Asociación entre impulso respiratorio y profundidad de sedación en sujetos bajo ventilación mecánica invasiva: estudio observacional

Association between respiratory drive and depth of sedation in subjects under invasive mechanical ventilation: an observational study

Lucía Capello

Hospital de Clínicas José de San Martín, Argentina

Alejandra Cosentino ale_cosentino@hotmail.com

Hospital de Clínicas José de San Martín, Argentina

Florencia Tejada

Hospital de Clínicas José de San Martín, Argentina

Lucía Trillo

Hospital de Clínicas José de San Martín, Argentina

El impulso o drive respiratorio (DR) se define como la intensidad del estímulo neural en cada acto ventilatorio, emitido por los centros respiratorios bulbares. El DR modula el esfuerzo inspiratorio según las demandas metabólicas. La intensidad y velocidad de respuesta dependen de la retroalimentación de quimiorreceptores como estímulo primario, además de mecanorreceptores y factores conductuales-emocionales como estímulos adicionales. A su vez, el DR puede verse afectado por fármacos, como sedantes y/o analgésicos. La alteración de alguno de estos factores representa trastornos característicos en los/as pacientes con insuficiencia respiratoria aguda, lo que puede aumentar la activación del DR.^1,2

En pacientes bajo ventilación mecánica invasiva (VMI), el DR se puede evaluar de forma indirecta y no invasiva mediante la presión de oclusión (P0.1) de las vías respiratorias a los 100 milisegundos (ms) después del inicio de un esfuerzo inspiratorio. En sujetos sanos, la P0.1 varía entre 0,5 y 1,5 cmH₂O, mientras que en cohortes de sujetos críticamente enfermos, se reportaron valores entre 1,3 y 3,5 cmH₂0.² Sin embargo, en patologías específicas, como en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y el síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA), los valores de referencia difieren de los mencionados anteriormente.³

Durante la estadía en la unidad de cuidados intensivos (UCI), la administración de analgosedación (A-S) tiene como finalidad el manejo del dolor, de la ansiedad y del estrés asociado a la VMI, lo que proporciona confort al paciente y previene complicaciones asociadas. Sin embargo, es conveniente evitar la sedación excesiva y guiar su titulación por objetivos, teniendo en cuenta la fase de la VMI en la que se encuentre el/la paciente.⁴ El monitoreo diario del nivel de sedación es fundamental y puede realizarse a pie de cama a través de la escala de agitación-sedación de Richmond (RASS, por sus siglas en inglés).⁵

Según las guías sobre el manejo de la A-S en pacientes bajo VMI, se recomienda utilizar sedación consciente con bajas dosis tituladas en infusión continua de propofol o dexmedetomidina, lo cual corresponde a un/una paciente calmo/a, colaborador/a y cómodo/a, con un puntaje RASS de -2 a +1. Se ha observado que las benzodiacepinas generan depresión del centro respiratorio, mientras que la dexmedetomidina no tiene un efecto significativo sobre este.^4,6 Mantener un DR moderado durante la VMI permite proteger tanto el parénquima pulmonar como el diafragma. Se estima que el uso de sedación profunda puede modular o anular el DR, mientras que una sedación ligera lo conserva.^1,7

Hasta el momento, son escasos los estudios que investigaron la asociación entre el DR y el nivel de sedación, evaluado a través de la RASS, así como entre el DR y los factores clínicos que puedan modificarlo, y no se ha encontrado relación entre dichas variables.^7,8 En Argentina, no se han publicado estudios similares. Por esto, el objetivo de este estudio es determinar si existe asociación entre el DR, evaluado a través de la P0.1, y la profundidad de sedación, medida a través de la RASS, en sujetos adultos sometidos a VMI e internados en la UCI del Hospital de Clínicas José de San Martín (HCJSM). Como objetivo secundario, se planteó analizar el comportamiento de variables que pudieran tener impacto en el DR.

Se llevó a cabo un estudio observacional en la UCI del HCJSM. Los datos fueron recolectados durante el período comprendido entre el 1 de abril de 2023 y el 28 de mayo de 2023. Se incluyeron sujetos mayores de 18 años con requerimiento de VMI hasta 72 h después de su inicio y que estuvieren o hayan estado bajo infusión continua de al menos uno de los siguientes fármacos: fentanilo, morfina, remifentanilo, propofol, midazolam y lorazepam. Se realizó la primera medición independientemente de si el sujeto tenía o no tenía DR dentro de las primeras 72 h de VMI. Se excluyeron sujetos neurocríticos o con afectación neurológica (paro cardiorrespiratorio, coma o muerte encefálica) en quienes el DR podría estar afectado por su condición de base. También se excluyeron aquellos sujetos con enfermedad neuromuscular debido al posible compromiso de la bomba muscular ventilatoria, sujetos con limitación del esfuerzo terapéutico, sujetos con tubo torácico con fuga de aire activa, sujetos que estuvieren recibiendo únicamente dexmedetomidina o bloqueantes neuromusculares (BNM) por bomba de infusión continua y sujetos que no contaran con consentimiento informado.

La UCI no cuenta con un protocolo de A-S. Sin embargo, en la práctica diaria se realiza monitoreo de rangos seguros de dosis.

Todos los sujetos recibieron los cuidados de vía aérea correspondientes a ese turno (aspiración de lago orofaríngeo y secreciones traqueales, control de la presión del balón de neumotaponamiento y cambio de sujeción del tubo orotraqueal) y cuidados posicionales. Además, para garantizar que los datos fueran representativos, no se efectuaron mediciones después de la realización de procedimientos invasivos. La medición de la P0.1 fue documentada inmediatamente al registro de las siguientes variables: RASS, herramienta de observación del dolor en pacientes críticos (CPOT, por sus siglas en inglés), método para la evaluación de la confusión en UCI (CAM-ICU, por sus siglas en inglés) y exposición a analgésicos y sedantes.

Se realizaron registros diarios en una planilla de datos (Material complementario 1) durante tres días consecutivos. Se utilizaron ventiladores microprocesados, entre los que se encuentran Dragger® EVITA XL, Dragger® Infinity V300, MAQUET® y Neumovent TS®. No se completaron las tres evaluaciones preestablecidas en los casos en los que se realizó la rotación de los fármacos a solo infusión continua de dexmedetomidina o BNM; en sujetos que se desvincularon, extubaron o autoextubaron y en los casos de fallecimiento. Se eliminaron aquellas mediciones con datos perdidos.

Se registraron las siguientes variables: datos demográficos (edad y sexo), antecedente de EPOC (según los datos de la historia clínica, se registró la presencia o ausencia de dicha patología), diagnóstico de SDRA (se utilizaron los criterios de Berlín para determinar la presencia o ausencia de SDRA al momento de la realización de las mediciones) y P0.1 (calculada mediante la extrapolación de la caída en la presión de la vía aérea durante la fase de activación de cada respiración a los 100 ms). La medición de la P0.1 se realizó mediante la maniobra validada y automática de cada ventilador, la cual variaba entre los distintos equipos. En los servoventiladores (MAQUET®), el disparo se encontraba por presión, y se tomó el valor de la P0.1 como el promedio de las tres mediciones en respiraciones consecutivas, sin intervalos entre ellas. En los demás ventiladores, la activación de la maniobra de la P0.1 era seguida por una oclusión al final de la espiración (<300 ms), y la medición se llevaba a cabo durante esta oclusión, según criterios específicos (Material complementario 2).⁹ El operador registró el valor final de la P0.1 mediante el promedio de tres mediciones inmediatamente consecutivas. Si el valor obtenido era menor a 0,5 cmH₂O o el sujeto no presentaba DR, se consideró 0. Asimismo, se registró el puntaje RASS mediante la observación del sujeto a pie de cama para verificar si tenía apertura ocular espontánea. En caso contrario, se procedió al estímulo verbal. Si continuaba sin respuesta, se realizaba un estímulo táctil sobre el esternón o el hombro. Según esta evaluación, se asignó un valor correspondiente a la RASS (Material complementario 3).¹⁰ Los sujetos fueron agrupados en RASS profundo, con valores de -4/-5, y RASS no profundo, con valores en el rango de -3 a +4. Se registró también el dolor, el cual se evaluó en primera instancia mediante la escala de valoración numérica oral (NRS-O, por sus siglas en inglés), considerada una escala numérica verbal con valores del 0 al 10 y aplicada en sujetos capaces de comunicarse de manera confiable. En caso contrario, es decir, en sujetos con RASS ≥ -3 e incapaces de reportar su dolor, la evaluación se realizó mediante la CPOT (Material complementario 4).^4,11 Se registró el delirio, evaluado a través de la utilización del CAM-ICU (Material complementario 5).^4,11 Se registró también la exposición a analgésicos y sedantes. Durante la evaluación, se realizó el cálculo de la dosis de A-S mediante la cuantificación de los mililitros/hora (ml/h) por bomba de infusión continua, del peso real estimado del sujeto y de la dilución correspondiente del fármaco. En la planilla de datos, se registró la dosis; en caso de haberse suspendido la administración del fármaco, también se registró la diferencia de horas entre la suspensión y la medición. Para considerar si la medición fue realizada bajo los efectos de cada fármaco, se tuvo en cuenta su vida media (Material complementario 6, Tabla 1).⁴ Las mediciones se agruparon en las siguientes categorías: sin analgésicos ni sedantes, solo analgésicos, solo sedantes o analgésicos con sedantes. Se registró el estado ácido-base (EAB), en el que se incluyeron los valores de pH, presión arterial de oxígeno (PaO₂), presión arterial de dióxido de carbono (PaCO₂), ácido láctico y bicarbonato. Estos valores correspondieron al último análisis de laboratorio previo a la medición o, en su defecto, al análisis de rutina (el primero de la mañana). Se registró también el índice de oxigenación entre la PaO₂ y la fracción inspirada de oxígeno (FiO₂) entregada, es decir, la PaO₂/FiO₂. Estos valores fueron registrados junto con el EAB correspondiente. Se registró el puntaje de la SOFA mediante la utilización del primer laboratorio completo y su estado al momento del ingreso a UCI (Material complementario 7).¹² Además, se registró el índice de masa corporal (IMC), determinado por el peso del sujeto en kilogramos (kg), dividido por el cuadrado de la estatura en metros (m). El IMC fue registrado al ingreso a UCI.¹³ También se registró la fecha de inicio de VMI y se indicó el tiempo en el cual, según criterio médico, se decidió ventilar invasivamente al sujeto.

Tabla 1
Datos demográficos y características clínicas.

RIQ: rango intercuartílico; IMC: índice de masa corporal; kg:kilogramo; m²: metro cuadrado; SOFA: siglas en inglés de escala de evaluación de falla orgánica relacionada con la sepsis; PaO₂/FiO₂: presión arterial de oxígeno/fracción inspirada de oxígeno; RASS: siglas en inglés de escala de agitación-sedación de Richmond.

Este protocolo de estudio fue presentado en la Dirección Asociada de Docencia e Investigación del HCJSM y luego fue aprobado por el Comité de Ética de esta institución. Los/as investigadores declararon no tener conflictos de interés y se comprometieron a respetar la Declaración de Helsinki de la Asociación Médica Mundial y la Ley Nacional de Protección de Datos Personales 25 326. Se solicitó el consentimiento escrito del sujeto o de un/a representante para su inclusión en el estudio.

De un total de 99 mediciones realizadas en 33 sujetos, se incluyeron en el análisis 71 mediciones, ya que las restantes 28 no se lograron llevar a cabo (Figura 1). Las características demográficas y clínicas se describen en la Tabla 1. La programación ventilatoria y el tipo de ventilador utilizado se describen en la Tabla 2.

Figura 1
Diagrama de flujo de participantes.
NC: neurocrítocos; ENM: enfermedad neuromuscular; TAP: tubo de avenamiento pleural; BNM: bloqueantes neuromusculares; DxM: dexmedetomidina; Sin A-S: sin analgosedación; EOT: extubación orotraqueal; LET: limitación del esfuerzo terapéutico; Sin AVM: sin asistencia ventilatoria mecánica.

Tabla 2
Parámetros de ventilación mecánica.

VC-CMV: siglas en inglés de ventilación mandatoria continua controlada por volumen; PC-CMV: siglas en inglés de ventilación mandatoria continua controlada por presión; PC-CSV: siglas en inglés de ventilación espontánea continua controlada por presión; PEEP: siglas en inglés de presión positiva al final de la espiración; cmH₂0: centímetros de agua; RIQ: rango intercuartílico; FR: frecuencia respiratoria; rpm: respiraciones por minuto; ΔP: presión de trabajo; Vm: ventilación por minuto; l: litros; min: minuto; DE: desviación estándar; FiO₂: fracción inspirada de oxígeno.

La mediana de P0.1 fue de 0,13 cmH₂0 (0-0,97). De los sujetos incluidos, 4 (5,63 %) tenían EPOC, y la mediana de P0.1 fue similar a la del resto de la muestra. Ningún sujeto incluido presentó SDRA, y la mediana de PaO₂/FiO₂ del total de las mediciones fue de 309,5 (226,2-396,2).

En cuanto a la profundidad de sedación, se registraron 55 (77,46 %) mediciones en el grupo de sedación profunda y 16 mediciones (22,54 %) en el grupo de sedación no profunda. Dentro de este último grupo, 5 (31,25 %) tenían un puntaje RASS de -3, 1 (6,25 %) tenía un puntaje RASS de -2, 4 (25 %) tenían un puntaje RASS de -1 y 6 (37,5 %) tenían un puntaje RASS de 0. No se encontraron mediciones con valores de RASS positivo.

Del total de las mediciones realizadas, 37 (52,11 %) estaban expuestas a analgésicos y sedantes, 15 (21,13 %) a analgésicos y 4 (5,63 %) a sedantes. En el Material complementario 9, se puede observar la asociación entre P0.1 y A-S. Los fármacos más utilizados fueron el fentanilo y el midazolam, que correspondieron a 55 (73,2 %) y 34 (47,9 %) mediciones, respectivamente. Se reportó una mediana de dosis de 1,25 ug/kg/h (0,62-1,4) para fentanilo y 0,12 mg/kg/h (0,08-0,17) para midazolam. En 16 mediciones (22,53 %), se pudo evaluar el CAM-ICU, y en 13 (81,25 %) de ellas, los sujetos presentaron delirio hipoactivo.

En relación al dolor, todas las mediciones evaluadas presentaban un valor de CPOT menor a 2 o no presentaban dolor. Los valores del EAB se muestran en el Material complementario 8 (Tabla 2).

Análisis univariado

Se identificó una asociación inversamente proporcional entre la P0.1 y la RASS (β=-0,4068 y p=0,0435) (Figura 2).

Figura 2
Impacto de la profundidad de sedación, medida con la RASS, en el DR medido por P0.1.
Sedación no profunda, RASS -3 a 0, n=16 (22,54 %). Sedación profunda, RASS -5 a -4, n=55 (77,46 %). .RASS: siglas en inglés de escala de agitación-sedación de Richmond.

En relación con la exposición a A-S, se identificó una asociación significativa e inversa en las mediciones de sujetos que solo estaban expuestos a sedan­tes (β=-0,4886 y p=0,0448) o analgésicos y sedantes (β=-0,4437 y p=0,0440) (Material complementario 9).

Con respecto al EAB y a la oxigenación, no se encontró una asociación significativa entre PaCO₂ (β=0,01243 y p= 0,339), PaO₂/FiO₂ (β=-0,0007945 y p=0,3603), pH (β=1.681 y p=0,194) y P0.1 aumentada (Material complementario 10).

Los valores de ácido láctico y SOFA no mostraron asociación con la P0.1 (β=0,04574 y p=0,250; β=0,005819 y p = 0,8016, respectivamente) (Material complementario 11). La presión positiva al final de la espiración (PEEP, por sus siglas en inglés) programada no impactó de manera significativa en los valores de la P0.1 (Material complementario 12).

Análisis multivariado

Los resultados del análisis multivariado mostraron que ninguna de las variables contempladas se asoció con la P0.1 cuando se ajustaron entre sí. (Tabla 3)

Tabla 3
Análisis multivariado de regresión múltiple.

RASS: siglas en inglés de escala de agitación-sedación de Richmond; PaCO₂: presión arterial de dióxido de carbono; PaO₂/FiO₂: presión arterial de oxígeno/fracción inspirada de oxígeno; PEEP: siglas en inglés de presión positiva al final de la espiración; SOFA: siglas en inglés de escala de evaluación de falla orgánica relacionada con la sepsis; IMC: índice de masa corporal.

Se utilizaron las 71 mediciones obtenidas a partir de 33 sujetos para evaluar la asociación entre el DR y la profundidad de sedación. Además, se analizó el comportamiento de otros factores que pudieran influir en el DR.

En este estudio, encontramos que, en forma independiente, hubo asociación entre la P0.1 y la RASS. Además, la exposición a la combinación de analgésicos y sedantes se asoció de manera independiente con la P0.1. Sin embargo, al ajustar estas variables en el análisis multivariado, no se encontró asociación.

Hasta el momento, la literatura publicada sobre esta asociación es escasa y controvertida, por lo que resulta difícil comparar resultados. Tanto en el análisis univariado como en el multivariado, Dzierba et al. y Spinelli et al. no encontraron asociación entre las variables principales. Si bien en el presente estudio se identificó una asociación entre estas variables, los resultados en el análisis multivariado fueron similares a los de dichos autores.^7,8

Es importante mencionar que existen diferencias en las características de las muestras entre Dzierba et al., Spinelli et al y este estudio.^7,8 La mayoría de las mediciones se realizaron en la fase de soporte total de la VMI, lo que explicaría la gran cantidad de registros de RASS -4/-5. Además, no se registraron sujetos con patologías, como el SDRA, en los cuales los valores de P0.1 podrían estar alterados.

En el estudio de Spinelli et al., se reporta una asociación inversa entre PaCO₂ y P0.1.⁸⁾ En el presente análisis, no se encontró asociación; sin embargo, se observó la tendencia según la cual los valores reportados de P0.1 aumentan a medida que aumenta la PaCO₂.

En términos de oxigenación, el análisis no reveló asociación entre PaO₂/FiO₂ y P0.1. La mediana de PaO₂/FiO₂ fue mayor a 300 y la mediana de PEEP fue de 6 cmH₂0, con una FiO₂ de 30 %, lo que difiere del estudio de Spinelli et al., en el que la gravedad de la hipoxemia fue mayor.⁸⁾ Por último, al igual que en el estudio de Spinelli et al., no hubo asociación entre los valores de P0.1, SOFA y ácido láctico.⁸

La depresión del DR se correlaciona bien con el efecto en el estado de conciencia. Las benzodiacepinas administradas por vía parenteral impactan tanto en el DR como en la respuesta al CO₂. Esto significa que, aunque los sujetos estén hipercápnicos o hipocápnicos, la respuesta del centro respiratorio estará disminuida por el hecho de estar bajo sedación.¹⁴

A su vez, la VMI como intervención terapéutica tiene como objetivo corregir la hipercapnia, hipoxemia y acidemia al controlar la ventilación minuto, lo cual repercute en la actividad de los quimiorreceptores.¹⁵ Cabe mencionar que la respuesta de la retroalimentación química a la hipoxia debería valorarse en condiciones normales de PaCO₂, lo cual no ocurrió en ninguno de los dos estudios.^7,8,14

En relación a lo expuesto anteriormente, el DR es influenciado por factores fisiológicos, psicológicos y patológicos. Además, en la VMI se suman factores, como la programación ventilatoria y posibles asincronías, lo que dificulta, a partir de esta interacción, determinar la causa por la que el DR se modifica.¹⁶ Por último, a pesar de que la P0.1 es un excelente subrogante del DR y accesible a pie de cama, la literatura disponible es clara respecto a que depende de múltiples factores, lo cual explica nuestros hallazgos.

La principal limitación de este estudio fue que para el registro de la P0.1, se utilizó el valor arrojado por el ventilador, el cual puede subestimar el valor real del DR debido al sitio de medición de la presión, la diferencia en el algoritmo que usa cada respirador y la influencia de la longitud de la tubuladura.¹ Además, la cantidad de mediciones totales fue escasa y no se consideró la administración de analgésicos y sedantes de rescate o intermitente, lo que pudo haber influido en la calidad de los resultados.

Por otro lado, dentro de las fortalezas, se seleccionó una técnica de medición no invasiva y accesible, como lo es la P0.1, lo que permitió la reproducibilidad y comparación con futuros estudios. Además, es una herramienta que puede utilizarse a pie de cama y es confiable para evaluar el DR y detectar esfuerzos inspiratorios perjudiciales, al tener una buena asociación con el producto presión-tiempo.⁹

En pacientes bajo VMI, existe asociación entre el DR y la profundidad de la sedación. La exposición a la combinación de analgésicos y sedantes se asoció con la P0.1 de manera independiente. Sin embargo, al ajustar estas variables en el análisis multivariado, no se encontró asociación.

A Célica Irrazábal, Lic. Battaglia Danilo, Lic. Fredes Sebastian, Lic. Argento Fernando, Lic. Armelino Javier, Lic. Darío Villalba, Lic. Adrián Sabrina, Lic. Blanco María F, Lic. Cejas Gonzalo, Lic. Costa Marrapodi Paz, Lic. Dri Paula, Lic. González Magalí, Lic. Malerba Victoria, Lic. Mortensen Alan, Lic. Viú Ludmila.