Reflex cough PEF as a predictor of successful extubation in neurological patients.

OBJECTIVE: To evaluate the use of reflex cough PEF as a predictor of successful extubation in neurological patients who were candidates for weaning from mechanical ventilation.
METHODS: This was a cross-sectional study of 135 patients receiving mechanical ventilation for more than 24 h in the ICU of Cristo Redentor Hospital, in the city of Porto Alegre, Brazil. Reflex cough PEF, the rapid shallow breathing index, MIP, and MEP were measured, as were ventilatory, hemodynamic, and clinical parameters.
RESULTS: The mean age of the patients was 47.8 ± 17 years. The extubation failure rate was 33.3%. A reflex cough PEF of < 80 L/min showed a relative risk of 3.6 (95% CI: 2.0-6.7), and the final Glasgow Coma Scale score showed a relative risk of 0.64 (95% CI: 0.51-0.83). For every 1-point increase in a Glasgow Coma Scale score of 8, there was a 36% reduction in the risk of extubation failure.
CONCLUSIONS: Reflex cough PEF and the Glasgow Coma Scale score are independent predictors of extubation failure in neurological patients admitted to the ICU.

Introduction

Mechanical ventilation (MV) is an important tool in the treatment of respiratory failure in patients with acute disease or acute exacerbation of chronic disease; however, patients should be weaned from MV as soon as the condition leading to their being placed on MV is resolved. 1Screening tests can be used in order to make decisions regarding weaning and extubation, which have been the subject of many studies in recent decades. 1

Weaning failure is often attributed to impaired gas exchange, respiratory muscle fatigue, and an imbalance between respiratory load and ventilatory demand; however, in patients with neurological injury, impaired airway protection can be one of the reasons for weaning failure.(2,3)

The parameter that is most commonly used in order to evaluate the ability of patients to breathe spontaneously and weaning potential is the ratio between RR and tidal volume, which is known as the rapid shallow breathing index (RSBI). 4Although the RSBI is widely used, it has not proved to be a reliable predictor in patients with neurological injury.(5-10) In such patients, extubation failure appears to be more closely related to their inability to protect the airway than to their ability to breathe spontaneously. 11

In 20% of patients admitted to the ICU, acute neurological disorders (neuromuscular disease, in 10%, and coma or central nervous system dysfunction, in 10%) are the main reasons for initiating invasive MV. 12Therefore, there is a need for parameters that are more accurate in order to make weaning decisions in such patients.

Cough effectiveness or strength before extubation, as measured by voluntary cough PEF with an open glottis, has been studied as a predictor of the ability to protect the airway after extubation in critically ill patients, being an important measure of airway protection ability. (13-18) However, there are physiological differences in motor activation of expiratory and accessory muscles between voluntary and reflex cough; the latter is associated with widespread and simultaneous activation of expiratory and accessory muscles, generating two or more PEFs of lower amplitude when compared with the former. 19

The objective of the present study was to evaluate the use of reflex cough PEF as a predictor of successful extubation in neurological patients who were candidates for weaning from MV.

Methods

This was a cross-sectional study conducted in the ICU of Cristo Redentor Hospital, in the city of Porto Alegre, Brazil, between January of 2011 and June of 2013. The research project was approved by the Research Ethics Committee of the Conceição Hospital Group (Protocol no. 10-150).

The inclusion criteria were as follows: being on MV for more than 24 h; having been placed on MV because of a neurological condition; and being a candidate for weaning from MV.

The criteria for extubation were as follows: adequate oxygenation, with an FiO2 of < 0.4; hemodynamic stability (HR of < 130 bpm); mean arterial pressure > 60 mmHg with minimal or no use of vasopressors; axillary temperature of < 37.5°C; hemoglobin level > 8 g/dL; Glasgow Coma Scale score ≥ 8; and acid-base and electrolyte balance.

A digital manometer (MVD-500 v.1.1; Globalmed, Porto Alegre, Brazil) was used in order to measure MIP and MEP, the best of three consecutive maximal inspiratory and expiratory maneuvers performed with the one-way valve closed for 30 s being recorded. The RSBI was measured immediately before a spontaneous breathing trial (SBT), by means of a spirometer connected to the endotracheal tube. The Glasgow Coma Scale score and reflex cough PEF were determined by the Cristo Redentor Hospital ICU physical therapy team immediately before the SBT, with the head of the bed elevated 45°.

A portable peak flow meter (Mini-Wright AFS; Clement Clarke International Limited, Harlow, England) was used in order to measure reflex cough PEF. The peak flow meter was connected to the endotracheal tube via a T-piece with a one-way valve to allow free inhalation and exhalation through it. To initiate the cough reflex, mechanical stimulation was provided by introducing an 8F suction catheter through the nose; when the stimulation delivered above the glottis was insufficient to elicit cough, the catheter was inserted into the endotracheal tube through the front opening of the T-piece in order to stimulate tracheal receptors.

The SBT was performed with a T-tube and supplemental oxygen (maximum FiO2 of 40%) for 30 min. Extubation failure was defined as the need for reintubation within less than 48 h after extubation. All clinical and demographic data were collected from the medical records of the patients. The need for reintubation was determined by the attending physician, and the information regarding the reasons for reintubation was collected from the medical records of the patients.

The Statistical Package for the Social Sciences, version 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) was used for statistical analysis. The Kolmogorov-Smirnov test was used in order to determine whether the data were normally distributed. Continuous variables were expressed as means and standard deviations or medians and interquartile ranges, whereas categorical variables were expressed as percentages. The Student's t-test or the Mann-Whitney test (for continuous variables) and Pearson's chi-square test or Fisher's exact test (for categorical variables) were used. The relative risk was calculated in order to determine the associations among predictor variables. Variables with a value of p < 0.2 were included in the multivariate analysis in order to compare extubation success and failure rates. To evaluate the predictive ability of reflex cough PEF, Glasgow Coma Scale scores, and the RSBI, sensitivity, specificity, and accuracy were measured with a ROC curve. The level of statistical significance was set at p < 0.05.

Results

A total of 135 neurological patients extubated between January of 2011 and June of 2013 were included in the present study. The mean age of the patients was 47.8 ± 17 years. Male patients predominated (71.1%), and the extubation failure rate was 33.3%.

The most common clinical diagnosis was that of traumatic brain injury, in 62 patients (47%), followed by those of subarachnoid hemorrhage, in 35.6%, intracranial hemorrhage, in 11.4%, and brain tumor (in the postoperative period), in 6.1%. Other clinical characteristics of the sample are presented in Table 1. Of the patients who required reintubation, 7% did so because of a decreased level of consciousness, 31% did so because of accumulation of bronchial secretions, and 62% did so because they were unable to protect their airway.

Table 1

Clinical and epidemiological characteristics of the 135 patients studied, together with their ventilatory parameters.a

Variable	Total	Extubation success	Extubation failure	p
	(n = 135)	(n = 90)	(n = 45)
Age, years	47.80 ± 17.01	48.17 ± 17.50	49.82 ± 16.93	0.875b
Male gender, n (%)	96 (71.10)	66 (73.30)	30 (66.70)	0.561c
APACHE II score	18.87 ± 5.41	18.20 ± 5.70	20.40 ± 4.40	0.024b
GCS at admission	7.77 ± 2.14	7.94 ± 2.12	7.20 ± 2.16	0.79b
GCS score at extubation	9.69 ± 1.12	10.07 ± 0.93	8.90 ± 0.51	< 0.001b
PEEP, cmH2O	5.27 ± 0.46	5.25 ± 0.45	5.31 ± 0.47	0.516
FiO2, %	34 ± 0.49	34 ± 0.41	34 ± 0.63	0.921b
VT, mL	522 ± 134	535 ± 135.40	493 ± 121	0.180b
Duration of MV, daysd	8.62 ± 5.70	7.21 ± 4.85	11.46 ± 6.26	< 0.001d
MIP, cmH2Od	65.22 ± 23.81	70.43 ± 22.30	54.80 ± 23.53	< 0.001d
MEP, cmH2Od	69.10 ± 43.87	75.65 ± 48.80	55.73 ± 27.59	0.003d
RSBI, breaths/min/Ld	46.34 ± 17.79	43.86 ± 16.76	51.30 ± 18.92	0.028d
Reflex cough PEF	102.09 ± 41.13	115.34 ± 38.95	75.76 ± 31.23	< 0.001b

APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; GCS: Glasgow Coma Scale; PEEP: positive end-expiratory pressure; VT: tidal volume; MV: mechanical ventilation; and RSBI: rapid shallow breathing index. aValues expressed as mean ± SD. bStudent's t-test. cPearson's chi-square test. dMann-Whitney test.

With regard to the ventilatory, hemodynamic, and gas exchange parameters related to the SBT, there were no statistically significant differences between the patients in whom extubation was successful and those in whom extubation failed ( Table 2). However, there were statistically significant differences between the two groups of patients regarding the length of ICU stay, the length of hospital stay, and mortality ( Table 3).

Table 2

Ventilatory, hemodynamic, and gas exchange parameters measured within 30 min after initiation of a spontaneous breathing trial.a

Variable	Extubation success	Extubation failure	pb
	(n = 90)	(n = 45)
SBP, mmHg	138 ± 22	140 ± 16	0.411
DBP, mmHg	80 ± 11	81 ± 8.90	0.677
HR, bpm	89 ± 12	88 ± 12	0.838
RR, breaths/min	23 ± 8.90	25 ± 3.80	0.359
Arterial blood gases, pH	7.40 ± 0.31	7.40 ± 0.03	0.436
PaCO2, mmHg	40 ± 6.20 (5.37 ± 0.83)	39 ± 5.47 (5.16 ± 0.73)	0.177
PaO2, mmHg	117 ± 35 (15.60 ± 4.67)	125 ± 31 (16.67 ± 4.13)	0.243
SaO2, %	98 ± 1.51	98 ± 1.75	0.230
PaO2/FiO2	346 ± 116	356 ± 112	0.507

SBP: systolic blood pressure; and DBP: diastolic blood pressure. aValues expressed as mean ± SD. bStudent's t-test.

Table 3

Outcomes in the patients in whom extubation was successful and in those in whom extubation failed.a

Variable	Extubation success	Extubation failure	p
	(n = 90)	(n = 45)
Length of ICU stayb	12 (7-17)	17 (14-23)	< 0.001c
Length of hospital stayb	25 (17-30)	30 (21-52)	0.009c
Outcome of hospitalization	0.017d
Discharge	77 (85.6)	29 (64.4)
Death	4 (4.4)	9 (20)e
Transfer	9 (10)	7 (15)
Outcome of ICU care	< 0.001d
Discharge	84 (93.3)	38 (84.4)
Death	1 (1.1)	6 (13.6)e
Transfer	5 (5.6)	1 (2.2)
VAP	32 (35.5)	24 (53.3)	0.027

VAP: ventilator-associated pneumonia. aValues expressed as n (%), except where otherwise indicated. bValues expressed as median (interquartile range). cMann-Whitney U test. dPearson's chi-square test. eStatistically significant association with adjusted standardized residuals (level of significance of 5%).

A reflex cough PEF of < 80 L/min and the Glasgow Coma Scale score proved to be independent predictors of extubation failure. A reflex cough PEF of < 80 L/min showed a relative risk of 3.6 (95% CI: 2.0-6.7; p < 0.001), and the final Glasgow Coma Scale score showed a relative risk of 0.64 (95% CI: 0.51-0.83; p < 0.001). For every 1-point increase in a Glasgow Coma Scale score of 8, there was a 36% reduction in the risk of extubation failure. Similarly, the ROC curve showed that reflex cough PEF and the Glasgow Coma Scale score are good predictors of successful extubation ( Figure 1). It is of note that the accuracy of the RSBI in predicting successful extubation was low in our sample of patients.

Figure 1

Accuracy of reflex cough PEF and Glasgow Coma Scale scores in predicting successful extubation in neurological patients admitted to the ICU.

Discussion

The present study showed that reflex cough PEF can be a predictor of successful extubation in neurological patients who are candidates for weaning from MV.

It is known that 20% of all individuals admitted to the ICU require ventilatory support because of acute neurological complications. 10Although there have been reports of successful extubation in such patients, it is important to assess their mental state and their ability to protect the airway. 20Studies have shown that patients with traumatic brain injury and subarachnoid hemorrhage have a 20-45% chance to develop ventilator-associated pneumonia, MV being directly related to prolonged ICU stay and mortality.(14,15) In our study, ventilator-associated pneumonia was more common in the patients whose extubation failed than in those whose extubation was successful.

In addition to increasing hospitalization costs significantly, extubation failure is associated with prolonged MV, an increased incidence of ventilator-associated pneumonia, and an increased risk of mortality.(16-18,21-24) In the present study, pneumonia was significantly more common, mortality rates were significantly higher, and ICU and hospital stays were significantly longer in the patients in whom extubation failed, findings that are consistent with the literature.

The influence of age on weaning outcomes can vary depending on the population studied. 24In the present study, there was no significant association between patient age and MV weaning outcomes. This finding is consistent with those of other studies of patients with neurological injury, suggesting that age is not an important predictor of MV weaning outcomes in such patients.(9-11)

Our study population consisted predominantly of males (71.1%). Epidemiologically, this is due to the fact that the ICU of Cristo Redentor Hospital is a trauma ICU, where the prevalence of male patients is associated with lifestyle or greater exposure to risk factors for traumatic brain injury. 25

In the present study, there were no significant differences between the patients in whom extubation was successful and those in whom extubation failed in terms of the ventilatory, hemodynamic, and gas exchange parameters during the SBT. This finding is consistent with those of studies of neurological patients, in whom the major obstacles to weaning and extubation are associated with their inability to protect the airway rather than with their inability to breathe spontaneously, given that there are no differences between the groups.(9,10)

In the present study, there were significant differences between the patients in whom extubation was successful and those in whom extubation failed regarding the RSBI, MIP, and MEP evaluated separately. However, in the multivariate analysis, there were no significant differences between the two groups of patients regarding those parameters. Although they are among the most widely assessed parameters for weaning and extubation, they are not good predictors of extubation failure in neurological patients.(6-10) The accuracy of the RSBI in predicting successful extubation was found to be low in the present study. This finding is consistent with those of previous studies, showing that the RSBI is not a good predictor in such patients.(9,10)

Consciousness level assessment by the Glasgow Coma Scale is extremely important in neurological patients. A study by Namen et al. showed that the Glasgow Coma Scale score was associated with successful extubation regardless of the protocol used; a score ≥ 8 was associated with successful extubation in 75% of cases, whereas a score of < 8 was associated with successful extubation in 33% of cases.(26,27)

In the present study, all patients had a Glasgow Coma Scale score > 8, the mean score being 10.07 ± 0.93 points in the group of patients in whom extubation was successful and 8.9 ± 0.51 points in the group of patients in whom extubation failed. Our logistic regression analysis showed that a Glasgow Coma Scale score of 8 is an independent predictor of extubation failure, every 1-point increase in that score reducing the risk of extubation failure by 36%. The present study showed that the Glasgow Coma Scale score has good accuracy in predicting successful weaning in neurological patients. These findings are similar to those of Namen et al., who demonstrated that the chances of success increased by 30% for every 1-point increase in the Glasgow Coma Scale score. 26Vidotto et al. studied 92 neurosurgical patients who had Glasgow Coma Scale scores ≥ 8 and who were extubated after an SBT and noted that 16% required reintubation. 4Mokhelesi et al. found similar rates, with an extubation failure rate of 50% for scores ≤ 10 and of 9% for scores > 10. 28

Airway protection can be evaluated by measuring peak cough flow (PCF) with a peak flow meter or a pneumotachograph. Analysis of PCF as measured with a peak flow meter in 95 patients before extubation showed that PCF was significantly lower in those in whom extubation failed than in those in whom extubation was successful (64.2 ± 6.8 L/min vs. 81.9 ± 2.7 L/min); the risk of extubation failure was 5.1 times higher in those in whom PCF was lower than 60 L/min. 15However, analysis of PCF as measured with a pneumotachograph showed that PCF was similar between the patients in whom extubation was successful and those in whom extubation failed, mean PCF values being 79.7 L/min and 58.1 L/min, respectively. 7The differences between the two aforementioned studies regarding PCF values can be explained by the different measurement instruments used. In a study of 150 patients admitted to a medical ICU, 29reflex cough PEF was measured with a portable respiratory mechanics monitor. Mean reflex cough PEF was 74 L/min in the patients whose extubation was successful and 42 L/min in those whose extubation failed. 29The authors of that study concluded that PCF is a potential predictor of successful extubation in patients who pass an SBT. 29

The present study has some limitations. Mean reflex cough PEF values (115.34 ± 38.95 L/min in the patients in whom extubation was successful and 75.76 ± 31.23 L/min in those in whom extubation failed) were higher than those found in the literature. This difference can be partly explained by the use of a portable peak flow meter and by the fact that the study population consisted solely of patients with neurological injury, unlike the clinical populations evaluated in other studies. It is of note that reference values for reflex cough PEF have yet to be established, and that studies aimed at doing so can be useful in determining the best timing for weaning and extubation. 30

Although several studies have suggested that it is essential to evaluate cough and, consequently, airway protection ability before extubation,(7,15,23) there is still no consensus on the methodology to be used or on cut-off points to predict extubation outcomes.

We can conclude that reflex cough PEF as measured with a peak flow meter and the Glasgow Coma Scale score are independent predictors of extubation failure in neurological patients admitted to the ICU.

Introdução

A ventilação mecânica (VM) é uma importante ferramenta no tratamento da insuficiência respiratória em pacientes com doenças agudas ou crônicas agudizadas; entretanto, o desmame da VM deve ocorrer assim que houver a resolução do fator que a motivou. 1Testes de triagem podem ser usados para a tomada de decisão sobre o desmame da VM e a extubação, que têm sido consideravelmente estudados nas últimas décadas. 1

A falha no desmame da VM é frequentemente atribuída à troca gasosa prejudicada, à fadiga dos músculos respiratórios e ao desequilíbrio entre a carga respiratória e a demanda ventilatória; entretanto, em pacientes com lesões neurológicas, a incapacidade de proteção da via aérea pode ser um dos motivos.(2,3)

O parâmetro mais comumente utilizado para avaliar a capacidade de ventilação espontânea e o potencial para desmame da VM é a relação entre a FR e o volume corrente, denominada índice de respiração rápida e superficial (IRRS). 4Embora seja amplamente utilizado, o IRRS não tem se mostrado um parâmetro preditor fidedigno para pacientes com lesões neurológicas. 5 10Em tais pacientes, as falhas na extubação parecem estar mais associadas à incapacidade de proteger a via aérea do que à capacidade de ventilação espontânea. 11

Distúrbios neurológicos agudos são o principal motivo pelo qual se inicia a VM invasiva em 20% dos pacientes admitidos na UTI (doença neuromuscular em 10% e coma ou disfunção do sistema nervoso central em 10%). 12Logo, são necessários parâmetros mais precisos para a tomada de decisão do desmame nessa população.

A mensuração da efetividade ou força da tosse antes da extubação, por meio do pico de fluxo de tosse voluntária com a glote aberta, tem sido estudada como um dos parâmetros preditores da capacidade de proteção das vias aéreas após a extubação em pacientes críticos, sendo uma medida importante para a definição da capacidade de proteção das vias aéreas.(13-18)Entretanto, existem diferenças fisiológicas na ativação motora de músculos expiratórios e acessórios durante a produção do fluxo aéreo na tosse voluntária e reflexa; a tosse reflexa apresenta uma ação harmônica e simultânea desses músculos, gerando dois ou mais PFE de menor amplitude em comparação com a tosse voluntária. 19

O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso do pico de fluxo de tosse reflexa (PFTR) como preditor do sucesso da extubação de pacientes neurológicos candidatos a desmame da VM.

Métodos

Trata-se de um estudo transversal realizado na UTI do Hospital Cristo Redentor, em Porto Alegre (RS), no período de janeiro de 2011 a junho de 2013. O projeto de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Grupo Hospitalar Conceição (Protocolo nº 10-150).

Os critérios de inclusão de pacientes foram os seguintes: estar em VM durante mais de 24 h; ter sido submetido a VM em virtude de um diagnóstico neurológico e ser candidato ao desmame da VM.

Os critérios de inclusão no protocolo de extubação foram os seguintes: oxigenação adequada, com FiO2< 0,4; estabilidade hemodinâmica (FC < 130 bpm); pressão arterial média > 60 mmHg com uso mínimo ou sem o uso de vasopressor; temperatura axilar < 37,5°C; nível de hemoglobina > 8 g/dl; pontuação ≥ 8 na Escala de Coma de Glasgow e equilíbrio ácido-básico e eletrolítico.

A PImáx e a PEmáx foram mensuradas com um manovacuômetro digital (MVD-500 v.1.1; Globalmed, Porto Alegre, Brasil), sendo registrado o melhor valor obtido por três repetições consecutivas de esforço inspiratório e expiratório com oclusão de 30 s da válvula unidirecional. O IRRS foi mensurado imediatamente antes do teste de respiração espontânea (TRE), por meio de um ventilômetro conectado ao tubo orotraqueal. A avaliação da Escala de Coma de Glasgow e a mensuração do PFTR foram realizadas pela equipe de fisioterapia da UTI do Hospital Cristo Redentor, imediatamente antes do início do TRE, estando o paciente posicionado com a cabeceira elevada a 45°.

O PFTR foi medido com um medidor portátil de pico de fluxo (Mini-Wright AFS; Clement Clarke International Limited, Harlow, Inglaterra). O medidor foi conectado ao tubo orotraqueal por meio de uma peça em forma de T com válvula unidirecional para permitir a inspiração livre e a expiração pelo interior do instrumento. Para desencadear o reflexo de tosse, foi realizado um estímulo mecânico por meio da introdução por via nasal de uma sonda de aspiração nº 8; quando o estímulo acima da glote não era suficiente para provocar a tosse, a sonda era introduzida no tubo orotraqueal, através do orifício frontal da peça em forma de T, a fim de estimular os receptores traqueais.

O TRE foi realizado por meio de um tubo T com suplementação de oxigênio (FiO2máxima de 40%) durante 30 min. A extubação era considerada malograda quando havia necessidade de reintubação em menos de 48 h. As variáveis clínicas e demográficas foram extraídas dos prontuários dos pacientes. A necessidade de reintubação era determinada pelo médico assistente, e os motivos da reintubação foram extraídos dos prontuários dos pacientes.

Foi utilizado o programa Statistical Package for the Social Sciences, versão 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, EUA) para a análise estatística. A normalidade da distribuição dos dados foi verificada por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov. As variáveis contínuas foram expressas em médias e desvios-padrão ou em medianas e intervalos interquartis, ao passo que as variáveis categóricas foram expressas em percentagem. Para a comparação entre os grupos, foram usados o teste t de Student ou o teste de Mann-Whitney (para variáveis contínuas) e o teste do qui-quadrado de Pearson ou o teste exato de Fisher (para variáveis categóricas). O risco relativo foi calculado para avaliar a associação entre variáveis preditivas. Variáveis com valor de p < 0,2 foram incluídas na análise multivariada para comparar índices de sucesso e insucesso da extubação. Para avaliar a capacidade preditora do PFTR, da Escala de Coma de Glasgow e do IRRS, foram mensuradas a sensibilidade, a especificidade e a acurácia por meio da curva ROC. O nível de significância estatística adotado foi de p < 0,05.

Resultados

Foram incluídos no estudo 135 pacientes neurológicos extubados entre janeiro de 2011 e junho de 2013. A média de idade dos pacientes foi de 47,8 ± 17 anos. Houve predomínio de pacientes do gênero masculino (71,1%), e a taxa de insucesso na extubação foi de 33,3%.

O diagnóstico clínico mais comum foi o de traumatismo cranioencefálico, em 62 pacientes (47%), seguido de hemorragia subaracnoidea (em 35,6%), hemorragia intracraniana (em 11,4%) e pós-operatório de tumor cerebral (em 6,1%). As demais características clínicas da amostra são apresentadas na Tabela 1. Dos pacientes que foram reintubados, 7% o foram em virtude do rebaixamento do nível de consciência, 31% o foram em virtude de acúmulo de secreção brônquica e 62% o foram em virtude da inabilidade de manter a proteção da via aérea.

Tabela 1

Características epidemiológicas, clínicas e ventilatórias dos 135 pacientes estudados.a

Variáveis	Total	Sucesso na extubação	Insucesso na extubação	p
	(n = 135)	(n = 90)	(n = 45)
Idade, anos	47,80 ± 17,01	48,17 ± 17,50	49,82 ± 16,93	0,875b
Gênero masculino, n (%)	96 (71,10)	66 (73,30)	30 (66,70)	0,561c
APACHE II	18,87 ± 5,41	18,20 ± 5,70	20,40 ± 4,40	0,024b
ECG na admissão	7,77 ± 2,14	7,94 ± 2,12	7,20 ± 2,16	0,79b
ECG na extubação	9,69 ± 1,12	10,07 ± 0,93	8,90 ± 0,51	< 0,001b
PEEP, cmH2O	5,27 ± 0,46	5,25 ± 0,45	5,31 ± 0,47	0,516
FiO2, %	34 ± 0,49	34 ± 0,41	34 ± 0,63	0,921b
VC, ml	522 ± 134	535 ± 135,40	493 ± 121	0,180b
Duração da VM, diasd	8,62 ± 5,70	7,21 ± 4,85	11,46 ± 6,26	< 0,001d
PImáx, cmH2Od	65.22 ± 23.81	70,43 ± 22,30	54,80 ± 23,53	< 0,001d
PEmáx, cmH2Od	69,10 ± 43,87	75,65 ± 48,80	55,73 ± 27,59	0,003d
IRRS, ciclos/min/ld	46,34 ± 17,79	43,86 ± 16,76	51,30 ± 18,92	0,028d
PFTR	102,09 ± 41,13	115,34 ± 38,95	75,76 ± 31,23	< 0,001b

APACHE II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; ECG: Escala de Coma de Glasgow; PEEP: positive end-expiratory pressure (pressão expiratória final positiva); VC: volume corrente; VM: ventilação mecânica; PFTR: pico de fluxo de tosse reflexa; e IRRS: índice de respiração rápida e superficial.aValores expressos em média ± dp.bTeste t de Student.cTeste do qui-quadrado de Pearson.dTeste de Mann-Whitney.

Quanto aos parâmetros ventilatórios, hemodinâmicos e de troca gasosa relativos ao TRE, não houve diferença estatisticamente significativa entre os pacientes nos quais a extubação foi realizada com sucesso e aqueles nos quais a extubação falhou ( Tabela 2). Por outro lado, houve diferença estatisticamente significativa entre os dois grupos de pacientes quanto ao tempo de internação na UTI, o tempo de internação hospitalar e a mortalidade ( Tabela 3).

Tabela 2

Parâmetros ventilatórios, hemodinâmicos e de troca gasosa medidos durante o teste de respiração espontânea (aos 30 min).a

Variáveis	Sucesso na extubação	Insucesso na extubação	pb
	(n = 90)	(n = 45)
PAS, mmHg	138 ± 22	140 ± 16	0,411
PAD, mmHg	80 ± 11	81 ± 8,90	0,677
FC, bpm	89 ± 12	88 ± 12	0,838
FR, ciclos/min	23 ± 8,90	25 ± 3,80	0,359
Gases arteriais, pH	7,40 ± 0,31	7,40 ± 0,03	0,436
PaCO2, mmHg	40 ± 6,20 (5.37 ± 0,83)	39 ± 5,47 (5,16 ± 0,73)	0,177
PaO2, mmHg	117 ± 35 (15,60 ± 4,67)	125 ± 31 (16.67 ± 4,13)	0,243
SaO2, %	98 ± 1,51	98 ± 1,75	0,230
PaO2/FiO2	346 ± 116	356 ± 112	0,507

PAS: pressão arterial sistólica; e PAD: pressão arterial diastólica.aValores expressos em média ± dp.bTeste t de Student.

Tabela 3

Desfechos nos pacientes nos quais a extubação foi realizada com sucesso e naqueles nos quais a extubação falhou.a

Variáveis	Sucesso na extubação	Insucesso na extubação	p
	(n = 90)	(n = 45)
Tempo de permanência na UTIb	12 (7-17)	17 (14-23)	< 0,001c
Tempo de permanência no hospitalb	25 (17-30)	30 (21-52)	0,009c
Desfecho da hospitalização	0,017d
Alta	77 (85,6)	29 (64,4)
Óbito	4 (4,4)	9 (20)e
Transferência	9 (10)	7 (15)
Desfecho da internação na UTI	< 0,001d
Alta	84 (93,3)	38 (84,4)
Óbito	1 (1,1)	6 (13,6)e
Transferência	5 (5,6)	1 (2,2)
PAVM	32 (35,5)	24 (53,3)	0,027

PAV: pneumonia associada à ventilação mecânica.aValores expressos em n (%), exceto onde indicado.bValores expressos em mediana (intervalo interquartil).cTeste U de Mann-Whitney.dTeste do qui-quadrado de Pearson.eAssociação estatisticamente significativa com resíduos ajustados padronizados (nível de significância de 5%).

Um PFTR < 80 l/min e a pontuação na Escala de Coma de Glasgow mostraram-se preditores independentes de falha na extubação. O PFTR < 80 l/min apresentou risco relativo de 3,6 (IC95%: 2,0-6,7; p < 0,001), e a pontuação final na Escala de Coma de Glasgow apresentou risco relativo de 0,64 (IC95%: 0,51-0,83; p< 0,001). A partir de 8 pontos na Escala de Coma de Glasgow, cada ponto a mais diminuiu em 36% o risco de insucesso. Da mesma forma, a curva ROC mostrou que o PFTR e a pontuação na Escala de Coma de Glasgow são bons preditores do sucesso da extubação ( Figura 1). É interessante notar que o IRRS apresentou baixa acurácia em nossa amostra de pacientes.

Figura 1

Acurácia do pico de fluxo de tosse reflexa e da pontuação na Escala de Coma de Glasgow como preditores do sucesso da extubação de pacientes neurológicos internados na UTI.

Discussão

O presente estudo mostrou que o PFTR pode ser um preditor de sucesso da extubação de pacientes neurológicos em processo de desmame da VM.

Sabe-se que 20% dos indivíduos internados na UTI necessitam de suporte ventilatório em virtude de algum tipo de intercorrência neurológica aguda. 10Embora haja relatos de sucesso na extubação de tais pacientes, é importante avaliar o estado mental e a capacidade de proteção das vias aéreas nessa população. 20Estudos indicam que pacientes com traumatismo cranioencefálico e hemorragia subaracnoidea têm de 20 a 45% de chance de apresentarem diagnóstico de pneumonia associada à VM, que está diretamente relacionada com o tempo prolongado de UTI e a mortalidade.(14,15)Em nosso estudo, a pneumonia associada à VM foi mais comum nos pacientes cuja extubação falhou do que naqueles cuja extubação foi realizada com sucesso.

Sabe-se que a falha na extubação está associada ao aumento do tempo de VM, da incidência de pneumonia associada à VM e do risco de mortalidade, além de aumentar significativamente os custos de internação.(16-18,21-24)No presente estudo, os pacientes cuja extubação falhou apresentaram taxas significativamente mais elevadas de pneumonia, mortalidade, tempo de internação na UTI e tempo de internação no hospital, achados que estão de acordo com a literatura.

A influência da idade no desfecho do desmame da VM pode variar de acordo com a população estudada. 24No presente estudo, não foi observada associação significativa entre a idade dos pacientes e o desfecho do desmame da VM. Esse achado está de acordo com os de outros estudos de pacientes com lesões neurológicas, sugerindo que a idade não é um fator preditivo importante do desfecho do desmame da VM em tais pacientes.(9-11)

A população do estudo foi predominantemente composta pelo gênero masculino (71,1%), o que epidemiologicamente é explicado pelo fato de se tratar de uma UTI para pacientes vítimas de trauma, em que a prevalência de pacientes do gênero masculino está associada ao estilo de vida ou a maior exposição a fatores de risco de traumatismo cranioencefálico. 25

No presente estudo, não houve diferença significativa entre os pacientes cuja extubação foi realizada com sucesso e aqueles cuja extubação falhou quanto aos parâmetros ventilatórios, hemodinâmicos e de troca gasosa durante o TRE. Esse achado está de acordo com os de estudos envolvendo pacientes com doença neurológica, nos quais os maiores obstáculos ao desmame e extubação estão associados à incapacidade de proteger a via aérea, e não à incapacidade de ventilação espontânea, uma vez que não se observa diferença entre os grupos.(9,10)

Houve diferenças significativas entre os pacientes cuja extubação foi realizada com sucesso e aqueles cuja extubação falhou quanto ao IRRS, à PImáx e à PEmáx avaliados isoladamente. Porém, na análise multivariada, não houve diferenças significativas entre os dois grupos de pacientes quanto a esses parâmetros. Embora estejam entre os parâmetros mais frequentemente avaliados nos protocolos de desmame e extubação, não são bons preditores de falha na extubação em pacientes neurológicos.(6-10)A acurácia do IRRS como preditor de sucesso na extubação revelou-se baixa no presente estudo. Esse achado está de acordo com os de estudos prévios, evidenciando que o IRRS não é um bom preditor nesses pacientes.(9,10)

A avaliação do nível de consciência por meio da Escala de Coma de Glasgow é de extrema importância em pacientes neurológicos. O estudo de Namen et al. demonstrou que a Escala de Coma de Glasgow esteve associada ao sucesso na extubação, independentemente do protocolo utilizado; uma pontuação ≥ 8 associou-se a sucesso na extubação em 75% dos casos, ao passo que uma pontuação < 8 associou-se a sucesso na extubação em 33% dos casos.(26,27)

No presente estudo, todos os pacientes obtiveram pontuação > 8 na Escala de Coma de Glasgow, com média de 10,07 ± 0,93 pontos no grupo de pacientes nos quais a extubação foi realizada com sucesso e de 8,9 ± 0,51 pontos no grupo de pacientes nos quais a extubação falhou. A análise de regressão logística mostrou que uma pontuação = 8 na Escala de Coma de Glasgow é um preditor independente de falha na extubação, sendo que cada ponto a mais reduz em 36% o risco de insucesso. O presente estudo mostrou que a pontuação na Escala de Coma de Glasgow apresenta boa acurácia para predizer o sucesso do desmame em pacientes neurológicos. Esses achados assemelham-se aos de Namen et al., que demonstraram que as chances de sucesso aumentavam em 30% para o aumento de um ponto na pontuação na Escala de Coma de Glasgow. 26Vidotto et al. estudaram 92 pacientes neurocirúrgicos com pontuação ≥ 8 na Escala de Coma de Glasgow extubados após um TRE e observaram que 16% foram reintubados. 4Mokhelesi et al. observaram taxas semelhantes, com taxa de falha de extubação de 50% para pontuações ≤ 10 e de 9% para pontuações > 10. 28

A avaliação da proteção das vias aéreas pode ser realizada por meio da medição do PFT com um medidor de pico de fluxo ou com um pneumotacógrafo. A análise do PFT medido com um medidor de pico de fluxo em 95 pacientes antes da extubação mostrou que os pacientes cuja extubação falhou apresentavam PFT significativamente menor do que aqueles cuja extubação foi realizada com sucesso (64,2 ± 6,8 l/min vs. 81,9 ± 2,7 l/min); o risco de falha foi 5,1 vezes maior nos pacientes com PFT < 60 l/min. 15Entretanto, a análise do PFT medido com um pneumotacógrafo mostrou que o PFT nos pacientes cuja extubação foi realizada com sucesso foi semelhante ao PFT nos pacientes cuja extubação falhou, com médias de 79,7 l/min e 58,1 l/min, respectivamente. 7As diferenças entre os valores encontrados nos estudos citados podem ser explicadas pelos diferentes instrumentos de medição utilizados. Em um estudo com 150 pacientes internados em uma UTI clínica, 29o PFTR foi medido por meio de um monitor portátil de mecânica ventilatória. A média do PFTR foi de 74 l/min nos pacientes cuja extubação foi realizada com sucesso e de 42 l/min naqueles cuja extubação falhou. 29Os autores do estudo concluíram que o PFT é um potencial preditor do sucesso ou da falha da extubação de pacientes que passam no TRE. 29

O presente estudo tem algumas limitações. As médias do PFTR (115,34 ± 38,95 l/mim nos pacientes nos quais a extubação foi realizada com sucesso e 75,76 ± 31,23 l/min nos pacientes nos quais a extubação falhou) foram superiores às encontradas na literatura. Essa diferença pode ser parcialmente explicada pelo uso de um medidor portátil de pico de fluxo e pelo fato de a população estudada ser composta exclusivamente por pacientes com lesão neurológica, diferente, portanto, das populações clínicas avaliadas em outros estudos. É importante notar que ainda não foram estabelecidos valores de referência para o PFTR, e que estudos com esse objetivo podem ser de grande utilidade na prática clínica para estabelecer o melhor momento para desmame e extubação. 30

Embora vários estudos sugiram que é fundamental avaliar a tosse e, consequentemente, a capacidade de proteção da via aérea antes da extubação,(7,15,23)ainda não há consenso sobre a metodologia a ser utilizada para sua avaliação nem sobre os pontos de corte para prever o desfecho avaliado.

Podemos concluir que o PFTR medido por meio de um medidor de pico de fluxo e a pontuação na Escala de Coma de Glasgow são preditores independentes de falha na extubação em pacientes neurológicos internados na UTI.