página 1

Clasificación de los aparatos de perfusiónPrincipios de funcionamiento

Los dispositivos de perfusión pueden clasificarse en funciónde muchos criterios: tipo de depósito (jeringa o bolsa, etc.),utilización clínica (analgesia controlada por el paciente[ACP], bomba ambulatoria, bomba de insulina, etc.). Noobstante, la fuerza de energía del sistema de propulsión(gravedad o fuerza motriz externa) es el criterio de clasifi-cación que se suele considerar [11, 17].

Gota a gota y sistemas afines

El flujo es generado por la gravedad. La fuerza motrizengendrada es baja, del orden de 66 mmHg para una altu-ra de perfusión de 90 cm. En ocasiones están provistos deuna pinza calibrada en ml/h, pero el cambio de la alturadel frasco o la presencia de una obstrucción distal hacenque el flujo señalado sea inexacto. La principal ventaja delos sistemas que utilizan la gravedad es el riesgo moderadode infiltración de los tejidos subcutáneos. Las complicacio-nes son frecuentes: interrupción de la perfusión (y por con-siguiente un riesgo importante de obstrucción del catéter),un flujo de perfusión demasiado alto (flujo libre) o, lo quees más grave, la inyección de una cantidad grande de aire (ypor tanto un riesgo alto de embolia gaseosa). Así, el ajustey el mantenimiento de una perfusión regular exigen un tra-bajo importante. La perfusión de líquidos viscosos (alimen-tación parenteral, sangre) aumenta estos problemas. La adición de un dispositivo eléctrico de regulación volu-métrica, denominado controlador, permite ajustar mejor elflujo y detectar oclusiones o el fin de la perfusión; dehecho, son contadores de gotas. El número de gotas medi-do por unidad de tiempo se transforma en un volumen. Elflujo se ajusta comparando el flujo deseado y el flujo calcu-lado por un dispositivo electromagnético que estrecha u

ocluye la luz del tubo de perfusión. Su principal límite sedebe a la conversión de un número de gotas en un volumen—lo que hace necesario consultar un ábaco en función delproducto utilizado— y a la pequeña gama de flujo.

Bombas volumétricas y bombas de perfusión de jeringa

El aumento de la eficacia de los aparatos precisa la adiciónde un mecanismo activo de propulsión. La utilización deuna fuerza motriz externa permite garantizar una gran pre-cisión a flujos bajos y altos, administrar productos de granviscosidad, a través de catéteres de diámetro pequeño (caté-ter peridural o neonatal) o contra una presión elevada(flujo arterial). El inconveniente es el elevado riesgo deextravasación, cuyas consecuencias pueden ser graves parael paciente [14].

Bombas volumétricas

El sistema de propulsión de los aparatos volumétricos se fun-damenta en dos mecanismos: peristáltico o de casete. En losmecanismos peristálticos, puede tratarse del establecimientode un movimiento rotativo por rodillos o de un mecanismolineal. Las bombas de rodillo ya no se utilizan en la perfusión,

36-741-A-10

© E

lsev

ier,

Par

ísE

NC

ICL

OP

ED

IAM

ÉD

ICO

-QU

IRÚ

RG

ICA

–36

-741

-A-1

0

Bombas y jeringas de perfusiónPrincipios de funcionamientoy criterios de elecciónLos aparatos de perfusión siguen siendo para algunos anestesiólogos instrumentos malconocidos desde el punto de vista técnico; a menudo los consideran como concer-nientes exclusivamente al campo de la enfermería. Aunque las nuevas vías de adminis-tración parecen prometedoras [12], se debe constatar que la vía intravenosa es la moda-lidad de administración más utilizada en anestesia y reanimación. Estos aparatos obe-decen a tres criterios necesarios para la automatización de una tarea humana: aumen-to de la eficacia y de la seguridad y disminución de la carga de trabajo [15]. Esto explicaque sus indicaciones clínicas no dejen de aumentar (cuadro I). El objetivo de esta exposición es abordar el principio de funcionamiento, las cualidadesrequeridas y las exigencias técnicas de los aparatos de perfusión, con el propósito deconseguir una utilización clínica óptima. Se recomienda al lector que desee tener unavisión de conjunto de los diferentes modelos comercializados actualmente en su paísque consulte un catálogo reciente y particularmente exhaustivo [2].

X. Viviand

Xavier VIVIAND: Praticien hospitalier, département d’anesthésie-réanimation,hôpital Nord, chemin des Bourrellys, 13915 Marseille cedex 20.

Cuadro I.– Distintas aplicaciones clínicas de los aparatos de perfu-sión en anestesia y reanimación según [11, 17].

Anestesia intravenosa (hipnóticos, morfínicos, curares).

Anestesia locorregional (perimedular, bloqueos pléxicos).

Sedación - Analgesia postoperatoria.

Productos con estrecho margen terapéutico:— cardiovasculares: inotropos, vasopresores, vasodilatadores, antia-

rrítmicos;— anticoagulantes, insulina, broncodilatadores, restitución electrolíti-

ca (K+, Na+);

Alimentación parenteral y aportes hídricos.

Conservación de la permeabilidad de los catéteres.

Esquemas de perfusión precisos (dosis y adaptación de posología:antibióticos).

página 2

pero se reservan para los circuitos extracorpóreos (depura-ción extrarrenal, circulación extracorpórea), las bombas denutrición enteral y los aceleradores de perfusión. Los sistemas peristálticos lineales consisten en una serie dededos que se apoyan sucesivamente sobre el tubo. Garantizanuna excelente regularidad del flujo inyectado. Para su utili-zación necesita un tubo calibrado específico del aparato y lasexigencias técnicas (elongación, compresión) pueden con-ducir a una pérdida de la precisión con el paso del tiempo. Los sistemas de casete utilizan una cámara flexible o duraque se llena y se vacía por la acción de un pistón y de unaválvula unidireccional. El volumen perfundido por ciclo esmuy preciso, pero a costa de producir picos de presión y dela irregularidad del ciclo de bombeo. Los aparatos másrecientes minimizan estos efectos debido a que en cadaciclo se libra un volumen muy pequeño. Por último, la fuerza motriz puede ejercerse directamenteen el depósito de perfusión, regulándose el flujo más ade-lante. Es el caso de un dispositivo de uso único en la anal-gesia controlada por el paciente, que obedece a este princi-pio. Este tipo de mecanismo es poco costoso, pero no pro-porciona flujos altos o una gran precisión.

Bombas de perfusión de jeringa

El mecanismo de propulsión por bombas de perfusión dejeringa es muy simple. Un motor eléctrico proporciona laenergía, que se transmite a través de engranajes y de un pul-sador a nivel del émbolo de la jeringa. La velocidad delmotor regula el flujo en función del diámetro interno de lajeringa. Dada la falta de estandarización, la marca y el con-tenido de la jeringa se deben validar manualmente. Lasbombas de perfusión de jeringa son capaces de desarrollarpresiones de perfusión muy altas (más de 2 000 mmHg) y lautilización de jeringas de diámetro pequeño incrementaeste fenómeno. La interfaz mecánica entre el pulsador de labomba de perfusión de jeringa y el cuerpo de la jeringa esel principal punto débil de estos aparatos. La existencia deuna holgura mecánica a este nivel produce un comienzoretardado de la perfusión y la posibilidad de que se pro-duzca un flujo libre cuando la jeringa se utiliza en posiciónvertical. Las fuerzas de contacto (fricción) que se ejercen enla junta de estanqueidad de la jeringa pueden producir unmovimiento entrecortado si la lubricación interna del cuer-po de la jeringa no es excelente. Este fenómeno se encuen-tra particularmente en caso de flujos pequeños (< 5 ml/h),de jeringas de volumen reducido (10 ml) y de inyección deproductos viscosos [13].

Pliego de condiciones

Elementos de eficacia

Precisión de la perfusión y regularidad del flujo

La regularidad del flujo se puede evaluar con un diagramaen el que las ordenadas corresponden al flujo instantáneo ylas abscisas al tiempo [1]. El flujo instantáneo se determinacada 30 segundos aproximadamente por un método depesado que utiliza una balanza electrónica de gran preci-sión (sensibilidad de 0,1 mg) conectada a un ordenador [9].Esta curva es característica de un dispositivo de perfusión,de ahí el nombre de «marca de perfusión». Las bombas deperfusión de jeringa y las bombas volumétricas peristálticastienen una marca de perfusión muy estable. Las bombasvolumétricas de casete tienen una marca de perfusión máscaótica, de aspecto «cardado», con picos de flujo. No obs-tante, en los aparatos más recientes, el volumen inyectadoen cada ciclo es muy bajo (1/15 ml), lo que reduce esteinconveniente. La regularidad del flujo inyectado es un cri-

terio importante, ya que tiene consecuencias clínicas: mejormantenimiento de la permeabilidad de los catéteres, menorriesgo de hemólisis o de alteraciones hemodinámicasdurante la perfusión de agentes vasoactivos potentes deduración de acción muy corta [7, 8]. La precisión de las bombas volumétricas y de las bombas deperfusión de jeringa puede dividirse en precisión a cortoplazo y precisión a largo plazo. Las curvas denominadas en«trompeta» valoran la precisión a corto plazo (fig. 1). Elerror de perfusión puede variar de ± 5 a 10 % durante losprimeros minutos de observación, y después va disminu-yendo en función del tiempo transcurrido. Las bombas deperfusión de jeringa tienen curvas en «trompeta» más finasque las bombas de perfusión. No obstante, todos los apara-tos de última generación tienen errores inferiores al 5 %, loque es más que suficiente en la práctica clínica. La precisióna corto plazo se persigue particularmente en el ámbito dela administración de agentes anestésicos, los productos conun margen terapéutico estrecho (aminas simpaticomiméti-cas) o para la adaptación de la posología (antibióticos). Sinembargo, no se debe obviar la precisión que se puede cali-ficar como a largo plazo (24 horas), especialmente impor-tante para el manejo del balance hidroelectrolítico y calóri-co de los pacientes.

Flujo máximo - Sin incremento

Hasta fechas recientes, las bombas volumétricas se clasifica-ban como aparatos de perfusión de «flujos altos» (flujomáximo de 999 ml/h con un paso de 1 ml/h) y las bombasde perfusión de jeringa como aparatos de perfusión de«gran precisión» (paso de perfusión de 0,1 ml/h pero conun flujo máximo de 99,9 ml/h). Este concepto es obsoleto,ya que las bombas volumétricas, empleadas en pediatría,pueden tener una precisión de 0,1 ml/h en una cierta gamade flujo; por el contrario, las últimas generaciones de bom-bas de perfusión de jeringa tienen flujos máximos quesobrepasan los 1 000 ml/h. Por tanto, estos criterios de flujoya no son un elemento que determine la elección entreambos tipos de aparatos.

Elementos de seguridad

Muchos textos reglamentarios y normas regulan los crite-rios de seguridad a los que se deben ajustar los aparatos deperfusión. Estos textos se basan en el principio general deque es preferible que se interrumpa la perfusión a que semantenga en caso de detección de una anomalía de fun-cionamiento. Esto tiene muchas consecuencias, fundamen-talmente en lo referente a las alarmas de estos aparatos.

Ausencia de flujo libre y de flujo retrógrado

La posibilidad de un flujo libre anterógrado, es decir, de unafuga por acción de la gravedad sin control del flujo adminis-trado, representa un gran riesgo para el paciente. En las bom-bas volumétricas, este fenómeno se produce cuando la pinzamanual no ha sido cerrada previamente, antes de retirar lalínea de perfusión de su soporte [4]. Los sistemas de caseteson más seguros, ya que necesitan una liberación manual delémbolo para garantizar el flujo libre. Este riesgo es teórica-mente posible cuando se utilizan bombas de perfusión dejeringa. Es preciso recordar en primer lugar que una jeringade 50 ml, colocada verticalmente a 150 cm por encima delplano de la cama, puede mantener, con la influencia de lagravedad, un flujo de 3 ml/h. Esta situación se puede encon-trar en la práctica clínica si existe una función mecánica en lainterfaz pulsador del aparato-émbolo de la jeringa, y si labomba de perfusión de jeringa está fijada en posición verti-cal. El volumen administrado puede variar de 0,5 a 3 ml [10].El perfeccionamiento mecánico de las últimas generaciones

Anestesia BOMBAS Y JERINGAS DE PERFUSIÓN.PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y CRITERIOS DE ELECCIÓN

página 3

de aparatos y la disposición horizontal de las bombas de per-fusión de jeringa deben hacer que desaparezca esta posibili-dad de flujo libre. Aunque los volúmenes inyectados no sonconsiderables (0,1 ml), pueden aparecer fenómenos de sifón.Los factores favorecedores son la existencia de una diferenciade nivel entre el aparato y el lugar de inyección y el grado decomplianza del conjunto jeringa-tubo. Cualquiera que sea el tipo de aparato, se debe excluir laposibilidad de un flujo retrógrado para eliminar cualquierriesgo trombótico o infeccioso (bacteriano o viral).

Alarmas - Presión de oclusión

Hasta estos últimos años, las alarmas de oclusión se dispa-raban por detección de un obstáculo en el mecanismo depropulsión sin que hubiera una medida real de la presiónexistente en la línea de perfusión. Generalmente estos sis-temas eran suficientes para las bombas de perfusión, peroresultaban muy imperfectos para las bombas de perfusiónde jeringa. Por tanto, la incorporación de una medida realde presión es un progreso, aunque a costa de un aumentodel coste de los aparatos. Esta monitorización es particu-larmente útil para detectar un comienzo de obstruccióndel catéter (reanimación neonatal) [5], una extravasaciónde la perfusión o una interrupción de la administracióndel tratamiento (anestesia intravenosa total). El ajuste delumbral de la alarma de oclusión y la visualización en tiem-po real de la presión son opciones interesantes. El umbralmínimo debe adaptarse al contexto clínico (tos, vómitos,ventilación artificial, etc.) y al producto administrado. Elperíodo que transcurre hasta que se dispara la alarma esfunción de este umbral y del flujo de la perfusión. Así, si lapresión máxima tolerada es de 650 mmHg y el flujo de per-fusión es de 1 ml/h, la alarma sólo se disparará al cabo de30 minutos [1]. Además, una presión de perfusión baja per-mite evitar un estallido de los catéteres, la embolia de untrombo (una presión de perfusión elevada no previene la

formación de un trombo) y administrar un bolo despuésde liberar la oclusión. El bolo de liberación de la oclusiónes del orden de 0,5 a 1 ml y puede producir consecuenciasclínicas cuando se utilizan aminas presoras. Para paliar esteriesgo, algunos aparatos llevan a cabo un movimientoretrógrado del émbolo hasta que el nivel de presión vuelvea ser normal o solicitan al usuario que pare manualmenteel pulsador del aparato para que este movimiento se hagaespontáneamente. Aunque todo el mundo concuerda en la utilidad de undetector del final de la perfusión para evitar la aparición deembolias gaseosas, el interés de una detección de micro-burbujas durante la perfusión se presta a mayores polémi-cas. Esta actitud se apoya en el hecho de que la detección seproduce a la salida del aparato y por tanto no excluye elriesgo más allá de los empalmes (falsa seguridad); que cual-quier microburbuja descubierta detiene la perfusión coninterrupción del tratamiento, intervención médica o para-médica y, en ocasiones, cambio completo del tubo; y, sobretodo, que no se conoce bien cuál es el riesgo de la inyecciónde microburbujas para el paciente. Este riesgo es mayor enlos sistemas de casete, pero los aparatos más recientes incor-poran un microfiltro de burbujas en la propia casete.

Otros criterios fundamentales

La seguridad eléctrica y la ausencia de interferencias elec-tromagnéticas responden a normas estrictas. Los aparatosdeben ser estancos, resistentes a las vibraciones y a los cho-ques, de fácil limpieza, silenciosos, poco voluminosos y lige-ros. Algunas bombas de perfusión de jeringa han sido pro-badas con éxito en el ámbito de la resonancia magnética.Todos los modelos recientes funcionan con batería y dispo-nen de una prealarma del agotamiento de la batería. Sinembargo, la indicación proporcionada es muy aleatoria y sepuede pasar en algunos segundos de una prealarma a unadetención del aparato en caso de aumento importante delflujo (utilización, por ejemplo, de la función de bolo). Sedispone de sistemas de unión rápida eficaces. Garantizanuna protección de los pacientes y de los aparatos y mayorcomodidad para el usuario. La facilidad de mantenimientose incrementa gracias a la incorporación de una «cajanegra» interna que permite al servicio biomédico conocera posteriori las últimas maniobras efectuadas y las anomalíasregistradas por el aparato.

Diálogo con el usuario

Los fabricantes han realizado grandes esfuerzos para facili-tar la utilización de los aparatos y disminuir los riesgos derechazo, falsas averías o de infrautilización de sus materiales.La interfaz con el usuario y la presentación se ha mejoradomucho con la aparición del color, de las prealarmas (batería,final de perfusión) o de mensajes técnicos (detención de laperfusión), de la utilización de sonidos modulados en inten-sidad y frecuencia, de controles de funcionamiento normal,etc. Todas las manipulaciones pueden hacerse con una solamano. Algunos aparatos guían al usuario mediante mensajesadaptados al contexto de utilización. En los equipos de cris-tal líquido, la adición de una retroiluminación facilita la lec-tura en la penumbra de los quirófanos.

Funciones avanzadas

Estas funciones son con frecuencia opciones que sólo estándisponibles en los aparatos de alta gama. Es muy probable,a semejanza de la regulación de la presión de oclusión, quese generalicen en los próximos años.

36-741-A-10

1 Curvas en trompeta.Las curvas en trompeta describen la evolución relativa ( %) delerror del flujo durante una ventana de observación de 30 a 60minutos después de una fase de estabilización de 1 a 2 horas deperfusión. Se trata en este ejemplo de una bomba de perfusión dejeringa de anestesia asociada a una jeringa de 60 ml. En cadacurva, la línea superior representa los valores máximos de des-viación en comparación con el flujo teórico, y la línea inferior losvalores mínimos. El flujo es irregular al iniciar la perfusión, lo quese refleja por un cono ancho. Este cono es tanto mayor cuantomenor es el flujo. A lo largo del tiempo, la curva en trompeta seafina y las dos líneas se confunden, lo que permite calcular la pre-cisión del aparato (horquilla de ± 3 %) (con autorización deBecton-Dickinson).

Des

viac

ión

en c

omp

arac

ión

con

el f

lujo

(%)

Ventana de observación (min)

página 4

Funciones de cálculo

Los últimos modelos convierten el flujo en posología porunidad de tiempo y de peso (mg/kg/h, µg/kg/min, etc.).Esta función precisa la introducción del peso del paciente yde la dilución del agente utilizado. Es particularmente útilpara la administración de agentes simpaticomiméticos oanestésicos (propofol, morfinomiméticos, etc.).

Función de bolo

Es interesante porque permite inyectar rápidamente (a másde 1 000 ml/h) un bolo sin extraer la jeringa, totalizando elvolumen inyectado. También permite purgar los tubos,recuperar las eventuales holguras mecánicas y obtener uncomienzo inmediato de la perfusión [1]. Para evitar unaalarma de oclusión intempestiva, algunos aparatos aumen-tan automáticamente el umbral de la alarma durante lainyección del bolo. Algunos aparatos permiten modificar las características deeste bolo (volumen, flujo) para adaptarlo a la inducción dela anestesia, permitiendo programar simultáneamente elbolo de inducción y la perfusión de mantenimiento.

Aparatos modulares

Actualmente están saliendo al mercado nuevas generacio-nes de aparatos. No se trata ya de aparatos que poseen dos,tres o incluso seis vías, sino de la posibilidad, a partir de unalínea de perfusión y de tubos adaptados, de garantizar dosperfusiones a dos flujos diferentes. Su potencial es muygrande (perfusiones secuenciales, alternativas o simultá-neas) y parecen útiles en reanimación para limitar el núme-ro de aparatos situados a la cabecera del enfermo. De formasimilar, las bombas de perfusión de jeringa modulares sal-drán al mercado en un futuro cercano. Están compuestosde un soporte en el que se adaptan módulos de perfusiónindependientes y compactos. Esta base garantiza las funcio-nes comunes de alimentación eléctrica, mando y control delos diferentes módulos.

Conexiones de la serie RS232 y afines

A través de una conexión a un ordenador es posible, no sóloarchivar los datos de la perfusión (informe de reanimaciónu hoja de anestesia automatizada), sino también accionar adistancia el aparato. Esto permite, basándose en los cálculosfarmacocinéticos, variar permanentemente el flujo adminis-trado para obtener una concentración sanguínea estable delagente anestésico. Se obtiene así, con los agentes intraveno-sos, el equivalente del evaporador de los agentes halogena-dos (anestesia total intravenosa asistida por ordenador) [16].

En breve se podrá disponer de los primeros aparatos deanestesia intravenosa basados en este principio.

Criterios de elección

El acondicionamiento del producto que debe administrarsey la situación clínica son los criterios de elección determi-nantes. El Ministerio de Sanidad británico [11] ha estableci-do el pliego de condiciones de los aparatos de perfusión enfunción de tres tipos de situaciones clínicas (si se exceptúanlos aparatos ambulatorios): perfusión de bajo riesgo (ciclobasal, alimentación parenteral), perfusión de alto riesgo(reanimación, anestesia), perfusión neonatal y pediátrica[6]. Esta clasificación ha sido recogida y completada porCazalà et al [3]. En los próximos años, los agentes terapéuti-cos se suministrarán cada vez más en un acondicionamientolisto para usar (frascos, bolsas flexibles, jeringas [en ocasio-nes de 100 ml]). Esta evolución debería disminuir los erro-res de dilución y de producto, los riesgos infecciosos y lacarga de trabajo de enfermería. El predominio de las bom-bas de perfusión de jeringa debería confirmarse, debido almenor precio, al mercado no cautivo de las jeringas y de laslíneas de perfusión, a la mayor manejabilidad (quirófano,traslado), al menor desperdicio del producto durante la pre-paración o durante la purga de los consumibles. Las bombasde perfusión se reservarán cada vez más a la administraciónde los aportes hidroelectrolíticos y nutricionales.

** *

Los últimos años han estado marcados por grandes progresostanto en los aparatos como en los consumibles (tubos más rígi-dos con baja capacidad, válvulas de seguridad, sistemas cerra-dos, etc.). Sin embargo, es deseable que se tome conciencia deque la perfusión intravenosa no es un acto anodino y de adquisi-ción espontánea. Precisa una formación sobre el manejo delmaterial, no sólo práctica, sino también teórica, para evitar efec-tos indeseables para el paciente. Los aparatos de analgesia con-trolada por el paciente son un ejemplo demostrativo. Muchosestudios confirman el interés de la utilización de estos aparatos:disminución de la carga de trabajo, mejoría de la calidad de laasistencia. Sin embargo, debido a las presiones económicas,cada vez se requerirá más que su relación beneficio-coste seafavorable.

36-741-A-10 BOMBAS Y JERINGAS DE PERFUSIÓN.PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y CRITERIOS DE ELECCIÓN

Anestesia

Cualquier referencia a este artículo debe incluir la mención: VIVIAND X.– Pompes et seringues à perfusion. Principes de fonctionnement etcritères de choix. – Encycl. Méd. Chir. (Elsevier, Paris-France),Anesthésie-Réanimation, 36-741-A-10, 1995, 4 p.