Índice de respiração rápida e superficial como previsor de sucesso de desmame da ventilação mecânica: utilidade clínica quando mensurado a partir de dados do ventilador

RESUMO

OBJETIVO:

O uso do índice de respiração rápida e superficial (IRRS) é recomendado em UTIs como um preditor de sucesso de desmame da ventilação mecânica (VM). O objetivo deste estudo foi comparar o desempenho do IRRS quando calculado pelo método tradicional (descrito em 1991) com o do IRRS medido diretamente dos parâmetros de VM.

MÉTODOS:

Estudo observacional prospectivo com pacientes em VM por mais de 24 h e candidatos ao desmame. O IRRS foi randomicamente obtido pelo mesmo examinador pelos dois métodos (com um ventilômetro e a partir dos parâmetros da tela do ventilador). Na comparação dos valores obtidos com os dois métodos, utilizamos o teste de Mann-Whitney, o teste de correlação linear de Pearson e a disposição gráfica de Bland-Altman. O desempenho dos métodos foi comparado através das áreas sob as curvas ROC.

RESULTADOS:

Dos 109 pacientes selecionados (60 homens; média de idade de 62 ± 20 anos), o desmame foi bem-sucedido em 65, e 36 foram a óbito. Entre os dois métodos, a frequência respiratória, o volume corrente e o IRRS apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p < 0,001). Entretanto, quando os dois métodos foram comparados, a concordância e o coeficiente de variação intraobservador foram de, respectivamente, 0,94 (0,92-0,96) e 11,16%. Para o propósito do estudo, foi relevante o fato de que as áreas sob as curvas ROC dos dois métodos foram semelhantes (0,81 ± 0,04 vs. 0,82 ± 0,04; p = 0,935).

CONCLUSÕES:

O desempenho satisfatório do IRRS como um previsor do sucesso do desmame, independentemente do método utilizado, demonstra a utilidade do método com o ventilador mecânico.

Descritores:
Respiração artificial; Desmame do respirador; Espirometria

ABSTRACT

OBJECTIVE:

The use of the rapid shallow breathing index (RSBI) is recommended in ICUs, where it is used as a predictor of mechanical ventilation (MV) weaning success. The aim of this study was to compare the performance of the RSBI calculated by the traditional method (described in 1991) with that of the RSBI calculated directly from MV parameters.

METHODS:

This was a prospective observational study involving patients who had been on MV for more than 24 h and were candidates for weaning. The RSBI was obtained by the same examiner using the two different methods (employing a spirometer and the parameters from the ventilator display) at random. In comparing the values obtained with the two methods, we used the Mann-Whitney test, Pearson's linear correlation test, and Bland-Altman plots. The performance of the methods was compared by evaluation of the areas under the ROC curves.

RESULTS:

Of the 109 selected patients (60 males; mean age, 62 ± 20 years), 65 were successfully weaned, and 36 died. There were statistically significant differences between the two methods for respiratory rate, tidal volume, and RSBI (p < 0.001 for all). However, when the two methods were compared, the concordance and the intra-observer variation coefficient were 0.94 (0.92-0.96) and 11.16%, respectively. The area under the ROC curve was similar for both methods (0.81 ± 0.04 vs. 0.82 ± 0.04; p = 0.935), which is relevant in the context of this study.

CONCLUSIONS:

The satisfactory performance of the RSBI as a predictor of weaning success, regardless of the method employed, demonstrates the utility of the method using the mechanical ventilator.

Keywords:
Respiration, artificial; Ventilator weaning; Spirometry

INTRODUÇÃO

O uso de índices previsores de sucesso no desmame ventilatório pode reduzir o risco de falhas no processo e de complicações com elevado potencial de morbidade, como a reintubação.^1,2 Os índices avaliam diferentes funções da mecânica pulmonar e podem informar as causas da dependência de ventilação mecânica (VM). ^3,4 Na atualidade, o uso desses índices é recomendado somente em situações de difícil decisão e não como um instrumento isolado na tomada de decisão para se realizar o teste de respiração espontânea (TRE).^5,6

Entre os índices previsores de sucesso de desmame, o índice de respiração rápida e superficial, também referido na literatura como a razão da frequência respiratória sobre o volume corrente (f/V_T), é apontado como o de maior utilização e aceitação mundial devido a sua fácil aplicabilidade e interpretação.^1,4,7-13 Por essas razões, no último consenso internacional de desmame da VM e no consenso brasileiro de VM, ambos de 2007, assim como nas diretrizes brasileiras de VM de 2013, esse foi um dos índices recomendados como de utilidade clínica.^5,8,9

Descrito inicialmente por Yang & Tobin em 1991,³ esse índice avalia a mecânica da respiração através da frequência respiratória e do V_T. Ele foi idealizado para ser mensurado em respiração espontânea durante um período de 60 segundos, com um ventilômetro conectado à via aérea artificial antes do TRE. Valores inferiores a 105 ciclos/l preveem sucesso no processo de desmame.^3,11,14

Alguns autores se propuseram a medir esse índice com o uso direto de ventiladores mecânicos nos modos de ventilação espontânea; porém, devido ao desenho do estudo, ao baixo número de pacientes arrolados e às limitações dos testes estatísticos empregados, os resultados não foram conclusivos.^14-17

As principais limitações do emprego do índice f/V_T parecem estar relacionadas a doenças neurológicas e neuromusculares, assim como a ventilação prolongada. Nessas condições, o índice f/V_T apresenta um desempenho bem inferior ao de outros índices, como a escala de coma de Glasgow e o recente índice timed inspiratory effort (TIE, esforço inspiratório cronometrado).^{4,12,13,18,19}

A principal hipótese do presente estudo foi que o desempenho do índice f/V_T como previsor de sucesso de desmame ventilatório quando calculado pelo método alternativo com ventilador mecânico seria comparável ao do índice f/V_T obtido pelo método tradicional.

MÉTODOS

O presente estudo foi realizado a partir de um banco de dados constituído para um estudo de índices previsores de sucesso de desmame ventilatório, aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal Fluminense sob o número 259/09. Na ocasião, o consentimento informado foi obtido de cada paciente, sempre que possível, ou de seu responsável legal.

Para ser incluído, o indivíduo precisava ser maior de 18 anos de idade, estar por mais de 24 h em VM e candidato para o desmame. Os pacientes aceitos para o estudo seguiram os seguintes critérios: resolução da fase aguda da doença que levou o paciente a VM; reflexo de tosse adequado ou ausência de secreções traqueobrônquicas excessivas; estado cardiovascular estável (frequência cardíaca ≤ 120 bpm e pressão arterial sistólica de 90-160 mmHg, sem ou com o uso mínimo de vasopressores); estado metabólico estável; oxigenação adequada (SaO₂ > 90% com FiO₂ ≤ 0,4 ou razão PaO₂/FiO₂ ≥ 200 mmHg com pressão expiratória final positiva ≤ 8 cmH₂O); frequência respiratória adequada (≤ 35 ciclos/min); pressão de suporte ≤ 20 cmH₂O; ausência de acidose respiratória significativa (pH > 7,30); e atividade mental adequada (pontuação da escala de coma de Glasgow > 10) apenas para pacientes com um tubo endotraqueal.

Os critérios de exclusão foram os seguintes: estenose traqueal; pressão intracraniana > 20 mmHg; uso de sedação; insuficiência cardíaca grave ou instabilidade hemodinâmica; e sinais de infecção sistêmica/reinfecção durante o processo de desmame.

Os ventiladores mecânicos utilizados foram os seguintes: eXtend (Air Liquide, Paris, França). Servo-s (Maquet, Rastatt, Alemanha) e Puritan Bennett(tm) 840 (Covidien Nellcor, Boulder, CO, EUA). Antes da mensuração dos parâmetros em tela, os ventiladores mecânicos e seus circuitos foram devidamente calibrados para não apresentar viés de aferição.

Procedimentos

Quando os critérios para o início do desmame da VM eram alcançados, as medidas do índice f/V_T foram realizadas antes do TRE. Foram utilizados os dois métodos em todos os pacientes do estudo (tradicional com ventilômetro e o método a partir dos parâmetros da tela do ventilador); porém, a escolha de qual dos métodos iria ser o primeiro a ser executado foi randomizada por sorteio. Todos os pacientes estavam sendo ventilados em modo de pressão de suporte ventilatório (PSV) entre 12 e 20 cmH₂O, sem sedação, posicionados com a cabeceira a 45°, com suas vias aéreas aspiradas previamente e sendo pré-oxigenados por 2 min com uma FiO₂ de 1,0. ^20,21 Logo após a execução das duas medidas do f/V_T, os pacientes foram submetidos ao TRE com a peça T com uma FiO₂ de 0,4 por 30 min sem a influência dos resultados dos testes anteriores. Todos os pacientes foram monitorados continuamente com oximetria de pulso e eletrocardiograma, sob a supervisão de um fisioterapeuta respiratório.^20,21

Para a medida do índice f/V_T com o ventilômetro (Wright MK20; Ferraris Medical Ltd., Hertford, Inglaterra), acoplava-se o mesmo à via aérea artificial pelo período de 1 min. O V_T espontâneo foi calculado dividindo-se a ventilação minuto pela frequência respiratória, e o índice f/V_T foi calculado dividindo essa frequência por V_T em litros.^3,4

No método alternativo, utilizando o ventilador mecânico, a frequência respiratória e a ventilação minuto eram obtidos a partir dos parâmetros exibidos na tela do ventilador mecânico, com 5 cmH₂O no modo PSV acrescido de 5 cmH₂O de pressão positiva contínua nas vias aéreas. O índice f/V_T foi calculado após 5 min de estabilização com a ventilação anteriormente descrita, e o V_T foi calculado da mesma forma que no método descrito no primeiro teste.

A decisão de retornar à VM foi feita por um fisioterapeuta respiratório e/ou o médico responsável (ambos estavam cegos para os resultados dos índices avaliados), com base nos sinais de baixa tolerância (descritos abaixo). O desmame foi considerado bem-sucedido se a respiração espontânea fosse bem tolerada após o TRE.^{2,4,8,9,16,22,23}

A extubação da via aérea artificial foi realizada quando os pacientes passavam no TRE e apresentavam adequado nível de consciência, tosse eficaz e vias aéreas permeáveis, sendo considerada bem-sucedida quando os pacientes não eram reintubados nas 48 h seguintes. No caso dos pacientes traqueostomizados, a extubação era considerada bem-sucedida se havia tolerância à desconexão do ventilador após passar no TRE, sem necessidade de reconexão ao ventilador nas 48 h seguintes.⁵

O TRE foi interrompido se pelo menos um dos seguintes critérios de intolerância estivesse presente: SaO₂ < 90%; frequência respiratória > 35 ciclos/min; frequência cardíaca > 140 bpm ou um aumento sustentado ou uma redução de mais de 20%; pressão arterial média > 130 mmHg ou < 70 mmHg; ou a presença de agitação, sudorese excessiva, desorientação ou depressão do estado mental. Os pacientes que exibiram um desses sinais durante o TRE ou no prazo de 48 h após a interrupção da VM foram considerados como apresentando falha no desmame e/ou na extubação e retornaram para o suporte ventilatório.^{2,4,5,8,9,16,22,23}

Análise estatística

Os resultados são apresentados como médias e desvios-padrão, no caso de as variáveis apresentarem distribuição normal ou, alternativamente, como medianas e quartis internos. Os dados categóricos foram apresentados como frequências e proporções. Foi utilizado o teste não paramétrico de Mann-Whitney, e valores de p < 0,05 foram considerados significativos.

O desempenho de ambos os métodos de medida do índice f/V_T para prever o resultado do desmame foi avaliada pelos seguintes indicadores de qualidade: sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo (VPP), valor preditivo negativo (VPN), razão de verossimilhança positiva (RV+) e razão de verossimilhança negativa (RV−). O desempenho previsor de cada índice também foi avaliado através do cálculo da área sob a curva (AUC, do inglês area under the curve ) ROC. As AUC foram comparadas utilizando o método de Hanley & McNeil e os pontos de cortes foram calculados utilizando o índice de Youden.²³

Toda a análise estatística foi realizada utilizando o programa MedCalc, versão 11.4.2.0 (MedCalc Software, Mariakerke, Bélgica).

RESULTADOS

Dos 109 pacientes que participaram do estudo, 60 eram do sexo masculino, e a média de idade dos participantes foi de 62 ± 20 anos (Tabela 1). Do total da amostra, 65 pacientes (59,6%) foram desmamados com sucesso e 36 (33%) evoluíram para óbito (8 dos quais no grupo de sucesso do desmame). A taxa de reintubação foi de 10,7%.

Tabela 1
Características gerais dos pacientes estudados (N = 109).^a

Variáveis	Resultados
Sexo masculino	60 (55)
Etnia não branca	53 (49)
Pacientes intubados	62 (57)
Pacientes traqueostomizados	47 (43)
Idade, anos	62 ± 20
Ventilação mecânica, dias	14,2 ± 12,9
Escore APACHE II	17,9 ± 5,6
Condições que precipitaram a admissão na UTI
Sepse	23 (21,1)
Sepse pulmonar	22 (20,3)
Acidente vascular cerebral	21 (19,3)
DPOC	18 (16,5)
Miopatias agudas	10 (9,2)
Cirurgia abdominal	8 (7,3)
Insuficiência cardíaca	5 (4,6)
Síndrome do desconforto respiratório agudo	2 (1,8)

• APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II . ^aValores expressos em n (%) ou em média ± dp.

As medianas e os valores dos quartis internos dos parâmetros avaliados para calcular o índice f/V_T, bem como a comparação entre os métodos, são apresentados na Tabela 2. Todas as variáveis apresentaram diferenças estatisticamente significativas, com valores de p < 0,001, com exceção da ventilação minuto (p = 0,132).

Tabela 2
Mediana e quartis internos dos parâmetros utilizados no estudo.

Variáveis	Índice de respiração rápida e superficial medido por			p*
	Ventilômetro	Pressão de suporte
f	29 (26-33)	27,0 (23,7-31,3)	< 0,001
VE	9,6 (8,3-11,3)	9,6 (8,3-11,4)	0,132
VT	0,34 (0,30-0,40)	0,36 (0,31-0,42)	< 0,001
f/VT	86,3 (68,1-106,1)	75,9 (58,2-98,3)	< 0,001

• f: frequência respiratória; V_E: volume minuto; e V_T: volume corrente. *Teste de Mann-Whitney.

Os indicadores de qualidade (sensibilidade, especificidade, VPP, VPN, RV+ e RV−) e o ponto de corte dos índices avaliados para prever o resultado do desmame estão apresentados na Tabela 3.

Tabela 3
Indicadores de qualidade dos índices avaliados para prever o resultado do desmame.

Índices	PC	Sens	Esp	VPP	VPN	RV+	RV−
f/VT (ventilômetro)	88,5	0,82	0,62	78,3	70,6	3,91	0,25
f/VT (PSV)	80,1	0,80	0,65	76,9	71,2	4,40	0,24

• PC: ponto de corte para o desfecho do desmame ventilatório (extraído da curva ROC); Sens: sensibilidade; Esp: especificidade; VPP: valor preditivo positivo; VPN: valor preditivo negativo; RV+: razão de verossimilhança positiva; RV−: razão de verossimilhança negativa; f/V_T: razão da frequência respiratória sobre o volume corrente; e PSV: pressão de suporte ventilatório.

As AUC das curvas ROC dos índices avaliados para predizer o resultado do desmame não apresentaram diferenças estatisticamente significativas (0,81 ± 0,04 vs. 0,82 ± 0,04; p = 0,947) e estão apresentadas na Figura 1. A correlação linear de Pearson entre os dois métodos utilizados para o cálculo do índice f/V_T foi de 0,94 (0,92-0,96) e está apresentada na Figura 2. O coeficiente de variação intraobservador foi de 11,16%, representado na Figura 3.

Figura 1
Área sob a curva ROC dos índices avaliados demonstrando ausência de diferença estatisticamente significativa no poder previsor do sucesso do desmame dos índices f/V_T calculados pelos dois métodos (p = 0,935; teste de Hanley & McNeil para comparações pareadas). PSV: pressão de suporte ventilatório; e CPAP: continuous positive airway pressure (pressão positiva contínua nas vias aéreas).

Figura 2
Correlação linear de Pearson entre os valores do índice f/V_T medido com o ventilômetro (V) e com os parâmetros da tela do ventilador mecânico (VM). f: frequência respiratória; e V_T: volume corrente.

Figura 3
Disposição gráfica de Bland & Altman. Avaliação do coeficiente de variação intraobservador (11,16%) dos valores do índice f/V_T medido com o ventilômetro (V) e com os parâmetros da tela do ventilador mecânico (VM). f: frequência respiratória; e V_T:volume corrente.

DISCUSSÃO

O uso do índice f/V_T como previsor de sucesso de desmame ventilatório pode ser considerado um dos fenômenos mais estudados em terapia intensiva.²⁴ No geral, seu desempenho tem variado de moderado a bom (AUC de 0,72-0,89).^3,4,11,25,26 Essa variação de desempenho pode estar relacionada com a falta de homogeneidade das amostras estudadas, já que a proporção de doentes neurológicos, neuromusculares ou em ventilação prolongada não é uniforme.^4,11-13 Além disso, diferenças nos desenhos dos estudos, nos protocolos de desmame, na aferição das medidas e nos pontos de corte utilizados também contribuem a essas dificuldades ^4,6,15,26-29

Historicamente, o índice f/V_T e a pressão inspiratória máxima (PImáx) são recomendados pela American Thoracic Society/European Respiratory Society e estão entre os mais utilizados na prática clínica para indicar se o paciente está apto ao processo de desmame.^5,8 Os melhores desempenhos do índice f/V_T e da PImáx foram relatados em dois estudos diferentes, nos quais as AUC das curvas ROC para essas duas variáveis foram de 0,89³ e 0,80,²⁰ respectivamente. Novos índices despontam como promissores nesta área: o integrative weaning index , com uma AUC de 0,96, utilizando-se uma população na qual os pacientes neurológicos foram excluídos¹¹; e o TIE, com uma AUC de 0,90, para uma população mista, e uma AUC de 0,96 para pacientes neurológicos e neuromusculares.^4,13

Na presente amostra de 109 pacientes, a falha no desmame esteve presente em cerca de 40%, maior do que o citado na literatura, que é de 30%.⁸ Esse fato pode ser explicado pela elevada faixa etária (média de idade = 62 ± 20 anos), alta prevalência de pacientes em ventilação prolongada (média de 14,2 dias), alta taxa de traqueostomizados (43%) e alta pontuação no Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II .^9,17

Os indicadores de qualidade do índice f/V_T medido pelos dois métodos foram comparáveis com o desempenho citado em outros estudos.^4,11,20 Merece menção o fato de que, independentemente de como é calculado, o índice exibiu um menor poder previsor para identificar os casos positivos/negativos (que passam no teste, mas que não conseguem ser desmamados), como pode ser depreendido pelos valores relativamente baixos da especificidade, do VPN e da RV−.

Com o avanço tecnológico da monitoração e dos modos ventilatórios, facilmente se obtêm dados em tempo real que permitem julgar a condição clínica do paciente em suporte ventilatório. Essa praticidade de obtenção direta dos dados do ventilador mecânico, como é o caso do índice f/V_T, encorajou estudos que compararam os valores obtidos com os dois métodos, sendo que diferenças significativas foram encontradas. ^{14,17,22,28-30} Nenhum desses estudos, entretanto, avaliou o desempenho do f/V_T calculado pelos dois métodos como um previsor de sucesso de desmame ventilatório.

No presente estudo, diferentemente das pesquisas citadas anteriormente, objetivamos comparar os dois parâmetros no que concerne à previsão do desfecho "desmame". À semelhança dos relatos anteriores, as medianas dos parâmetros frequência respiratória, V_T e índice f/V_T obtidos pelos dois métodos apresentarem diferenças estatisticamente significativas. O que é mais relevante, entretanto, é que o índice f/V_T, quer calculado pelo método tradicional, quer pelo ventilador mecânico, mostrou um desempenho estatisticamente semelhante quando avaliado através da curva ROC (AUC de 0,81 vs. 0,82; p = 0,19). Além disso, a concordância - 0,94 (0,92-0,96) - e o coeficiente de variação intraobservador (11,16%) encontrados situam-se dentro da faixa de recomendação de exames reprodutíveis e confiáveis.

Em contraste com o artigo original,³ no qual o ponto de corte relatado foi de 105 ciclos/l, o calculado através da curva ROC para o f/V_T medido por ventilômetro no presente estudo foi de 88,5 ciclos/l. Esse valor, quando o índice f/V_T foi medido pelo método alternativo (ventilador mecânico) foi ainda mais baixo (80,1 ciclos/l). Não encontramos uma explicação definitiva para essas diferenças, mas o problema pode ter decorrido, em parte, por conta das características das amostras estudadas.

É importante comentar que o TRE, considerado o padrão ouro para avaliar o sucesso do desmame e extubação, apresenta aproximadamente 85% de acurácia ^2,23,25,31 Assim, a utilização de índices, como a relação f/V_T, a PImáx, o integrative weaning index , e o recente índice TIE, podem tornar o desfecho do desmame mais seguro, especialmente em pacientes com sabida dificuldade no desmame.^4,11,13,24

Como limitação do presente estudo, não foram avaliados a reprodutibilidade interobservador e a medida do índice f/V_T após o TRE. Entretanto, o objetivo central do estudo foi comparar principalmente as AUC das curvas ROC no que concerne ao seu poder previsor de sucesso de desmame, razão pela qual acreditamos que essa limitação tenha tido pouca influência sobre o resultado final.

Em conclusão, o índice f/V_T medido com o ventilador mecânico pode ser facilmente incorporado à prática clínica sem comprometer a precisão do resultado. Nosso estudo sugere, entretanto, que o ponto de corte quando essa prática é adotada deve ser mais baixo da ordem de 80 ciclos/l.

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• Apoio financeiro: Nenhum.
• 4
  Trabalho realizado na Universidade Federal Fluminense em conjunto com o Hospital Icaraí e o Hospital & Clínica São Gonçalo, Niterói (RJ) Brasil.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Nov-Dec 2015

Histórico

• Recebido
  07 Abr 2015
• Aceito
  25 Ago 2015