ELMO, a new helmet interface for CPAP to treat COVID-19-related acute hypoxemic respiratory failure outside the ICU: a feasibility study / ELMO, uma nova interface do tipo capacete para CPAP no tratamento da insuficiência respiratória aguda hipoxêmica por COVID-19 fora da UTI: estudo de viabilidade

ABSTRACT Objective: To assess the feasibility of using a new helmet interface for CPAP, designated ELMO, to treat COVID-19-related acute hypoxemic respiratory failure (AHRF) outside the ICU. Methods: This was a proof-of-concept study involving patients with moderate to severe AHRF secondary to COVID-19 admitted to the general ward of a public hospital. The intervention consisted of applying CPAP via the ELMO interface integrated with oxygen and compressed air flow meters (30 L/min each) and a PEEP valve (CPAP levels = 8-10 cmH2O), forming the ELMOcpap system. The patients were monitored for cardiorespiratory parameters, adverse events, and comfort. Results: Ten patients completed the study protocol. The ELMOcpap system was well tolerated, with no relevant adverse effects. Its use was feasible outside the ICU for a prolonged amount of time and was shown to be successful in 60% of the patients. A CPAP of 10 cmH2O with a total gas flow of 56-60 L/min improved oxygenation after 30-to 60-min ELMOcpap sessions, allowing a significant decrease in estimated FIO2 (p = 0.014) and an increase in estimated PaO2/FIO2 ratio (p = 0.008) within the first hour without CO2 rebreathing. Conclusions: The use of ELMOcpap has proven to be feasible and effective in delivering high-flow CPAP to patients with COVID-19-related AHRF outside the ICU. There were no major adverse effects, and ELMO was considered comfortable. ELMOcpap sessions significantly improved oxygenation, reducing FIO2 without CO2 rebreathing. The overall success rate was 60% in this pilot study, and further clinical trials should be carried out in the future. (ClinicalTrials.gov identifier: NCT04470258 [http://www.clinicaltrials.gov/])

RESUMO Objetivo: Avaliar a viabilidade do uso de uma nova interface do tipo capacete para CPAP, denominada ELMO, para o tratamento da insuficiência respiratória aguda (IRpA) hipoxêmica por COVID-19 fora da UTI. Métodos: Estudo de prova de conceito envolvendo pacientes com IRpA hipoxêmica moderada a grave secundária à COVID-19, internados na enfermaria geral de um hospital público. A intervenção consistiu na aplicação de CPAP por meio da interface ELMO integrada a fluxômetros de oxigênio e ar comprimido (30 L/min cada) e a uma válvula de PEEP (níveis de CPAP = 8-10 cmH2O), formando o sistema ELMOcpap. Os pacientes foram monitorados quanto a parâmetros cardiorrespiratórios, eventos adversos e conforto. Resultados: Dez pacientes completaram o protocolo do estudo. O sistema ELMOcpap foi bem tolerado, sem efeitos adversos relevantes. Seu uso foi viável fora da UTI por tempo prolongado e mostrou-se bem-sucedido em 60% dos pacientes. Uma CPAP de 10 cmH2O com fluxo total de gás de 56-60 L/min melhorou a oxigenação após sessões de ELMOcpap de 30-60 min, permitindo redução significativa da FIO2 estimada (p = 0,014) e aumento da PaO2/FIO2 estimada (p = 0,008) na primeira hora, sem reinalação de CO2. Conclusões: O uso do ELMOcpap mostrou-se viável e eficaz no fornecimento de CPAP de alto fluxo a pacientes com IRpA hipoxêmica por COVID-19 fora da UTI. Não houve nenhum efeito adverso importante, e o ELMO foi considerado confortável. As sessões de ELMOcpap melhoraram significativamente a oxigenação, reduzindo a FIO2 sem reinalação de CO2. A taxa global de sucesso foi de 60% neste estudo piloto, e novos ensaios clínicos devem ser realizados. (ClinicalTrials.gov identifier: NCT04470258 [http://www.clinicaltrials.gov/])

Influência da ventilação assistida e dos ajustes do ventilador mecânico sobre o volume corrente e as pressões alveolares na síndrome do desconforto respiratório agudo: um estudo de bancada / Influences of assisted breathing and mechanical ventilator settings on tidal volume and alveolar pressures in acute respiratory distress syndrome: a bench study

RESUMO Objetivo: Avaliar a influência dos esforços musculares respiratórios e do ajuste da frequência respiratória no ventilador sobre o volume corrente e as pressões de distensão alveolar ao final da inspiração e expiração com ventilação sob os modos controle por volume e controle por pressão na síndrome do desconforto respiratório agudo. Métodos: Utilizou-se um simulador mecânico de pulmão (ASL 5000™) conectado a cinco tipos de ventiladores utilizados em unidade de terapia intensiva, em um modelo de síndrome do desconforto respiratório agudo. Os esforços musculares respiratórios (pressão muscular) foram configurados de três formas distintas: sem esforço (pressão muscular: 0cmH2O), apenas esforços inspiratórios (pressão muscular: - 5cmH2O, tempo inspiratório neural de 0,6 segundos) e esforços musculares inspiratórios e expiratórios (pressão muscular:-5/+5cmH2O). Foram configuradas ventilação sob os modos controle por volume e ventilação com controle por pressão para oferecer um volume corrente de 420mL e pressão positiva expiratória final de 10cmH2O. Avaliaram-se o volume corrente fornecido aos pulmões, as pressões alveolares no final da inspiração e as pressões alveolares no final da expiração. Resultados: Quando disparado pelo paciente simulado, o volume corrente mediano foi 27mL menor do que o volume corrente ajustado (variação-63 a +79mL), e ocorreu uma variação nas pressões alveolares com mediana de 25,4cmH2O (faixa de 20,5 a 30cmH2O). Nos cenários simulados com esforço muscular tanto inspiratório quanto expiratório e com frequência respiratória mandatória inferior à dos esforços do paciente simulado, o volume corrente mediano foi maior com ventilação controlada. Conclusão: O ajuste do esforço muscular respiratório e da frequência respiratória no ventilador em um valor acima da frequência respiratória do paciente nos modos de ventilação assistida/controlada gerou maiores variações no volume corrente e nas pressões pulmonares, enquanto o modo controlado não mostrou variações nesses desfechos.

ABSTRACT Objective: To evaluate the influences of respiratory muscle efforts and respiratory rate setting in the ventilator on tidal volume and alveolar distending pressures at end inspiration and expiration in volume-controlled ventilation and pressure-controlled ventilation modes in acute respiratory distress syndrome. Methods: An active test lung (ASL 5000™) connected to five intensive care unit ventilators was used in a model of acute respiratory distress syndrome. Respiratory muscle efforts (muscle pressure) were configured in three different ways: no effort (muscle pressure: 0cmH2O); inspiratory efforts only (muscle pressure:-5cmH2O, neural inspiratory time of 0.6s); and both inspiratory and expiratory muscle efforts (muscle pressure:-5/+5cmH2O). Volume-controlled and pressure-controlled ventilation modes were set to deliver a target tidal volume of 420mL and positive end-expiratory pressure of 10cmH2O. The tidal volume delivered to the lungs, alveolar pressures at the end of inspiration, and alveolar pressures at end expiration were evaluated. Results: When triggered by the simulated patient, the median tidal volume was 27mL lower than the set tidal volume (range-63 to +79mL), and there was variation in alveolar pressures with a median of 25.4cmH2O (range 20.5 to 30cmH2O). In the simulated scenarios with both spontaneous inspiratory and expiratory muscle efforts and with a mandatory respiratory rate lower than the simulated patient's efforts, the median tidal volume was higher than controlled breathing. Conclusion: Adjusting respiratory muscle effort and pulmonary ventilator respiratory rate to a value above the patient's respiratory rate in assisted/controlled modes generated large variations in tidal volume and pulmonary pressures, while the controlled mode showed no variations in these outcomes.

Variações na mensuração dos parâmetros de desmame da ventilação mecânica em hospitais da cidade de Fortaleza / Variations in the measurement of weaning parameters of mechanical ventilation in Fortaleza hospitals

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A demanda de pacientes que exigem tempo prolongado de ventilação mecânica vem aumentando consideravelmente nas Unidades de Terapia Intensiva (UTI). O objetivo deste estudo foi caracterizar a variabilidade dos métodos e critérios utilizados pelos fisioterapeutas para a obtenção dos parâmetros de desmame da ventilação mecânica em hospitais da cidade de Fortaleza. MÉTODO: Após aprovação pelo Comitê de Ética da Universidade de Fortaleza (UNIFOR), foram distribuídos questionários de pesquisa entre os fisioterapeutas que trabalham em UTI de seis hospitais (três hospitais públicos e três hospitais particulares). Quarenta e quatro fisioterapeutas anônimos responderam as 32 questões de múltipla escolha. RESULTADOS: Os principais resultados versam sobre os parâmetros avaliados rotineiramente pelos fisioterapeutas, em que houve diferença significativa entre os hospitais com relação ao índice de Tobin e a Pressão Inspiratória Máxima (Pimáx), sendo mais utilizados nos hospitais particulares, com um percentual de 100 por cento e 89,5 por cento, respectivamente. Sobre a modalidade ventilatória utilizada para a obtenção dos parâmetros de desmame da ventilação mecânica, o tubo-T foi o mais utilizado tanto nos hospitais públicos (56 por cento) quanto nos particulares (57,9 por cento). CONCLUSÕES: Existe uma variabilidade nos métodos e critérios utilizados para a obtenção dos parâmetros de desmame entre os fisioterapeutas dos hospitais públicos e particulares da cidade de Fortaleza. Esses resultados reforçam a necessidade de se realizar novos estudos científicos a fim de se obter a padronização das técnicas utilizadas no desmame.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: The number of patients requiring prolonged time on mechanical ventilation is increasing considerably in the intensive care unit (ICU). The objective of this study was to characterize the variability of methods and criteria used by physiotherapists to obtain weaning parameters in hospitals of Fortaleza. METHODS: After approval by the UNIFOR Ethics Committee, survey questionnaires were distributed among physiotherapists working in the ICU of three public and three private hospitals. Forty-four physiotherapists answered thirty-two multiple choice questions anonymously. RESULTS: The main results concerned parameters commonly evaluated by physiotherapists. A significant difference between hospitals was found regarding the rapid shallow breathing index and maximum inspiratory pressure, which are more often used in private hospitals, with a percentage of 100 percent and 89.5 percent, respectively. Concerning the ventilatory mode for obtaining the weaning parameters for mechanical ventilation; the T-tube was the most used, not only in the public (56 percent) but also in the private hospitals (57.9 percent). CONCLUSIONS: Variability in the methods and criteria used to obtain weaning parameters by the physiotherapists was found in public and private hospitals in Fortaleza. Results from this survey stress the need to develop new scientific studies to standardize the techniques used for weaning.