Infusiones controladas por objetivo y sistemas de circuito cerrado. Límites en expansión

Infusiones controladas por objetivo y sistemas de circuito cerrado. Límites en expansión

Target-controlled infusions and closed-loop systems: expansion limits

Sobre los autores:
  • 0000-0002-6899-342X Aparicio Morales, Antonio Ismael 1 *
  • 1  Complejo Científico Ortopédico Internacional “Frank País”. La Habana. Cuba.
Notas de los autores:
Autor para la correspondencia. aiam@nauta.cu

El autor declara no tener conflicto de intereses.

Licencia:

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RESUMEN
Introducción:

La administración manual en bolo ha evolucionado desde la infusión volumétrica basada en regímenes farmacológicos estandarizados, hasta los sistemas de infusión controlada por objetivo y los más sofisticados sistemas de circuito cerrado.

Objetivo:

Describir los principios tecnológicos y aplicaciones clínicas extendidas de la infusión controlada por objetivo y los sistemas de circuito cerrado.

Métodos:

Se realizó una revisión no sistemática de la literatura, en bases de datos científicas como Cochrane Database of Systematic Reviews, Pubmed/Medline, EMBASE, Scopus, Web of Science, EBSCOhost, Science Direct, OVID y el buscador académico Google Scholar, en el mes de septiembre del año 2020.

Desarrollo:

La disponibilidad y portabilidad de dispositivos electrónicos con capacidad de procesamiento avanzado a precios relativamente accesibles, el perfeccionamiento del aprendizaje automático e inteligencia artificial aplicado a las decisiones médicas, y las iteraciones tecnológicas complejas incorporadas en los sistemas de circuito abierto y cerrado, desarrollados originalmente en el campo de la Anestesiología, han posibilitado su expansión a otras especialidades y entornos clínicos tan disímiles como el tratamiento de la diabetes mellitus, administración de fármacos antineoplásicos, ventilación mecánica, control de las variables hemodinámicas y la terapia antimicrobiana en pacientes críticos.

Conclusiones:

La infusión controlada por objetivo y los sistemas de circuito cerrado se han convertido en tecnologías maduras, seguras y viables, aplicadas clínicamente en múltiples naciones y escenarios, con un desempeño superior a los sistemas manuales tradicionales.

ABSTRACT
Introduction:

Manual bolus administration has evolved from volumetric infusion based on standardized pharmacological regimens to target-controlled infusion systems and the most sophisticated closed-loop systems.

Objective:

To describe the technological principles and extended clinical applications of target-controlled infusion and closed-loop systems.

Methods:

A nonsystematic review of the literature was carried out, during September 2020, in scientific databases such as Cochrane Database of Systematic Reviews, Pubmed/Medline, EMBASE, Scopus, Web of Science, EBSCOhost, Science Direct, OVID and the academic search engine Google Scholar.

Development:

The availability and portability of electronic devices with advanced processing capacity at relatively affordable prices, the refinement of machine learning and artificial intelligence applied to medical decisions, as well as the complex technological iterations incorporated into open and closed-loop systems, originally developed in the field of anesthesiology, have enabled their expansion to other specialties and clinical settings so diverse as treatment of diabetes mellitus, administration of antineoplastic drugs, mechanical ventilation, control of hemodynamic variables and antimicrobial therapy in critical patients.

Conclusions:

Target-controlled infusion and closed-loop systems have become mature, safe and viable technologies, applied clinically in multiple nations and settings, with superior performance compared to traditional manual systems.

Palabras clave:
    • anestesia total intravenosa;
    • infusión controlada por objetivo;
    • sistema de circuito cerrado.
Keywords:
    • total intravenous anesthesia;
    • target-controlled infusion;
    • closed-loop system.

Introducción

La administración de fármacos durante la anestesia intravenosa ha sido controlada manualmente por el anestesiólogo. Las dosis se regulan basadas en las características demográficas del paciente, signos cualitativos (reflejos, movimientos) y cuantitativos (parámetros vitales o ventilatorios), ajustando un esquema de dosis-efecto, impreciso y asociado a múltiples efectos adversos.1

La administración manual en bolo ha evolucionado desde la infusión volumétrica basada en regímenes farmacológicos estandarizados, hasta los sistemas de infusión controlada por objetivo (Target-Controlled Infusions, TCI) y los más sofisticados sistemas de circuito cerrado (Closed-Loop Systems, CLS).

Los sistemas TCI se han utilizado durante más de veinte años. Inicialmente, solo estaban disponibles prototipos personalizados, fabricados por equipos de investigación que utilizaban nombres y acrónimos dispares para describirlos. En 1996, un grupo de investigadores propuso una nomenclatura estándar, que incluía el término genérico “target-controlled infusion”, lo cual coincidió con la aprobación regulatoria en Europa de la primera generación TCI, específicamente diseñada para la administración de Propofol (Diprivan®, AstraZeneca, Macclesfield, Reino Unido), y solo aceptaba jeringas de la marca Diprivan. Luego de expirar la patente de Diprivan en Europa en 2003, fue introducida la segunda generación de equipos de infusión, llamados TCI libre (open TCI), debido a que podía utilizarse cualquier tipo de jeringa, se añaden otros fármacos (remifentanilo, sufentanilo) y varios modelos farmacocinéticos. Desde entonces, la tecnología TCI ha evolucionado desde una herramienta de investigación de grupos de expertos hasta la práctica clínica rutinaria de la anestesiología en más de 90 naciones, con estimaciones de su aplicación en más de 5 000 000 de pacientes anualmente y con ventas de dispositivos comerciales superiores a las 60 000 unidades.2,3

Los sistemas TCI, también nombrados de infusión continua asistida por computador (Computer Assisted Continuous Infusion), lineales, o sistemas de circuito abierto (Open-Loop Systems), se basan en modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos poblacionales, para calcular un perfil de infusión adecuado y alcanzar la concentración plasmática o en el sitio efecto (por ejemplo: cerebro) de la droga de referencia establecida por el anestesiólogo.1,4,5

Los sistemas de circuito cerrado (Closed-Loop Systems, CLS), también llamados no lineales, o de control por retroalimentación (Feedback Control Systems), han sido implementados desde la década de 1950, cuando Bickford desarrolló un dispositivo que adecuaba de forma autónoma el mantenimiento de la anestesia según las señales electroencefalográficas.6 Realizan la titulación de fármacos hasta alcanzar y mantener un parámetro clínico o paraclínico establecido previamente. Algunos sistemas de circuito cerrado incluyen tecnología TCI en su diseño como parte de la estrategia de control.4

Actualmente, la amplia disponibilidad y portabilidad de dispositivos electrónicos con capacidad de procesamiento avanzado a precios accesibles, el perfeccionamiento del aprendizaje automático e inteligencia artificial aplicado a las decisiones médicas,7,8 y las iteraciones tecnológicas complejas incorporadas en los sistemas de circuito abierto y cerrado, desarrollados con origen en el campo de la Anestesiología,9 han posibilitado su expansión a otras especialidades y entornos clínicos tan disímiles como el tratamiento de la diabetes mellitus,10,11,12 administración de fármacos antineoplásicos,13 ventilación mecánica,14 control de las variables hemodinámicas15,16,17,18,19 y la terapia antimicrobiana en pacientes críticos.20,21,22,23,24

La presente revisión narrativa tuvo el objetivo de describir los principios tecnológicos y aplicaciones clínicas extendidas de la infusión controlada por objetivo y los sistemas de circuito cerrado.

Métodos

Se realizó una revisión no sistemática de la literatura, en bases de datos científicas como Cochrane Database of Systematic Reviews, Pubmed/Medline, EMBASE, Scopus, Web of Science, EBSCOhost, Science Direct, OVID y el buscador académico Google Scholar, en el mes de septiembre del año 2020.

Se utilizaron como descriptores los consignados en las palabras clave del artículo, en los idiomas inglés y español, combinados con los operadores lógicos.

La búsqueda y selección de artículos se realizó de forma independiente, restringida a revisiones sistemáticas y metaanálisis, ensayos clínicos, estudios aleatorizados, revisiones no sistemáticas y editoriales, cuyo período de publicación fuera, en lo posible, menor de 5 años. Se estructuró el contenido por acápites en el cual fue plasmada, además, la experiencia del autor.

Infusión controlada por objetivos (Target-Controlled Infusion, TCI)

Principios tecnológicos

En la práctica anestésica, las dosis en bolo son típicamente administradas en unidades de miligramos (mg), microgramos (mcg) o nanogramos (ng) ajustadas al peso del paciente. Si se utiliza una infusión continua, se añade el factor tiempo, y los esquemas se concilian a la unidad de medida utilizada, generando ritmos de perfusión estandarizados (mg/Kg/min; mg/Kg/h; mcg/Kg/min; mcg/Kg/h; ng/Kg/min; ng/Kg/h), que son homologados a un volumen horario (mL/h).

La tecnología TCI utiliza un enfoque diferente. En lugar de establecer una tasa o ritmo de infusión, el usuario regula una concentración objetivo para alcanzar un valor definido en un compartimento corporal o tejido diana; proceso intuitivo, debido a su similitud con el principio farmacológico análogo que rige la administración de los anestésicos inhalados, donde se analizan las concentraciones al final de la espiración (end-tidal), suponiendo que el órgano diana es el cerebro. Los sistemas TCI modelan la concentración plasmática (Cp) del fármaco, lo cual resulta interesante pues gradualmente la concentración del cerebro (Ce, concentración del sitio efecto) se equilibra con el plasma sanguíneo.3

La característica fundamental de la TCI es que integra el cálculo de las concentraciones del fármaco con el ritmo de infusión requerido para alcanzar la concentración objetivo. Debido a que las concentraciones tisulares de los anestésicos no pueden ser medidas en tiempo real en un quirófano ordinario, el procesador utiliza un modelo farmacocinético-farmacodinámico (Pk-Pd) poblacional incorporado en su software para estimar la Cp y Ce, y regular la tasa de infusión automáticamente, lo que permite al anestesiólogo realizar cambios rápidos y predecibles según los parámetros de referencia o la fase de la intervención quirúrgica.3,4,25

Existen sistemas TCI autorizados por organismos regulatorios oficiales en al menos 96 naciones, Cuba entre ellas. Los dispositivos comerciales contemporáneos principales son manufacturados por las compañías Arcomed (Volumed µVP 7000; Syramed µSP 6000 ®), B.Braun (Infusomat Space, Perfusor Space ®), Bionet (PION TCI Pump ®), CareFusion (Alaris PK ®), Fresenius Kabi (Base Primea, Injectomat TIVA ®) y Guangxi Veryark Technology (Concert-I, Concert-II, Concert-CL, TCI III-B ®).2

Además, existen otros sistemas TCI no autorizados por los organismos regulatorios, pero que han sido desarrollados por laboratorios de investigación académicos, que resultan de particular interés práctico, avalados por múltiples publicaciones, pues constituyen herramientas de software que pueden ser instaladas en computadoras personales, tabletas y móviles, compatibles con los sistemas operativos más utilizados. Entre los principales se encuentran CATIA, IVA-SIM y Bonn platform (Universidad de Bonn, Alemania), TIAC y Leiden platform (Universidad de Leiden, Países Bajos), CACI-I y CACI-II (Universidad de Alabama y Universidad de Duke, Estados Unidos), Unnamed (Hospital Real de Bristol, Reino Unido), MINA e Infusion Toolbox (Universidad Libre de Bruselas, Bélgica), Diprifusor (Universidad de Glasgow y AstraZeneca, Reino Unido), STANPUMP (Universidad de Stanford, Estados Unidos), PAMO (Hospital Nord, Francia), RUGLOOP (Rijksuniversiteit Gent, Países Bajos), STELPUMP (Universidad de Stellenbosch, Sudáfrica), AnestFusor (Universidad de Chile, Chile) y Asan Pump (Universidad de Asan, Corea del Sur).2,3

Utilidad extendida en Anestesiología y Reanimación

Los modelos Pk-Pd originalmente fueron desarrollados para optimizar la infusión de fármacos anestésicos, analgésicos opioides, y bloqueantes neuromusculares, estableciendo concentraciones dianas objetivas, consistentes para determinados rangos de profundidad anestésica, efectos hemodinámicos y fases de la intervención quirúrgica, entre otros parámetros.

Sin embargo, la posibilidad de controlar las variables farmacocinéticas en tiempo real y adecuar las concentraciones tisulares a determinados efectos clínicos, ha favorecido el desarrollo y generalización de modelos Pk-Pd heterogéneos, distantes de los fármacos “tradicionales”.

Grassin-Delyle y otros26 desarrollaron un modelo farmacocinético bicompartimental para el ácido tranexámico en pacientes pediátricos intervenidos en cirugía cardiaca, en condiciones de normotermia, sin hemofiltración, cuya muestra consistió en 21 pacientes de entre 3 y 8 años de edad, con un rango de peso entre los 5 y 40 Kg. Luego de la simulación se estableció una Cp terapéutica objetivo de 20-30 µg/mL (rango efectivo in vitro en la supresión de la actividad fibrinolítica y activación plaquetaria).

Meses después, el mismo autor junto a otros colaboradores publicaron otro modelo farmacocinético bicompartimental para el ácido tranexámico,27 esta vez en pacientes adultos intervenidos en cirugía cardiaca con bypass cardiopulmonar, con una muestra de 61 pacientes con edades entre los 41 y 83 años, y un rango de peso entre 60 y 86 Kg. La simulación posterior estableció una Cp terapéutica objetivo de 150-190 µg/mL.

El entorno perioperatorio de la cirugía cardiaca y la derivación cardiopulmonar (DCP), han sido objeto de estudio para el desarrollo de otros modelos farmacocinéticos, como los perfilados para la heparina no fraccionada (HNF).

Jia y otros28 analizaron 41 pacientes sometidos a DCP durante cirugía cardiaca, a los cuales se administraron diversos regímenes de infusión de HNF (bolo inicial de 375 UI/Kg), y se realizó el seguimiento de la anticoagulación mediante la actividad anti-FIIa plasmática. Los resultados sugieren que la HNF administrada durante la DCP sigue una distribución bicompartimental y una curva de eliminación de primer orden, con una vida media inicial aproximada de 90 min. La actividad media plateau anti-FIIa durante la DCP fue de 2-19 UI/mL, valores en el rango terapéutico efectivo de la HNF, aunque con una amplia variabilidad interindividual.

Como principal desventaja y sesgo potencial de este estudio, se encuentra el uso de la actividad anti-FIIa para el seguimiento del efecto antitrombótico de la HNF.

Delavenne y otros29 en similares condiciones quirúrgicas, incluyeron 50 pacientes en su muestra, evaluando el efecto anticoagulante a través del Tiempo de Coagulación Activado (TCA) y la actividad anti-FXa. En el primer grupo, utilizaron un bolo inicial de HNF de 300 UI/Kg, seguido de la infusión a 55 UI/Kg/h; en el segundo grupo se administró un bolo inicial de 350 UI/Kg, seguido de bolos horarios de 5000 UI; con lo que se mantuvo un TCA superior a 400 s en todos los pacientes y la actividad anti-FXa media en 7.2 UI/mL.

Otro beneficio de la tecnología TCI se instaura en el campo de la anestesia obstétrica, concretamente, en la atención de pacientes con preeclampsia-eclampsia. Lihong y otros30 desarrollaron un modelo Pk-Pd bicompartimental como alternativa a los esquemas habituales para la administración de sulfato de magnesio (MgSO4) en pacientes preeclámpticas. Incluyeron en el cohorte 91 gestantes, que recibieron una dosis de carga de 4g de MgSO4 durante 20 min, seguidos de una infusión continua de 2 g/h durante 24 h, evaluando la concentración sérica de creatinina y estableciendo 3 grupos según sus valores (0,5 mg/dL; 0,8 mg/dL; 1.2 mg/dL). Se consideró como rango terapéutico seguro una Cp de MgSO4 de 2-3,5 mmol/L.

El sulfato de magnesio, quizás uno de los fármacos más versátiles de la medicina, cuenta además con aplicación basada en su efecto neuroprotector luego de episodios de perfusión crítica tras una Hemorragia Subaracnoidea (HSA). Kunze y otros31 analizaron 54 pacientes con HSA que recibieron infusiones de MgSO4 con objetivos séricos de 2-2,5 mmol/L; los cuales mostraron con respecto al grupo de control una menor incidencia de déficit neurológico isquémico tardío, mínimos cambios patológicos en la tomografía computada y velocidad de flujo medio inferior en el Doppler transcraneal.

Incluso la Naloxona cuenta con un modelo Pk-Pd experimental, diseñado como herramienta diagnóstica para detectar la sensibilización central en pacientes con dolor crónico.32

Una alternativa reciente a la TCI habitual, con clara evocación a los dispositivos de analgesia controlada por el paciente, la constituye la sedación con propofol mantenida por el paciente (Patient-maintained propofol sedation, PMPS), sistema híbrido que integra una perfusora TCI a un interruptor, con el cual el mismo paciente puede incrementar progresivamente la Cp según lo requiera. El prototipo PMPS fue aprobado en Reino Unido en el 2019, para su utilización en cirugía artroplástica de miembro inferior con anestesia espinal.33

TCI en las unidades de cuidados intensivos y departamento de emergencias

Las infecciones bacterianas constituyen una causa frecuente de complicaciones y muerte en pacientes críticos. Los antibióticos son frecuentemente utilizados en esta población, representando una intervención esencial que de ser instaurada de forma temprana, mejora los resultados y la evolución clínica.34

En comparación con los bolos o las infusiones manuales, la TCI tiene la ventaja teórica de alcanzar una Cp de forma rápida sin exceder significativamente el objetivo preestablecido, cualidad que puede ser particularmente útil en la optimización de la terapia antimicrobiana, donde generalmente se utilizan normogramas de dosis estandarizadas basadas en las covariables del paciente.

Los pacientes críticos presentan desafíos farmacocinéticos y farmacodinámicos propios de su estado clínico, tales como la sepsis, shock, fluidoterapia considerable, uso de drogas inotrópicas y vasoactivas, lesiones específicas (quemaduras, pancreatitis, peritonitis), lesión renal o su contraparte, el aclaramiento renal aumentado, y la terapia de reemplazo renal, que les confieren una mayor variabilidad para el cálculo y la predicción precisa de las concentraciones de medicamentos, en comparación con los pacientes no críticos.35,36,37

Colin y otros22 realizaron un modelo farmacocinético para la Vancomicina, desarrollado in silico, utilizando bases de datos que incluían los registros de más de 10 000 pacientes críticos. Compararon la eficacia del sistema TCI y TCI adaptativo frente a la administración de Vancomicina según normogramas estandarizados. La simulación basada en tecnología TCI supera el mejor normograma de referencia (Cristallini) en variables como la probabilidad de alcanzar el objetivo diana en las primeras 24 h (54 % vs 47 %) y 48 h (72 % vs 59 %), respectivamente. Además, el método Cristallini expuso una probabilidad de alcanzar concentraciones plasmáticas superiores a los 30 mg/L (umbral de toxicidad) mayor al 65 % en las primeras horas de tratamiento, frente a los métodos TCI, que no rebasaron el 25 % de la muestra.

Jonckheere y otros24 desarrollaron un modelo farmacocinético para el Cefepime, y lo aplicaron en 21 pacientes críticos, constituyendo la primera aplicación de tecnología TCI en pacientes reales. La administración de Cefepime tuvo una duración promedio de 4,5 días; siendo establecida una Cp objetivo de 16 mg/L, con una variación en las concentraciones de ± 30 % en el 50,3 % de las muestras realizadas; el error medio de desempeño (Median performance error, MdPE) fue del 21,1 %. El error medio de desempeño absoluto (Median absolute performance error, MdAPE) fue del 32%, con una divergencia del 3,72 %/h.

La sedación procedural es una habilidad esencial en los médicos de los servicios de emergencias, donde existe un uso amplio de hipnóticos, principalmente propofol, el cual se administra mayormente en bolos a pesar de la disponibilidad de perfusoras TCI comerciales en naciones desarrolladas.38

Burton y otros39 realizaron una revisión sistemática y metaanálisis de estudios publicados entre 1946 y 2019 sobre sedación procedural en emergencias, e identificaron publicaciones donde fuera comparada la TCI de propofol con otros regímenes de infusión manual. A pesar de constatar una menor incidencia de complicaciones respiratorias y cardiovasculares en los estudios basados en tecnología TCI, no fue posible determinar asociación significativa debido a la heterogeneidad de los diseños metodológicos utilizados, y las definiciones de las variables relacionadas con las complicaciones.

Sistemas de circuito cerrado (Closed-Loop Systems, CLS)

Principios tecnológicos

Los sistemas de circuito cerrado realizan la administración de fármacos de forma autónoma, basados en la retroalimentación de un efecto clínico (signos vitales) o paraclínico (señales electroencefalográficas, índices hipnóticos, concentraciones plasmáticas medidas) objetivamente mensurable,40,41 lo que reduce el sesgo fundamentado en la variación interindividual asociada a la infusión manual y los sistemas TCI;42,43,44 aunque paradójicamente plantea nuevos desafíos sobre su fiabilidad, pues la señal de retroalimentación puede verse afectada por las interferencias electromagnéticas u otros procesos, y ser discontinua e imprecisa.45

Los CLS utilizados en anestesiología y cuidados críticos pueden diferenciarse según su objetivo terapéutico; así, los orientados a la administración de drogas anestésicas se denominan “circuito cerrado de anestesia” (Closed-Loop Anesthesia, CLAN),1,40,45,46,47 y los centrados en el control de variables hemodinámicas o ventilatorias se designan como “circuito cerrado fisiológico” (Physiologic Closed-Loop Control, PCLC).14,15,16,45,48,49,50,51,52,53

Recientemente se han diseñado sistemas híbridos que integran simultáneamente el control de la hipnosis, analgesia, relajación muscular y estado hemodinámico, conocidos como “circuito cerrado fisiológico múltiple” (Multiple Physiologic Closed-Loop Systems);52,54,55 un dispositivo CLS específicamente orientado a la sedación de pacientes que reciben anestesia espinal;56 e incluso un modelo experimental preclínico para la administración de doxorrubicina.13

Básicamente, los CLS permiten al usuario establecer un objetivo terapéutico determinado (profundidad hipnótica, frecuencia cardiaca, tensión arterial, concentración plasmática medida en tiempo real, EtCO2, EtO2, entre otros.), el cual se mantiene automáticamente por el sistema a través de los mecanismos y controladores de retroalimentación incorporados en su software; que deben cumplir con tres leyes universales regulatorias, inspiradas en las leyes de la robótica postuladas por Isaac Asimov: no producir daño al paciente, ser transparente (disponer de una interfaz clara y fiable) y reducir la sobrecarga cognitiva del usuario.57

El software controlador integrado en un CLS varía según los diversos dispositivos disponibles en el mercado. Aunque la descripción de las particularidades cibernéticas de cada modelo excede la finalidad de la presente investigación, de forma general pueden definirse ocho diferentes algoritmos de control implementados en el diseño de un CLS: Control Proporcional Integral Derivativo (Proportional Integral Derivative Controller), Control en Modo Deslizante (Sliding Mode Control), Control en Modo Deslizante Adaptativo Difuso (Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control), Control de Modelo Predicativo (Model Predicative Control), Control de Retroceso (Backstopping Control), Control de Modelo Interno (Internal Model Control), Control Adaptativo (Adaptive Control) y el Control H∞.58

Sistemas de circuito cerrado en Anestesiología y Reanimación (CLAN)

Los dispositivos CLAN generalmente combinan un sistema TCI retroalimentado a través de índices hipnóticos, principalmente el índice biespectral (BIS),1,43,46,59,60,61,62,63,64 u ondas electroencefalográficas, las cuales constituyen señales de control más robustas y fidedignas para detectar patrones de salvas supresión.47

Además, existen módulos CLAN para la administración de bloqueantes neuromusculares guiados por tren de cuatro estímulos,65 e incluso para la titulación de anestésicos inhalatorios mediante el control de las concentraciones teleespiratorias.66

Los CLS han demostrado una seguridad y fiabilidad superiores a los sistemas TCI o manuales en diferentes estudios aleatorizados prospectivos.43,46,59,60,65

Pasin y otros67 realizaron una revisión sistemática y metaanálisis de 12 ensayos clínicos aleatorizados (n: 1284), comparando la eficacia y desempeño clínico entre los CLAN guiados por BIS y los sistemas TCI o manuales. Los CLAN fueron asociados a una reducción significativa en la dosis de inducción de propofol [MD=0,37 (0,17-0,57); p<0,001; I 2 =74 %] y el tiempo de recuperación [MD=1,62 (0,60-2,64); p<0,001; I 2 =47 %]; el mantenimiento de la profundidad anestésica fue más estable con los CLAN [MD= -15,17 (-23,11 a -7,24); p<0,001; I 2 =83%]; y el MdAPE [MD=5,82 (3,17-8,46); p<0,001; I 2 =90 %] e índice de fluctuación [Wobble Index; MD=0,92 (0,13-1,72); p<0,005; I 2 =45 %] fueron significativamente menores en el grupo de estudio.

Cabe señalar como principal sesgo de esta revisión sistemática, la orientación sobre la profundidad anestésica basada exclusivamente en el índice biespectral, a pesar de la limitación de los índices hipnóticos para representar efectivamente el estado de consciencia del paciente.68,69

Sistemas de circuito cerrado fisiológicos (PCLC)

El control efectivo de la tensión arterial es crucial en las unidades quirúrgicas y de cuidados intensivos. La hipotensión derivada de procesos patológicos como la sepsis y el shock vasodilatador, hemorragia, insuficiencia cardiaca y la administración de agentes anestésicos, reducen la perfusión tisular. Su inadecuada corrección puede producir daño isquémico orgánico irreversible y derivar en lesión renal aguda, lesión miocárdica o accidente vascular encefálico, entre otras complicaciones, incrementando la mortalidad perioperatoria.16

El primer PCLC fue descrito en 1979 para la administración de nitroprusiato de sodio durante una crisis hipertensiva;70 posteriormente, nuevos sistemas fueron utilizados para el control de la hipertensión arterial postoperatoria en cirugía cardiaca.71

Los PCLC actuales se emplean generalmente para la administración de vasopresores durante episodios de hipotensión arterial18,19,72,73,74,75,76 y la fluidoterapia guiada por objetivos,15,18,49,77,78,79 significando un rol importante en la minimización de errores humanos, reducción de la sobrecarga cognitiva y mejoría en la calidad de la atención médica.51

Otro campo de investigación interesante se desarrolla con los PCLC adaptados para la terapia antimicrobiana, aunque hasta la fecha solo han sido implementados virtualmente a través de modelos in silico.20,21

El control autónomo de la ventilación mecánica, con varias décadas de optimización e incorporación paulatina en los respiradores artificiales, vive un momento de esplendor, con el desarrollo de modos ventilatorios de circuito cerrado fisiológico avanzados, disponibles comercialmente e implementados en la clínica, basados en el intercambio de gases (SPOC ®, Fritz Stephan GmbH, Gackenbach, Alemania),80 en la demanda ventilatoria del paciente (NAVA ®, Maquet Critical Care AB, Solna, Suecia),81 o modos integrales altamente automatizados como el INTELLiVENT® (Hamilton Medical AG, Bonaduz, Suiza).82

Sistemas de circuito cerrado fisiológico múltiple (MPCLS)

Joosten y otros52 publicaron el primer reporte sobre la implementación de un sistema de circuito cerrado fisiológico múltiple en 2016, en un paciente sometido a un bypass aórtico bifemoral. El circuito integró dos sistemas independientes basados en la monitorización de la profundidad hipnótica mediante índice biespectral (BIS Monitor ®, Covidien, Irlanda), índice de analgesia-nocicepción (Analgesia Nociception Index ®, ANI, PhysioDoloris Monitor, MDoloris Medical Systems SAS, Francia), tres de cuatro estímulos (TOF Watch ®, Alsevia Pharma, Francia) y las variables hemodinámicas invasivas (EV-1000 Monitor ®, Edwards Lifesciences, Estados Unidos), conectados a una computadora personal, que utilizaba el software de control Infusion Toolbox ® (Universidad Libre de Bruselas, Bélgica) para los anestésicos intravenosos, y la interfaz LIR (Learning Intravenous Resuscitator ®, Universidad Libre de Bruselas, Bélgica) para el control hemodinámico, aunque la infusión de remifentanilo fue modificada manualmente, debido a la ausencia de software de control para el ANI.

El paciente se mantuvo estable hemodinámicamente durante el período intraoperatorio y se recuperó sin complicaciones, sin requerir hemoderivados ni soporte vasoactivo ni inotrópico, aunque se constató sobreestimación en el balance hídrico (+ 3100 mL), sin incidencia significativa en la hemodilución (hematocito inicial 44% vs. postoperatorio 39 %).

Joosten y otros54 implementaron el sistema descrito anteriormente (sin incluir el ANI) en un estudio piloto (n: 13), donde se constató estabilidad hipnótica superior al 85 % [IC 95 %; 19 %-75 %; sobreestimación (BIS>60) 1,2 %; infraestimación (BIS<40) 14 %] sin episodios de salvas supresión; balance hídrico positivo medio de 1101 mL (600-1553 mL); y estabilidad hemodinámica (TAM>70 mmHg en el 92 % de las mediciones realizadas), sin morbimortalidad relacionada en los 90 días posteriores a la cirugía.

Sistemas de circuito cerrado y diabetes mellitus

Los CLS diseñados para el control de la glucosa sérica en pacientes con diabetes mellitus tipo I, también conocidos como “páncreas artificial”, acoplan la monitorización continua de la glucemia a la infusión de insulina.83

El primer sistema CLS híbrido de insulina fue incorporado a la práctica médica en 2017, basado en los resultados de un estudio de eficacia clínica, no aleatorizado.84

Dos revisiones sistemáticas y metaanálisis de ensayos clínicos sobre el uso ambulatorio de CLS de insulina, concluyeron que dichos dispositivos presentan una menor incidencia de episodios de hipoglicemia e hiperglicemia respecto a los esquemas de administración manual tradicionales;85,86 resultados equivalentes a los mostrados en dos ensayos clínicos multicéntricos recientes.10,11

Sistemas de circuito cerrado versus sistemas manuales

Brogi y otros87 realizaron una revisión sistemática y metaanálisis de 36 publicaciones sobre el desempeño clínico y seguridad de los CLS respecto a los sistemas manuales. En comparación, los CLS permitieron un mejor mantenimiento de la variable de control en el rango objetivo adecuado en los CLAN (IC 95 %; 11,7 %-23,1 %; p<0,001), en pacientes con Diabetes Mellitus (IC 95 %; 1,5%-30,9 %; p<0,001) y en pacientes sometidos a ventilación mecánica (IC 95 %; 1,5 %-23,1 %; p<0,05); constatando una reducción significativa de los episodios de infraestimación y sobreestimación de la variable de control.

Los sistemas de circuito abierto y cerrado se han convertido en tecnologías maduras, seguras y viables, aplicadas clínicamente en múltiples naciones y escenarios, con un desempeño superior a los sistemas manuales tradicionales.

La incorporación paulatina de modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos con poblaciones más amplias e inclusivas, complementarios a la disponibilidad generalizada de dispositivos y software accesible, posibilitan la adopción de tecnologías autónomas y semiautónomas como alternativas robustas para la atención médica en entornos clínicos disímiles.

Referencias bibliográficas
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  • » Recibido: 27/09/2020
  • » Aceptado: 15/11/2020
  • » Publicado : 01/12/2021

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