Cardiac autonomic modulation during different modes of weaning of mechanical ventilation / Modulação autonômica cardíaca durante diferentes modos de desmame em ventilação mecânica

INTRODUCTION: Heart rate variability (HRV) is a noninvasive method to analyze variations of time intervals between heart beats. HRV is a promising method to analyze autonomic balance quantitatively. During the weaning process of mechanical ventilation, alterations occur in the autonomic activity. Methods to identify increased risk for weaning failure are needed. OBJECTIVE: To analyze the behavior of cardiac autonomic modulation in different phases of weaning mechanical ventilation. METHODS: Cardiorespiratory parameters (SBP, DBP, MAP, RR, SpO2) of 18 participants were collected and a cardio-frequency meter was placed. The subjects were kept in supine Fowler's position t, ventilating for 10 minutes in the assist-controlled (A/C) ventilation mode the synchronized intermittent mandatory ventilation (SIMV) mode, pressure support ventilation (PSV) 18 and 10, and with nebulization through a T-piece. At the end of all ventilator modes, the pre-specified variables were measured. The HRV parameters were analyzed in the domains of time, frequency and geometric indexes. RESULTS: There was an increase in the mean rMSSD of the A/C moment of 20.67 ± 19.36ms for the PSV 10 time 29.96 ± 21.26ms (p = 0.027), increase between the SIMV moments of 24.04 ± 18.31ms and PSV 10 to 29.96 ± 21.26ms (p = 0.042), but reduced between PSV 10 and T-Tube moments 21.22 ± 13.84ms (p = 0.035). There was an increase in the LF mean of the SIMV moments 158.46 ± 229.77ms2 and PSV 10 265.50 ± 359.88ms2 for T-tube 408.92 ± 392.77ms2 (p = 0.011 and p = 0.037 respectively). The mean LF showed a decrease between C/A and SIMV moments, respectively, 62.48 ± 17.99nu and 54.29 ± 15.29nu (p = 0.024), increase in SIMV moments 54.29 ± 15.29nu and PSV 10 55.05 ± 23.07nu for TUBE T 65.57 ± 17.08nu (p = 0.049 and p = 0.027 respectively). HF increased between SIMV moments 162.89 ± 231.19ms2 and PSV 10 247.83 ± 288.99ms2 (p = 0.020) and also between SIMV and T-Tube moments 248.28 ± 214.46 ms2 (p = 0.044). There was a reduction in mean HF between PSV 10 times 44.71 ± 22.95nu and T-tube 34.22 ± 17.03nu (p = 0.026 CONCLUSIONS: The present study showed that in comparison with spontaneous breathing, controlled breathing was associated with lower HRV during weaning from mechanical ventilation.

INTRODUÇÃO: A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) é um método não invasivo para analisar variações de intervalos de tempo entre batimentos cardíacos. A VFC é um método promissor para analisar o balanço autonômico quantitativamente. Durante o processo de desmame da ventilação mecânica, ocorrem alterações na atividade autonômica. OBJETIVO: Analisar o comportamento da modulação autonômica da frequência cardíaca em diferentes modos do desmame da VM. MÉTODO: 18 pacientes foram estudados. Os parâmetros cardiorrespiratórios (PAS, PAD, PAM, FR, SpO2) iniciais e finais foram registrados em uma ficha. Um cardiofrequencimetro foi posicionado (relógio no punho e cinta no tórax). Os pacientes foram mantidos em decúbito Fowler e permaneceram 10' em cada modo ventilatório (A/C, SIMV, PSV 18 e 10 e nebulização com Tubo T). Os sinais captados pelo cardiofrequencimetro foram analisados através do software Kubios®. RESULTADOS: Os parâmetros da Variabilidade da Frequência Cardíaca foram analisados nos domínios do tempo, frequência e índices geométricos. Houve aumento na média rMSSD - modulação parassimpática, do momento A/C para o momento PSV 10 (p=0,027), aumento entre os momentos SIMV e PSV 10 (p=0,042), mas reduziu entre os momentos PSV 10 e TUBO T (p=0,035). Houve aumento na média do LF (low frequency) -modulação simpática, dos momentos SIMV e PSV 10 para TUBO T (p=0,011 e p=0,037). A média de LF apresentou queda entre os momentos A/C e SIMV (p=0,024), aumento nos momentos SIMV e PSV 10 para TUBO T (p =0,049 e p=0,027). HF (high frequency) - modulação simpática aumentou entre os momentos SIMV e PSV 10 (p=0,020) e também entre os momentos SIMV e TUBO T (p=0,044). Houve redução na média HF entre os momentos PSV e TUBO T (p=0,026). CONCLUSÃO: Modos controlados apresentaram diminuição da VFC e maior predomínio simpático em relação a modos espontâneos.

Score sonográfico predictor de éxito en el destete ventilatorio en la Unidad de Cuidados Intensivos / A new scoring system to predict success in discontinuation from mechanical ventilation in Intensive Care Unit / Escore ultrassonográfico para prever o sucesso do desmame da ventilação mecânica na Unidade de Terapia Intensiva

Resumen: Introducción: La ventilación mecánica (VM) ha sido fundamental en el manejo del paciente crítico. Cerca de 25% de los pacientes ventilados presentarán dificultades en el destete ventilatorio, su retraso está asociado a complicaciones diversas. En la actualidad se reconocen factores importantes del fracaso del destete ventilatorio, tal como la disfunción diafragmática que tras el surgimiento de la sonografía crítica se ha utilizado de manera más frecuente, encontrándose asociada a un incremento en los días de VM con un impacto en la mortalidad; a pesar de ello usualmente es infradiagnosticada. Se han establecido parámetros sonográficos predictores de éxito o fracaso en el destete ventilatorio; sin embargo, se encuentran como parámetros aislados, por lo que es necesaria la elaboración de modelos predictivos sonográficos para un destete ventilatorio exitoso. Métodos: Se analizó en una primera etapa un total de 90 pacientes con ingreso a la unidad de cuidados intensivos bajo VM y protocolo de destete del mismo. Se realizaron mediciones clínicas, ventilatorias y sonográficas, siendo las de mayor peso estadístico las sonográficas; razón por la que se diseñó un score predictivo sonográfico para destete ventilatorio (SPSDV) consistente en cuatro rubros con puntuación máxima de 8 puntos y mínima de 0. Se estableció el punto de mayor sensibilidad y especificidad para la prueba. Resultados: Tras la aplicación y análisis estadístico del SPSDV se obtuvo una sensibilidad de 91% y especificidad de 69%, con valor predictivo positivo y negativo de 89 y 75% respectivamente, con un área bajo la curva de 0.80. Conclusiones: El score predictivo sonográfico para destete ventilatorio es útil para identificar a pacientes con posible éxito de retiro.

Abstract: Introduction: Mechanical ventilation has been fundamental in the management of critical patients. Almost 25% of patients ventilated will present difficulties in weaning process, which may be due to multiple causes. Delay or prolongation is associated with various complications. There are currently important factors for the failure of ventilatory weaning, such as diaphragmatic dysfunction, which has been consistently characterized following the advent of critical ultrasonography, it is associated with increase in days of ventilation and impact on mortality, despite of this facti, is underdiagnosed. Predictors of success or failure in weaning process has been established by means of diaphragmatic ultrasound; however, they are found as isolated parameters, so it is necessary to develop ultrasonic predictive models, in addition to the clinical ones, for a safe ventilatory weaning. Methods: A total of 90 patients with admission to the intensive care unit with mechanical ventilation and weaning protocol were analyzed in a first stage. Clinical, ventilatory and ultrasonographic measurements were performed, being the most statistically significant, ultrasonographic, and therefore an ultrasonographic predictive model was designed consisting of 4 items with a maximum score of 8 points and a minimum of 0. It was established a point of greater sensitivity and specificity for the test. Results: After the application and statistical analysis of the ultrasonographic predictive model, sensitivity of 0.91 and specificity of 0.69 were obtained, with positive and negative predictive value of 89% and 75%, respectively, with ROC area of ​​0.80. Conclusions: The ultrasonographic predictive model, designed to identify patients with possible success, is also a predictor of the failure of mechanical ventilation.

Resumo: Introdução: A ventilação mecânica (VM) tem sido fundamental no manejo de pacientes em estado crítico. Quase 25% dos pacientes ventilados terão dificuldades no desmame ventilatório, seu atraso está associado a várias complicações. Atualmente, fatores importantes são reconhecidos pelo fracasso do desmame ventilatório, como a disfunção diafragmática que após o surgimento da ultrassonografia crítica tem sido utilizado com maior frequência, estando associada a um aumento nos dias de VM, com impacto na mortalidade; apesar disso geralmente é subdiagnosticada. Estabelecemos parâmetros ultrassonográficos preditores de sucesso ou fracasso de desmame ventilatório, porém são parâmetros isolados sendo necessário o desenvolvimento de modelos ultrassonográficos preditivos para o sucesso do desmame ventilatório. Métodos: Em uma primeira etapa foram analisados um total de 90 pacientes internados na unidade de terapia com VM e protocolo de desmame. Medidas clínicas, ventilatórias e ultrassonográficas foram realizadas, sendo a de maior peso estatístico a ultrassonografia; portanto, foi desenhado um escore ultrassonográfico preditivo para o desmame ventilatório (SPSDV), composto por 4 itens com escore máximo de 8 pontos e escore mínimo de 0. O ponto de maior sensibilidade e especificidade para o teste foi estabelecido. Resultados: Após a aplicação e análise estatística do SPSDV, obteve-se sensibilidade de 91% e especificidade de 69% com valor preditivo positivo e negativo de 89% e 75%, respectivamente, com área sob a curva de 0.80. Conclusões: O escore preditivo ultrassonográfico para o desmame ventilatório é útil para identificar pacientes com possível sucesso na retirada.

Retiro de la ventilación mecánica / Weaning from mechanical ventilation / Retirada da ventilação mecânica

Resumen: La mayoría de los pacientes que requieren ventilación > 24 horas y mejoran pueden ser extubados tras la primera prueba de ventilación espontánea. El reto es mejorar la desconexión de los pacientes que fracasan. El retiro de la ventilación mecánica es un elemento esencial en el cuidado de los pacientes críticamente enfermos. Se revisa el proceso de liberar al paciente del soporte mecánico y de la cánula endotraqueal. El tiempo empleado en el proceso de destete representa de 40 a 50% de la duración total de la ventilación. Se recomienda: 1) Prever tres grupos en función de la dificultad y duración del destete, 2) Retiro lo más pronto posible, 3) Utilizar la prueba de ventilación espontánea para determinar si los pacientes pueden ser extubados con éxito, 4) La prueba inicial debe durar 30 minutos en respiración en tubo en T o con bajos niveles de soporte, 5) La presión de soporte y los modos de ventilación AC deben preferirse cuando han fracasado en la primera prueba, 6) Considerar ventilación no invasiva en pacientes seleccionados para acortar la duración de la intubación, pero no debe usarse de forma rutinaria como herramienta para el fracaso de la extubación.

Abstract: The majority of patients requiring ventilation> 24 hours and improving can be extubated after the first spontaneous ventilation test. The challenge is to improve the disconnection of patients who fail. The withdrawal of mechanical ventilation is an essential element in the care of critically ill patients. The process of releasing the patient from the mechanical support and the endotracheal cannula is reviewed. The time spent in the weaning process represents 40 to 50% of the total duration of ventilation. It is recommended: 1) Predict three groups depending on the difficulty and duration of weaning, 2) Removal as soon as possible, 3) Using the spontaneous ventilation test to determine if patients can be successfully extubated, 4) The initial test Should last 30 minutes in T-tube breathing or with low levels of support, 5) Support pressure and modes of AC ventilation should be preferred when they failed in the first test, 6) Consider non-invasive ventilation in selected patients to shorten The duration of intubation, but should not be routinely used as a tool for the failure of extubation.

Resumo: A maioria dos pacientes que necessitam de ventilação > 24 horas e melhoram podem ser extubados depois do primeiro teste de ventilação espontânea. O desafio é melhorar a desconexão dos pacientes que fracassam. A retirada da ventilação mecânica é um elemento essencial no tratamento dos pacientes em estado crítico. Revisamos o processo de retirada do paciente do suporte mecânico e do tubo endotraqueal. O tempo gasto no processo do desmame representa 40 a 50% da duração total da ventilação. Recomenda-se: 1) Prever três grupos, dependendo da dificuldade e duração do desmame, 2) remoção o mais rápido possível, 3) Utilização do teste de ventilação espontânea para determinar se os pacientes podem ser extubadas com êxito, 4) O teste inicial deve durar 30 minutos com respiração em tubo T ou com baixos níveis de suporte, 5) A pressão de suporte e os modos de ventilação AC deve ser eleitos quando existe uma falha no primeiro teste, 6) Considerar a ventilação não invasiva em pacientes selecionados para diminuir a duração da intubação, mas não deve ser usado rotineiramente como uma ferramenta para falha na extubação.

Low pressure support changes the rapid shallow breathing index (RSBI) in critically ill patients on mechanical ventilation / Baixos níveis de pressão de suporte alteram o índice de respiração rápida e superficial (IRRS) em pacientes graves sob ventilação mecânica

BACKGROUND: The rapid shallow breathing index (RSBI) is the most widely used index within intensive care units as a predictor of the outcome of weaning, but differences in measurement techniques have generated doubts about its predictive value. OBJECTIVE: To investigate the influence of low levels of pressure support (PS) on the RSBI value of ill patients. METHOD: Prospective study including 30 patients on mechanical ventilation (MV) for 72 hours or more, ready for extubation. Prior to extubation, the RSBI was measured with the patient connected to the ventilator (DragerTM Evita XL) and receiving pressure support ventilation (PSV) and 5 cmH2O of positive end expiratory pressure or PEEP (RSBI_MIN) and then disconnected from the VM and connected to a Wright spirometer in which respiratory rate and exhaled tidal volume were recorded for 1 min (RSBI_ESP). Patients were divided into groups according to the outcome: successful extubation group (SG) and failed extubation group (FG). RESULTS: Of the 30 patients, 11 (37%) failed the extubation process. In the within-group comparison (RSBI_MIN versus RSBI_ESP), the values for RSBI_MIN were lower in both groups: SG (34.79±4.67 and 60.95±24.64) and FG (38.64±12.31 and 80.09±20.71; p<0.05). In the between-group comparison, there was no difference in RSBI_MIN (34.79±14.67 and 38.64±12.31), however RSBI_ESP was higher in patients with extubation failure: SG (60.95±24.64) and FG (80.09±20.71; p<0.05). CONCLUSIONS: In critically ill patients on MV for more than 72h, low levels of PS overestimate the RSBI, and the index needs to be measured with the patient breathing spontaneously without the aid of pressure support.

CONTEXTUALIZAÇÃO: O índice de respiração rápida e superficial (IRRS) tem sido o mais utilizado dentro das unidades de terapia intensiva (UTIs) como preditor do resultado do desmame, porém diferenças no método de obtenção têm gerado dúvidas quanto a seu valor preditivo. OBJETIVO: Verificar a influência de baixos níveis de pressão de suporte (PS) no valor do IRRS em pacientes graves. MÉTODO: Estudo prospectivo, incluindo 30 pacientes sob ventilação mecânica (VM) por 72 horas ou mais, prontos para extubação. Anteriormente à extubação, o IRRS foi obtido com o paciente conectado ao ventilador Evita-XL da DragerTM recebendo pressão de suporte ventilatório (PSV) e PEEP=5 cmH2O (IRRS_MIN) e, logo após, desconectado da VM e conectado a um ventilômetro de WrightTM, onde sua frequência respiratória e o volume corrente exalado eram registrados durante 1 minuto (IRRS_ESP). Os pacientes foram divididos de acordo com o desfecho em grupo sucesso extubação (GS) e grupo insucesso extubação (GI). RESULTADOS: Dos 30 pacientes, 11 (37%) falharam no processo de extubação. Na comparação intragrupos (IRRS_MIN x IRRS_ESP), os valores foram menores para o IRRS_MIN em ambos os grupos: GS (34,79±4,67 e 60,95±24,64) e GI (38,64±12,31 e 80,09±20,71) (p<0,05). Na comparação intergrupos não houve diferença entre IRRS_MIN (34,79±14,67 e 38,64±12,31), por outro lado, IRRS_ESP foi maior nos pacientes com falha na extubação: GS (60,95±24,64) e GI (80,09±20,71) (p<0,05). CONCLUSÃO: Em pacientes graves e sob VM acima de 72 horas, níveis mínimos de PS superestimam o IRRS, sendo necessária sua obtenção com o paciente respirando de forma espontânea sem o auxílio de PS.

Comparação do índice de respiração rápida e superficial (IRRS) calculado de forma direta e indireta no pós-operatório de cirurgia cardíaca / Comparison of the rapid shallow breathing index (RSBI) calculated under direct and indirect form on the postoperative period of cardiac surgery

OBJETIVOS: Comparar e analisar a correlação entre o índice de respiração rápida e superficial (IRRS) determinado com os valores fornecidos pelo software do ventilador mecânico Raphael® e pelo ventilômetro digital. MÉTODOS: Participaram do estudo 22 indivíduos adultos (17 homens e 5 mulheres), intubados, no pós-operatório de cirurgia cardíaca. Antes da coleta de dados, cada indivíduo foi avaliado, recebeu atendimento fisioterapêutico a fim de promover higiene brônquica e reexpansão pulmonar e foi posicionado em decúbito dorsal elevado em 45º, e depois foram registrados os valores de volume minuto (VM) e frequência respiratória (FR) obtidos pelo ventilador e pelo ventilômetro. O IRRS foi calculado pela relação FR/volume corrente (VC). Aplicou-se o teste t-pareado para comparação das variáveis relacionadas. Utilizou-se o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) para mensuração da replicabilidade dos escores. RESULTADOS: Observou-se diferença significativa entre o IRRS obtido pelo ventilador mecânico e o obtido pelo ventilômetro (p-valor=0,011) e concordância moderada para VM (CCI=0,74), alta concordância para FR (CCI=0,80), VC (CCI=0,79) e IRRS (CCI=0,86). Para todas as variáveis, o p-valor foi menor que 0,05. CONCLUSÕES: Houve concordância estatisticamente significativa entre o IRRS calculado pelos valores registrados no ventilador mecânico e pela ventilometria Artigo registrado no Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) sob o número ACTRN12610000756022.

OBJECTIVES: To compare and to analyze whether the values of rapid shallow breathing index (RSBI) determined by a ventilator display and a digital ventilometer were correlated. METHODS: Twenty-two adult patients (17 males and 5 females) in the postoperative period of cardiac surgery and in mechanical ventilation were studied. Prior to the data collection, each patient was evaluated, received physical therapy, in order to promote bronchial hygiene and pulmonary reexpansion, and was positioned in elevated dorsal recumbent at 45º. After these procedures, minute ventilation (MV) and respiratory rate (RR) obtained from mechanical ventilator display and digital ventilometer were recorded. The RSBI was calculated by the ratio of RR and tidal volume (VT). Paired t-test was used to compare related variables. The intra-class correlation coefficients (ICCs) were used to measure the reproducibility of the scores. RESULTS: A significant difference was found between the RSBI obtained from the ventilator and by the digital ventilometer (p=0.011). A high agreement for the RSBI (ICC=0.86), for the RR (ICC=0.80) for the VT (ICC=0.79) and a moderate agreement for the MV (ICC=0.74) were observed. The p-value was <0.05 for all variables. CONCLUSIONS: There were a significant agreement between the RSBI obtained from the ventilator display and the digital ventilometer. Article registered on the Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) under the number ACTRN12610000756022.

Avaliação do sucesso do desmame da ventilação mecânica / Assessment of success in weaning from mechanical ventilation

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: O desmame dos pacientes sob ventilação mecânica (VM) é uma das etapas críticas da assistência ventilatória em terapia intensiva. Existem vários critérios para a retirada dos pacientes de prótese respiratória. O objetivo deste trabalho foi avaliar se existe um grupo de parâmetros que podem predizer os pacientes que irão desmamar com sucesso da ventilação mecânica. MÉTODO: Sessenta pacientes foram estudados de forma prospectiva em 24 meses; todos se encontravam em VM por tempo > 48 horas. Foram monitorados os parâmetros mecânicos específicos para o desmame, os dados clínicos, os valores gasométricos e os resultados laboratoriais. Os pacientes foram divididos em grupos de sucesso e de insucesso, para as análises comparativas. Pela curva ROC observou-se o melhor ponto de corte para as variáveis numéricas avaliadas para o sucesso do desmame. RESULTADOS: Na análise de regressão logística realizada para avaliar a influência simultânea de todos os fatores: VM < 8 dias, APACHE II < 16 e Pimáx (pressão inspiratória máxima) > (-) 20 cmH2O foram estatisticamente significativos para predizer o sucesso ao desmame, nessa ordem de capacidade explicativa. CONCLUSÕES: Os índices avaliados foram adequados na determinação do sucesso do desmame desses pacientes em ventilação mecânica. O APACHE II por ocasião da internação constituiu indicador de gravidade e permitiu maior vigilância do paciente. Monitoração do tempo de VM, a otimização do tratamento no sentido de acelerar o processo de desmame são condutas que visam não só o seu sucesso, mas interferem na evolução e no tempo de internação hospitalar.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: The weaning of patients under mechanical ventilation (MV) is one of the critical stages of respiratory assistance in intensive care. There are several criteria for taking patients out of respiratory prothesis. The aim of this work was to assess if there is a group of parameter which can predict the patients who will succeed in weaning from mechanical ventilation. METHODS: Sixty patients were studied in a prospective way within 24 months. All of them had been in MV for, time > 48 hours. The specific mechanical parameters were monitored for the weaning, clinical data, gasometrical values and laboratory results. The patients were divided into both succeeding and unsucceeding groups for comparable analysis. By the ROC curve, it was observed the best cut point for the numerical variables evaluated for the success of the weaning. RESULTS: In analysis of logistic regression performed to evaluate the simultaneous influence of all the factors: MV < 8 days, APACHE II (Acute Physiologic and Chronic Health Evaluation II) < 16 and Pimax (maximum respiratory pression) > (-) 20 cmH2O were statistically significant to predict the success to weaning, in this order of explainable capacity. CONCLUSIONS: We could conclude that the indexes evaluated were suitable for the determination of the success in the weaning of those patients in mechanical ventilation. APACHE II because of admition constitutes severity indicator and allows awareness from the patient. MV timing, optimizing the treatment in order to accelerate the process of weaning is conducts that aim not only for the weaning success but also interfere both in the evolution and period of hospital admition.