Bispectral index in hypercapnic encephalopathy associated with COPD exacerbation: a pilot study

Introduction

Exacerbations are acute situations that appear in the course of COPD (exacerbations of COPD ) and condition patient prognosis and quality of life.1 Quando estes ECOPDs são graves, eles podem induzir a hipercapnia, o que pode levar a acidose respiratória e anormalidades neurológicas, inclusive neurológicas, cognitivas alterações e uma redução do nível de consciência, que é conhecido como hypercapnic encefalopatia.2 Embora esta última condição seja caracterizada por uma fase inicial de excitação psicomotora, pode evoluir para confusão, estupor e, finalmente, coma e morte.3 Além disso, a diminuição do nível de consciência pode comprometer a permeabilidade das vias aéreas e mesmo a vida do doente. A este respeito, quando a encefalopatia hipercapnica é grave, considera-se uma contra-indicação formal para a utilização de ventilação mecânica não invasiva 4,que pode levar à necessidade de intubação orotraqueal e ventilação invasiva.Embora a fisiopatologia da encefalopatia hipercapnica não seja totalmente compreendida, ela parece depender principalmente da acidose do líquido cefalorraquidiano, que é derivado da passagem de CO2 através da barreira sangue–cérebro.3,6

apesar das suas potenciais consequências deletérias para o paciente, a encefalopatia hipercapnica é geralmente avaliada qualitativamente ou, mais raramente, com escalas clínicas que proporcionam uma melhor aproximação, mas não foi validada para este propósito específico. Além disso, estas escalas não permitem a monitorização automática do doente e, por conseguinte, devem ser repetidas periodicamente nos indivíduos em risco de rápida deterioração. A escala mais usada é a escala Glasgow Coma Scale (GCS), que foi realmente desenvolvida para a avaliação de pacientes com lesão cerebral traumática.7,8 outras escalas que têm sido usadas para a encefalopatia hipercapnica são a escala de sedação de Ramsay (RSS) e a escala de agitação–sedação de Richmond (RAS), que foram projetadas principalmente para avaliar a sedação em indivíduos anestesiados.9,10 em contraste, o sinal do Índice bispectral (BIS) é obtido a partir da análise automática da atividade cerebral, registrada através de uma série de eletrodos colocados no couro cabeludo, e transformado em um valor numérico que varia de 0 a 100.11 embora esta técnica tenha sido desenvolvida há 20 anos, 11 até agora tem sido utilizada principalmente para avaliar a profundidade da anestesia durante os procedimentos cirúrgicos.12-19 de facto, o seu uso melhorou a titulação de agentes neuroactivos, evitando também despertamentos intra-operatórios inadequados. No entanto, nos últimos anos, o BIS foi alargado a outras áreas da medicina.20-24 curiosamente, a tomografia de emissão de positrões demonstrou uma relação directa entre a actividade metabólica cerebral e os valores fornecidos pelo BIS.Temos a hipótese de que o BIS também pode ser útil na avaliação objetiva e monitorização de pacientes respiratórios graves que mostram, ou estão em risco de desenvolver, encefalopatia hipercapnica com depressão do nível de consciência. Consequentemente, o objetivo do presente estudo-piloto foi avaliar a utilidade do BIS na avaliação desta condição num contexto clínico muito frequente (ECOPD), analisando as potenciais relações do sinal BIS com as escalas mais utilizadas.

os Pacientes e métodos

Este foi um estudo prospectivo e controlado estudo em que sucessivas pacientes foram recrutados no intermediário respiratória unidade de cuidados de nosso centro, onde foram admitidos para um ECOPD associando hypercapnic encefalopatia (PaCO2 >45 mmHg, juntamente com neurológica–cognitivo, alterações e/ou consciência de imparidade na ausência de outras causas como avaliados por dois peritos pneumologistas). O diagnóstico e a avaliação da DPOC incluíram espirometria forçada com teste broncodilatador (Datospir 92; Sibelmed®, Barcelona, Espanha), determination of static lung volumes and airway resistance by body plethysmography (MasterLab; JAEGER™, Würzburg, Alemanha), carbon monoxide transfer (DLco, gas analyzer included in the MasterLab), and arterial blood gases (GEM Premier 3000; Instrumentation Laboratory, Bedford, MA, USA). O tamanho da amostra foi calculado a partir de trabalhos anteriores que tinham usado a técnica BIS para outros fins.O estudo foi concebido de acordo com a legislação local e Europeia, tendo sido aprovado pelo Comité de Ética da nossa instituição (Fundació IMIM, referência 2013/5416/I). Foi obtido consentimento por escrito informado de todos os pacientes, que também consentiram na publicação de seus dados clínicos.

protocolo

no momento da Inclusão, Os doentes foram monitorizados com um dispositivo BIS (Sistema De monitorização da Vista, software BIS-XP; Aspect Medical Systems Inc., Norwood, MA, USA). Em paralelo, três escalas clínicas diferentes, GCS, RSS e RASS, foram usadas repetidamente pelo menos na admissão (primeira hora) e sexta hora de internação hospitalar, bem como imediatamente após o desaparecimento da semiologia da encefalopatia (ausência de tremor de vibração e resposta correta a um questionário básico padronizado). Adicionou-se uma determinação adicional das escalas clínicas à nona hora em três doentes que apresentaram uma encefalopatia mais persistente. Os valores fornecidos pelo BPI foram registados durante o mesmo período. Por último, foi realizada uma nova avaliação (BIS e escalas) 3 meses após a alta, com todos os doentes numa fase estável.valores de

variáveis

BIS foram obtidos para cada segundo, e os valores médio, máximo e mínimo para cada minuto foram registados. Para o presente estudo, foi obtida a média dos valores médios obtidos em 10 minutos após a medição das escalas. Valores entre 100 e 90 são típicos de indivíduos completamente acordados, enquanto que os entre 90 e 60 indicam uma redução leve a moderada no nível de consciência (confusão ao estupor), 60-40 caracterizaram os primeiros graus de inconsciência, e valores abaixo de 40 correspondem a um coma profundo.13,28,29 em relação às três escalas clínicas, foram projetadas para avaliar o nível de consciência em diferentes cenários clínicos.9,10,30-32 o CCG considera reações motoras, verbais e oculares do paciente tanto espontaneamente quanto em resposta a diferentes estímulos, com valores que variam de 3 a 15.8,33 RSS, por sua vez, classifica o grau de sedação em seis diferentes níveis, de 1 (agitação) a 6 (ausência de resposta à intensa estímulos),9 enquanto RASS é um dez-escala de nível, com quatro níveis, sendo positivo, indicando um aumento do paciente actividade, um valor zero correspondente a um desperto individuais, e cinco níveis negativos a designação de progressivos graus de sedação.34

análise estatística

as variáveis categóricas são expressas como frequências absolutas e relativas, enquanto que as variáveis contínuas são descritas como média (DP) ou mediana (IC de 95%), conforme apropriado em cada caso. As correlações entre os valores obtidos com o BIS e as escalas foram avaliadas utilizando o coeficiente de correlação de Spearman. A significância foi definida por um erro Alfa (P) <0,05. Os dados foram analisados usando o programa SPSS v20 (IBM Corporation, Armonk, NY, EUA).foram admitidos no departamento de emergência da nossa instituição, com critérios ECOPD, hipercapnia, acidose e diagnóstico clínico de encefalopatia secundária (Tabela 1), dez doentes com DPOC consecutivos, com predominância líquida de homens e doença grave a muito grave.

quadro 1 características de base dos doentes Nota: os dados são expressos em média (DP) excepto no que respeita ao sexo.
abreviatura: ref., referência.

avaliação BIS

O sinal BIS foi gravado por um total de 588 minutos, com uma ausência completa de complicações locais. O resumo destes dados durante a admissão e 3 meses após a descarga é mostrado na Figura 1. Todos os doentes apresentaram uma BIS inicial ≤90 (mediana: 71).0 ), com um comportamento variável ao longo do tempo, embora a maioria tenha mostrado uma tendência ascendente através do período de hospitalização, com normalização dos valores de BIS em todos os pacientes na avaliação de seguimento pós-descarga.

a Figura 1 Indivíduo evolução do BIS valores em ECOPD pacientes.nota: a barra indica o valor médio.abreviaturas: au, unidades arbitrárias; índice bis, bispectral; ECOPD, exacerbações da DPOC.

comparação do BIS com escalas clínicas

observou-se uma correlação significativa entre os valores do BIS e os obtidos com as três escalas incluídas no estudo (Figura 2). A melhor relação foi obtida com RSS (r=-0,757), seguida pela de GCS (r=0,701) (P<0,001 em ambos os casos). Uma correlação mais modesta foi demonstrada pela RAS (R=0, 615, também P<0, 001). Além disso, uma estreita relação foi observada quando diferentes categorias definidas por RSS pontuação foram comparados com os valores fornecidos pelo BIS: pacientes com RSS pontuação de 2 mostrou um BIS valor de 92.2 (95% CI, 90.1–94.3), semelhante ao descrito para desperto assuntos,13 enquanto que aqueles com um RSS pontuação de 3 correspondeu a um BIS valor de 66.1 (95% CI, 54.5–77.6), e pacientes com um RSS pontuação de 4 mostrou um BIS valor de 58.8 (95% CI, 48.6–69), que é a característica de sedação.Não foram encontradas correlações significativas entre variáveis da função pulmonar BIS e diferentes, incluindo gases sanguíneos arteriais. Todos os doentes foram submetidos a um tratamento padronizado para o seu estado, incluindo ventilação mecânica não invasiva, broncodilatadores nebulizados e inalados (agonistas beta e anticolinérgicos), antibióticos e esteróides sistémicos. A avaliação foi favorável em todos os casos, sem necessidade de intubação endotraqueal em qualquer um deles, e os pacientes foram liberados do hospital, com controles subsequentes nas clínicas ambulatoriais.

Figura 2 Correlação entre os valores de BIS e os escores obtidos com os três clínicos escalas: (A) Sedação de Ramsay Escala, (B) Escala de Coma de Glasgow, e (C) de Richmond de Agitação–Sedação Escala.
abreviatura: BIS, bispectral index.

na avaliação realizada 3 meses após a descarga, o valor BIS foi 94,6 (IC 95%, 91.7–97.9), e todas as três escalas e exames físicos mostraram pacientes totalmente acordados, mesmo que a maioria deles (90%) ainda mostrou hipercapnia sem acidose (Tabela 1).

discussão

o estudo piloto mostra que a determinação do BIS pode ser útil para avaliar objectivamente o grau de encefalopatia hipercapnica em doentes com ECOPD. Sua correlação com as escalas clínicas é boa, especialmente com as de Ramsay e Glasgow, embora as principais vantagens do BIS sobre elas sejam que não requer intervenção direta dos profissionais de saúde e permite um acompanhamento instrumental contínuo do nível de consciência do paciente, com a configuração potencial de alarmes automáticos. Isso não significa que a vigilância direta do paciente deve ser negligenciada, mas pode facilitar a sua gestão.

a avaliação dinâmica e instrumental do nível de consciência é muito importante em pacientes que, como no caso dos sujeitos incluídos no presente estudo, podem rapidamente se mover para um estado mais crítico. Em tal situação, a deficiência de consciência pode passar despercebida pelo pessoal de saúde, o que pode ter consequências dramáticas, uma vez que pode estar associada a falha ventilatória ou cardiovascular, ou problemas na permeabilidade das vias aéreas. Além disso, se a depressão da consciência for grave, o uso de ventilação mecânica não invasiva tornar-se-á inadequado, envolvendo a necessidade de intubação endotraqueal e procedimentos ventilatórios invasivos.4,5

a encefalopatia hipercapnica é uma doença metabólica com impacto no nível de consciência. Sua fisiopatologia não é completamente conhecida, embora pareça depender fundamentalmente da presença de acidose tanto no líquido cefalorraquidiano quanto no tecido intersticial cerebral.3,35 Além disso, tanto a hipercapnia e a consequente hipóxia pode causar vasodilatação nos vasos cerebrais, aumentando o fluxo de sangue, e, potencialmente, gerando edema e aumento da pressão intracraniana,36 com potenciais efeitos neurológicos. Por último, a acidose do sistema nervoso central parece induzir uma diminuição dos níveis de fosfocreatina, aumentando a glucose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e a razão lactato/piruvato, o que conduziria a um nível de Utilização deficiente da glucose. Consequentemente, as concentrações de glutamato e síntese de acetilcolina irão diminuir, o que também pode resultar em diminuição da actividade cerebral.3,37 no presente estudo, todos os doentes com encefalopatia hipercapnica também apresentavam acidose respiratória, que provavelmente visavam o seu sistema nervoso central pelas vias acima mencionadas.

de uma forma simples, BIS é baseado no fato de que altas frequências do sinal eletroencefalográfico prevalecem durante a vigília, enquanto baixas frequências são predominantes durante o sono ou sob anestesia.11,37 BIS fornece uma escala contínua que deriva de uma análise multivariada gerada a partir de registros neurofisiológicos obtidos de pacientes.O sinal BIS também está correlacionado com o fluxo sanguíneo cerebral e indicadores de atividade metabólica local, como o uso de glicose.38,39 Sua correlação com o nível de consciência avaliado em anestesiados assuntos é excelente,15,40 e, portanto, o principal uso do BIS é em anestesia, para avaliar o nível de sedação do paciente, regulam a utilização do neuroativos drogas, ou reduzir inadequado precoce intra-operatória de despertares.Esta técnica também tem sido ocasionalmente utilizada em outras circunstâncias, tais como abuso de drogas, intoxicações farmacológicas, hipotermia, encefalopatia hepática, e transferência de pacientes entre diferentes áreas de atendimento para alertar sobre deteriorações inesperadas.42-45 no campo das doenças respiratórias, algumas tentativas através do uso de BIS foram feitas para avaliar diferentes estágios de sono ou a profundidade da sedação farmacológica durante a Endoscopia Respiratória.22,23 Há também três estudos anteriores que avaliaram a utilidade desta técnica em pacientes criticamente doentes tratados com e sem diferentes modalidades de ventilação mecânica e diferentes sedativos.20, 24, 46 limitações

Limitações do estudo

O presente estudo tem algumas limitações derivadas da própria técnica BIS. Este procedimento pode sobrestimar ligeiramente ou subestimar o estado real de consciência em casos excepcionais, com sobrestimação, especialmente, sendo um problema potencial em pacientes respiratórios graves, e, portanto, uma adequada vigilância clínica será sempre necessária. Também pode ser um problema na anestesia, uma vez que pode envolver o uso de doses desnecessariamente elevadas de drogas neuroativas. Pelo contrário, a subestimação do Estado de consciência só resultaria numa supervisão dos doentes que, de facto, não precisam dele. O uso de BIS em crianças pequenas também constitui um problema específico, que deriva da imaturidade de seu sinal de eletroencefalograma.47 no entanto, apesar destas limitações técnicas, é comumente aceito que, embora existam outras alternativas para a avaliação da resposta a estímulos externos (como o monitoramento do sistema nervoso autônomo com Ansiscópio), o BIS parece mais específico para a avaliação dos níveis de consciência.outras limitações potenciais do presente estudo-piloto derivam da pequena população incluída. Embora o tamanho da amostra tenha sido derivado dos resultados de estudos anteriores usando BIS, nossas descobertas devem ser tomadas com as mesmas precauções que são intrínsecas de um estudo-piloto. É certo que são necessários mais estudos, incluindo grandes populações, para confirmar os nossos resultados. Além disso, o presente estudo foi realizado numa população muito específica (pacientes com ECOPD com encefalopatia hipercapnica), e seria inapropriado estender as suas conclusões a outras condições respiratórias que associem esta anomalia metabólica (tais como jaula torácica ou perturbações neuromusculares).quanto à análise da relação entre o BIS e as escalas Clínicas, foi escolhida uma correlação em vez de uma análise de concordância. Esta abordagem parece adequada para um estudo-piloto e as diferenças importantes entre as magnitudes obtidas com as duas aproximações, tendo também sido escolhidas por alguns dos autores anteriores.15,25 de fato, as correlações eram boas quando obtidas com valores contínuos ou categóricos obtidos com BIS e as três escalas.

conclusão

BIS parece reflectir adequadamente o estado de consciência em doentes com encefalopatia hipercapnica secundária à ECOPD. Esta técnica não tem inconvenientes relevantes e talvez útil na monitorização de pacientes respiratórios críticos. São necessários estudos mais amplos para confirmar as nossas descobertas e, potencialmente, alargar as nossas conclusões a outras doenças respiratórias.

resumo à primeira vista

avaliámos a utilidade do BPI para a avaliação clínica da encefalopatia hipercapnica em doentes com DPOC exacerbados. Observou-se uma correlação significativa entre o BIS e três escalas clínicas comumente usadas, confirmando que a técnica anterior talvez seja útil para a detecção e monitorização objetivas precoces da encefalopatia hipercapnica nesses pacientes.estamos gratos a Jonathan McFarland pela sua ajuda na edição e a Mireia Admetllo E Camino Fernández pela sua ajuda na recolha de dados clínicos. Este projeto foi financiado em parte pela SAF SAF2014-54371, CIBERES, BRN-Pla Armengol 2014, 2014SGR424, SEPAR 2015 e SEPAR Becario 2015.

divulgação

os autores não relatam conflitos de interesse neste trabalho.

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