FÍSICA Y ANESTESIA
Dr. Salvador Filippo chimento vilaro
R1 anestesiología
Unimetro 2015
Fundamentos de Anestesiología 3ª
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Unidades básicas de
medición.
 Se consideran ciencias experimentales aquellas que por sus
características y, particularme...
Medida y magnitudes.
 La operación que permite
expresar una propiedad o
atributo físico en forma
numérica es precisamente...
Tipos de magnitudes
 Magnitudes fundamentales: constituyen la base de los sistemas de
medida empleados en física; estos s...
Sistemas y unidades de
medidas
 Sistema internacional de medidas.
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo...
ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
 DENSIDAD
 La densidad de una sustancia es
la relación entre su masa y el
volumen que ésta ocupa...
ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
 PRESION
Es la magnitud que mide la fuerza que se ejerce por
unidad de superficie.
 En el (SI) l...
ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
Volumen Específico.
 Espacio ocupado por un gramo de la misma.
 La masa de toda sustancia (en cu...
ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
 Temperatura
 Medida de nivel de agitación interna de las
partículas que constituyen un cuerpo, ...
DINÁMICA DE LOS FLUIDOS
 Flujo
 La acción de los fluidos en reposo o en movimiento.
 Puede subdividirse en dos campos p...
Flujo.
 Los términos flujo o caudal se utilizan indistintamente para definir
el volumen de un determinado fluido que pasa...
Viscosidad
 Los flujos pierden parte de su energía cinética debido a que
intervienen factores
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Principio de Bernoulli.
 La presión de un fluido que pasa por un tubo de diámetro variable es
menor en el punto de mayor ...
Aplicación en anestesiología
 La disminución de la presión que resulta medida que un gas fluye a
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Principio del tubo de
Venturi.
 La velocidad de un fluido en un tubo de diámetro variable, es
inversamente proporcional a...
Rotámetro.
 Instrumento para determinar el caudal de
fluidos, es decir, líquidos o gases en
tuberías.
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Dinámica de los circuitos
respiratorios en anestesia
La finalidad de un sistema de administración de anestesia o circuito ...
Dinámica de los
circuitosrespiratorios en
anestesia
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PROPIEDADES DE LA MATERIA
Ley de Gases:
 Las moléculas están en
constante movimiento.
 Choques de bombardeo.
 Aire: mez...
Leyes de los gases.
Ley de Dalton.
 En cualquier mezcla de gases que no reaccionan entre sí, la presión total
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Ley de Boyle – Mariotte.
 El volumen de un gas varía en razón inversa
con la presión que ejerce, siempre que su
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Ley de Gay- Lussac.
 Cuando la presión permanece constante, el volumen que ocupa una
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 El volumen de una cantidad fija de gas a presión constante se
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Ley de Avogadro
 El volumen de un gas depende también
de la cantidad de sustancia.
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La ecuación del gas ideal
 La combinación de las leyes de Boyle, Charles y Avogadro, da como
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Propiedades la materia
 Licuefacción.
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Propiedades de los gases.
 Vaporización.
Una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras
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Vaporización.
 Se hace pasar un flujo de O2 que influye sobre la
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Propiedades de la materia.
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Mezclas homogéneas:
 Sus componentes se encuentran
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Mezclas heterogéneas
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SOLUBILIDAD
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CONCENTRACIÓN:
 Se refiere al número de partículas en un volumen determinado.
 Por lo general, la velocidad de la reacci...
Propiedades Coligativas
 Aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente
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Difusión y ósmosis.
 El proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se mezclan entre
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Ley de Graham y ley de Fick
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Difusión y osmosis.
La difusión del O2 de la luz alveolar de la sangre y desde ésta
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Tensión superficial.
 Tensión superficial de un líquido a la
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Coeficientes de solubilidad.
 La máxima cantidad de gas que puede
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Coeficientes de solubilidad.
 Ley de Henry
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Coeficientes de solubilidad.
 La solubilidad es inversamente proporcional a la temperatura. En
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Coeficientes de solubilidad.
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Coeficiente de solubilidad de
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 Es el volumen de gas, medido a la temperatura del experimento, que
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Coeficiente de solubilidad de
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Implicaciones del coeficiente
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Coeficiente sangre /gas.
 Con los anestésicos que tienen un coeficiente de solubilidad
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Coeficiente tejido/gas
 La velocidad de acercamiento de la concentración alveolar (FA) a la
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Coeficientes de distribución o
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 Se define como la relación entre el volumen en centímetros cúbicos
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Coeficientes de partición sangre/tejido de los anestésicos
inhalatorios
Coeficiente de
partición
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 Fundamentos de Anestesiología 3ª ed.
Guillerno López Alonso
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Unidad de medida fisica y anestesia, sistema internacional de medicion flujo presion calor humedad.

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Fundamentos de física y anestesia UNIDADES de medida. SISTEMAS INTERNACIONALES DE MEDICIÓN. FLUJO. PRESIÓN. CALOR. HUMEDAD, universidad metropolitana 2015 barranquilla Colombia residente de anestesilogia y reanimación primer año.

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Unidad de medida fisica y anestesia, sistema internacional de medicion flujo presion calor humedad.

  1. 1. FÍSICA Y ANESTESIA Dr. Salvador Filippo chimento vilaro R1 anestesiología Unimetro 2015 Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  2. 2. Unidades básicas de medición.  Se consideran ciencias experimentales aquellas que por sus características y, particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan pueden someter sus afirmaciones al juicio de la experimentación.  La física constituye un importante ejemplo. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  3. 3. Medida y magnitudes.  La operación que permite expresar una propiedad o atributo físico en forma numérica es precisamente la medida.  Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables en un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  4. 4. Tipos de magnitudes  Magnitudes fundamentales: constituyen la base de los sistemas de medida empleados en física; estos son la longitud, la masa y el tiempo.  Magnitudes derivadas: por ejemplo, la velocidad es la relación entre la longitud y el tiempo, por lo que se expresa en metros/segundo. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  5. 5. Sistemas y unidades de medidas  Sistema internacional de medidas. Magnitud Nombre Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente eléctrica ampere A Temperatura termodinámica kelvin K Cantidad de sustancia mol mol Intensidad luminosa candela cd Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  6. 6. ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS  DENSIDAD  La densidad de una sustancia es la relación entre su masa y el volumen que ésta ocupa.  Su unidad en el sistema internacional (SI) es el cociente entre la unidad de masa y la del volumen, es decir kg/m3 o kg·m3. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  7. 7. ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS  PRESION Es la magnitud que mide la fuerza que se ejerce por unidad de superficie.  En el (SI) la presión se mide en pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.  Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  8. 8. ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS Volumen Específico.  Espacio ocupado por un gramo de la misma.  La masa de toda sustancia (en cualquier estado físico) ocupa un volumen inversamente proporcional a su densidad.  Los sólidos y los líquidos son incompresibles, por lo tanto sus volúmenes pueden modificarse exclusivamente mediante cambios térmicos, los que producen la contracción o la dilatación de sus masas. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  9. 9. ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS  Temperatura  Medida de nivel de agitación interna de las partículas que constituyen un cuerpo, nivel expresado por el valor de su energía cinética media.  Cuanto mayor es la energía media de agitación molecular, tanto mayor es la temperatura que detecta la sensibilidad del hombre y que miden los termómetros Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  10. 10. DINÁMICA DE LOS FLUIDOS  Flujo  La acción de los fluidos en reposo o en movimiento.  Puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, y la dinámica de fluidos, o hidrodinámica.  La aerodinámica, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son lo suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de la compresibilidad. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  11. 11. Flujo.  Los términos flujo o caudal se utilizan indistintamente para definir el volumen de un determinado fluido que pasa por un sitio en un tiempo dado.  Flujo=Volumen/Tiempo Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  12. 12. Viscosidad  Los flujos pierden parte de su energía cinética debido a que intervienen factores  1) parte de la energía que se emplea para vencer la fricción contra paredes del tubo que contiene fluido  2) otra parte se gasta en vencer el roce de las moléculas entre sí. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  13. 13. Principio de Bernoulli.  La presión de un fluido que pasa por un tubo de diámetro variable es menor en el punto de mayor constricción y la velocidad es mayor en este punto; a nivel del diámetro máximo la presión, la presión es máxima la velocidad es mínima.  2 flujos:  Laminar /lento  Turbulento /movimiento rápido. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  14. 14. Aplicación en anestesiología  La disminución de la presión que resulta medida que un gas fluye a través de un tubo se llama resistencia.  Resistencia se ve en el estrechamiento progresivo de las vías respiratorias, a medida que la luz de bronquios y bronquiolos disminuye, el esfuerzo respiratorio aumenta a fin de mantener un volumen-minuto constante.
  15. 15. Principio del tubo de Venturi.  La velocidad de un fluido en un tubo de diámetro variable, es inversamente proporcional al área de sección.  Un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido contenido en este segundo conducto.
  16. 16. Rotámetro.  Instrumento para determinar el caudal de fluidos, es decir, líquidos o gases en tuberías.  La altura que alcanza el cuerpo en suspensión del rotametro depende del caudal. Si aumenta el caudal, aumenta la resistencia del flujo. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  17. 17. Dinámica de los circuitos respiratorios en anestesia La finalidad de un sistema de administración de anestesia o circuito anestésico no es solamente la de proveer oxígeno, sino también debe permitir bajo condiciones controladas la administración de gases y de vapores anestésicos, garantizando con eficiencia, la eliminación del CO2 y ofrecer, al mismo tiempo, mínima resistencia para la respiración. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  18. 18. Dinámica de los circuitosrespiratorios en anestesia  1. Eliminación hacia la atmósfera por medio de válvulas u orificios teniendo por base la relación entre el flujo de admisión de gases frescos (FGF) y el volumen-minuto respiratorio (VMR).  2. Por la utilización de válvulas que no permiten la reinhalación.  3. Mediante la absorción química del CO2. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  19. 19. PROPIEDADES DE LA MATERIA Ley de Gases:  Las moléculas están en constante movimiento.  Choques de bombardeo.  Aire: mezcla de gases -> la colisión entre las moléculas de cada gas contribuyen a la presión total ejercida por el aire. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  20. 20. Leyes de los gases. Ley de Dalton.  En cualquier mezcla de gases que no reaccionan entre sí, la presión total de la mezcla es la suma de las presiones que cada gas ejercería si ocupara por sí solo el volumen total de la mezcla a la misma temperatura. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  21. 21. Ley de Boyle – Mariotte.  El volumen de un gas varía en razón inversa con la presión que ejerce, siempre que su temperatura permanezca constante. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  22. 22. Ley de Gay- Lussac.  Cuando la presión permanece constante, el volumen que ocupa una masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  23. 23. Ley de Charles.  El volumen de una cantidad fija de gas a presión constante se incrementa linealmente con la temperatura.  La presión ejercida por un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta, siempre que su volumen permanezca constante. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  24. 24. Ley de Avogadro  El volumen de un gas depende también de la cantidad de sustancia.  Al aumentar el número de moléculas de un gas a presión y temperatura constantes, el volumen crece. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  25. 25. La ecuación del gas ideal  La combinación de las leyes de Boyle, Charles y Avogadro, da como resultados la ley de los gases ideales.  pV = nRT p Presión (atm) V Volumen (L o dm3) n Número de moles T Temperatura (K) R 0.0821(L atm / K mole) Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  26. 26. Propiedades la materia  Licuefacción.  cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por acción de la temperatura y el aumento de presión, llegando a una sobrepresión elevada. Fundamentos de Anestesiología 3ª
  27. 27. Propiedades de los gases.  Vaporización. Una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, este proceso se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquélla. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  28. 28. Vaporización.  Se hace pasar un flujo de O2 que influye sobre la vaporización y que además actúa como gas transportador del anestésico volatilizado.  Temperatura del líquido  Tiempo durante el cual cada unidad de vol. de O2 se mantiene en contacto con el anestésico inhalado. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  29. 29. Propiedades de la materia.  Humedad.  La cantidad de vapor de agua en un volumen dado de aire.  Si el aire está seco, una parte del agua se evapora en forma gaseosa, es el vapor de agua. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  30. 30. Soluciones.  Mezcla: Es la unión de 2 o mas sustancias en proporción variable, en la que los componentes conservan sus propiedades físicas o químicas; sus componentes se puedenseparar fácilmente por medios físicos; generalmente no hay absorción o desprendimiento de energía
  31. 31. Mezclas homogéneas:  Sus componentes se encuentran distribuidos uniformemente en una sola fase.  Presentan iguales propiedades en todos sus puntos.  Se separan por cristalización, extracción, destilación y cromatografía.  Estas mezclas se conocen más genéricamente como Soluciones. “Solvente”, que es el componente que se halla en mayor cantidad o proporción “Solutos”, que son las substancias que se hallan dispersas homogéneamente en el solvente.
  32. 32. Mezclas heterogéneas  Son aquellas cuyos componentes no se distribuyen uniformemente y se distinguen con facilidad; se encuentran en dos o tres fases. Presentan un aspecto no uniforme.  Se separan por filtración, decantación y por separación magnética Fundamentos de Anestesiología 3ªFundamentos de Anestesiología 3ª
  33. 33. SOLUBILIDAD Cantidad de sustancia que se puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura específica. Fases de la disolución:  Fase dispersante: El soluto se encuentra en menor proporción.  Fase dispersora: El solvente o disolvente se encuentra en mayor proporción. Si el soluto se disuelve en grandes cantidades, decimos que es muy soluble; si lo hace en pequeñas cantidades es poco soluble, pero si no se disuelve en ninguna cantidad, lo llamamos insoluble.
  34. 34. CONCENTRACIÓN:  Se refiere al número de partículas en un volumen determinado.  Por lo general, la velocidad de la reacción en gases o sustancias disueltas en agua, cambia al variar la concentración de uno o mas reactivos.  Cuando la concentración aumenta, la frecuencia de colisiones aumenta y la reacción se acelera, y al disminuir la concentración, disminuye la velocidad. En las soluciones acuosas la concentración aumenta al disolver mas cantidad de especie. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  35. 35. Propiedades Coligativas  Aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración (generalmente expresada como concentración molar, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas totales, y no de la naturaleza o tipo de soluto.  presión de vapor.  solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presión de vapor).
  36. 36. Difusión y ósmosis.  El proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se mezclan entre sí.  Osmosis: difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada
  37. 37. Ley de Graham y ley de Fick  Graham, "a iguales presiones parciales, la velocidad de difusión de los gases es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares".  La ley de Fick que dice: "la magnitud de la difusión es proporcional al gradiente de presiones parciales de los gases o de las concentraciones de los líquidos".
  38. 38. Difusión y osmosis. La difusión del O2 de la luz alveolar de la sangre y desde ésta hacia los tejidos, está influenciada por los siguientes factores:  a) Peso molecular del O2 (ley de Graham).  b) Gradiente de presión parcial (alvéolo-capilar) ley de Fick.  c) Solubilidad del O2 en agua (membrana alvéolo-capilar).  d) Solubilidad del O2 en sangre (coeficiente de Ostwald).  e) Superficie (área) alveolar total.  f) Espesor de la membrana alvéolo-capilar (0.5 micras).  g)Temperatura.
  39. 39. Tensión superficial.  Tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.  Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  40. 40. Coeficientes de solubilidad.  La máxima cantidad de gas que puede disolverse en un líquido depende de tres factores:  1. La presión parcial del gas.  2.Temperatura del líquido.  3. La solubilidad específica del líquido. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  41. 41. Coeficientes de solubilidad.  Ley de Henry  A temperatura constante la cantidad de un gas que se disuelve en un líquido es directamente proporcional a la presión externa. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  42. 42. Coeficientes de solubilidad.  La solubilidad es inversamente proporcional a la temperatura. En tanto que la presión parcial, otro factor determinante enunciado en la ley de Henry, es de particular importancia en el proceso de absorción de los gases anestésicos y en la fisiología respiratoria.
  43. 43. Coeficientes de solubilidad.  Hay gases muy solubles y otros poco solubles tanto en agua, como en otros líquidos; a esta característica propia de cada gas se le designa como coeficiente de solubilidad y se expresa de manera cuantitativa. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  44. 44. Coeficiente de solubilidad de Ostwald  Es el volumen de gas, medido a la temperatura del experimento, que se disuelve en la unidad de volumen de un líquido a determinada temperatura, cuando la presión del gas encima del líquido es de una atmósfera. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  45. 45. Coeficiente de solubilidad de Bunsen  Se define prácticamente igual que el coeficiente de solubilidad de Ostwald, pero en el coeficiente de Bunsen se toman los valores de solubilidad a la temperatura y presión del experimento expresado en unidades STP. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  46. 46. Implicaciones del coeficiente sangre/gas  Influye de manera determinante en la cinética de captación, distribución y eliminación de los anestésicos inhalatorios.  Los agentes con coeficientes de solubilidad sangre/gas bajos, como desflurano (0.42), óxido nitroso (0.47) y sevoflurano (0.60-0.69), son captados rápidamente por los alvéolos y alcanzan el equilibrio con la sangre arterial y en consecuencia con el cerebro en un tiempo corto (minutos) Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  47. 47. Coeficiente sangre /gas.  Con los anestésicos que tienen un coeficiente de solubilidad sangre/gas alto, la velocidad para llegar al equilibrio entre (FI) y (FA) es lenta y la respiración es el factor principal limitante del equilibrio.  la hiperventilación inicial es una maniobra que se utiliza para intentar acortar el tiempo de equilibrio con anestésicos con un coeficiente de solubilidad sangre/gas elevado.  Se debe esperar entonces que en pacientes con un GC bajo (sepsis, hipovolemia, etc.), la velocidad de equilibrio no sea rápida, como ocurre en el paciente conGC normal. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  48. 48. Coeficiente tejido/gas  La velocidad de acercamiento de la concentración alveolar (FA) a la concentración inspirada (F I) es mayor entre más alta sea la concentración que se inspira.  Agentes de baja solubilidad como sevoflurano, también es posible crear un efecto de concentración aumentando su concentración inspirada originando así una "sobrepresión" en el circuito de anestesia. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  49. 49. Coeficientes de distribución o sangre /tejido.  Se define como la relación entre el volumen en centímetros cúbicos de gas solubilizado por cada mililitro de líquido, a la temperatura y presión del experimento.  Los anestésicos inhalatorios presentan un grado diferente de solubilidad en varios tejidos. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso
  50. 50. Coeficientes de partición sangre/tejido de los anestésicos inhalatorios Coeficiente de partición Sevoflurano Desflurano Isoflurano Halotano Sangre/gas 0.60 0.42 1.41 2.40 Cerebro/sangre 1.70 1.29 1.57 1.94 Corazón/sangre 1.78 1.29 1.61 1.84 Hígado/sangre 1.85 1.31 1.75 2.07 Riñón/sangre 1.15 0.94 1.05 1.16 Músculo/sangre 3.13 2.02 2.92 3.38 Grasa/sangre 47.50 27.20 44.90 51.10
  51. 51. Bibliografía  Fundamentos de Anestesiología 3ª ed. Guillerno López Alonso  http://www.drscope.com/privados/pac/anest esia/a2/index.html

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