Monitores para múltiples gases medicinales anestésicos y respiratorios

Información UMDNS
La presente Comparación de Producto cubre los siguientes términos de dispositivos y códigos de productos, tal como aparecen enumerados en el Sistema Universal de Nomenclatura de Dispositivos Médicos de ECRI™ (UMDNS™): Monitores, de cabecera, respiración/gases anestésicos/respirados (Monitors, Bedside, Respiration/Anesthetic Gas [17-445]). Estos dispositivos también se llaman monitores multigases.

Propósito
Los MMGM muestrean y miden continuamente las concentraciones de gases respiratorios y anestésicos inspirados y espirados (al final de la espiración), durante e inmediatamente después de la administración de la anestesia. Una sobredosis del agente anestésico y/o demasiado poco O2 pueden ocasionar daño cerebral y la muerte, mientras que una infradosis del agente dará como resultado una anestesia insuficiente.

Algunas muertes relacionadas con el uso de anestesia se podrían prevenir con un adecuado monitoreo de los gases respirados y anestésicos en la SC. Durante la anestesia general, el estado fisiológico del paciente debe ser evaluado continuamente, y las tendencias y cambios súbitos se deben identificar con rapidez. El monitoreo de gases le proporciona información al anestesista sobre el estado fisiológico del paciente, verifica que se están administrando los niveles apropiadas de gases y advierte las fallas del equipo o las anomalías en el sistema de suministro de gases. Los MMGM muestran las concentraciones de gases inspirados/espirados, y las alarmas suenan para alertar al personal clínico cuando las concentraciones de los gases medidos y los parámetros fisiológicos caen fuera de los límites establecidos. En la mayoría de las unidades, los gases se identifican y cuantifican automáticamente, aunque algunos MMGM requieren que el usuario seleccione el agente halogenado que se está utilizando o que el monitor esté equipado con una opción especial para identificar ese agente.

Principios de operación
La mayoría de MMGM son monitores sidestream, que aspiran las muestras del circuito respiratorio a través de un tubo de diámetro estrecho, el cual por lo general está hecho de cloruro de polivinilo (PVC). Además, la mayoría de fabricantes o los proveedores independientes tienen disponibles líneas de muestreo de Nafion, que se pueden conectar a cualquier monitor (el Nafion permite que la humedad pase a través de la línea de muestreo a la atmósfera). El vapor de agua puede afectar las mediciones espectrométricas infrarrojas [IR]). Algunos fabricantes utilizan una trampa y/o filtro de agua para eliminar la condensación de la muestra, y disminuyen de ese modo el vapor de agua antes de que la muestra de gas llegue a la cámara de análisis. Las muestras de gases son aspiradas por el monitor a una tasa de flujo fija o ajustable, generalmente entre 50 y 250 mL/min. Tasas menores minimizan la cantidad de gas retirado del circuito respiratorio y, por lo tanto, del volumen corriente del paciente; sin embargo, en algunos MMGM las bajas velocidades del flujo de muestreo pueden aumentar el tiempo de respuesta (rise time) y disminuir la exactitud de las mediciones. La mayoría de los monitores eliminan el escape de gas a través de un puerto en la parte trasera de la unidad, que se puede fijar a un sistema de barrido o al circuito respiratorio del paciente (en los sistemas de circuito cerrado).

Como los MMGM miden sustancias diversas químicamente, por lo general combinan más de un método analítico. La mayoría de los MMGM miden las concentraciones de agentes anestésicos halogenados, CO2y N2O utilizando tecnología de absorción IR no dispersiva; generalmente se utilizan ya sea una célula electroquímica (galvánica) o un sensor paramagnético para medir la concentración de O2respirado. Algunos MMGM emplean un método piezoeléctrico para medir la concentración del agente anestésico. Ciertos MMGM monitorean la perfusión tisular de O2con oxímetros de pulso incorporados o modulares, y también pueden monitorear la temperatura del paciente, la presión arterial invasiva y la no invasiva, y parámetros del electrocardiograma.

Los espectrómetros IR no dispersivos, con doble cámara, pasan la energía IR de un filamento incandescente a través de la cámara de la muestra y de una cámara de referencia que es idéntica pero está llena de aire. Aunque cada gas absorbe la luz a diferentes longitudes de onda, se selecciona solamente una longitud de onda de absorción para cada gas, con el objeto de determinar la concentración del gas. La luz es filtrada después de que pasa a través de las cámaras, y únicamente la longitud de onda seleccionada para cada gas es transmitida al detector. La absorción de la luz en la cámara de análisis es proporcional a la presión parcial del gas. Cuando se emplea la espectrometría IR para determinar la concentración del agente halogenado, los anestésicos se analizan por separado, a través de otro camino óptico más largo dentro del MMGM, que puede reconocer la señal más débil generada por los anestésicos halogenados.

Los monitores que pueden identificar y también cuantificar los agentes halogenados habitualmente utilizan una cámara separada de la que se emplea para medir el CO2y el N2O, miden la absorción dentro del rango de 7 a 14 µm y utilizan fotómetros de filtros IR para múltiples longitudes de onda, de un solo canal. Cada uno de los filtros (uno para cada agente anestésico y otro para proporcionar una línea basal de comparación) transmite una longitud de onda específica de luz IR, y cada gas absorbe la luz en forma diferente en las bandas de longitud de onda seleccionadas.

Los monitores que requieren que el usuario seleccione el agente suministrado que se va a medir emplean un rango de longitud de onda de aproximadamente 3,3 µm –la longitud de onda pico a la cual el enlace de carbono-hidrógeno absorbe la luz–. Por tal razón, esos MMGM no pueden distinguir entre varios agentes halogenados u otras moléculas que contienen enlaces de carbono-hidrógeno.

El método piezoeléctrico mide la concentración de un agente halogenado seleccionado. La muestra es bombeada a través de una cámara que contiene dos cristales: un cristal de referencia y un segundo cristal que ha sido recubierto con un compuesto organofílico, con el fin de adsorber el gas anestésico. El incremento resultante en la masa cambia la frecuencia resonante del cristal recubierto, en proporción directa a la concentración de gas anestésico en la muestra, generando así un voltaje que es representado como el porcentaje de vapor. El cristal de referencia y el microprocesador compensan los efectos de la temperatura y de las variaciones de la presión atmosférica. Una unidad piezoeléctrica posee un sensor IR no dispersivo separado, que diferencia la inspiración y la espiración para detectar las respiraciones, así como una célula galvánica integral que mide la concentración de O2antes de que el gas muestreado sea devuelto al circuito respiratorio.

En la célula galvánica, el O2difunde a través de una membrana semipermeable, alcanza un electrodo reductor y es transportado por un producto de la reacción a otro electrodo (de referencia), donde libera electrones. La tasa a la cual el O2difunde dentro de la célula y genera voltaje es directamente proporcional a la presión parcial de O2difundida a través de la membrana.

Varios factores afectan el rendimiento y el tiempo de vida de las células. La temperatura del O2afecta su tasa de difusión a través de la membrana y, por consiguiente, el rendimiento de la célula; un sensor de temperatura incorporado a la célula compensa los cambios de temperatura durante su vida, el electrodo pierde agua –una parte se difunde hacia fuera cuando el O2entra en la célula y otra parte es consumida durante la oxidación– y finalmente requiere ser reemplazado.

El diseño de los sensores paramagnéticos que miden la concentración de O2se basa en el alto grado de susceptibilidad del O2(comparado con otros gases) a las fuerzas magnéticas. El sensor consiste en una célula simétrica, con cámaras idénticas para la muestra y el gas de referencia (aire) conectadas en una interfaz por un transductor de presión diferencial o micrófono. El gas de muestra y el de referencia son bombeados a través de esas cámaras a una desembocadura común. Un campo magnético fuerte, que rodea la región justo antes de que los gases se junten, actúa sobre las moléculas de O2para generar una diferencia de presiones entre los dos lados de la célula, haciendo que el transductor produzca un voltaje proporcional a la concentración de O2.

El usuario generalmente calibra o verifica la calibración del MMGM con una mezcla de gas estándar de un cilindro de gas interno o externo. Sin embargo, algunas unidades ofrecen una característica de calibración automática.

Los MMGM son controlados por un microprocesador y tienen alarmas ajustables por el usuario, que por lo general incluyen alarmas predeterminadas en la fábrica por defecto y/o programas para ajustar alarmas, tanto para altas como para bajas concentraciones de los gases medidos. Algunos monitores tienen también alarmas para el mal funcionamiento del sistema, tales como desconexión (los escapes de aire se pueden identificar con frecuencia a partir de la tendencia de O2y de CO2), oclusión, apnea o reinhalación del aire espirado inadvertida. Los MMGM normalmente tienen un método para silenciar temporalmente las alarmas audibles para O2bajo, N2O elevado y altas concentraciones del agente, mientras que otras alarmas audibles menos críticas se pueden silenciar en forma permanente.

Los MMGM muestran formas de onda y tendencias. Tienen una capacidad de exhibición integrada, y usualmente están equipados también con conectores de salida para interfaz con sistemas computarizados de archivo de registros de anestesia o con unidades de exhibición análoga y/o digital, tales como archivadores de gráficos e impresoras.

Muchas unidades suministran una presentación gráfica de las concentraciones respiración por respiración, y una impresión de las tendencias de las concentraciones de gases desde el principio hasta el final del evento anestésico.

Problemas reportados
La acumulación de vapor de agua condensado o de otros materiales en la cámara de muestreo puede interferir con la exactitud de los MMGM. Algunos monitores previenen ese problema atrapando la condensación antes de que esta llegue a la cámara, mientras que otros emplean tubería especial (Nafion) y filtros hidrofóbicos, para prevenir que el vapor de agua afecte el funcionamiento del monitor; sin embargo, algunos fabricantes todavía recomiendan que se limpie la cámara en forma periódica, especialmente para prevenir la acumulación de secreciones o de otro material extraño.

La presencia de N2en los gases inspirados indica que se está aspirando aire dentro del circuito respiratorio, diluyendo así la concentración del gas suministrado. Aunque la mayoría de los MMGM no monitorean la concentración de N2, esos escapes se pueden identificar a menudo cuando cambian las tendencias de O2y CO2.

En los MMGM que no pueden identificar los agentes halogenados, el usuario debe ajustar el control de selección del agente de acuerdo con el anestésico halogenado que se está utilizando. El personal clínico debe ser confiable, para llenar los vaporizadores con el agente adecuado (un sistema de llenado con teclado ayuda a evitar errores) y para conectar el circuito respiratorio en forma correcta, a fin de impedir el uso accidental de un anestésico equivocado o de múltiples anestésicos.

La presencia de alcohol o de otros vapores orgánicos en la habitación, en una línea de muestreo o en el aliento del paciente puede ocasionar lecturas inexactas de la concentración en los monitores, que no pueden distinguir estos compuestos de los agentes anestésicos. Los MMGM que identifican y cuantifican los agentes halogenados pueden eliminar las interferencias de estos compuestos, porque esos monitores miden las concentraciones de los agentes halogenados a una longitud de onda en la cual los vapores orgánicos no tienen un pico en el espectro de absorción IR.

Consideraciones de compra.
Recomendaciones del ECRI Institute

El MMGM debe muestrear y medir continuamente las concentraciones de los gases respiratorios y anestésicos inspirados y espirados durante la administración de la anestesia e inmediatamente después. El dispositivo también puede incluir el monitoreo de otras variables, tales como la saturación de oxígeno (SpO2), la presión en las vías aéreas y el monitoreo de volúmenes.

El MMGM debe mostrar las concentraciones de CO2y del agente halogenado inspirado y espirado, las concentraciones inspiradas (o promedio) de O2 y N2O, y la frecuencia respiratoria.

Los monitores deben medir con exactitud las concentraciones de gas sobre el rango encontrado clínicamente, y deben compensar los efectos de interferencia entre los constituyentes del gas. El rango en el cual un monitor debe ser capaz de medir cada uno de los gases analizados, y la exactitud que debe alcanzar para cada uno de ellos, debe ser como sigue:

• 0-6% de halotano con una exactitud de 0,25 volúmenes %.


• 0-6% de enflurano con una exactitud de 0,25 volúmenes %.


• 0-6% de isoflurano con una exactitud de 0,25 volúmenes %.


• 0-10% de sevoflurano con una exactitud de 0,25 volúmenes %.


• 0-20% de desflurano con una exactitud de 0,25 volúmenes %.


• 0-80% de óxido nitroso con una exactitud del 10% en la lectura o 5 volúmenes %, la que sea mayor.


• 0-10% de dióxido de carbono con una exactitud de 10% en la lectura o 0,4 volúmenes %, la que sea mayor.


• 0-100% de oxígeno con una exactitud de 5% en la lectura o 2 volúmenes %, la que sea mayor.

La interferencia con las mediciones ocasionada por la presencia de vapor de agua, líquido aspirado o presión en el circuito respiratorio, debe ser eliminada o compensada automáticamente por el MMGM.

El MMGM debe permanecer puesto a cero y calibrado al menos durante seis meses.

Las mediciones deben permanecer exactas sobre las frecuencias de ventilación que se utilizan normalmente (por ejemplo, 25/min para adultos y hasta 60/min si el monitor está destinado para aplicaciones neonatales o pediátricas). El tiempo de respuesta para las mediciones de O2debe ser menor de 20 segundos.

Los límites de las alarmas deben ser fáciles de revisar y establecer. El anestesista debe ser capaz de ver simultáneamente todos los límites de las alarmas y las concentraciones de gases exhibidos, mientras revisa y establece los límites de las alarmas. Debe haber alarmas disponibles para todos los parámetros que son controlados por los monitores MMGM. La unidad debe dar la alarma para indicar una obstrucción de la línea de muestreo o una falla en el sistema.

Para un monitoreo seguro y efectivo, las unidades deben reunir algunos criterios mínimos para alarmas críticas:

• La alarma de apnea (asociada con el monitoreo de CO2) y el límite de alarma de O2bajo son críticas en todas las situaciones, y debe ser imposible inhabilitarlas mientras un paciente esté conectado.


• El límite de alarma de SpO2baja (asociada con la oximetría de pulso) también es crítico; sin embargo, este límite de alarma se puede apagar, siempre que un indicador visual advierta sobre esa condición.


• Para el O2bajo y la SpO2baja, no debe ser posible bajar los límites de las alarmas a valores que no son útiles clínicamente (ajustes mínimos de 18 y 70%, respectivamente).


• Los monitores deben permitir flexibilidad para establecer los límites de la alarma y ayudar a minimizar el uso de ajustes inadecuados, y los límites de la alarma deben ser fáciles de revisar en una sola pantalla.

Si se va a cambiar la concentración de CO2 exhibida de mm Hg a porcentaje de CO2, el establecimiento real del límite de la alarma no debe ser alterado y, preferiblemente, el límite de la alarma será convertido a las nuevas unidades. No debe ser posible silenciar indefinidamente la alarma de apnea.

La monitorización de agentes se debe activar automáticamente al encender la unidad. Sin embargo, es aceptable que la unidad requiera que el agente sea seleccionado antes de comenzar el monitoreo, siempre que la unidad le advierta al usuario que el agente se ha detectado, pero no ha sido seleccionado.

Los MMGM equipados con oximetría de pulso deben tener una alarma para falla de la sonda/desconexión y alarmas audibles para SpO2baja y elevada, y para frecuencia del pulso baja y alta. El monitor debe indicar cuando sea probable que las lecturas de SpO2y de la frecuencia del pulso sean inexactas debido a un pulso débil.

El MMGM debe mostrar la forma de onda del CO2. Es preferible que la unidad permita al usuario seleccionar por lo menos dos presentaciones gráficas adicionales (por ejemplo, formas de onda y tendencias).

El gas de escape del MMGM debe ser devuelto al circuito respiratorio del paciente o depurado. El funcionamiento no debe verse afectado con el acoplamiento de un depurador. Cuando el gas va a ser depurado, se debe suministrar con el monitor un puerto de fácil acceso, al cual no se pueda conectar el tubo de muestreo. Los fabricantes deben proporcionar tubos (de un diámetro menor que el del circuito respiratorio) con los equipamientos adecuados para conectar el puerto de escape al circuito respiratorio de espiración (tee de 22 mm) o un depurador (tee de 19 mm).

Otras consideraciones
Los MMGM son producidos ya sea como una unidad configurada o como una parte modular de un sistema de monitoreo fisiológico. Una institución debe considerar el estado de su sistema actual de monitoreo fisiológico antes de adquirir un MMGM. Un MMGM modular puede permitir que toda la información y las alarmas sean integradas en una pantalla. Los MMGM también se pueden integrar a las unidades de suministro de anestesia.

La variedad de configuraciones disponibles para MMGM permite a una institución adicionar módulos para expandir las capacidades de su equipo de monitoreo. Por ejemplo, si un hospital tiene pulsioxímetros, puede adquirir unidades que no tengan esta opción. Si una institución está planeando reemplazar su equipo actual de suministro de anestesia, podría pensar en un sistema de anestesia con módulos opcionales para el monitoreo combinado de CO2, N2O y agentes y/o para pulsioximetría.

Para alcanzar el grado de precisión y confiabilidad en el funcionamiento necesario para el monitoreo anestésico, los MMGM requieren un mantenimiento cuidadoso por parte de personal calificado en ingeniería biomédica. Los usuarios pueden desear verificar la disponibilidad del servicio y el tiempo del proceso de reparación antes de elegir los monitores multigases para sus instituciones.

Estado del desarrollo
Los analizadores IR se han utilizado durante muchos años para identificar y analizar compuestos con fines investigativos. Más recientemente se han adaptado para el monitoreo respiratorio de CO2, N2O y agentes halogenados. Algunos instrumentos se han diseñado ahora para identificar y cuantificar agentes específicos.

Se ha desarrollado un monitor que emplea tecnología fotoacústica IR, el cual puede cuantificar todos los gases respirados/anestésicos habituales, excepto el N2 y el vapor de agua; al igual que algunos MMGM, también tiene un pulsioxímetro incorporado. Las alarmas ponen en alerta al personal de la SC en caso de que la concentración del gas suministrado se encuentre por fuera de los límites establecidos.

Adicionalmente, algunos monitores están hechos de materiales no ferrosos y son comercializados para su uso durante los procedimientos de obtención de imágenes por resonancia magnética.

Reporte del Sistema de Comparación de Producto de asistencia sanitaria del ECRI Institute
Este reporte del ECRI Institute se titula “Multiple Medical Gas Monitors, Respired/Anesthetic©, March 2006, ECRI Institute. Traducido por B2Bportales, Inc., con autorización del ECRI Institute. B2Bportales, Inc. es responsable por la traducción y edición de la versión en español, a partir del material original. El ECRI Institute(Pensilvania, EE. UU.) es una agencia independiente de investigación, sin ánimo de lucro, dedicada a mejorar la seguridad, la calidad y la efectividad de la atención en salud, en función del costo. Las publicaciones, reportes y alertas del ECRI Institutese actualizan con regularidad. La agencia también ofrece información y servicios de evaluación a hospitales, organizaciones e instituciones de atención sanitaria. Los reportes o resúmenes de materiales del ECRI Institutepublicados en El Hospital, en cooperación con B2Bportales, Inc., no constituyen aval alguno por parte del ECRI Institutea ningún producto o fabricante que se anuncie o aparezca en cualquier otra forma en El Hospital. Para más información sobre el ECRI Institute, sus publicaciones y servicios, se puede contactar a Amalia Patiño, de Programas Internacionales. Teléfono +1 610 825 6000, ext. 5368. E-mail: apatino@ecri.org. Visite la página del ECRI Institute en Internet en http://www.ecri.org

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