Ventilacion nasal sincronizada

Ventilación a presión positiva nasal intermitente sincronizada (SNIPPV) disminuye el trabajo respiratorio (WOB) en prematuros con sindrome de distress respiratorio (RDS) comparado con Presión positiva continua de vía aérea nasal (NCPAP)

Zubair H. Aghai, MD,^1* Judy G. Saslow, MD,1 Tarek Nakhla, MD,¹ Barry Milcarek, PhD,²James Hart, RRT,³ Robyn Lawrysh-Plunkett, RRT,³ Gary Stahl, MD,1 Robert H. Habib, PhD,4 and Kee H. Pyon, PhD ¹

¹Department of Pediatrics, Division of Neonatology, The Children’s Regional Hospital at Cooper University Hospital, University of Medicine and Dentistry of New Jersey/Robert Wood Johnson Medical School, Camden, New Jersey.

²Department of Biostatistics, Cooper Research Institute, Camden, New Jersey.

³Department of Respiratory, The Children’s Regional Hospital at Cooper Hospital/UMC, Camden, New Jersey.

⁴Mercy Children’s Hospital at St. Vincent Mercy Medical Center and Department of Pediatrics, Medical University of Ohio, Toledo, Ohio.

Traducción libre Dr Gerardo Flores Henríquez Pediatra Neonatólogo Puerto Montt Chile

SNIPPV	Synchronized nasal intermittent positive pressure ventilation
NCPAP	Nasal continuous positive airway pressure
RDS	Respiratory distress syndrome
BPD	Bronchopulmonary dysplasia
PEEP	Positive end expiratory pressure
PIP	Peak inspiratory pressure
Ptp	Transpulmonary pressure
RIP	Respiratory inductance plethysmography
CL	Lung compliance
VT	Tidal volume
RR	Respiratory rate
VE	Minute ventilation
WOB	Work of breathing
WOB_insp	Inspiratory work of breathing
RWOB	Resistive work of breathing
WOBE	Elastic work of breathing

Los recién nacidos prematuros que son intubados y ventilados mecánicamente por sindrome de distress respiratorio (SDR) tienen riesgo aumentado de desarrollar complicaciones pulmonares incluyendo displasia broncopulmonar (DBP).^1-3 La mayor preocupación sobre el volutrauma en prematuros apoyados en ventilador y los esfuerzos para prevenir DBP han dado lugar a interés renovado en el uso de la presión positiva continua nasal de vía aérea (NCPAP).^3,4 El uso de NCPAP en prematuros puede disminuir la necesidad de ventilación mecánica y puede reducir la incidencia de DBP.⁵ Sin embargo, los prematuros pueden fallar con ayuda de NCPAP y por tanto requerir intubación y ventilación mecánica. La ventilación de presión positiva intermitente nasal sincronizada (SNIPPV) es un método no invasivo prometedor para apoyar la respiración sin intubación endotraqueal. SNIPPV proporciona respiraciones ventilatorias sincronizadas vía cánulas nasales además de CPAP. SNIPPV se ha utilizado en recién nacidos prematuros con SDR como modo primario así como tambien después de extubación y para apnea.^6-10 Santin y cols usaron SNIPPV como un modo primario de soporte ventilatorio por encima de la ventilación convencional y reportaron disminución de requerimiento de oxígeno y estadía hospitalaria con SNIPPV.⁸En dos estudios clínicos pequeños, los investigadores han reportado extubación más exitosa de prematuros en SNIPPV comparado a NCPAP.^6,7 Alternativamente, dos estudios clínicos que usaron SNIPPV de corta duración en prematuros con apnea reportaron resultados conflictivos .^9,10 Las razones mecánicas por las que SNIPPV puede ser beneficial ó más efectiva que NCPAP no se han aclarado completamente. Sin embargo, Moretti y cols divulgaron que el uso de SNIPPV versus NCPAP fue asociado con volumen tidal y ventilación minuto aumentados y presión esofágica disminuída reflejando esfuerzo inspiratorio disminuído durante SNIPPV.¹¹Mientras que estos hallazgos pueden indicar una carga de trabajo disminuída con SNIPPV, una disminución del trabajo respiratorio (WOB) en prematuros en SNIPPV nunca ha sido demostrada y tampoco han sido investigados los potenciales efectos de variar las presiones inspiratorias máximas entregadas (PIP) durante SNIPPV . Por consiguiente, los autores compararon NCPAP a niveles variables de soporte SNIPPV en prematuros con SDR. Los autores hipotetizaron que SNIPPV es más eficaz que NCPAP para soporte respiratorio de prematuros debido a la carga de trabajo inspiratoria disminuída.

El estudio fue realizado en una UCIN de 39 camas, nivel III en el Cooper University Hospital in Camden, New Jersey, entre enero de 2003 y noviembre de 2004. El estudio fue aprobado por el Institutional Review Board y el consentimiento informado firmado fue obtenido de pades(s) o de cuidadores previo al estudio. Los niños fueron elegibles para el estudio si el peso de nacimiento era menor de 2.000 g y estaban médicamente estables pero requiriendo NCPAP para SDR leve.

Los niños con anomalías congénitas importantes también fueron excluídos. Cada uno de los 15 niños fue estudiado en ambos dispositivos NCPAP y SNIPPV, aplicado en orden randomizado. La secuencia de randomización del dispositivo de inicio fue determinada por un sobre sellado escrito antes del comienzo del estudio. Los investigadores no fueron cegados al tipo de dispositivo al momento de la medición. De acuerdo a la randomización, siete de los niños comenzaron en NCPAP y ocho comenzaron en SNIPPV.

Los niños fueron estudiados en supino, sin sedación, y después de alimentar siempre que fuera posible. Un ventilador Infant Star con puntas (prongs) INCA fue utilizado para entregar NCPAP y SNIPPV usando la cápsula neumática StarSync (Mallinckrodt, St. Louis, MO). Las puntas (prongs) usadas eran del tamaño más grande que cabían fácilmente en las narinas de los niños sin blanqueo del tejido circundante.

Se usó presión positiva final de espiración (PEEP) de 5 cm H2O en NCPAP (NCPAP5). SNIPPV fue entregada siempre en modo assist control con una PEEP constante fija en 5 cm H2O. (es decir, equivalente a NCPAP5). Aquí, tres niveles en aumento de soporte fueron entregados ajustando la PIP : 10 (SNIPPV10), 12 (SNIPPV12) y 14 (SNIPPV14) y 14 cm H2O. El tiempo inspiratorio fue mantenido constante en 0.35 segundos para todos los modos. Los datos de SNIPPV fueron recogidos en orden secuencial. Todos los datos fueron recogidos después de un tiempo de estabilización de aproximadamente 5 minutos en cada nivel. Cuando fue necesario, la boca del niño fue cerrada suavemente durante la recolección de datos para parar cualquier escape de aire. Las respiraciones libres de escape que abarcan los últimos 20-30 segundos en cada escenario de ajuste fueron seleccionadas para análisis subsiguiente.

Los métodos de análisis se describen en otra parte en detalle.^12-15 Brevemente, los movimientos de pared abdominal y torácica fueron registrados usando pletismografía de inductancia respiratoria (RIP; Respiband Plus y Respitrace, SensorMedics Corp., Yorba Linda, CA), y éstos fueron utilizados como estimaciones de la ventilación tidal [VRIP(t) ]. Los datos de calibración de VRIP fueron hechos vía comparaciones directas de ventilación tidal medida por neumotacografía con mascarilla facial mascarilla (Hans Rudolph, Inc., Kansas City , MO).¹⁴Las presiones pleurales (y por tanto la presión transpulmonar ó P_tp(t)) fueron estimadas desde la presión esofágica continua monitorizada vía un catéter balón esofágico (Ackrad Laboratories , Cranford, NJ) con validación de colocación apropiada usando la técnica de oclusión. Los datos fueron recogidos a 100 Hz usando el sistema de adquisición de datos de Biopac MP100 (Biopac Systems, Inc., Santa Barbara, CA).

Se utilizaron trazos calibrados de V_RIP(t) para obtener volumen de tidal ajustado por peso (VT, ml/kg), frecuencia respiratoria (RR) y ventilación minuto (V_E). Las estimaciones de compliance pulmonar respiración a respiración fueron derivadas de cambios en P_tp y V_T , [ C_L=V_T/ΔP_tp ]. Además, el ángulo de fase (en grados, retraso de tiempo entre movimiento de tórax y abdominal) fue calculado en trazados RIP. Finalmente, V_RIP(t) y P_tp(t) fueron utilizados para calcular el trabajo inspiratorio, elástico y resistivo de cada respiración (WOB_insp, WOB_E, y RWOB) como se muestra en figura 1 y como se describió previamente.^12-15 Se usaron t-tests pareados para determinar la significancia de diferencias entre NCPAP5 (control) y SNIPPV a PIP entregadas de 10, 12 y 14 cm H2O. Los datos también fueron comparados entre los tres soportes SNIPPV. Una corrección de Bonferroni fue utilizada para explicar los tests de significancia múltiple realizados en cada niño, manteniendo el error tipo I en 0.05.^16,17 Cálculos de poder post hoc "observado" fueron hechos para calibrar la fuerza del diseño para los diversos tests realizados, y para señalar a los outcomes donde los tamaños muestrales aumentados pudieran ser requeridos para determinar efectos en estudios futuros. Los cálculos de poder observados, basados en los tamaños observados del efecto para outcomes promediados sobre las tres intervenciones, mostraron tamaños muestrales adecuados para todos los tests de significancia realizados, usando un alfa de 1 cola = 0.05 y un poder = 0.80.

Fig. 1. Curva estilizada de presión - volumen usada para ilustrar componentes de WOB y método de cálculo de WOB. WOB_insp (equivalente al área bajo el brazo inspiratorio [ó superior] de la curva P-V) es la suma algebraica de WOB_E y WOB resistivo inspiratorio (RWOB_i). El área dentro de la curva P-V es igual a RWOB realizado durante la inspiración y la expiración. WOB_E fue estimado como el área bajo la línea recta que conecta los puntos de comienzo y final de inspiración.

15 niños fueron ingresados en el estudio. Los parámetros demográficos y clínicos al momento del estudio se muestran en la tabla 1. Los promedios de peso de nacimiento y edad gestacional de los niños fueron 1.367 ± 325 g y 29.5 ± 2.4 semanas y el promedio de edad al momento del estudio fue 4 ± 4 días. Los niños estaban en mínimo soporte de NCPAP al momento del estudio (FiO2 0.26 ± 0.1, NCPAP 4.2 ± 0.4 cm H2O). Antes del estudio, cuatro niños recibieron surfactante terapia y seis requirieron soporte ventilatorio.

Tabla 1.- Patient Demographics and Clinical Settings at the Time of Study (n = 15)

La figura 2 muestra trazados de un niño de V_T, P_tp y las correspondientes asas P -V registradas durante SNIPPV14 y NCPAP5.

Fig. 2. Sample recordings of VT and Ptp along with corresponding P–V loops from one infant (female, study weight = 1.685 g, study age = 7 days) during SNIPPV14 and NCPAP5.

Los patterns de parámetros respiratorios, compliance pulmonar (CL) y los componentes de WOB se resumen en la tabla 2. No hubo diferencia significativa en CL, RR, VT, VE, ó ángulo de fase en NCPAP versus SNIPPV . Comparado a NCPAP5 (tabla 2), 1) RWOB fue significativamente más bajo (P = 0.01) mientras que WOB_insp (P = 0.06) y WOB_E (P = 0.09) no fueron significativos para SNIPPV10; 2) WOB_insp y RWOB estaban significativamente disminuidos significativamente para SNIPPV12 (P = 0.03 para ambos) mientras que la disminución correspondiente en WOB_E no alcanzó significancia (P = 0.10) y 3) WOB_insp, WOB_E, y RWOB fueron todos significativamente más bajos (P = 0.02, P = 0.03 y P = 0.01, respectivamente) con SNIPPV14.

Tabla 2.- Actual Data on Respiratory Parameters at Various Levels of Respiratory Support (mean SD)

El porcentaje de cambio en WOBinsp, WOBE, y RWOB con cada SNIPPV en relación a NCPAP5 se detallan en la figura 3.

Para SNIPPV10, SNIPPV12, y SNIPPV14, respectivamente, a) WOBi_nsp estaba disminuído en 12 de 15, 11 de 15 y 13 de 15 pacientes, respectivamente ; b) WOB_E estaba disminuído en 12 de 15, 12 de 15, y 12 de 15 pacientes, respectivamente; y (c) RWOB estaba disminuído en 11 de 15, 12 de 15 y 11 de 15 pacientes, respectivamente. La disminución de WOB_insp, de WOB_E, y de RWOB fue más evidente con el aumento de soporte de la PIP pero no difirió significativamente entre los tres parámetros de SNIPPV.

Fig. 3. Percent change in WOB components (WOBinsp, WOBE, and RWOB) at SNIPPV10, SNIPPV12, and SNIPPV14 relative to NCPAP5 values. Box plot: the boundary of the box indicates the 25th and 75th percentiles, the line within the box marks the median value, and the error bars indicate the 5th and 95th percentile confidence intervals. Open symbols: indicate the corresponding individual patient data. The mean SD of changes (%) are given below each box data.

SNIPPV, tal como NCPAP, es una manera no invasiva de soporte de la respiración sin intubación endotracheal. SNIPPV no solo proporciona CPAP sino también genera presión adicional durante la respiración espontánea. Proporcionando soporte adicional, SNIPPV puede ser mejor que NCPAP solo. SNIPPV puede disminuir el esfuerzo inspiratorio y mejorar la permeabilidad de la vía aérea superior a través de crear presión faríngea intermitentemente elevada. Sin embargo, los datos sobre la mecánica pulmonar comparando SNIPPV y NCPAP son escasos en recién nacidos prematuros. A conocimiento de los autores éste es el primer estudio que demuestra WOB disminuído con SNIPPV comparado a NCPAP en recién nacidos prematuros. Previamente, dos pequeños estudios clínicos randomizados compararon tasa de falla de extubación en SNIPPV y NCPAP en recién nacidos prematuros con SDR.^6,7 Khalaf y cols. demostraron tasa de éxito de extubación más alta con SNIPPV comparado a NCPAP.⁶ Barrington y cols. también reportaron reducción similar en falla de extubación con SNIPPV.⁷ Santin y cols. usaron SNIPPV como modo primario de ventilación en recién nacidos prematuros con SDR que requerían tratamiento con surfactante.⁸ Ellos reportaron reducción significativa en días de intubación, necesidad de oxígeno, duración de nutrición parenteral y de estadía en hospital con SNIPPV comparado a ventilación convencional. SNIPPV también se ha utilizado en prematuros con apnea.^9,10 Ryan y cols. en un estudio de 20 niños no encontraron ninguna diferencia significativa en tasas de apnea en SNIPPV comparado a NCPAP.⁹

Sin embargo, Lin y cols. reportaron reducción significativa en la frecuencia de apnea con SNIPPV comparado a NCPAP.¹⁰ Los resultados contradictorios de estos estudios clínicos pequeños pueden ser debidos al corto período de intervención (4-6 horas) en sus estudios.

La revisión Cochrane sobre uso de SNIPPV para apnea de la prematuridad y después de extubación del ventilador convencional concluyó que SNIPPV puede ser un método útil de aumentar el efecto beneficioso de NCPAP en prematuros. ^18,19 En el presente estudio, comparado al soporte con NCPAP, la SNIPPV con PIP en aumento a la misma NCPAP (5 cm H2O) disminuyó el WOB_insp disminuido, WOB_E así como el RWOB. SNIPPV probablemente disminuyó el WOB reduciendo el esfuerzo inspiratorio de los niños, haciendo la curva de presión - volumen más estrecha y más recta. Moretti y cols. encontraron una reducción similar en el esfuerzo inspiratorio como está indicado por una presión esofágica más baja durante SNIPPV comparado a NCPAP.¹¹ Incluso con PIP entregada más baja de 10 cm H2O (SNIPPV10) hubo una reducción en WOB_insp en 15 - 23%. La reducción más grande de WOB_insp y de WOB^E (22-28%) fue observada a PIP de 14 cm de H2O. Una de las causas principales de falla de CPAP en respiración espontánea de recién nacidos prematuros con SDR es fatiga de diafragma y músculos respiratorios accesorios. SNIPPV por disminuir el WOB mientras mantiene el reclutamiento de volumen pulmonar de NCPAP es un alternativa atractiva a NCPAP en prematuros con SDR.

Hay preocupación en relación a que el aumento de PIP en SNIPPV puede alterar el patrón respiratorio del niño y aumentar la asincronía de la respiración. En el presente estudio los autores utilizaron la PIP más baja entregada para encontrar la mínima presión requerida para disminuir los parámetros de WOB sin afectar el patrón respiratorio y asincronía. No hubo cambio significativo en el ángulo de fase (indicando asincronía en la respiración) a ningún ajuste de PIP. La falta de cambio en compliance, pattern de respiración y asincronía con NCPAP versus SNIPPV puede ser explicada por el uso de la misma PEEP de 5 cm H2O en todos los niveles de soporte respiratorio estudiados. La constante PEEP aplicada en todas las mediciones puede haber contribuído a volúmenes pulmonares de fin de espiración similares (es decir, reclutamiento pulmonar similar) que determinarán principalmente la compliance pulmonar efectiva, los patrones de respiración (RR, VT) e incluso la asincronía de la respiración o ángulos de fase. Además, los niños en el presente estudio tenían SDR leve y cambios en la compliance pulmonar pueden hacerse evidentes si SNIPPV fuera usada en neonatos más enfermos.

Con SNIPPV, hay también riesgos de distensión gástrica e intestinal, intolerancia de la alimentación y posible perforación gástrica e intestinal . Garland y cols. reportaron riesgo aumentado de desarrollar perforación gástrica e intestinal con ventilación ciclada a través de puntas (prongs) nasales comparado con intubación endotraqueal y ventilación usando ventilación mandatoria intermitente . ²⁰ Una reciente revisión Cochrane sobre SNIPPV no demostró ningún aumento significativo en morbilidades gastrointestinales con SNIPPV comparado a NCPAP.^18,19 Los datos de los autores en el presente estudio reportan disminución de WOB_insp, de WOB_E, y de RWOB incluso a la presión más baja entregada, lo cual puede reducir al mínimo adicional las complicaciones gastrointestinales con SNIPPV.

Morretti y cols. reportaron volumen de tidal y ventilación minuto aumentados y disminución de frecuencia respiratoria con SNIPPV comparada a NCPAP.¹¹El presente estudio no encontró diferencia significativa en estos parámetros. Los autores especulan que esta disparidad es probablemente debida a la población del estudio. Morretti y cols. estudiaron a todos los niños inmediatamente después de la extubación con PIP similar entregada en ventilador (solamente 6 de 15 de los niños del presente estudio estuvieron en ventilador antes de estudio), la mediana de edad de su población de estudio era 6 días (2 días en el presente estudio), 9 de 11 de sus niños fueron tratados con surfactante (4 de 15 en nuestro estudio) y 3 de 11 niños estaban con esteroides para extubación (0 de 15 en el presente estudio). Otra explicación potencial para la diferencia en los parámetros respiratorios en estos dos estudios es la PEEP aplicada durante la adquisición de datos. Moretti y cols. utilizaron PEEP de 3 cm de H2O en NCPAP y SNIPPV, mientras que los autores del presente estudio utilizaron PEEP de 5 cm de H2O. Los autores especulan que con el nivel más alto de PEEP usada en el presente estudio, el reclutamiento pulmonar basal (volumen pulmonar de fin de espiración) en NCPAP5 era más óptimo y no cambió significativamente con la adición de PIP. Alternativamente , en el estudio de Moretti y cols. la adición de PIP en el nivel bajo de PEEP de 3 cm H2O, puede haber sido lo bastante significativo como para cambiar los parámetros respiratorios.

Una de las limitaciones de los resultados del presente estudio es que los datos fueron obtenidos en un período de corta duración. No es posible extraer conclusiones sobre la importancia clínica a largo plazo desde estudios fisiológicos a corto plazo estadísticamente significativos. Sin embargo, el presente estudio apoya el beneficio de SNIPPV sobre NCPAP de estudios clínicos más pequeños anteriores. Los mejores outcomes en estudios clínicos anteriores son probablemente debidos a WOB disminuído con SNIPPV comparado a NCPAP. De hecho, aquí podemos proporcionar la evidencia mecánica (WOB disminuído) para los hallazgos clínicos de estudios clínicos previos. Otra limitación de este estudio es que la población del presente estudio consistió de neonatos más grandes (promedio de peso de nacimiento SD , 1.367 ± 325 g) que tenía SDR leve. Se requieren estudios adicionales en recién nacidos prematuros de extremo bajo peso de nacimiento (< 1.000 g) con SDR más severo para encontrar la PIP óptima en este grupo de niños.

El ventilador Infant Star usado en éste y otros estudios previos ^6-8 no está más disponible comercialmente. El Infant flow^R SiPAP^TM plus (Viasys^R Healthcare, Inc., Palm Springs , CA) usado en Europa y Canadá puede entregar SNIPPV. Puritan Bennett, Inc. (Pleasanton, CA) está modificando el sistema del ventilador 840^TM para entregar SNIPPV (comunicación personal).

En conclusión, SNIPPV disminuye WOB sin alterar los patrones y sincronía de la respiración comparado a NCPAP en prematuros con SDR leve. El presente estudio tambien indica que WOB está disminuído a presión más baja entregada , lo cual puede reducir al mínimo las complicaciones gastrointestinales y el barotrauma pulmonar.