PulmCrit - Saturação venosa central de oxigénio: sinal ou ruído?

Baseado no ensaio de Rios de terapia precoce orientada por objectivos, a saturação venosa central de oxigénio (cvO2%) emergiu como um alvo de ressuscitação. Isto foi recomendado durante mais de uma década até que os ensaios PROCESSO, PROMISE, e ARISE demonstraram que a monitorização do cvO2% era desnecessária. Consequentemente, isto caiu em grande parte à margem.

No entanto, um nicho de papel do cvO2% na UCI tem persistido. cvO2% continua a ser controlado ocasionalmente com o objectivo de tentar resolver o tipo de choque que um paciente tem. A lógica é que os estados de choque de alta produção (por exemplo, sepse, anafilaxia) devem aumentar o cvO2%, enquanto que os estados de choque de baixa produção (por exemplo, cardiogénico, hemorrágico) devem reduzir o cvO2%. Este conceito tem um certo apelo fisiológico e tem sido defendido por alguns autores (Gattinoni 2013).

Recentemente, surgiram alguns casos no Genius General Hospital onde o cvO2% foi enganador. Especificamente, o cvO2% foi elevado apesar do choque cardiogénico ou hemorrágico. Este post tentará explorar a razão pela qual isto pode ocorrer.

Lógica fisiológica para usar cvO2% para monitorizar o débito cardíaco

Isto começa com a equação Fick, que pode ser derivada da seguinte forma (onde mvO2% é a saturação venosa mista medida na artéria pulmonar)(5).

Esta equação pode ser reorganizada para permitir o cálculo do débito cardíaco (CO) com base na saturação venosa mista de oxigénio:

Esta é a forma como o débito cardíaco pode ser calculado utilizando a saturação venosa mista de oxigénio (e.g. utilizando um cateter de artéria pulmonar). Se fizermos a aproximação de que o cvO2 está próximo de mvO2%, então o cvO2% poderia igualmente ser usado para estimar o débito cardíaco:

Esta é a base da utilização do cvO2% para diferenciar os estados de choque, porque em teoria deveria revelar se o paciente está num estado de choque de alto débito ou de baixo débito.

É impossível determinar se o débito cardíaco é alto ou baixo olhando simplesmente para o cvO2%

Eu costumava acreditar que olhando para o cvO2% poderia permitir-lhe dizer se o débito cardíaco era elevado (cvO2% >70%) ou reduzido (cvO2% <70%). No entanto, é fácil mostrar que isto está errado. O primeiro passo aqui é reconhecer um erro no cálculo Fick acima, na primeira linha da derivação:

O oxigénio fornecido ao tecido é fornecido tanto pelo oxigénio ligado à hemoglobina como pelo oxigénio dissolvido directamente no plasma. Em condições normais, a quantidade de oxigénio dissolvido no plasma é insignificante em comparação com o oxigénio ligado à hemoglobina. Contudo, a UCI não é um estado de normalidade fisiológica. Se os pacientes têm baixa hemoglobina (por exemplo, HgB 6 mg/dL) e estão em FiO2 a 100%, então uma quantidade significativa de oxigénio fornecido pode estar na forma dissolvida (~15%). Isto foi confirmado clinicamente: Legrand 2014 mostrou que o aumento de 40% de FiO2 para 100% de FiO2 aumentou o cvO2% uma média de 13%! Uma fórmula mais precisa é assim:

Utilizando esta equação para obter novamente a equação de Fick, obtém-se a seguinte equação:

O comprimento desta equação indica que a relação entre cvO2% e o débito cardíaco é complexa. Para dar uma noção do impacto de diferentes variáveis, abaixo estão alguns exemplos de pacientes hipotéticos ilustrando como as variáveis podem afectar o cvO2%:

Assim, deve ficar claro que não existe uma relação simples entre cvO2% e o débito cardíaco:

Outra forma de ilustrar isto é simplesmente listar os factores que afectam o cvO2% (tabela abaixo; Bloos 2005). Com base nos numerosos factores envolvidos, deve ficar claro que não existe uma relação simples entre o cvO2% e o débito cardíaco. De facto, uma série de variáveis está envolvida num verdadeiro cabo de guerra, com cada variável a puxar o cvO2% numa direcção diferente.

É impossível determinar o débito cardíaco mesmo calculando-o.

Muito bem, pelo que é impossível conhecer o débito cardíaco a partir da observação do cvO2%. Mas e se nos tornarmos mais sofisticados? Primeiro, poderíamos deixar de dar aos pacientes quantidades excessivas de FiO2 e PaO2 (evitar a hiperoxia é uma boa prática de qualquer forma). Isto eliminaria o termo PaO2, permitindo-nos utilizar uma equação Fick tradicional, como se mostra abaixo. Em segundo lugar, poderíamos calcular o débito cardíaco a partir desta equação, permitindo-nos contabilizar variáveis como a hemoglobina e a saturação arterial de oxigénio. Isso permitiria calcular o débito cardíaco?

Isto leva-nos um passo mais próximo da verdade, mas muitas fontes de erro permanecem:

A maioria dos clínicos não tem a capacidade de medir o VO2 à beira do leito. Isto força uma estimativa do VO2, que é muito imprecisa (com grande variação no VO2 dependendo das diferenças de temperatura, paralisia, nutrição e sedação).
A saturação venosa central de oxigénio é um pobre estimador da saturação venosa real de oxigénio misturado. Por exemplo, um estudo comparando cvO2% vs. mvO2% na sepsis constatou que o intervalo de confiança de 95% para a diferença entre ambos os valores estava entre -12% e 15.5%:

O impacto composto nestes erros sobre o erro do débito cardíaco calculado pode ser estimado utilizando cálculo multivariável (onde aO2% representa a saturação arterial de oxigénio):

Vamos introduzir alguns valores potenciais e ver quanto erro isto cria:

VO2 = 210 +/- 25 ml/min
HgB = 12 +/- 0.5 mg/dL
Saturação arterial de oxigénio = 96 +/- 1%
Saturação venosa central de oxigénio = 70 +/- 5%

Plugging these values into the formula above indicates that random error in all four parameters yields a standard deviation of 1.2 liters/minute in the calculated cardiac output. Com base neste desvio padrão, o intervalo de confiança de 95% para o débito cardíaco calculado seria de +/- 2,3 litros/minuto (6). Isto é demasiado impreciso para uso clínico.

Para verificar esta matemática, pode ser realizada uma simulação Monte-Carlo. Isto envolve a geração de valores para 5.000 pacientes imaginários usando os valores acima, bem como funções de distribuição normal aleatória (1). Isto produz um desvio padrão semelhante embora ligeiramente superior para o débito cardíaco calculado (1,4 litros/minuto)(2). Os valores calculados do débito cardíaco são mostrados aqui:

A quantidade de incerteza no exemplo acima é de facto bastante conservadora. Por exemplo, o erro no VO2 estimado é muito superior a +/- 25 ml/min entre doentes críticos. Com base nos dados do Beest discutidos acima e outros estudos semelhantes, o desvio padrão de cvO2% pode estar mais próximo de 8-10%. Portanto, a quantidade de erro susceptível de ocorrer na UCI é consideravelmente mais elevada.

O resultado final é que a equação Fick amplifica a quantidade de erro aleatório envolvido em cada um dos valores introduzidos na mesma. Mesmo que cada variável individual seja conhecida com uma margem de erro razoável, o débito cardíaco calculado varia com uma margem de erro desarrazoada. Na UCI temos pouca ideia do que é o VO2 e apenas uma estimativa aproximada de mvO2% – assim o débito cardíaco calculado torna-se um gerador de números aleatórios (3).

É impossível determinar a adequação da oxigenação sistémica com base no cvO2%.

A razão de extracção de oxigénio é a razão entre o oxigénio consumido pelo organismo (VO2) e o oxigénio entregue ao organismo (DO2). A razão normal de extracção de oxigénio é de ~30%. À medida que a quantidade de oxigénio entregue ao organismo (DO2) diminui, uma fracção maior de oxigénio será consumida (maior taxa de extracção de oxigénio). Uma taxa de extracção de oxigénio >50% é muitas vezes considerada como reflectindo um estado de oxigenação inadequada.

Aproximando o cvO2% tão próximo do mvO2% e também aproximando o O2% arterial tão próximo de 100%, podemos obter:

Isto representa uma forma diferente de interpretar o cvO2%, como uma medida da taxa de extracção de oxigénio:

cvO2% < 50% sugere uma oxigenação sistémica inadequada (taxa de extracção de oxigénio >50%)

li>cvO2% >70% sugere oxigenação sistémica adequada (rácio de extracção de oxigénio < 30%)

p> De certa forma, isto é mais preciso do que considerar o cvO2% como um substituto do débito cardíaco, porque não é necessário conhecer o VO2 ou a hemoglobina. Isto pode ser usado como uma razão para atingir cvO2% > 70% (face ao Protocolo dos Rios), para assegurar uma oxigenação sistémica adequada. Infelizmente, existem várias limitações que impedem o cvO2% de ser uma medição precisa da oxigenação:

Os pacientes podem ter um cvO2% elevado apesar de uma oxigenação inadequada: cvO2% é uma média ponderada da extracção de oxigénio de diferentes partes do corpo. O desvio fisiológico do sangue para além dos tecidos (por exemplo, devido à sepsis) tenderá a elevar o cvO2%. Assim, é possível que ocorra um cvO2% elevado, mesmo que alguns tecidos estejam a sofrer uma oxigenação inadequada.
Os pacientes podem ter um cvO2% baixo, apesar de uma oxigenação adequada: Alguns pacientes com insuficiência cardíaca crónica podem compensar com uma extracção de oxigénio muito eficiente (cvO2% ~50-60%), apesar de não estarem em estado de choque. Embora o cvO2% de 70% possa representar uma média populacional de “normal”, um cvO2% mais baixo não indica necessariamente uma deficiência de oxigénio clinicamente significativa.

Evidência?

Este blogue adoptou uma abordagem mais teórica, devido à falta de provas directas. No entanto, isto parece consistente com as evidências disponíveis:

O uso de cvO2% como um alvo fisiológico não melhorou os resultados para ressuscitação por choque séptico nos ensaios ARISE, PROMISE, ou PROCESSOS.
Está bem estabelecido na literatura que o choque séptico pode ser acompanhado por valores baixos, normais, ou altos de cvO2%. Embora o choque cardiogénico cause tipicamente valores baixos de mvO2%, um subconjunto de doentes parece existir com valores normais/elevados de mvO2% (Edwards 1991)(4). Portanto, a literatura disponível apoia o conceito de que o cvO2% não consegue diferenciar entre choque séptico e cardiogénico.

Testes de diagnóstico compreensíveis: sinal, ruído, e tretas.

Quando avaliamos pacientes, estamos continuamente a integrar novos dados com a nossa noção pré-concebida sobre o que se passa com o paciente:

Existem cerca de três cenários possíveis que podem ser imaginados aqui:

Sinal: O novo resultado do teste é mais preciso do que a nossa conceptualização pré-teste do paciente. Neste caso, o resultado do teste adicionado irá melhorar a nossa compreensão do paciente.
Ruído: O novo resultado do teste é igualmente tão preciso quanto a nossa conceptualização pré-teste do paciente. Neste caso, o resultado do teste adicionado é tão susceptível de nos induzir em erro como de nos empurrar na direcção correcta. Em média, o novo resultado do teste não acrescenta nada.
Tretas: O novo teste é menos preciso do que a nossa conceptualização pré-teste do paciente. Neste caso, a informação adicional é susceptível de nos induzir em erro.

Estudos avaliam o desempenho dos testes isoladamente, mas esta não é a forma como os testes funcionam na realidade. Por exemplo, um artigo recente sugeriu que muitas das regras de decisão clínica comummente utilizadas não superam a avaliação de base do clínico (Schriger 2016). Embora estas regras de decisão pareçam boas num vácuo, na prática podem não contribuir com informação útil (ruído em vez de sinal).

Para ser útil, um teste tem de superar significativamente a nossa avaliação clínica de base do paciente.

Esta rubrica pode dar-nos uma estrutura para compreender cvO2%. cvO2% tem provavelmente alguma precisão. Por exemplo, um paciente com um cvO2% de 40% tem provavelmente um débito cardíaco inferior ao de um paciente semelhante com um cvO2% de 95%. Contudo, é duvidoso que o cvO2% acrescente alguma coisa à nossa avaliação clínica do paciente, especialmente na era da ecocardiografia de cabeceira (por exemplo, o paciente com cvO2% de 40% seria provavelmente um estado óbvio de choque de baixo débito). Dada a considerável inexactidão do cvO2%, é possível que até possa ser enganador (treta).

É impossível estimar o débito cardíaco apenas olhando para a saturação venosa central de oxigénio.
Even>Se for efectuado um cálculo Fick que tenha em conta outras variáveis (por exemplo, concentração de hemoglobina), a saturação venosa central de oxigénio não pode ser utilizada para calcular com precisão o débito cardíaco.
Uma saturação venosa central de oxigénio normal ou elevada não pode ser utilizada para nos assegurar que o paciente tem um fornecimento adequado de oxigénio aos tecidos.
A saturação venosa central de oxigénio provavelmente não pode contribuir com informação útil para a avaliação do paciente (ou seja, informação que é mais exacta do que se poderia supor com base noutros parâmetros clínicos).

Notas

Foi utilizada a função de distribuição normal aleatória no Microsoft Excel: NORMINV(RAND(),mean,stdev).
li> A simulação Monte-Carlo é mais precisa, porque é capaz de ter em conta as segundas derivadas e a interacção de maior nível entre variáveis. No entanto, ambas as estimativas dão a mesma resposta fundamental à pergunta: o desvio padrão do débito cardíaco é aproximadamente 1,3 litros/minuto, o que é demasiado grande para ser clinicamente significativo.
Magic 8-ball image cortesia de http://www.redkid.net/generator/8ball/. O blog PulmCrit não defende a utilização de uma bola mágica de 8 bolas para cuidados clínicos. No entanto, a bola 8 Mágica provou ser equivalente e menos invasiva em comparação com o cateter PA.
É de notar também que o débito cardíaco nem sempre se comporta como previsto no choque séptico e cardiogénico. Os pacientes com cardiomiopatia induzida por septicemia podem ter reduzido o débito cardíaco. Alternativamente, os doentes com choque cardiogénico podem ter alguma inflamação (devido a isquemia/reperfusão ou SIRS pós-parada cardíaca), o que pode tender a reduzir a resistência vascular sistémica e aumentar o débito cardíaco.
O multiplicador de 10 aqui é necessário para converter o conteúdo de oxigénio arterial de ml/dL para ml/L.
O intervalo de confiança de 95% pode ser estimado em 1,96 multiplicado pelo desvio padrão.

Autor
Posts recentes

Social Me

Josh é o criador da PulmCrit.org. É professor associado de Medicina Pulmonar e de Cuidados Críticos na Universidade de Vermont.