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Introducción
La infección por SARS-CoV-2 es un virus de ARN monocatenario con un diámetro de 80 a 120 nanómetros y puede cursar asintomática, con síntomas leves, moderados o desarrollar síndrome de dificultad respiratoria aguda que condicione disfunción orgánica múltiple.1,2 La transmisión se produce a través de gotas respiratorias por contacto directo con la cara y en menor grado a través de superficies contaminadas, se estima que entre 48-62% de la transmisión puede ocurrir por portadores presintomáticos.3,4 El periodo de incubación para la infección por el virus SARS-CoV-2 es aproximadamente de cinco días, 97.5% de las personas que desarrollan los síntomas lo harán dentro de los 11.5 días posteriores a la infección; síntomas comunes en pacientes hospitalizados incluyen fiebre, tos seca, disnea, fatiga, mialgias, náuseas/vómitos o diarrea, cefalea, rinorrea. La anosmia y ageusia pueden ser los únicos síntomas de presentación en aproximadamente 3% de las personas que cursan con la infección.4 Anormalidades en los laboratorios incluyen linfopenia, elevación de marcadores inflamatorios (proteína C reactiva; ferritina; factor de necrosis tumoral, interleucina I, interleucina 6) y alteración en los parámetros de coagulación (prolongación del tiempo de protrombina, trombocitopenia, elevación del dímero D); descripciones radiográficas incluyen infiltrados periféricos bilaterales; tomografía de tórax de alta resolución muestra imágenes en vidrio deslustrado y/o consolidación; la prueba para el diagnóstico se basa en la detección del ARN del SARS-CoV-2 mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa a partir de muestras respiratorias.5 Se concluye que 75% de los pacientes requieren oxígeno suplementario, 5% requiere ventilación mecánica invasiva como piedra angular en la terapéutica mejorando la hipoxemia, hipercapnia y reducción del trabajo respiratorio; sin embargo, las fuerzas mecánicas generadas durante la ventilación mecánica por la interacción entre el ventilador y el sistema respiratorio pueden dañar al pulmón en un proceso que se ha denominado lesión inducida por el ventilador, datos experimentales basados en tomografías sugieren que el poder mecánico mayor de 12 J/min podría generar lesión inducida por el ventilador, no hay bases de datos que corroboren esta información en humanos.6 La gravedad de la lesión inducida por el ventilador depende de la configuración del ventilador resultando de la interacción entre lo que el ventilador administra al parénquima pulmonar y la forma en que el parénquima pulmonar lo acepta.7,8
Las causas de lesión inducida por el ventilador incluyen barotrauma, volutrauma, atelectrauma, miotrauma y ergotrauma, que concluyen en una vía común biotrauma incrementando el riesgo de disfunción orgánica múltiple.9-13 El grado de lesión inducida por el ventilador se ha relacionado con la cantidad de energía transferida desde el ventilador mecánico al sistema respiratorio dentro de un periodo de tiempo determinado, denominado poder mecánico. Durante la ventilación mecánica controlada, la energía mecánica se compone de los parámetros establecidos por el médico a la cabecera, tales como el volumen tidal, flujo de aire inspiratorio, frecuencia respiratoria y el nivel de presión positiva al final de la espiración, además de varias variables dependientes del paciente, como la presión máxima, meseta y de conducción.14
La mecanotransducción puede depender de la cantidad de energía transferida desde el ventilador mecánico a los pulmones del paciente; convirtiendo un estímulo mecánico en señales intracelulares bioquímicas y moleculares.15-18
La energía necesaria para mover los pulmones desde su posición de reposo (capacidad residual funcional) a un punto dado de la curva presión-volumen (PV) puede ser dada por las contracciones musculares que generan presión, como se observa durante la respiración espontánea o artificialmente por un ventilador mecánico que genera presión en las vías respiratorias.8 En física, la energía mecánica es la suma de las energías cinética y potencial, este concepto teórico es aplicable a la fisiología respiratoria. En este contexto, la energía mecánica depende de la posición donde comienza el esfuerzo inspiratorio dentro de la curva presión-volumen del sistema respiratorio y de la fuerza impulsora ejercida por los músculos respiratorios para generar el movimiento de la pared torácica.18 La cantidad de energía transferida del ventilador al paciente se mide en Joules (J), mientras que la potencia se define como la cantidad de energía transferida por unidad de tiempo (J/min). Existen diversas formas de calcular el poder mecánico con diferentes grados de complejidad, la estimación del poder mecánico con este método depende en gran medida de la técnica utilizada para realizar la curva presión-volumen, la cual permite su aplicabilidad en la práctica clínica y se deriva de la ecuación del movimiento más de la adición de la presión positiva al final de la espiración, multiplicado por la frecuencia respiratoria, la resistencia de la vía área y el tercer componente es igual a la energía necesaria para superar la tensión de las fibras debido a la presión positiva al final de la espiración. Para el cálculo se utilizó la fórmula propuesta por Gatinnioni y su equipo: poder mecánico (J/min) = 0.098 × (frecuencia respiratoria) × (volumen tidal) × [presión pico - (presión de conducción/2)].8 En condiciones de bajo flujo, la influencia de las propiedades resistivas se reducirá y las propiedades elásticas del sistema respiratorio serán el componente principal del cálculo de la energía mecánica.18
El poder mecánico se proyecta como otra de las variables a controlar dentro de las estrategias de protección pulmonar, determinado en estudios experimentales como un umbral de energía a partir del cual inician los cambios mecánicos en el pulmón que pueden conducir a lesión inducida por el ventilador.8 En los estudios existentes de medición del poder mecánico en humanos, el valor umbral que potencialmente se asocia con el desarrollo de lesión inducida por el ventilador varía entre los estudios; en el análisis de 8.207 pacientes de dos cohortes observacionales de las bases de datos MIMIC-III y eICU, quienes recibieron ventilación mecánica por al menos 48 horas, la mediana de poder mecánico a las 24 horas fue de 21.4 (16.2-28.1) J/min en el MIMIC-III y de 16.0 (11.7-22.1) J/min en eICU; en el desenlace primario, mortalidad hospitalaria, incluso con volumen corriente bajo el poder mecánico se asoció de forma independiente con mortalidad hospitalaria por cada aumento de 5 J/min, OR: 1.06; IC 95%: 1.01-1.11, p = 0.021 en el MIMIC-III, y OR: 1.10; IC 95%: 1.02-1.18, p = 0.010 en eICU.18
Material y métodos
Se realizó un estudio retrospectivo, analítico, comparativo, se incluyeron todos los pacientes con diagnóstico de neumonía por SARS-CoV-2 que requieren ventilación mecánica invasiva, en un periodo de tiempo comprendido del primero de marzo al 31 de agosto de 2021 que ingresaron a Unidad de Cuidados Intensivos en el Hospital Regional de Alta Especialidad ISSSTE Veracruz y utilizaron el poder mecánico como variable para predecir la mortalidad. Como criterio de exclusión se tomaron expedientes incompletos de pacientes que ingresen a la Terapia Intensiva con diagnóstico de neumonía por SARS-CoV-2, casos que no requieran ventilación mecánica invasiva y expedientes con prueba negativa para SARS-CoV-2. Se plasmaron los datos en una base de Excel donde se registraron parámetros de gravedad, mecánica pulmonar, modos ventilatorios, a las 24, 48 y 72 horas para su posterior análisis estadístico.
Los datos se examinaron mediante el software SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) v. 25.0 para los diferentes análisis estadísticos. Para analizar la significancia de los resultados obtenidos para la asociación entre mortalidad y poder mecánico alto al menos una vez (medición de 24, 48 y 72 horas), se utilizó una prueba exacta de Fisher al tener un número < 5 en una de las casillas. Para analizar la asociación entre poder mecánico elevado a las 48 horas y mortalidad se utilizó una χ2 de Pearson con una corrección de continuidad de Yates al tratarse de una Tabla de 2 × 2. Para todos los casos, los datos se representaron como proporciones en porcentajes. Se consideran como significativos todos los valores con una p < 0.05.
Resultados
Durante el periodo comprendido de marzo a agosto de 2021 ingresaron 70 pacientes a la Unidad de Cuidados Intensivos en el Hospital Regional de Alta Especialidad ISSSTE Veracruz, se obtuvieron un total de 70 expedientes pero sólo 67 cumplieron con criterios de selección, en los cuales se evaluo la asociación entre mortalidad a las 48 horas y poder mecánico elevado (> 12 J/min).
En la Tabla 1 se evaluó la asociación entre el poder mecánico alto a las 48 horas y la mortalidad en los pacientes con COVID-19, en el que se documentó que 49.25% (n = 33) de los pacientes que mantuvieron el poder mecánico alto en 48 horas murieron, 28.35% (n = 19) con poder mecánico alto no se asoció con mortalidad, 8.95% (n = 6) que no mantuvieron cálculo de poder mecánico alto murieron y 13.43% (n = 9) de los pacientes con poder mecánico menor a 12 J/min no murieron.
Tabla 1: Poder mecánico alto 48 horas vs mortalidad.
| Mortalidad dicotómica, n (%) | |||
|---|---|---|---|
| Sí | No | Total | |
| Poder | |||
| Sí | 33 (49.25) | 19 (28.35) | 52 (77.6) |
| No | 6 (8.95) | 9 (13.43) | 15 (22.4) |
| Total | 39 | 28 | 67 |
En la Tabla 2 se evaluó la asociación entre la mortalidad y poder mecánico elevado en al menos una medición a las 24, 48 y 72 horas a través de χ2 de Pearson, en el que se observó que 53.73% (n = 36) de los pacientes sí presentó una asociación entre el poder mecánico elevado y la mortalidad; en 38.80% (n = 26) de los pacientes con poder mecánico elevado no se asociaron con la mortalidad, 4.47% (n = 3) murieron sin tener poder mecánico elevado y 2.98% (n = 2) no tuvieron cálculo del poder mecánico y no murieron.
Tabla 2: Asociación entre mortalidad y poder mecánico elevado (> 12 J/min) en al menos una medición (24, 48, 72 horas).
| Mortalidad dicotómica, n (%) | |||
|---|---|---|---|
| Sí | No | Total | |
| Poder mecánico al menos una | |||
| Sí | 36 (53.73) | 26 (38.80) | 62 (92.53) |
| No | 3 (4.47) | 2 (2.98) | 5 (7.46) |
| Total | 39 | 28 | 67 |
En la Tabla 3 se realiza prueba de asociación con χ2 de Pearson en la que se obtiene un valor de p = 0.105, por lo que no existe diferencia estadísticamente significativa y no se corrobora la asociación entre mortalidad con poder mecánico alto (> 12 J/min) a las 48 horas; se realiza prueba de Fisher para la asociación de poder mecánico en al menos una medición con valor de p = 1.0, por lo que se considera que no cuenta con diferencia estadísticamente significativa.
Tabla 3: Pruebas de asociación.
| Valor | gl | p | |
|---|---|---|---|
| Chi-cuadrado de Pearson* | 2.634 | 1 | 0.105 |
| Corrección de continuidad | 1.758 | 1 | 0.185 |
| Prueba exacta de Fisher** | – | 1 | 1.000 |
* χ2 de Pearson para una Tabla de 2 × 2 con corrección de continuidad de Yates donde obtenemos una p > donde se compara la asociación de mortalidad y el poder mecánico elevado a las 48 horas.
** Prueba exacta de Fisher realizada para prueba de asociación de poder mecánico en al menos una medición (24, 48 y 72 horas) y mortalidad.
En la Figura 1 se representa el OR (odds ratio) de la asociación entre la mortalidad y el poder mecánico alto en al menos una medición (24, 48, 72 horas), se observa que el valor de OR es de 0.384 manteniéndose sobre la unidad (0.118-1.246), por lo que no existe asociación. En el caso de la medición del poder mecánico alto a las 48 horas y la mortalidad, se obtiene el valor de OR de 0.923 manteniéndose sobre la unidad (0.144-5.923), por lo que se demuestra que no existe asociación entre medición del poder mecánico a las 48 horas y la mortalidad.
Figura 1: Asociación mortalidad. Diagrama de efectos comparando poder mecánico elevado al menos una vez (medición de 24, 48 y 72 horas) y mortalidad. Comparación de poder mecánico elevado a las 48 horas y mortalidad. OR = odds ratio; PMa 1 vez = poder mecánico alto al menos una vez; PMa 48 h = poder mecánico alto a las 48 horas; M = mortalidad.
Discusión
Diversos estudios experimentales han desarrollado el concepto de poder mecánico para evaluar el desarrollo de lesión inducida por el ventilador a través de diversas fórmulas, sin evaluar la tendencia de que su incremento puede condicionar una elevación en la mortalidad de los pacientes que reciben ventilación mecánica invasiva.
Datos actuales muestran un estudio de cohorte que incluyó 91 casos que recibieron ventilación mecánica invasiva con infección por SARS-CoV-2 en tres centros, realizado en Pereira, Colombia, donde no encontraron asociación entre el poder mecánico y mortalidad mediante el análisis de regresión de Cox para el riesgo de muerte; este hallazgo podría relacionarse con las variables de nuestra población, probablemente por ello no encontramos diferencias significativas en mortalidad, en donde la magnitud del poder mecánico de acuerdo con los parámetros iniciales no fue capaz de predecir la mortalidad, pero a las 48 horas demostró tener capacidad predictiva con un riego relativo muy similar, lo que permite interpretar como una probabilidad de fallecer 0.49 veces más que quienes se mantuvieron por debajo de 12 J/min calculado con la fórmula del Dr. Gattinoni; lo anterior adquiere mucho valor, ya que cuando se aplica la fórmula en forma exclusiva a una población que estuvo bajo ventilación mecánica invasiva más de siete días, la elevación del poder mecánico se asoció con una mortalidad seis veces mayor con diferencia estadísticamente significativa.
Conclusiones
El análisis realizado permite proyectar al poder mecánico como otra variable a controlar dentro de la estrategia de protección pulmonar del paciente con infección por SARS-CoV-2 que recibe ventilación mecánica invasiva, basado en el concepto categórico de que la energía transmitida al pulmón mediante un cálculo que puede realizarse a la cabecera del enfermo tiene mayor impacto en los pacientes que reciben ventilación mecánica por un intervalo de tiempo mayor de siete días, con un promedio de estancia en la Unidad de Cuidados Intensivos 12.3 ± 6.2 días y el promedio de días de ventilación mecánica invasiva 9.2 ± 5.6.
