Associated factors to extubation failure in the term newborn

Abstract
Mechanical ventilatory support is essential for the management of critically ill newborn,but it is not harmless . There are factors that are associated with extubation failure need reintubate having the patient with potential secondary complications. The available studies in the literature focus mainly preterm newborn. The aim of this work is to review very generally different physiological aspects of newborn to elaborate on the factors that are associated with extubation failure in such patients managed with conventional mechanical ventilation.

Based on a study conducted in the term infant four years ago , after multivariate analysis, it is mentioned that the factors associated with failure of extubation in this type of patient is a high peak inspiratory pressure (PIP ) >18 cm H20, cyclized of ventilator >15 x minute and hemoglobin <13 g /dL prior to the passage of the tracheal continuous positive airway pressure (CPAP ), with p ? 0.03. With the above it is concluded in this work that before to extubate term infant under mechanical ventilatory support in its conventional form, after passing through tracheal CPAP, should be done with a PIP ?18 cm H20 , frequency of cyclizedof ventilator ?15 x min and hemoglobin not smaller than 13 g / dL , thereby improving prognosis.

Key words
term newborn, extubation failure, mechanical ventilation support, preterm newborn, weaning infants from mechanical ventilation

Artículo completo
Introducción
La asistencia mecánica a la ventilación (AMV) es esencial para el tratamiento del recién nacido (RN) gravemente enfermo, lo que ha hecho que se mejore la supervivencia en este grupo de pacientes en los últimos años;¹ sin embargo, no es inocua. Existe una serie de complicaciones que se presentan en el RN durante y después de que se retira el apoyo ventilatorio.^2-6
Uno de los principales problemas que aparecen con el retiro de la AMV es el fracaso en la extubación. Se considera fracaso en la extubación cuando hay que reintubar al paciente en las primeras 48 a 72 horas;⁷ este problema se ha estudiado profundamente en el RN prematuro (RNP),^8-11 y hay muy poco publicado en relación con el RN en término (RNT). Aproximadamente el 33% de los RNP presentan este problema^1-2 y en los RNT, aunque no se ha estudiado bien, se menciona que alrededor del 16% se extuba después de haber sido sometidos a AMV.³
Los factores que se han asociado con el fracaso en la extubación en el RN en general, tanto pretérmino como en término, son: pulmonares (insuficiencia respiratoria de la prematuridad, enfermedad pulmonar primaria no resuelta, atelectasia postextubación, eventración o parálisis diafragmática, displasia broncopulmonar); infecciones pulmonares; de las vías aéreas superiores, como exceso de secreciones traqueales, edema o ambas, estenosis subglótica, traqueobronquitis, laringotraqueomalacia, anillo vascular congénito; del sistema nervioso central, como apnea en el RN muy prematuro, hemorragia intraventricular; por drogas como fenobarbital; daño cerebral por hipoxia-isquemia, disfunción neurológica; cardiovasculares, tales como la presencia del conducto arterioso, cardiopatía congénita por hiperflujo pulmonar, sobrecarga de líquidos, insuficiencia cardíaca congestiva no resuelta; misceláneas, diagnósticos que no se reconocen en el momento (parálisis de nervios, miastenia gravis); otros, como alteraciones metabólicas, electrolíticas (sobre todo en pacientes tratados con diuréticos) y sepsis;^12,13 condiciones nutricionales deficientes.¹³
El objetivo de este trabajo de revisión fue repasar los diferentes aspectos fisiológicos del RNT, para profundizar sobre los factores que se asocian con el fracaso en la extubación en este tipo de pacientes, tratados con ventilación mecánica convencional.

Material y métodos
Se realizó la búsqueda de todos los artículos de calidad metodológica, originales, tanto prospectivos como retrospectivos, así como de revisión y algunos textos clásicos que trataran los factores asociados con el fracaso en la extubación en el RNT; se encontró poca información al respecto, lo que dificultó de cierta manera el logro de nuestro objetivo del estudio. La búsqueda se hizo en Internet con el buscador Google, Medline y PubMed y revisiones de Cochrane, así como la lectura de artículos in extenso con los que contábamos previamente y que se descargaron electrónicamente.
Además, se precisan algunos conceptos importantes:

La presión media de las vías aéreas
La presión media de las vías aéreas (PMVA) es una medición de la presión promedio a la cual los pulmones están expuestos durante el ciclo respiratorio. Puede expresarse como el área sobre la curva que representa el ciclo respiratorio en una unidad de tiempo definida. Nos las da el ventilador en forma directa o se puede calcular con la siguiente ecuación:

PMVA = K (PIP - PEEP) (Ti/[Ti + TE]) + PEEP¹⁴

Donde K es una constante que depende del tipo de la curva de presión (generalmente, equivale a 0.8 a 0.9),¹⁵ Ti es el tiempo inspiratorio y TE es el tiempo espiratorio; PIP es la presión positiva inspiratoria máxima y PEEP, es la presión positiva al final de la espiración.
Otra fórmula para obtenerla es:

(PIM x Ti) + (PEEP x TE)
PMVA = --------------------------------------------------
Ti + TE

Donde PIM es la presión inspiratoria máxima; Ti es tiempo inspiratorio; PEEP es la presión positiva al final de la espiración; TE es el tiempo espiratorio.¹⁶
De lo anterior se deduce que la PMVA se modificará cuando aumente el flujo inspiratorio (aumentará K), la PIP, el Ti, el TE y la PEEP. Asimismo, el Ti y el TE dependerán del ciclado del ventilador en un minuto (frecuencia ventilatoria).
El mecanismo por el cual la PMVA determina la oxigenación es porque aparentemente optimiza el volumen pulmonar y la relación ventilación-perfusión.^17,18 La PIP, o volumen ventilatorio en los ventiladores de volumen, determinará en parte el gradiente de presión entre el inicio y el final de la inspiración, afectando así la ventilación alveolar, por lo que al aumentar la PIP se elevará el volumen ventilatorio, se favorecerá la eliminación de bióxido de carbono y se disminuirá la presión arterial de bióxido de carbono (PaCO₂).^{19, 20} También, al aumentar la PIP se elevará la PMVA, pero el incremento de la PIP favorece el barotrauma;²¹ así, también, se ha observado que una PMVA > 10, sobre todo al octavo día de AMV, lo favorece², al igual que un índice de oxigenación (IO₂) > 10 en cualquier momento². Con los incrementos de la PIP también se favorece la presencia de displasia broncopulmonar,²² por lo que debe usarse con precaución. En los RN, la hipoxemia produce el incremento, aunque transitorio, de la ventilación; después se observa depresión respiratoria que llega hasta apnea.
Cuando la PMVA es muy alta, se transmite a estructuras intratorácicas, disminuye el gasto cardíaco y, por ello, se reduce el transporte de oxígeno; en ese caso, habrá que disminuirla.

Otros
Como la acidosis, el incremento del bióxido de carbono y las concentraciones altas de 2,3-difosfoglicerato reducen la afinidad del oxígeno por la hemoglobina, favoreciendo así su liberación hacia los tejidos; las situaciones contrarias no liberan el oxígeno, favoreciendo hipoxemia.²³

La adaptabilidad
Es la distensibilidad o elasticidad y se calcula a partir de los cambios de volumen por unidad de cambio de presión. Para que el flujo de aire pueda ingresar a las vías aéreas del RN es necesario que haya un gradiente de presión entre la abertura de las vías respiratorias y los alvéolos, para impulsar el flujo de gases tanto en la inspiración como en la espiración. El gradiente de presión va a depender de la adaptabilidad, la resistencia y la inercia de los pulmones. Se expresa de la siguiente manera:

Volumen (L)
Distensibilidad = --------------------------------------------
Presión (cm H₂O)

Mientras mayor es la distensibilidad, el volumen liberado será más alto.

La resistencia
Es la capacidad inherente del sistema de conducción (las vías respiratorias y el tubo endotraqueal) y de los tejidos para resistir al flujo de aire. Es el cambio de presión por unidad del cambio de flujo. Se expresa de la siguiente forma:

Presión (cm H₂O)
Resistencia = ---------------------------------------
Flujo (l/seg)

La resistencia normal de la vía aérea de un neonato sano es de 20 a 40 cm H₂O/l/seg, que es mayor a 16 veces respecto del adulto.²⁴
La distensibilidad y la resistencia pueden utilizarse para describir el tiempo necesario hasta un cambio instantáneo o escalonado en la presión de las vías respiratorias para alcanzar el equilibrio en todo el pulmón.

Constantes de tiempo
Se refiere a la multiplicación de la resistencia por la adaptabilidad; es una medición del tiempo en segundos, necesario para que la presión alveolar alcance el 63% del cambio en la presión de las vías aéreas. Una segunda constante de tiempo es cuando la presión alveolar alcanza el 86% del cambio en la presión de las vías aéreas; una tercera constante de tiempo es cuando se alcanza el 95%; una cuarta cuando llega hasta el 98% y, por último, una quinta, es cuando alcanza el 99% del cambio en la presión de las vías aéreas.
La fórmula es la siguiente:

Constante de tiempo (seg) = Resistencia (cm H₂O/l/seg) x adaptabilidad (l/cm H₂O)

Mientras más tarde en lograrse el equilibrio, mayor será el porcentaje de equilibrio que se produzca (Figura 1).²⁰




Con 3 a 5 constantes de tiempo (de 95% a 99%) se logra el equilibrio y con menor o mayor cantidad éstas no se lograría el tiempo necesario hasta alcanzar la inspiración o la espiración, favoreciendo la hipoxemia en el primer caso y la sobredistensión en el segundo (retención de bióxido de carbono e hiperexpansión pulmonar), que puede afectar más adelante el gasto cardíaco, produciendo mayor hipoxemia.
Por ejemplo, en un RN sano con una resistencia de 30 cm H₂O/l/seg y una adaptabilidad de 0.004 l/cm H₂O, una constante de tiempo sería de 0.12 seg. Para lograr un equilibrio completo de presión (3 a 5 constantes de tiempo) se necesitaría en el caso que fueran 3 constantes de tiempo, 3 x 0.12 seg (0.36 seg) o 5 constantes de tiempo, 5 x 0.12 seg (0.6 seg), pero en un RN con síndrome de dificultad respiratoria (SDR) hay disminución de la adaptabilidad, por lo que el tiempo hasta equilibrar su presión pulmonar será mucho mas corto; por lo anterior, necesitará menor tiempo inspiratorio para inflar sus pulmones e, igualmente, menor tiempo espiratorio para la desinflación (salida del aire) de los mismos.
Es conveniente estar valorando los movimientos de la pared torácica, ya que los tiempos inspiratorio y espiratorio se correlacionan con las constantes de tiempo.
Los datos clínicos que pueden orientarnos hacia el atrapamiento de gas son, en primer lugar, las frecuencias ventilatorias elevadas; segundo, una constante de tiempo inspiratorio prolongada o una constante espiratoria disminuida;²⁰ tercero, movimiento torácico disminuido y, por último, función cardiovascular alterada (presión venosa central elevada, presión arterial sistémica disminuida, acidosis metabólica, etcétera).¹⁷

CPAP
Este fue introducido por Gregory y col en 1971²⁵ y desde entonces ha sido un importante recurso para el tratamiento de los RN con SDR. La idea primordial de este procedimiento es para aumentar el volumen pulmonar mejorando en consecuencia la oxigenación. Se usa principalmente en enfermedades restrictivas. Este método se utiliza por varias hrs. en los RNT con AMV previo a la extubación. Si durante el mismo no hay un incremento importante del esfuerzo respiratorio en 12-24 horas podrá extubarse.²⁶ El uso del mismo antes de la extubación en RN prematuros de 1,200 g o menos de peso que ameriten cánula orotraqueal de 2.5 mm de diámetro interno, está controvertido dado que aumenta el trabajo respiratorio por mayor resistencia del tubo orotraqueal y por ello en la literatura médica, la mayoría, acepta la extubación directa sin paso previo por la presión positiva continua de la vía aérea (CPAP [continuous positive airway pressure]) traqueal, en este tipo de pacientes.^{8, 9, 20, 27}

Discusión
Las causas del fracaso en la extubación no se han analizado profundamente en el RNT, dado que existe muy poca bibliografía al respecto. Es conocido que los RN son más vulnerables a las alteraciones del intercambio gaseoso por su índice metabólico alto, por el incremento del líquido intersticial pulmonar y por la capacidad funcional residual y la adaptabilidad disminuidas. Además, existe la posibilidad de que puedan presentar un cortocircuito de izquierda a derecha por el conducto arterioso o a través del foramen oval.¹⁷ Antes de extubar a un paciente RNT se ha sugerido el uso de dexametasona previa al procedimiento.²⁶
Es sabido que para que un RN tolere la extubación es necesario que exista un adecuado funcionamiento del centro respiratorio y buena coordinación de los músculos torácicos; sin embargo, en el RN hay gran flexibilidad de la pared torácica, lo que aumenta el trabajo respiratorio, por las costillas blandas y no calcificadas. El diafragma, es sabido, es el principal sostén de la ventilación en el RN, pero proporcionalmente tiene menos fibras musculares tipo I (de oxidación rápida, y resistentes a la fatiga) que a otras edades, pero es más estable que la caja torácica del prematuro.¹⁰
También, se entiende que la anemia, así como otros trastornos metabólicos, alteraciones electrolíticas, etc., favorecen el fracaso en la extubación.^12,13
La mayor parte de los estudios relacionados con el fracaso en la extubación en el RN se enfocan en el RNP, como los estudios realizados por Dimitriou y col., que hallaron que en este tipo de pacientes influían, para el fracaso en la extubación, la disminución en la capacidad residual funcional,¹¹ la baja edad gestacional –éste es un mayor predictor de fracaso en la extubación–;^8,28 también, este mismo autor halló que existía correlación entre las radiografías postextubación y la capacidad residual funcional; se observó que un área pulmonar < 8.5 cm² tenía una máxima especificidad en predecir el fracaso en la extubación.²⁹ En otro estudio realizado por Tapia y col.³⁰, también en el RNP, se hallaron como factores predictores para el fracaso en la extubación: RN < 32 semanas de edad gestacional, aporte calórico < 100 cal x kg x día y una PMVA > 4.5 cm H₂O. En un trabajo de revisión de Sant’ Anna y col. en pacientes RN con ventilación mandatoria intermitente sincronizada (SIMV [synchronized intermittent mandatory ventilation]) se sugirió considerar la extubación cuando el paciente tiene parámetros de PIP < 16 cm H₂O, PEEP < 6 cm H₂O, frecuencia del ventilador < 20 por min y fracción inspirada de oxígeno < 0.30, y en el modo de asistocontrolada con presión soporte, en RN > 1 000 g: PMVA < 8 cm H₂O y fracción inspirada de oxígeno < 0.30.³¹
Existen 2 estudios de RNT, uno en donde se toma al RNT en conjunto con pacientes de otras edades (hasta los 18 años), donde se encontró una serie de parámetros que pueden favorecer el fracaso en la extubación, como la PIP, la PMVA, la fracción inspirada de oxígeno (FiO₂), IO₂, etc., sin precisarse valores propios para la edad del RNT, sino en forma general hasta la edad de 18 años, ya mencionada³². El otro estudio, realizado por Tapia y col.³³, que estudiaron exclusivamente al RNT de 37 a 42 semanas de edad gestacional, con AMV con ventilador Bear Cub 750 vs, con modo de SIMV. Se formaron dos grupos: el A (casos, es decir, los pacientes en los que la extubación fracasó en las primeras 72 horas de haber sido extubados), con 17 pacientes y el B (controles, aquellos en los que la extubación no fracasó), con 24 pacientes. Después del análisis multivariado se halló que una PIP > 18 cm H₂O, un ciclado del ventilador > 15 x min y una hemoglobina < 13 g/dl, previos al paso del CPAP traqueal, se asociaron con fracaso en la extubación con p de 0.01 en las dos primeras variables y de 0.03 en la última. En este trabajo mencionado no hubo diferencias entre las patologías motivo de ingreso en la Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales, ni en los cm de H₂O del CPAP traqueal (3 cm a 4 cm), utilizado previo a la extubación.

Conclusiones
Con lo mencionado anteriormente y ante la falta de estudios sobre factores asociados con el fracaso en la extubación en el RNT, se concluye, de acuerdo con el último trabajo mencionado³³, que antes de extubar al paciente RNT en ventilación convencional, previo paso por CPAP traqueal, aquélla debe de hacerse con una PIP < 18 cm H₂O, un ciclado del ventilador < 15 x min y una hemoglobina no menor de 13 g/dl, así como también deben tratarse otras variables importantes con la idea de disminuir en lo posible el fracaso en la extubación, con mejora del pronóstico. Los pacientes, sin embargo, deben ser individualizados, ya que el tratamiento ventilatorio en el RN no es una ciencia exacta.³¹

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