REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7806792
Nicolle Silva Vianna Ferreira1
André Rebello2
Resumo: A ventilação de alta frequência (VAF) é uma estratégia de proteção pulmonar que pode ser utilizada desde pacientes neonatais a adultos com lesão pulmonar aguda. Embora a evidência estatística que apoia a VAF seja particularmente baixa, benefícios potenciais para sua aplicação em muitas manifestações clínicas ainda permanecem. Todos os pacientes com lesão pulmonar induzida por ventilação ou com risco de desenvolver lesões ou Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo seriam candidatos adequados para a VAF, especialmente aqueles que falharam na ventilação mecânica convencional. Esta narrativa tem como objetivo fornecer uma revisão da VAF quanto às suas indicações, contra indicações, perigos, objetivos clínicos, mecanismos de ação e controles para otimização da ventilação e oxigenação na nossa população neonatal e pediátrica.
Palavra chave: Alta frequência; Ventilação oscilatória de alta frequência; Pediátrico; Neonatal; Lesão pulmonar induzida por ventilador.
Abstract: High-frequency ventilation (HFV) is a pulmonary protection strategy that can be used from neonatal patients to adults with acute lung injury. Although the statistical evidence supporting HFV is particularly low, potential benefits for its application in many clinical manifestations still remain. All patients with ventilation-induced lung injury or who are at risk of developing injuries or Acute Respiratory Discomfort Syndrome would be suitable candidates for HFV, especially those who have failed conventional mechanical ventilation. This narrative aims to provide a review of the HFV regarding its indications, contraindications, dangers, clinical objectives, mechanisms of action and controls to optimize ventilation and oxygenation in our neonatal and pediatric population.
Introdução
O FDA (Food and Drug Administration) define a VAF (ventilação de alta frequência) como um modo ventilatório que entrega mais que 150 respirações/min; que entrega volumes pequenos, geralmente menor que o espaço morto anatômico 1. Henderson publicou suas descobertas pela primeira vez em 1915, avaliando a relação espaço morto em ventilação, afirmou: “facilmente pode haver troca gasosa suficiente para suportar uma vida quando o VT é menor que o espaço morto. No Brasil temos tipos de aparelhos que fornecem alta frequência – por interrupção de fluxo e a oscilatória de alta frequência1.
Existem três tipos da ventilação de alta frequência VAF com pressão positiva com 60-600 rpm, o VAF a Jato com 60-600 rpm tem inspirações ativas e expirações passivas e a VAFO (ventilação oscilatória de alta frequência) com 300-1200 rpm tem inspirações ativa e a expiração passivas. No Brasil não temos a VAF a jato, a VAF com pressão positiva é ofertada no ventilador Draeger- Babylog 800 e VN500 e Getinge – Servo NÃO fazem pressão oscilatória com mecanismo de interrupção de fluxo e o único que fez frequência respiratória oscilatória por meio de pistão com isso gera expiração ativa é o Sensormedics – 31001.
Entre os princípios da VAF estão o aumento da capacidade residual funcional, volume corrente constante e mínimo (caracterizado de 1 a 3 ml por quilo de peso) e frequência respiratória elevada até 20Hz – com pulmão sempre inflado gera diminuição das alterações durante as fases inspiratória e expiratória. A VAF como tratamento iniciado precocemente vem sendo discutida como estratégia protetora para diminuição de lesões pulmonares. 2
Em pacientes neonatais, a VAF pode ser usada em pulmões prematuros como primeira linha para prevenir lesão pulmonar por ventilação convencional. É utilizado principalmente como um dos métodos de resgate em pacientes com SDRA grave quando a ventilação convencional falhou.3
Embora a VAF tenha sido usada para apoiar pacientes de todas as idades com insuficiência respiratória por muitos anos, os dados permanecem mistos, por eficácia e mortalidade. Os neonatos são os que permanecem mais tempo com o uso de VAF e os dados nesta faixa etária demonstram melhoras na oxigenação e nos resultados de longo prazo. O início precoce da VAF ainda pode ter um benefício com no que diz respeito à duração da ventilação mecânica e melhorias em oxigenação, mas o impacto na mortalidade permanece obscuro.4
Existem ainda incertezas quanto às limitações dos benefícios e malefícios que a VFO pode oferecer ao paciente neonatal e pediátrico, por isso objetivamos abordar e elucidar os efeitos fisiológicos da ventilação de alta frequência no nosso público alvo.
Materiais e Métodos
Foi realizada uma revisão integrativa da literatura mediante pesquisa em quatro bases de dados da área da saúde (LILACS, PubMed, SciELO e PEDro). A seleção compreendeu três etapas: busca, pré-seleção e inclusão de artigos. Foram selecionados artigos originais que apresentassem informações relevantes nos pacientes neonatos e pediátricos ao tratamento nas doenças pulmonares e às alterações fisiológicas quando em ventilação mecânica no modo alta frequência, publicados em inglês ou português de 2015 a 2020. As informações coletadas foram organizadas e agrupadas em categorias temáticas de modo a esclarecer duvidas fisiopatológicas da relação benefícios e malefícios da utilização da VAF no nosso grupo alvo do estudo.
Foram, também, realizadas buscas manuais nas listas de referências dos artigos selecionados. As buscas ocorreram em setembro e outubro de 2020. Foram utilizados os seguintes descritores em ciências da saúde (DeCS): high frequency ventilation, neonatology, pediatrics; ventilação de alta frequência, neonatologia, pediatria.
Foram aplicados filtros de busca conforme os critérios de inclusão e exclusão determinados. Os critérios de inclusão adotados foram: ser artigo científico, em língua portuguesa ou inglesa, publicado em periódicos revisados por pares, entre os anos de 2015 e 2020, oferecer texto para leitura na íntegra e tópico que relacionasse o modo VAF na ventilação mecânica com a nossa população pediátrica.
Foram excluídos artigos duplicados, teses, dissertações, editoriais, cartas e similares.
A pré-seleção de artigos foi feita pela leitura preliminar de títulos e resumos. Os estudos pré-selecionados foram lidos na íntegra para seleção final dos artigos para análise.
Resultados e Discussão
| AUTOR | AMOSTRA | INTERVENÇÃO | RESULTADOS |
| Pinzon et al.2015 [2] | 25 crianças | Avaliação SDRA submetidas a VOAF por no mínimo 48h | Reducao do índice de oxigenação, aumento da PaO2. |
| Zannin et al.2017 [3] | 13 RNs | Foram testadas, diferentes frequências mantendo o DCO2 constante. Foram calculados a atenuação das oscilações de pressão (ΔP) da abertura das vias aéreas até a extremidade distal do tubo traqueal (TT) e o compartimento alveolar. | Os gases sanguíneos não foram afetados pela frequência.. O ΔP na extremidade distal do TT era insensível à frequência, enquanto o ΔP no nível periférico diminuía com a frequência. |
| Bordessoule et al.2018 [4] | 7 dispositivos de VOAF | Foram testados cenários correspondentes a várias faixas etárias (recém-nascido pré-termo, recém-nascido a termo, bebê [10 kg] e criança [25 kg]) e 2 condições do sistema respiratório (fisiológico e patológico). | O produto pressão-tempo aumentou com a idade e foi maior para condições fisiológicas do que para patológicas do sistema respiratório. |
| Dobyns et al.2015 [5] | 108 pacientes pediátricos com insuficiência respiratória hipoxêmica aguda | Ventilação com Ventilação mecânica convencional (VMC) ou VOAF com ou sem Óxido Nítrico Inalatório (iNO). | A razão Pao2/Fio foi maior no grupo VOAF mais iNO em comparação com os outros grupos de tratamento em 4 horas e 12 horas. Após 24 horas de tratamento, tanto a VOAF mais iNO e VOAF sozinha resultaram em maior melhora na razão Pao2/Fio2 do que VMC sozinho ou VMC mais iNO. Após 72 horas, a VOAF sozinho resultou em uma melhora maior na razão Pao2 / Fio2 do que VMC sozinho ou VMC mais iNO. |
| Golfar et al.2017 [6] | 155 neonatos prematuros | Coleta de parâmetros demográficos e clínicos, doses, duração e resposta ao NOi, sobrevida à alta da unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN), complicações maiores e resultado do neurodesenvolvimento aos 18-24 meses de idade corrigida. | Os sobreviventes tiveram uma diminuição maior no índice de oxigenação do que os não sobreviventes (61 vs. 33%) após 6 h de NOi. Durante a internação na UTIN, 23 sobreviventes (96%) desenvolveram complicações. Aos 18-24 meses, 7 (29%) tinham deficiências significativas. |
| Attar et al.2019 [7] | 27 RNs com hérnia diafragmática | Vinte e sete pacientes foram resgatados da VC, 16 por HFJV e 11 por VOAF. Os dois grupos tinham idades gestacionais e pesos de nascimento semelhantes. | A HFJV foi associada a uma melhora significativa na ventilação, e a taxa de diminuição da PaCO2 não foi diferente entre os grupos. Houve um aumento significativamente maior no aumento da pressão média das vias aéreas com a VOAF em comparação com a HFJV. |
| Fioreto et al.2017 [8] | 45 pacientes com TQT | Foram formados três grupos experimentais. Dez minutos após o início da ventilação específica de cada grupo, foi coletada a GSA, após o qual o animal foi colocado em decúbito ventral e permaneceu nesta posição por 4 horas. O estresse oxidativo foi avaliado pelo ensaio de desempenho antioxidante total. | A análise do desempenho antioxidante total no plasma mostrou maior proteção em HFOG. O HFOG teve uma pontuação de lesão histopatológica mais baixa no tecido pulmonar do que o CMVG. |
| Chen et al.2019 [9] | 52 PMT com insuficiência respiratória hipóxica | A VOAF isolada foi usada como terapia de resgate quando o VMC falhou em 34 bebês, enquanto a VOAF combinada com VG foi usada como terapia de resgate para os outros 18 bebês | A VOAF combinada com VG resultou em uma redução no desfecho combinado de morte ou displasia broncopulmonar e também uma redução nos episódios de hipercapnia em comparação com a VOAF sozinha. |
| Veneroni et al.2018 [10] | 06 dispositivos | Avaliar os dispositivos (que representam o sistema respiratório do recém-nascido) durante a ventilação em diferentes estados de doença. | A precisão do ΔP é altamente variável e diminui com o aumento da frequência e amplitude de oscilação, independentemente da pressão média nas vias aéreas. |
| Hupp et al.2015 [11] | 10 estudos neonatais, 06 estudos pediátricos e 12 estudos em adultos. | Levantamento de estudos direcionados a função da VOAF em neonatos, crianças e adultos. | Os estudos demonstraram que a VOAF diminui significativamente o desenvolvimento de doença pulmonar crônica em neonatos prematuros quando com pareado com VM convencional. |
Pinzon em seu estudo coletou achados de que a VAFO melhora significativamente a troca gasosa e permite reduções na oferta de oxigênio e que o uso da VAFO, associa a melhoria na eficiência da ventilação e difusão de gases à redução da resistência periférica das vias aéreas e à homogeneização de constantes de tempo regionais. Zannin em seu estudo encontra achados semelhantes e também que há uma dependência do WOB (trabalho respiratório) imposto à frequência de oscilação, o que parece exigir o uso de frequências de baixa oscilação ao permitir respiração espontânea. Somado a isso, Bordes Soule, et al, esclarece que o uso de frequências mais altas com configurações de amplitude inalteradas não apenas resulta em Vt (volume corrente alvo) mais baixo, mas também diminui a magnitude das oscilações de pressão e picos de fluxo transmitidos para os compartimentos pulmonares proximal e distal, reduzindo assim o risco de barotrauma.
Dobyns et al relataram a combinação da VAFO com o iNO que resultou em uma melhora maior na oxigenação do que qualquer estratégia de tratamento isolada em crianças com insuficiência respiratória hipóxica aguda. Além disso, Golfar et al discorrem que bastantes bebês com muito baixo peso ao nascer e com insuficiência respiratória hipoxêmica alta grave tratados com VAFO e o NOi sobreviveram sem deficiências no desenvolvimento neurológico. M.A. Attar em seu estudo comparando a VAFO e a VAFJ observou as repercussões hemodinâmicas dos RNs submetidos a esses modos ventilatórios e concluiu que antes de mudar de ventilação convencional para ventilação de alta frequência, os dois grupos tinham a Pressão média das vias aéreas, a PaO2 e a FiO2 semelhantes. Os valores médios do índice de oxigenação (OI) e PaCO2 foram estatisticamente diferentes. Não houve diferenças estatisticamente significativas nas taxas de óbito no hospital (44% vs 45%), ou duração do suporte com ventilação mecânica ou permanência hospitalar entre os grupos VAFO e VAFJ. Fioretto em seu estudo compara a posição prona na ventilação oscilatória de alta frequência com a ventilação mecânica convencional protetora associada à posição prona em associação com melhora a oxigenação e leva à redução do dano oxidativo medido pela capacidade antioxidante total, além de atenuar a lesão pulmonar histopatológica, redução significante da fração de shunt pulmonar e normalização do débito cardíaco, com pressões médias de vias aéreas mais baixas.
O profissional a manusear a VAFO deve se atentar ao fato de que nem todos os dispositivos VAFO são igualmente poderosos ou podem ser usados na mesma faixa de idade do paciente e / ou peso corporal. Independentemente da condição simulada ou da frequência de oscilação, os três ventiladores mais potentes, de acordo com a pesquisa de Bordessoule, foram o 3100A, o Humming e o SLE 6000.
De acordo com o levantamento de M. Sánchez-Luna o uso de sensores de fluxo adaptados aos novos dispositivos VAFO ajuda a controlar melhor o volume corrente enviado durante a alta frequência (VThf) e, mais recentemente, a controlar esse volume corrente usando a modalidade de garantia de volume (VG) (VAFOVG). O VG é uma modalidade de ventilação alvo de volume bem documentada combinada para sincronizar a ventilação convencional, que agora é possível ser usada durante a VAFO, representando uma alternativa promissora para proteger o pulmão imaturo. Dados do estudo de Li-Ju Chen mostram que a VAFO combinada com a ventilação garantida a volume reduziu a incidência (p <0,05) de hipercarbia e o resultado combinado de morte ou doença broncodisplasia em comparação à VAFO sozinha.
Outro critério alertado pelo estudo de Chiara Veneroni é quanto aos ventiladores que não compensam o PL – um tubo que transmite a pressão da peça em Y para o sensor de pressão localizado dentro do ventilador -, os profissionais da unidade precisam considerar que quanto maior a frequência de ventilação, maior a superestimação do ΔPETT (amplitude de pressão na entrada do tubo endotraqueal). Nos ventiladores que não compensam a presença do medidor de vazão, precisa-se considerar que quanto maior o bebê maior complacência pulmonar, maior a superestimação do ΔPETT.
O início precoce da VAFO é abordado no estudo de Susan R Hupp e pode melhorar os resultados em comparação com o início tardio, apesar de alguns especialistas ainda recomendarem a transição da ventilação mecânica convencional para a VAFO apenas como terapia de resgate. As indicações potenciais para a VAFO incluem hipoxemia, apesar de IO (índice de oxigenação)> 13, PEEP> 14 cm de água, FiO2 persistentemente> 0,6 e / ou pico de pressão inspiratória> 35 cm de água. O início da VAFO pode afetar a hemodinâmica, e estes devem ser cuidadosamente monitorados. Segundo Pinzon, em pacientes pediátricos com SARA a VAFO tem benefícios maiores quanto mais precoce se inicia, em especial nas primeiras 24 horas dos quadros que cursam com hipoxemia refratária. Nos lactentes com desenvolvimento de displasia broncopulmonar, é provável que o aumento da pressão distendida contínua melhora as trocas gasosas, revertendo o estreitamento das vias aéreas que pode ocorrer em baixos volumes pulmonares devido ao recuo elástico reduzido, em vez de recrutar unidades alveolares. Porém, em alguns bebês, levar o pulmão à uma pressão distendida contínua pode ser inadequado, porque em níveis mais baixos de pressão a oxigenação aumenta adequadamente, o pulmão não é super estendido e a saída ventricular direita permanece estável. Hupp explica que a pressão intratorácica aumenta junto com o MAP, o que pode levar à diminuição retorno venoso, diminuição da pré-carga e potencial comprometimento do débito cardíaco. Vários estudos documentaram aumentos na pressão arterial pulmonar e pressão venosa central após o início da VAFO, refletindo o aumento da pressão intratorácica nesses pacientes.
O impacto na hemodinâmica na transição da VMC a VAFO foi bem documentado em estudos para adultos e pediatria. As configurações do ventilador devem ser cuidadosamente tituladas para minimizar o impacto no fluxo sanguíneo pulmonar e débito cardíaco.
Deve-se ter cuidado em pacientes com maior resistência das vias aéreas, pois pode ocorrer aprisionamento de ar com a VAFO. Nos pulmões doentes com evidências de aprisionamento de gás, o fluxo de Pendelluft – Mecanismo de enchimento alveolar de áreas menos complacentes após o enchimento de áreas mais complacentes, a troca de gás entre alvéolos não incrementa distensão excessiva – podem levar a estresse mecânico devido a gradientes de velocidade de gás preso. Cristas marginais são mais suscetíveis ao cisalhamento estresse do que as áreas ao redor da carina, portanto Pendelluft pode ter um impacto significativo no estresse da parede na árvore brônquica, potencialmente tornando as células epiteliais alveolares pulmonares mais vulneráveis à ruptura. Apesar desses riscos, a VAFO tem sido utilizada com sucesso em pacientes com doença das pequenas vias aéreas que sofrem de hipercapnia refratária, pois a alta pressão distendida contínua pode ajudar na abertura das pequenas vias aéreas para permitir que as oscilações cheguem aos alvéolos. Uma radiografia de tórax realizada na transição pode garantir uma expansão adequada, mas não excessiva.
Conclusão
A combinação de VOAF e CMV protetor de pulmão representam uma gama de terapias para o paciente com insuficiência respiratória, e até que dados mais definitivos estejam disponíveis, os profissionais de saúde devem usar seus melhores julgamento clínico com base em circunstâncias clínicas específicas para decidir sobre ventilação ou abordagens extracorpóreas. Mais pesquisas são necessárias para compreender estratégias de ventilação mecânica que podem otimizar os resultados pulmonares em longo prazo para os pacientes neonatos e pediátricos. Prevemos que os estudos continuarão a melhorar nossa compreensão sobre as populações-alvo adequadas para VOAF. Nesse ínterim, prevemos que a VOAF permanecerá como um resgate aceito no ambiente de cuidados de terapia intensiva.
Referências
[1] Noe, W.A. Disponivel em: <https://wayback.archive-it.org/7993/20170405174133/https://www.fda.gov/ohrms/dockets/ac/01/briefing/3770b1_03.pdf> Food and Drug Administration Office of Device Evaluation 9200 Corporate Boulevard Rockville, MD 20850: Model 3100B High-Frequency Oscillatory Ventilation Acesso em: 22, setembro, 2020.
[2] Pinzon, A.D. et al. “High-frequency oscillatory ventilation in children with acute respiratory distress syndrome: experience of a pediatric intensive care unit”. Revista da Associação Médica Brasileira, 2015
[3] Zannin, E. et al. “Effect of frequency on pressure cost of ventilation and gas exchange in newborns receiving high-frequency oscillatory ventilation” Revista Pediatric Research, pr.2017.151. Epub 2017 Jul 26.
[4] Hupp. S. R.; Turner D. A.; Rehder K. J. “Is there still a role for high-frequency oscillatory ventilation in neonates, children and adults?” Journal Expert Review of Respiratory Medicine Volume 9, 2015 – Issue 5
[5] Bordessoule, A.”Imposed Work of Breathing During High-Frequency Oscillatory Ventilation in Spontaneously Breathing Neonatal and Pediatric Models” Revista Respiratory Care. Epub 2018 Jul 17.
[6] Dobyns, E. L. et al.”Interactive effects of high-frequency oscillatory ventilation and inhaled nitric oxide in acute hypoxemic respiratory failure in pediatrics” Revista Critical Care Medicine novembro de 2015 – Volume 30 – Edição 11 – p 2425-2429
[7] Golfar, A. et al. “Outcome of Preterm Neonates with a Birth Weight <1,500 g with Severe Hypoxemic Respiratory Failure Rescued by Inhaled Nitric Oxide Therapy and High-Frequency Oscillatory Ventilation” Revista Neonatology, Vol.112, No. 3 October 2017
[8] Attar, M. A., et al. “Rescue high frequency ventilation for congenital diaphragmatic hernia” Journal of Neonatal-Perinatal Medicine, vol. 12, no. 2, pp. 173-178, 2019
[9] Fioretto, J. R., et. al. “Comparison between conventional protective mechanical ventilation and high-frequency oscillatory ventilation associated with the prone position” Rev Bras Ter Intensiva. 2017 Oct-Dec; 29(4): 427–435.
[10] Chen, L.J., Chen, J.Y. “Effect of high-frequency oscillatory ventilation combined with volume guarantee on preterm infants with hypoxic respiratory failure” Journal of the Chinese Medical Association. 82(11):861–864, NOVEMBER 2019.
[11] Veneroni, C. et al. “Accuracy of oscillatory pressure measured by mechanical ventilators during high frequency oscillatory ventilation in newborns” Revista Pediatric Pulmonology. Volume53, Issue7 July 2018 Pages 901-906
1Autora
2Co-autor/orientador