Marcelo Alcantara Holanda +
Renata dos Santos Vasconcelos +
Betina Santos Tomaz +
Ao final deste capítulo o leitor deverá estar apto a:
Compreender o conceito de assincronia paciente x ventilador
Compreender as suas repercussões fisiológicas e clínicas
Reconhecer seus tipos e mecanismos envolvidos
Conhecer as estratégias de correção
- Conceito e aspectos gerais
- Efeitos fisiológicos e clínicos
- Classificação
- Bibliografia
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A assincronia paciente-ventilador pode ser definida como um desencontro entre o paciente, em relação a demandas de tempo, fluxo, volume e/ou pressão de seu sistema respiratório, e o ventilador, em relação ao fornecimento desses parâmetros programados. Eventos assincrônicos podem variar desde alterações sutis, que exigem alta suspeição e monitorização refinada para sua detecção, até a evidente “briga” entre o paciente e o ventilador. A assincronia paciente-ventilador tem taxas de incidência variando de 10% a 85%. Essa grande variação pode ser explicada pelo fato de diferentes fatores interferirem tanto na sua incidência quanto na sua detecção, pois na prática clínica diária a sua identificação nem sempre é fácil e sua detecção à beira do leito é deficiente e bastante subestimada. Na grande maioria das vezes esses fenômenos não são percebidos clinicamente, principalmente se ela ocorre quando o paciente não está agitado. As assincronias podem ter causas relacionadas à condição subjacente do paciente, a limitações ou problemas do ventilador mecânico e acessórios ou de ambos.
O impacto fisiológico e clínico negativo das assincronias no desfecho dos pacientes é conhecido há cerca de 20 anos. Contudo persiste uma questão central: as assincronias são responsáveis, ou seja, têm relação causal com piores desfechos clínicos graves, ou tratam-se de fenômenos associados, sendo apenas mais um marcador de gravidade do paciente?
Dessa forma, os desfechos clínicos negativos associados a assincronia, são: prolongamento do tempo de VM, de internação em unidade de terapia intensiva (UTI) e de internação hospitalar, lesão muscular, necessidade de traqueostomia e aumento da mortalidade (figura 1).
Figura 1. Assincronia paciente x ventilador, fatores determinantes, efeitos clínicos, fisiológicos e desfechos associados. VILI: lesão pulmonar induzida pela ventilação mecânica, VO2: volume de oxigênio consumido pelos tecidos, BNM: bloqueador neuromuscular, VM: ventilação mecânica.
É possível classificar os tipos de assincronia paciente-ventilador de acordo com a fase do ciclo respiratório em que ocorrem: na transição da expiração para a inspiração, ou fase de disparo; na transição da inspiração para expiração, ou fase de ciclagem esses dois tipos agrupados como assincronias de fase e durante a fase inspiratória propriamente dita, caracterizando a assincronia de fluxo (figura 2).
Figura 2. Classificação das assincronias paciente-ventilador. Destaque nas cores vermelho, amarelo e verde para as assincronias com alto, médio e baixo risco, respectivamente, de prejuízo clínico para o paciente. Adaptado de Daminiani et al, 2020; Ísola AM, 2022; Holanda et al, 2018.
As assincronias de disparo incluem disparo ou esforço inefetivo, autodisparo, duplo disparo e disparo reverso. São assim denominadas por resultarem de problemas no disparo ou na inicialização do ciclo respiratório por parte do ventilador em resposta ao esforço muscular do paciente. O esforço inefetivo, um dos tipos mais comuns de assincronia, consiste na falta de reconhecimento pelo ventilador mecânico do esforço muscular inspiratório do paciente (figura 3).
Figura 3. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, evidenciando uma simulação de assincronia tipo disparo ou esforço inefetivo. Paciente com obstrução ao fluxo aéreo e dificuldade para disparar alguns ciclos devido à presença de pressão positiva expiratória final (auto-PEEP), mesmo com um esforço muscular “fisiológico”, mas incapaz de disparar ciclos do ventilador. A marcação indica o momento do esforço ineficaz. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
As causas de esforço inefetivo podem ser relacionadas ao paciente ou ao ventilador. No primeiro caso, fraqueza muscular, drive reduzido por sedação ou agravos neurológicos, inclusive farmacologicamente por uso de bloqueadores neuro-musculares, auto-PEEP com hiperinsuflação dinâmica, em especial nos pacientes com DPOC. No segundo, problemas no mecanismo de sensibilidade do ventilador, ajustes inadequados deste parâmetro, e obstruções em filtros tipo HME, no circuito ou no tubo.
O autodisparo é uma assincronia com mecanismo oposto à anterior: o ventilador dispara um ciclo ao reconhecer, indevidamente, uma variação de fluxo ou de pressão no circuito como sendo um esforço muscular respiratório espontâneo do paciente. Em outras palavras, o sistema de sensibilidade do aparelho é “enganado” por artefatos, como vazamentos, gerando despressurização do circuito ou oscilações de fluxo e/ou pressão por presença de condensado no mesmo, ou ainda por transmissão de variações de pressão intratorácica pelos batimentos cardíacos e pela ejeção do volume sistólico (figura 4 e 5).
Figura 4. Curvas volume, fluxo, pressão x tempo, ilustrando autodisparo. Na situação simulada ocorre interferência dos batimentos cardíacos (FC:80bpm) durante ventilação controlada por volume, com frequência programada de 15 rpm, sem esforço muscular, mas apresentando oscilações de fluxo e pressão a intervalos de tempo regulares. O aumento da frequência respiratória total se deu por disparos induzidos pela transmissão dos batimentos cardíacos para a onda de fluxo quando a sensibilidade foi modificada de pressão para fluxo. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular. * Autodisparo.
Figura 5. Curvas volume e fluxo x tempo, ilustrando autodisparo. Autodisparo no modo PSV devido a vazamento (setas), sensibilidade a fluxo de 2l/min. As setas indicam ciclos com autodisparo, portanto com início sem qualquer relação com a Pmus do paciente. Observar a curva de volume corrente que não retorna a linha de base devido ao vazamento que ao ser corrigido resolve a assincronia.
O duplo disparo consiste na oferta, pelo ventilador, de dois ciclos consecutivos para apenas um esforço muscular do paciente, ou seja, ocorre quando apenas um esforço do paciente dispara dois ciclos seguidos. Nesse caso, o tempo neural inspiratório do paciente é maior que o tempo do ciclo mecânico do ventilador. O primeiro disparo resulta do esforço do paciente (figura 6).
Figura 6. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando duplo disparo. Na situação simulada, o duplo disparo ocorre em decorrência do tempo neural do paciente, ser superior ao tempo mecânico do ventilador. Observar que o primeiro ciclo é sempre disparado pelo paciente, no modo ventilação controlada por volume. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
O disparo reverso ocorre quando um esforço do paciente é deflagrado por um ciclo controlado pelo ventilador, o que poderia ser chamado ainda de esforço reverso. Portanto, para serem classificados como tal, eles devem acontecer após um ciclo controlado. Isso significa que o paciente está sendo gerenciado em um modo de ventilação assistido-controlado, porém pode ocorrer também na PSV se o ventilador fornecer um ciclo com autodisparo, ou seja, ciclo que não foi disparado pelo paciente (figura 7).
O disparo reverso é uma forma específica de assincronia, foi descrito em pacientes intubados sob ventilação controlada e parece ser muito frequente em pacientes recebendo sedação. Há vários mecanismos relacionados, ainda não totalmente esclarecidos, porém a literatura relata o envolvimento de reflexos espinhais, soluços (arco reflexo) dentre outros.
Figura 7. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando disparo reverso. Na situação acima, o disparo reverso corresponde a um esforço muscular respiratório deflagrado por mecanismos reflexos decorrentes da insuflação de um ciclo controlado pelo ventilador, nesse caso em modo de ventilação controlada por volume. Observar o empilhamento do volume corrente e a elevação das pressões de via aérea durante essas assincronias. Os pontos indicam o momento do disparo reverso. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
Em casos de duplo-disparo e de disparo reverso ocorre o fenômeno de breath-stacking ou empilhamento de volume corrente. Este fato se associa a oferta de volumes correntes muito acima do programado. Em casos de pacientes com SARA ou sob risco dessa condição há um potencial de dano pulmonar adicional e lesão pulmonar induzida pelo ventilador (ventilator induced lung injury, VILI).
As assincronias de ciclagem podem ser do tipo precoce e tardia. A ciclagem precoce ocorre quando o ventilador cicla precocemente, ou seja, ele termina o ciclo inspiratório mecânico antes do fim do esforço muscular inspiratório do paciente. Nesse caso, a assincronia ocorre em um ciclo respiratório com tempo inspiratório mecânico menor/igual em até 50% do tempo inspiratório médio do paciente, ou seja, o tempo inspiratório mecânico do ventilador é menor que o tempo neural do paciente (figura 8). Já a ciclagem tardia se dá pelo inverso: o ventilador cicla tardiamente, ou seja, o ventilador oferta um ciclo com um tempo inspiratório mecânico mais longo do que a duração do esforço muscular do paciente. Nessa situação, a assincronia ocorre em um ciclo respiratório com tempo inspiratório mecânico maior/igual em até 50% do tempo inspiratório médio do paciente, ou seja, o tempo mecânico do ventilador é maior do que o tempo neural do paciente (figura 9 e 10).
Figura 8. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando assincronia do tipo ciclagem precoce. A situação acima ilustra paciente com doença pulmonar restritiva e assincronia do tipo ciclagem precoce, onde a mesma ocorre precocemente em relação ao término do esforço muscular do paciente. Os pontos indicam o momento da ciclagem no modo ventilação com pressão de suporte. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
Figura 9. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando assincronia do tipo ciclagem tardia. Na situação acima, foi simulado paciente com DPOC em modo de ventilação com pressão de suporte (PSV) onde a ciclagem ocorre tardiamente em relação ao término do esforço muscular do paciente. Os pontos indicam o momento da ciclagem no modo PSV. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
Figura 10. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando assincronia do tipo ciclagem tardia. Na situação acima, foi simulado paciente em modo de ventilação com pressão controlado (PCV) onde o fluxo é livre, ou seja, a oferta de fluxo é ajustada pelo operador. Ocorre overshoot de saída com elevação da pressão da via aérea após o relaxamento muscular. A pressão se eleva pelo volume corrente inspirado em relação à complacência do sistema respiratório. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
As principais causas das assincronias de ciclagem incluem: má adaptação do ventilador ao tempo neural do paciente e características da mecânica respiratória. Por exemplo, pacientes com DPOC apresentam maior tendência a desenvolverem ciclagem tardia e pacientes com doença restritiva maior tendência a desenvolverem ciclagem precoce. Como consequência desse tipo de assincronia esses pacientes podem apresentar: desconforto respiratório, overshoot de pressão, maior necessidade do uso de sedação e atraso no desmame da VM.
As assincronias de fluxo podem ser de dois tipos: fluxo insuficiente ou excessivo. No primeiro caso, o fluxo recebido pelo paciente é inferior à sua demanda ventilatória. Ocorre tipicamente em situações em que o fluxo inspiratório é fixo, ou seja, ele é ajustado pelo operador e não pode ser aumentado pelos esforços espontâneos do paciente, como ocorre no modo VCV. Entretanto, ele pode ocorrer também nas modalidades PCV e PSV quando os ajustes são insuficientes em ofertar o fluxo “desejado” pelo paciente (figura 11). A abordagem terapêutica pode incluir uma redução da demanda ventilatória: correção de febre, ansiedade, dor, acidose, etc., e/ou aumento da oferta de fluxo por ajustes apropriados a cada modo, observando-se o conforto e o uso da musculatura acessória da respiração, assim como a conformação da curva pressão-tempo. E ainda, quando em modo VCV, uma mudança para os modos PCV ou PSV, que têm fluxo livre, pode ser uma boa alternativa. Além disso, nesses modos, o ajuste de rise time (tempo de subida) influencia diretamente a oferta de fluxo logo após o disparo do ciclo respiratório; quanto mais curto for o rise time, maior será a oferta de fluxo e mais rápida será a pressurização inicial do sistema, sendo recomendável um tempo de subida curto em pacientes com sinais clínicos de “fome de ar”. Nesse sentido, alguns ventiladores dispõem de um recurso denominado fluxo adaptativo (também chamado fluxo de demanda) em modo VCV, onde o ventilador, baseado no esforço muscular, aumenta a taxa de fluxo para satisfazer a demanda ventilatória do paciente.
Figura 11. Curvas volume, fluxo e pressão x tempo, respectivamente, ilustrando assincronia do tipo fluxo insuficiente. Na situação acima, foi simulado paciente em modo de ventilação com volume controlado (VCV) onde o fluxo é fixo, ou seja, a oferta de fluxo é ajustada pelo operador. Essa situação é comumente denominada de “fome de ar”. Pva: pressão nas vias aéreas; e Pmus: pressão muscular.
A assincronia por fluxo excessivo ocorre pela oferta exagerada de fluxo inspiratório. Em alguns casos, uma pressurização excessiva pode ocorrer, caracterizando um overshoot de entrada de fluxo nos modos PCV ou PSV. A melhor opção consiste em reduzir a oferta de fluxo por redução do valor programado, no modo VCV, e redução dos valores de pressão aplicada acima da PEEP e/ou aumento do tempo de subida, nos modos PCV e PSV (figura 12).
Figura 12. Curvas pressão e fluxo x tempo, respectivamente, ilustrando assincronia do tipo fluxo excessivo. Na situação acima, paciente em modo de ventilação com pressão controlado (PCV) onde o fluxo é livre, ou seja, a oferta de fluxo é ajustada pelo operador. O fluxo excessivo se associa a um overshoot de pressão (seta branca) no início do ciclo respiratório.
Os quadros 1 e 2 resumem os principais mecanismos, riscos e possíveis soluções das assincronias. Embora o uso de medicações (sedativos) tenha sido relatado como estratégia terapêutica em alguns casos de assincronias, essa opção não deve ser utilizada como tratamento de primeira escolha. A recomendação é que essa conduta somente seja utilizada após a otimização dos parâmetros ventilatórios, ante o impacto de excesso de sedação na evolução clínica do paciente. É importante lembrar que a abordagem para a resolução das assincronias envolve uma assistência abrangente que inclui outros fatores influenciadores, tais como: avaliação da doença de base do paciente e sua evolução clínica, cuidados da equipe assistente multidisciplinar, medicações em uso e outros.
Quadro 1. Principais mecanismos, riscos e possíveis soluções das assincronias de disparo.
Quadro 2. Principais mecanismos, riscos e possíveis soluções das assincronias de ciclagem e fluxo.
As figuras 13 e 14 mostram as principais alterações observadas nas curvas da mecânica respiratória (volume, fluxo e pressão) exibidas na tela ventilador mecânico para a identificação das assincronias, com exceção da Pmus que não é visualizada a beira do leito na tela do ventilador mecânico.
Figura 13. Alterações observadas nas curvas da mecânica respiratória (volume, fluxo e pressão x tempo) exibidas na tela do ventilador mecânico. Curva amarela: volume (ml); curva verde: fluxo (l/min); vermelha: pressão (cmH2O), cinza: pressão muscular (cmH2O). * autodisparo.
Figura 14. Alterações observadas nas curvas da mecânica respiratória (volume, fluxo e pressão x tempo) exibidas na tela do ventilador mecânico. Curva amarela: volume (ml); curva verde: fluxo (l/min); vermelha: pressão (cmH2O), cinza: pressão muscular (cmH2O). Com exceção as curvas de fluxo excessivo, as duas com cor amarela, estando superior a curva pressão (cmH2O) e inferior a curva de fluxo.
Existem várias ferramentas para avaliar o tempo neural do paciente visando analisar a assincronia paciente-ventilador, tais como: medição da atividade elétrica diafragmática por eletromiografia (EMG) e a monitorização da pressão esofágica considerados métodos ideais para a detecção deste fenômeno. No entanto, eles exigem procedimentos invasivos e sofisticados e/ou de custo elevado, portanto, sua disponibilidade na prática clínica diária é limitada. Nesse contexto, as curvas da mecânica respiratória de fluxo, volume e pressão, exibidas na tela do ventilador mecânico, têm sido relatadas como ferramentas úteis na identificação da assincronia paciente-ventilador durante a ventilação mecânica na prática diária. Além de ser considerada uma alternativa não-invasiva e confiável, esta alternativa mostra também boa correlação com os métodos invasivos ou que usam EMG do diafragma, possibilitando assim detectar os tipos mais comuns de assincronia paciente-ventilador à beira do leito. Para realizar tal avaliação é importante seguir algumas recomendações (quadro 3).
Quadro 3. Recomendações para avaliação da assincronia paciente – ventilador.
Dessa forma, novas perspectivas no diagnóstico e tratamento das assincronias têm ganhado destaque nos últimos anos, incluindo novos modos ventilatórios, como NAVA (Neurally-Adjusted Ventilatory Assist) e PAV+ (proportional assist ventilation plus), bem como softwares para a detecção e quantificação automatizada de assincronias. Estes avanços mostram-se promissores, mas ainda pouco acessíveis e tem sido mais comumente utilizado em pesquisas. Programas de treinamentos em VM na abordagem de assincronias devem ser estimulados e disseminados em larga escala, incluindo o emprego de simulação virtual com essa finalidade.