Acoplamento Cardioventilatório em Pacientes Críticos

As oscilações da pressão intratorácica devido à ventilação com pressão positiva induzem modificações cíclicas da atividade dos receptores vasculares pulmonares e dos mecanoceptores cardíacos. Esses efeitos alteram a modulação do sistema nervoso autônomo com modificação da atividade simpática e vagal.

A interação cardioventilatória recentemente tem sido estudada através da variabilidade da frequência cardíaca em pacientes criticamente enfermos sob ventilação mecânica. A análise da densidade do espectro de potência fornece informações sobre a potência (a variação do intervalo batimento a batimento) distribuída como função das frequências. Indivíduos saudáveis ​​com respiração espontânea apresentam um aumento inspiratório cíclico e uma diminuição expiratória da frequência cardíaca e um "acoplamento de fase" entre os batimentos cardíacos e a respiração (fazendo com que os batimentos cardíacos ocorram em fases constantes do ciclo respiratório), comumente conhecido como acoplamento cardioventilatório. Esses fenômenos se originam de uma interação complexa de vários mecanismos, incluindo impulso central, feedback de barorreceptores arteriais, feedback de receptores de estiramento torácicos e pulmonares e mecanismos não neurais intrínsecos ao coração, que não são totalmente compreendidos. Embora a importância fisiológica da arritmia sinusal respiratória e do acoplamento cardioventilatório não tenha sido elucidada, vários autores sugeriram que eles poderiam melhorar o ajuste ventilação/perfusão por meio de uma redistribuição dos batimentos cardíacos (e consequentemente da perfusão) dentro do ciclo respiratório, com efeitos benéficos nas trocas gasosas . Além disso, a diminuição da amplitude da arritmia sinusal respiratória tem sido usada como um indicador de controle autonômico prejudicado e de mau resultado clínico, também durante a ventilação mecânica. abolido. Teoricamente, os modos de ventilação mecânica que auxiliam a bomba respiratória após o disparo pelo paciente, como a ventilação com pressão de suporte (PSV), podem manter níveis mais altos de arritmia sinusal respiratória por meio da modulação vagal fásica de origem central em comparação com a ventilação mecânica controlada. Além disso, a ventilação mecânica com volumes correntes variáveis ​​respiração a respiração, a chamada "ventilação variável", poderia preservar melhor a arritmia sinusal respiratória e o acoplamento cardioventilatório, e isso pode desempenhar um papel na melhora da oxigenação arterial encontrada em diferentes modelos de insuficiência cardíaca aguda lesão pulmonar, embora com resultados variáveis, quando comparada a ventilação mecânica variável e convencional. Em animais experimentais anestesiados, o acoplamento cardioventilatório foi mais preservado durante a ventilação assistida por pressão do que a ventilação controlada por pressão. Ainda não se sabe se esses achados podem estar presentes em humanos. Além disso, foi demonstrado que algumas novas metodologias de ventilação assistida, como a assistência ventilatória ajustada neuralmente (NAVA), aumentam a variabilidade respiração a respiração e a variabilidade do volume corrente, mas seus efeitos no acoplamento cardioventilatório não são compreendidos.

O estudo tem como objetivo medir a variabilidade da frequência cardíaca, a variabilidade da frequência respiratória e o acoplamento cardioventilatório em pacientes críticos durante a ventilação mecânica tanto no modo controlado (controlado por pressão) quanto no modo assistido (ventilação por pressão de suporte e NAVA).

Os pacientes inscritos nos métodos são conectados a um monitor de UTI S/5 (GE, Helsinque, Finlândia) e são ventilados mecanicamente com um ventilador Servo-I (Maquet, Alemanha) fornecido com módulo de atividade elétrica diafragmática (EAdi, Maquet, Alemanha). Um cateter nasogástrico 16-Fr EAdi é posicionado em todos os pacientes. Uma sequência de três fases consecutivas de estudo de diferentes modos de ventilação mecânica (PCV, PSV e NAVA) é iniciada. A sequência dos modos ventilatórios é randomizada para cada paciente. Após um período de aclimatação de 10 minutos para cada fase do estudo, as ondas eletrocardiográficas, de pressão arterial e ventilatórias são coletadas por 30 minutos consecutivos em um laptop por meio do software S/5 Collect (GE, Helsinque, Finlândia) e NAVA Tracker (Maquet, Alemanha) para Janelas.

Análise da variabilidade da frequência cardíaca Análise linear Sequências de 300 batimentos cardíacos consecutivos são selecionadas dentro de cada fase experimental. A média e a variação do período cardíaco são expressas em ms e ms^2, respectivamente. A densidade espectral autorregressiva é fatorada em componentes, cada um deles caracterizado por uma frequência central. Um componente espectral é rotulado como LF se sua frequência central estiver entre 0,04 e 0,15 Hz, enquanto é classificado como HF se sua frequência central estiver entre 0,15 e 0,5 Hz. Considera-se que a potência de HF representa a modulação vagal da frequência cardíaca impulsionada pela respiração. Para descartar o efeito das mudanças nas densidades totais do espectro de potência nos componentes LF e HF, os valores espectrais também são expressos em unidades normalizadas (NU). A normalização consistia em dividir a potência de um determinado componente espectral pela potência total menos a potência abaixo de 0,04 Hz (componente espectral de frequência muito baixa [VLF]) e multiplicar a proporção por 100. A relação da potência de LF para HF (LF/HF) é considerada um indicador do equilíbrio entre modulação simpática e vagal direcionada ao coração.

Análise não linear A análise não linear foi realizada por meio da análise simbólica. A análise simbólica é realizada nas mesmas sequências de 300 batimentos cardíacos consecutivos que são usadas para a análise autorregressiva. Toda a gama do intervalo R-para-R em cada série é dividida uniformemente em 6 fatias (símbolos) e o padrão de 3 intervalos consecutivos de batimentos cardíacos foi considerado. Assim, cada sequência de 300 batimentos cardíacos tinha sua própria faixa R-para-R e 298 trincas consecutivas de símbolos. A entropia de Shannon da distribuição dos padrões é calculada para fornecer uma quantificação da complexidade da distribuição do padrão. Todos os trios de símbolos são agrupados em 3 possíveis padrões de variação: (i) sem variação (0V, todos os 3 símbolos eram iguais), (ii) 1 variação (1V, 2 símbolos consequentes eram iguais e o símbolo restante era diferente), ( iii) padrões com 2 variações (2V, todos os símbolos eram diferentes do anterior). Anteriormente, a porcentagem de padrões 0V aumentava (e 2V diminuía) em resposta a estímulos simpáticos, enquanto os padrões 2V aumentavam (e 0V diminuíam) em resposta a estímulos vagais. A porcentagem dos padrões 0V e 2V foi calculada e a relação 0V/2V foi calculada para estimar o equilíbrio entre a modulação simpática e vagal.

Análise do acoplamento cardioventilatório O método de sincronização de fase para quantificação do acoplamento entre osciladores autossustentáveis ​​fracamente acoplados (aqui coração e ventilador) será implementado. A ideia por trás é que um bom modo ventilatório deve produzir uma coordenação cardiorrespiratória indistinguível daquela observada em indivíduos saudáveis ​​durante a respiração espontânea na mesma frequência e amplitude. A técnica de sincronização de fase é complementada com análise simbólica conjunta e avaliação de entropia condicional cruzada do acoplamento cardiorrespiratório em termos de grau de repetibilidade de esquemas de coordenação entre sinal de frequência cardíaca e ventilação. Essas abordagens têm como principais vantagens serem menos sensíveis a não estacionariedades e serem capazes de capturar acoplamentos não lineares em sequências de dados mais curtas.

Tamanho da amostra dada uma variância total da variabilidade da frequência cardíaca igual a 1000 ms ^ 2, para detectar uma diferença de 300 ms ^ 2 (com um desvio padrão de 200 ms ^ 2) entre as fases do estudo com um erro alfa = 0,05, poder = 80%, tamanho do efeito = 0,4, Serão recrutados 22 pacientes.

A distribuição normal é verificada com o teste de Kolmogorov-Smirnov. São empregados o teste t de Student de duas caudas para amostra dependente ou independente, conforme necessário, ou o teste Wilcoxon-U no caso de distribuição não normal. Medidas repetidas são analisadas com análise de variância (ANOVA) de uma via seguida pelo teste post-hoc de Bonferroni.