Precisión diagnóstica de la termografía para evaluar analgesia epidural en gestantes

Jessica Daza C. MD.¹,* Fernando Arango G. Mg.¹, Diego Collazos H. PhD.², Mauricio Calderón M. MD.3

Información y Correspondencia

✉Jessica Daza C. | ORCID

Filiaciones

¹Universidad de Manizales.²Universidad Nacional de Colombia.³SES Hospital Universitario de Caldas.

Recibido: 24-08-2024
Aceptado: 12-12-2024
©2025 El(los) Autor(es) – Esta publicación es Órgano oficial de la Sociedad de Anestesiología de Chile

Revista Chilena de Anestesia Vol. 54 Núm. 2 pp. 200-207|https://doi.org/10.25237/revchilanestv54n2-14
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Abstract

Introduction: Labor is associated with severe pain and communication barriers that complicate the subjective assessment of maternal pain. Thermography detects temperature increases due to vasodilation when using local anesthetics; however, there is no evidence regarding its accuracy compared to classical sensitivity tests for evaluating epidural analgesia in pregnant women. Methods: In a prospective, observational, and analytical manner, analgesic epidural catheter was evaluated in 30 full-term, healthy pregnant women without decompensated comorbidities. The diagnostic accuracy of thermography of the plantar region, superficial touch test, and cold test was determined, comparing them with the Visual Analog Scale (VAS) for pain. Participants consented to the study by signing informed consent and were included at convenience if one of two evaluators was present. Results: Two (6.6%) of the thirty patients included in the final analysis did not experience significant pain reduction. At 15 minutes, thermographic changes were evident and significant, with a sensitivity of 75%, specificity of 83%, positive predictive value (PPV) of 94.5%, and an area under the ROC curve of 0.79; demonstrating superiority over the cold test and superficial touch in this population group. Conclusions: Dermatomes associated with L4-L5 nerve roots exhibit significant changes in sensory tests and thermography following epidural analgesia. At 15 minutes, thermography shows maximum accuracy and superiority over traditional subjective tests for evaluating epidural analgesia in pregnant women.

Resumen

Introducción: El trabajo de parto se asocia con dolor grave y barreras en la comunicación que dificultan la evaluación subjetiva de la embarazada. La termografía registra el aumento de temperatura por vasodilatación al usar anestésicos locales; no hay evidencia sobre su precisión frente a las pruebas termoalgésicas clásicas para la evaluación de la analgesia epidural en gestantes. Métodos: De forma observacional, prospectiva y analítica se evaluó el funcionamiento del catéter epidural en 30 gestantes mayores de edad a término sin comorbilidades descompensadas, determinando la precisión diagnóstica de la termografía de la planta de los pies, la prueba de tacto superficial y la prueba de frío comparándolas con la escala verbal análoga del dolor. Autorizaron participar en el estudio firmando el consentimiento informado y fueron incluidas a conveniencia según estuviese presente uno de los dos evaluadores. Resultados: Dos (6,6%) de las treinta pacientes incluidas en el análisis final no tuvieron una reducción significativa del dolor. Al minuto 15 fueron evidentes y significativos los cambios termográficos con una sensibilidad de 75%, especificidad de 83%, VPP de 94,% y un área bajo la curva ROC de 0,79; demostrando ser superior a la prueba de frío y al tacto superficial en este grupo poblacional. Conclusiones: Los dermatomas relacionados con las raíces L4-L5 presentan cambios significativos en las pruebas sensitivas y en la termografía tras administrar analgesia epidural. A los 15 minutos, la termografía evidencia su máxima precisión, y superioridad frente a las pruebas subjetivas clásicas para evaluar la analgesia epidural en gestantes.

• Introducción

El componente doloroso del trabajo de parto es dinámico y multifactorial. Existen alternativas para aliviar el dolor como la hidroterapia, analgesia intravenosa orientada por el médico o controlada por la paciente, y técnicas neuroaxiales, entre otras; la elección dependerá del criterio médico, el deseo de la gestante y las indicaciones y contraindicaciones de cada una[1]. La analgesia por vía epidural es una medida segura y ampliamente utilizada para el alivio del dolor del trabajo de parto[2]-[4]; confirmar el adecuado funcionamiento aporta seguridad materna y fetal[5],[6].

La evaluación del dolor ha sido objeto de estudio históricamente, midiendo cambios en la percepción física, la disminución de la fuerza, la distribución de los anestésicos y la temperatura corporal[7]-[11] considerando que el dolor es una experiencia subjetiva, la evaluación objetiva del mismo es semánticamente contradictoria. A pesar de esto, se agrupan en tres los métodos de acercamiento a objetivar el dolor: psicofísicos, electrofisiológicos e imagenológicos. Las pruebas psicofísicas requieren un paciente despierto y colaborador, incluyendo la escala verbal del dolor (EVA), prueba de frío y prueba de sensibilidad superficial (umbral de tolerancia). La electrofisiológica evalúa la reacción de la fibra nerviosa al estímulo doloroso. Las técnicas por imágenes incluyen tomografías por emisión de positrones (PET), tomografías computadas por emisión de un único fotón (SPECT) e imágenes de resonancia magnética funcional (FMRI), las cuales son poco accesibles y de alto costo[12].

La termografía por infrarrojo se utiliza para objetivar cambios térmicos; en el caso de la anestesia regional, los que ocurren por vasodilatación de un área específica; los resultados han sido contrastados con la percepción del dolor[13]-[15]. Se ha descrito el uso de imágenes termográficas en manejo intervencionista del dolor y en anestesia regional durante cirugía de miembro superior[16],[17], miembro inferior[18], cesárea y trabajo de parto[10],[14] y cirugía toracoabdominal[13],[19]. Sin embargo, estas investigaciones presentan algunas limitaciones: 1) la falta de unificación en el protocolo de captura de imágenes, posicionamiento de la paciente y los parámetros de captura de las imágenes impiden que los resultados sean comparables entre sí; 2) los resultados expuestos son diversos y algunos contradictorios, sin permitir que la termografía se posicione como método diagnóstico definitivo; 3) los factores externos como la temperatura ambiente, la actividad simpática dada por estrés, dolor y ansiedad, y el deseo de colaborar de los pacientes, influyen en los diferentes estudios; 4) la automatización del análisis podría favorecer la recolección de la información, hasta el momento no se ha diseñado una herramienta que simplifique la adquisición del mapa térmico en el contexto clínico. El objetivo de nuestro estudio fue estandarizar la termografía de los diferentes dermatomas de la planta del pie en gestantes con analgesia epidural en trabajo de parto y calcular su precisión diagnóstica frente a las pruebas psicofísicas tradicionales (EVA, prueba de sensibilidad superficial y prueba de frío). Utilizando una herramienta digital de creación original, FEET-GUI, diseñada en Python con deep machine learning, se automatizó el proceso de segmentación de los dermatomas de la planta del pie aumentando la precisión anatómica y estadística del diagnóstico termográfico[20].

• Métodos

Este estudio unicéntrico, prospectivo, observacional, fue aprobado por el comité de ética de SES Hospital Universitario de Caldas. Con el respaldo económico de Minciencias (convocatoria 807-2018 para proyectos de Ciencia, Tecnología e Innovación en salud 2018).

El análisis de precisión diagnóstica se realizó entre 2019 y 2023 en SES Hospital Universitario de Caldas con datos de 30 gestantes a término de 18 a 45 años, ASA II sin historia de neuropatía periférica, enfermedad vascular periférica o condición obstétrica emergente. En total se obtuvieron los registros termográficos de las plantas de ambos pies de 61 gestantes en trabajo de parto durante 20 minutos tras la administración de la analgesia epidural. Se utilizaron 22 casos realizados con la cámara termográfica FLIR A320^®[21] entre 2017 y 2019 para diseñar un protocolo eficiente y estandarizado de captura de imágenes el cual se aplicó a 31 pacientes con la cámara FLIR E95^®[22] atendiendo a las ventajas en su manufactura y programación. En una de estas pacientes falló la captura termo- gráfica configurada en modo sombras y no se incluyó en el análisis final. A todas se les evaluó la escala verbal del dolor (EVA), prueba de tacto superficial, y prueba de frío durante el mismo tiempo.

En una sala de procedimientos del SES Hospital Universitario de Caldas destinada para la evaluación de las pacientes y equipada con monitoreo de signos vitales, mesa de trabajo de metal y una camilla de metal con un colchón de espuma y plástico cubierto con una sábana blanca. El factor de emisividad de la piel es 0,98 (LWIR: 8 -14 pm), lo que significa que el calor radiante de la piel es casi enteramente dependiente de la temperatura cutánea y no del calor reflejado a ella por otros cuerpos. El del aluminio, por ejemplo, es de 0,08, es decir, tiene baja emisividad y alta reflectancia haciendo que no interfiera con la termografía[23]. En esta sala se ubicó la cámara FLIR E95^® a 0,8 metros de la camilla.

Mediante entrevista se recolectó información sociodemográfica y fisiológica (Tabla 1). Se explicó la metodología del examen clínico y tras confirmar el entendimiento se firmó el consentimiento informado.

Se colocó el catéter epidural en posición sedente previa asepsia y antisepsia con clorhexidina jabón y solución. Se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

1. Punción en el espacio intervertebral L3-L4 o L2-L3.

2. Infiltración de la piel con 3-5 cm de Lidocaína al 2%.

3. Punción con aguja Tuohy 18g^®.

4. Avance de catéter (0,45 mm; Perifix, Braun^®) dentro del espacio epidural 4-6 cm.

5. Fijación del catéter epidural.

6. Posicionamiento en decúbito supino.

7. Infusión de mezcla analgésica prellenada de bupivacaína al 0,1% (10 mg), fentanilo 2,5 mcg/ml (25 mcg) y morfina (100 mcg) en solución salina al 0,9%; con un volumen total de 20 ml.

En decúbito supino se registró la primera imagen termo- gráfica (T0), inmediatamente después de la administración de la mezcla analgésica se llevó a cabo una nueva imagen (T1) y luego cuatro registros más cada 5 minutos (T5, T10, T15 y T20; los valores en grados centígrados (°C) se registraron por cada dermatoma (medial plantar, lateral plantar, sural, safeno y tibial) y para la planta de cada pie (derecho e izquierdo).

La percepción de dolor se evaluó utilizando pruebas psico- físicas: la escala verbal análoga del dolor (EVA) se registró de 0 a 10 siendo 0 nada de dolor y 10 el peor dolor percibido en la vida; la prueba de tacto superficial se realizó empleando el dorso de la mano y la prueba de frío con un algodón impregnado en agua sobre los dermatomas de las extremidades inferiores, el abdomen y el tórax. Las respuestas se agruparon como “siente” o “no siente” para el tacto superficial, y “frío” o “no frío” para la prueba de frío.

La metodología que se propone para realizar la recolección de datos está influenciada por protocolos implementados previamente[17],[18].

• Resultados

En la Figura 1 se presenta el flujograma de inclusión de las pacientes en el estudio. Se evaluaron clínica y termográfi- camente 61 catéteres epidurales analgésicos en gestantes en trabajo de parto. Los primeros 30 casos se realizaron utilizando la cámara termográfica FLIR A320^®, 22 de ellos permitieron desarrollar un protocolo de adquisición de imágenes y una herramienta digital[20] que automatizó la discriminación térmica de cada dermatoma de la planta de ambos pies; además de comparar la precisión de la termografía con tres pruebas psicofísicas para evaluar la percepción de dolor.

Tabla 1. Caracterización de las pacientes incluidas en el estudio

Caracterización demográfica de las pacientes incluidas en el estudio. Promedio de las variables maternas y fetales registradas. (T0: tiempo 0; T1: tiempo 1; T5: tiempo 5; T10: tiempo 10; T15: Tiempo 15; T20: Tiempo 20; DE: Desviación estándar; IC95: Intervalo de confianza del 95%; PAS: Presión arterial sistólica; PAD: Presión arterial diastólica; FC: Frecuencia cardíaca materna; FCF: Frecuencia cardíaca fetal; EVA: Escala Verbal Análoga del dolor).

Figura 1. Flujograma de inclusión de las pacientes en el estudio.

En los siguientes 31 casos se utilizó la cámara termográfica FLIR E95^®[22] por su discriminación térmica más precisa (0,03 °C) y mejor ergonomía. Se aplicó el protocolo de adquisición de imágenes en la planta de ambos pies de las gestantes y se registró la información en la plataforma FEET-GUI^® que diseñamos para simplificar y graficar el mapa térmico de cada paciente (Figura 2). Un caso no fue incluido en el análisis final ya que la programación de la cámara termográfica registró en modo sombras y no se pudo ejecutar un análisis de temperaturas adecuado. Además, un caso fue suspendido tempranamente por hipotensión arterial materna y taquicardia fetal, sin complicaciones posteriores; este caso sí se incluyó en el análisis.

La prueba de referencia que se utilizó para confirmar la analgesia epidural fue la EVA, la cual presentó cambios en 28 (93%) pacientes reduciendo de 8 a 1 en 20 minutos. La prueba de tacto superficial se modificó en 11 (36,6%) pacientes durante todo el estudio que con una especificidad de 100% se modificó solo en casos de analgesia epidural confirmada, sin embargo, su sensibilidad es muy baja (23%). La prueba de frío se modificó en 19 (63,3%) pacientes en ambos lados del cuerpo, 2 pacientes adicionales reportaron cambios sensitivos unilaterales, una a la derecha y otra a la izquierda; la termografía de ambas pacientes identificó incremento unilateral de temperatura al minuto 15 hacia el mismo lado sugiriendo lateralización del catéter epidural; al minuto 15 la prueba de frío demostró una especificidad del 50% y una sensibilidad del 70%.

La termografía de la planta de los pies aumentó > 1°C en 21 pacientes. Definimos que este sería el límite significativo según la descripción de otros autores que han usado termo- grafía e índices de perfusión tisular con dosis anestésicas epidurales[21],[31]. El incremento promedio del pie derecho e izquierdo a los 20 minutos fue de 1,5°C (1,53°C [IC95% -1,70°C – 5,91°C] y 1,51°C [IC95% -5,85°C – 6,75°C]) respectivamente. En la Figura 3 se observan los cambios térmicos discriminados por cada dermatoma y ambos pies durante 20 minutos; el plantar medial y el plantar lateral, ramas elevaron la temperatura de forma significativa desde el minuto 15.

de la raíz de L4-L5 también

Figura 2. Mapa térmico.

Figura 3. Temperatura de dermatomas plantares. Histograma de la temperatura en los cinco dermatomas de cada pie durante 20 minutos. El incremento igual o mayor a 1 °C fue considerado significativo.

Un caso registró incremento térmico bilateral exuberante al minuto 10: 4,02 °C el derecho y 5,3°C el izquierdo, considerando que el incremento promedio fue 0,5 °C para ese momento en la mayoría de pacientes. Al minuto 15 se declaró inestabilidad materno-fetal que resolvió sin complicaciones posteriores.

En la Tabla 2 se muestra la precisión diagnóstica de la ter- mografía de la planta del pie y de las pruebas psicofísicas utilizadas para evaluar la efectividad de la analgesia a través del catéter epidural en 30 gestantes sanas en trabajo de parto.

Tabla 2. Precisión diagnóstica de la termografía y pruebas sensitivas comparadas con la escala verbal del dolor

Estadísticos de precisión diagnóstica de la termografía de la planta del pie completa, de los dermatomas plantar medial y plantar lateral y de las pruebas psicofísicas tacto superficial y prueba de frío. S: Sensibilidad; E: Especificidad; VPP: Valor predictivo positivo; VPN: Valor predictivo negativo; LR+ Likely Hood ratio positivo; LR- Likely Hood ratio negativo; AUC: área bajo la curva ROC; IC95: Intervalo de confianza del 95%.

• Discusión

Es fundamental para la seguridad del binomio madre-hijo garantizar que un catéter epidural se encuentra funcionando de forma óptima[6]. Históricamente, se han aplicado pruebas psicofísicas como la escala verbal del dolor, la prueba del tacto superficial y la prueba de frío para su evaluación. Recientemente, la termografía se utilizó para describir la distribución de los cambios térmicos durante la analgesia epidural[10]. Nuestro estudio presenta la precisión diagnóstica de la termografía en la planta de los pies y de tres pruebas psicofísicas en gestantes en trabajo de parto para diagnosticar una adecuada analgesia epidural.

Las capturas realizadas en las plantas de ambos pies mostraron un incremento significativo superior a 1 °C en la planta del pie en 70% de las pacientes, el valor predictivo positivo para la termografía al minuto 15 fue de 94,7%. Los dermatomas plantar medial y plantar lateral, ambas ramas de la raíz L4, con una sensibilidad del 70% y LR+ 2,0 permitieron diagnosticar la efectividad del catéter en el 66% de las pacientes. Determinamos que los cambios en la percepción del tacto superficial y de frío en cada lado del cuerpo fueron de mayor impacto a nivel del dermatoma L4. A este nivel se determinó la precisión de las pruebas empleadas (Figura 4).

Con el apoyo del Grupo de Reconocimiento y Procesamiento de señales de la Universidad Nacional de Colombia, se implementó un proceso de segmentación semántica y automática de los pies capturados utilizando cinco arquitecturas de deep learning y un algoritmo de remoción de artefactos basado en operadores morfológicos. La automatización del registro térmico delimitado por dermatomas fue posible debido al entrenamiento de máquina empleando más de 500 capturas de plantas de los pies, que manualmente se segmentaron en la plataforma CVAT^® Computer Vision Annotation Tool y que sustentan la creación de la aplicación FEET – GUI^® para la captura de imágenes de la planta del pie usando cámaras termográficas portables e idealmente adaptables al teléfono móvil[20],[23],[24].

En 2018, Bruins et al., compararon la termografía con la prueba de frío en pacientes de cirugía abdominal, torácica u ortopédica bajo anestesia epidural y concluyeron que la termo- grafía puede ser utilizada como un método diagnóstico objetivo y complementario a la prueba de frío en la evaluación de anestesia epidural. En este estudio, en los 64 pacientes analizados la edad promedio era de 67 años, masculinos, ASA II. La prueba de frío reportó una mayor sensibilidad que la termografía, pero sus valores predictivos positivos fueron comparables, siendo al minuto 15 tras administrar la anestesia epidural máximo (92%) para la termografía. Concluyen que la termografía es útil y no reemplaza la prueba de frío[13].

En 2022, Murphy et al., demostraron el cambio térmico promedio de 4,03 a 6,77 °C en los pies tras la administración de anestesia subaracnoidea para cesárea; otros estudios han demostrado que el incremento de 1 °C se asocia con la ausencia de dolor[14]. Bouvet et al., demostraron que el dermatoma L5 en ambas piernas de las gestantes con analgesia epidural era la región de máximo incremento térmico[10].

Es complejo realizar una rigurosa y estandarizada evaluación semiológica de la analgesia epidural; las barreras en la comunicación ocasionadas por el dolor grave, ansiedad y alta complejidad clínica de la paciente obstétrica son limitantes. Consideramos que la termografía permite obtener datos objetivos y como lo sugieren otros estudios[25], complementa las pruebas psicofísicas para evaluar el dolor. En nuestro estudio demostramos que con AUC de 0,79, la termografía ofrece una precisión diagnóstica mejor que el tacto superficial y la prueba de frío. La evaluación de la gestante álgida es retadora y la termografía por infrarrojo podría simplificar este desafío con precisión y fiabilidad.

Figura 4. Curvas ROC. Curvas ROC de termografía, prueba de frío y tacto superficial comparada con la prueba de referencia: escala verbal análoga del dolor (AUC: Área bajo la curva).

• Consideraciones y limitaciones

Nuestro estudio establece un protocolo reproducible y ofrece una herramienta original para automatizar la interpretación del registro termográfico de la planta del pie. Sin embargo, la manipulación de la cámara térmica requiere entrenamiento y los parámetros pueden sufrir desajustes no previstos en la programación; esto puede explicar los registros erróneos de los casos no incluidos en el análisis. El entrenamiento y acompañamiento por parte del personal de ingeniería al personal médico favorece el resultado de la captura térmica. Para la plataforma original se realizó el entrenamiento de máquina con imágenes de plantas de los pies únicamente, sin embargo, consideramos adaptable si se utilizan otras áreas corporales, lo que favorece la investigación en el área de la termografía.

Este estudio no ha sido enviado a otra revista científica nacional o internacional.

Este estudio se adhiere a principios bioéticos.

Este estudio confirma la privacidad y anonimato de las participantes de quienes se posee el consentimiento informado.

Este estudio recibe aval del Comité de investigaciones y ética del SES Hospital Universitario de Caldas el 07 de Mayo de 2018 en el acta DC-047-18.

Este estudio fue financiado por Minciencias en la convocatoria 807-2018 para proyectos de Ciencia, Tecnología e Innovación en salud 2018.

No declaramos conflicto de interés.

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