Ultrasonografía diafragmática y presión inspiratoria máxima (PiMáx) en pacientes ventilados que recibieron entrenamiento muscular inspiratorio (EMI): serie de casos

Resumen

Se describe una serie de cinco casos de pacientes en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) que fueron sometidos a mediciones de fuerza de los músculos inspiratorios (PIMáx), excursión diafragmática (ED) y fracción de engrosamiento del diafragma (FED). Estas mediciones se hicieron en las primeras 24 y luego a las 72 horas de ventilación mecánica (VM).

Se aplicó entrenamiento muscular inspiratorio (EMI) utilizando el Threshold IMT (Philips Respironics Threshold IMT, Koninklijke Philips N.V.). El EMI se realizó dos veces al día durante siete días, supervisado por fisioterapeutas especialistas, con monitoreo de parámetros fisiológicos. Los resultados clínicos de cinco casos indican una evolución positiva en términos de destete de la VM, mejorando la fuerza muscular y la amplitud diafragmática.

Se describen los aspectos relacionados con el EMI, los resultados de las mediciones ultrasonográficas y de PIMáx. Se observó un aumento en la PIMáx en tres casos (10,5%-34,6%), y cuatro casos muestran incremento en la FED y ED. Estos resultados sugieren que el EMI puede tener efectos positivos en la función respiratoria en los pacientes de la UCI.

Abstract

A series of 5 cases of patients in the Intensive Care Unit (ICU) undergoing measurements of Maximal Inspiratory Muscle Strength (MIP), Diaphragmatic Excursion (DE), and Diaphragm Thickening Fraction (TFdi) is described. These measurements were taken within the first 24 hours of mechanical ventilation (MV) initiation and at 72 hours of ventilatory support.

Inspiratory Muscle Training (IMT) was applied using the Threshold IMT device (Philips Respironics Threshold IMT, Koninklijke Philips N.V.). IMT was conducted twice daily for 7 days, supervised by specialized physiotherapists, with monitoring of physiological parameters. Clinical outcomes for the 5 cases indicate a positive progression in terms of weaning from MV, improvement in muscular strength, and diaphragmatic amplitude.

Aspects related to IMT, results from ultrasonographic measurements, and MIP are described. An increase in MIP was observed in 3 cases (10.5%-34.6%), while 4 cases exhibited an augmentation in TFdi and DE. These findings suggest that IMT may have positive effects on respiratory function in ICU patients.

Introducción

La ventilación mecánica (VM) puede asociarse con la disfunción diafragmática inducida por el ventilador (DDIV), definida como debilidad o deterioro del diafragma que ocurre como resultado del uso prolongado de VM¹; esta condición limita la capacidad del paciente para mantener la ventilación espontánea. La DDIV se ha identificado como un factor que contribuye a la falla en el destete ventilatorio. Se estima que alrededor del 15% de los pacientes con destete difícil progresan a destete prolongado lo que resulta en mayor duración de la hospitalización, costos elevados y alta tasa de mortalidad². Evidencia creciente sugiere algunas mediciones objetivas para evaluar la función muscular respiratoria y respalda que una de las estrategias que ayudan al destete oportuno de los pacientes es la implementación de protocolos de entrenamiento de los músculos inspiratorios (EMI) para favorecer el destete ventilatorio, disminuir la estancia hospitalaria, y la recuperación de la funcionalidad del paciente crítico al alta hospitalaria³. La evaluación de la fuerza muscular inspiratoria a través de la presión inspiratoria máxima (PiMáx) y parámetros ultrasonográficos, como la excursión diafragmática (ED) y la fracción de engrosamiento del diafragma (FED) se han convertido en herramientas útiles para identificar la debilidad muscular respiratoria en personas con VM⁴. El siguiente reporte corresponde a cinco pacientes en VM mayor de 72 horas con el objetivo de informar cambios en la FED, en la ED y PiMáx después de siete días de EMI. Se obtuvo el aval del Comité de Ética Humana de la Universidad del Valle (013-018), se tuvo en cuenta la Declaración de Helsinki y los familiares firmaron un consentimiento informado. Se adoptaron las recomendaciones de la Guía Care (Care report guide) para reporte de casos.

Evaluación diagnóstica

Se realizaron mediciones de FED⁵ y ED⁵ y de PIMáx. En las primeras 24 horas, se efectuaron mediciones basales de FED en las primeras 24 y luego, a las 72 horas de VM, se evaluaban las condiciones para determinar los criterios de inclusión para EMI, si se cumplían con los criterios se llevaban a cabo las mediciones de PIMáx, FED (fig. 1A) y ED (fig. 1B) para dar inicio y se repetían al tercer día y al finalizar el EMI.

Figura 1.

Mediciones de ultrasonografía diafragmática (UD).

A) Medición y cálculo de la FED; B) (superior) identificación del musculo diafragma; (inferior) medición de la ED.

ED: excursión diafragmática; FED: fracción de engrosamiento del diafragma.

Para la PIMáx se usó el manovacuómetro Carefusión® (manovacuómetro Carefusión RPM, Alemania), siguiendo las recomendaciones de la Sociedad Torácica Americana y de la Sociedad Europea⁶ y fueron realizadas por un fisioterapeuta que desconocía la información de las mediciones de ultrasonografía diafragmática (UD), efectuadas por un anestesiólogo experto, con un ecógrafo M-Turbo (Sonosite M-Turbo Fujifilm Inc., Bothell, WA, EE. UU.), con sonda lineal de 7 a 10 MHz y sonda curva de 3 a 5 MHz. Las mediciones se basaron en los protocolos publicados⁷. La ED es la amplitud de la excursión desde el inicio de la contracción hasta el punto máximo inspiratorio. La medición se realizó con una sonda curva abdominal de 3 a 5 MHz, en modo 2D y posteriormente en modo M para registrar el movimiento diafragmático. La medición de la FED se llevó a cabo con una sonda lineal de alta frecuencia de 7 a 10 MHz, los movimientos diafragmáticos en inspiración y espiración se registraron en modo 2D y modo M, a una profundidad de 2 a 4 cm, dependiendo de la contextura corporal. Se aplicó la siguiente fórmula para el cálculo de la FED:

Los participantes fueron captados en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) o Urgencias, donde se efectuó la primera medición de UD, y se realizó el EMI durante siete días. En la tabla 1 se describen los momentos de medición.

Tabla 1.

Momentos de realización de mediciones

Momento de medición	Día	Variable a medir	Profesional responsable	Lugar
Primer momento	De 4 a 6 horas de inicio de la ventilación mecánica	FED	Anestesiólogo	UCI o Urgencias
Segundo momento	Primer día EMI	PIMáx, FED, ED	Anestesiólogo y fisioterapeuta	UCI y/u Hospitalización
Tercer momento	Tercer día de EMI	PIMáx, FED, ED	Anestesiólogo y fisioterapeuta	UCI y/u hospitalización
Cuarto momento	Séptimo día de EMI	PIMáx, FED, ED	Anestesiólogo y fisioterapeuta	UCI y/u hospitalización

ED: excursión diafragmática; EMI: entrenamiento muscular inspiratorio; FED: fracción de engrosamiento del diafragma; PIMáx: presión inspiratoria máxima; UCI: Unidad de Cuidados Intensivos.

Intervención terapéutica

Para el EMI se utilizó el Threshold IMT (Philips Respironics Threshold IMT, Koninklijke Philips N.V.) que consiste en una válvula de umbral de resorte que proporciona resistencia incremental. La prescripción tuvo en cuenta las directrices de publicaciones previas⁸, dos veces al día (mañana y tarde) durante siete días. La carga inicial fue ajustada al 50% de PIMáx. Se realizaron tres series de 10 repeticiones, con dos minutos de descanso entre cada serie, con duración 15 a 20 minutos. El EMI fue individualizado y supervisado, antes, durante y después de cada sesión, se monitorizó la frecuencia cardiaca (FC), la frecuencia respiratoria (FR), la saturación parcial de oxígeno (Sp0₂) y la disnea (escala de Borg) y, de manera continua, la FC y la SpO₂. Fue realizado por fisioterapeutas especialistas que no pertenecían al equipo asistencial de la UCI. En los cinco casos se utilizó un conector simple para la adaptación del dispositivo a la vía aérea artificial; y para continuar el entrenamiento después del retiro del tubo orotraqueal, en los casos 1 y 4 se empleó la boquilla original del dispositivo.

Todos los pacientes iniciaron soporte nutricional al tercer día de VM y recibieron en forma variada, terapia física y movilización temprana durante el EMI. Las dos sesiones diarias de EMI se realizaron con diferencia de cinco horas para evitar la fatiga muscular.

Hallazgos clínicos

En la tabla 2 se describen los principales hallazgos clínicos de los cinco casos presentados.

Tabla 2.

Hallazgos clínicos

Caso	Edad	Diagnóstico	Apache II	SOFA	Días de VM	Días en UCI	Días de VM	Eventos adversos	Puntuación de disnea
1	64	Hemorragia de vías digestivas altas, IRA, shock séptico de origen pulmonar	16	13	6	11	6	No	0
2	51	Síndrome neuroléptico maligno, IRA	12	2	16	29	27	No	0
3	21	Cetoacidosis diabética, IRA tipo 1, otitis media izquierda	28	14	10	12	10	No	0
4	26	Herida por arma cortopunzante toracoabdominal, IRA tipo 1	13	16	22	27	22	No	0
5	77	IRA, neumonía nosocomial, cáncer en estudio	32	9	11	30	26	Reintubación (1) por estridor laríngeo, Traqueostomía al 14 día de VM	0

Apache II: Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II; IRA: insuficiencia respiratoria aguda; SOFA: Sequential Organ Failure Assessment; UCI: Unidad de Cuidados Intensivos; VM: ventilación mecánica.

Resultados

En la tabla 3 se describen los aspectos relacionados con el EMI, los resultados de las mediciones ultrasonográficas y de PiMáx. Con respecto a la PiMáx se presentó un aumento en tres casos, y cuatro casos mostraron un incremento en la FED y la ED.

Tabla 3.

Resultados de mediciones realizadas en el estudio

Entrenamiento muscular inspiratorio (EMI)
	Caso 1	Caso 2	Caso 3	Caso 4	Caso 5
Tipo de destete (clasificación WIND)	*Destetecorto (grupo 1)	*Destete prolongado(grupo 3B)	*Destetecorto (grupo 1)	*Destete corto(grupo 1)	*Destete prolongado(grupo 3B)
Día inicio de EMI	4	18	10	13	11
RASS (inicio de EMI)	0	0	0	0	0
Umbral de carga inicial en cmH2O (50% PIMáx)	9	31	17	9	15
Umbral de carga final en cmH2O (50% PIMáx)	10	31	17	9	15
Numero de sesiones de EMI (2/día)	12	12	14	14	12
Valor predicho de PIMáx (cmH2O)	71,3	78	93,2	128,7	64,7
Mediciones ultrasonográficas y de PIMáx
GDF Insp. (cm)
Inicial	0,21	0,28	0,37	0,23	0,21
24 horas	0,23	0,25	0,33	0,23	0,20
72 horas	0,23	0,32	0,36	0,34	0,34
Egreso UCI	0,22	0,28	0,35	0,25	0,22
GDF Esp. (cm)
Inicial	0,17	0,20	0,28	0,16	0,11
24 horas	0,17	0,17	0,26	0,19	0,14
72 horas	0,17	0,22	0,27	0,28	0,28
Egreso UCI	0,16	0,18	0,27	0,21	0,15
FED %
Inicial	24	40	32	44	91
24 horas	35	47	27	21	43
72 horas	35	45	33	21	21
Egreso UCI	38	56	30	19	47
ED (mm)
Inicial	-	-	-	-	-
24 horas	10,8	12	10,1	7,7	20,6
72 horas	11,2	12	11,1	9,4	12,3
Egreso UCI	12,0	15,2	12	9,4	12,9
PIMáx (cmH2O)
Inicial	-	-	-	-	-
24 horas	17	70	34	17	32
72 horas	21	49	34	17	30
Egreso UCI	26	61	40	19	31
PiMáx inicio* (cmH2O)	17	70	34	17	32
PiMáx final** (cmH2O)	26	61	40	19	31

cmH₂O: centímetros de agua; ED: excursión diafragmática; EMI: entrenamiento muscular inspiratorio; FED: porcentaje de fracción de engrosamiento diafragmático (GDFInsp-GDF Esp/GDF Esp x 100); GDF Esp: grosor diafragmático al final de la espiración; GDFInsp: grosor diafragmático al final de la inspiración; PIMáx: presión inspiratoria máxima; RASS: Richmond Agitation Sedation Scale; Valor predicho PIMáx, mujer: 104-(0,51 x edad); hombre: 143-(0,55 x edad); UCI: Unidad de Cuidados Intensivos; VM: ventilación mecánica; WIND: Weaning according to a New Definition.

*

Destete corto (grupo 1): el primer intento resultó en una terminación del proceso de destete dentro de 1 día (separación exitosa o muerte).

** Destete prolongado (grupo 3B): destete prolongado no exitoso luego de 7 días desde el primer intento.

Discusión

El objetivo de este reporte de casos fue describir la PIMáx, la FED y la ED en cinco pacientes en VM mayor a 72 horas, después de siete días de EMI, y los resultados mostraron un aumento en la PiMáx en tres casos, y en la FED y la ED en cuatro.

Algunas publicaciones de reportes de casos de EMI en el contexto de la UCI describen metodologías diferentes^8,9 y una variada prescripción con la misma técnica de evaluación con PiMáx y concluyen que el EMI tiene beneficios en el aumento de la fuerza inspiratoria. En relación con este reporte, a diferencia de los anteriores, se incluyó la UD; los autores consideran que puede ser una opción para ser utilizada por los fisioterapeutas para orientar los planes de intervención y complementar la información de la manovacuometría.

En cuanto a los cambios de PiMáx al completar los siete días de EMI, en dos de los cinco casos, se observó una disminución con respecto a la medición inicial (-70 cmH₂O a - 61 cmH₂O) y (- 32 cmH₂O a - 31 cmH₂0) sin estar por debajo de > 30 cmH₂0 y aumento en la FED (47 a 56%) y (43 a 47%), respectivamente. Los autores consideran que estos resultados pueden relacionarse con la necesidad de colaboración para la medición de PiMáx, al ser una prueba dependiente del esfuerzo. Por el contrario, la UD, no requiere colaboración y permite la visualización directa del diafragma. Para este reporte se tomó como línea de base la primera medición de UD a las 24 horas de intubación orotraqueal, y se determinó iniciar el EMI en pacientes con más de 72 horas de VM. Schepens et al.¹⁰ describen la disminución del grosor diafragmático entre las 48 a 72 horas de VM. Por lo anterior, los autores de este reporte consideraron importante realizar la medición inicial de UD para identificar el estado basal de la función del diafragma al inicio de la VM y los cambios posteriores al EMI.

La población incluida en los programas de EMI en el contexto de la UCI han sido pacientes con VM prolongada con IOT o traqueostomía, y finaliza cuando se inicia el proceso de destete ventilatorio o con la extubación^3,11,12. El protocolo de este estudio tuvo en cuenta el principio de continuidad al estandarizar el EMI durante los siete días independientemente de la presencia o no de VM, lo que pudo haber beneficiado el aumento de la PIMáx en tres casos y de la FED y ED en cuatro. Al finalizar el EMI, dos pacientes permanecían intubados, dos extubados y uno traqueostomizado,

Las fortalezas están relacionadas con el diseño del protocolo, con el uso de dos métodos complementarios (manovacuometría y UD) y la experiencia y conocimiento de los profesionales que realizaron las mediciones. Aunque no es posible extrapolar los resultados, esta serie de casos sirve como marco referencial en nuestro medio y puede ser útil en la fundamentación para continuar los estudios con mayor rigor científico y resalta la importancia de la implementación de protocolos de sedoanalgesia y delirium para mantener al paciente despierto para el EMI.

Los autores consideran que pudo presentarse un sesgo de confusión, porque factores como la movilización temprana y los modos ventilatorios espontáneos^13,14 favorecen el aumento de la fuerza muscular respiratoria y periférica. Como limitaciones asumen la ausencia de valoración nutricional teniendo en cuenta la importancia de este aspecto en la función muscular.

Este reporte promueve el uso de UD como herramienta de evaluación no invasiva, costo-efectiva, segura y fácil de realizar a la cabecera del paciente. Asimismo, resalta la necesidad de investigaciones que confirmen estos hallazgos en el contexto de la UCI, incluyendo estudios con un mayor tamaño muestral para confirmar las conclusiones.

Responsabilidades éticas

Aprobación ética

Todos los procedimientos realizados en estudios que involucran a participantes humanos se llevaron a cabo de acuerdo con los estándares éticos de los comités de investigación institucionales y/o nacionales y con la Declaración de Helsinki de 1964 y sus posteriores enmiendas, u otros estándares éticos comparables. Se obtuvo el aval del Comité de Ética Humana de la Universidad del Valle (013-018).

Consentimiento informado

Se obtuvo el consentimiento informado de todos los participantes individuales incluidos en el estudio.

Financiación

El presente trabajo ha sido financiado con recursos de convocatoria interna (1877) de la Universidad del Valle, Cali, Colombia.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.