Treinamento muscular inspiratório em pacientes de difícil desmame

1. Introdução.

O desmame abrange todo o processo de liberação do paciente do suporte de ventilação mecânica (VM) e do tubo endotraqueal ou traqueostomia. Para a maioria dos pacientes ventilados mecanicamente, a respiração espontânea (desmame) pode ser realizada com sucesso de forma rápida e fácil, no entanto, este não é o caso para 15-30% dos pacientes ventilados. Os fatores mais comuns que levam ao insucesso do desmame são i) fadiga muscular respiratória ii) hipercapnia iii) dispneia e iv) ansiedade. Nesse sentido, foi proposto um mecanismo que pode contribuir para o insucesso do desmame, nomeadamente a teoria do ''efeito roubo''. Mais especificamente, a teoria do “efeito de roubo” levanta a hipótese de que durante o processo de desmame a demanda de energia dos músculos respiratórios pode aumentar a tal ponto que os músculos respiratórios podem privar de oxigênio e sangue de outros tecidos, como o cérebro. De fato, pelo menos para o cérebro, a diminuição da oferta de sangue e oxigênio poderia, teoricamente, predispor esse órgão à disfunção. A restrição no fornecimento de oxigênio ao cérebro pode ter um impacto adverso na função dos músculos respiratórios per se, prejudicando a saída do centro respiratório e a competência neuromuscular da bomba ventilatória, tornando a bomba ventilatória incapaz de inflar os pulmões, exagerando assim a respiração. fadiga muscular e levando à falha no desmame. O treinamento muscular inspiratório (ΙΜΤ) é um tratamento não farmacológico e econômico que demonstrou melhorar a capacidade funcional dos músculos inspiratórios em pacientes com fraqueza muscular respiratória, embora tenha sido recentemente proposto como um possível componente adicional das estratégias de desmame. A implementação de um programa de IMT pode diminuir as demandas de energia dos músculos inspiratórios, por um lado, melhorando a eficiência respiratória dos músculos inspiratórios e, por outro lado, otimizando a utilização de oxigênio pelos músculos respiratórios. O aumento da força muscular e da função contrátil, bem como da capacidade oxidativa em resposta ao IMT, documentado em pacientes com doenças pulmonares crônicas em resposta ao IMT, pode aumentar a utilização de oxigênio pelos músculos inspiratórios, diminuindo assim a demanda de fluxo sanguíneo e oxigênio a favor do córtex cerebral.

Os objetivos do projeto são:

1. Investigar se os músculos inspiratórios roubam sangue e oxigênio do córtex cerebral (''efeito roubo'').
2. Investigar o efeito da teoria do “efeito roubo” nos resultados do desmame.
3. Avaliar os efeitos do IMT usando um dispositivo TFRL desenvolvido recentemente nos resultados do desmame e no ''efeito de roubo'' em pacientes difíceis de desmamar na UTI em comparação com um grupo simulado de treinamento de resistência de baixa intensidade.

2. Metodologias primárias

Pacientes com desmame difícil serão incluídos de acordo com os critérios de inclusão. Além disso, um grupo de "desmame simples" definido como pacientes que obtiveram sucesso na primeira tentativa de desmame será usado como grupo de controle para abordar o 1º e 2º objetivo do estudo. Pacientes de desmame simples, difíceis de desmamar e pacientes de desmame prolongado serão classificados de acordo com os critérios propostos no recente estudo WIND. Especificamente, os pacientes serão classificados no grupo 1 (ou seja, desmame simples - desmame alcançado com sucesso na primeira tentativa de desmame, resultando em extubação bem-sucedida em 1 dia. Os pacientes serão incluídos se classificados no grupo 2 (ou seja, difícil desmame - desmame alcançado com sucesso após mais de 1 dia, mas em menos de 1 semana após a primeira tentativa de separação (separação ou morte bem-sucedida) ou grupo 3 (ou seja, desmame prolongado - desmame ainda não finalizado 7 dias após a primeira tentativa de separação por sucesso ou óbito). Após ser informado sobre o estudo, o consentimento informado por escrito será obtido de todos os pacientes, se acordados e adequados, ou de um membro da família, se inconsciente. Para atender ao terceiro objetivo do estudo, os pacientes serão randomizados em um dos dois grupos: grupo IMT ou grupo de treinamento de resistência (SHAM). A randomização em bloco será realizada estratificando-se em dois fatores: pontuação no APACHE II e presença de DPOC. Os envelopes serão preparados e lacrados (80 para o grupo de tratamento e 80 para o grupo de treinamento de resistência). Pilhas de envelopes serão separadas em APACHE<18, APACHE>18, não DPOC ou DPOC e suas combinações (20 para cada condição) considerando 10 envelopes IMT e 10 envelopes de treinamento de endurance para cada pilha.

2.1. Fluxo sanguíneo regional, fornecimento de oxigênio e medições de disponibilidade de oxigênio por BFI derivado de NIRS-ICG.

O índice de fluxo sanguíneo do córtex inspiratório e cerebral (BFI) será medido simultaneamente por espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) em combinação com injeções do corante indocianina verde (ICG). O ICG que é amplamente utilizado como marcador hemodinâmico provoca um pico de absorção em 805 nm e, após a infusão intravenosa, é restrito ao compartimento intravascular por > 95% de ligação às proteínas plasmáticas. O BFI derivado de NIRS-ICG como medida relativa da perfusão local nos músculos respiratórios e periféricos e córtex cerebral será calculado dividindo-se a concentração de pico de ICG muscular (avaliada pela curva NIRS-ICG) pelo tempo de subida de 10 a 90% do pico. Para medir as concentrações de ICG nos músculos inspiratórios e no córtex cerebral, quatro conjuntos de optodos NIRS serão posicionados transcutaneamente da seguinte forma: para o cérebro sobre a área do córtex pré-frontal (a uma distância adequada para evitar interferência com o seio da linha média), nos músculos escalenos e no o reto abdominal superior. Uma sonda adicional (4ª) será colocada em um grupo muscular não ativo (isto é, eminência tenar) que será usado como ponto de medição de controle. O fornecimento de oxigênio ao músculo esquelético e ao tecido cerebral será calculado pela multiplicação do BFI pelo conteúdo de oxigênio arterial; este último será calculado por amostras de gases de sangue arterial e venoso. A saturação de oxigênio do músculo inspiratório e da barra e do córtex cerebral (Stio2,%) - um índice não invasivo da disponibilidade local de oxigênio no tecido que reflete o equilíbrio entre o suprimento e a utilização de oxigênio - será registrada continuamente pelo NIRS.

2.2 Estado hemodinâmico

O débito cardíaco será avaliado continuamente por análises de contorno de pulso usando um sensor (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE) conectado a um cateter arterial existente32 (ver suplemento online). O cálculo do débito cardíaco é realizado batimento a batimento simplesmente multiplicando o volume sistólico calculado pela análise da forma de onda da pressão arterial pela frequência cardíaca registrada. O método de análise de contorno de pulso foi validado em comparação com cálculos de débito cardíaco usando métodos padrão-ouro. Os resultados mostram que esse método pode fornecer uma avaliação da tendência do débito cardíaco clinicamente aceitável em pacientes de UTI hemodinamicamente estáveis. O débito cardíaco e os dados de frequência cardíaca serão calculados em média durante 60 segundos durante cada determinação de BFI.

2.3. Programa de treinamento muscular inspiratório

Ambos os grupos (ou seja, grupo IMT ou grupo de treinamento de resistência (SHAM)) participarão de intervenções de treinamento de cuidados habituais destinadas a melhorar a resistência muscular respiratória, como testes de respiração espontânea (TRE) realizados com ventilação de suporte de pressão (PSV), pressão positiva contínua nas vias aéreas ( CPAP), tubo T e mobilização precoce. Após inclusão e randomização, os pacientes de ambos os grupos iniciarão o treinamento com o aparelho TFRL (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, Reino Unido). Antes e depois de cada sessão, a frequência respiratória, frequência cardíaca, saturação de oxigênio e hemoglobina e pressão arterial serão registradas. As sessões consistirão em 4 séries de no mínimo 6 e no máximo 10 respirações por série com períodos de descanso de pelo menos 2 minutos onde o paciente será colocado na posição sentada (45 graus), aspirado se necessário, e o manguito será inflado para evitar vazamento de ar. Os pacientes serão instruídos a realizar inspiração e expiração completas a cada respiração e realizar uma inspiração rápida e forte. As instruções e incentivos durante as sessões são padronizados. Uma tela de feedback no computador estará disponível para os pacientes do grupo IMT para mostrar o desempenho dos pacientes durante o treinamento (BreatheLink Software, HaB International Ltd, Reino Unido). A sessão de treinamento será interrompida se o paciente relatar sintomas de dispneia, ansiedade ou tosse, desconforto ou quando a dessaturação transcutânea de oxigênio cair abaixo de 85%. A carga de treinamento no grupo de treinamento de força será ajustada para manter a maior intensidade tolerável ao longo do estudo até o desmame da VM. Os pacientes do grupo de treinamento resistido realizarão o mesmo regime de treinamento sem ajustes da resistência do treinamento (<10%PIM). Após as sessões, os escores da escala de Borg sobre esforço respiratório percebido e dispnéia serão registrados. Fisioterapeutas experientes realizarão as sessões em todos os grupos. O treinamento terá duração de 28 dias ou até que o paciente seja desmamado da VM com sucesso. Pacientes ainda em VM após 28 dias de TMI serão considerados falha no desmame. A PImáx e a CV serão medidas semanalmente para acompanhar a evolução da função pulmonar e resistência adequada do treinamento.

3. Plano de análise estatística

3.1. Plano de análise estatística para o 1º e 2º objetivo do estudo

Para o cálculo do tamanho da amostra deste estudo, usamos a mudança no BFI do córtex cerebral da VM para o TRE entre os pacientes com sucesso e falha do TRE. Um tamanho de efeito esperado [Cohens d] de 0,467 foi calculado a partir da diferença média do BFI do córtex cerebral (ou seja, 6,70 nM/s) e o desvio padrão agrupado correspondente (ou seja, 14,0 nM/s), de um estudo anterior que investigou diferenças no BFI do córtex cerebral em pacientes criticamente enfermos. Consequentemente, usando esse tamanho de efeito, o tamanho crítico da amostra é calculado em 20 pacientes com falha no SBT com base no uso de uma ANOVA como método de análise estatística. Antecipando que aproximadamente apenas 1 em cada 5 pacientes (taxa de 20%)1 deve falhar no TRE, um número estimado de (ou seja, 20*5=100) pacientes no total é considerado incluído para identificar os 20 desmames pacientes com falha. As variáveis ​​contínuas serão apresentadas como valores médios com desvios padrão se normalmente distribuídas ou como uma mediana com intervalo interquartil se não. Valores categóricos serão apresentados como números e proporções. Para comparações entre o grupo de sucesso ou insucesso do TRE, as variáveis ​​contínuas serão comparadas por meio do teste t de Student ou do teste U de Mann Whitney com base na distribuição das variáveis. Os valores categóricos serão comparados usando o teste qui-quadrado ou exato de Fisher, conforme apropriado. A análise de variância de duas vias (ANOVA) será aplicada para examinar a interação entre respiração, hemodinâmica, gases sanguíneos e circulação periférica e respostas de oxigenação e diferentes pontos de tempo (ou seja, T1-T4, consulte a Tabela 1) entre o sucesso e a falha do SBT grupo. ANOVA de uma via com medidas repetidas será usada para a comparação das diferentes medidas de tempo (ou seja, T1-T4, consulte a Tabela 1) para cada grupo. A associação independente entre alterações no BFI do córtex cerebral de VM para diferentes medições de tempo durante o SBT e resultados do SBT (falha, sucesso) será explorada por análise de regressão logística. Exploração adicional de associações independentes entre os resultados do SBT (falha, sucesso) e todas as variáveis ​​respiratórias, hemodinâmicas, gasométricas e de circulação periférica e oxigenação também serão exploradas por análise de regressão logística. Finalmente, a análise de regressão logística múltipla, incluindo todos os preditores independentes significativos (após a verificação de colinearidade), será realizada para identificar os determinantes dos resultados do SBT. Os dados serão analisados ​​usando o software SPSS (Chicago, IL, EUA). A significância estatística será definida como p<0,05. Além disso, análises análogas serão realizadas para os resultados do desmame (falha, sucesso).

3.2. Plano de análise estatística para o 3º objetivo do estudo

O cálculo do tamanho da amostra para a eficácia do IMT (grupo IMT versus grupo de treinamento de resistência) no resultado do desmame é baseado em uma revisão da literatura anterior que avaliou os efeitos do IMT em pacientes de difícil desmame. De acordo com as proporções de sucesso do desmame observadas nesta meta-análise, 78% no grupo IMT e 50% no grupo controle, e assumindo [a]- e [β]-riscos de 5% e 20%, uma amostra de 45 pacientes devem ser incluídos no grupo IMT e 45 no grupo de treinamento de resistência. Para análise dos dados, em relação ao primeiro objetivo deste estudo - comparação entre grupo IMT x grupo de treinamento de resistência - o teste qui-quadrado será usado para comparar o sucesso do desmame entre os grupos e o teste t de amostra independente (ou teste não paramétrico correspondente) será usado para comparar a duração do desmame entre os grupos. Outras variáveis ​​contínuas também serão avaliadas pelos mesmos testes. As comparações das características do padrão respiratório intra-paciente serão avaliadas por testes t para medidas pareadas ou o teste de postos sinalizados de Wilcoxon será realizado de acordo com a normalidade da distribuição da amostra. A significância estatística será estabelecida em p<0,05.