Eficácia e Segurança de um Protocolo de Recrutamento Pulmonar em Crianças com Lesão Pulmonar Aguda (Recruitment)

I. Introdução A. Contexto As unidades pulmonares que participam das trocas gasosas são conhecidas como pulmão 'recrutado'. Os pacientes com lesão pulmonar sofrem de uma proporção de unidades que não participam da troca gasosa (ou seja, o estado desrecrutado), às vezes resultando em troca gasosa prejudicada. O desrecrutamento dos alvéolos também pode causar shunt intrapulmonar e piorar a lesão pulmonar por atelectotrauma7. Os resultados na síndrome do desconforto respiratório agudo melhoraram significativamente Isso é mesmo verdade? desde que os médicos começaram a empregar estratégias de proteção pulmonar, incluindo ventilação com baixo volume corrente e hipercapnia permissiva8,9. No entanto, foi reconhecido que a ventilação com baixo volume corrente diminui o volume pulmonar recrutado, um fenômeno que persiste apesar da estratégia agressiva de pressão expiratória final positiva (PEEP) empregada nos estudos ARDSNet4. A atelectasia associada à ventilação com baixo volume corrente é aliviada com o uso das chamadas respirações de sinal, ou respirações de recrutamento10. Além disso, a proporção de pulmão remanescente no estado desrecrutado pode contribuir para a morbidade e mortalidade associadas à síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA)11. Em adultos, várias estratégias têm sido utilizadas para recrutar o pulmão: insuflação sustentada (SI) e estratégia de recrutamento máximo. A chamada abordagem de pulmão aberto (OLA) inclui um SI seguido pela configuração de PEEP para o ponto de inflexão inferior medido da curva PV. Uma abordagem alternativa para definir a PEEP é uma titulação decremental da PEEP, que inclui a redução sequencial da PEEP até que ocorra uma diminuição predeterminada na PaO2 ou SaO2. Todos os estudos que não incluíram uma estratégia para manter o recrutamento pulmonar após uma manobra de recrutamento foram estudados.

O impacto do recrutamento pulmonar no curso de longo prazo da SDRA ainda não está claro. Está claro que o recrutamento pulmonar é mais eficaz no início do curso da LPA/SDRA. Grasso et al demonstraram que pacientes que receberam uma manobra de recrutamento no dia 1±0,3 da SDRA podem ser recrutados, versus pacientes recrutados no dia 7±1. Da mesma forma, Gattinoni et al11 e Crotti et al5 encontraram recrutamento limitado em pacientes que estavam bem avançados no curso da SDRA. Borges et al,6 Tugrul et al,12 e Girgis et al recrutaram pacientes no início do curso da SDRA e cada um deles encontrou recrutamento pulmonar acentuado, em média, em todos os pacientes estudados. Cada um destes estudados demonstrou uma capacidade de melhorar as saturações de oxigênio e (algumas vezes estudadas) o volume pulmonar expiratório final. Embora nenhum estudo tenha examinado o efeito dessa mudança na morbidade ou mortalidade, sabe-se que a hipoxemia em crianças é uma causa comum de morbidade. É importante ressaltar que, em crianças, o tratamento da hipóxia geralmente leva a configurações crescentes do ventilador, ao uso de ventilação oscilatória de alta frequência (HFOV) ou ao uso de oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO). O recrutamento precoce em crianças com LPA/SDRA pode evitar a necessidade de escalar os cuidados para essas terapias mais invasivas e de risco.

Atualmente, não há diretrizes de prática clínica ou padrão de atendimento em relação às estratégias de recrutamento pulmonar para crianças com lesão pulmonar. Até o momento, nenhum estudo foi realizado em crianças documentando a eficácia ou segurança de qualquer uma das estratégias utilizadas em terapia intensiva. O objetivo principal deste estudo é demonstrar a eficácia e a segurança da insuflação sustentada e das manobras de recrutamento máximo em crianças com lesão pulmonar.

B. Manobras de Recrutamento Pulmonar

1. Inflações sustentadas (SI) Inflações sustentadas (SI) são comumente utilizadas na unidade de terapia intensiva como uma manobra de recrutamento. No SI, o paciente recebe uma respiração de pressão positiva prolongada (geralmente entre 30 e 45 cm H2O) com duração entre 15 e 40 segundos. Clinicamente, essa manobra é aplicada após um desrecrutamento, como sucção, ou quando o paciente apresenta hipoxemia. Essa estratégia é atualmente empregada na Unidade de Terapia Intensiva Médico-Cirúrgica do Children's Hospital Boston em alguns pacientes com lesão pulmonar, embora não haja evidências publicadas de sua segurança ou eficácia em crianças. Poderíamos colocar os 3 estudos SI em prematuros que usam 20-40 cmH20 seguido de CPAP? 1 foi um estudo de coelho. Os estudos descritos a seguir referem-se a manobras de recrutamento de inflação sustentada.

   1. Tugrul et al12 estudaram o efeito do IS em 24 adultos com SDRA. SI incluiu 45 cm H2O por 30 segundos, seguido por uma titulação de PEEP decremental de 20 cm H2O para baixo, titulação para saturações. A relação P/F aumentou >200 em 11/24 pacientes, que persistiu 6 horas após a manobra em 9/24 pacientes. Barotrauma não foi observado em nenhum paciente.
   2. Richard et al estudaram4 o efeito do SI (45 cm H2O por 15 segundos) em 10 adultos com SDRA ventilados com uma estratégia de baixo volume corrente. A manobra induziu um aumento significativo nos volumes pulmonares recrutados (175±108 ml pré-manobra versus 254±137 ml pós-manobra). Essa melhora foi associada a um aumento nas saturações arteriais de oxigênio. Não houve relato de sustentabilidade do recrutamento, nem de efeitos adversos.
   3. Lapinski et al13 estudaram a segurança e eficácia da manobra SI em 14 adultos com SDRA. A pressão utilizada na manobra foi a menor de 45 cm H2O ou a pressão de platô utilizada em respirações de volume corrente de 12 mL/kg; a manobra foi mantida por 20 segundos. A saturação de oxigênio aumentou de 86,9 ± 5,5 para 94,3 ± 2,3% em 10 minutos, mantendo-se em 4 horas em 10/14 pacientes. Os quatro em que a saturação caiu tinham níveis de PEEP abaixo de 10 cm H2O. A pressão arterial sistólica diminuiu durante a insuflação de 20 segundos em alguns pacientes, variação média de 6,9 ​​mm Hg, que reverteu rapidamente após a liberação da manobra em todos os pacientes. Nenhum barotrauma foi observado em nenhum paciente em 24 horas de acompanhamento.
   4. Pelosi et al10 estudaram o efeito de três respirações consecutivas de 'suspiro' (uma com pressão de platô de 45 cm H2O, mas de duração normal) em 10 adultos com SDRA. Após 1 hora de 3 respirações de suspiro por minuto, o volume pulmonar expiratório final (medido pela diluição de He) aumentou de 1,49±0,58 para 1,91±0,67 L, e aumento da PaO2 de 92,8±18,6 para 137,6±23,9 mm Hg, em comparação com as mesmas configurações do ventilador sem suspiros. A elastância pulmonar e a ventilação também aumentaram. Nenhum efeito adverso foi notado.
   5. Toth et al estudaram as alterações cardíacas e respiratórias que ocorrem em SI (40 cm H2O por 40 segundos) em 18 adultos com SDRA. A PaO2 aumentou desde a manobra de pré-recrutamento até após o período de acompanhamento de 60 minutos (203±108 vs. 322±101 mm Hg, p < 0,001). O índice cardíaco (IC) e o volume de sangue intratorácico (ITBV) diminuíram após a manobra de recrutamento (IC, 3,90±1,04 vs. 3,62±0,91 L/min/m2, p < 0,05; ITBVI, 832±205 vs. 795±188 mL/m2, p < 0,05). Não houve correlação com IC e pressão arterial média, e nenhuma mudança significativa ocorreu na pressão arterial média.
   6. Talvez no maior estudo de insuflações sustentadas na era da ventilação protetora, Meade et al14 estudaram 983 adultos com SDRA utilizando estratégias de proteção pulmonar (volumes correntes de 6 mL/kg) em ambos os grupos. O grupo experimental utilizou manobras de recrutamento SI (40 cm H2O por 40 segundos), níveis mais altos de PEEP (14,6±3,4 no chamado grupo de 'ventilação pulmonar aberta' versus 9,8±2,7 no grupo controle) e pressões de platô mais altas ( 30,2±6,3 versus 24,9±5,1 cm H2O) do que o grupo controle, que não utilizou manobras de recrutamento. Embora não houvesse diferença na mortalidade por todas as causas, o grupo experimental apresentou taxas mais baixas de hipoxemia refratária (4,6% vs 10,2%; RR, 0,54), morte com hipoxemia refratária (4,2% vs 8,9%; RR, 0,56) e menos uso frequente de terapias escalonadas (definidas como ventilação de alta frequência, óxido nítrico inalatório, ventilação a jato ou suporte extracorpóreo) (5,1% vs 9,3%; RR, 0,6). Isso dá credibilidade à noção de que o recrutamento eficaz de crianças no início da lesão pulmonar aguda pode evitar o escalonamento da terapia e diminuir a mortalidade devido à hipóxia grave.

2. Manobra de recrutamento de ventilação com controle de pressão (PCV) Em contraste com uma SI, a ventilação de pacientes com pressões de platô aumentadas e níveis de PEEP aumentados também tem sido usada como manobra de recrutamento. Nesse caso, o paciente é temporariamente colocado em pressões de ventilador mais altas do que seriam usadas para ventilar um paciente de outra forma. Uma combinação de PEEP e pressões de platô ajuda a recrutar alvéolos atelectásicos. A ventilação controlada por pressão é o modo de escolha nesses pacientes porque nela a pressão de platô é definida e, portanto, mantida constante (em contraste com a ventilação controlada por volume). Assim, uma pressão de platô conhecida (que participa do recrutamento pulmonar) é fornecida. A seguir estão os estudos mais importantes utilizando uma manobra de recrutamento de PCV. ? Athanasios "manobra TLC" em crianças anestesiadas? Pequeno estudo tratando atelectite intraoperatória.

   1. Borges, Amato et al6 realizaram o estudo mais convincente e completo da manobra de recrutamento máximo até o momento. Nele, eles estudaram 26 adultos no início do curso da SDRA comparando a abordagem de pulmão aberto (incluindo SI de 40 cm H2O por 40 segundos, seguido de PEEP definido em Pflex + 2 cm H2O, descrito abaixo) com a estratégia de recrutamento máximo, realizada em sequência. O recrutamento máximo foi definido como PaO2 mais PaCO2 superior a 400 mm Hg, indicativo de shunt intrapulmonar mínimo. A estratégia incluiu ventilação controlada por pressão de 15 cm H2O, com PEEP aumentada em incrementos de 5 cm H2O a cada 5 minutos (máximo PEEP 45 cm H2O) até o recrutamento máximo ser alcançado. O recrutamento máximo foi alcançado em 24/26 pacientes, dois terços dos quais foram alcançados por uma PEEP de 30 cm H2O. Utilizando uma titulação de PEEP para manter o recrutamento pulmonar (ver abaixo), a PaO2 permaneceu acima de 400 (pulmões totalmente recrutados) em todos os pacientes em 6 horas. O procedimento foi tolerado hemodinamicamente em todos os pacientes e a incidência de barotrauma em longo prazo nos pacientes do estudo (7,7%) foi menor do que a incidência reconhecida nos estudos ARDSNet (10-11%)8.
   2. Crotti et al5 estudaram cinco adultos com LPA/SDRA com diferentes níveis de pressão plauteau (10, 15, 20, 30, 35, 40, 45 cm H2O) e PEEP (5, 10, 15, 20 cm H2O). Imagens de TC torácica ao final da inspiração e expiração foram obtidas com cada combinação de pressão de platô e PEEP. A porcentagem de pulmão recrutado (conforme determinado radiograficamente) aumentou de forma quase linear com o aumento das pressões de platô (Figura 1). A frequência máxima de abertura ocorreu a 20 cm H2O, sugerindo que pressões de platô superiores a 20 cm H2O seriam mais benéficas no recrutamento pulmonar. Nenhuma medida de troca gasosa ou eventos adversos foram estudados.
   3. Foti et al15 compararam as alterações na oxigenação e nos volumes pulmonares expiratórios finais com níveis crescentes de PEEP com ventilação controlada por volume sobreposto versus uma manobra de insuflação sustentada em 15 adultos com SDRA. Embora o recrutamento fosse variável (devido ao uso de VCV, portanto, pressões de platô variáveis), ele descobriu que o aumento máximo na oxigenação ocorreu em altos níveis sustentados de PEEP (média de 16 cm H2O por 30 minutos) quando comparado com manobras de recrutamento de 30 segundos e baixo PEEP (média de 9 cm H2O). O protocolo PEEP/platô não se associou a nenhuma alteração hemodinâmica, assim como a manobra de insuflação sustentada.
   4. Villagra, et al, estudaram uma manobra de recrutamento utilizando 2 minutos de ventilação usando ventilação controlada por pressão (PCV) em 18 adultos com SDRA inicial. Para o RM, a PEEP foi ajustada 3 cm H2O acima do ponto de inflexão superior da curva PV e as pressões de pico ajustadas para 50. É importante ressaltar que as pressões de pico de RM não diferiram significativamente da ventilação basal (43,6±7,6 pré-RM, 47±4,5 durante RM e 42,8±7,1 cm H2O pós-RM), embora a PEEP tenha (14±1,3 pré-RM vs 30±4,9 cm H2O). Os investigadores não encontraram diferença significativa na PaO2 após a manobra de recrutamento (127±63 pré-RM, 162±108 durante e 149±85 cm H2O pós-RM). Este achado implica em vários achados importantes em relação ao recrutamento pulmonar. Primeiro, a pressão de pico representa um determinante significativo no recrutamento pulmonar. Em contraste, Borges et al foram capazes de recrutar totalmente todos os 18 pacientes com SDRA usando pressões de condução diferentes significativamente de pré-RM na fase de recrutamento máximo (50-60 cm H2O durante o recrutamento versus 30 cm H2O na linha de base). Além disso, a manobra de recrutamento utilizada aqui foi de apenas 2 minutos, contra a titulação incremental utilizada por Borges, que durou 4 minutos em cada fase. Embora não estudado sistematicamente, a falta de melhora significativa na PaO2 pós-RM encontrada neste estudo sugere que o recrutamento utilizando PCV pode ser uma função do tempo e das pressões de pico utilizadas no RM.
   5. Medoff,3 et al apresentaram um único paciente com hipoxemia refratária. O tratamento incluiu insuflações sustentadas repetidas com PEEP definido logo acima do Pflex com base na curva PV. Uma manobra de recrutamento incluindo 20 cm H2O de PEEP e 40 cm H2O de pressão de distensão por 2 minutos foi realizada. O paciente apresentou melhora acentuada na oxigenação e recrutamento quase completo do pulmão pela tomografia computadorizada (ver Figura 2).
   6. Embora todos os estudos mencionados tenham obtido sucesso no recrutamento, Gattinoni et al11 estudaram 68 adultos com SDRA tardia (5±6 dias de ventilação no momento da inscrição) que não conseguiram recrutar com sucesso. As manobras de recrutamento incluíram ventilação controlada por pressão com pico de pressão de 45 cm H2O, PEEP de 5 cm H2O e frequência respiratória de 10. Os níveis de PEEP foram posteriormente aplicados em ordem aleatória, entre 5 e 15 cm H2O. Ele descobriu que os pacientes do estudo tinham apenas 13±11% de pulmões recrutáveis ​​por tomografia computadorizada. Entre todos os pacientes, ele descobriu que 24% do tecido pulmonar não era recrutável, mesmo com pressões nas vias aéreas de 45 cm H2O. Nenhum marcador de troca gasosa foi medido.

É importante observar três aspectos deste estudo que provavelmente são responsáveis ​​pelo percentual excessivamente alto de pulmão não recrutável, em contraste com a estratégia de recrutamento altamente bem-sucedida delineada por Borges et al. Primeiro, Borges estudou pacientes no início do curso da SDRA (mediana, 2 dias), enquanto Gattinoni estudou a SDRA tardia. Em segundo lugar, Borges utilizou pressões de pico de até 60 cm H2O, enquanto Gattinoni utilizou pressões de até 45 cm H2O. Por fim, Gattinoni não praticou titulação da PEEP, mas baixou a PEEP para 5 cm H2O após manobras de recrutamento. Assim, o estudo de Gattinoni destaca a importância de altas pressões de pico no recrutamento pulmonar, do recrutamento precoce na SDRA e de uma titulação decremental da PEEP para manter o recrutamento pulmonar.

C. Estratégias de manutenção do recrutamento A aplicação de pressão expiratória final positiva é conhecida por evitar estresses repetitivos de desrecrutamento-recrutamento no tecido pulmonar. Em um modelo animal de lesão pulmonar aguda, Farias mostrou evidências histológicas e bioquímicas de que o atelectotrauma é evitado quando a PEEP é aplicada após o recrutamento pulmonar7. As duas principais estratégias para evitar o desrecrutamento após uma manobra de recrutamento incluem a abordagem de pulmão aberto e a titulação de PEEP decremental.

1. Abordagem de pulmão aberto Na abordagem de pulmão aberto, a PEEP é definida logo acima do ponto de inflexão inferior (também conhecido como Pflex) da curva pressão-volume do paciente. Isso teoricamente evita que a PEEP diminua abaixo da zona de subdistensão.

   1. Em uma segunda parte do estudo mencionado acima, Richard et al4 também estudaram o efeito do aumento da PEEP em relação à LIP medida (LIP + 4 cm H2O, sem SI) em comparação com a PEEP definida no ponto de inflexão inferior após a SI. Em 10 adultos ventilados com ventilação de baixo volume corrente, os volumes pulmonares medidos foram 175±108 em PEEPLIP versus 332±91 ml em PEEPLIP+4. Esse aumento foi ainda mais notável em pacientes ventilados com altos volumes correntes (10 mL/kg), demonstrando o papel das pressões de platô (além da PEEP) no recrutamento alveolar (ver Figura 3).
   2. Amato et al16 estudaram os efeitos de uma 'estratégia de ventilação protetora' em 53 pacientes com SDRA. O grupo de ventilação protetora recebeu manobras de recrutamento por meio de insuflação sustentada (35-40 cm H2O por 40 segundos) seguida de PEEP ajustada para LIP + 2 cm H2O. O grupo controle recebeu uma PEEP titulada até a saturação, sem manobras de recrutamento. O grupo de ventilação protetora teve uma diminuição dramática na mortalidade por todas as causas em 28 dias (38% vs 71%, p<0,001). No entanto, o grupo de controle também recebeu ventilação com alto volume corrente (12 mL/kg), posteriormente comprovado como um determinante significativo na mortalidade por SDRA.8 Portanto, é difícil concluir a contribuição da RM e da abordagem de pulmão aberto para a melhora da mortalidade neste estudo, se houver.

2. Titulação de PEEP Decremental Em uma titulação de PEEP decremental, após uma manobra de recrutamento, a PEEP é ajustada em um nível alto, frequentemente entre 20 e 26 cm H2O. A PEEP diminui gradualmente e os marcadores de insuflação pulmonar (p. troca gasosa ou volume pulmonar medido) são seguidos. Quando ocorre evidência de atelectasia, a PEEP é mantida nesse nível ou um pouco acima desse nível, muitas vezes chamado de 'PEEP ideal'.

   1. Borges, Amato e cols.6 descrevem uma titulação da PEEP seguindo um protocolo de recrutamento máximo e a comparam com a abordagem de pulmão aberto (PEEP ajustada para Pflex + 2 cm H2O). Seguindo uma estratégia de recrutamento máximo (descrita acima), a PEEP foi fixada em 25 cm H2O e diminuída em 2 cm H2O a cada 4 minutos até PaO2 + PaCO2 < 380 mm Hg, então aumentada em 2 cm H2O (PEEP ideal, média de 20±5 cm H2O). Usando essa estratégia, a PaO2 foi mantida em níveis acima de 400 mm Hg em 30 minutos de acompanhamento em todos os 24 pacientes (ver Figura 4, topo) e acima de 450 nos 16 pacientes acompanhados por 6 horas. Isso se correlacionou com uma massa percentual de tecido colapsado conforme medido pela tomografia computadorizada de <5% no final da titulação de PEEP e em 30 minutos de acompanhamento (consulte a Figura 4, parte inferior).
   2. Toth et al17 descreveram uma titulação decremental da PEEP após uma manobra de recrutamento SI. Após SI a 40 cm H2O por 40 segundos, a PEEP foi ajustada para 26 cm H2O, depois diminuída em 2 cm H2O a cada 4 minutos até que a PaO2 diminuísse >10% de seu valor de pico. A PEEP 2 cm H2O acima disso foi definida como PEEP ótima. Verificou-se que a PEEP ideal era realmente menor do que a PEEP basal dos pacientes (antes do início do protocolo, 17±3 vs 15±4 cm H2O). A PaO2 após a manobra de recrutamento (203±108 na linha de base PEEP vs 328±132 cm H2O) manteve-se no período de acompanhamento de 30 minutos (266±121 cm H2O, p<0,05 em comparação com a linha de base).

D. Estimativa de volumes pulmonares Atualmente, a capacidade de determinar se um paciente está em, abaixo ou acima de sua capacidade residual funcional ideal é deduzida de medições substitutas, incluindo aparência pulmonar da radiografia de tórax, tendências de sinais vitais (particularmente oxigenação) e pressão- curvas de volume (P-V) geradas por ventiladores modernos. Neste estudo, utilizaremos um método estabelecido de determinação do volume pulmonar (MBNW) para estudar os volumes pulmonares.

1. Curvas de pressão-volume A curva de pressão-volume representa a relação contínua entre mudanças na pressão e mudanças no volume do pulmão. A inclinação da linha representa a complacência do pulmão. Na Figura 5, observe as três linhas que compõem o ramo inspiratório (curva inferior). A linha mais à esquerda representa o pulmão atelectásico não complacente. O ponto em que a inclinação muda é conhecido como ponto de infecção inferior, também conhecido como Pflex. Na abordagem de pulmão aberto (discutida posteriormente), a PEEP é ajustada para uma pressão logo acima do ponto de inflexão inferior. Fisiologicamente, existe a hipótese de que este é o ponto em que todos os segmentos atelectásicos do pulmão são recrutados, e que impedir que as pressões do ventilador caiam abaixo deste ponto em qualquer ponto (definindo a PEEP acima deste nível) minimiza a atelectasia. O ponto que distingue a segunda mudança na inclinação da linha (tornando-se plana novamente) é conhecido como ponto de inflexão superior (UIP). As pressões acima desse ponto representam alvéolos distendidos e não complacentes e, portanto, esse ponto representa a pressão na qual a complacência do pulmão diminui drasticamente. Neste protocolo, a curva PV será medida para cada paciente e a PIU será utilizada como pressão máxima em qualquer ponto do protocolo. Desta forma, recrutaremos áreas complacentes do pulmão sem os riscos de hiperdistensão.

2. Técnica de Lavagem de Respiração Múltipla com Nitrogênio (MBNW)

   O MBNW tem sido utilizado em vários estudos clínicos e é considerado padrão-ouro na medida dos volumes pulmonares18-21. Atualmente, a forma mais precisa de medir o volume do pulmão é através da diluição de uma quantidade conhecida de um gás com baixa solubilidade ao reinalar em sistema fechado. As mudanças de concentração com respirações sequenciais permitem um cálculo do volume de distribuição do gás. Um gás que tem sido utilizado para esse fim é o nitrogênio22, atraente por sua presença ubíqua no ambiente. A medição das concentrações de gás nitrogênio, no entanto, está disponível apenas usando cromatografia gasosa ou espectrometria de massa, nenhuma das quais é clinicamente prática. Recentemente, foi validada uma técnica pela qual a pressão parcial do nitrogênio é calculada como o residual das pressões parciais dos gases oxigênio, gás carbônico e gás nitrogênio, que juntos constituem os três únicos gases importantes em um circuito ventilatório. Os dois primeiros gases são facilmente medidos em um circuito de ventilador em tempo real, mas obviamente variam muito com o estado metabólico do paciente. Stenqvist desenvolveu a técnica de NMBW para calcular a CRF usando as mudanças no O2 e CO2 exalados, manipulando a concentração de oxigênio inspirado para alterar a fração de nitrogênio inspirado23. O FRC é calculado da seguinte forma:

   FiN2 = 1-FiO2 (definido pelo ventilador) FeO2 = 1-FeO2 (medido)-FeCO2 (medido)

   Os volumes correntes alveolares inspirados e expirados são calculados usando o consumo de O2 (VO2) e a produção de CO2 (VCO2) calculados por calorimetria indireta24:

   Os volumes de gás nitrogênio inspirado e expirado associados a uma única respiração são calculados a partir do conteúdo expirado de nitrogênio expirado (EtN2, inferido a partir do conteúdo expirado medido de CO2 e oxigênio), fração inspirada de nitrogênio (FiN2) e volume corrente alveolar inspiratório e expiratório como segue:

   Antes de fazer a alteração incremental de 10% em FiN2 por meio da manipulação de FiO2, os valores de linha de base para VO2, VCO2 e ETN2 são feitos. VO2 e VCO2 são considerados constantes durante toda a medição. O FiN2 é então manipulado e o FRC estimado da seguinte forma:

   A medição da CRF usando esta metodologia em um modelo pulmonar de consumo de oxigênio conhecido e volumes pulmonares23 revelou excelente precisão (média da CRF 103 5%) mesmo ao utilizar alterações incrementais na FiO2 de 0,9 a 1,0. A precisão em pacientes adultos com insuficiência respiratória revelou excelente precisão entre as medidas.

3. Tomografia por impedância elétrica (EIT) A tomografia por impedância elétrica capitaliza as mudanças na impedância em espaços preenchidos por ar versus espaços preenchidos por tecido para caracterizar e quantificar a distribuição regional do volume pulmonar à beira do leito. Um trabalho significativo foi feito na última década para validar a tecnologia em animais25 e em humanos26, 27. A tecnologia utiliza uma série de 16 eletrodos colocados no peito do paciente (Figura 6). Como pequenas correntes são passadas entre os eletrodos, a impedância é medida entre as séries. Por meio de uma complexa interrogação e manipulação desses valores de impedância, uma imagem bidimensional é formada (Figura 7) e tem se mostrado correlacionada com alterações clínicas e radiográficas em pacientes27. Em dez adultos ventilados mecanicamente com SDRA, o volume pulmonar expiratório final determinado pela eliminação de nitrogênio correlacionou-se bem com a impedância pulmonar expiratória final com um r2 de 0,95,26 A capacidade de estimar o volume pulmonar de forma não invasiva e em tempo real pode melhorar significativamente os resultados em pacientes com lesão pulmonar. Especificamente, a capacidade de determinar a capacidade residual funcional ideal de um paciente e ventilá-lo para atingir esse objetivo pode melhorar o fornecimento de oxigênio, maximizando a complacência pulmonar e minimizando a resistência vascular pulmonar. Este estudo procura utilizar níveis variados de PEEP para alterar o volume expiratório final, usando EIT e outras medidas substitutas para confirmar a eficácia, medindo a oxigenação e a fração de shunt como pontos finais clínicos. Caso este estudo demonstre a capacidade de recrutar pulmão de forma eficaz e minimizar as frações de shunt usando uma estratégia de PEEP agressiva, serão necessários mais estudos de benefício clínico disso.
4. Condensado da respiração exalada (como medida da saúde pulmonar) Há um crescente corpo de evidências sobre alterações no pH do fluido de revestimento das vias aéreas (ALF) em doenças respiratórias agudas e crônicas que são caracterizadas, pelo menos em parte, por inflamação. Foi demonstrado que o pH da ALF é baixo (ácido) em múltiplas doenças inflamatórias pulmonares, incluindo asma28, fibrose cística29, pneumonia e ARDS30-32, e que esse pH pode ser detectado de forma contínua, segura e não invasiva no condensado do ar exalado (EBC)33. O pH do EBC pode ser uma ferramenta de triagem segura e não invasiva para a progressão da SDRA e do recrutamento pulmonar. Demonstrou-se anedoticamente que ele prediz insuficiência respiratória e infecção respiratória iminente (dados não publicados). Como visto na Figura 4 (esquerda), o pH do EBC é um marcador que exibe rápida rotatividade e, portanto, pode ser valioso para o monitoramento em tempo real da patologia pulmonar.

O sistema contínuo de coleta e análise de pH do condensado da respiração exalada (monitor ALFA, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas) consiste em um condensador conectado ao ramo expiratório do ventilador. O condensado da respiração exalada é coletado continuamente da porta expiratória, condensado em uma câmara de resfriamento, CO2 removido e coletado em uma câmara inferior onde o pH é lido continuamente. Isso produz uma medida responsiva contínua de pacientes ventilados, que (1) coleta amostras de uma porta de exaustão na parte externa do circuito do ventilador e (2) não adiciona nenhuma resistência mensurável ao circuito do ventilador. A medição do EBC em pacientes com lesão pulmonar pode servir como um marcador precoce de desrecrutamento.

II. Objetivos do estudo Objetivo específico 1: Demonstrar a eficácia de uma estratégia de recrutamento máximo para aumentar os volumes pulmonares e melhorar a oxigenação em crianças com lesão pulmonar aguda, utilizando lavagem múltipla com nitrogênio respiratório (MBNW) e tomografia por impedância elétrica (EIT) como medidas de volume pulmonar . (Hipótese: os volumes pulmonares e a oxigenação aumentarão após o protocolo de recrutamento máximo em comparação com aqueles durante a 'ventilação de linha de base' ou a 'abordagem de pulmão aberto.') Objetivo Específico 2: Comparar os volumes pulmonares medidos por MBNW e EIT em vários volumes pulmonares expiratórios finais. (Hipótese: os volumes pulmonares medidos por MBNW serão correlacionados com os obtidos por EIT.)