Este protocolo integró la espectroscopia infrarroja cercana en las pruebas de ejercicio cardiopulmonar convencionales para identificar la implicación de la respuesta hemodinámica cerebral en la intolerancia al ejercicio en pacientes con insuficiencia cardíaca.
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Artículo de método
Integración de la monitorización de la saturación del tejido cerebral en las pruebas de ejercicio cardiopulmonar en pacientes con insuficiencia cardíaca
En este artículo
Resumen
Resumen
La hipooxigenación cerebral durante el descanso o el ejercicio afecta negativamente la capacidad de ejercicio de pacientes con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida (HF). Sin embargo, en las pruebas de ejercicio cardiopulmonar clínico (CPET), no se evalúa la hemodinámica cerebral. NIRS se utiliza para medir la saturación de oxígeno del tejido cerebral (SctO2) en el lóbulo frontal. Este método es fiable y válido y se ha utilizado en varios estudios. SctO2 es más bajo durante el descanso y el ejercicio máximo en pacientes con IC que en controles saludables (66,3 a 13,3% y 63,4 a 13,8% frente a 73,1 a 2,8% y 72 a 3,2%). SctO2 en reposo está significativamente correlacionado linealmente con el pico VO2 (r - 0,602), la pendiente de eficiencia de la admisión de oxígeno (r a 0,501), y el péptido natriurético cerebral (r -0,492), todos los cuales son reconocidos pronóstico y marcadores de gravedad de la enfermedad, lo que indica su potencial valor pronóstico. SctO2 se determina principalmente por la presión de CO2 de marea final, la presión arterial media y la hemoglobina en la población de HF. Este artículo muestra un protocolo que integra SctO2 utilizando NIRS en CPET incremental en un ergómetro de bicicleta calibrado.
Introducción
Las pruebas de ejercicio cardiopulmonar (CPET) se han aplicado en pacientes con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida (HF) para múltiples objetivos, incluyendo la cuantificación de la aptitud cardiopulmonar, pronóstico, diagnóstico de las causas del ejercicio, y las prescripciones de ejercicio1,2,3. Durante las pruebas, se supervisan y analizan las variables hemodinámicas y los datos derivados del intercambio automático de gas. La monitorización de la saturación de oxígeno del tejido cerebral (SctO2)tiene valor para el pronóstico de clasificación y la gravedad de la enfermedad4,5.
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) utiliza luz infrarroja para penetrar en el cráneo y estimar la oxigenación del tejido cerebral de forma continua y no invasiva6. Dado que la oxihemoglobina y la desoxihemoglobina tienen diferentes espectros de absorción de luz y son los cromóforos primarios que absorben la luz, sus concentraciones se pueden medir mediante la transmisión y absorción de luz6,7. Sin embargo, los absorbedores de luz de fondo también dispersan la luz y pueden influir en la medida8. Este estudio adoptó un NIRS resuelto espacialmente para medir SctO2 desde el descanso hasta el ejercicio máximo9. Se emitieron cuatro longitudes de onda para compensar las pérdidas de dispersión dependientes de la longitud de onda y eliminar la interferencia de fondo, mejorando así la precisión10.
SctO2 representa la proporción de suministro de oxígeno frente al consumo en el tejido cerebral. La desaturación cerebral se asocia con la interrupción del flujo sanguíneo cerebral (CBF), disminución de la concentración de oxígeno arterial y aumento del consumo de oxígeno del tejido cerebral11. Aparte de la insuficiencia de salida cardíaca, la IC avanzada causa hipoperfusión cerebral durante el ejercicio al inducir indirectamente vasoconstricción cerebral a través de la disminución de la presión parcial arterial de dióxido de carbono (PaCO2) a través de la hiperventilación 12.
La importancia clínica de la oxigenación cerebral en la IC fue revelada por Chen et al.4. En primer lugar, SctO2 se redujo significativamente en el grupo de ONDAS decay/a en comparación con los controles saludables. SctO2 no sólo se reduce en reposo, sino que también disminuye aún más durante el ejercicio. No se observa en el grupo sano. En segundo lugar, SctO2rest y SctO2peak se correlacionaron con VO2peak,péptido natriurético cerebral (BNP) y pendiente de eficiencia de admisión de oxígeno (OUES), todos los cuales son marcadores de pronóstico establecidos. Por lo tanto, SctO2rest y SctO2peak son muy propensos a ser pronóstico y reflejan la gravedad de la enfermedad en pacientes con IC. Otro estudio de Koike y otros sugirieron que el cambio en la oxihemoglobina cerebral medido en la frente desde el descanso hasta el ejercicio máximo fue significativamente menor en los no sobrevivientes en comparación con el de los sobrevivientes de pacientes con enfermedad de las arterias coronarias5. Por lo tanto, la oxigenación cerebral puede emplearse para estratificar la gravedad de la enfermedad y el pronóstico de los pacientes con IC.
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Protocolo
El siguiente protocolo fue aprobado por el comité de ética en Chang Gung Memorial Hospital, Linkou, Taiwán. La prueba de ejercicio se llevó a cabo en un laboratorio climatizado con una temperatura atmosférica de 22-25 oC, presión de 755 a 770 Torr, y humedad relativa de 55-65%. Antes de cada ensayo, el analizador de gas se calibraba siguiendo las instrucciones del fabricante utilizando aire de la sala y una mezcla de gas de concentración conocida (FO2: 0.12; FCO2: 0.05; N2 como saldo). El caudalímetro de la turbina del sistema fue calibrado por el método de 2 puntos con 0,2 L/s y 2 L/s mediante un sistema de bombeo automático.
1. Preparación: Colocación de sensores y grabadoras
- Limpie la frente dos veces con una almohadilla de alcohol para eliminar el sudor y la suciedad de la piel.
- Coloque los sensores NIRS en la frente bilateralmente. Utilice un sensor grande en el que la distancia entre el emisor y el detector sea de 5 cm. La profundidad de medición estimada es de 2,5 cm. Asegúrese de que los sensores estén bien conectados.
- Coloque parches de electrocardiografía en el tórax anterior, las articulaciones acromioclaviculares bilaterales y la parte inferior de la espalda.
- Pida al paciente que se sente en el ergómetro de la bicicleta.
- Coloque el brazalete del esfigmomanómetro.
- Indique al paciente que use la máscara para el análisis de gas. Asegúrese de que no haya fugas de gas a través del borde de la máscara.
- Coloque los sensores del oxímetro de pulso en el lóbulo del oído del paciente y en el dedo índice.
2. Monitoreo de CPET y SctO2
- Dígale al paciente que descanse durante al menos 2 minutos para obtener un valor basal estable, incluyendo SctO2 y la relación de intercambio respiratorio.
- Pida al paciente que complete la etapa de calentamiento a una velocidad de trabajo de 10 W durante 1 min en el ergometro de ciclo.
- Aumente la velocidad en 10 W/min y pida al paciente que pedalee alrededor de 60 rpm hasta que no se mantenga al día con una cadencia >50 rpm a pesar de un fuerte estímulo (pruebas de ejercicio limitadas por síntomas).
- Promedio del valor SctO2 automáticamente a partir de los datos escaneados a la frecuencia de 100 Hz.
- Mida la presión arterial cada 2 minutos automáticamente por el esfigmomanómetro.
- Analice el componente de gas respiración por respiración, incluyendo VO2 y la presión de dióxido de carbono de marea final (PETCO2).
- Pida al paciente que complete la etapa de recuperación a una velocidad de trabajo de 0 W durante 2-6 min.
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Resultados
Treinta y cuatro pacientes con IC y 17 controles saludables fueron inscritos en linkou Chang Gung Memorial Hospital, Taiwán. Cada sujeto se sometió a pruebas de ejercicio cardiopulmonar que incorporaron la monitorización de SctO2 por NIRS. En resumen, los valores de SctO2 (descanso; pico) fueron significativamente más bajos en el grupo de ONDAS de ci.F. (66,3 a 13,3%; 63,4 a 13,8%, que en el control (73,1 a 2,8%; 72 a 3,2%) grupo(Figura 1
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Discusión
La oxigenación cerebral monitoreada no invasiva y continuamente por NIRS se ha aplicado en varios escenarios, incluyendo la cirugía cardiovascular13 y análisis funcionales cerebrales como los que estiman la actividad neuronal14. Este protocolo integró NIRS en el CPET convencional para identificar la implicación de la respuesta hemodinámica cerebral en la intolerancia al ejercicio en pacientes con IC. Aumenta el valor de las pruebas de ejercicio para determinar el pronóstico...
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
El paciente que participó en las pruebas de ejercicio es profundamente apreciado. Esta investigación fue apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia, Taiwán (NMRPG3G6231/2/3), Chang Gung Memorial Hospital (Grant No. CMRPG3G0601/2), y el Centro de Investigación para el Envejecimiento Saludable, la Universidad Chang Gung y el Programa de Arado Profundo de Educación Superior del Ministerio de Educación de Taiwán (Números de subvención EMRPD1H0351 y EMRPD1H0551).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Bicicleta ergométrica | Ergoline, Alemania | Ergoselect 150P | |
| Pruebas de esfuerzo cardiopulmonar Análisis de gases | Cardinal-health Alemania | MasterScreen CPX | |
| Oximetría de pulso de dedo | Nonin Onyx, Plymouth, Minnesota | Modelo 9500 | |
| Esfigmomanómetro | SunTech Medical, Reino Unido | Tango | |
| Espectroscopía | de infrarrojo cercanoCAS Medical Systems, Inc., Branford, sistema CT | FORE-SIGHT |
Referencias
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