Intensivist-led ultrasound-guided percutaneous tracheostomy: a phase IV cohort study / Traqueostomia percutânea guiada por ultrassom conduzida por intensivistas: um estudo de coorte de fase IV

ABSTRACT Objective: To describe, with a larger number of patients in a real-world scenario following routine implementation, intensivist-led ultrasound-guided percutaneous dilational tracheostomy and the possible risks and complications of the procedure not identified in clinical trials. Methods: This was a phase IV cohort study of patients admitted to three intensive care units of a quaternary academic hospital who underwent intensivist-led ultrasound-guided percutaneous tracheostomy in Brazil from September 2017 to December 2021. Results: There were 4,810 intensive care unit admissions during the study period; 2,084 patients received mechanical ventilation, and 287 underwent tracheostomy, 227 of which were performed at bedside by the intensive care team. The main reason for intensive care unit admission was trauma, and for perform a tracheostomy it was a neurological impairment or an inability to protect the airways. The median time from intubation to tracheostomy was 14 days. Intensive care residents performed 76% of the procedures. At least one complication occurred in 29.5% of the procedures, the most common being hemodynamic instability and extubation during the procedure, with only 3 serious complications. The intensive care unit mortality was 29.1%, and the hospital mortality was 43.6%. Conclusion: Intensivist-led ultrasound-guided percutaneous tracheostomy is feasible out of a clinical trial context with outcomes and complications comparable to those in the literature. Intensivists can acquire this competence during their training but should be aware of potential complications to enhance procedural safety.

RESUMO Objetivo: Descrever, com um número maior de pacientes em um cenário do mundo real após a implementação rotineira, a traqueostomia percutânea guiada por ultrassom conduzida por intensivistas e os possíveis riscos e complicações do procedimento não identificados em estudos clínicos. Métodos: Trata-se de estudo de coorte de fase IV de pacientes internados em três unidades de terapia intensiva de um hospital acadêmico quaternário que foram submetidos a traqueostomia percutânea guiada por ultrassom conduzida por intensivistas no Brasil de setembro de 2017 a dezembro de 2021. Resultados: Entre as 4.810 admissões na unidade de terapia intensiva durante o período do estudo, 2.084 pacientes receberam ventilação mecânica, e 287 foram submetidos a traqueostomia, 227 das quais foram realizadas à beira do leito pela equipe de terapia intensiva. O principal motivo para a admissão na unidade de terapia intensiva foi trauma, e para a realização de uma traqueostomia foi comprometimento neurológico ou incapacidade de proteger as vias aéreas. O tempo médio entre a intubação e a traqueostomia foi de 14 dias. Residentes de terapia intensiva realizaram 76% dos procedimentos. Ao menos uma complicação ocorreu em 29,5% dos procedimentos, sendo instabilidade hemodinâmica e extubação durante o procedimento as complicações mais comuns, com apenas três complicações graves. A mortalidade na unidade de terapia intensiva foi de 29,1%, e a mortalidade hospitalar foi de 43,6%. Conclusão: A traqueostomia percutânea guiada por ultrassom conduzida por intensivistas é viável fora do contexto de um estudo clínico com resultados e complicações comparáveis aos da literatura. Os intensivistas podem adquirir essa competência durante seu treinamento, mas devem estar cientes das possíveis complicações para aumentar a segurança do procedimento.

Investigação da associação de dois oxigenadores em paralelo ou em série durante o suporte respiratório com oxigenação por membrana extracorpórea / Exploring the association of two oxygenators in parallel or in series during respiratory support using extracorporeal membrane oxygenation

RESUMO Objetivo: Caracterizar as pressões, as resistências, a oxigenação e a eficácia da descarboxilação de dois oxigenadores associados em série ou em paralelo durante o suporte com oxigenação veno-venosa por membrana extracorpórea. Métodos: Usando os resultados de insuficiência respiratória grave em suínos associada à disfunção de múltiplos órgãos, ao modelo de suporte com oxigenação por membrana extracorpórea veno-venosa e à modelagem matemática, exploramos os efeitos na oxigenação, descarboxilação e pressões do circuito de associações de oxigenadores em paralelo e em série. Resultados: Testaram-se cinco animais com peso mediano de 80kg. Ambas as configurações aumentaram a pressão parcial de oxigênio após os oxigenadores. O teor de oxigênio da cânula de retorno também foi ligeiramente maior, mas o efeito na oxigenação sistêmica foi mínimo, usando oxigenadores com alto fluxo nominal (~ 7L/minuto). Ambas as configurações reduziram significativamente a pressão parcial de dióxido de carbono sistêmico. Como o fluxo sanguíneo na oxigenação por membrana extracorpórea aumentou, a resistência do oxigenador diminuiu inicialmente, com aumento posterior, com fluxos sanguíneos mais altos, mas pouco efeito clínico. Conclusão: A associação de oxigenadores em paralelo ou em série durante o suporte com oxigenação veno-venosa por membrana extracorpórea proporciona um modesto aumento na depuração da pressão parcial de dióxido de carbono, com leve melhora na oxigenação. O efeito das associações de oxigenadores nas pressões de circuitos extracorpóreos é mínimo.

ABSTRACT Objective: To characterize the pressures, resistances, oxygenation, and decarboxylation efficacy of two oxygenators associated in series or in parallel during venous-venous extracorporeal membrane oxygenation support. Methods: Using the results of a swine severe respiratory failure associated with multiple organ dysfunction venous-venous extracorporeal membrane oxygenation support model and mathematical modeling, we explored the effects on oxygenation, decarboxylation and circuit pressures of in-parallel and in-series associations of oxygenators. Results: Five animals with a median weight of 80kg were tested. Both configurations increased the oxygen partial pressure after the oxygenators. The return cannula oxygen content was also slightly higher, but the impact on systemic oxygenation was minimal using oxygenators with a high rated flow (~ 7L/minute). Both configurations significantly reduced the systemic carbon dioxide partial pressure. As the extracorporeal membrane oxygenation blood flow increased, the oxygenator resistance decreased initially with a further increase with higher blood flows but with a small clinical impact. Conclusion: Association of oxygenators in parallel or in series during venous-venous extracorporeal membrane oxygenation support provides a modest increase in carbon dioxide partial pressure removal with a slight improvement in oxygenation. The effect of oxygenator associations on extracorporeal circuit pressures is minimal.

Comparação da acurácia de residentes, médicos seniores e decisores substitutos na previsão da mortalidade hospitalar de pacientes críticos / Comparison of the accuracy of residents, senior physicians and surrogate decision-makers for predicting hospital mortality of critically ill patients

RESUMO Objetivo: Comparar o desempenho preditivo de residentes, médicos seniores de unidades de terapia intensiva e decisores substitutos dos pacientes logo no início da internação na unidade de terapia intensiva e avaliar se diferentes apresentações de prognóstico (probabilidade de sobrevida versus probabilidade de óbito) influenciaram seus desempenhos. Métodos: Os decisores substitutos e os médicos responsáveis pelos pacientes críticos foram questionados durante as primeiras 48 horas de internação na unidade de terapia intensiva sobre a probabilidade do desfecho hospitalar do paciente. O enquadramento da pergunta (isto é, a probabilidade de sobrevida versus a probabilidade de óbito durante a internação) foi randomizado. Para avaliar o desempenho preditivo, comparou-se a área sob a curva ROC para desfecho hospitalar entre as categorias decisores substitutos e médicos. Também estratificaram-se os resultados de acordo com o enquadramento da pergunta randomizado. Resultados: Entrevistaram-se decisores substitutos e médicos sobre os desfechos hospitalares de 118 pacientes. O desempenho preditivo dos decisores substitutos foi significativamente inferior ao dos médicos (área sob a curva de 0,63 para decisores substitutos, 0,82 para residentes, 0,80 para residentes de medicina intensiva e 0,81 para médicos seniores de unidade de terapia intensiva). Não houve aumento no desempenho preditivo quanto à experiência dos médicos (ou seja, médicos seniores não previram desfechos melhor que médicos juniores). Os decisores substitutos pioraram seu desempenho de previsão quando perguntados sobre a probabilidade de óbito ao invés da probabilidade de sobrevida, mas não houve diferença entre os médicos. Conclusão: Observou-se desempenho preditivo diferente ao comparar decisores substitutos e médicos, sem qualquer efeito da experiência no prognóstico dos profissionais de saúde. O enquadramento da pergunta afetou o desempenho preditivo dos substitutos, mas não o dos médicos.

ABSTRACT Objective: To compare the predictive performance of residents, senior intensive care unit physicians and surrogates early during intensive care unit stays and to evaluate whether different presentations of prognostic data (probability of survival versus probability of death) influenced their performance. Methods: We questioned surrogates and physicians in charge of critically ill patients during the first 48 hours of intensive care unit admission on the patient's probability of hospital outcome. The question framing (i.e., probability of survival versus probability of death during hospitalization) was randomized. To evaluate the predictive performance, we compared the areas under the ROC curves (AUCs) for hospital outcome between surrogates and physicians' categories. We also stratified the results according to randomized question framing. Results: We interviewed surrogates and physicians on the hospital outcomes of 118 patients. The predictive performance of surrogate decisionmakers was significantly lower than that of physicians (AUC of 0.63 for surrogates, 0.82 for residents, 0.80 for intensive care unit fellows and 0.81 for intensive care unit senior physicians). There was no increase in predictive performance related to physicians' experience (i.e., senior physicians did not predict outcomes better than junior physicians). Surrogate decisionmakers worsened their prediction performance when they were asked about probability of death instead of probability of survival, but there was no difference for physicians. Conclusion: Different predictive performance was observed when comparing surrogate decision-makers and physicians, with no effect of experience on health care professionals' prediction. Question framing affected the predictive performance of surrogates but not of physicians.

Updates on aneurysmal subarachnoid hemorrhage: is there anything really new? / Atualizações em hemorragia subaracnóidea aneurismática: há algo realmente novo?

Abstract Background: Aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is a severe disease, with systemic involvement and complex diagnosis and treatment. Since the current guidelines were published by the AHA/ASA, Neurocritical Care Society and the European Stroke Organization in 2012-2013,there has been an evolution in the comprehension of SAH-associated brain injury and its multiple underlying mechanisms. As a result, several clinical and translational trials were developed or are underway. Objective: The aim of this article is to review some updates in the diagnosis and treatment of neurological complications of SAH. Methods: A review of PubMed (May, 2010 to February, 2022) was performed. Data was summarized. Results: Content of five meta-analyses, nine review articles and 23 new clinical trials, including pilots, were summarized. Conclusions:Advances in the comprehension of pathophysiology and improvements in critical care have been reflected in the reduction of mortality in SAH. However, despite the number of publications, the only treatments shown to be effective in adequate, well-controlled clinical trials are nimodipine and repair of the ruptured aneurysm. Thus, doubts about the optimal management of SAH still persist.

Resumo Antecedentes: Hemorragia subaracnóide aneurismática (HSAa) é uma doença grave, com envolvimento sistêmico, complexo diagnóstico e tratamento. Desde a publicação dos atuaisprotocolos de conduta pela AHA/ASA, NeurocriticalCare Society e EuropeanStrokeOrganization de 2012-2013, houve evolução na compreensão da lesão cerebral associada à HSA e seus múltiplos mecanismos subjacentes. Como resultado, muitos trabalhos clínicos e translacionais foram desenvolvidos ou estão em andamento. Objetivos: O objetivo deste artigo é revisar algumas das atualizações no diagnóstico e tratamento de complicações neurológicas de HSA. Métodos: Revisão de Pubmed (Maio de 201o a Fevereiro de 2022) foi realizada. Dados foram sintetizados. Resultados: O conteúdo de 5 metanálises, 9 artigos de revisão e 23 novos estudos clínicos, incluindo pilotos, foram sumarizados. Conclusões: Avanços na compreensão da fisiopatologia e melhorias no cuidado crítico têm se refletido na redução da mortalidade em HSA. Entretanto, apesar do volume de publicações, os únicos tratamentos que se mostraram efetivos com testes clínicos bem controlados são o uso de nimodipino e o tratamento dos aneurisma rotos. Assim, dúvidas acerca do manejo ideal em HSA ainda persistem.

Evaluation of eleven immunochromatographic assays for SARS-CoV-2 detection: investigating the dengue cross-reaction

ABSTRACT COVID-19 disease is spread worldwide and diagnostic techniques have been studied in order to contain the pandemic. Immunochromatographic (IC) assays are feasible and a low-cost alternative especially in low and middle-income countries, which lack structure to perform certain diagnostic techniques. Here we evaluate the sensitivity and specificity of eleven different IC tests in 145 serum samples from confirmed cases of COVID-19 using RT-PCR and 100 negative serum samples from blood donors collected in February 2019. We also evaluated the cross-reactivity with dengue using 20 serum samples from patients with confirmed diagnosis for dengue collected in early 2019 through four different tests. We found high sensitivity (92%), specificity (100%) and an almost perfect agreement (Kappa 0.92) of IC assay, especially when we evaluated IgG and IgM combined after 10 days from the onset of symptoms with RT-PCR. However, we detected cross-reactivity between dengue and COVID-19 mainly with IgM antibodies (5 to 20% of cross-reaction) and demonstrated the need for better studies about diagnostic techniques for these diseases.

Oxigenação por membrana extracorpórea para síndrome do desconforto respiratório agudo grave em pacientes adultos: revisão sistemática e metanálise / Extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory distress syndrome in adult patients: a systematic review and meta-analysis

RESUMO Objetivo: A evidência de melhora da sobrevivência com uso de oxigenação por membrana extracorpórea na síndrome do desconforto respiratório agudo ainda permanece incerta. Métodos: Esta revisão sistemática e metanálise foi registrada na base de dados PROSPERO com o número CRD-42018098618. Conduzimos uma busca estruturada nas bases Medline, LILACS e ScienceDirect visando a ensaios randomizados e controlados que tivessem avaliado o uso de oxigenação por membrana extracorpórea associada com ventilação mecânica (ultra)protetora em pacientes adultos com síndrome do desconforto respiratório agudo grave. Utilizamos a ferramenta de riscos de viés da Cochrane para avaliar a qualidade da evidência. O desfecho primário consistiu em avaliar o efeito do uso oxigenação por membrana extracorpórea no último relato de mortalidade. Os desfechos secundários foram: falha terapêutica, tempo de permanência no hospital e necessidade de terapia de substituição renal em ambos os grupos. Resultados: Incluíram-se na metanálise dois ensaios randomizados e controlados, compreendendo 429 pacientes, dos quais 214 receberam suporte respiratório extracorpóreo. A razão mais comum para a insuficiência respiratória foi pneumonia (60% - 65%). O suporte respiratório com oxigenação por membrana extracorpórea foi associado a uma redução na mortalidade e redução em falha terapêutica com taxas de risco (RR: 0,76; IC95% 0,61 - 0,95; RR: 0,68; IC95% 0,55 - 0,85, respectivamente). O uso de oxigenação por membrana extracorpórea reduziu a necessidade de terapia de substituição renal com uma RR de 0,88 (IC95% 0,77 - 0,99). O tempo de permanência na unidade de terapia intensiva e no hospital foram maiores no grupo de pacientes que recebeu suporte com oxigenação por membrana extracorpórea, com acréscimo de 14,84 (P25°-P75°: 12,49 - 17,18) e 29,80 (P25°- P75°: 26,04 - 33,56) dias, respectivamente. Conclusão: O suporte com oxigenação por membrana extracorpórea na síndrome do desconforto respiratório agudo grave está associado a uma redução da taxa de mortalidade e da necessidade de terapia de substituição renal, porém apresenta aumento substancial no tempo de permanência na unidade de terapia intensiva e no hospital. Nossos resultados podem ajudar no processo decisório junto ao leito quanto ao início do suporte com oxigenação por membrana extracorpórea na síndrome do desconforto respiratório agudo grave.

ABSTRACT Objective: The evidence of improved survival with the use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in acute respiratory distress syndrome is still uncertain. Methods: This systematic review and meta-analysis was registered in the PROSPERO database with the number CRD-42018098618. We performed a structured search of Medline, Lilacs, and ScienceDirect for randomized controlled trials evaluating the use of ECMO associated with (ultra)protective mechanical ventilation for severe acute respiratory failure in adult patients. We used the Cochrane risk of bias tool to evaluate the quality of the evidence. Our primary objective was to evaluate the effect of ECMO on the last reported mortality. Secondary outcomes were treatment failure, hospital length of stay and the need for renal replacement therapy in both groups. Results: Two randomized controlled studies were included in the meta-analysis, comprising 429 patients, of whom 214 were supported with ECMO. The most common reason for acute respiratory failure was pneumonia (60% - 65%). Respiratory ECMO support was associated with a reduction in last reported mortality and treatment failure with risk ratios (RR: 0.76; 95%CI 0.61 - 0.95 and RR: 0.68; 95%CI 0.55 - 0.85, respectively). Extracorporeal membrane oxygenation reduced the need for renal replacement therapy, with a RR of 0.88 (95%CI 0.77 - 0.99). Intensive care unit and hospital lengths of stay were longer in ECMO-supported patients, with an additional P50th 14.84 (P25th - P75th: 12.49 - 17.18) and P50th 29.80 (P25th - P75th: 26.04 - 33.56] days, respectively. Conclusion: Respiratory ECMO support in severe acute respiratory distress syndrome patients is associated with a reduced mortality rate and a reduced need for renal replacement therapy but a substantial increase in the lengths of stay in the intensive care unit and hospital. Our results may help bedside decision-making regarding ECMO initiation in patients with severe respiratory distress syndrome.

Oferta de oxigênio, remoção de dióxido de carbono, transferência de energia aos pulmões e comportamento da hipertensão pulmonar durante o suporte com oxigenação por membrana extracorpórea: um modelo matemático / Oxygen delivery, carbon dioxide removal, energy transfer to lungs and pulmonary hypertension behavior during venous-venous extracorporeal membrane oxygenation support: a mathematical modeling approach

RESUMO Objetivo: Descrever a transferência de energia do ventilador mecânico para os pulmões; o acoplamento entre a transferência de oxigênio por oxigenação por membrana extracorpórea venovenosa (ECMO-VV) e o consumo de oxigênio do paciente; a remoção de dióxido de carbono com ECMO; e o efeito potencial da oxigenação venosa sistêmica na pressão arterial pulmonar. Métodos: Modelo matemático com cenários hipotéticos e utilização de simulações matemáticas por computador. Resultados: A transição de ventilação protetora para ventilação ultraprotetora em um paciente com síndrome da angústia respiratória aguda grave e complacência respiratória estática de 20mL/cmH2O reduziu a transferência de energia do ventilador para os pulmões de 35,3 para 2,6 joules por minuto. Em um paciente hipotético, hiperdinâmico e ligeiramente anêmico com consumo de oxigênio de 200mL/minuto, é possível atingir saturação arterial de oxigênio de 80%, ao mesmo tempo em que se mantém o equilíbrio entre a transferência de oxigênio pela ECMO e o consumo de oxigênio do paciente. O dióxido de carbono é facilmente removido e a pressão parcial de dióxido de carbono normal é facilmente obtida. A oxigenação do sangue venoso, por meio do circuito da ECMO, pode direcionar o estímulo da pressão parcial de oxigênio na vasoconstrição pulmonar por hipóxia para valores normais. Conclusão: A ventilação ultraprotetora reduz amplamente a transferência de energia do ventilador para os pulmões. A hipoxemia grave no suporte com ECMO-VV pode ocorrer, a despeito do acoplamento entre a transferência de oxigênio, por meio da ECMO, e o consumo de oxigênio do paciente. A faixa normal de pressão parcial de dióxido de carbono é fácil de atingir. O suporte com ECMO-VV potencialmente alivia a vasoconstrição pulmonar hipóxica.

ABSTRACT Objective: To describe (1) the energy transfer from the ventilator to the lungs, (2) the match between venous-venous extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) oxygen transfer and patient oxygen consumption (VO2), (3) carbon dioxide removal with ECMO, and (4) the potential effect of systemic venous oxygenation on pulmonary artery pressure. Methods: Mathematical modeling approach with hypothetical scenarios using computer simulation. Results: The transition from protective ventilation to ultraprotective ventilation in a patient with severe acute respiratory distress syndrome and a static respiratory compliance of 20mL/cm H2O reduced the energy transfer from the ventilator to the lungs from 35.3 to 2.6 joules/minute. A hypothetical patient, hyperdynamic and slightly anemic with VO2 = 200mL/minute, can reach an arterial oxygen saturation of 80%, while maintaining the match between the oxygen transfer by ECMO and the VO2 of the patient. Carbon dioxide is easily removed, and normal PaCO2 is easily reached. Venous blood oxygenation through the ECMO circuit may drive the PO2 stimulus of pulmonary hypoxic vasoconstriction to normal values. Conclusion: Ultraprotective ventilation largely reduces the energy transfer from the ventilator to the lungs. Severe hypoxemia on venous-venous-ECMO support may occur despite the matching between the oxygen transfer by ECMO and the VO2 of the patient. The normal range of PaCO2 is easy to reach. Venous-venous-ECMO support potentially relieves hypoxic pulmonary vasoconstriction.

Caracterização de pacientes transportados com suporte respiratório e/ou cardiovascular extracorpóreo no Estado de São Paulo - Brasil / Characterization of patients transported with extracorporeal respiratory and/or cardiovascular support in the State of São Paulo, Brazil

RESUMO Objetivo: Caracterizar pacientes graves transportados em suporte respiratório ou cardiovascular extracorpóreo. Métodos: Descrição de uma série de 18 casos registrados no Estado de São Paulo. Todos os pacientes foram consecutivamente avaliados por uma equipe multidisciplinar no hospital de origem. Os pacientes foram resgatados, sendo a oxigenação por membrana extracorpórea instalada in loco. Os pacientes foram, então, transportados para os hospitais referenciados já em oxigenação por membrana extracorpórea. Os dados foram recuperados de um banco de dados prospectivamente coletado. Resultados: De 2011 até 2017, 18 pacientes com 29 (25 - 31) anos, SAPS3 de 84 (68 - 92), com principais diagnósticos de leptospirose e influenza A (H1N1) foram transportados no Estado de São Paulo para três hospitais referenciados. Uma distância mediana de 39 (15 - 82) km foi percorrida em cada missão, em um tempo de 360 (308 - 431) minutos. As medianas de um (0 - 2) enfermeiro, três (2 - 3) médicos e um (0 - 1) fisioterapeuta foram necessárias por missão. Dezessete transportes foram realizados por ambulância e um por helicóptero. Existiram intercorrências: em duas ocasiões (11%), houve falha de fornecimento de energia para a bomba e, em duas ocasiões, queda da saturação de oxigênio < 70%. Treze pacientes (72%) sobreviveram para a alta hospitalar. Dos pacientes não sobreviventes, dois tiveram morte encefálica; dois, disfunção de múltiplos órgãos; e um, fibrose pulmonar considerada irreversível. Conclusões: O transporte com suporte extracorpóreo ocorreu sem intercorrências maiores, com uma sobrevida hospitalar alta dos pacientes.

ABSTRACT Objective: To characterize the transport of severely ill patients with extracorporeal respiratory or cardiovascular support. Methods: A series of 18 patients in the state of São Paulo, Brazil is described. All patients were consecutively evaluated by a multidisciplinary team at the hospital of origin. The patients were rescued, and extracorporeal membrane oxygenation support was provided on site. The patients were then transported to referral hospitals for extracorporeal membrane oxygenation support. Data were retrieved from a prospectively collected database. Results: From 2011 to 2017, 18 patients aged 29 (25 - 31) years with a SAPS 3 of 84 (68 - 92) and main primary diagnosis of leptospirosis and influenza A (H1N1) virus were transported to three referral hospitals in São Paulo. A median distance of 39 (15 - 82) km was traveled on each rescue mission during a period of 360 (308 - 431) min. A median of one (0 - 2) nurse, three (2 - 3) physicians, and one (0 - 1) physical therapist was present per rescue. Seventeen rescues were made by ambulance, and one rescue was made by helicopter. The observed complications were interruption in the energy supply to the pump in two cases (11%) and oxygen saturation < 70% in two cases. Thirteen patients (72%) survived and were discharged from the hospital. Among the nonsurvivors, there were two cases of brain death, two cases of multiple organ dysfunction syndrome, and one case of irreversible pulmonary fibrosis. Conclusions: Transportation with extracorporeal support occurred without serious complications, and the hospital survival rate was high.

Extracorporeal respiratory support in adult patients / Suporte respiratório extracorpóreo em pacientes adultos

ABSTRACT In patients with severe respiratory failure, either hypoxemic or hypercapnic, life support with mechanical ventilation alone can be insufficient to meet their needs, especially if one tries to avoid ventilator settings that can cause injury to the lungs. In those patients, extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), which is also very effective in removing carbon dioxide from the blood, can provide life support, allowing the application of protective lung ventilation. In this review article, we aim to explore some of the most relevant aspects of using ECMO for respiratory support. We discuss the history of respiratory support using ECMO in adults, as well as the clinical evidence; costs; indications; installation of the equipment; ventilator settings; daily care of the patient and the system; common troubleshooting; weaning; and discontinuation.

RESUMO Em pacientes com insuficiência respiratória grave (hipoxêmica ou hipercápnica), o suporte somente com ventilação mecânica pode ser insuficiente para suas necessidades, especialmente quando se tenta evitar o uso de parâmetros ventilatórios que possam causar danos aos pulmões. Nesses pacientes, extracorporeal membrane oxygenation (ECMO, oxigenação extracorpórea por membrana), que também é muito eficaz na remoção de dióxido de carbono do sangue, pode manter a vida, permitindo o uso de ventilação pulmonar protetora. No presente artigo de revisão, objetivamos explorar alguns dos aspectos mais relevantes do suporte respiratório por ECMO. Discutimos a história do suporte respiratório por ECMO em adultos; evidências clínicas; custos; indicações; instalação do equipamento; parâmetros ventilatórios; cuidado diário do paciente e do sistema; solução de problemas comuns; desmame e descontinuação.

Análise do comportamento do sódio ao longo de 24 horas de terapia renal substitutiva / Insights about serum sodium behavior after 24 hours of continuous renal replacement therapy

RESUMO Objetivo: Investigar os fatores clínicos e laboratoriais associados com a variação dos níveis séricos de sódio durante terapia renal substitutiva contínua e avaliar se a fórmula de mixagem perfeita pode prever a variação do sódio nas 24 horas. Métodos: A partir de uma base de dados coletada de forma prospectiva, recuperamos e analisamos os dados referentes a 36 sessões de terapia renal substitutiva realizadas em 33 pacientes, nas quais a prescrição de afluentes permaneceu inalterada durante as primeiras 24 horas. Aplicamos um modelo linear misto para investigar os fatores associados com grandes variações dos níveis séricos de sódio (≥ 8mEq/L) e geramos um gráfico de Bland-Altman para avaliar a concordância entre as variações previstas e observadas. Resultados: Nas sessões de terapia renal substitutiva de 24 horas identificamos que SAPS 3 (p = 0,022) e hipernatremia basal (p = 0,023) foram preditores estatisticamente significantes de variações séricas do sódio ≥ 8mEq/L na análise univariada, porém apenas hipernatremia demonstrou uma associação independente (β = 0,429; p < 0,001). A fórmula de mixagem perfeita para previsão do nível de sódio após 24 horas demonstrou baixa concordância com os valores observados. Conclusões: A presença de hipernatremia por ocasião do início da terapia renal substitutiva é um fator importante associado com variações clinicamente significativas dos níveis séricos de sódio. O uso de citrato 4% ou da fórmula A de ácido citrato dextrose 2,2% como anticoagulantes não se associou com variações mais acentuadas dos níveis séricos de sódio. Não foi viável desenvolver uma predição matemática da concentração do sódio após 24 horas.

ABSTRACT Objective: The aim of this study was to investigate the clinical and laboratorial factors associated with serum sodium variation during continuous renal replacement therapy and to assess whether the perfect admixture formula could predict 24-hour sodium variation. Methods: Thirty-six continuous renal replacement therapy sessions of 33 patients, in which the affluent prescription was unchanged during the first 24 hours, were retrieved from a prospective collected database and then analyzed. A mixed linear model was performed to investigate the factors associated with large serum sodium variations (≥ 8mEq/L), and a Bland-Altman plot was generated to assess the agreement between the predicted and observed variations. Results: In continuous renal replacement therapy 24-hour sessions, SAPS 3 (p = 0.022) and baseline hypernatremia (p = 0.023) were statistically significant predictors of serum sodium variations ≥ 8mEq/L in univariate analysis, but only hypernatremia demonstrated an independent association (β = 0.429, p < 0.001). The perfect admixture formula for sodium prediction at 24 hours demonstrated poor agreement with the observed values. Conclusions: Hypernatremia at the time of continuous renal replacement therapy initiation is an important factor associated with clinically significant serum sodium variation. The use of 4% citrate or acid citrate dextrose - formula A 2.2% as anticoagulants was not associated with higher serum sodium variations. A mathematical prediction for the serum sodium concentration after 24 hours was not feasible.

Adaptação metabólica diante de hipercapnia persistente aguda em pacientes submetidos à ventilação mecânica por síndrome do desconforto respiratório agudo / Metabolic acid-base adaptation triggered by acute persistent hypercapnia in mechanically ventilated patients with acute respiratory distress syndrome

RESUMO Objetivo: A hipercapnia resultante da ventilação protetora na síndrome do desconforto respiratório agudo desencadeia uma compensação metabólica do pH que ainda não foi completamente caracterizada. Nosso objetivo foi descrever esta compensação metabólica. Métodos: Os dados foram recuperados a partir de uma base de dados registrada de forma prospectiva. Foram obtidas as variáveis dos pacientes no momento da admissão e quando da instalação da hipercapnia até o terceiro dia após sua instalação. Analisamos 41 pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo, incluindo 26 com hipercapnia persistente (pressão parcial de gás carbônico acima de 50mmHg por mais de 24 horas) e 15 sem hipercapnia (Grupo Controle). Para a realização da análise, utilizamos uma abordagem físico-química quantitativa do metabolismo acidobásico. Resultados: As médias de idade dos Grupos com Hipercapnia e Controle foram, respectivamente, de 48 ± 18 anos e 44 ± 14 anos. Após a indução da hipercapnia, o pH diminuiu acentuadamente e melhorou gradualmente nas 72 horas seguintes, de forma coerente com os aumentos observados no excesso de base padrão. A adaptação metabólica acidobásica ocorreu em razão de diminuições do lactato sérico e do strong ion gap e de aumentos na diferença aparente de strong ions inorgânicos. Além do mais, a elevação da diferença aparente de strong ions inorgânicos ocorreu por conta de ligeiros aumentos séricos de sódio, magnésio, potássio e cálcio. O cloreto sérico não diminuiu por até 72 horas após o início da hipercapnia. Conclusão: A adaptação metabólica acidobásica, que é desencadeada pela hipercapnia aguda persistente em pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo, foi complexa. Mais ainda, aumentos mais rápidos no excesso de base padrão em pacientes com hipercapnia envolveram diminuições séricas de lactato e íons não medidos, e aumentos na diferença aparente de strong ions inorgânicos, por meio de ligeiros aumentos séricos de sódio, magnésio, cálcio e potássio. Não ocorreu redução do cloreto sérico.

ABSTRACT Objective: Hypercapnia resulting from protective ventilation in acute respiratory distress syndrome triggers metabolic pH compensation, which is not entirely characterized. We aimed to describe this metabolic compensation. Methods: The data were retrieved from a prospective collected database. Variables from patients' admission and from hypercapnia installation until the third day after installation were gathered. Forty-one patients with acute respiratory distress syndrome were analyzed, including twenty-six with persistent hypercapnia (PaCO2 > 50mmHg > 24 hours) and 15 non-hypercapnic (control group). An acid-base quantitative physicochemical approach was used for the analysis. Results: The mean ages in the hypercapnic and control groups were 48 ± 18 years and 44 ± 14 years, respectively. After the induction of hypercapnia, pH markedly decreased and gradually improved in the ensuing 72 hours, consistent with increases in the standard base excess. The metabolic acid-base adaptation occurred because of decreases in the serum lactate and strong ion gap and increases in the inorganic apparent strong ion difference. Furthermore, the elevation in the inorganic apparent strong ion difference occurred due to slight increases in serum sodium, magnesium, potassium and calcium. Serum chloride did not decrease for up to 72 hours after the initiation of hypercapnia. Conclusion: In this explanatory study, the results indicate that metabolic acid-base adaptation, which is triggered by acute persistent hypercapnia in patients with acute respiratory distress syndrome, is complex. Furthermore, further rapid increases in the standard base excess of hypercapnic patients involve decreases in serum lactate and unmeasured anions and increases in the inorganic apparent strong ion difference by means of slight increases in serum sodium, magnesium, calcium, and potassium. Serum chloride is not reduced.

Fatores associados à regulação da pressão parcial de oxigênio e da pressão parcial de gás carbônico durante suporte respiratório com oxigenação por membrana extracorpórea: dados de um modelo em suínos / Factors associated with blood oxygen partial pressure and carbon dioxide partial pressure regulation during respiratory extracorporeal membrane oxygenation support: data from a swine model

RESUMO Objetivo: Explorar os fatores associados aos níveis sanguíneos da pressão parcial de oxigênio e da pressão parcial de gás carbônico. Métodos: Os fatores associados com a regulação do oxigênio e de gás carbônico foram investigados em um modelo com porcos em apneia com suporte de oxigenação por membrana extracorpórea venovenosa. Foi testada uma sequência predefinida de fluxos de sangue e gás. Resultados: A oxigenação associou-se principalmente com o fluxo da oxigenação por membrana extracorpórea (coeficiente beta = 0,036mmHg/mL/minuto), débito cardíaco (coeficiente beta = -11,970mmHg/L/minuto) e shunt pulmonar (coeficiente beta = -0,232mmHg/%). As mensurações iniciais da pressão parcial de oxigênio e da pressão parcial de gás carbônico também se associaram com oxigenação, com coeficientes beta de 0,160 e 0,442mmHg/mmHg, respectivamente. A pressão parcial de gás carbônico se associou com débito cardíaco (coeficiente beta = 3,578mmHg/L/minuto), fluxo de gás (coeficiente beta = -2,635mmHg/L/minuto), temperatura (coeficiente beta = 4,514mmHg/°C), pH inicial (coeficiente beta = -66,065mmHg/0,01 unidade) e hemoglobina (coeficiente beta = 6,635mmHg/g/dL). Conclusão: Elevações nos fluxos de sangue de gás em um modelo de oxigenação por membrana extracorpórea venovenosa durante apneia resultaram em aumento da pressão parcial de oxigênio e redução da pressão parcial de gás carbônico, respectivamente. Ainda, sem a possibilidade de uma inferência causal, a pressão parcial de oxigênio associou-se negativamente com o shunt pulmonar e o débito cardíaco, e a pressão parcial de gás carbônico teve associação positiva com o débito cardíaco, temperatura central e hemoglobina inicial.

ABSTRACT Objective: The aim of this study was to explore the factors associated with blood oxygen partial pressure and carbon dioxide partial pressure. Methods: The factors associated with oxygen - and carbon dioxide regulation were investigated in an apneic pig model under veno-venous extracorporeal membrane oxygenation support. A predefined sequence of blood and sweep flows was tested. Results: Oxygenation was mainly associated with extracorporeal membrane oxygenation blood flow (beta coefficient = 0.036mmHg/mL/min), cardiac output (beta coefficient = -11.970mmHg/L/min) and pulmonary shunting (beta coefficient = -0.232mmHg/%). Furthermore, the initial oxygen partial pressure and carbon dioxide partial pressure measurements were also associated with oxygenation, with beta coefficients of 0.160 and 0.442mmHg/mmHg, respectively. Carbon dioxide partial pressure was associated with cardiac output (beta coefficient = 3.578mmHg/L/min), sweep gas flow (beta coefficient = -2.635mmHg/L/min), temperature (beta coefficient = 4.514mmHg/ºC), initial pH (beta coefficient = -66.065mmHg/0.01 unit) and hemoglobin (beta coefficient = 6.635mmHg/g/dL). Conclusion: In conclusion, elevations in blood and sweep gas flows in an apneic veno-venous extracorporeal membrane oxygenation model resulted in an increase in oxygen partial pressure and a reduction in carbon dioxide partial pressure 2, respectively. Furthermore, without the possibility of causal inference, oxygen partial pressure was negatively associated with pulmonary shunting and cardiac output, and carbon dioxide partial pressure was positively associated with cardiac output, core temperature and initial hemoglobin.

Variação da razão entre fluxo sanguíneo e rotações da bomba centrífuga como ferramenta para monitorar o desempenho do oxigenador durante o suporte respiratório extracorpóreo / Blood flow/pump rotation ratio as an artificial lung performance monitoring tool during extracorporeal respiratory support using centrifugal pumps

RESUMO Objetivo: Analisar as correlações da taxa de fluxo sanguíneo e rotação da bomba com a pressão transmembrana e a transferência de CO2 e O2 durante o suporte respiratório extracorpóreo. Métodos: Cinco animais foram instrumentalizados e submetidos à oxigenação extracorpórea de membrana em um protocolo de cinco fases, as quais incluíam sepse abdominal e lesão pulmonar. Resultados: Este estudo demonstrou que as variações da taxa de fluxo sanguíneo e rotação da bomba dependem, de forma logarítmica positiva, do fluxo sanguíneo na membrana extracorpórea de oxigenação. As variações da taxa de fluxo sanguíneo e rotação da bomba têm associação negativa com a pressão transmembrana (R2 = 0,5 para o fluxo sanguíneo = 1.500mL/minuto e R2 = 0,4 para o fluxo sanguíneo = 3.500mL/minuto, ambos com p < 0,001) e associação positiva com as variações de transferência de CO2 (R2 = 0,2 para o fluxo do gás de varredura ≤ 6L/minuto, p < 0,001, e R2 = 0,1 para o fluxo de gás de varredura > 6L/minuto, p = 0,006). A taxa de fluxo sanguíneo com a rotação da bomba não se associa às variações na transferência de O2 (R2 = 0,01 para o fluxo sanguíneo = 1.500mL/minuto, p = 0,19, e R2 = -0,01 ao fluxo sanguíneo = 3.500mL/minuto, p = 0,46). Conclusão: Neste modelo em animais, a variação da taxa de fluxo sanguíneo e rotação da bomba se associa negativamente com a pressão transmembrana e positivamente com a transferência de CO2. Conforme a situação clínica, uma diminuição na taxa do fluxo sanguíneo e rotação da bomba pode, na ausência de hipoxemia, indicar uma disfunção do pulmão artificial. .

ABSTRACT Objective: To analyze the correlations of the blood flow/pump rotation ratio and the transmembrane pressure, CO2 and O2 transfer during the extracorporeal respiratory support. Methods: Five animals were instrumented and submitted to extracorporeal membrane oxygenation in a five-step protocol, including abdominal sepsis and lung injury. Results: This study showed that blood flow/pump rotations ratio variations are dependent on extracorporeal membrane oxygenation blood flow in a positive logarithmic fashion. Blood flow/pump rotation ratio variations are negatively associated with transmembrane pressure (R2 = 0.5 for blood flow = 1500mL/minute and R2 = 0.4 for blood flow = 3500mL/minute, both with p < 0.001) and positively associated with CO2 transfer variations (R2 = 0.2 for sweep gas flow ≤ 6L/minute, p < 0.001, and R2 = 0.1 for sweep gas flow > 6L/minute, p = 0.006), and the blood flow/pump rotation ratio is not associated with O2 transfer variations (R2 = 0.01 for blood flow = 1500mL/minute, p = 0.19, and R2 = - 0.01 for blood flow = 3500 mL/minute, p = 0.46). Conclusion: Blood flow/pump rotation ratio variation is negatively associated with transmembrane pressure and positively associated with CO2 transfer in this animal model. According to the clinical situation, a decrease in the blood flow/pump rotation ratio can indicate artificial lung dysfunction without the occurrence of hypoxemia. Objetivo: Analisar as correlações da taxa de fluxo sanguíneo e rotação da bomba com a pressão transmembrana e a transferência de CO2 e O2 durante o suporte respiratório extracorpóreo. .

Efeito econômico do uso da oxigenação extracorpórea para suporte de pacientes adultos com insuficiência respiratória grave no Brasil: uma análise hipotética / The economic effect of extracorporeal membrane oxygenation to support adults with severe respiratory failure in Brazil: a hypothetical analysis

Objetivo: Analisar o custo-utilidade do uso da oxigenação extracorpórea para pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda grave no Brasil. Métodos: Com bancos de dados de estudos previamente publicados, foi construída uma árvore encadeada de decisões. Os custos foram extraídos da média de 3 meses do preço pago pelo Sistema Único de Saúde em 2011. Com 10 milhões de pacientes simulados com desfechos e custos predeterminados, uma análise da relação de incremento de custo e de anos de vida ganhos ajustados pela qualidade (custo-utilidade) foi realizada com sobrevida de 40 e 60% dos pacientes que usaram oxigenação extracorpórea. Resultados: A árvore de decisões resultou em 16 desfechos com técnicas diferentes de suporte à vida. Com a sobrevida de 40/60%, respectivamente, o incremento de custos foi de R$ -301,00/-14,00, com o preço pago de R$ -30.913,00/-1.752,00 por ano de vida ganho ajustado pela qualidade para 6 meses e de R$ -2.386,00/-90,00 por ano de vida ganho ajustado pela qualidade até o fim de vida, quando se analisaram todos os pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda grave. Analisando somente os pacientes com hipoxemia grave (relação da pressão parcial de oxigênio no sangue sobre a fração inspirada de oxigênio <100mmHg), o incremento de custos foi de R$ -5.714,00/272,00, com preço por ano de vida ganho ajustado pela qualidade em 6 meses de R$ -9.521,00/293,00, e com o custo de R$ -280,00/7,00 por ano de vida ganho ajustado pela qualidade. Conclusão: A relação de custo-utilidade do uso da oxigenação extracorpórea no Brasil foi potencialmente aceitável neste estudo hipotético. .

Objective: To analyze the cost-utility of using extracorporeal oxygenation for patients with severe acute respiratory distress syndrome in Brazil. Methods: A decision tree was constructed using databases from previously published studies. Costs were taken from the average price paid by the Brazilian Unified Health System (Sistema Único de Saúde; SUS) over three months in 2011. Using the data of 10,000,000 simulated patients with predetermined outcomes and costs, an analysis was performed of the ratio between cost increase and years of life gained, adjusted for quality (cost-utility), with survival rates of 40 and 60% for patients using extracorporeal membrane oxygenation. Results: The decision tree resulted in 16 outcomes with different life support techniques. With survival rates of 40 and 60%, respectively, the increased costs were R$=-301.00/-14.00, with a cost of R$=-30,913.00/-1,752.00 paid per six-month quality-adjusted life-year gained and R$=-2,386.00/-90.00 per quality-adjusted life-year gained until the end of life, when all patients with severe ARDS were analyzed. Analyzing only patients with severe hypoxemia (i.e., a ratio of partial oxygen pressure in the blood to the fraction of inspired oxygen <100mmHg), the increased cost was R$=-5,714.00/272.00, with a cost per six-month quality-adjusted life-year gained of R$=-9,521.00/293.00 and a cost of R$=-280.00/7.00 per quality-adjusted life-year gained. Conclusion: The cost-utility ratio associated with the use of extracorporeal membrane oxygenation in Brazil is potentially acceptable according to this hypothetical study. .

Severe hypoxemia during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation: exploring the limits of extracorporeal respiratory support

OBJECTIVE: Veno-venous extracorporeal oxygenation for respiratory support has emerged as a rescue alternative for patients with hypoxemia. However, in some patients with more severe lung injury, extracorporeal support fails to restore arterial oxygenation. Based on four clinical vignettes, the aims of this article were to describe the pathophysiology of this concerning problem and to discuss possibilities for hypoxemia resolution. METHODS: Considering the main reasons and rationale for hypoxemia during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation, some possible bedside solutions must be considered: 1) optimization of extracorporeal membrane oxygenation blood flow; 2) identification of recirculation and cannula repositioning if necessary; 3) optimization of residual lung function and consideration of blood transfusion; 4) diagnosis of oxygenator dysfunction and consideration of its replacement; and finally 5) optimization of the ratio of extracorporeal membrane oxygenation blood flow to cardiac output, based on the reduction of cardiac output. CONCLUSION: Therefore, based on the pathophysiology of hypoxemia during veno-venous extracorporeal oxygenation support, we propose a stepwise approach to help guide specific interventions. .