Monitorizacion de la perfusión cerebral

Las metas más importantes de la neuroanestesia son mantener la perfusión cerebral parasatisfacer las demandas de oxígeno y glucosa, así como proteger al cerebro en circuns-tancias de hipoperfusión. La monitorización perioperatoria de la perfusión transcranealproporciona una señal de alerta precoz de una isquemia cerebral inminente, que sirve deguía para el cirujano y el anestesiólogo para optimizar la perfusión y la oxigenacióncerebral. Las opciones de monitorización consisten en la medición del flujo sanguí-neo cerebral (FSC), la presión intracraneal (PIC) y la presión de perfusión cerebral(PPC), así como la valoración de la idoneidad de la perfusión mediante el cálculo de laoxigenación cerebral y de la bioquímica del tejido cerebral. Algunas técnicas de moni-torización están bien establecidas, mientras que otras son relativamente nuevas en lapráctica clínica y sus indicaciones todavía están evaluándose (tabla 1).

Son pocas las indicaciones aceptadas para las técnicas específicas de neuromonito-rización perioperatorias. En este artículo se revisan los monitores actualmente disponi-bles y se describe su aplicación en el período perioperatorio.

Monitorización de la presión intracraneal

La PIC suele monitorizarse mediante un catéter intraventricular o un microsensor intra-parenquimatoso. Otras técnicas disponibles rara vez se utilizan y, además, su eficacia essustancialmente menor (tabla 2) [1]. Los catéteres intraventriculares representan la técni-ca de referencia para la monitorización de la PIC. Con este método, se mide la PIC glo-bal y tiene la ventaja de permitir la calibración in vivo y de realizar un drenaje terapéuti-co del líquido cefalorraquídeo [1,2]. No obstante, la colocación del catéter ventricularpuede resultar difícil en presencia de una tumefacción cerebral intensa o de una masaintracraneal. También existe un riesgo significativo de ventriculitis relacionada con el

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SAUNDERS

CLÍNICAS

ANESTESIOLÓGICAS

DE NORTEAMÉRICAAnesthesiology Clin N Am 25 (2007) 557 – 577

Aplicaciones perioperatorias de la monitorizaciónde la perfusión transcraneal

Martin Smith, MBBS, FRCA

Department of Neuroanaesthesia and Neurocritical Care, The National Hospital for Neurology and Neurosurgery, University College London Hospitals NHS Trust

and Centre for Anaesthesia, University College London,Box 30, Queen Square, London, WC1N 3BG, UK

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catéter durante las monitorizaciones prolongadas [3]. Los sistemas modernos con micro-transductores pueden colocarse directamente en el parénquima cerebral a través de undispositivo de acceso craneal, o en el espacio subdural mediante un orificio taladrado ouna craneotomía. Los índices de complicaciones, incluido el riesgo de infección, sonmínimos [4]. Sin embargo, es posible que la PIC medida no sea representativa debido a lapresencia de gradientes de presión transtentoriales o interhemisféricos [5]. Los sistemas

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Tabla 1Aplicaciones de las técnicas de neuromonitorización

Técnica de neuromonitorización

Presión intracraneal Flujo sanguíneo cerebral cuantitativoDoppler transcranealReactividad cerebrovascularOximetría venosa yugularOxigenación del tejido cerebralEspectroscopia cuasi-infrarrojosMicrodiálisis cerebral

Aplicaciones establecidas en la UCI de neurocirugía

SíSíSíSíSíSíInvestigaciónSí

Aplicaciones perioperatoriasestablecidas

SíInvestigaciónSíInvestigaciónSíSíInvestigaciónInvestigación

Tabla 2Comparación de los dispositivos de monitorización de la presión intracraneal

Método

Catéter intraventricular

Sensor de microtransductor

Catéter epidural

Presión del líquido cefalorraquídeo lumbar

LCR: líquido cefalorraquídeo; PIC: presión intracraneal.

Ventajas

• Método de referencia• Mide la presión global• Permite el drenaje terapéutico

del LCR• Posibilidad de calibración in vivo

• Tecnología robusta• Colocación intraparenquimatosa

o subdural• Baja tasa de complicaciones

del procedimiento • Bajo riesgo de infección

• Facilidad de colocación• No atraviesa la duramadre• Baja tasa de infecciones

• Procedimiento extracraneal

Desventajas

• La inserción puede ser dificultosa• Es el método más cruento• Riesgo de hematoma• Riesgo de ventriculitis

• Desplazamiento al cero con eltiempo

• No se puede calibrar in vivo• Mide la presión local

• Exactitud limitada• Rara vez se utiliza

• No refleja la PIC• Peligroso si la PIC está elevada

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con microtransductores funcionan bien [6], pero pueden estropearse durante una monito-rización a largo plazo y no permiten realizar una recalibración in vivo [2]. La monitoriza-ción de la PIC permite medir valores de PIC absolutos, calcular la PPC e identificar y ana-lizar ondas de PIC patológicas. También se puede calcular la reactividad de la presióncerebrovascular (RPC) y la reserva compensadora de presión y volumen [7].

Entre las indicaciones para la monitorización perioperatoria de la PIC están lospacientes con lesiones cerebrales traumáticas (LCT), la cirugía para tumores cerebralesgrandes con efecto masa, la hidrocefalia, la hemorragia intracraneal y subaracnoidea(HSA), y la presencia de un edema cerebral significativo de cualquier etiología.

La PIC es prácticamente nula después de la apertura de la duramadre, pero la tumefac-ción cerebral puede alterar el acceso neuroquirúrgico y dar lugar a una isquemia regional.En un estudio prospectivo de casi 700 pacientes que iban a someterse a una cranectomíapor un tumor cerebral supratentorial, la elevación de la PIC subdural al comienzo de lacirugía constituía un factor de riesgo independiente para edema cerebral intraoperatorio, yuna PIC superior a 13 mmHg indicaba que la tumefacción cerebral era sumamente proba-ble [8]. La monitorización intraoperatoria de la PIC puede utilizarse también para identifi-car, prevenir y tratar una hipertensión intracraneal durante la cirugía, relacionada con lapostura. En pacientes con HSA, una posición en anti-Trendelenburg de 10 grados dismi-nuía la PIC en 25 de 28 pacientes, independientemente del anestésico empleado, mientrasque la PPC permanecía invariable [9]. También se ha examinado el efecto de la PIC pre-operatoria y de la PPC intraoperatoria sobre los resultados después de una LCT[10]. La PICmedia era mayor en los pacientes con resultados desfavorables, en comparación con la delos pacientes con resultados favorables (47,4 frente a 26,4 mmHg), aunque la PPC intra-operatoria era un factor de pronóstico global mejor del resultado. La neuroendoscopia dalugar a hipertensión intracraneal hasta en el 50% de pacientes, y esto puede asociarse conmorbilidad postoperatoria, incluyendo defectos neurológicos nuevos [11].

La monitorización postoperatoria de la PIC está indicada en los pacientes en los queexiste riesgo de hipertensión intracraneal, y más concretamente si los pacientes conti-núan sedados. La necesidad de monitorización postoperatoria de la PIC debería identi-ficarse e instaurarse con rapidez. Esta monitorización suele aplicarse después de la ciru-gía para las LCT para guiar la PIC postoperatoria y el tratamiento dirigido por la PPC enla unidad de cuidados intensivos neuroquirúrgicos, y es recomendada por las directricesde consenso de expertos [12].

Flujo sanguíneo cerebral

Las técnicas de imagen modernas aportan información hemodinámica y metabólica deta-llada y compleja de muchas regiones de interés del cerebro. Sin embargo, sólo son capacesde proporcionar fotos fijas, necesitan que el paciente sea trasladado a instalaciones especia-lizadas, y su disponibilidad es limitada. Su aplicación en el período perioperatorio suelelimitarse a aplicaciones experimentales. La utilización de la tomografía por emisión de posi-trones (PET) está generalizada como herramienta diagnóstica y clínica, y está ampliandonuestros conocimientos sobre la fisiopatología cerebral. Además, permite realizar compa-raciones entre los datos procedentes de los monitores de perfusión y oxigenación de la cabe-cera del paciente con las medidas reales del FSC y del consumo de oxígeno [13,14].

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Método de Kety-Schmidt

El primer método práctico de medición del FSC fue descrito por Kety y Schmidt [15] en1945. La metodología se ha descrito hasta la saciedad [15] pero, en pocas palabras, seutiliza óxido nitroso (N2O) a modo de trazador inerte, y se calcula el FSC a partir de ladiferencia arteriovenosa de la concentración de N2O basándose en la aplicación del prin-cipio de Fick. Mide el FSC global y es incapaz de discriminar entre el flujo de la mate-ria gris y el de la materia blanca. La técnica, como se describió inicialmente, tiene nume-rosas desventajas, como, por ejemplo, la necesidad de obtener muestras repetidas ypuntuales de sangre venosa y arterial. A pesar de todo, el método de Kety-Schmidt cons-tituye la base de numerosas técnicas de medición del FSC actualmente vigentes, y siguesiendo el método de referencia con el que se validan los métodos de medición modernos.

Técnicas de trazadores radiactivos

Una modificación de la técnica de Kety-Schmidt utilizando la inhalación y la inyección dexenón-133 (133Xe) es la técnica de cabecera de mayor aplicación para medir el FSC abso-luto [16]. El FSC se calcula analizando la eliminación exponencial del radioisótopo desdeel cerebro, medida a partir de contadores de centelleo colocados sobre el cuero cabelludo,y generando mapas bidimensionales del flujo sanguíneo cortical. El 133Xe se elimina rápi-damente, por lo que pueden llevarse a cabo estudios repetidos en cuestión de 30 minutos.La precisión y la especificidad del método dependen del número de detectores, pero esposible lograr una resolución espacial alta. Aunque este método puede aplicarse con rela-tiva facilidad en la cabecera del enfermo, sus aplicaciones son limitadas en el período postoperatorio, si bien constituye una herramienta experimental sumamente útil.

Monitorización cuantitativa continua del flujo sanguíneo cerebral

La flujometría de láser Doppler y la flujometría de difusión térmica ofrecen la posibili-dad de monitorizar continuamente el FSC. La primera proporciona una medición fiabledel flujo sanguíneo cortical local basada en la valoración del desplazamiento Doppler dela luz del láser al moverse los eritrocitos [17]. Para llevar a cabo la técnica se necesitaexponer la corteza mediante un orificio taladrado, de modo que no se puede aplicar paraseguir los cambios que se producen durante la inducción de la anestesia o en las prime-ras fases de la cirugía. La flujometría de láser Doppler se ha utilizado durante el post-operatorio para detectar la aparición de isquemia después de una HSA [18], aunque laarbitrariedad de las unidades y la medición extremadamente localizada del FSC limitanla utilidad de la técnica. La flujometría de difusión térmica difiere de la anterior en queésta ofrece una valoración cuantitativa de la perfusión tisular regional en términos devalores de flujo absoluto. El catéter de la flujometría de difusión térmica consta de unreóstato calentado hasta unos pocos grados por encima de la temperatura tisular y unasegunda sonda de temperatura más proximal. La diferencia de temperatura entre el reós-tato y la sonda de temperatura es un reflejo de la transferencia de calor, y puede tradu-cirse en un valor del FSC. La flujometría de difusión térmica proporciona una valoraciónsensible en tiempo real del FSC local [19], pero en la actualidad los datos clínicos sonlimitados y han surgido dudas acerca de su precisión y fiabilidad [20].

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Técnica de dilución con indicador doble

Wietasch et al [21] han descrito un método de cabecera intrigante para valorar el FSC: latécnica de dilución con un indicador transcerebral doble. Se administran bolos de verdede indocianina congelado a través de una vía central, y se registran simultáneamente lascurvas de contraste y térmicas en la aorta y en el bulbo de la yugular mediante catéterescon reóstatos fibroópticos combinados. El FSC se calcula a partir de la media del tiem-po de tránsito de los indicadores a través del cerebro. Los autores afirman que la técnicade dilución transcerebral con indicador doble requiere menos tiempo y resulta menosincómoda que los métodos alternativos.

Ecografía Doppler transcraneal

El Doppler transcraneal (DTC) se introdujo en 1982, y se ha asentado como técnicaincruenta en tiempo real para examinar la hemodinámica cerebral [22]. Es el único méto-do que se puede utilizar con relativa facilidad en el quirófano [23]. El DTC utiliza ondasde ultrasonidos para medir la velocidad del flujo sanguíneo a través de vasos cerebra-les de gran calibre, a partir del desplazamiento Doppler provocado por el movimiento delos eritrocitos por el campo de visión. El DTC no determina el flujo sanguíneo real, peroes una técnica para medir cambios relativos en el FSC.

Se emplea una sonda de onda pulsada de baja frecuencia (2 MHz) para exponer un vasocerebral basal a ondas de ultrasonidos a través de una ventana craneal acústica, una zonadel cráneo con una cantidad escasa o nula de hueso esponjoso que ocasiona una atenuacióny una dispersión mínimas de la señal. La forma de la onda de la velocidad de flujo del DTCse parece a la de la onda de pulso arterial, y puede cuantificarse en velocidad de flujo sis-tólico máximo, diastólico máximo y velocidad media, así como en el índice pulsátil. Si elángulo de exposición a la onda de ultrasonidos y el diámetro del vaso que se somete a dichaonda permanecen constantes, los cambios en la velocidad del flujo sanguíneo medido refle-jan los cambios en el FSC [24]. El índice pulsátil refleja la resistencia cerebrovascular dis-tal y, como carece de dimensión, no se ve afectado por el ángulo de exposición de la onda.Teniendo en cuenta que se conocen las limitaciones, es posible utilizar el DTC para moni-torizar la circulación cerebral y guiar el tratamiento perioperatorio de los pacientes conLCT, HSA y otras situaciones con riesgo de isquemia cerebral [23]. La sonda se puede fijaren su sitio para garantizar un ángulo de exposición constante de la onda de ultrasonidos y obtener registros sin artefactos durante y después de la cirugía (fig. 1).

La aplicación del DTC se ha generalizado durante la endarterectomía carotídea, ypuede cuantificar el riesgo de isquemia cerebral durante el pinzamiento de la carótida[25]. Los índices del DTC durante la endarterectomía carotídea guardan relación con loscambios posteriores del EEG, y se han utilizado como una indicación para la colocaciónde cortocircuitos [26]. Las embolias pueden detectarse a modo de «chirridos» caracte-rísticos de corta duración y alta intensidad, y el análisis de la onda permite distinguirentre las embolias gaseosas y las particuladas [27].

El DTC también desempeña un papel en el diagnóstico y el tratamiento del vasoes-pasmo cerebral posterior a la HSA, y se ha convertido en algo rutinario durante el trata-miento perioperatorio de los pacientes durante el tratamiento quirúrgico y neurorradio-lógico de los aneurismas intracraneales [28]. Como los cambios en el FSC influyen en la


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velocidad del flujo, puede ser insuficiente valorar el vasoespasmo a partir únicamente dela medición de la velocidad del flujo. Lindegaard et al [29] describieron la aplicación delíndice hemisférico, comparando la velocidad del flujo en la arteria cerebral media y lacarótida interna del mismo lado, el cual no está influido por cambios en el FSC. Un índi-ce mayor de 3 es indicativo de vasoespasmo, y valores superiores a 6 sugieren un espas-mo grave. La sensibilidad y la especificidad del DTC para el diagnóstico del va-soespasmo suele ser alto, si bien existe una variación interindividual considerable. Algu-nos pacientes pueden tolerar velocidades de flujo altas, mientras que en otros puedehaber un vasoespasmo a pesar de una velocidad de flujo normal. Las decisiones tera-péuticas no suelen basarse exclusivamente en los datos del DTC. Mascia et al [30] valo-raron la exactitud del DTC utilizando un análisis característico de receptor y operador, yobservaron que la media de los umbrales de velocidad del flujo de 100 y 160 cm/s eranmás precisos para la detección de un vasoespasmo angiográfico y clínico, respecti-vamente, en la arteria cerebral media. Después de una HSA, deben realizarse explora-ciones de DTC consecutivas y, por lo general, se acepta que una velocidad de flujomayor de 140 cm/s, o incrementos en la velocidad de flujo superiores a 50 cm/s desde elvalor basal, son indicativos de un vasoespasmo establecido o en desarrollo [31].

El DTC puede utilizarse para monitorizar la integridad de la autorregulación de lapresión y la reactividad al CO2 [32] en el período perioperatorio para guiar el tratamien-to del FSC y minimizar el riesgo de isquemia. También se ha aplicado para calcular laPIC de forma incruenta con una precisión absoluta de ± 10 a 15 mmHg [33].

Cálculo de la reactividad cerebrovascular

La pérdida de la RCV hace que el cerebro se vuelva más sensible a las agresiones isqué-micas. La capacidad de monitorizar la RCV en el período perioperatorio es una propo-

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Fig. 1. Sistema Doppler transcraneal mediante ordenador (Doppler-Box, Compumedics Germany Gmbh, Hamburg,Germany) y dispositivo de fijación de la sonda adecuado para su aplicación perioperatoria.

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sición atractiva, ya que la RCV puede distorsionarse o abolirse por una patología intra-craneal y por algunos anestésicos.

Los métodos para comprobar la autorregulación estática y dinámica están bien esta-blecidos [32], pero la mayoría son opciones intervencionistas, intermitentes y poco prác-ticas en el período perioperatorio. Más recientemente, se han descrito métodos para lavaloración continua de la RCV que no requieren intervenciones. La respuesta de la PICa los cambios en la presión arterial depende de la reactividad a la presión de los vasoscerebrales. Éste es un componente clave de la autorregulación de la presión, y una dis-torsión de la reactividad a la presión implica un trastorno de dicha autorregulación. A partir de la monitorización continua y del análisis de las ondas lentas en la presión arte-rial y la PIC se puede derivar un índice de reactividad y presión [7,34]. En circunstanciasnormales, un incremento en la presión arterial da lugar a vasoconstricción cerebral encuestión de 5 a 15 segundos, y a una reducción secundaria del volumen sanguíneo cere-bral y de la PIC. Cuando se distorsiona la RCV, el volumen sanguíneo cerebral y la PICaumentan de forma pasiva con la presión arterial. Cuando la presión arterial disminuye seproducen los efectos opuestos. El índice de reactividad y presión se determina calcu-lando el coeficiente de correlación de puntos de datos promediados de tiempo consecuti-vos de la PIC y de la presión arterial registrada durante un período de 4 minutos [33]. Unvalor negativo para el índice de reactividad y presión, cuando la presión arterial se corre-laciona inversamente con la PIC, indica una RCV normal, mientras que un valor positivoindica una circulación cerebrovascular arreactiva. El índice de reactividad y presión guar-da relación con las medidas estándar de la autorregulación cerebral [34], y los valoresanormales predicen un mal resultado después de una LCT [35]. La reactividad al oxíge-no, que se mide utilizando un monitor para el oxígeno tisular cerebral (oxigenación deltejido cerebral intraparenquimatoso [PtiO2]), aporta información adicional acerca de laautorregulación cerebrovascular, y se ha relacionado con el índice de reactividad y pre-sión [36]. La RCV también puede valorarse continuamente mediante el DTC. Se calculadurante períodos de 3 minutos el coeficiente de correlación móvil entre la presión arterialy las velocidades de flujo sistólico y medio durante las fluctuaciones espontáneas en lapresión arterial, arrojando un índice sistólico y medio de la autorregulación [37].

El valor potencial del estudio de la RCV en el período perioperatorio se confirmó enun estudio reciente cuando se utilizó el índice de reactividad y presión para monitorizarlos cambios en la RCV en los pacientes que iban a someterse a una craneotomía de des-compresión [38]. La autorregulación de la presión dinámica se ha medido tambiéndurante la cirugía del aneurisma agudo, y se puede utilizar para optimizar el control dela presión arterial intraoperatoria [39].

Cálculo de la oxigenación cerebral

Oximetría venosa yugular

La saturación de oxígeno venosa yugular (SjvO2) aporta información acerca del equili-brio entre el aporte de oxígeno cerebral global y las demandas metabólicas, y se puedeutilizar como estudio no cuantitativo de la idoneidad del FSC [40]. La SjvO2 normaloscila entre el 55 y el 75%, y es menor que la saturación venosa mixta, lo que refleja la


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gran cantidad de oxígeno que necesita el cerebro normal. Las variables derivadas, comola diferencia de concentración de oxígeno entre la arteria y la vena yugular (AjvDO2),también se han empleado ampliamente en el estudio del metabolismo cerebral [41]. LaAjvDO2 normal oscila entre 4 y 8 ml de O2/100 ml de sangre.

La técnica de la oximetría venosa yugular es relativamente directa. Se introduce uncatéter en la vena yugular interna y se hace avanzar hasta el bulbo de la yugular. La posi-ción del catéter es crucial para minimizar el riesgo de contaminación extracraneal, que sesitúa alrededor del 3% si el catéter está colocado correctamente. Habitualmente, se dre-nan dos tercios de la sangre extraída desde el hemisferio ipsolateral, si bien existe unagran variabilidad interindividual y resulta imposible predecir en un paciente determinadoqué lado proporcionará información más relevante [42]. La monitorización de la SjvO2sólo refleja con exactitud la oxigenación cerebral global si se canaliza el bulbo de la yugu-lar dominante [43]. Suele elegirse el lado derecho porque suele ser el lado dominante [44].No obstante, puede identificarse el lado correcto con más precisión examinando con eco-grafía la vena yugular interna, identificando la elevación más alta de la PIC secundaria ala compresión manual de cada vena yugular interna, o mediante la identificación del agu-jero yugular más amplio en la TC. Una vez que se ha comprobado la posición del catéteren una radiografía lateral de la columna cervical, se puede efectuar una medición conti-nua de la SjvO2 mediante un catéter fibroóptico o bien directamente aspirando muestrasde sangre. La sangre debe extraerse a un ritmo inferior a 2 ml/min para minimizar el ries-go de valores falsamente elevados provocados por la aspiración de sangre extracraneal[45]. Los catéteres fibroópticos requieren una recalibración con regularidad e, incluso encondiciones estables, menos de la mitad del tiempo de monitorización total genera datosde calidad aceptable. A pesar de estas dificultades prácticas, la aplicación de la SjvO2 seha generalizado para monitorizar la oxigenación perioperatoria [46].

Los valores de la SjvO2 inferiores al 55% sugieren hipoperfusión cerebral, de modoque la demanda de oxígeno es mayor que el aporte, mientras que valores por encima del80% indican una hiperemia relativa ocasionada por una elevación del FSC o por unareducción de la demanda de oxígeno (fig. 2) [44,47]. Como la SjvO2 es una medidahemisférica global, es incapaz de detectar la isquemia regional [48]. Los resultados de laTEP sugieren que la SjvO2 no desciende por debajo del 50% hasta que aproximada-mente el 13% del cerebro está isquémico [49].

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Resultado favorable

SjvO2 bajo(< 55%)

SjvO2 alto(> 80%)

SjvO2 normal(55-75%)

• Hipoperfusión

• Fallo de extracción del O2• Isquemia regional

• Hiperemia relativa

• Flujo sanguíneo con metabolismo

Resultado desfavorable

Fig. 2. Interpretación de los valores de la saturación de oxígeno venoso yugular.

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El cálculo de la AjvDO2 puede servir de medida indirecta de cambios relativos en elFSC [44]: FSC = CMRO2/AjvDO2, donde CMRO2 es el índice metabólico cerebral parael oxígeno. Si el CMRO2 permanece constante, los cambios en la AjvDO2 reflejan cam-bios en el FSC, pero estas estimaciones del FSC suelen ser imprecisas debido a las limi-taciones anatómicas de la técnica. Los catéteres en el bulbo de la yugular suelen utili-zarse sobre todo para medir tendencias en los índices de oxígeno.

Matta et al [46] mencionaron en el año 1994 la aplicación intraoperatoria de la moni-torización de la SjvO2 en 100 pacientes consecutivos que iban a someterse a una cra-neotomía. Observaron que el catéter yugular podía colocarse rápidamente y detectabaepisodios frecuentes de desaturación venosa yugular que, de otro modo, no se habríandiagnosticado ni tratado. Los beneficios de la monitorización de la SjvO2 para valorar lahipoperfusión cerebral y guiar el control intraoperatorio de la presión arterial han sidoconfirmados en un estudio de pacientes que iban a someterse a una cirugía de aneurismaintracraneal [50]. También se ha investigado ampliamente la monitorización de la SjvO2en pacientes que iban a someterse a circulación extracorpórea, donde los episodios dedesaturación yugular son frecuentes, particularmente durante la fase de recalentamien-to, y guardan relación con el aumento de la incidencia de disfunción cognitiva postope-ratoria grave y de una mortalidad más alta [51].

La mayoría de las referencias bibliográficas con respecto a la monitorización de laSjvO2 se han centrado en la monitorización y el tratamiento de las LCT [52]. Existe unaasociación notable entre la desaturación venosa yugular y malos resultados neurológi-cos, estos últimos aparecen en el 55% de los pacientes sin episodios de desaturación, el74% de ellos con un episodio, y el 90% con episodios múltiples [53]. Existen indicios deque la monitorización de la SjvO2 puede utilizarse para guiar la hiperventilación despuésde una LCT, y que el tratamiento de la desaturación puede mejorar el resultado [47]. Sinembargo, esto es motivo de debate por la falta de sensibilidad de esta técnica para laisquemia regional.

Tensión de oxígeno del tejido cerebral

Cada vez se está generalizando más el cálculo de la PtiO2 cuando está indicada la moni-torización de la PIC, y se está convirtiendo en el monitor de referencia de la oxigenacióncerebral a la cabecera del paciente [54]. Actualmente, sólo está comercializado un moni-tor de PtiO2 para los seres humanos (Licox, GMS, Kiel-Mielkendorf, Alemania) (fig. 3).Este sensor utiliza una célula polarográfica cerrada (tipo Clark) con electrodos electro-mecánicos reversibles. El oxígeno difunde desde el tejido cerebral a través de una mem-brana semipermeable, y se reduce por medio de un cátodo polarográfico de oro. Estoproduce un flujo de corriente eléctrica proporcional a la concentración de oxígenodependiente de la temperatura [55]. Una tarjeta inteligente específica del sensor permi-te una calibración directa y rápida. Después de la inserción de una sonda de PtiO2 senecesita un tiempo de espera de aproximadamente una hora, y esto tiene implicacionespara la monitorización intraoperatoria. La PtiO2 proporciona una medida sumamentefocalizada de la oxigenación cerebral y, aunque esto permite una monitorización selec-tiva de un tejido con una perfusión tisular crítica, resulta crucial colocar correctamentela sonda y pueden perderse los cambios globales [48].


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La PtiO2 cerebral está relacionada con otras variables fisiológicas, y se han exami-nado dichas relaciones para comprender la base fisiológica para los umbrales de oxige-nación críticos. Los estudios de TEP han confirmado una relación entre la PtiO2 y el FSC

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Fig. 3. Torre de monitorización multimodal. (A) Pantalla de datos de microdiálisis. (B) Analizador de microdiálisis de cabe-cera (CMA 700, Solna, Sweden). (C) Monitor de oxígeno tisular cerebral (Licox, GMS, Kiel-Mielkendorf, Germany) (D) Moni-tor de saturación continua de oxígeno venoso yugular. (Abbott Oximetrix SO2 Monitor, Abbott, UK, Maidenhead, UK.)

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regional [56], y también entre los cambios en la PtiO2 y los cambios en la saturación deoxígeno venoso regional [13]. La PtiO2 cerebral aumenta al incrementarse la fracción de oxígeno inspirado (y de la PaO2) [57], con la transfusión de eritrocitos [58] y con losaumentos en la PAM y la PPC [59], y es más probable que represente un equilibrio entreel FSC, la fracción de extracción de oxígeno y la PaO2. Los valores de PtiO2 del cerebronormal oscilan entre 35 y 50 mmHg [60]. En condiciones de oxigenación normal, unaPtiO2 cerebral alta refleja un aumento de la perfusión tisular, mientras que una PtiO2baja refleja una perfusión baja o inadecuada. Sin embargo, una PtiO2 baja no siemprerepresenta isquemia, ya que ésta puede producirse como consecuencia de un hipometa-bolismo (p. ej., relacionado con sedantes o con hipotermia) en presencia de una extrac-ción de oxígeno estable y una hipoperfusión acompañante.

La monitorización de la PtiO2 permite detectar rápidamente una isquemia cerebralintraoperatoria y la posibilidad de instaurar el tratamiento antes de que se produzcanlesiones neuronales irreversibles. Se ha recomendado durante la cirugía de los aneuris-mas, y puede identificar a los pacientes con riesgo de desarrollar isquemia relacionadacon el procedimiento [61]. La PtiO2 cerebral es más eficaz que la monitorización de lospotenciales somatosensitivos provocados para predecir la isquemia, si se emplea unumbral de 15 mmHg [62]. Hoffman et al [63] compararon la PtiO2 de la corteza adya-cente a las malformaciones arteriovenosas con áreas cerebrales de control (no isquémi-cas) en pacientes que iban a someterse a una cirugía programada de aneurismas. LaPtiO2 cerebral en los pacientes del grupo control no se modificó durante la cirugía. Enlos pacientes con malformaciones arteriovenosas, la PtiO2 era baja antes de la resecciónde la malformación, lo que sugería una hipoperfusión y una hipoxia crónica, y aumenta-ba notablemente después de la resección, sugiriendo una hiperperfusión. También se hainvestigado el efecto de la apertura de la duramadre y de la resección tumoral sobre laPtiO2. En los pacientes con edema cerebral intraoperatorio, la PtiO2 peritumoral bajaaumentaba drásticamente al abrir la duramadre y después de la resección tumoral, locual sugería la presencia de una hipoxia significativa en el edema peritumoral [64]. Estodestaca la importancia que tiene mantener la PPC durante la cirugía de los tumores cere-brales, y sugiere que se podría utilizar la monitorización de la PtiO2 para guiar el controlintraoperatorio de la presión arterial. También se ha confirmado que una reducción de laPtiO2 cerebral mejora con reducciones en la PIC y aumentos en la PPC después de unacranectomía descompresiva [65]. Además, los pacientes con hipoxia cerebral intensaantes de la cirugía tenían más probabilidades de padecer resultados peores, suscitando laposibilidad de utilizar la monitorización de la PtiO2 para seleccionar a los pacientes quepodrían beneficiarse de la descompresión quirúrgica.

La mayor parte de los datos clínicos sobre la monitorización de la PtiO2 proceden deestudios realizados después de LCT. Una PtiO2 baja se asociaba con malos resultados[66], pero todavía no se ha establecido con claridad cuál debería ser el umbral para lahipoxia cerebral. No obstante, es probable que dicho umbral esté relacionado tanto conla duración como con la intensidad de la hipoxia. En un estudio de TEP reciente en LCT,las regiones cerebrales con valores de PtiO2 inferiores a 10 mmHg presentaban aumen-tos notablemente menores inducidos por la hiperventilación en la fracción de la extrac-ción media de oxígeno [14]. En otro estudio, cuando se aumentaba la PPC desde 70 a 90 mmHg, el valor de la PtiO2 asociado con una fracción de extracción de oxígeno nor-


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mal era de 14 mmHg [59]. Estos datos sugieren que el umbral isquémico se sitúa pordebajo de 14 mmHg, pero es mejor considerar los valores críticos para la PtiO2 dentrode unos límites, en vez de hacerlo en un umbral exacto [54]. El techo de la PtiO2 duran-te el aumento de la PPC es más alto en las áreas de isquemia focal [67], lo que sugiereque los efectos beneficiosos se están produciendo en tejidos expuestos a un riesgo. Lo que está menos claro es si la manipulación de la PtiO2 es capaz de influir sobre losresultados. No obstante, en un estudio reciente de 28 pacientes, un tratamiento estándardirigido por la PIC y la PPC junto con intervenciones para mantener la PtiO2 por encimade 25 mmHg reducía la mortalidad, en comparación con la de un grupo de 25 controleshistóricos que recibieron únicamente un tratamiento dirigido por la PIC y la PPC [68].

Las técnicas de monitorización de la oxigenación regional y global no son competi-tivas ni mutuamente excluyentes. Ni la monitorización de SjvO2 ni la de la PtiO2 identi-fican por sí solas todos los episodios de isquemia, y deben considerarse como comple-mentarias a otras estrategias de monitorización, beneficiándose de las característicasinigualables de cada técnica [48].

Espectroscopia de cuasi-infrarrojos

La espectroscopia de cuasi-infrarrojos (NIRS, Near infrared spectroscopy) es una técni-ca incruenta basada en la transmisión y la absorción de una luz cuasi-infrarroja (700 a1.000 nm) a su paso por los tejidos. La hemoglobina oxigenada y la desoxigenada tienenespectros de absorción diferentes, y el estado hemodinámico y de oxigenación cerebralpuede determinarse por su absorción relativa de la luz cuasi-infrarroja. La primera meto-dología de la NIRS se limitaba a medir los cambios en la concentración de cromóforostisulares, pero los adelantos recientes han permitido medir la saturación absoluta de oxí-geno de la hemoglobina [69] y las concentraciones absolutas de oxihemoglobina y des-oxihemoglobina [70]. La NIRS examina la sangre arterial, venosa y capilar dentro delcampo de visión, y la saturación derivada representa la saturación de oxígeno tisular medi-da a partir de estos tres compartimentos. Además de monitorizar variables de oxigenación,la NIRS se ha usado para medir el FSC regional [71] y el volumen sanguíneo cerebral [72],pero estas técnicas no se han validado. Más recientemente, ha sido posible medir en losadultos los cambios en la concentración del complejo terminal de la cadena de transferen-cia de electrones, la oxidasa del citocromo-c [73]. Esta medición se ha validado en estudiosen animales como medida de los cambios en el estado de energía celular [74], y ofrece laposibilidad de valorar el estado de oxidorreducción después de una lesión cerebral en losseres humanos. Existen dos tipos de instrumentación de la NIRS para su aplicación clínica: la serie INVOS (Somanetics Corporation, Troy, Michigan) y la serie NIRO (Hama-matsu Photonics, Hamamatsu City, Japón) (fig. 4). El INVOS presenta un único valornumérico para la saturación cerebral regional (rSO2), mientras que el NIROS proporcionaun índice de oxigenación tisular en términos de porcentaje y cambios en las variables deoxihemoglobina y desoxihemoglobina y la oxidasa del citocromo-c oxidada.

Las tendencias en las variables de la NIRS pueden detectar incidentes isquémicos, yla rSO2 se ha utilizado para monitorizar la isquemia durante los procedimientos radioló-gicos intervencionistas [75] y para el pinzamiento carotídeo [76,77]. La NIRS se ha apli-cado para detectar incrementos intraoperatorios en la saturación de oxígeno cortical y el

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volumen sanguíneo, indicativos de un estado hiperémico, después de la resección demalformaciones arteriovenosas [78]. La oxigenación cerebral medida con la NIRS se hacomparado con la SjvO2 y la PtiO2 cerebral en pacientes con LCT [57], y recientementese han descrito los umbrales isquémicos provisionales para las variables del NIRS [79].Se ha demostrado que la monitorización y el tratamiento de la rSO2 durante la circula-ción extracorpórea minimizan la incidencia de desaturación cerebral y se asocian conuna incidencia más baja de disfunción orgánica sistémica postoperatoria [80].

La NIRS ofrece la posibilidad de aportar una medición continua incruenta del esta-do hemodinámico, de la oxigenación y de variables metabólicas cerebrales en variasregiones de interés, con una resolución temporal alta. Sin embargo, todavía no se ha nor-malizado la tecnología para su aplicación clínica y, en algunos casos, no se han publica-do los algoritmos [81]. Resulta difícil trasladar los datos entre los estudios utilizando tec-nologías diferentes. Otro asunto es la posible contaminación de la señal de la NIRS porfuentes extracraneales, aunque la aplicación más amplia de la espectroscopia resueltaespacialmente, que tiene una sensibilidad y una especificidad alta a los cambios intra-craneales, ayuda a resolver este punto [77]. Los sistemas de espectroscopia modernos debanda ancha permiten, además, una mejoría de la resolución espacial y temporal, y per-miten mediciones en tiempo real de varios sitios [73]. La NIRS tiene muchas ventajaspotenciales sobre otras técnicas, pero es necesario seguir avanzando tecnológicamenteantes de que se convierta en un monitor clínico fiable.


Fig. 4. Sistema de espectroscopia cuasi-infrarrojo. (A) Espectrómetro NIRO 300 (Hamamatsu Photonics, Hamamat-su City, Japón). (B) Optodos transcraneales. (C) Esquema de los optodos.

Emitter

Detector de3 fotodiodos

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Microdiálisis cerebral

La microdiálisis cerebral (MC) es un instrumento de laboratorio bien asentado quecada vez se utiliza más como monitor de cabecera para proporcionar un análisis enlínea de la bioquímica del tejido cerebral durante la estancia en la unidad de cuidadosintensivos neuroquirúrgicos. Recientemente, se han revisado los fundamentos y lasaplicaciones clínicas de la MC [82,83]. El catéter de MC consta de una sonda fina dedoble luz revestida hasta la punta por una membrana de diálisis semipermeable que secoloca en el tejido cerebral (fig. 5). La sonda se inunda, a través de un tubo de entra-da, con líquido isotónico con el intersticio tisular, y el líquido infundido pasa a lo largode la membrana antes de salir por un tubo de salida hacia la cámara colectora. La difu-sión impulsa el paso de moléculas a través de la membrana, junto con su gradiente deconcentración (fig. 6). El catéter de MC actúa como un capilar sanguíneo artificial, yla concentración de sustrato en el líquido recogido (microdializado) depende en partedel equilibrio entre el sustrato administrado y la captación y la excreción desde ellíquido extracelular cerebral. Un analizador de MC disponible comercialmente (CMA,Solna, Sweden) mide las concentraciones de microdializado de glucosa, lactato, piru-vato, glicerol y glutamato en línea (v. fig. 3). La concentración de estas sustancias enel microdializado no se corresponde con la concentración verdadera en el líquidoextracelular, y la proporción de la concentración de líquido extracelular en el micro-dializado se denomina «recuperación relativa». Ésta depende del tamaño de los porosde la membrana, del área de la membrana, del ritmo del flujo infundido y de la veloci-dad de difusión de la sustancia. El sistema más utilizado en la práctica clínica constade un catéter de 10 mm de largo con un corte de peso molecular de 20 a 100 kDa, porel que se infunde una solución disponible comercialmente (Perfusion Fluid CNS,CMA Microdialysis) a un ritmo de 0,3 µl/min–1 [82]. Las muestras suelen recogerse yanalizarse cada hora. Se recomienda colocar el catéter de microdiálisis en tejido de

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Fig. 5. Componentes de un catéter de microdiálisis clínica. (A) Conector de la bomba del líquido de perfusión. (B) Tubode entrada. (C) Catéter de microdiálisis. (D) Membrana de microdiálisis. (E) Tubo de salida. (F) Vial de recogida y aga-rradera.

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riesgo (es decir, próximo a una masa o, en el caso de un aneurisma, en el territorio delvaso original) [84]. Esto permite medir cambios biomecánicos en la zona del cerebromás vulnerable a los trastornos isquémicos.

La mayor experiencia clínica con la microdiálisis cerebral hace referencia a lamonitorización de pacientes con LCT y HSA en la unidad de cuidados intensivos neu-roquirúrgicos [82,83]. La hipoxia o la isquemia cerebral graves se asocian habitual-mente con incrementos marcados en la proporción entre el lactato y el piruvato [85], yuna proporción mayor de 20 o 25 se asocia con un mal pronóstico después de una LCT[86]. Tradicionalmente, se ha asumido que los incrementos en la proporción de lacta-to y piruvato se deben solamente a isquemia tisular y, aunque los incrementos en estaproporción guardan relación con la fracción de la extracción de oxígeno medida conTEP [59], no ha sido posible establecer un umbral de hipoxia asociado con una eleva-ción de la proporción entre el lactato y el piruvato [87]. Ahora parece evidente que laglucólisis anaerobia no sólo puede deberse a hipoxia e isquemia, sino también al fra-caso mitocondrial y a la incapacidad de usar eficazmente el oxígeno aportado [88]. Lamicrodiálisis cerebral ofrece una oportunidad única para monitorizar dicha disfuncióncelular. El glicerol es un marcador de lesión celular isquémico, y un aumento de lasconcentraciones de glicerol en la microdiálisis se asocia con un mal pronóstico des-pués de una LCT [89]. El aumento de las concentraciones de aminoácidos excitadores[90] y la disminución de la concentración de glucosa en el líquido extracelular cere-bral [91] pueden predecir o asociarse con catástrofes metabólicas que se producendurante una lesión cerebral aguda. La microdiálisis se está asentando como un instru-mento para facilitar la toma de decisiones clínicas durante la asistencia en la unidad decuidados intensivos neuroquirúrgicos [82,83].

Dado que la MC mide cambios a nivel celular, posee el potencial de detectar hipoxiae isquemia antes de que puedan detectarse cambios con técnicas de monitorización más


Fig. 6. Esquema de un catéter de microdiálisis localizado en el tejido cerebral. Un líquido isotónico se bombea a tra-vés del catéter de microdiálisis a un ritmo de 0,3 µl/min–1. Las moléculas que se hallan en una concentración alta enel líquido extracelular cerebral se equilibran a través de la membrana de microdiálisis semipermeable y pueden anali-zarse en el microdializado. ECF: líquido extracelular; MD: microdiálisis.

0,3 µl/min

Microdializado

Catéter de microdiálisis

Membrana semipermeable de la MD

Las moléculas en el ECF se equilibran a través de la membrana de la MD

Intersticio del tejido cerebral

Líquido de perfusión

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convencionales o antes de que se produzca un cambio en la situación clínica. En un estu-dio, una elevación de la proporción entre el lactato y el piruvato y de glicerol pronosti-caba la aparición de un déficit isquémico tardío relacionado con un vasoespasmo cere-bral entre 11 y 23 horas antes de su manifestación clínica [92]. Este valor pronóstico dela MC podría ofrecer ventajas sustanciales sobre otras técnicas de monitorización en elperíodo perioperatorio.

La MC es una técnica atractiva para monitorizar una isquemia inminente durante lacirugía neurovascular, ya que la detección precoz puede prevenir o minimizar los dañosal suscitar un cambio en el tratamiento quirúrgico o anestésico. En un estudio, los incre-mentos en el lactato, en la proporción entre el lactato y el piruvato, y del glutamato seasociaban a reducciones en la PtiO2 cerebral durante la cirugía de los aneurismas, aun-que, a diferencia de la PtiO2, no predecían la aparición de infartos posteriores [93]. Tam-bién se ha demostrado que los cambios en el glutamato lo han convertido en un marca-dor excelente de lesión neuronal y de déficit neurológico posterior, después de unacirugía de derivación extracraneal-intracraneal [94].

Las aplicaciones intraoperatorias de la MC cerebral están limitadas actualmente porla tecnología. Es poco probable que la necesidad de obtener muestras cada hora ofrezcauna resolución de tiempo adecuada en el contexto quirúrgico. Un aumento del ritmo deperfusión permite recuperar un volumen de muestra suficiente cada 15 minutos, aunquea expensas de una recuperación relativamente menor de las variables medidas. Sinembargo, para una detección clínicamente útil de los cambios metabólicos durante lacirugía probablemente se necesiten obtener las muestras con mayor rapidez. Se ha des-crito una técnica de MC continua, aunque dicha tecnología todavía no está disponiblecomercialmente [95]. El éxito futuro de la MC como monitor perioperatorio depende dela elección de los biomarcadores, de su sensibilidad, especificidad y valor pronósticopara incidentes neuroquímicos secundarios, y de la disponibilidad de métodos prácti-cos para el análisis de los biomarcadores.

Resumen

Dada la complejidad fisiológica del cerebro humano, no es sorprendente que una solavariable o un solo dispositivo no sean capaces de proporcionar una monitorizaciónadecuada del bienestar cerebral durante la cirugía o de los múltiples procesos fisio-patológicos que se producen después de una lesión cerebral. Ésta es la razón de que,a menudo, se recomiende la monitorización con varias modalidades, incluyendomedidas combinadas de la perfusión cerebral, la oxigenación y el estado metabólico[96,97]. La mayoría de los monitores neurológicos se han desarrollado y comproba-do en las unidades de cuidados intensivos para este tipo de pacientes, y aunque algu-nos funcionan también en el quirófano, otros no son tan aptos para este entorno, debi-do a problemas de incompatibilidad o de una resolución temporal inadecuada. Esprobable que en un futuro cercano existan sondas para varios parámetros que midanla PIC, la PtiO2 y el FSC. También es probable que los adelantos técnicos conduzcanal desarrollo de monitores que proporcionen una medición incruenta y continua envarios focos de la hemodinámica cerebral, la oxigenación y el estado metabólico, yque se adapten bien al período perioperatorio. Actualmente, cada uno de los monito-

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res de la perfusión y la oxigenación cerebral tiene sus desventajas específicas, y nin-guno constituye el elemento de referencia para el tratamiento durante el períodoperioperatorio.

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Monitorizacion de la perfusión cerebral

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