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Introducción

La inducción de la anestesia general y especialmen-te la relajación neuromuscular, se asocian con un perío-do variable de apnea, que se prolonga hasta que se ins-taura la ventilación manual o mecánica, o hasta que elpaciente recupera la ventilación espontánea. Cuandoun paciente ventilando aire ambiente queda en apnea,se produce un equilibrio entre el gas alveolar y la san-gre venosa mixta. Este equilibrio, supone una caída de

la presión alveolar de oxígeno (PAO2) de 105 a 40mmHg en 60 segundos, que corresponde a una capta-ción por consumo de 230 ml de oxígeno (2/3 del con-tenido en la capacidad residual funcional, CRF). Esterápido consumo de oxígeno de los depósitos pulmona-res (400-500 ml en la CRF) y sanguíneos (800-1200ml en combinación con la hemoglobina, Hb), aboca en5-6 minutos a una hipoxemia incompatible con lavida1.

Factores determinantes de la saturación arterialde oxígeno durante la apnea

Durante la apnea, la velocidad de desaturación arte-rial depende principalmente del volumen de oxígenocontenido en el depósito pulmonar. El contenido alveo-lar de oxígeno (VAO2) es función del Volumen alveo-lar (VA = CRF) y de la fracción alveolar de oxígeno

Resumen

La preoxigenación, o mejor, desnitrogenación previa ala apnea en la inducción anestésica, pretende desplazar alnitrógeno alveolar sustituyéndolo por oxígeno, para con-seguir una reserva intrapulmonar de oxígeno que permi-ta el máximo tiempo de apnea con la menor desaturación.Durante la apnea, la velocidad de desaturación arterialdepende principalmente del volumen de oxígeno conteni-do en el depósito pulmonar, de la saturación venosa mix-ta de oxígeno, y de la presencia de shunt intrapulmonar.Todos estos factores explican la mayor velocidad de desa-turación durante la apnea en los niños, los obesos, los pos-toperados y la embarazada. Actualmente dos métodos depreoxigenación han demostrado ser altamente eficaces: laventilación con volumen corriente durante 3 minutosadministrando un flujo de oxígeno al 100% a través deuna mascarilla facial bien sellada, y la realización de 8maniobras de capacidad vital en un minuto. La eficaciade la preoxigenación se puede valorar por oximetría (frac-ción espirada de oxígeno) o bien por pulsioximetría. Enun adulto sano, los dos métodos descritos garantizan unaoxigenación suficiente (pulsioximetría entre 95-90%) trasun tiempo de apnea entre 6 y 10 minutos.

Palabras clave:Preoxigenación. Desnitrogenación. Apnea.

Preoxygenation for anesthesia

Summary

Oxygenation, or rather denitrogenation, prior to apneaduring anesthetic induction attempts to replace alveolarnitrogen with oxygen to achieve an intrapulmonaryoxygen reserve that will allow apnea to be as prolonged aspossible with the least possible desaturation. Duringapnea, the rate of arterial desaturation depends mainly onthe volume of oxygen stored in the lung, on mixed venousoxygen saturation, and on the presence of intrapulmonaryshunt. Together, these factors account for the higher rateof desaturation during apnea in children, obeseindividuals, postoperative patients, and pregnant women.Two approaches to preoxygenation have proven effectiveto date: ventilation with 100% oxygen at tidal volume for3 minutes using a well-sealed face mask and theperformance of 8 vital capacity maneuvers in 1 minute.The efficacy of preoxygenation can be assessed by expiredoxygen fraction or by pulse oximetry. In a healthy adult,both methods described ensure sufficient oxygenation(pulse oximetry 90% to 95%) after a period of apnealasting between 6 and 10 minutes.

in sufrir los inconvenientes de los mismos. La eficacia dKey words: Preoxygenation. Denitrogenation. Apnea.

(Rev. Esp. Anestesiol. Reanim. 2004; 51: 322-327) REVISIÓN

Preoxigenación en anestesia

M. Soro Domingo*, F. J. Belda Nácher**, G. Aguilar Aguilar*, R. Ferrandis Comes*, M. García-Raimundo*, V. Martínez Ponsa,**Servicio de Anestesiología y Reanimación. Hospital Clínico Universitario. Valencia. aServicio de Anestesiología y Reanimación. Hospital S. Francesc deBorja, Gandía, Valencia.

* Médico adjunto. ** Jefe de Servicio.

Correspondencia:Marina Soro DomingoServicio de Anestesiología y Reanimación. Hospital Clínico UniversitarioAvenida Blasco Ibáñez, 17 46010 ValenciaE-mail: marinasoro@terra.es

Aceptado para su publicación en mayo de 2004.

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M. SORO DOMINGO ET AL– Preoxigenación en anestesia

(FAO2), según: VAO2 = VA x FAO2. No obstante,como la captación de oxígeno alveolar se produce paraequilibrar la presión parcial entre el gas alveolar y lasangre venosa mixta, cuanto menor es la saturaciónvenosa mixta de oxígeno (SvO2), hay mayor captaciónde oxígeno y el depósito alveolar se reduce a mayorvelocidad. De ahí que también sean muy importanteslos factores que afectan a la SvO2. Estos son: el con-tenido arterial de oxígeno (CaO2 que depende delnivel de Hb y que constituye el depósito hemático deO2) y el gasto cardíaco. Cuando ambos se reducen, sereduce la SvO2 y por tanto se acelera el vaciado deldepósito pulmonar y la desaturación arterial durante laapnea. También influye la presencia de shunt intrapul-monar, ya que a mayor shunt, menor será la saturaciónarterial de O2 y por tanto, menor la SvO2

2.Durante la apnea, se produce una retención progre-

siva de CO2, que produce una desviación progresivade la curva de SaO2 a la derecha, lo que reduce la afi-nidad de la hemoglobina por el O2 en función deltiempo de apnea.

El modelo elaborado por Farmery y Roe3 predice lavelocidad de desaturación durante la apnea en diversascircunstancias. Así, observamos una rápida desatura-

ción cuando la ventilación alveolar está reducida,como en los niños, los obesos o los postoperados alreducirse la CRF. Por otro lado explican la mayorvelocidad de desaturación en presencia de anemia ehipotensión, por su efecto sobre la SvO2, aunque lataquicardia ejercería cierto efecto compensador alaumentar el gasto cardíaco (GC). También alertansobre circunstancias especialmente delicadas, dondecoinciden diversos factores, como en las cesáreas,donde la embarazada tiene reducida la CRF, aumenta-do el metabolismo (consumo de O2) y se produce unacaída importante en el GC en la inducción anestésicay conexión al respirador, al reducirse la precarga. Lafigura 1 muestra el efecto que tienen el volumen pul-monar, el consumo de oxígeno y el volumen sanguí-neo, sobre la velocidad de desaturación durante laapnea.

Preoxigenación

La preoxigenación consiste en la administración deoxígeno al 100% antes de la inducción anestésica. Estamaniobra pretende desplazar al nitrógeno (N2) alveo-

Fig. 1. Efecto de distintos factores sobre la velocidad de dasaturación durante la apnea. A: Efecto del volumen pulmonar (VA: litros de ventilación alveolar).B: Efecto del consumo de oxígeno (VO2: litros min-1). C: Efecto del volumen sanguíneo total (QT). Modificado de Farmey3.

100

90

80

70

60

100

90

80

70

60

SpO

2(%

)

SpO

2(%

)

SpO

2(%

)

100

90

80

70

60

0

VA=6,0 litros

VA=2,0 litros

A B

C

Vo2=0,15

Vo2=0,30

QT-5,0 litros

QT-3,0 litros

0,5 1 1,5 2

0 0,5 1 1,5 2

0 0,5 1 1,5 2Tiempo (minutos)

Tiempo (minutos)

Tiempo (minutos)

Rev. Esp. Anestesiol. Reanim. Vol. 51, Núm. 6, 2004

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lar sustituyéndolo por oxígeno (desnitrogenación),para conseguir una reserva intrapulmonar de O2 quepermita el máximo tiempo de apnea con la menordesaturación4-6. Se alcanza una preoxigenación máxi-ma, cuando los compartimentos alveolar, arterial, tisu-lar y venoso están completamente saturados de oxíge-no7.

La preoxigenación se realiza mediante la respira-ción espontánea a través de mascarilla facial con oxí-geno. En 1955 Hamilton y Eastwood8 demostraron quela desnitrogenación es un fenómeno exponencial, quese completa (95%) respirando con volumen corrientenormal durante 3 minutos a través de una máscarafacial acoplada a un circuito anestésico con un flujo deO2 de 5 L/min. La eficacia de esta maniobra fuedemostrada por Heller y Watson en 19619 al mostrarque si antes de la apnea se realizan varias respiracio-nes con O2, la PaO2 se mantiene por encima de 100mmHg al menos durante 3 minutos.

Diversos autores han tratado posteriormente los dis-tintos métodos de preoxigenación y su eficacia en laprolongación de los tiempos de apnea manteniendouna adecuada saturación arterial de oxígeno (SaO2)10,11.

La eficacia de los distintos métodos se ha valoradode diversas formas. Entre éstas, la medida de la frac-ción alveolar (end-tidal) de O2 (FetO2) por oximetríarápida en la boca (oxigrama ofrecido por el monitorUltima de Dátex-Ohmeda) parece adecuado, ya que loque se pretende con la preoxigenación es conseguiruna FAO2 lo más elevada posible, y el EtO2 es lamedida directa de la FAO2

12,13. No obstante, como elobjetivo final de la preoxigenación es mantener unaSaO2 elevada durante el mayor tiempo posible deapnea, el método mejor es valorar directamente lostiempos de caída de la saturación periférica de O2 porpulsioximetría (SpO2) con los distintos métodos depreoxigenación14.

Métodos de preoxigenación

Si antes de la fase de apnea se ventila con oxígenoal 100% el tiempo suficiente para la desnitrogenación,la PAO2, según la ecuación del gas alveolar1, puede serdel orden de 660 mmHg [PAO2 = (FiO2 x PB) –(PCO2/CR) = 713 - 40/0,8. Donde PB: presión baro-métrica, PCO2: presión arterial de CO2, y CR: cocien-te respiratorio]; el contenido pulmonar de O2 será(volumen alveolar = CRF) de 2500 ml. Esta situaciónpermitiría un tiempo de apnea de casi 10 minutos (sóloconsiderando el consumo de O2) antes de que se pro-dujese una SaO2 crítica.

En la actualidad dos métodos de preoxigenaciónhan demostrado ser altamente eficaces para conseguiruna total desnitrogenación10,14-16:

1. Ventilación con volumen corriente (VT) normaldurante 3 minutos a través de una mascarilla facialbien sellada, administrando un flujo de O2 al 100% de5 L/min a través de un circuito de Mapleson D.

2. Realización de 8 maniobras de capacidad vital(CV) en un minuto, a través de una mascarilla facialbien sellada, administrando un flujo de O2 al 100% de10 L/min a través de un circuito de Mapleson D.

Con ambos métodos se consigue alcanzar una preo-xigenación máxima (FetO2 ≥ 90%), manteniendo unaSpO2 de 95% o superior tras un tiempo de apnea de 4minutos, en pacientes coronarios sin patología respira-toria ni sobrepeso15.

Gold et al describieron un tercer método, consisten-te en la realización de 4 maniobras de CV en mediominuto a través de una mascarilla facial bien sellada,administrando el flujo de O2 al 100% a través de uncircuito circular17. Este método resulta ser menos efec-tivo que los dos anteriores, alcanzando un valor máxi-mo de FetO2 del 82 al 84,7%16,18. En primer lugar, por-que si el flujo de oxígeno es menor que la ventilacióndurante ese tiempo, se reinhalará nitrógeno, lo quereducirá la FiO2 por debajo de 1. En segundo lugar,porque la saturación de los compartimentos tisular yvenoso necesitan más de 30 segundos para rellenarsede oxígeno. Esta preoxigenación menos efectiva, con-diciona además una velocidad de desaturación másrápida durante la fase de apnea15.

El primer método de preoxigenación descrito, ven-tilación con volumen corriente normal, estaría indica-do principalmente en la cirugía programada. Lasmaniobras de capacidad vital son especialmente útilesen la cirugía de urgencia y en la inducción rápida, aun-que no todos los pacientes pueden ventilar a su CV, enparticular cuando existe un dolor abdominal o toráci-co19.

Para garantizar una adecuada preoxigenación esnecesario asegurar un aporte de O2 al 100% con unbuen sellado de la mascarilla, y evitar los tiempos deaplicación cortos. Sin embargo, el uso de oxígeno al100% durante la inducción anestésica, se ha demostra-do que causa un mayor número de atelectasias y deshunt intrapulmonar, comparado con la administraciónde oxígeno al 60 o al 80%. Pero al mismo tiempo,como podemos apreciar en la tabla I, una FiO2 del 60al 80% reduce el tiempo de tolerancia a la apnea20. Porlo tanto, en pacientes con factores de riesgo para unadesaturación rápida, probablemente esté justificado elmantener un flujo de oxígeno al 100% para aseguraruna máxima reserva de oxígeno, aunque la posibilidadde aparición de atelectasias sea mayor. La administra-ción de O2 al 60% no estaría justificado en ningúncaso, ya que comparado con el uso de O2 al 80%, pre-senta una incidencia de atelectasias similar pero con

un tiempo de tolerancia a la apnea sensiblemente máscorto.

Para los pacientes con fobia a las mascarillas,pacientes con lesiones postraumáticas (heridas, que-maduras), o debido a razones anatómicas (nariz gran-de, barba, mandíbula sin dientes), es igualmente eficazla administración de oxígeno con boquilla, asociada apinza nasal, tanto con respiración a VT como conmaniobras de capacidad vital20,21. En aquellos pacientesque sienten rechazo a la mascarilla facial pueden sertambién efectivas varias ventilaciones manuales pre-vias a la intubación, una vez dormidos y relajados.

Es imprescindible para un aporte de oxígeno al100% que la mascarilla quede perfectamente selladasobre la cara del paciente, o que la boquilla se usesiempre con pinza nasal. Cuando la mascarilla reposaen la cara del paciente por simple gravedad, utilizaaproximadamente el 20% del aire ambiente, y el 40%cuando dista 1 cm21.

Preoxigenación en situaciones especiales

Preoxigenación en niños

Diversos estudios de desaturación durante la apnearealizados en niños, demuestran que la desaturaciónocurre más rápidamente en el paciente pediátrico,especialmente en los niños más pequeños, y que pue-de prevenirse con una adecuada preoxigenación22-24.

La técnica de preoxigenación depende de la edaddel niño y de su nivel de cooperación. Se puede oxi-genar de manera eficaz a un niño que llora, sin colo-carle la mascarilla fuertemente, al administrarle un flu-jo de oxígeno alto. En los niños que toleran lamascarilla facial, en general es suficiente con un tiem-po de preoxigenación de 80 segundos; transcurridoeste tiempo la FetO2 medida por oxigrama es de 9025.Un paciente adulto necesita 180 segundos para alcan-zar este valor; la diferencia entre ambos es debida a

que en el niño, los valores de volumen tidal, espaciomuerto y CRF son similares a los del adulto en rela-ción al tamaño corporal, pero el niño tiene una mayorfrecuencia respiratoria26. Diversos autores sin embar-go, recomiendan un tiempo de preoxigenación de 180segundos ya que existe un 10% de niños en los que 80segundos no es tiempo suficiente para una correctapreoxigenación medida por oxigrama27.

Tras la preoxigenación, durante la fase de apnea, ladesaturación en el niño aparece en aproximadamente100 segundos (incluso 70-90 segundos dependiendode la edad), por lo que es necesario administrar denuevo oxígeno rápidamente una vez colocado el tuboendotraqueal, o a través de la mascarilla facial de nue-vo si la intubación es dificultosa24.

Preoxigenación en el paciente de edad avanzada

Por efecto del envejecimiento, el paciente de edadavanzada (65 años o más) sufre una serie de cambiosanatómicos y funcionales. A nivel respiratorio, se pro-duce un aumento del volumen residual, pérdida de lacapacidad vital, aumento del trabajo respiratorio, y unareducción en la eficiencia del intercambio gaseoso.Estos cambios hacen que tras realizar una preoxigena-ción durante tres minutos a volumen corriente (técnicade elección en este grupo de pacientes), el tiempo detolerancia a la apnea esté reducido prácticamente a lamitad en comparación con el adulto sano28.

Preoxigenación en el paciente obeso

Los pacientes con obesidad mórbida (Índice demasa corporal BMI > 35 Kg m-2) presentan diversasalteraciones respiratorias tales como una disminuciónde la capacidad vital, del volumen de reserva espira-torio, de la capacidad inspiratoria y, especialmente,de la capacidad residual funcional. La adopción de laposición en decúbito durante la inducción anestésica,disminuye aún más el volumen de reserva espiratorio

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M. SORO DOMINGO ET AL– Preoxigenación en anestesia

TABLA ITiempos de desaturación (SpO2 90%) durante la fase de apnea y atelectasias basales (cm2) en

pacientes adultos no obesos preoxigenados con 100%, 80% y 60% de oxígeno

FiO2

100% 80% 60%

Tiempo hasta desaturación (seg) 411 ± 84 303 ± 59 213 ± 69(6,9 minutos) (5,0 minutos) (3,5 minutos)

Atelectasias basales (cm2) 9,8 ± 5,2 1,3 ± 1,2 0,3 ± 0,3

FiO2= fracción inspirada de oxígeno. Valores expresados en media ± desviación estándar.

y la capacidad residual funcional llegando a ser de1.900 ml comparado con los 2.600 ml del paciente noobeso. Este hecho provoca una disminución de lareserva de oxígeno, que resulta insuficiente paracubrir sus necesidades metabólicas durante laapnea29.

En el paciente obeso anestesiado en apnea, la desa-turación ocurre más rápidamente que en el pacientenormal, existiendo una correlación entre la velocidadde desaturación y el grado de obesidad30. Tras un perío-do de preoxigenación de 3 minutos con oxígeno 100%,el tiempo medio de desaturación (SpO2 del 90%) es de200 segundos en el paciente obeso frente a los 600segundos del paciente no obeso31.

Se recomienda en este tipo de pacientes una preoxi-genación durante al menos 5 minutos con oxígeno al100%32, o asociar la preoxigenación con una oxigena-ción apneica por medio de la insuflación de oxígenopor vía nasal33 o manteniendo la mascarilla facialdurante la apnea34. Se ha descrito también la aplicaciónde una presión positiva continua (CPAP) durante lamaniobra de peoxigenación, aunque el tiempo de tole-rancia a la apnea es similar al conseguido con 3 minu-tos a volumen corriente (90 seg vs 96 seg respectiva-mente, hasta alcanzar SpO2 90%)35. Con cualquiera delas técnicas descritas, se recomienda mantener alpaciente en posición semisentada (anti-Trendelemburga 30º)36.

Preoxigenación en la mujer embarazada

En las mujeres embarazadas, la disminución de laCRF y el aumento del consumo de oxígeno aceleran eldescenso de la PaO2 y de la SpO2 durante la apnea37.Tras una maniobra de preoxigenación de 3 minutos conoxígeno al 100%, la velocidad de desaturación (SpO2 <95%) es más rápida en mujeres embarazadas que en noembarazadas (173 segundos frente a 243 segundos, res-pectivamente). El cambio de posición desde supino auna semi-incorporación de 45º, prolonga el tiempo detolerancia a la apnea en la paciente no embarazada,pero carece de influencia en la embarazada38.

En el 95% de las mujeres embarazadas la desnitro-genación pulmonar dura aproximadamente 2 minutos,como consecuencia de la reducción de la CRF. Estohace que, tres minutos de ventilación a volumencorriente o cuatro maniobras de capacidad vital en 30segundos, aumenten la PaO2 de manera análoga37. Detodos modos, cualquiera que sea el método de preoxi-genación utilizado, tras 60 segundos ya puede obser-varse una desaturación del 93%, por lo que es necesa-ria una preoxigenación inmediata tras introducir eltubo endotraqueal38.

La tabla II muestra, a modo de resumen, la veloci-dad de desaturación de los distintos grupos de pacien-tes que acabamos de ver, tras recibir diferentes manio-bras de preoxigenación.

Rev. Esp. Anestesiol. Reanim. Vol. 51, Núm. 6, 2004

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TABLA IITiempo hasta alcanzar una SpO2 90 – 95% durante la fase de apnea, tras distintas maniobras de preo-

xigenación con O2 100%, en varios tipos de pacientes

Autor Tipo de paciente Método de Tiempo hasta SpO2

Preoxigenación desaturación(seg)

Berthroud31 Normal VT 3 minutos 600 ± 142 (10 min) 90%

Gambee10 Normal 4 CV / 30 segundos 408 ± 108 (6,8 min) 93%

McCarthy28 Anciano VT 3 minutos 324 ± 102 (5,4 min) 93%4 CV / 30 segundos 222 ± 96 (3,7 min) 93%

Patel24 Niño Mascarilla facial 90%2 años 2 minutos 97 ± 13 (1,6 min)5 años 160 ± 31 (2,6 min)Adolescentes 382 ± 79 (6,3 min)

Baraka14 Embarazada VT 3 minutos 90%• Decúbito Supino 173 ± 5 (2,8 min)• Semiincorporada 156 ± 3 (2,6 min)

Jense30 Obeso VT 5 minutos 90%• > 20% peso ideal• >20% pero <45 Kg 364 ± 24 (6 min)

sobre su peso ideal 247 ± 24 (4,1 min)• > 45 Kg peso ideal 163 ± 15 (2,7 min)

VT: volumen corriente; CV: capacidad vital.. Valores expresados en media ± desviación estándar o porcentajes.

Preoxigenación en otras situaciones

Aunque puede ser recomendable realizar preoxige-nación a todos los pacientes antes de la anestesia gene-ral, está especialmente indicada en casos de:

- dificultades previsibles para ventilar los pulmonescon una mascarilla o para intubar la traquea.

- situaciones en las que esté indicada una inducciónde secuencia rápida tales como la existencia de conte-nido gástrico aumentado, traumatismos, obstrucciónintestinal, incompetencia del esfínter esofágico infe-rior, aumento de presión intraabdominal o incompe-tencia de los reflejos protectores laríngeos41.

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M. SORO DOMINGO ET AL– Preoxigenación en anestesia