Impacto de la tomografía de impedancia eléctrica en el manejo ventilatorio del síndrome de distress respiratorio agudo del adulto

AUTORES

1. Iñaki Goiri Garcia. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
2. Pablo Abadias Acin. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
3. Alejandro Millan Arrazola. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
4. Natalia Crespo Forcén. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
5. Jose Maria Martínez Garcés. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.
6. Cristina López Esbec. Medico Interno Residente. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza, España.

RESUMEN

El síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA) del adulto mantiene una elevada morbimortalidad a pesar de la ventilación protectora estándar^1,2. La heterogeneidad regional del pulmón dificulta la individualización de la PEEP, favoreciendo la coexistencia de colapso y sobredistensión y, con ello, el daño pulmonar inducido por el ventilador. La tomografía de impedancia eléctrica (TIE) es una técnica de monitorización no invasiva, continua y a pie de cama que ofrece información en tiempo real sobre la distribución regional de la ventilación y, de forma indirecta, de la perfusión^3-5.

Se realizó una revisión narrativa estructurada (2015–2025) en PubMed, Embase, Scopus y Cochrane Library, centrada en pacientes adultos con SDRA ventilados mecánicamente. Se priorizaron metaanálisis, ensayos clínicos aleatorizados y estudios observacionales que evaluaran el impacto de la TIE sobre variables fisiológicas, titulación de PEEP, decisiones clínicas y desenlaces “duros”^3,6-10.

Los estudios muestran que la PEEP guiada por TIE mejora la oxigenación y la complianza y reduce la driving pressure y la potencia mecánica frente a estrategias convencionales basadas en tablas PEEP/FiO₂ o parámetros globales^6-10. La TIE permite además caracterizar la inhomogeneidad ventilación–perfusión, estimar el potencial de reclutamiento y monitorizar la respuesta a maniobras de reclutamiento y posición prono^11-13. Algunos trabajos sugieren una posible reducción relativa de la mortalidad, aunque la evidencia está limitada por tamaños muestrales modestos y heterogeneidad^6-8. Informes de evaluación de tecnologías apuntan a un coste incremental moderado por paciente, con potencial de ahorro indirecto si se reducen complicaciones y estancias en UCI^14,15.

En conjunto, la TIE se perfila como herramienta prometedora para personalizar la ventilación mecánica en el SDRA, con beneficios fisiológicos consistentes. Son necesarios ensayos multicéntricos de mayor tamaño y análisis económicos específicos para definir su impacto pronóstico y su papel en la práctica rutinaria.

PALABRAS CLAVE

Síndrome de distrés respiratorio agudo; tomografía de impedancia eléctrica; ventilación mecánica; PEEP; daño pulmonar inducido por el ventilador; coste-efectividad.

ABSTRACT

Adult acute respiratory distress syndrome (ARDS) remains associated with high mortality despite lung-protective ventilation^1,2. Marked regional heterogeneity of lung injury hampers individualized positive end-expiratory pressure (PEEP) titration, so collapse and overdistension often coexist and contribute to ventilator-induced lung injury. Electrical impedance tomography (EIT) is a non-invasive, bedside, real-time monitoring tool that provides continuous information on regional ventilation and, indirectly, perfusion^3-5.

We performed a structured narrative review (2015–2025) in PubMed, Embase, Scopus and the Cochrane Library, focusing on mechanically ventilated adult ARDS patients. We prioritized meta-analyses, randomized controlled trials and robust observational studies evaluating the impact of EIT on physiological variables, PEEP titration, clinical decision-making and hard outcomes^3,6-10.

Available studies show that EIT-guided PEEP titration improves oxygenation and compliance and reduces driving pressure and mechanical power compared with conventional strategies based on PEEP/FiO₂ tables or global parameters^6-10. EIT also enables characterization of ventilation–perfusion inhomogeneity, estimation of recruitability and monitoring of the response to recruitment maneuvers and prone positioning^11-13. Some reports suggest a potential relative reduction in mortality, although evidence is limited by small sample sizes and heterogeneity.[6–8] Health technology assessments indicate a moderate incremental cost per monitored patient, with a theoretical potential for indirect savings if complications and ICU length of stay are reduced^14,15.

Overall, EIT emerges as a promising tool to individualize mechanical ventilation in ARDS, with consistent physiological benefits and favorable safety signals. Large multicentre trials and dedicated economic evaluations are still needed to clarify its prognostic impact and to define its role within routine intensive care practice.

KEY WORDS

Acute respiratory distress syndrome; electrical impedance tomography; mechanical ventilation; PEEP; ventilator-induced lung injury; cost-effectiveness.

INTRODUCCIÓN

El síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA) es una insuficiencia respiratoria hipoxémica de inicio agudo, caracterizada por un daño inflamatorio difuso de la membrana alveolocapilar, reducción de la capacidad residual funcional y marcada heterogeneidad en la distribución de la ventilación. A pesar de la implementación generalizada de la ventilación protectora con volúmenes corrientes bajos, presión plateau limitada y posición prona en casos seleccionados, la mortalidad del SDRA moderado–grave continúa rondando el 30–40 % en series contemporáneas^1,2.

El manejo ventilatorio del SDRA exige un equilibrio complejo: la PEEP demasiado baja favorece el colapso y la atelectrauma, mientras que una PEEP excesiva induce sobredistensión, barotrauma y hemodinamia adversa. Las guías clásicas se han apoyado en parámetros globales (relación PaO₂/FiO₂, complianza estática, curvas presión–volumen, tablas PEEP/FiO₂) que no captan la marcada inhomogeneidad regional del pulmón del SDRA^1,2. En este contexto, se ha desarrollado un creciente interés por técnicas de monitorización avanzada que permitan individualizar la ventilación de forma más precisa.

La tomografía de impedancia eléctrica (TIE) es una modalidad de imagen funcional que reconstruye, a partir de cambios de impedancia medidos por un cinturón de electrodos torácicos, mapas transversales de la distribución regional del volumen de aire pulmonar en tiempo real^3,4. Se trata de una técnica no invasiva, sin radiación ionizante, que puede aplicarse de forma continua a pie de cama. En la última década, diversos estudios han evaluado si la TIE, aplicada principalmente para la titulación de PEEP y la monitorización de maniobras de reclutamiento y posición prono, se traduce en mejoras no solo fisiológicas, sino también en desenlaces clínicos “duros”^3,5-7.

El objetivo de esta revisión es sintetizar de forma crítica la evidencia disponible sobre el uso de la TIE en el SDRA del adulto, con énfasis en: 1) fundamentos técnicos y fisiológicos relevantes para el clínico; 2) impacto de la TIE en la titulación de PEEP y la protección pulmonar; 3) utilidad para la evaluación de la relación ventilación–perfusión y la respuesta a prono; 4) efectos sobre mortalidad, duración de ventilación mecánica y otros desenlaces clínicos; y 5) aspectos de implementación, aplicabilidad clínica y coste-efectividad.

MATERIAL Y MÉTODO

Se realizó una revisión narrativa estructurada de la literatura entre enero de 2015 y junio de 2025. Se buscaron estudios en PubMed/MEDLINE, Embase, Scopus y Cochrane Library utilizando combinaciones de términos en inglés: “electrical impedance tomography”, “EIT”, “acute respiratory distress syndrome”, “ARDS”, “mechanical ventilation”, “positive end-expiratory pressure”, “PEEP titration”, “prone position”, “ventilation-perfusion matching” y “cost-effectiveness”.

Se incluyeron:

• Metaanálisis y revisiones sistemáticas sobre TIE y ventilación en SDRA adulto^3,6,7.
• Ensayos clínicos aleatorizados que comparasen estrategias guiadas por TIE frente a manejo estándar (tabla ARDSNet, parámetros globales)^8-10.
• Estudios observacionales prospectivos que evaluaran el uso de TIE para caracterizar la inhomogeneidad ventilación–perfusión, monitorizar prono o estudiar fenómenos fisiológicos como el reclutamiento y la sobredistensión^11,13-15.
• Documentos de evaluación de tecnologías sanitarias y revisiones narrativas relevantes para aplicabilidad clínica y aspectos económicos^5,14,15.

Se excluyeron series exclusivamente pediátricas, estudios puramente experimentales en animales y trabajos centrados en otras entidades (EPOC, postoperatorio sin SDRA) salvo cuando aportaban información técnica muy relevante para la interpretación de la TIE^3,4.

Dada la heterogeneidad de diseños, poblaciones y desenlaces, se optó por una síntesis narrativa cualitativa, priorizando la consistencia de resultados y la magnitud del efecto sobre: 1) parámetros fisiológicos (PaO₂/FiO₂, complianza, driving pressure, potencia mecánica), 2) mortalidad y días libres de ventilación, 3) toma de decisiones clínicas y 4) coste-efectividad y aplicabilidad en UCI.

RESULTADOS

1. Fundamentos fisiológicos y técnicos de la TIE:

La TIE utiliza un cinturón de 16–32 electrodos rodeando el tórax a nivel de los espacios intercostales medios. Corrientes eléctricas de baja intensidad y alta frecuencia se aplican secuencialmente entre pares de electrodos, mientras que el resto registra los potenciales resultantes; a partir de estas medidas se reconstruyen mapas bidimensionales de cambios de impedancia en una sección transversal del tórax.

Como el tejido pulmonar aireado tiene una impedancia distinta al tejido colapsado o con líquido, las variaciones de impedancia durante el ciclo respiratorio se correlacionan con cambios regionales de volumen de aire. La TIE permite así:

• Cuantificar la distribución del volumen corriente entre regiones ventrales y dorsales o derechas e izquierdas.
• Detectar áreas de “espacios silenciosos” (regiones poco o nada ventiladas).
• Evaluar el efecto de cambios de PEEP, maniobras de reclutamiento o cambios posturales sobre la apertura o sobredistensión de unidades alveolares.

Frente a la tomografía computarizada (TC), la TIE ofrece menor resolución espacial pero una monitorización continua, sin radiación ni necesidad de traslado, lo que la convierte en una herramienta atractiva para guiar la ventilación en tiempo real^3,5.

2. TIE para titulación de PEEP y protección pulmonar:

Los metaanálisis disponibles coinciden en que la titulación de PEEP guiada por TIE mejora los parámetros mecánicos del sistema respiratorio. Tanto Yu et al. como Songsangvorn et al. sintetizan datos de RCTs y estudios observacionales donde la PEEP se ajustó para optimizar indicadores regionales derivados de TIE (equilibrio sobredistensión/reclutamiento, porcentaje de “silent spaces”, índices de homogeneidad)^6,7.

En estos trabajos, en comparación con estrategias estándar (tablas PEEP/FiO₂ o PEEP basada en complianza global):

• La PEEP guiada por TIE se asoció a un incremento significativo de la PaO₂/FiO₂ y de la complianza estática^6,7.
• Se observó una reducción de la driving pressure y de la potencia mecánica, dos determinantes clave del daño pulmonar inducido por el ventilador^7-9.
• La distribución regional de la ventilación fue más homogénea, con reducción del colapso dependiente y de la sobredistensión en regiones no dependientes^8-10.

En el ensayo aleatorizado de He et al., la estrategia de PEEP individualizada mediante TIE en pacientes con SDRA moderado–grave redujo la driving pressure y mejoró un marcador de disfunción orgánica (ΔSOFA día 2) frente a la titulación basada en tabla ARDSNet, aunque sin diferencias significativas en mortalidad a 28 días (21 % vs 27 %, p=0,63)⁸.

El ensayo cruzado de Jiménez et al. demostró que la PEEP guiada por TIE redujo de manera significativa la potencia mecánica y un índice compuesto de estrés dinámico (4×ΔP + frecuencia respiratoria) respecto a la titulación convencional, confirmando el potencial de la TIE para minimizar el “dosis de energía” impartida al pulmón lesionado⁹.

Otros trabajos comparan la PEEP óptima según TIE con la determinada por presión transpulmonar o por complianza máxima, mostrando buena concordancia, pero revelando también casos en los que la TIE identifica patrones de sobredistensión o colapso que no son evidentes con parámetros globales^10,15.

3. Ventilación–perfusión, reclutamiento y posición prono:

Más allá de la ventilación regional, la TIE puede combinarse con la administración de bolo salino hipersalino para estimar la perfusión regional, ofreciendo información funcional de la relación ventilación–perfusión (V/Q) en la cabecera^11-13.

Spinelli et al. mostraron que el grado de desajuste V/Q medido por TIE (unidades “no emparejadas”) se asociaba de forma independiente con la mortalidad en pacientes con SDRA, lo que sugiere un potencial valor pronóstico y una herramienta para estratificar riesgo¹¹.

En el ámbito de la COVID-19, el estudio multicéntrico RECRUIT mostró que la TIE permite cuantificar el potencial de reclutamiento y describir fenotipos de SDRA con distinta recrutabilidad, que podrían beneficiarse de estrategias de PEEP diferenciadas¹².

La combinación de TIE y TC ha documentado, además, que la posición prono mejora la homogeneidad de la ventilación y la relación V/Q en regiones dorsales, reduciendo atelectrauma y sobredistensión en pacientes con SDRA por COVID-19. Estudios fisiológicos en pacientes con SDRA no COVID corroboran que la TIE es sensible a los cambios en la distribución dorsal–ventral de la ventilación tras la pronación, lo que puede ayudar a decidir la duración y la repetición de los ciclos de pronósticos^12,13.

4. Impacto en mortalidad y duración de la ventilación mecánica:

Los desenlaces “duros” siguen siendo el principal punto débil de la evidencia. Los metaanálisis de Yu et al. y Songsangvorn et al. sugieren una tendencia a menor mortalidad hospitalaria con estrategias de PEEP guiadas por TIE, con riesgos relativos en torno a 0.6–0.7, alcanzando significación estadística en algunos análisis, pero a costa de tamaños muestrales limitados y heterogeneidad moderada^6,7.

En el RCT de He et al., la reducción absoluta de mortalidad a 28 días (21 % vs 27 %) no fue significativa⁸. El estudio cruzado de Jiménez et al. no estaba diseñado para evaluar mortalidad, pero tampoco mostró señales de daño⁹. La duración de la ventilación mecánica y los días libres de ventilación no se han reducido de forma consistente, si bien algunos estudios describen tendencias favorables en grupos guiados por TIE^6-9,12.

En conjunto, la TIE ofrece beneficios fisiológicos robustos y coherentes con la reducción del daño pulmonar inducido por el ventilador, pero la traducción de estos beneficios en una mejoría inequívoca de la supervivencia o de los días de ventilación mecánica todavía no se ha demostrado de forma definitiva. Ensayos multicéntricos en curso con mayor tamaño muestral podrían aclarar esta cuestión^6-8,12,15.

5. Aplicabilidad clínica, implementación y coste-efectividad:

Revisiones narrativas y estudios de implementación señalan que la TIE es técnicamente factible en la mayoría de pacientes con SDRA, incluyendo aquellos en ventilación asistida o conectados a ECMO^3-5. Los clínicos informan que la monitorización con TIE modifica la toma de decisiones en un porcentaje considerable de casos, principalmente en la titulación de PEEP, la indicación de maniobras de reclutamiento y la evaluación de la respuesta a prono^5,15.

Desde el punto de vista económico, el informe del National Institute for Health and Care Excellence (NICE) para el sistema PulmoVista 500® estima un coste de adquisición de 20.000–30.000 £ con una vida útil de alrededor de 7 años y costes anuales de consumibles (cinturones, electrodos) de 2.500–5.000 £. En un modelo de UCI de 10 camas donde el 10 % de los pacientes recibe TIE, este escenario se traduce en un coste incremental aproximado de 79 £ por paciente monitorizado¹⁴.

Aunque ningún estudio clínico ha realizado aún un análisis formal de coste-efectividad (por ejemplo, coste por año de vida ganado), se plantean posibles ahorros indirectos: reducción de traslados a radiología para TC, menor incidencia de complicaciones asociadas a sobredistensión o colapso (neumotórax, barotrauma, SDRA prolongado) y potencial acortamiento de la estancia en UCI^14,15. La relación coste-beneficio final dependerá, sin embargo, de la magnitud real del impacto de la TIE sobre la supervivencia y la duración de la ventilación mecánica, siendo aspectos todavía pendientes de confirmación.

DISCUSIÓN

La TIE representa un avance relevante en la monitorización funcional del SDRA, al trasladar al pie de cama una información que hasta ahora solo podía obtenerse de forma intermitente mediante TC u otras técnicas de imagen complejas^3,4. Los datos disponibles respaldan de forma consistente que la PEEP guiada por TIE mejora la oxigenación, la mecánica respiratoria y reduce parámetros estrechamente ligados al daño ventilatorio, como la driving pressure y la potencia mecánica^6-9. Estas mejoras se alinean con el marco conceptual de la ventilación protectora y apoyan el uso de la TIE como herramienta para refinar la “ventilación de precisión” en el SDRA.

La capacidad de la TIE para cuantificar la inhomogeneidad de la distribución ventilación–perfusión añade una capa adicional de información, con potencial implicación pronóstica y de selección de estrategias^11-13. Pacientes con alta recruitability dorsal podrían beneficiarse de PEEP más elevadas y ciclos de prono prolongados, mientras que aquellos con pulmón menos reclutable podrían requerir estrategias más conservadoras o la consideración precoz de ECMO^11,12.

No obstante, el salto desde la mejoría fisiológica a la demostración de beneficios en mortalidad sigue siendo el principal reto. La mayoría de los estudios disponibles están limitados por el tamaño muestral, el carácter monocéntrico y la diversidad de protocolos de titulación de PEEP guiados por TIE^6-9. A ello se suma la complejidad intrínseca del SDRA, donde múltiples factores (etiología, timing de ventilación, comorbilidad, uso de prono o ECMO) condicionan de forma simultánea el pronóstico.

Desde una perspectiva práctica, la TIE parece particularmente útil en situaciones donde la decisión sobre PEEP u otras maniobras es incierta usando parámetros globales: SDRA grave con hipoxemia refractaria, dudas sobre el potencial de reclutamiento, cambios rápidos en la mecánica pulmonar (por ejemplo, transición de ventilación controlada a asistida), o cuando se sospechan patrones de ventilación muy inhomogéneos^5,11-13,15. La integración de la TIE en protocolos de UCI requiere formación específica, estandarización de índices a monitorizar e investigación adicional para definir algoritmos de decisión robustos.

En el plano económico, los costes iniciales del dispositivo y consumibles no son triviales, especialmente en sistemas sanitarios con recursos limitados¹⁴. Sin embargo, en el contexto de la terapia intensiva, donde otras intervenciones de alto coste se aceptan si aportan beneficios clínicos moderados, la TIE podría resultar coste-efectiva si se confirma una reducción modesta pero real de complicaciones, días de ventilación o mortalidades^14,15.

Las principales lagunas de conocimiento incluyen: 1) ausencia de grandes ensayos multicéntricos con potencia suficiente para desenlaces “duros”; 2) falta de protocolos validados que integren TIE en algoritmos de decisión sobre PEEP, prono y destete; 3) escasez de datos de coste-efectividad y de impacto sobre resultados funcionales a largo plazo.

CONCLUSIONES

La TIE aporta información regional clave en el SDRA, ya que permite visualizar la distribución de la ventilación en tiempo real y cuantificar inhomogeneidades que no se detectan con parámetros globales, ofreciendo una base objetiva para individualizar la ventilación mecánica^3-5. La titulación de PEEP guiada por TIE mejora parámetros fisiológicos relevantes: los metaanálisis y ensayos clínicos muestran mejoría de la oxigenación, de la complianza y reducciones de la driving pressure y de la potencia mecánica, coherentes con una menor agresividad ventilatoria^6-10. El impacto sobre la mortalidad y la duración de la ventilación es prometedor, pero aún no concluyente; existen señales de reducción relativa de la mortalidad en algunos análisis, pero los estudios están limitados por el tamaño muestral y la heterogeneidad, por lo que no es posible recomendar la TIE como estándar de cuidado únicamente sobre esta base^6-8. La TIE es especialmente útil para decisiones complejas en el SDRA grave, ya que puede ayudar a identificar pacientes con alto potencial de reclutamiento, optimizar la indicación y el mantenimiento de la posición prono y detectar patrones de ventilación–perfusión asociados a peor pronóstico, contribuyendo a la medicina de precisión en UCI^11-13,15. Su implementación requiere recursos, formación y protocolos claros: los costes iniciales y de mantenimiento no son despreciables, pero podrían compensarse parcialmente si la TIE reduce complicaciones y estancias en UCI, y la formación del personal junto con la integración en algoritmos estructurados son esenciales para maximizar su impacto^5,14,15. Entre las prioridades de investigación futura figuran la realización de ensayos multicéntricos de mayor tamaño que comparen estrategias guiadas por TIE frente a manejo estándar con desenlaces primarios de mortalidad y días libres de ventilación, estudios de coste-efectividad y de barreras de implementación en distintos sistemas sanitarios, así como el desarrollo de indicadores derivados de TIE con valor pronóstico validado y de protocolos de decisión basados en TIE para titulación de PEEP, prono y destete^6-8,11-13,15. En resumen, la tomografía de impedancia eléctrica se perfila como una herramienta de gran valor para personalizar la ventilación mecánica en el SDRA del adulto; su incorporación progresiva, inicialmente en centros con experiencia en monitorización avanzada, puede considerarse razonable, siempre en el marco de estrategias de ventilación protectora estandarizadas y de proyectos de investigación que permitan consolidar su impacto sobre los desenlaces del paciente crítico.

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