con sonda de tonometría para medición de la PgCO2 y sensor para el lóbulo de la oreja de medición de la PtcCO2. Al ﬁnal del tubo endotraqueal se encuentra la sonda para medición del EtCO2.

1.: Paciente intubado.

2.: Sonda sonométrica para medición de la PgCO2.

4.: Sensor para el lóbulo de la oreja de medición de la PtcCO2.

5.: Sonda de medición del EtCO2.

7. Tubo endotraqueal (intubación).

Figura 4. Simulación de la interfaz (f7) de salida del dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones, que permite al usuario visualizar en tiempo real la información de entrada del dispositivo (f) y de salida del módulo informático (f5), tanto en forma tabular como gráﬁca. Obsérvense las gráﬁcas de monitorización continua del pHis y CO2gap, en sus dos formas de cálculo (tc) y (et).

Figura 5. Evolución de 48 horas del pHi estándar (pHis) en sus tres formas de cálculo en un paciente con SDRA:

-: pHis Muestra: calculado de forma intermitente con la medición de la PaCO2 obtenida de una muestra sanguínea.

-: pHis(tc): determinado de forma continua y automatizada con la medición de CO2 transcutánea (presente invención).

-: pHis(et): determinado de forma continua y automatizada con la medición de CO2 exhalado (presente invención).

Obsérvese la perfecta correlación entre el pHis calculado con muestra sanguínea y transcutánea, y las importantes diferencias de ambos con el pHis(et). Estas diferencias son atribuibles a variaciones en la ventilación perfusión pulmonar. Para estas mediciones, no se realizó calibración previa de la PtcCO2 con una medición de la PaCO2. Con esta calibración, se mejora todavía más la correlación entre el pHis y el pHis(tc).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, que comprende al menos:

a) un dispositivo de medición continua de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo (PgCO2), que comprende al menos una sonda cuya colocación se realiza por vía nasogástrica o rectosigmoidea, siendo el tipo de sonda para medir el CO2 seleccionada entre:

-

sonda con balón de silicona terminal permeable al CO2 que se rellena con aire, que realiza la medición del CO2 mediante la extracción, análisis y reintroducción de la muestra de gas en el balón, de forma intermitente cada 10 minutos y automatizada; y sonda con sensor ﬁbroóptico en su extremo paciente, que mide “in situ” y en continuo;

b) un dispositivo convencional de medición intermitente de pH arterial, pHa, y presión arterial de CO2, PaCO2, de una muestra de sangre;

c) un dispositivo de medición continua de presión transcutánea de CO2, PtcCO2, que consiste en un sensor de capnografía transcutáneo; y

d) un dispositivo de medición continua del CO2 al ﬁnal de la espiración, EtCO2, que consiste en un capnógrafo convencional de aire espirado, cuya sonda o sensor se conecta en la vía respiratoria del paciente;

caracterizado porque dicho sistema comprende además:

e) conexiones especíﬁcas entre los dispositivos de medición (a, b,cyd) indicados;

f) un dispositivo de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de los datos registrados en las mediciones, en continuo, de forma automatizada y en tiempo real, que comprende al menos:

-

un módulo de programa informático (f1) de recepción y almacenamiento de las mediciones realizadas con los dispositivos de medida (a, b,cyd),

-

un segundo módulo (f2) especíﬁco de conversión-normalización de los datos recibidos y almacenados en el módulo (f1) de recepción y almacenamiento,

-

un tercer módulo (f3) de procesamiento, integración y tratamiento de los datos convertidos-normalizados mediante el módulo (f2) de conversión-normalización,

-

un cuarto módulo de programa (f4) de almacenamiento de los datos procesados mediante el módulo (f3) de procesamiento;

-

un quinto módulo (f5) especíﬁco de estimación automatizada, continua y en tiempo real de los siguientes parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, a partir de los datos procedentes del cuarto módulo de almacenamiento (f4) que han sido previamente procesados mediante el módulo (f3) de procesamiento:

•

pH intramucoso en el tubo digestivo, pHi, que se estima en función del pHa y la PaCO2 obtenidos mediante el dispositivo (b), y la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a);

•

diferencia de pH gastro-arterial ó sistémico-regional, pHgap, que se estima en función de la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b);

•

pH intramucoso estándar, pHis, que se estima en función del pH arterial normal, la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b), siendo el pH arterial normal de 7,4;

•

gradiente de CO2 gastro-arterial en porcentaje, %CO2gap, que se estima en función de la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b);

•

diferencia de pH gastro-transcutánea, pHgap(tc), que se estima en función de la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c);

•

pH intramucoso estándar transcutáneo, pHis(tc), que se estima en función del pH arterial normal (7,4), la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c);

•

gradiente de CO2 gastro-transcutáneo en porcentaje, %CO2gap(tc), que se estima en función de la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c);

•

diferencia de pH arterio-espiratoria, pHgap (a-et), que se estima en función de la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•

pH estándar arterio-espiratorio, pHs(a-et), que se estima en función del pH arterial normal (7,4), la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•

espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, VD/VT, que se estima en función de la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b) y la PECO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•

espacio muerto ﬁsiológico pulmonar transcutáneo, VD/VT(tc), que se estima en función de la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•

diferencia de pH transcutáneo-espiratoria, pHgap(tc-et), que se estima en función de la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d); y

•

pH estándar transcutáneo-espiratorio, pHs(tc-et), que se estima en función del pH arterial normal, la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

-

una interfaz (f6) de entrada que permite al usuario introducir órdenes en el programa informático (f5) de estimación de parámetros;

-

una interfaz (f7) de salida que permite al usuario visualizar en tiempo real la información de entrada del dispositivo (f) y de salida del programa informático (f5), tanto en forma tabular como gráﬁca;

-

un módulo (f8) de registro de los parámetros estimados mediante el módulo (f5), para su recuperación y análisis posterior; y

-

una alarma (f9) de comprobación del funcionamiento del dispositivo (f) y de las conexiones especíﬁcas (e), para detectar problemas de funcionamiento y recepción de mediciones y de alarma programable de los parámetros (valores de medición sobrepasados) mediante el módulo (f5), independiente de los existentes en los equipos de medida.
2.

Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la sonda del dispositivo (a) puede ser colocada en el estómago o en el colon recto-sigmoideo.
3.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el sensor de capnografía transcutáneo del dispositivo (c) es preferentemente un oxicapnógrafo transcutáneo para el lóbulo de la oreja, que puede ser utilizado en pacientes de cualquier edad.
4.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el programa informático (f5) de estimación de parámetros realiza las siguientes estimaciones:

•

pHi, a partir de la diferencia entre el pHa obtenido mediante el dispositivo (b) y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b);

•

pHgap, a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b);

•

pHis, a partir de la diferencia entre el pH arterial normal y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b), siendo el pH arterial normal de 7,4.

•

%CO2gap, a partir de la relación entre:

-

la diferencia entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b), y

-

la PgCO2,

multiplicada por 100;

•

%CO2gap(tc), a partir de la relación entre: -la diferencia entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c), y

- la PgCO2, multiplicada por 100;

•

pHgap(tc), a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c);

•

pHis(tc), a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c);

•

pHgap(a-et), a partir del logaritmo de la relación entre la PaCO2 medida con el dispositivo (b) y el EtCO2 obtenido mediante el dispositivo (d);

•

pHs(a-et), a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PaCO2 medida con el dispositivo (b) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d);

•

VD/VT(tc), a partir de la relación entre: -la diferencia entre la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y la EtCO2 obtenida mediante el

dispositivo (d), y -la PtcCO2;

•

pHgap(tc-et), a partir del logaritmo de la relación entre la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y el EtCO2 obtenido mediante el dispositivo (d); y

•

pHs(tc-et), a partir de la diferencia entre el pH arterial normal (7,4) y el logaritmo de la relación entre la PtcCO2 obtenida mediante el dispositivo (c) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d).
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo (d) mide además la presión espiratoria media de CO2, PECO2, colocando el sensor/sonda de CO2 espiratorio en el interior de una bolsa estanca colocada en la salida espiratoria del ventilador mecánico, y calcula el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, VD/VT, a partir de la relación entre:

-

la diferencia entre la PaCO2 obtenida mediante el dispositivo (b) y la PECO2 obtenida mediante el dispositivo (d), y

-

la PaCO2.
6.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las conexiones (e) en los dispositivos (a), (c) y (d) se realizan a través de sus puertos serie RS-232, y en el dispositivo (b) a través de su conexión de red Ethernet, dado que su ubicación suele ser remota.
7.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el programa informático (f5) estima además los siguientes parámetros relacionados con la medida continua de la perfusión tisular esplácnica:

•

gradiente de CO2 gastro-espiratorio en porcentaje, %CO2gap(et), a partir de la relación entre: -la diferencia entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d), y

- la PgCO2, multiplicada por 100;

•

diferencia de pH espiratorio-regional, pHgap(et), a partir del logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d); y

•

pH intramucoso estándar espiratorio, pHis(et), a partir de la diferencia entre el pH arterial normal y el logaritmo de la relación entre la PgCO2 obtenida mediante el dispositivo (a) y la EtCO2 obtenida mediante el dispositivo (d), siendo el pH arterial normal de 7,4.
8.

Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de la información es un ordenador personal.
9.

Uso del dispositivo descrito en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar en tiempo real y de forma automatizada, ya sea de forma intermitente o en continuo dependiendo del parámetro a medir, caracterizado porque dicha medición, dicho registro y dicha monitorización comprenden al menos las siguientes etapas:

1) medir la PgCO2 mediante el dispositivo (a) de medición continua o automatizada, cada 10 minutos, de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo;

2) medir el pHa y la PaCO2 sobre una muestra de sangre mediante el dispositivo (b) de medición intermitente de pH arterial y presión arterial de CO2;

3) medir la PtcCO2 mediante el dispositivo (c) de medición continua de presión transcutánea de CO2;

4) medir el EtCO2, mediante el dispositivo (d) de medición continua de CO2 al ﬁnal de la espiración;

5) transferir los datos de las mediciones obtenidas desde los dispositivos de medición (a, b,cyd) hasta el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de dichos datos, mediante las conexiones (e);

6) convertir-normalizar los datos transferidos al dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de las mediciones mediante el módulo (f2) de conversión-normalización;

7) procesar, integrar y tratar los datos convertidos-normalizados en la etapa anterior mediante el módulo (f3) de procesamiento, integración y tratamiento de datos;

8) introducir órdenes en el dispositivo (f) de recepción, conversión, almacenamiento, integración, procesamiento, manejo y visualización de dichos datos y estimar y visualizar de forma automatizada, continua y en tiempo real los parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto ﬁsiológico pulmonar, mediante el programa informático (f5), la interfaz (f6) de entrada y la interfaz (f7) de salida.
10.

Uso según la reivindicación 9, caracterizado por la medición de la etapa 1) se realiza en uno de los órganos seleccionados entre estómago y colón recto-sigmoide.
11.

Uso según la reivindicación 10, caracterizado porque cuando la medición de la etapa 1) se lleva a cabo en el estómago, se inhibe la secreción ácida de dicho órgano mediante administración de uno de los compuestos seleccionados entre anti-H2 o inhibidores de la bomba de protones, para incrementar la ﬁabilidad de la medida.
12.

Uso según una cualquiera de las reivindicaciones9a11, caracterizado porque en la etapa 3) se calibra “in vivo” el dispositivo (c) al inicio de la medición introduciendo un valor de la PaCO2 de una muestra de sangre.
13.

Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque en la etapa 4) el PECO2 se mide mediante la colocación del sensor/sonda de CO2 espirado en una bolsa grande estanca conectada en la salida espiratoria del ventilador mecánico, donde se acumula el gas espirado y se determina la Presión de dicho gas en dicha bolsa.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 200901119

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 29.04.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : A61B5/00 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A

FREY LORENZ et al. "Monitoring durch Messung des gastrointestinalen Mukosa-pH-Wertes (pHi)", Infusionstherapie und Transfusionmedizin, 1993, vol. 20, nº 5, páginas 248 - 252 1 - 13

A

Base de datos MEDLINE/NLM, KARPEL EWA et al."Clinical usefulness of gastric tonometry in anesthesiology and intensive care medicine", resumen, 2005 1 - 13

A

Base de datos BIOSIS/BIOSIS, SCHURE ANNETTE Y.et al. "Assessment of Splanchnic Perfusion using gastric tonometry in children undergoing the Fontan Procedure", resumen, 2002 1 - 13

A

WO 9801070 A1 (ACADEMISCH ZIEKENHUIS GRONINGEN) 15.01.1998,todo el documento 1 - 13

A

US 2007129646 A1 (HEINOMEN et al.) 07.06.2007 todo el documento 1 - 13

A

MILLER P R et al. "Threshold values of intramucosal pH and mucosal-arterial CO2 gap during Shock Resuscitation",The Journal of Trauma, 11.1998, vol. 45, nº 5, páginas 868-872 1 - 13

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 18.04.2012

Examinador A. Cárdenas Villar Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200901119

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) A61B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, NPL, INSPEC, BIOSIS, MEDLINE

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200901119

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 18.04.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1 - 13 SI Reivindicaciones NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Reivindicaciones 1 - 13 SI Reivindicaciones NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200901119

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

FREY LORENZ et al. "Monitoring durch Messung des gastrointestinalen Mukosa-pH-Wertes (pHi)", Infusionstherapie und Transfusionmedizin, 1993, vol. 20, nº 5, páginas 248 - 252

D02

Base de datos MEDLINE/NLM, KARPEL EWA et al."Clinical usefulness of gastric tonometry in anesthesiology and intensive care medicine", resumen, 2005

D03

Base de datos BIOSIS/BIOSIS, SCHURE ANNETTE Y. et al. "Assessment of Splanchnic Perfusion using gastrictonometry in children undergoing the Fontan Procedure",resumen, 2002

D04

WO 9801070 A1 (ACADEMISCH ZIEKENHUIS GRONINGEN) 15.01.1998,todo el documento

D05

US 2007129646 A1 (HEINOMEN et al.) 07.06.2007todo el documento

D06

MILLER P R et al. "Threshold values of intramucosal pH and mucosal-arterial CO2 gap during Shock Resuscitation", The Journal of Trauma, 11.1998, vol. 45, nº 5, páginas 868-872
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

La solicitud de patente en estudio tiene una reivindicación independiente, la nº 1, que se refiere a un sistema para medir, registrar y monitorizar la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar que comprende una serie de dispositivos de medida de datos fisiológicos y que está caracterizado especialmente por una serie de módulos de recepción, conversión-normalización, procesamiento y almacenamiento de los datos medidos que preceden a un quinto módulo específico de estimación automatizada, continua y en tiempo real de un amplio conjunto de parámetros relacionados con la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar. Todos los dispositivos de medida utilizados ( el dispositivo de medición continua de la presión de anhídrido carbónico en la luz del tubo digestivo mediante sonda con balón de silicona o sonda con sensor fibroóptico, el dispositivo de medición intermitente de presión arterial y presión arterial de CO2, el sensor de capnografía transcutáneo para la medición continua de la presión transcutánea de CO2 y el capnógrafo convencional de aire espirado para la medición continua del CO2 al final de la espiración ) son conocidos en el estado de la técnica. Existen diversos documentos en el estado de la técnica que calculan y utilizan en aplicaciones clínicas algunos de los parámetros empleados en el sistema reivindicado de la solicitud en estudio. Así, los documentos D01 -D03 describen procedimientos de aplicación clínica en los que se calcula el pH intramucoso del tubo digestivo a partir de la ecuación modificada de Henderson-Hasselbach utilizando la presión de CO2 obtenida por diferentes dispositivos tonométricos; el documento D04 es otro ejemplo de procedimiento para la determinación de pH intramucoso; el documento D05 describe un sistema para la determinación de la embolia pulmonar basado en la medición previa de los parámetros EtCO2 y PaCO2; y el documento D06 describe un estudio para predecir un fallo multiorgánico a partir de los parámetros pH intramucoso gástrico y de la diferencia entre CO2 de la mucosa y el arterial. Sin embargo, ninguno de los documentos analizados permite la estimación automatizada, continua y en tiempo real del conjunto de parámetros calculados por el módulo específico de estimación reivindicado en la solicitud en estudio para la medida de la perfusión tisular esplácnica y el espacio muerto fisiológico pulmonar y, por tanto, se considera que dicha solicitud presenta novedad y actividad inventiva según lo especificado en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4