USO DA T.G.I. NO MANEJO DA HIPERCAPNIA REFRATÁRIA:

MUITO CUIDADO COM AS “GAMBIARRAS”.

 

Dr. Alejandro Enrique Barba Rodas. Médico Responsável Técnico e Coordenador da Unidade Coronariana da Santa Casa de São Jose dos Campos. Coordenador da Residência em Medicina Intensiva – COREME e membro do Grupo Técnico de Enfrentamento à COVID -19 da Santa Casa de São Jose dos Campos.

A HIPERCAPNIA é uma complicação que costuma ocorrer no manejo de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA), nos quais se utiliza uma estratégia de ventilação mecânica protetora. A hipercapnia quando severa pode ter consequências potencialmente deletérias para o paciente[1].  As consequências da retenção aguda do CO2 estão relacionadas ao pH intracelular, podendo resultar em disfunções do sistema nervoso central (SNC), hipertensão intracraniana (HIC), fraqueza neuromuscular, alterações cardiovasculares e respiratórias, entre outras. Portanto, a hipercapnia é responsável por danos orgânicos complicados, os quais podem representar um elevado risco em alguns contextos clínicos específicos dos pacientes. Sua ocorrência tem sido bastante comum durante a pandemia da COVID-19, como consequência da estratégia ventilatória que usa VC baixo (redução da ventilação alveolar) e da própria lesão pulmonar que aumenta significativamente o espaço morto. Ambos fatores resultam em uma eliminação ineficaz do CO2 sanguíneo e consequentemente em hipercapnia. Diante da elevação dos valores de PaCO2 e, para manter a ventilação mecânica protetora, se faz uso de estratégias que tentam reduzir a hipercapnia, como o aumento da frequência respiratória (para aumentar o volume minuto) e a redução do tempo inspiratório (para aumentar o tempo expiratório). A hipercapnia permissiva é outra estratégia na qual que se toleram níveis de elevados de PaCO2 desde que não exista ou consiga se compensar a acidose respiratória grave eventualmente ocasionada. Pode se tolerar PaCO2 entre 60 mmHg e 100 mmHg com pH >7,2). Em casos refratários e/ou com acidose respiratória persistente (hipercapnia refratária) e, em centros com experiencia, podem se usar de métodos avançados como a troca de gases extracorpórea (TGEC) através de assistência pulmonar intervencionista (ILA) arteriovenosa (A-V) nos casos sem instabilidade hemodinâmica ou através da oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO) quando além da remoção de CO2 se busque também tratar a hipoxemia refratária[2].

Entretanto, a maioria das UTIs brasileiras não contam com os métodos avançados e, portanto, se vem diante de um esgotamento precoce de opções de manejo.

A TGI COMO OPÇÃO DE RESGATE

A injeção traqueal de gás ou TGI (derivado do termo tracheal gas insufflation) tem sido usada em alguns centros como uma estratégia de resgate ou de “última opção” nos cenários onde não há métodos avançados.

A TGI consiste na insuflação de gás fresco (com oxigênio em diferentes concentrações) através das vias aéreas para aumentar a eficiência da ventilação alveolar e aumentar a eliminação de CO2. A ventilação alveolar minuto (VA) equivale à diferença entre o volume corrente (VC) e o volume do espaço morto (VEM) vezes a frequência respiratória.  Durante a expiração parte do ar exalado (com alta concentração de CO2) permanece ocupando o espaço morto (vias aéreas e tubo endotraqueal), de forma que na inspiração seguinte, este ar será o primeiro a ingressar na zona respiratória das vias aéreas, principalmente constituída pelos alvéolos respiratórios. Assim, quanto maior o espaço morto (como acontece na SARA grave) maior a quantidade de CO2 que retornará aos alvéolos durante a inspiração. Isso aumentará a concentração de CO2 alveolar durante a inspiração e, portanto, a pressão alveolar de CO2 (PACO2). Este aumento reduzirá o gradiente de CO2 do capilar pulmonar para o alvéolo (Gc-ACO2) representando pela diferença entre a pressão capilar e alveolar de CO2 (PaCO2 – PaCO2), pelo que o CO2 sanguíneo terá sua eliminação diminuída, levando a hipercapnia (aumento da PaCO2).

 

MECANISMOS DE AÇÃO DA TGI

Existem dois mecanismos principais responsáveis pela redução do CO2 durante a aplicação da TGI: o proximal, no qual o gás fresco é introduzido próximo à carina, diluindo o CO2 contido no espaço morto proximal à extremidade do cateter no final da expiração; e o distal, no qual a turbulência gerada pelo jato na extremidade do cateter pode elevar a mistura gasosa em regiões distais à extremidade distal do cateter, aumentando ainda mais a eliminação de CO2. Ambos mecanismos provocam a diminuição do espaço morto através do seu preenchimento com fluxo turbulento de gás fresco na traqueia durante o ciclo ventilatório, promovendo uma “lavagem do CO2” do espaço morto, para reduzir a PACO2 e melhora o Gc-ACo2 (Fig. 1).

                            

 

Fig.1 Á esquerda, sem insuflação de gás traqueal (TGI), o centro as vias aéreas contêm CO2 na expiração final e este CO2 é entregue ao os alvéolos durante a inspiração subsequente. À direita, com TGI (direita), o CO2 das vias aéreas centrais é liberado durante a fase expiratória, que reduz o CO2 entregue aos alvéolos durante a inspiração. Dean R. Hess, et.al. Respiratory care. February 2001 vol. 46 Nº 2

 

TÉCNICA “IDEAL” E “ADAPTADA” DE REALIZAR TGI

A técnica é idealmente realizada através de cânula orotraqueal já projetadas para TGI disponíveis apenas para pesquisas (Fig.2).

 

Fig.2. Cânula endotraqueal multicanal de Vygon com sistema para TGI com via de acesso do gás de insuflação e mais duas vias com hubs. Os círculos abertos marcados com setas representam canais isolados e os seis restantes representam os lúmens distais para a eliminação do espaço morto do TGI. Pediatric Pulmonology 38:386–395 (2004).

 

Na prática clínica, até um tempo atrás se dispunha de cateteres de TGI específicos que se introduziam no interior do tubo orotraqueal (TOT), através de conectores também específicos que encaixavam perfeitamente na entrada do TOT (Fig.3). Hoje não se encontram mais disponíveis.

 

Fig.3. Representação do Cateter para TGI (seta horizontal) inserido na Cânula Traqueal por Meio do Conector de Cânula (seta vertical). Ortiz. A. C. Revista Brasileira de Anestesiologia Vol. 58, No 5, Setembro-Outubro, 2008

 

Hoje em dia, devido à falta de cateteres próprios, se usam “adaptações” (popularmente conhecidas como “gambiarras”) para implementar sistemas de fornecimento de gás fresco como TGI. Como cateteres de TGI adaptados se usam sondas de aspiração traqueal convencional ou do próprio sistema de trachcare, sondas nasogástricas ou uretrais. Um dos sistemas mais utilizados usa o conector em “T” do trachcare (de aspiração continua fechada) desconectando-se o sistema de sucção (sonda + involucro estéril). Através do conector de introduz o cateter adaptado. Um dos problemas frequentes nestas adaptações é o encaixe das peças adaptadas pelo que via de regra deve se improvisar a vedação da conexão com esparadrapo, tendo ainda que cortar as cânulas para que seu comprimento fique a 1cm da carina (ver vídeos no final do post). O cateter então será conectado ao fluxômetro de oxigeno através de um cabo de conexão convencional o que levará a fornecimento de um fluxo de gás com oxigênio puro (FiO2 de 100%) o que eventualmente poderá alterar a FiO2 efetiva entregue ao paciente; ou através de um conector em “Y” (polifix) com uma das vias conectada ao fluxômetro de oxigênio (O2) enquanto a outra será conectada ao fluxômetro de ar comprimido (AC) para desta forma proporcionar um gás com uma concentração diferente de oxigênio. Neste último caso, a mistura resultante de gás (O2 puro + ar comprimido) terá uma FiO2 que poderá ser estimada através da formula:

 

FiO2 = Fluxo O2 (L/min) x 100 + Fluxo de AC (L/min) x 21

Total de L/min

 

Exemplos: 

Da mesma forma, estando o paciente ventilado em VCV controlada, com onda de fluxo quadrada (constante) sabendo-se o valor do VC entregue pelo respirador, pode se estimar o volume de ar adicional injetado pela TGI conhecendo o fluxo total (L/min) do ar injetado e o tempo inspiratório (segundos). Entretanto, o respirador fará uma sobrestimação do volume expirado já que em razão de ser TGI continua haverá a leitura de fluxo tanto na fase inspiratória quanto expiratória.

A extremidade do cateter deve ficar posicionada o mais próximo da carina, usualmente a 1 cm (maior lavagem do CO2 do espaço morto), permitindo um fluxo de gás fresco entre 1 a 5 L/min. A técnica pode ser realizada em pacientes ventilados em modo ventilatório com pressão controlada (PCV) ou ventilação de volume controlado (VCV)[3] [4] [5] [6] [7]. As formas de aplicação da TGI podem ser classificadas em contínua (o fluxo é liberado em ambas fases do ciclo ventilatório), ou fásica, isto é, durante a fase de inspiração ou de expiração (parcial ou total) o que pressupõe que os respiradores que permitem realizar TGI permitam também a escolha do tipo de TGI e ainda regular o fluxo. O diâmetro do cateter não influencia a eficácia da TGI em reduzir o CO2, não interferindo e não promovendo alterações significativas no volume corrente e nas variáveis de pressão. A partir desse princípio, tem-se preconizado a utilização de cateteres com diâmetro interno variando entre 1,1 e 3 mm para a aplicação do método. O fluxo pode ser utilizado no máximo até 15 L/min, sendo os valores de referência de 2 a 15 L/min[8] [9], mas na prática usa-se como limite 10 L/min. Para manter pressões inspiratórias e expiratórias constantes, idealmente o respirador deve permitir que a válvula de exalação permaneça aberta durante a fase de inspiração, para compensar o fluxo adicional fornecido pela TGI[10] [11] [12]. Quando se usam adaptações, o fluxo será sempre contínuo e os respiradores não havendo a compensação pela válvula expiratória durante a inspiração.

A TGI teve seu auge nos anos 90, com base em estudos feitos principalmente em animais de experimentação, mostrando maiores benefícios nos casos de hipercapnias graves[13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]. Entretanto, nos anos seguintes não houve desenvolvimento de pesquisas consistentes e principalmente realizadas em seres humanos, o que fragiliza sua sustentação e segurança para seu uso na prática clínica.

Em 2004, uma revisão Cochrane avaliou o uso da TGI em recém nascidos encontrando apenas um pequeno estudo randomizado e controlado mostrando redução na duração da em VM[20].

Em 2013, nossas Diretrizes Brasileira de Ventilação Mecânica com base nos estudos de Hoffman (2000) e Kallet 2013)[21] [22], forneceram as seguintes orientações a respeito da TGI:

A TGI visa retirar o CO2 do gás do espaço morto anatômico, diminuindo a hipercapnia para PaCO2 < 80 mmHg. É um recurso que pode ser usado em situações de Pplatô > 30 cm H2O com VC baixos e PaCO2 > 80 mmHg.

Indicação (sugestão): Em pacientes onde a f, C e as pressões em vias aéreas estão no limite de proteção e segurança do aparelho respiratório, mas com a PaCO2 > 80 mmHg e/ou pH < 7.2.

Técnicas e cuidados (recomendação):

• Usar ETCO2;
• O TGI terá maior eficácia em pacientes com ETCO2 alto e próximo ao PaCO2 arterial;
• Usar conector de broncoscopia para cânula traqueal e sonda fina (6 Fr) através do conector;
• Deixar a ponta do cateter 2 – 3 cm acima da carina e abaixo da extremidade distal da prótese ventilatória (medir em tubo traqueal fora da traqueia);
• Usar fluxo na TGI para que a linha de “platô” (agora descendente) do CO2 expirado chegue próximo ou toque a linha do zero;
• Evitar fluxos maiores que 10 L/min;
• Realizar a TGI no modo PCV;
• Os volumes medidos pelo ventilador serão inacurados;
• A pressão de platô não poderá ser medida de forma acurada durante a TGI.

 

Em 2018, Renata Monteiro Weigert e col., publicaram uma revisão sistemática sobre o uso da TGI como recurso terapêutico em ventilação mecânica invasiva. A pesquisa foi iniciada em 2 de julho de 2016 e concluída em 31 agosto de 2016. Foram incluídas publicações restritas ao período de 1 de janeiro de 2005 a 31 de julho de 2016. Foram identificados 1.437 artigos nas bases de dados. Destes, após eliminar as duplicatas, restaram 1.388 artigos, sendo 1.166 excluídos por terem sido publicados fora do período de 12 anos estipulado para essa revisão. Do restante, 30 artigos foram excluídos por não estarem disponíveis gratuitamente online, 178 foram excluídos após a leitura do título e resumo e quatro foram excluídos por não atenderem aos demais critérios de inclusão. Não houve distinção quanto ao número de artigos selecionados, e 10 artigos foram incluídos na revisão. A maioria dos 10 estudos foram realizados com amostra experimental (coelhos e cães). Apenas quatro estudos investigaram seres humanos, com amostra de pacientes com lesão pulmonar grave e/ou SDRA. Esses estudos abordavam a eficácia do método de TGI utilizado na redução dos níveis de CO2 e as condições para a diminuição dos parâmetros da VMI e melhora da mecânica ventilatória. Os estudos abordavam a TGI em comparação com outras técnicas, os efeitos da TGI em pacientes com lesão pulmonar e a efetividade da técnica para a redução de pressões e volumes na VMI. Nenhum estudo foi excluído desta revisão baseado no risco de viés avaliado. Os autores concluem que a TGI pode ser usada como recurso terapêutico na hipercapnia permissiva e para melhorar a mecânica ventilatória em pacientes com lesão pulmonar, mas os estudos que abordam a eficácia da TGI são controversos e por sua heterogeneidade comprometem uma análise adequada, nãos sendo ainda possível determinar qual modo de aplicação da técnica favorece o melhor tratamento. Ainda ponderam que os artigos pesquisados não fornecem um protocolo claro e seguro para que a TGI seja utilizada com completa segurança, sugerindo que novas pesquisas explorem essa técnica, auxiliando seu desenvolvimento e buscando uma melhor compreensão dos seus benefícios, para possibilitar sua adoção rotineira nas UTIs[23].

No mesmo ano de 2018, Juliane Regina Lucindo Euzébio e col., publicam uma revisão narrativa-qualitativa, composta por análise da literatura publicada em livros, artigos de revistas eletrônicas interpretados entre 1990 até essa data com análise crítica pessoal dos autores. Destacam que apesar dos estudos apontarem resultados satisfatórios em relação à redução e/ou estabilização da PaCO2, a ausência de um protocolo seguro facilita a contradição em relação da aplicação em unidades de terapia intensiva, sugerindo também a necessidade de novos estudos[24].

Também um estudo de 2018 em pacientes traqueostomizados, a TGI não mostrou diferença significativa na redução da PaCO2 em pacientes em ventilação espontânea[25], achado que anteriormente já tinha também sido encontrado para pacientes traqueostomizados hipercapnicos com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC)[26].

 

DESVANTAGENS E PROBLEMAS COM O USO DA TGI

Quando se usa TGI tipo continua, haverá uma entrega de fluxo adicional que se somará ao volume de ar fornecido pelo ventilador. Isso certamente poderá acarretar aumento do VC e hiperinsuflação alveolar. Isto porque poucos são os respiradores que permitem manter a válvula expiratória ativa durante a inspiração, ou permitem realizar apenas TGI fásica expiratória com possibilidade de regular o fluxo injetado.

Na prática a TGI é realizada usando as denominadas “adaptações” anteriormente descritas (“gambiarras”) o que certamente é feito através de fluxo contínuo. Para estimar o volume adicionado pela TGI, como descrito acima, deve se ajustar a ventilação em VCV com onda de fluxo quadrada. Assim aumentos de VC poderão levar, além de hiperinsuflação, a aumento da pressão da via aérea (tanto dinâmica quanto estática). Desta forma além de se perder a estratégia protetora, também se perderá a aferição de valores fidedignos da mecânica respiratória, com risco de geração de volutrauma e barotrauma. Na fase expiratória, o fluxo da TGI poderá levar a aumento da resistência da via aérea e à geração de PEEP intrínseca. O gás injetado poderá estar insuficientemente umidificado o que aumentará o espessamento das secreções e poderá aumento o risco de lesão a mucosa da via aérea. Ainda, o fluxo poderá influenciar nos mecanismos de disparo, especialmente quando o escolhido for a fluxo. Ouro problema gerado é a alteração que poderá haver na entrega da FiO2 efetiva quando se insufle oxigênio puro aumentando o risco de lesão pulmonar induzida pelo oxigênio. Também a leitura da ETCO2 pela capnometria durante a realização da TGI contínua poderá não refletir adequadamente o valor da PaCO2.

CONCLUSÃO

Apesar de estudos antigos feitos em animais de experimentação terem demostrado um efeito benéfico na redução da hipercapnia, a ausência de estudos controlados e randomizados em seres humanos não fornece um nível de evidencia suficientemente seguro para o uso da TGI em pacientes com hipercapnia refratária decorrente do uso de estratégia protetora em pacientes com SDRA grave submetido a ventilação mecânica invasiva. Menos ainda existem estudos que comprovem redução de mortalidade.

A prática clínica hoje se dá através do uso da TGI de tipo contínuo (com fornecimento de fluxo adicional tanto na fase inspiratória quanto na fase expiratória) através de sistemas de fornecimento de fluxo montados com base em adaptações (“gambiarras”) usadas em respiradores que geralmente não permitem manter válvula expiratória ativa durante a expiração.

A injeção de gás durante a fase inspiratória adicionado ao VC entregue pelo respirador provocará hiperinsuflação (volutrauma) assim como barotrauma representando um risco que pode superar eventual benefício. Mesmo que ventilando em VCV com onda de fluxo constante (quadrada) consiga-se reduzir do VC o volume estimado adicional fornecido pela TGI, visando reduzir o risco de volutrauma/barotrauma, durante a pausa inspiratória mesmo que se interrompa o fluxo entregue pelo respirador, o fluxo da TGI continuará sendo fornecido, aumentando a pressão de pico (Ppi), pressão de platô (Pplat) e a driving pressure (DP) prejudicando a estratégia protetora e a monitorização da mecânica respiratória.

A injeção de gás durante a fase expiratória poderá gerar problemas de autoPEEP, aumentando a pressão de platô, assim como poderá provocar assincronias de fluxo. Ainda o volume expirado aumentará seu valor, podendo mascarar eventuais vazamentos de ar.

A FiO2 entregue ao paciente com um sistema adaptado de TGI que inclua o fornecimento de fluxo de O2 puro (FiO2 de 100%) pode restar excessiva e difícil de ser estimada, podendo acarretar risco de lesão pulmonar induzida pelo oxigênio.

Ainda, caso se use como sistema adaptado de TGI o próprio sistema de trachcare, o paciente ficará sem sistema de aspiração fechada podendo trazer riscos gerados pela hipersecreção brônquica. Nestes casos, em se tratando de pacientes com COVID-19 haverá necessidade de aspirar secreções pelo sistema aberto gerando risco de aerosolização e de maior contaminação.

Pelas razões anteriormente expostas, o uso da TGI sem um protocolo devidamente elaborado e aprovado pela instituição dever ser evitado. O protocolo institucional, quando elaborado, deverá estabelecer uma técnica segura, que minimize os riscos provocados pelo uso de “adaptações” e deverá estabelecer formas de poder monitorizar parâmetros de mecânica respiratória intermitente.

Mesmo com um protocolo elaborado e aprovado, em razão da falta de evidencias consistentes, a TGI deverá ser usada como estratégia de resgate, restrita a situações de hipercapnia severa (PaCO2>100mmHg) com acidose refratária e/ou persistente (pH≤ 7.2) em lugares nos quais o risco  pela acidose supere os riscos da própria TGI, tendo se esgotado todas as formas de manejo convencional e não exista possibilidade de providenciar o manejo através de assistência pulmonar intervencionista (ILA) arteriovenosa (A-V) nos casos sem instabilidade hemodinâmica ou através da oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO).

 

VIDEOS EDUCATIVOS:

 

1. https://www.youtube.com/watch?v=cMw2YrOngqU

2. https://www.youtube.com/watch?v=xETe3E8eSd4

3.  https://www.youtube.com/watch?v=opc458zkF-g

 

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[1] Repessé X, Vieillard-Baron A. Hipercapnia na síndrome do desconforto respiratório agudo: a árvore que esconde a floresta! J Thorac Dis. Junho de 2017; 9 (6): 1420-1425. doi: 10.21037 / jtd.2017.05.69. PMID: 28740647; PMCID: PMC5506150.

[2] DIRETRIZES BRASILEIRAS DE Ventilação Mecânica – 2013

[3] Salgado A, Cardoso BB, Mello MP, Eigenheer JF, Presto BL, Presto L, et al. Insuflação traqueal de gás

como terapia alternativa a hipercapnia em pacientes com SARA. Revista Neurociências. 2010;18(3):3659.

[4] Hoffman LA, Tasota FJ, Delgado E, Zullo TG, Pinsky MR. Effect of tracheal gas insufflation during weaning from prolonged mechanical ventilation: a preliminary study. Am J Crit Care. 2003;12(1):31-9. PMid:12526235.

[5] Epstein SK. TGIF: tracheal gas insufflation: for whom? Chest. 2002;122(5):1515-7. http://dx.doi. org/10.1378/chest.

[6] Imanaka H, Kirmse M, Mang H, Hess D, Kacmarek RM. Expiratory phase tracheal gas insufflation and pressure control in sheep with permissive hypercapnia. Am J Respir Crit Care Med. 1999;159(1):49-54. http://dx.doi. org/10.1164/ajrccm.159.1.9801087. PMid:9872817.

[7] Hoffman LA, Miro AM, Tasota FJ, Delgado E, Zullo TG, Lutz J, et al. Tracheal gas insufflation. Limits

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[9] Sala AD, Auler Jr JOC. Insuflação traqueal de gás. Rev Bras Ter Intensiva. 2004;16(3):197-201.

[10] Carter CS, Hotchkiss JR, Adams AB, Stone MK, Marini JJ. Distal projection of insufflated gas during tracheal gas insufflation. J Appl Physiol. 2002;92(5):1843-50. http://dx.doi. org/10.1152/japplphysiol.00160.2001

[11] Kim JS, Lee BH, Jang IS, Jeon HJ, Kim HY, Han JS, et al. Tracheal gas insufflation-aided mechanical

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[22] Kallet RH. Adjunct therapies during mechanical ventilation: airway clearance techniques, therapeutic

aerosols, and gases. Respir Care. 2013 Jun;58(6):1053-73

[23] Monteiro Weigert R. et.al. Insuflação de gás traqueal como recurso terapêutico em ventilação mecânica invasiva: revisão sistemática. Clin Biomed Res 2018;38(2).

[24] Juliane Regina Lucindo Euzébio et. al. Insuflação de Gás Traqueal (TGI): Recurso Terapêutico de Ventilação Protetora Pulmonar em prol a Hipercapnia em Unidade de Terapia Intensiva Adulto.Revista eletrônica Saúde e Ciência. Vol 8. Nº 1.

[25] Grigoriadis K, Tsangaris I, Koutsoukou A, Kopterides P, Grammatopoulou E, Grigoriadou A, Armaganidis A. The respiratory effect of tracheal gas insufflation (TGI) on tracheostomized spontaneously breathing ICU patients. J Crit Care. 2018 Dec;48:160-165. doi: 10.1016/j.jcrc.2018.08.042. Epub 2018 Aug 30. PMID: 30212749.

[26] Nakos G, Lachana A, Prekates A et al. Respiratory effects of tracheal gas insufflation in spontaneously breathing COPD patients. os Intensive Care Med. 1995;21(11):904–12.