Capítulo 2. 1. Función pulmonar y su evaluación

3. METROLOGÍA Y PROBLEMÁTICA DE LAS MEDIDAS


   
Aparte de la recogida cuidadosa de la historia clínica, con su sintomatología, y de la observación clínica, siempre informativa de los signos de insuficiencia respiratoria, para evaluar la función pulmonar vamos a depender de una serie de medidas, realizadas con unos instrumentos.En la TABLA 1  se recuerdan las unidades de medida de las variables habituales en fisiopatología respiratoria, unidades tradicionales, que el uso ha establecido, y unidades en el sistema Internacional (SI), recomendables para unificación en publicaciones, siendo conveniente familiarizarse con la unidad de presión, el Kilopascal (1kPa=7,5 mmHg=10 cm agua=10 milibar). A lo largo del presente capítulo usaremos el símbolo L en lugar de l para los litros, para evitar la confusión de la letra ele y el nº 1.Asimismo se recuerdan los múltiplos: Mega(M=106), micro(nu=10-6), Giga(G=109), nano(n=10-9), y el Pico(P=10-12), algunos de aplicación informática actual.
   
Dada la frecuencia creciente con que se trasladan a pacientes críticos, intra e interhospitales, intubados y ventilados mecánicamente con equipos portátiles,  y dada la dificultad en realizar conversiones del contenido de las botellas de oxígeno de unidades cúbicas a litros de gas disponible para traslados largos, a continuación facilitamos su cálculo. El contenido de una botella en litros, viene dado por el producto de la presión en Kg/cm2 del manómetro de alta presión o primario(se activa al abrir la llave general de la botella), por la capacidad en litros de cada botella en litros (cifra a veces poco visible por estar borrada). Una botella grande de las clásicas de oxigenoterapia tiene una capacidad de 50 L, que multiplicada por la presión de llenado de fábrica de 150 Kg/cm2, da una disponibilidad de 7500 L. Una botella pequeña de transporte de 10 L, medio llena, a presión de 50 Kg/cm2, da una disponibilidad de 500  L de oxígeno puro, cuya duración en minutos depende del flujo y concentración (FIO2) de la oxigenoterapia, del volumen minuto prefijado del ventilador portátil, y de  la selección de  mezcla con aire. ó FIO2 de  1, fugas y consumo de trabajo anormales de ventiladores poco o nunca revisados, aparte.

3. 1. ERRORES
   
Los equipos de medida deben sernos familiares en su diseño y  prestaciones, pero sobre todo, debemos conocer la seguridad  y fiabilidad de los datos que nos van a suministrar, por lo que vamos a recordar algunos principios de esa ciencia de la medida 21  que es la metrología. La traducción de términos como Accuracy (seguridad), Random (casual, azaroso), Bias (sesgo, predisposición), a veces presenta dificultades por la sinonimia siendo equiparables validez a seguridad, y consistencia a precisión.
   
Para ilustrar estos términos, en el Gráfico 4, se muestran los posibles impactos de varios tiradores sobre una diana, con los errores cometidos, respecto al centro de la misma. En horizontal,  se muestra el error casual (random), bajo a la izquierda, con los impactos agrupados, y alto a la derecha con impactos dispersos (poco precisos). En vertical se muestra el error sistemático o seguridad respecto al centro de la diana, error alto arriba, y error bajo en la parte inferior, con buen agrupamiento en el centro de la diana. El mejor tirador sería el del cuadrante inferior izquierdo, con errores casual y sistemáticos ambos bajos, y el peor el del cuadrante superior derecho.
   
El principio de incertidumbre en física establece que cualquier medida está sujeta a errores, a incerteza en la medida, y para ilustrar este principio, supongamos que dos laboratorios, 1 y 2, miden el valor de cloro en un patrón de calibración o control de calidad ajustado a 100 mEq/L. Cada laboratorio repite la medida 20 veces, dando el laboratorio 1, valores con un rango de 93-107 mEq/L, que expresado como media y desviación standard sería de 100+/-3,5 mEq/L. Este laboratorio tendría poco error sistemático, es decir, sería muy seguro porque la medida está próxima al patrón de 100 mEq/L. El laboratorio 2 mide con un rango de 87 a 92 mEq/L,  ó  90,05+/-1,24. El coeficiente de variación (cv=100 x ds/media) de este laboratorio, lo califica de más preciso, ya que tiene menor cv.
   
Error sería la diferencia entre el valor de la medida y el valor real o verdadero, el  patrón oro, siempre teórico, pero necesario para las comparaciones (Gráfico 5).El error sistemático mejora con una escrupulosa calibración previa del equipo de medida, y depende del instrumento, que subestima o sobreestima el valor real, siempre en la misma dirección (bias= predisposición), independientemente del número de veces que se repita la medida, y este error es previsible aunque no siempre controlable. El error casual (random) es imprevisible, es incontrolable porque no mejora con las calibraciones, aunque la repetición de la medida muchas veces, al dar valores por defecto y por exceso, producirá un valor medio muy próximo al valor real. También hay errores de cero, de ganancia, ambientales, de carga debidos a la interposición del instrumento de medida, errores de paralaje del operador, errores de histéresis por valores grandes y pequeños, errores llamados caóticos, por artefactos, vibraciones, contaminantes, perfectamente evitables, claro, y los errores propagados, relacionados con redondeos o acoplamientos matemáticos en los cálculos 22.
   
Tras una calibración cuidadosa, puede establecerse el llamado factor de calibración 23 que es una cifra a multiplicar por el resultado de cada medida cuando se detecta un error sistemático. La diferencia entre una medida aislada y la media de medidas repetidas es el error casual de esa medida, que se considera que con una muestra suficientemente amplia, sigue una distribución normal o de curva de Gauss, con su dispersión o desviación standard. Así, 95% de los errores casuales caerán dentro del valor de la media más menos  dos desviaciones standard. Resumiendo, podemos decir:
Valor medido= Valor real + (error sistemático + error casual) = 
=valor real + errores totales = valor real + inseguridad 
   
Hay que recordar que siempre es mejor no tener la información o medida de un parámetro, que tenerla con errores o incorrecciones, aunque está demostrada la falsa seguridad que produce un dígito en una pantalla, y sobre todo las cifras impresas.

3. 2. OTRAS DEFINICIONES EN METROLOGIA
   
A continuación, se recuerda la definición de algunos términos habituales en metrología, que muchas veces se usan como equivalentes erróneamente 21:
Discriminación o Resolución: habilidad de un instrumento de medida para detectar cantidades muy pequeñas del parámetro a medir.
Seguridad o Validez, sería la habilidad del instrumento para proporcionar datos muy aproximados a la línea de identidad o valor real de la medida, lo que se puede hacer comparando con un patrón conocido y validado: el patrón oro, o bien aceptando los resultados de un equipo calibrado previamente. La seguridad se expresa en las especificaciones de los equipos, en tanto por cien de la escala completa, más frecuentemente,  o en tanto por cien del resultado de la medida, como: 100 x (valor medido-valor referencia)/valor referencia
A menor error sistemático, mayor seguridad, pero siempre hay que contar con los errores casuales.
Repetitibilidad o Precisión(distinta a resolución), sería la cualidad de dar valores muy próximos en medidas repetidas en corto espacio de tiempo, de la misma variable, con la misma muestra, con el mismo equipo, y en las mismas condiciones, cuantificando y expresando el error casual, como la desviación standard de medidas repetidas.
Reproductibilidad sería la habilidad de varios equipos para dar medidas parecidas, en distinto tiempo, a distintos observadores o usuarios. La reproductibilidad expresa la habilidad del equipo para mantener  la relación input / output, largo tiempo.
Linearidad o ganancia: sería la sensibilidad estática, o relación entre  el valor de la medida (output), y el standard conocido de calibración (input), representándose como la mejor línea ajustada con los datos de calibre y respuesta del instrumento 23, lo que es distinto de la línea de identidad que caracterizaría a la seguridad por ejemplo de un electrodo de pH (Gráfico 6). La calibración establece esta linearidad o ganancia, con un valor o punto de cero, y otro punto que comprenda en su escala el valor de la supuesta medida (calibración con dos puntos), pudiendo haber error de cero o de deriva con el tiempo, y error de rango, si la medida está fuera de los dos puntos de calibración. Habría un error proporcional (pendiente), si el punto cero está bien, pero la ganancia mal.
Intervalo de tolerancia: valores de medidas individuales, expresado como error dos sigmas, no siendo lo mismo intervalo de tolerancia, que intervalo de confianza (valores de parámetros calculados),  pues es mayor el primero que el segundo. 

3. 3.  UTILIDAD PRACTICA DE LA METROLOGÍA
   
La comparación de un método de medida con otro anterior conocido (patrón oro), no debe hacerse mediante el coeficiente de correlación, pues un valor de "r=1" que hablaría de una correlación perfecta, aunque indicador de la ausencia de error casual (random), daría una falsa seguridad al ser insensible a los errores sistemáticos o bias. Es preferible la construcción de un gráfico 24 con el valor en tanto por cien de la diferencia en las medidas de los dos equipos en ordenadas, con la media +/-2DS, y el valor medio de las lecturas en ambos equipos en abscisas, como mejor valor comparativo. También suelen usarse los nomogramas de Levey-Jennings con datos de funcionamiento mensuales dentro de márgenes admitidos, y rechazados dentro de los límites superior e inferior, o los percentiles de Herrera, que en vez de los límites media +/-2DS, usan el percentil 10 y el 90%.
   
Todo lo anterior tiene aplicación en las medidas gasométricas, en la ubícua pulsioximetría, en espirometría, medidas de FIO2, FECO2, y en cualquier método o técnica nueva que se implante. Siempre que se intente implantar una técnica nueva habitualmente incruenta, hay que compararla con la técnica referencia, o patrón oro, suficientemente probada por la experiencia. Asi, por ejemplo, se habla de sensibilidad y especificidad de la broncoscopia con catéter protegido o telescopado para la obtención de muestras bacteriológicas del árbol bronquial. En el Gráfico 7, se ilustra la teórica comparación de  la técnica de flebografía o venografía clásica, frente a la Resonancia magnética (RMN), incruenta, en la detección de trombosis venosas profundas. Se considera la venografia el patrón oro (columna de enfermedad evidente), en 250 estudios. Cuando coinciden ambas técnicas, se habla de casos verdaderos, y si no coinciden, de falsos. La sensibilidad se calcula con los positivos verdaderos, y la especificidad con los negativos verdaderos, en porcentajes, con las columnas, en vertical. El valor predictivo, positivo y negativo,  de la RMN frente a la venografía se calcula también en porcentajes, usando las filas horizontales. Puede concluirse, que en este caso, la RMN es más específica que sensible, con un valor predictivo positivo mayor que el valor predictivo negativo.