Ventilação oscilatória de alta frequência em crianças com síndrome da angústia respiratória aguda: experiência de um centro de tratamento intensivo pediátrico

Resumos

OBJECTIVE: To describe the effects of high-frequency oscillatory ventilation (HFOV) as a rescue Acute respiratory distress syndrome ventilatory support in pediatric patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). METHODS: Twenty-five children (1 month < age < 17 years) admitted to a university hospital pediatric intensive care unit (ICU) with ARDS and submitted to HFOV for a minimum of 48 hours after failure of conventional mechanical ventilation were assessed. RESULTS: Twenty eight days after the onset of ARDS, the mortality rate was 52% (13/25). Over the course of 48 hours, the use of HFOV reduced the oxygenation index [38 (31-50) vs. 17 (10-27)] and increased the ratio of partial arterial pressure O2 and fraction of inspired O2 [65 [44-80) vs. 152 (106-213)]. Arterial CO2 partial pressure [54 (45-74) vs. 48 (39-58) mmHg] remained unchanged. The mean airway pressure ranged between 23 and 29 cmH2O. HFOV did not compromise hemodynamics, and a reduction in heart rate was observed (141±32 vs. 119±22 beats/min), whereas mean arterial pressure (66±20 vs. 71±17mmHg) and inotropic score [44 (17-130) vs. 20 (16-75)] remained stable during this period. No survivors were dependent on oxygen. CONCLUSION: HFOV improves oxygenation in pediatric patients with ARDS and severe hypoxemia refractory to conventional ventilatory support.

Acute respiratory distress syndrome; High frequency oscillatory ventilation; Respiratory failure; Pediatrics; Protective mechanical ventilation

ARTIGO ORIGINAL

Ventilação oscilatória de alta frequência em crianças com síndrome da angústia respiratória aguda: experiência de um centro de tratamento intensivo pediátrico^*

Anelise Dentzien Pinzon^I,II; Taís Sica da Rocha^I; Cláudia Ricachinevsky^I; Jefferson Pedro Piva^III; Gilberto Friedman^II,III,**

^IUTI Pediátrica, Hospital de Criança Santo Antônio, Complexo Hospitalar Santa Casa, Porto Alegre, RS, Brasil

^IIPrograma de Pós-graduação em Ciências Pneumológicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil

^IIIFaculdade de Medicina, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil

RESUMO

OBJETIVO: Descrever os efeitos da aplicação da ventilação de alta frequência oscilatória como suporte ventilatório de resgate em uma série de pacientes pediátricos com síndrome da angústia respiratória aguda (SARA).

MÉTODOS: Participaram do estudo 25 crianças(> 1mês e < 17 anos) internadas em uma UTI pediátrica universitária com SARA e submetidas à ventilação de alta frequência oscilatória (VAFO) por um mínimo de 48 horas, após falha da ventilação mecânica convencional.

RESULTADOS: A taxa de mortalidade foi de 52% (13/25) 28 dias após o início da SARA. Ao longo de 48 horas, a aplicação da VAFO reduziu o índice de oxigenação [38 (31-50) vs. 17 (10-27)] e aumentou a relação pressão arterial parcial de O₂/fração inspirada de O₂ [65 (44-80) vs. 152 (106-213)]. A pressão arterial parcial de CO₂ [54 (45-74) vs. 48 (39-58) mmHg] manteve-se inalterada. A pressão média de vias aéreas oscilou entre 23 e 29 cmH₂O. A VAFO não comprometeu a hemodinâmica e observou-se uma redução da frequência cardíaca (141 ± 32 vs. 119 ± 22 bat/min), a pressão arterial média (66 ± 20 vs. 71 ± 17 mmHg) e o escore inotrópico [44 (17-130) vs. 20 (16-75)] mantiveram-se estáveis nesse período. Nenhum sobrevivente ficou dependente de oxigênio.

CONCLUSÃO: VAFO melhora a oxigenação de pacientes pediátricos com SARA grave e hipoxemia refratária ao suporte ventilatório convencional.

Palavras-chave: Síndrome da angústia respiratória aguda; Ventilação de alta frequência oscilatória; Insuficiência respiratória; Pediatria; Ventilação mecânica protetora

Introdução

A prevalência da síndrome da angústia respiratória aguda em unidades de terapia intensiva pediátrica varia entre 2 e 7,6%^1,2. Em pediatria, está associada a altas taxas de mortalidade, cujos índices variam de acordo com o serviço, com a população estudada e com os fatores de risco presentes. Estudos clínicos sugerem que a ventilação mecânica (VM) pode modificar as respostas inflamatórias em pacientes com lesão pulmonar aguda. Nestes pacientes, com prévia inflamação pulmonar e sistêmica, a ventilação com volumes correntes (VT)de1015 mL/kg de peso corporal ideal (PCI) e níveis moderados a baixos de pressão positiva ao final da expiração (positive end expiratory pressure -PEEP) está associada com níveis aumentados de mediadores inflamatórios intra-alveolares e sistêmicos³. Em contraste, a ventilação mecânica com níveis moderados a elevados de PEEP e VT reduzidos de aproximadamente 6 mL/kg de PCI garantiu a troca gasosa adequada, a diminuição de mediadores inflamatórios intra-alveolares e sistêmicos e diminuiu a mortalidade^3-6.

O uso de estratégias ventilatórias protetoras que evitem a lesão pulmonar adicional associada à VM é uma grande preocupação em qualquer paciente submetido à VM, inclusive sem patologia aguda⁷. A ventilação de alta frequência oscilatória (VAFO) surge como uma estratégia ventilatória protetora, pois otimiza o recrutamento alveolareovolume pulmonar, e melhora a oxigenação através da aplicação de taxas de alto fluxo e frequências de até 900 ciclos por minuto com volumes correntes reduzidos (1-2 mL/kg), resultantes de mínimas diferenças nas pressões inspiratórias e expiratórias, ocasionando uma pressão média de vias elevada e persistente⁸.

A VAFO parece representar uma importante opção terapêutica no suporte ventilatório de crianças com falência respiratória. Apesar do aumento do uso da VAFO em pacientes pediátricos com falência respiratória aguda, observa-se um número limitado de estudos publicados, poucos estudos prospectivos e ensaios clínicos randomizados envolvendo crianças com síndrome da angústia respiratória aguda (SARA)^9-12. A VAFO tem sido mais utilizada como terapia de resgate em crianças com insuficiência respiratória grave após a falha da ventilação mecânica convencional (VMC) com estratégias de proteção ao pulmão^12-15. Contudo, até hoje faltam evidências para suportar este uso^16,17. A partir do momento que se comprove a VAFO como terapia resgate, esse modo ventilatório passa a ser uma opção terapêutica extremamente útil^18,19.

O presente estudo tem como objetivo descrever os efeitos da aplicação da ventilação de alta frequência oscilatória como suporte ventilatório de resgate sobre a oxigenação e ventilação em uma série de pacientes pediátricos com diagnóstico de SARA.

Métodos

Delineamento

Realizamos um estudo observacional e retrospectivo por análise de prontuário de uma série de crianças internadas entre 2005 e 2010 com síndrome da angústia respiratória aguda (SARA)²⁰, que usaram VAFO por falha no tratamento com ventilação mecânica convencional.

Seleção de pacientes

O estudo foi realizado na unidade de terapia intensiva pediátrica do Hospital da Criança Santo Antônio, a qual possui 30 leitos em um Complexo Hospitalar Universitário. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Complexo Hospitalar Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre (registro 1935/08).

Foram considerados elegíveis para o estudo os pacientes com os seguintes critérios: a) idade > 1 mês e < 17 anos; b) utilizaram VAFO para manejo de SARA (radiograma de tórax com infiltrado bilateral, relação da pressão parcial de oxigênio arterial e dafração inspirada de oxigênio (PaO₂/FiO₂) < 200, sem evidência clínica de hipertensão atrial esquerda); c) falha na ventilação mecânica convencional (VMC) protetora (crianças: pico de pressão inspiratória (PIP) > 35 cmH₂O, pressão média de vias aéreas (PmVA) > 15-18cmH₂O e FiO₂> 0,6); lactentes a termo: PmVA > 10-12 cm H₂O, FiO₂> 0,6 e falha no aumento do volume pulmonar; e d) prontuário completo. A decisão de trocar para VAFO frente à dificuldade para manter parâmetros ventilatórios/oxigenação era feita pelo médico assistente.

Os pacientes foram excluídos do estudo se a VAFO fosse aplicada por menos de 48 horas em caso de óbito ou desmame precoce da VAFO neste mesmo período.

Foram coletados dados de diagnóstico (primário e associado) e variáveis de desfecho (tempo em VAFO, tempo em VMC antes e após VAFO, duração da internação na UTI, mortalidade hospitalar e no 28º dia após o diagnóstico de SARA).

Estratégias ventilatórias

Ventilação mecânica convencional

Inicialmente, todos os pacientes utilizaram VMC controlada por pressão (Servo 300, Siemens-elema AB, Suécia; SERVOi, Maquet GmbH&Co, KG, Rastatt, Alemanha). A estratégia de ventilação usada consistia em uma estratégia de "ventilação protetora" com FiO₂ < 0,5, tolerando uma saturação de hemoglobina arterial de oxigênio (SaO₂) > 85%, hipercapnia permissiva desde que pH > 7,2 e um volume corrente < 7 mL/Kg de peso corporal ideal. O modo ventilatório usado foi a ventilação mandatória sincronizada intermitente com pressão controlada + pressão assistida. O suporte geral incluía sedação (opioide e benzodiazepínico em infusão contínua), manutenção hídrica, suporte nutricional e antibióticos, quando indicado. Sempre que necessário, um relaxante muscular (pancurônio) era usado para facilitar a ventilação mecânica. Suporte hemodinâmico com vasopressores/inotrópicos e/ou fluidos foi utilizado via cateter venoso central, se necessário.

Ventilação de alta frequência oscilatória

Todos os pacientes submetidos à VAFO foram ventilados com um oscilador de alta frequência Sensor Medics 3100B (Sensor Medics, Yorba Linda, CA, EUA). Até o ano de 2007, não havia um protocolo para o início da VAFO e os parâmetros escolhidos ficavam a critério do médico assistente. A partir de 2008, foi adotado o seguinte protocolo: uma PmVA 5 cmH₂O acima da PmVA em VMC, FiO₂ igual a 1,0, amplitude era ajustada até alcançar potência adequada para a vibração da parede torácica, o fluxo aéreo era mantido em 30 mL/min. A frequência oscilatória inicial era ajustada entre 10-15 Hz. Para realizar o desmame da VAFO, a FiO₂ era mantida entre 0,4 e 0,6, seguido da diminuição em 1 a 2 cmH₂O para diminuir a pressão da via aérea. Já na parte da ventilação, observam-se diminuições progressivas (3-5 cmH₂O) na pressão da amplitude. A VMC era retomada quando a pressão da via aérea era < 20 cmH₂O, FiO₂< 0,4 e quando o paciente tolerava a aspiração do tubo endotraqueal sem queda de saturação de oxigênio^21,22.

Monitoração

Foram coletados os gases arteriais sanguíneos e os parâmetros ventilatórios em VMC (PIP = pressão inspiratória; pressão positiva no final da expiração; PEEP = positive end-expiratory pressure; FR=frequência respiratória; FiO₂=fração de oxigênio inspirado; tempo inspiratório) no início da aplicaçãodaVAFO e após 6, 12, 24 e 48 horas (PmVA = pressão média em vias aéreas, AMP = amplitude, FR, FIO₂). O índice de oxigenação (IO = [PmVA X FiO2 X 100]/PaO₂)²³ e a relação PaO₂/FiO₂ foram calculados nos mesmos intervalos de tempo. Parâmetros hemodinâmicos (FC = frequência cardíaca e PAM = pressão arterial média) e o escore inotrópico (DOPAMINA X 10 + ADRENALINA X 100) foram obtidos ao longo das 48 horas²⁴. A gravidade dos pacientes foi avaliada pelo escore PIM²⁵.

Análise estatística

O método estatístico utilizado para análise dos dados com distribuição normal foi a análise de variância (teste Tukey para comparações) e teste t-Student. Para as variáveis com distribuiçãonão normal, os testes não paramétricosde Mann-Whitney e a análise de variância de Friedman (Teste de Dunn para comparações). Os resultados estão expressos como média ± desvio padrão ou mediana (25-75 percentil).

Resultados

Características dos pacientes

A tabela 1 descreve as características dos pacientes e taxas de mortalidade. Foram identificados 31 pacientes com diagnóstico de SARA que foram submetidos à VAFO no período de cinco anos. Foram excluídos seis pacientes, cinco por óbito com menos de 24 horas e um por desmame da VAFO antes das 48 horas, restando 25 para a análise final. Os pacientes apresentavam elevado risco de morte, com taxa de mortalidade elevada e suporte ventilatório agressivo antes da aplicação da VAFO. As comorbidades associadas eram: pósoperatório de cirurgia congênita (n = 6), Síndrome de Cushing (n = 1), encefalopatia anóxica (n = 3), neoplasias hematológicas (n =3), grande queimado (n =1), complicações tardias de transplante renal (n = 1), citomegalovirose (n = 1), linfangioma pulmonar (n = 1), pós-operatório de transplante renal tardio (n=1), prematuridade (n =3), anóxia neonatal (n =1), doença da membrana hialina (n = 1), displasia broncopulmonar (n = 1), pós-operatório de cirurgia pulmonar (n = 2) e imunodeficiência inespecífica (n = 1).

Parâmetros de ventilação e oxigenação

Após 48 horasde VAFO, foi possível uma redução da FiO₂ eum aumento da SaO₂ significativos. O efeito da VAFO na melhora ventilatória significativa dos pacientes pode ser verificado através da redução do índice de oxigenação e do aumento da relação PaO₂/FiO₂ (fig. 1) ao longo das 48 horas. A PaCO₂ manteve-se quase inalterada. A PmVA nas 48 horas de VAFO necessária para manter oxigenação com progressiva redução da FiO₂ oscilou entre 23 e 29 cmH₂O.

Parâmetros hemodinâmicos

Antes da aplicação da VAFO, 20 pacientes estavam em uso de uma droga ou de uma combinação de drogas vasoativas. Vinte e quatro horas após o início da VAFO, outros três pacientes necessitaram de infusão de droga ou de combinação de drogas vasoativas (dopamina, n = 22; noradrenalina, n = 6; adrenalina, n = 10; milrinone, n = 3). As duas principais causas de instabilidade hemodinâmica foram choque séptico (n = 17) e pós-operatório de cirurgia cardíaca. Apenas dois pacientes não usaram drogas vasoativas em nenhum momento. Mesmo utilizando pressões médias elevadas de vias aéreas, o desempenho hemodinâmico não foi prejudicado com a aplicação da VAFO, e observamos que a FC reduziu significativamente e que a pressão arterial média permaneceu estável. Além disso, o escore inotrópico manteve-se inalterado nesse período de avaliação.

Nos sete pacientes com bronquiolite, a relação PaO₂/FiO₂ aumentou de 62 ± 25 para 193 ± 114 (p = 0,027)eoIO diminui de 48 ± 17 para 15 ± 7 (p = 0,001) ao longo das 48 horas. Além disso, a PaCO₂ tendeu a diminuir (59 ± 17 vs. 42 ± 10 mmHg, p = NS) nesse mesmo período.

Desfechos clínicos

A tabela 1 mostra os principais desfechos clínicos. A melhora dos parâmetros relacionados à oxigenação foi maior nos sobreviventes que nos não sobreviventes (tabela 2). Nenhum sobrevivente ficou dependente de oxigênio. Entre as complicações potencialmente relacionadas à ventilação e/ou doença pulmonar, 10 pacientes apresentaram pneumotórax não hipertensivo e sem comprometimento hemodinâmico adicional.

Comparação entre o período pré-protocolo e pós-protocolo de aplicação de ventilação de alta frequência oscilatória

A tabela 3 descreve a comparação dos principais desfechos clínicos e fisiológicos para os dois períodos. Não foram identificadas diferenças significativas entre os sete pacientes que foram ventilados sem um protocolo assistencial e os 18 demais que foram ventilados baseados em um protocolo estabelecido de VAFO a partir de 2008.

Discussão

Esse estudo, envolvendo uma amostra de pacientes com SARA grave submetidos à VAFO de resgate, não nos permite determinar a sua real eficácia. Contudo, nossos resultados indicam que a VAFO melhora significativamente a troca gasosa e permite reduções na oferta de oxigênio. Tais achados são consistentes com outros estudos que avaliaram o uso da VAFO em pacientes pediátricos com SARA e sugerem que o benefício seria maior quanto mais precoce se iniciasse a VAFO, em especial nas primeiras 24 horas dos quadros que cursam com hipoxemia refratária^10,16,26. Mesmo que neste estudo a mediana do tempo de VMC antes da VAFO tenha se situado em torno de 24 horas, deve-se concluir que a indicação foi tardia. Observa-se que no momento da transição era utilizada em VMC uma FiO2 média de 95% e uma PIP média de 37 mmHg, mantendo uma elevada fração de shunt (hipoxemia refratária). Portanto, a indicação de VAFO não deve ser baseada em tempo de evolução, e sim na refratariedade ao tratamento com VMC.

A decisão de indicar a VAFO definida por um critério de resposta refratária à VMC é reforçada por outra observação do nosso estudo. Não houve diferenças entre os pacientes submetidos à VAFO sem protocolo definido (até 2007) em comparação àqueles em que a VAFO foi aplicada conforme definições claras de aplicação do método. Os pacientes não apresentavam diferenças em gravidade ou em parâmetros ventilatórios no início da aplicação de VAFO, e tiveram a mesma evolução clínica. Nós especulamos que a definição de critérios de decisão para a mudança do método ventilatório deve ser mais importante que a aplicação da VAFO através de um protocolo rígido.

A VAFO, mesmo sendo iniciada tardiamente, promoveu melhora significativa no IO e na relação PaO₂/FiO₂ nas 48 horas. A maioria dos estudos indicou a VAFO como forma de resgate para pacientes com SARA e que apresentavam dificuldades de ventilar os pacientes em VMC com piora no IO^10,12,17. Um levantamento entre 14 centros, que incluiu 232 pacientes pediátricos, mostrou um IO médio de 27 antes do início da VAFO¹².Nonossoestudo, naindicaçãodeVAFO,amedianado IO era de quase 40, confirmando que a decisão de transição foi provavelmente tardia para a maioria dos casos. Vários estudos têm focado o IO como preditor de mortalidade depois da passagem para VAFO^12,16. Sarnaik et al. propuseram que, naqueles pacientes com IO inicial menor do que 20, não ter obtido uma redução de pelo menos 20% no IO nas seis primeiras horas na VAFO pode ter caracterizado um preditor de morte¹⁵.

Classicamente, a VAFO utiliza pressões médias de via aérea (PmVA) relativamente altas, permitindo sustentar o recrutamento pulmonar de forma mais eficaz que o promovido pelo uso do PEEP na VMC^22,27. No presente estudo, a PmVA aumentou significativamente logo após o início da VAFO, com melhora significativa nos índices de oxigenação, sugerindo a abertura de uma maior parcela de unidades alveolares com melhora das trocas gasosas (recrutamento alveolar).

O impacto na PaCO₂ não foi significativo em razão dos ajustes na amplitude do respirador, visando evitar a hiperventilação alveolar desnecessária e indesejada^9,16,17,28.

Com a elevação da PmVA durante a VAFO, pode ocorrer comprometimento hemodinâmico, pois a elevaçãodapressão pleural promove redução no retorno venoso e do débito cardíaco. A maioria dos pacientes em nosso estudo já utilizava drogas inovasoativas durante a VMC, e o emprego da VAFO não comprometeu a estabilidade hemodinâmica, havendo, inclusive, redução do suporte hemodinâmico ao longo de 48 horas. Um estudo realizado por Mehta et al. em pacientes adultos mostrou que a VAFO pode levar a aumentos das pressões de enchimento e queda significativa do débito cardíaco²⁹.Em contraste, Derdak et al. não encontraram diferenças significativas na frequência cardíaca, pressão arterial média, ou débito cardíaco entre pacientes adultos submetidos à VAFO versus aqueles submetidos à VMC nas 72 horas iniciais de tratamento³⁰. Apesar de não termos medido o débito cardíaco, o desempenho hemodinâmico observado sugere que não houve comprometimento adicional do fluxo sanguíneo nos nossos pacientes, que a PAM permaneceu estável e que a FC diminuiu.

A mortalidade proveniente da SARA em crianças vem caindo para próximo de 20%^31-33. Apesar de alguns pesquisadores estimarem que seja mais elevada³⁴, com protocolos explícitos em certas populações de crianças com SARA, a mortalidade pode ser tão baixa quanto 8%³⁵. Entretanto, pacientes com SARA continuam a estar entre aqueles de maior risco nas UTI pediátricas, com períodos prolongados em ventilação mecânica, risco elevado de infecções nosocomiais, e morbidade respiratória e prejuízo ao neurodesenvolvimento desconhecidos. No presente estudo, observamos uma taxa de mortalidade de 52% após 28 dias do diagnóstico de SARA e tratamento com VAFO. Na avaliação da alta taxa de mortalidade por SARA apresentada nesse grupo, deve-se ressaltar que: a) tratava-se de um grupo selecionado de pacientes com hipoxemia refratária em VMC (PIP médio de 30 e FIO2 de 95%); b) uma grande parcela apresentando choque séptico e diversas comorbidades; c) houve seleção da amostra, com a exclusão do estudo daqueles pacientes em que a VAFO fosse utilizada por menos de 48 horas (casos mais leves); d) ausência de um protocolo explícito para o suporte ventilatório convencional e transição para VAFO. Sabe-se que a gravidade inicial do defeito na oxigenação, falência não pulmonar de órgãoseapresença de disfunção neurológica são preditores independentes de mortalidade em crianças com SARA³¹. Em estudos com população de gravidade semelhante, a sepse grave e falência de múltiplos órgãos são causas comuns de morte em pacientes com SARA, com taxa de mortalidade que pode chegar a 61%³⁶.

A taxa de pneumotórax, após o início da VAFO, foi particularmente alta. Contudo, nenhum paciente desenvolveu doença pulmonar crônica, e nenhum sobrevivente permaneceu mais de 28 dias em oxigenoterapia. No estudo de Arnoldet al., a incidência de barotrauma foi menor (25%), mas a necessidade oxigênio suplementar prolongada foi de 21%¹⁰.

Uma das contraindicações relativas para VAFO são pacientes com aumento da resistência das vias aéreas, como asma e bronquiolite²¹. Dentre os pacientes com bronquiolite, sete foram ventilados em VAFO, dos quais três sobreviveram. A oxigenação melhorou de forma importante nestes pacientes e houve uma tendência à melhora da ventilação. Nossos resultados são semelhantes aos de Berner et al., que também mostraram menor suplementação de oxigênio e melhora de outros parâmetros de troca gasosa³⁷. Contudo, no momento da aplicação da VAFO, como os pacientes preenchiam critérios para SARA, não se pode excluir que o benefício tenha sido sobre as alterações alveolointersticiais próprias da SARA, e não sobre a obstrução de pequenas vias aéreas próprias da bronquiolite.

Este estudo apresenta algumas limitações associadas ao seu desenho retrospectivo, a obtenção de dados importantes por registros de prontuário, que por vezes estava incompleto, e ao tamanho e à heterogeneidade da amostra populacional estudada. Além disso, o estudo foi realizado em um único centro, e todas estas limitações, em conjunto, fazem qualquer extrapolação dos resultados arriscada.

Conclusão

Em pacientes com SARA grave apresentando hipoxemia refratária ao suporte ventilatório convencional, a VAFO promove melhora de forma sustentada nos índices de oxigenação. Contudo, estudos randomizados e controlados ainda são necessários para identificar se a VAFO pode se tornar um método ventilatório alternativo a modos ventilatórios convencionais e estabelecer o momento ótimo para a sua aplicação.

Conflitos de interesse

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Recebido em 11 de outubro de 2012

Aceito em 11 de fevereiro de 2013

On-line em 10 de julho de 2013

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Trabalho realizado na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Set 2013
• Data do Fascículo
  Ago 2013

Histórico

• Recebido
  11 Out 2012
• Aceito
  11 Fev 2013