Resumen

Objetivo: Evaluar la mecánica respiratoria y la oxigenación de pacientes con SARS-CoV-2 que requirieron ventilación mecánica invasiva >24 horas durante la segunda ola de COVID-19.
Materiales y Métodos: Estudio retrospectivo sobre pacientes con SARS-CoV-2 que recibieron ventilación mecánica invasiva >24 horas durante la segunda ola de pandemia por COVID-19. La estrategia ventilatoria se realizó con volúmenes corrientes de 4–8 ml/Kg de peso teórico. Las variables de mecánica respiratoria analizadas fueron presión meseta, presión de distensión alveolar y distensibilidad estática. Se utilizó el cociente presión arterial de oxígeno/fracción inspirada de oxígeno para valorar oxigenación. Los valores de mecánica respiratoria se evaluaron al inicio y los días 3 y 5.
Resultados: Se estudiaron 223 pacientes. El 75% (n: 167/223) fueron masculinos. El score SOFA y la edad tuvieron medianas de 3 (3–4,5) y 57 (46-65) respectivamente. La media de presión meseta inicial fue 24 cmH₂O (±3), la presión de distensión alveolar fue de 12 cmH₂O (±3) y la distensibilidad estática fue 32 cmH₂O/ml (26-39). El cociente Presión arterial de oxígeno/Fracción inspirada de oxígeno tuvo una mediana inicial de 135 (111-155) y una final de 181 (135-230). El 17% (38/223) recibió vacunación contra SARS-CoV-2. Las diferencias entre pacientes vacunados y no vacunados estuvieron en la edad (media 69-55 años, p=0,001), antecedentes respiratorios (52,4%-72,4%, p=0,027) y en el porcentaje de pacientes diabéticos del grupo vacunados (29%-12%, p=0,02).
Conclusión: Las variables de mecánica respiratoria se encuadraron dentro de los estándares de seguridad. Los valores de oxigenación y mecánica respiratoria no mostraron diferencias entre pacientes vacunados y no vacunados pero sí hubo diferencias entre fallecidos y sobrevivientes al quinto día.

Palabras clave

SARS-CoV-2, ventilación mecánica, mecánica respiratoria.

Evaluation of oxygenation and respiratory mechanics in patients with COVID-19 who required invasive mechanical ventilation

Abstract

Object: To evaluate the respiratory mechanics and oxygenation of patients with SARS-CoV-2 who required invasive mechanical ventilation >24 hours during the second wave COVID-19 pandemic.
Materials and Methods: Retrospective study of patients with SARS-CoV-2 who received invasive mechanical ventilation >24 hours during the second wave COVID-19 pandemic. The ventilatory strategy was carried out with tidal volumes of 4–8 ml/Kg of theoretical weight. The respiratory mechanics variables analyzed were plateau pressure, alveolar distension pressure, and static compliance. The arterial oxygen pressure/inspired oxygen fraction ratio was used to assess oxygenation. Respiratory mechanics values were evaluated at baseline and on days 3 and 5.
Results: 223 patients were studied. Seventy-five percent (n: 167/223) were male. The Sofa score and age had medians of 3 (3-4.5) and 57 (46-65), respectively. Mean plateau pressure at baseline was 24 cmH₂O (±3), alveolar distending pressure was 12 cmH₂O (±3) and statics compliance was 32 cmH₂O/ml. The arterial oxygen pressure/inspired oxygen fraction ratio had an initial median of 135 (111-155) and a final median of 181 (135-230). Seventeen percent (38/223) received vaccination against SARS-CoV-2. The differences between vaccinated and non-vaccinated patients were related to age (mean 69-55 years, p=0.001), respiratory disease history (52,4%-72,4%, p=0,027) and percentage of diabetic patients in the vaccinated group (29%-12%, p=0,02).
Conclusion: Respiratory mechanic variables were framed within safety standards. Oxygenation values did not show differences between vaccinated and non-vaccinated patients, but there were significant differences between deceased and survivors at day 5.

Keywords

SARS-CoV-2, artificial respiration, respiratory mechanics.

Introducción

La enfermedad por Coronavirus 2019 (COVID-19) causada por el Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) desencadenó una pandemia con emergencia sanitaria en todo el mundo. La población más afectada fueron los adultos mayores, aumentando su morbi-mortalidad.^1,2
El COVID-19 es una enfermedad inflamatoria sistémica con afección pulmonar que puede desarrollar síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). Según Gattinoni se reconocen dos fenotipos que se diferencian entre la gravedad de la hipoxemia y la mecánica respiratoria. El fenotipo 1 se asocia con una distensibilidad estática (Cres) > 50 ml/cmH₂0 y la hipoxemia se debe a la pérdida de vasoconstricción pulmonar hipóxica con una alteración en la regulación de la circulación pulmonar. En el fenotipo 2, la hipoxemia se debe a una Cres disminuida (<40 ml/cmH₂O) debido al daño pulmonar por la evolución de la enfermedad.³
La ventilación mecánica invasiva (VMI) continúa siendo el abordaje de primera línea en los pacientes con SDRA grave según las guías de manejo respiratorio. Debe utilizarse ventilación protectiva con volúmenes pulmonares bajos (4-8 ml/kg peso teórico), presión en la meseta < 30 cm H₂O y presión de distensión alveolar < 12 cmH₂O con el objetivo de evitar la lesión pulmonar inducida por la ventilación mecánica (VILI).^4,5

Objetivos

El objetivo de este estudio fue evaluar la mecánica respiratoria y la oxigenación en pacientes con SARS-CoV-2 que requirieron VMI durante la segunda ola de pandemia en las salas de cuidados intensivos del Sanatorio Parque e Instituto Cardiovascular de Rosario. El objetivo secundario fue comparar la población no vacunada contra aquella que recibió al menos una dosis, por ser considerada una terapéutica novedosa y experimental durante los primeros meses de vacunación en nuestro país.

Material o población y métodos

Estudio retrospectivo con 223 pacientes con SARS-CoV-2 que requirieron VMI >24 horas durante la segunda ola de COVID-19 desde abril de 2021 hasta septiembre de 2021. El estudio se realizó en dos centros privados de Rosario (Sanatorio Parque–Instituto Cardiovascular de Rosario). Se utilizó el score SOFA para determinar la gravedad inicial. Se incluyeron pacientes mayores de 18 años con diagnóstico de COVID-19. Se excluyeron pacientes con intubación orotraqueal derivados desde otra institución y aquellos con menos de 24 horas de VMI (Figura 1).
La estrategia de ventilación fue con volúmenes corrientes bajos de 4 a 8 ml/Kg de peso teórico ajustando el volumen minuto con la frecuencia respiratoria.
La oxigenación inicial se valoró con el cociente entre presión arterial de oxígeno/fracción inspirada de oxígeno (PaO₂/FiO₂), utilizando fracción inspirada de oxígeno (FiO₂) de 60% y 5 cm H₂0 de presión positiva espiratoria (PEEP) como se establece en la nueva definición de SDRA del año 2012 en Berlín.⁶ Los pacientes con PaO₂/FiO₂ menor a 150 mmHg al iniciar VMI recibían bloqueantes neuromusculares como primera línea terapéutica.⁷ Si no evidenciaban mejoría en su oxigenación dentro de las siguientes 6 horas, eran ventilados en posición prona durante 16 horas continuas si no existiesen contraindicaciones clínicas (inestabilidad hemodinámica, extubación accidental, hemoptisis, intubación selectiva o saturación de oxígeno menor a 85%) para continuar con la estrategia ventilatoria.⁸
Las variables de mecánica respiratoria estudiadas fueron la presión meseta, presión de distensión alveolar y distensibilidad estática (Cres). La oxigenación y la mecánica respiratoria se registraron diariamente en una planilla de monitoreo.
Se evaluó el comportamiento de los pacientes vacunados con al menos 1 dosis de inoculación contra SARS-CoV-2 por ser considerados pacientes experimentales de nuevo tratamiento. Se consideró paciente vacunado a todo paciente que haya iniciado su sintomatología al menos 21 días después desde la primera dosis
La información se incorporó a una base de datos que fue analizada con Epi-info 3.5 y Statistix 7. Las variables continuas con distribución normal se expresaron como media y desviación estándar y las que no poseían dicha distribución, como mediana con rango intercuartil 25-75%. El análisis estadístico de las variables continuas se realizó con la prueba de la t de Student o el test de suma rango Wilcoxon, según correspondiera. Las variables discretas se expresaron como porcentajes y las comparaciones se realizaron con la prueba de chi cuadrado o la prueba exacta de Fisher. Todas las comparaciones estadísticas fueron a dos colas y se consideraron estadísticamente significativos los valores de p menores a 0,05.

Resultados

Se incluyeron 223 pacientes. La población estudiada fue mayoritariamente de sexo masculino 75% (167/223). El score SOFA y la edad tuvieron una mediana de 3 (3–4,50) y 57 (46-65) respectivamente. Los principales factores de riesgo fueron la hipertensión arterial (38%) y la diabetes mellitus (15%). El 31% (69/223) presentó enfermedad respiratoria preexistente mientras que el 27% (60/223) tenía antecedentes de enfermedad cardiovascular crónica (Tabla 1).
La mediana de días de internación fueron 16 (11-23). El 98% (219/223) recibió oxigenoterapia con máscara de reservorio a 15 litros/minuto como tratamiento inicial en su internación. El 17% (38/223) de los pacientes recibió la primera dosis de inoculación contra SARS-CoV-2 al menos 21 días antes del inicio de los síntomas de COVID-19. Estos pacientes eran de mayor edad y tenían más comorbilidades que los pacientes no vacunados. No hubo diferencias estadísticamente significativas en presión meseta, presión de distensión alveolar, Cres, ni mortalidad entre pacientes no vacunados y vacunados. La PaO₂/FiO₂ final, los valores de PEEP y días en VMI tampoco mostraron diferencias significativas entre ambos grupos (Tabla 2).
Las variables de mecánica respiratoria y oxigenación se muestran en la (Tabla 3). Se observa un valor mayor de PEEP final y menor índice PaO₂/FiO₂ final entre pacientes sobrevivientes y fallecidos.
El 89% tuvo SDRA moderado/grave al inicio de la VMI según la metodología utilizada en este estudio para definir SDRA. El 11% (24/223) presentó SDRA leve, sin embargo, 17/24 pacientes evolucionaron desfavorablemente y debieron ser ventilados en posición prona con al menos un ciclo. En cuanto a los pacientes con SDRA moderado, el 80% tuvo ventilación en prono y su mortalidad ascendió al 60% (95/157). Por último, los pacientes con SDRA grave representaron el 19% (42/223). Su mortalidad fue del 52% (22/42) y el 95% (40/42) fueron pronados como estrategia de ventilación luego de haber recibido bloqueantes neuromusculares.
La mortalidad general fue de 58,7% (131/223). Los pacientes fallecidos eran de mayor edad y la hipertensión arterial se presentó como el principal factor de riesgo cardiovascular en este grupo. No hubo diferencias significativas en presión meseta, presión de distensión alveolar ni Cres. Por otra parte, se muestra que los pacientes fallecidos fueron intubados con mayor celeridad y recibieron mayor cantidad de ciclos de VMI en posición prona. El 83% (109/131) no recibió vacunación contra COVID-19(Tabla 4).
El 44% (98/223) tuvo traqueostomia entre los días 9 y 12 de VMI. Estos pacientes tuvieron una mediana de 10 días (6-17) y una mortalidad del 61% (60/98).

Discusión

Este estudio propone analizar la mecánica respiratoria y la oxigenación en pacientes con SARS-CoV-2 con VMI. También se evaluó el efecto de la vacunación sobre dichas variables. El ingreso del COVID-19al organismo desencadena una respuesta inmune que puede provocar desde la eliminación del virus con memoria celular hasta generar una neumonía grave con SDRA, shock séptico, falla multiorgánica y muerte.⁹
Estenssoro E y col; y Grasseli et al; y otros autores realizaron estudios multicéntricos donde encontraron que la mayoría de los pacientes eran mayores a 60 años y masculinos. La hipertensión arterial y la obesidad fueron las principales comorbilidades en estos estudios. En nuestra cohorte el análisis de la población demostró una similitud en resultados con estos estudios de referencia en relación al sexo masculino, edad y principales comorbilidades.^10-13
Desde el comienzo de la pandemia se desarrollaron investigaciones con el objetivo de disminuir la mortalidad generada por esta desconocida enfermedad. En 2020 Polack F et al estudiaron la eficacia y seguridad de una de las vacunas (BioNTech, Pfizer). Ellos encontraron una eficacia del 52% con una sola dosis y 94% con dos dosis para prevenir la enfermedad Covid-19. Por otro lado, lo reportado por Scruzzi y col mostró que recibir una dosis de inoculación contra el SARS-CoV-2 disminuye el riesgo de mortalidad un 57%-80% con una segunda dosis. Sin embargo en nuestro estudio, con una sola dosis de inoculación no hubo cambios estadísticamente significativos sobre la mortalidad como tampoco en las mecánicas respiratorias.^14,15 La mayor mortalidad en este subgrupo la asociamos a una causa etaria con mayor cantidad de comorbilidades que los pacientes no vacunados.
Los pacientes con SARS-CoV-2 pueden desarrollar neumonía y SDRA que se caracteriza por cambios estructurales en el parénquima pulmonar e hipoxemia refractaria al tratamiento con oxigenoterapia convencional. Desde el año 2000 se ha establecido que los pacientes con SDRA deben ser ventilados de manera protectiva con volúmenes pulmonares bajos para disminuir su morbimortalidad y evitar complicaciones respiratorias como barotrama.^16-18
Se conoce que en el SDRA los pacientes poseen una menor proporción de pulmón disponible para la ventilación que se refleja en una Cres más baja. En 2020, Gattinoni et al definieron dos fenotipos de pacientes dependiendo del grado de afección pulmonar.³ Según nuestros resultados (32 cmH₂O/ml de mediana en Cres para el comienzo de la VMI), la mayoría de los pacientes analizados se enmarcarían dentro del fenotipo 2 por presentar Cres < 40 cmH2O/ml. De todas maneras no podemos realizar esta conclusión debido a que este estudio no se diseñó en base a esa definición y no se pudo diferenciar si el motivo fue por una enfermedad avanzada o producto de otra causa.
En 2021 Vandenbunder B et al analizaron la Cres con SDRA infectados por COVID-19 y encontraron que la Cres era menor al día 14 de VMI. Los resultados encontrados en nuestro estudio no reflejan un marcado descenso en la Cres al día 5 en pacientes fallecidos, no fallecidos ni vacunados. Nuestro estudio no puede compararse con ese estudio multicéntrico e internacional debido a la población estudiada en cada reporte.¹⁹ Por otra parte, Bassi G et al en 2021 realizaron un estudio multicéntrico e internacional donde analizaron la Cres en pacientes con COVID-19 que requirieron VMI y concluyeron que la Cres era menor en las mujeres y que tiene unas importante asociación con la presión de distensión alveolar.²⁰ A diferencia de este informe, no tuvimos diferencias de Cres (mediana 32 cmH2O en ambos sexos dentro de nuestra población).
En las últimas dos décadas se han publicado numerosos estudios relacionados al tratamiento del SDRA. Ards Network (2000), nuevo consenso de SDRA realizado en Berlín (2012), estudio PROSEVA (2013) y el realizado por Papazian L sobre la administración de bloqueantes neuromusculares en forma temprana (2010). Estos son estudios internacionales de referencia que permiten clasificar al SDRA y disminuir su mortalidad son en la actualidad, pilares del tratamiento en SDRA.^6,7,8,16,18 Considerando estas publicaciones hemos atendido a nuestros pacientes con dichos protocolos.
Al observar nuestros resultados, vemos que pacientes con SDRA leve al inicio de VMI han evolucionado desfavorablemente y el 58% (14/24) fallecieron. Esto puede deberse a un reciente inicio de síntomas. La pronta vinculación a VMI permitió la supervivencia del 42% (10/24) en SDRA leve. Por otra parte, la mayoría de los pacientes presentó SDRA moderado y su mortalidad fue similar al resto los pacientes. La semejanza en mortalidad entre pacientes con SDRA leve, moderado y grave (58%, 60% y 52%) puede deberse a la evolución propia de la enfermedad en cada caso, al tiempo de intubación desde el inicio de los síntomas respiratorios y al empleo de tratamientos no invasivos (oxigenoterapia de alto flujo – ventilación mecánica no invasiva) en situaciones bien definidas y consensuadas dentro del equipo de salud. En nuestro trabajo encontramos que los días hasta la intubación y los días de internación en UCI se emparejan con lo reportado por Ramirez P y col, en el cual describieron el comportamiento del SDRA en pacientes con SARS-CoV-2 con una mediana de edad similar a nuestra población.²¹

Conclusiones

El motor de análisis para este estudio fue la observación subjetiva que los pacientes vacunados presentaban mejores valores de mecánica respiratoria que los no vacunados. Nuestra hipótesis es nula ya que los resultados hallados no demostraron lo observado. A pesar de esto, nuestra estrategia de ventilación a pacientes con COVID-19 se encuadró dentro de los estándares de seguridad establecidos por la bibliografía. Además se observaron diferencias significativas de PaO₂/FiO₂ entre fallecidos y sobrevivientes al quinto día de VMI.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Agradecimientos

Queremos agradecer a todos los residentes de kinesiología por su vocación y esfuerzo en plena pandemia; y por su contribución en la carga de datos para confeccionar esta publicación. También agradecemos a la Dra. Daniela Chilabert por su desinteresada colaboración en la traducción al idioma inglés.

Tabla 1 – Población general de pacientes

IQR: Rango intercuartil. 

PEEP: Presión positiva al final de la espiración, VMI: Ventilación mecánica invasiva.

DE: Desvío estándar, IQR: Rango intercuartil, PEEP: Presión positiva espiratoria, PaO2/FiO2: Cociente de oxigenación.

IQR: Rango intercuartil, VMI: Ventilación mecánica invasiva.

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