Efectos de la pausa al final de la inspiración sobre la ventilación

La reducción del volumen corriente (VT) a 6 ml/kg normalizado al peso corporal previsto (PBW) y la limitación de la presión de conducción hasta 15 cmH20 son estrategias ventilatorias esenciales que impactan positivamente los resultados clínicos de los pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). Recientemente, la potencia mecánica también se ha relacionado con la lesión pulmonar inducida por ventilador (VILI) y asociada con la mortalidad, principalmente debido a sus efectos dinámico-elásticos. Sin embargo, a pesar de utilizar estas estrategias de VT bajo, es posible desarrollar VILI en pacientes con SDRA de moderado a grave, especialmente cuando la presión de conducción excede los límites de seguridad establecidos para la protección pulmonar. En estas situaciones, se recomienda un VT inferior a 6 ml/kg-PBW, pero se requiere un aumento de la frecuencia respiratoria (RR) para contrarrestar los efectos secundarios de la hipercapnia secundaria (niveles de PaCO2 superiores a 45 mmHg). A su vez, el RR necesario para alcanzar este objetivo es de al menos 25 respiraciones/min, aunque a menudo se acepta un grado leve de hipercapnia. Sin embargo, la programación del ventilador mecánico con un RR por minuto más alto puede promover la inflamación del tejido pulmonar y podría asociarse con resultados adversos en el SDRA.

Por lo tanto, en el SDRA es un desafío establecer una estrategia combinada de reducción del volumen tidal (VT) y de la frecuencia respiratoria RR, ya que su mayor problema es un aumento en la presión parcial de dióxido de carbono (PaCO2) y un deterioro de la eficiencia ventilatoria, cuya magnitud es relacionado con la gravedad de la enfermedad. Por esta razón, existen algunas estrategias no invasivas para atenuar la hipercapnia y mejorar la capacidad de los pulmones para eliminar el CO2. Entre ellas cabe destacar la pausa final inspiratoria (EIP). Esta estrategia ha demostrado su utilidad para aumentar la eliminación de CO2 al mejorar el tiempo medio dado al gas inspirado para su distribución y mezcla difusa dentro de los pulmones. Sin embargo, se desconoce el papel de la EIP como parte de una estrategia de ventilación protectora que combina las reducciones de VT y RR.

Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que agregar una pausa al final de la inspiración (EIP) mejora la espiración de CO2 y que tal efecto permite una disminución en el VT y la RR para fines de mayor protección pulmonar. Así, el objetivo principal de este estudio es evaluar los efectos de un EIP sobre el espacio muerto de Bohr (VDBohr/VT) y la PaCO2 cuando se combina con un VT y la reducción del RR en SDRA. El objetivo secundario es evaluar la estrategia ventilatoria sobre la distribución y homogeneidad del aire mediante tomografía de impedancia eléctrica.

Selección de pacientes Pacientes ≥18 años con SDRA leve, moderado y grave hasta 5 días de ventilación mecánica. Los pacientes deben estar bajo sedación profunda y parálisis neuromuscular. Se excluirán pacientes con inestabilidad hemodinámica, insuficiencia cardíaca aguda, enfermedad respiratoria crónica previa y variaciones de la temperatura esofágica superiores a 0,5 °C en las últimas 2 horas.

Configuración inicial de la ventilación mecánica La ventilación mecánica inicial se programará en modo controlado por volumen con un Servo-i (Maquet, Solna, Suecia) y los siguientes parámetros: un VT de 7 ml/kg-PBW, un RR ajustado para asegurar una presión arterial pH superior a 7,30 y sin presión positiva intrínseca al final de la espiración (PEEP), un tiempo de insuflación inspiratoria de 0,6 segundos, una relación inspiración: espiración (I: E) de 1:2 y sin EIP. La presión transpulmonar al final de la espiración se establecerá al inicio del estudio mediante tomografía de impedancia eléctrica. El PBW se calculó de la siguiente manera: 50+ [0,91 *(altura en cm-152,4)] para hombres y 45,5+ [0,91* (altura en cm-152,4)] para mujeres. Se utilizará humidificación activa en todos los participantes y se realizó una compensación de volumen compresible en cada ventilador mecánico utilizado antes de iniciar el protocolo.

Mecánica respiratoria La presión de las vías respiratorias, la presión esofágica y el flujo de gas se medirán continuamente mediante un neumotacógrafo proximal (MBMED, Buenos Aires, Argentina). Los datos se descargarán en una segunda computadora portátil después de la calibración adecuada de los sensores de flujo y presión. La presión de conducción respiratoria se determinará como la presión meseta menos la PEEP total (PEEPTOT = PEEP externa + PEEP intrínseca) y la distensibilidad del sistema respiratorio como Crs = VT/Pplat-PEEEPTOT.

La mecánica respiratoria se calculó fuera de línea utilizando un software específico, la potencia elástico-dinámica se calculó según el estudio de Costa et al y la ventilación minuto se indexó mediante PBW.

Capnografía volumétrica El CO2 espirado se medirá mediante un sensor de corriente infrarroja (Capnostat 5®; EE. UU.) y se integrará en un monitor (Módulo de CO2 MBMed). Los capnogramas volumétricos se reconstruyeron automáticamente utilizando MATLAB® (Natick, MA, EE. UU.), que permite el análisis de la ventilación en capnogramas volumétricos mediante un algoritmo matemático que ajusta el volumen corriente al CO2 exhalado. Se registraron los siguientes parámetros: fracción de espacio muerto de las vías respiratorias (VDaw/VT), VDBohr/VT, índice de intercambio gaseoso (VDEnghoff/VT), eliminación de CO2 por respiración (VTCO2,br), ventilación alveolar minuto, fracción de CO2 espirado. (FECO2), eliminación minuto de CO2 (VTCO2,br * RR), CO2 al final de la espiración y presión parcial alveolar media de CO2 (PACO2).

El capnograma en la fase III (SIII) se normaliza (SnIII) ​​por el FECO2 del ciclo espiratorio correspondiente. SnIII permite comparar las pendientes de las respiraciones con diferentes tasas de excreción de CO2, que se podría esperar que ocurran durante las modificaciones en la configuración del VT o RR. La ventilación alveolar minuto se calculará mediante la fórmula: ventilación alveolar * RR indexado por PBW. La eficiencia ventilatoria se define como la relación entre la ventilación alveolar por minuto y la ventilación minuto.

El sensor de flujo se ajusta automáticamente a los valores registrados con el factor de conversión de temperatura y presión corporal saturadas (BTPS) para determinar el volumen de aire exhalado.

Tomografía de impedancia eléctrica

Se colocará un cinturón de 16 electrodos en la región torácica media y se evaluará la impedancia pulmonar continua mediante tomografía de impedancia eléctrica (EIT) (Dräger Medical Systems, EE. UU.). Se realizará un análisis fuera de línea de los datos del EIT y se calcularán los siguientes parámetros:

• La falta de homogeneidad pulmonar está determinada por el índice de falta de homogeneidad global (IG), que cuantifica la homogeneidad de la distribución del volumen corriente a través de la dispersión cuantitativa de la impedancia de los píxeles pulmonares.
• La distribución de la ventilación regional se evalúa mediante la relación de impedancia (IR), un parámetro para determinar la distribución del aire de las regiones dependientes y no dependientes. Un IR > 1 representa un predominio de distribución ventral, mientras que un IR < 1 representa principalmente una distribución dorsal. Brevemente, la región ventral corresponde a las regiones de interés 1 y 2, y la región dorsal corresponde a las regiones de interés 3 y 4.
• La variación de marea de la impedancia (TVI) representa el cambio de impedancia generado por el gas inspirado durante un ciclo respiratorio.
• La impedancia pulmonar al final de la espiración (EELI) corresponde al valor de impedancia al final de la espiración.

Protocolo Todos los pacientes estarán acostados en posición semi-recostada a 40 grados, y antes de iniciar el estudio se debe exigir un período de estabilización de 60 minutos. Los ajustes de PEEP y tiempo de insuflación se mantendrán constantes durante todo el estudio. Por razones de seguridad, predefinimos que el protocolo podría interrumpirse en cualquier momento ante alteraciones significativas de la hemodinámica sistémica y/o acidosis respiratoria (pH ≤ 7,25 y PaCO2 ≥ 60 mmHg).

Se recogieron los siguientes datos en el momento de la inclusión: variables demográficas (edad, sexo, altura), Fisiología Aguda y Crónica.

Pasos secuenciales del protocolo.

• Paso I: Volumen corriente (VT) 7 ml/kg-PBW, con presión positiva al final de la espiración (PEEP), frecuencia respiratoria (RR) y tiempo de insuflación (0,6 s) constantes, sin agregar una pausa al final de la inspiración (EIP) . Relación inspiratoria: espiratoria (I:E) de 1:2. 60 minutos de duración.
• Paso II: VT 5 ml/kg-PBW con PEEP, RR y tiempo de insuflación constantes (0,6 s) sin agregar una pausa al final de la inspiración (EIP). Relación I:E de 1:2. 60 minutos de duración.
• Paso III: EIP se configurará para lograr una relación I:E de 1:1, manteniendo constante el tiempo de insuflación en 0,6 segundos y el VT en 5 ml/kg-PBW. La PEEP y la RR no cambiarán con respecto a las condiciones iniciales. 60 minutos de duración.
• Paso IV: Se reducirá el RR en un 20%, manteniendo constante el VT en 5 ml/kg-PBW. El tiempo de insuflación se mantendrá en 0,6 segundos y la relación I:E será igual a 1:1; en consecuencia, el EIP se prorrogará nuevamente. 60 minutos de duración.

Se registrará la capnografía volumétrica y se realizará un análisis fuera de línea utilizando el valor medio de las últimas 40 respiraciones. También se realizaron mediciones del intercambio de gases al final de cada fase utilizando un analizador de gases en sangre convencional (GEM® 4000, Instrumentation Laboratory, Lexington, EE. UU.). Se monitorizarán continuamente las variables hemodinámicas y la oximetría de pulso (Multiparameter Spacelabs 91393). Para identificar la influencia de las variaciones del gasto cardíaco en la dinámica del CO2, se instalará una monitorización del gasto cardíaco mínimamente invasiva (Edwards Lifesciences, EE. UU.). Si es necesario, se utilizará una infusión de norepinefrina para mantener la presión arterial media cerca de 65 mmHg y no se administró ningún bolo de líquido durante el protocolo.

Análisis estadístico Se realizará la prueba de Shapiro-Wilk para determinar la distribución de variables continuas, que se expresarán como media, desviación estándar o mediana y rango intercuartil según corresponda. La prueba no paramétrica de Friedman, la prueba de rangos con signo de pares emparejados de Wilcoxon y las comparaciones post hoc de Dunn se realizarán para comparar múltiples variables.

Un valor de p bilateral inferior a 0,05 se consideró estadísticamente significativo.