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ISSN (Print): 2359-4802 | ISSN (Online): 2359-5647




Edition: 27.1 - 10 Article(s)




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ORIGINAL ARTICLE

Non-invasive ventilation after cardiovascular surgery: a randomized clinical trial
Ventilação não invasiva após cirurgia cardiovascular: um ensaio clínico randomizado

Alessandra Preisig1,2,3; Verlaine Balzan Lagni1; Vinícius Lovatto de Almeida1; Fernando Nataniel Vieira2,4; Eraldo de Azevedo Lucio1; Laura Jurema dos Santos3,5; Silvia Regina Rios Vieira3,4

1. Irmandade da Santa Casa de Misericórdia de Porto Alegre (ISCMPA) - Porto Alegre, RS - Brasil
2. Grupo Hospitalar Conceição (GHC) - Porto Alegre, RS - Brasil
3. Programa de Pós-graduação (Mestrado) em Ciências da Saúde: Cardiologia e Ciências Cardiovasculares - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Porto Alegre, RS - Brasil
4. Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA) - Porto Alegre, RS - Brasil
5. Universidade Luterana do Brasil (ULBRA) - Torres, RS - Brasil

Corresponding author

Laura Jurema dos Santos
Rua Ramiro Barcelos, 2350 - Rio Branco
90035-903 - Porto Alegre, RS - Brasil
E-mail: fisio.laurasantos@gmail.com

Received in 12/7/2013
Accepted em 2/6/2014

Abstract

BACKGROUND: Hypoxemia is the most common complication during the post-operative stage of cardiovascular surgery, due mainly to atelectasis, alveolar interstitial edema and accumulations of pulmonary secretions. These changes may increase the incidence of lung infections with longer ICU stays and consequently higher hospital costs.
OBJECTIVE: To evaluate gas exchanges and hemodynamic alterations in hypoxemic patients under non-invasive ventilation (NIV) during the immediate post-operative period subsequent to cardiovascular surgery.
METHODS: A randomized clinical trial conducted in the surgical ICU of a cardiology hospital of patients with hypoxemia (300>PaO2/FiO2>150) one hour after orotracheal extubation during the post-operative period immediately after elective cardiovascular surgery who underwent pulmonary artery catheterization in the surgical ward. The control group received oxygen therapy, while the intervention group received NIV plus oxygen for three consecutive hours. For the statistical analysis, we used the Student t, Mann-Whitney, Fisher's exact tests, as well as ANOVA and generalized estimating equations (GEE).
RESULTS: Among the 42 patients studied, the intervention group (n=21) presented significant improvements in the PaO2/FiO2 ratio (p=0.007), with little difference between the groups for pulmonary capillary pressure (p=0.012), cardiac index (p=0.006) and central venous pressure (p=0.022).
CONCLUSIONS: The results suggest that NIV administered for three consecutive hours improves oxygenation in patients after cardiovascular surgery, with these benefits maintained even one hour after stopping treatment, although this therapy did not alter the clinical outcomes. There were no clinically significant hemodynamic changes related to the use of NIV.

Keywords: Noninvasive ventilation; Thoracic surgery; Clinical trial

 

INTRODUÇÃO

A insuficiência respiratória aguda no pós-operatório (PO) de cirurgia cardiovascular é um importante fator devido ao elevado número de pacientes com quadro clínico complexo e de alto risco. Mesmo com o avanço das técnicas cirúrgicas e dos métodos anestésicos, as complicações pulmonares (atelectasia, infecção respiratória e hipoxemia) são as principais causas para sua ocorrência1. Além disso, a necessidade de reentubação aumenta a morbidade, o tempo de internação hospitalar e a mortalidade dos pacientes2.

A ventilação mecânica não invasiva (VNI) tem se difundido nas últimas décadas e apresenta indicação estabelecida na insuficiência respiratória aguda por doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) exacerbada3,4, no edema agudo de pulmão (EAP) cardiogênico4,5 e, mais recentemente, em pacientes com desmame difícil da ventilação mecânica (VM) invasiva6-8. No PO de cirurgias abdominais e de ressecção pulmonar, alguns estudos mostraram melhora tanto da oxigenação quanto dos desfechos clínicos com o uso da VNI em pacientes que apresentavam hipoxemia após extubação orotraqueal9-11. Entretanto, no PO de cirurgia cardiovascular, a VNI tem sido utilizada de forma profilática (imediatamente após a extubação)12-14, no tratamento da atelectasia15 ou quando já se estabeleceu um quadro de insuficiência respiratória16,17.

O objetivo do estudo foi avaliar as trocas gasosas e alterações hemodinâmicas de pacientes hipoxêmicos submetidos à VNI no PO imediato de cirurgia cardiovascular.

 

MÉTODOS

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Instituição sob o nº 1751/07, e todos os pacientes ou responsáveis consentiram em participar do estudo.

Os pacientes foram ventilados no aparelho Savina (Dräger®, USA), no modo volume controlado (8 mL/kg de peso), frequência respiratória (FR) entre 12-14 incursões por minuto (ipm), fração inspirada de oxigênio (FiO2) inicial de 0,6 e pressão expiratória positiva final (PEEP) de 5 cmH2O ou para manter saturação periférica de oxigênio (SpO2) >92 %. Os parâmetros ventilatórios foram modificados de acordo com a necessidade para normalizar a oxigenação e o equilíbrio ácido-básico. O desmame foi iniciado no modo pressão de suporte ventilatório (PSV) e a extubação foi realizada de acordo com os seguintes critérios: nível de consciência satisfatório, proteção de vias aéreas, temperatura e diurese adequadas, estabilidade hemodinâmica, ausência de sangramento ativo que necessitasse de reintervenção cirúrgica, tolerância ao teste de respiração espontânea com tubo T durante 30 min ou PSV de 8-10 cmH2O, FiO2 <0,4, PEEP de 5 cmH2O, com SpO2 >92 %, FR <30 ipm e volume de ar corrente (VC) >5 mL/kg de peso.

Os pacientes elegíveis para o estudo foram aqueles com idade entre 18-80 anos, no PO imediato de cirurgia cardiovascular (troca valvar, correção de aneurisma de aorta torácica e/ou revascularização do miocárdio), provenientes do bloco cirúrgico (BC) com cateter de artéria pulmonar. Após extubação, permaneceram durante uma hora com máscara de Venturi (FiO2=0,31) para triagem, sendo incluídos apenas aqueles que apresentaram relação PaO2/FiO2 <300 e >150 (considerado como hipoxemia grave a relação PaO2/FiO2<200).

Critérios de exclusão: pacientes com diagnóstico médico de DPOC grave, cirurgia de urgência, doença neurológica prévia com incapacidade de compreensão, indivíduos que permaneceram por mais de 24 horas em VM, que foram para revisão cirúrgica por sangramento após extubação orotraqueal ou com cateter de Swan-Ganz não funcionante; pacientes que apresentaram, antes da randomização, pH <7,30 e/ou pressão parcial de gás carbônico no sangue arterial (PaCO2) >50 mmHg, pressão arterial média (PAM) <60 mmHg (mesmo com reposição volêmica e drogas vasopressoras), sinais e sintomas de insuficiência respiratória aguda (uso de musculatura acessória, respiração paradoxal, cianose, dispneia, FR > 35 ipm), hemoglobina <7 g/dL ou escala de coma de Glasgow <12.

Após a triagem, de acordo com o índice de oxigenação, os pacientes foram randomizados através de um programa computacional (Winpepi), com números iguais de sujeitos para os dois grupos. O grupo-controle recebeu oxigenoterapia por máscara de Venturi com FiO2=0,4 e o grupo-intervenção recebeu oxigênio (FiO2=0,4) e VNI (VPAP II ST-A Bilevel, Resmed®, Austrália) com pressão positiva inspiratória (IPAP) para gerar VC entre 5-6 mL/kg de peso e pressão positiva expiratória (EPAP) de 7 cmH2O. Para garantir que os dois grupos recebessem a mesma FIO2, o grupo-intervenção foi monitorado com um oxímetro de linha (oxímetro KTK® Takaoka, SP), conectado à máscara facial (Ultra Mirage® full face, Resmed, Austrália), sendo mantida em 0,4 durante três horas consecutivas. A oxigenação esperada para ambos os grupos era a relação PaO2/FiO2 >300.

O estudo foi iniciado logo após o resultado da gasometria arterial (GA) de triagem. Após três horas, todos os pacientes permaneceram novamente por mais uma hora com máscara de Venturi (FiO2=0,31) para avaliar se as variáveis analisadas retornariam ao basal após a interrupção do tratamento.

As variáveis analisadas de troca gasosa (GA) e os parâmetros hemodinâmicos (cateter de Swan-Ganz) foram coletados em quatro momentos:

- Medida basal: uma hora após extubação orotraqueal com FiO2=0,31, em todos os pacientes, para triagem.

- Medida na 1ª e na 3ª horas após início da VNI + oxigênio com FiO2=0,4 (grupo-intervenção) ou máscara de Venturi com FiO2=0,4 (grupo-controle).

- Medida após 1 hora da interrupção do tratamento (máscara de Venturi com FiO2=0,31 nos dois grupos).

Para as variáveis de troca gasosa foi realizada coleta simples de sangue através do acesso arterial periférico (artéria radial), puncionado no BC para medida invasiva da pressão arterial sistêmica no período perioperatório.

Para a coleta das variáveis hemodinâmicas utilizou-se cateter de artéria pulmonar (Swan-Ganz, Baxter/Edwards®, Califórnia), inserido no BC, via veia jugular interna. Foram coletadas as seguintes variáveis: frequência cardíaca (FC), pressão arterial média (PAM), pressão média da artéria pulmonar (PMAP), pressão venosa central (PVC) e pressão capilar pulmonar (PCP). Para a medida do débito cardíaco (DC) foram injetados, manualmente, 10 mL de soro fisiológico (0,9 %) em temperatura ambiente, sendo calculado através da curva de termodiluição. Todas as medidas foram repetidas de quatro a cinco vezes, excluídos os valores discrepantes e realizada a média de três medidas. Através desses valores, foram obtidos: índice cardíaco (IC), índice de volume sistólico (IVS), índice de trabalho sistólico do ventrículo esquerdo (ITSVE), do ventrículo direito (ITSVD), índice de resistência vascular sistêmica (IRVS) e pulmonar (IRVP).

Aplicou-se o teste t de Student para as variáveis contínuas simétricas (idade, índice de massa corporal (IMC), fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE%), tempo de circulação extracorpórea, tempo de cirurgia e de VM), sendo os valores expressos em médias e desvios-padrão. Para as variáveis assimétricas (escore de risco cirúrgico - EuroSCORE18, balanço hídrico, tempo de internação na UTI e hospitalar) foi realizado o teste não paramétrico de Mann-Whitney, sendo os valores expressos em medianas e amplitude interquartil. Para as variáveis nominais (sexo, tipo de cirurgia, comorbidades e complicações pós-operatórias) e ordinais (número de drenos e classe funcional) foi aplicado o teste exato de Fisher. Para a comparação das variáveis de troca gasosa e parâmetros hemodinâmicos entre os grupos ao longo do tempo, foi utilizado o teste de variância (ANOVA) para medidas repetidas e estabelecidas as médias das diferenças entre os grupos em cada tempo, o nível de significância e intervalo de confiança (IC95 %) das diferenças. O generalized estimating equations (GEE) foi utilizado para comparar a diferença entre os grupos, entre os tempos, como também para avaliar a diferença entre a interação grupo x tempo. Os dados foram analisados no programa estatístico SPSS 18.0 e as diferenças foram consideradas estatisticamente significativas quando p<0,05.

 

RESULTADOS

Dos 102 pacientes inicialmente elegíveis para o estudo, 42 (41,2 %) apresentaram relação 300>PaO2FiO2>150 e foram randomizados em grupo-intervenção (n=21) e grupo-controle (n=21). Não houve qualquer perda após entrada no estudo. Todos os indivíduos toleraram a máscara durante o período do estudo. Não foram observadas complicações relacionadas à VNI, como distensão gástrica, vômitos ou lesão facial. Foi ajustado EPAP=7 cmH2O para todos os pacientes e a média de IPAP foi de 12±0,8 cmH2O. As características basais, dados referentes ao procedimento cirúrgico e ao período de PO imediato não diferiram entre os dois grupos, exceto a média do IMC que foi maior no grupo-controle. A incidência de DPOC, IAM prévio, FEVE% e classe funcional no pré-operatório foram semelhantes em ambos os grupos. Entretanto, houve maior número de casos de diabetes mellitus no grupo-controle (Tabela 1).

 

 

A Tabela 2 mostra que as medidas basais de GA foram semelhantes nos dois grupos e que houve diferença significativa na PaO2 (p=0,007) e entre os tempos de medição (p<0,001). Também houve diferença entre a interação grupo e tempo (p=0,009). Não foi observada diferença significativa entre os grupos (p=0,099) em relação à saturação arterial de oxigênio (SaO2), entretanto houve diferença significativa entre os tempos de medição (p<0,001). Da mesma forma, não houve diferença significativa entre os grupos (p=0,268) e entre os tempos de medição (p=0,646) em relação à PaCO2.

 

 

A Figura 1 mostra o comportamento do índice de oxigenação em ambos os grupos ao longo do tempo. A média da relação PaO2/FiO2 uma hora após extubação orotraqueal (medida basal) não revela hipoxemia grave, mas está abaixo dos níveis adequados (PaO2/FiO2<300) em ambos os grupos. Encontrada diferença significativa entre os grupos (p=0,006) e entre os tempos de medição (p=0,012). Também houve diferença entre a interação grupo e tempo (p=0,007).

 


Figura 1 Comportamento do índice de oxigenação nos grupos estudados ao longo do tempo

 

As medidas hemodinâmicas basais foram semelhantes nos dois grupos. Em relação à PCP, não houve diferença significativa entre os grupos (p=0,510) e houve diferença significativa entre os tempos de medição (p=0,008) e na interação grupo e tempo (p=0,012). O mesmo comportamento foi observado na PVC, com p=0,004 entre os tempos de medição e p=0,022 na interação grupo e tempo. Já referente ao IC, houve diferença apenas na interação grupo e tempo (p=0,006) (Tabela 3).

 

 

Quanto aos desfechos clínicos, a mediana do tempo de permanência na UTI do grupo-controle foi 3 (2-3,5) dias e do grupo-intervenção, 2 (2-4,5) dias (p=0,6). Da mesma maneira, o tempo de internação hospitalar não diferiu entre os grupos: 7,5 (6,25-10,75) dias no grupo-controle e 8 (6-10,75) dias no grupo-intervenção (p=0,9). Dois pacientes foram a óbito por IAM (oclusão do enxerto): um de cada grupo, ambos após alta da UTI.

A complicação mais comum no PO foi fibrilação atrial aguda, que ocorreu em 12 (28,6 %) dos 42 pacientes estudados: 7 (33,3 %) do grupo-controle e 5 (23,8 %) do grupo-intervenção. Três pacientes apresentaram bloqueio atrioventricular total no PO imediato (1 do grupo-controle e 2 do grupo VNI), com colocação de marca-passo provisório e posterior reversão espontânea ao ritmo sinusal. Dois pacientes do grupo VNI chegaram do BC com balão intra-aórtico, sendo que um deles foi reentubado por IAM e instabilidade hemodinâmica no primeiro dia de PO (20 horas após as medidas e retirada da VNI). O restante dos pacientes (n=41) não necessitou de reentubação orotraqueal e VM. Entretanto, em dois pacientes do grupo-controle foi necessário o uso da VNI no dia seguinte após as medidas, por queda da SpO2 <88 % mesmo com máscara de Venturi (FiO2=0,5).

 

DISCUSSÃO

Neste estudo encontrou-se melhora da oxigenação com a aplicação da VNI de duplo-nível no PO imediato de cirurgia cardíaca.

Alguns estudos já haviam avaliado o índice de oxigenação com a aplicação do CPAP nasal em pacientes de PO de cirurgia abdominal10, e de correção de aneurisma de aorta toracoabdominal11, mostrando melhora de desfechos clínicos, como diminuição da necessidade de entubação orotraqueal, do tempo de permanência na UTI e menor incidência de pneumonia nesses pacientes. O presente estudo teve delineamento semelhante ao de Squadrone et al.10 com triagem dos pacientes uma hora após extubação, incluindo apenas aqueles que apresentavam índice de oxigenação <300. Entretanto, neste estudo, foram incluídos pacientes de PO de cirurgia cardiovascular. Dessa maneira, foram selecionados os indivíduos que, teoricamente, poderiam se beneficiar da VNI, excluindo aqueles que não apresentavam sinais de hipoxemia e que, provavelmente, teriam evolução satisfatória.

No PO de cirurgia cardíaca, o CPAP nasal (10 cmH2O) aplicado por pelo menos seis horas consecutivas foi testado, em um ensaio clínico randomizado com 468 pacientes, mas de forma profilática, logo após extubação orotraqueal, resultando em melhora da oxigenação, diminuição da necessidade de reentubação e readmissão na UTI e menor incidência de pneumonia. Nesse estudo, houve melhora do índice de oxigenação ao longo do tempo, mas os valores retornaram ao basal após a interrupção do tratamento no grupo que foi extubado na UTI12. Outro estudo randomizado e controlado com 100 pacientes de PO de cirurgia cardíaca, avaliou o uso da VNI de duplo-nível (IPAP para gerar VC de 5 mL/kg de peso e EPAP=5 cmH2O) durante 30 minutos, também de forma profilática, logo após extubação orotraqueal. Entretanto, não foi garantida a mesma FIO2 no grupo-intervenção e controle ao longo do tempo14. O presente estudo avaliou o comportamento do índice de oxigenação por três horas consecutivas, sendo mantida a mesma FIO2 nos dois grupos durante todo o período de estudo, para avaliar apenas os efeitos da pressão positiva, tendo sido observada melhora da oxigenação uma hora após a aplicação da VNI e uma hora após a retirada da máscara.

Em relação às variáveis hemodinâmicas, este estudo não encontrou alterações clinicamente significativas com o uso da ventilação com pressão positiva. Matte et al.13 observaram diminuição do DC nos pacientes que utilizaram VNI de duplo-nível. Entretanto, não foi observada qualquer alteração dessa variável durante o uso do CPAP nesse mesmo estudo. Os autores sugerem que tenha ocorrido diminuição do DC devido à maior pressão positiva alcançada no modo duplo-nível (IPAP: 12 cmH2O, EPAP: 5 cmH2O), comparada com CPAP (5 cmH2O), gerando maior pressão intratorácica e queda do retorno venoso13.

As alterações hemodinâmicas da VNI têm sido pesquisadas há muito tempo, mas essa questão ainda necessita de mais estudos. A pressão positiva causa diminuição da pré-carga, da pressão transmural e da pós-carga do ventrículo esquerdo pelo aumento da pressão pleural19. Esse mecanismo facilita a contratilidade do ventrículo esquerdo, melhorando o DC, além de ocorrer aumento da FEVE% e do IVS em alguns pacientes. Entretanto, isso não acontece em todas as situações. Observou-se que indivíduos saudáveis ou com insuficiência cardíaca congestiva (ICC) e PCP normal, além de não apresentarem benefícios hemodinâmicos com o uso da pressão positiva, apresentaram piora de algumas variáveis20. Entretanto, em pacientes congestos (PCP >12 mmHg), um estudo mostrou melhora do IC (14 %) e do IVS (22 %)21, enquanto em outro ocorreu piora dessas variáveis22. Mais recentemente, o estudo de Steiner et al.23 mostrou relação significativa entre PCP basal elevada e aumento do IVS durante o uso do CPAP. Além disso, o IVS diminuiu nos pacientes que apresentavam PCP basal menor23. No presente estudo, os pacientes apresentaram PCP basal em níveis normais. Talvez por esse motivo não tenha sido observada alteração hemodinâmica clinicamente importante, já que estavam compensados do ponto de vista hemodinâmico durante o estudo.

Em relação ao modo ventilatório para aplicação da VNI, outro estudo mostrou que tanto a VNI de duplo-nível (15/5 cmH2O) quanto o CPAP (10 cmH2O) provocaram melhora da FEVE(%) e diminuição do volume diastólico final do ventrículo esquerdo em pacientes com ICC descompensada, classe funcional (NYHA) III e IV e FEVE<35 %24. O presente estudo condiz com a literatura, pois a média de PCP basal dos pacientes era normal (11,0±4,6 mmHg no grupo-controle e 9,4±4,0 mmHg no grupo-intervenção (p=0,2) e se manteve em níveis adequados durante todo o período do estudo. Talvez por esse motivo, os pacientes tenham apresentado discreta piora do IC. Mesmo assim, após a retirada da máscara, os valores retornaram ao basal.

A maioria dos estudos não encontrou alterações na FC durante o uso da VNI21-23. Entretanto, um estudo com pacientes que apresentaram insuficiência respiratória no PO de cirurgia cardiovascular observou diminuição da FC após 12 horas de início da aplicação do CPAP (5-10 cmH2O)25. Isso se deve, provavelmente, à atenuação do trabalho muscular respiratório, diminuindo a demanda ventilatória e a sobrecarga hemodinâmica.

 

LIMITAÇÕES E PERSPECTIVAS

Devido ao número reduzido de pacientes na amostra, não foi possível avaliar se a intervenção com o uso das VNI teria alterado os desfechos clínicos, como tempo de permanência na UTI e no hospital. Além disso, este estudo não foi duplo-cego, pois se teria que estipular pressões respiratórias muito baixas para o grupo-controle, com possibilidade de causar hipercapnia nesses pacientes. Mesmo assim, acredita-se que esse aspecto não tenha prejudicado os resultados, pois as análises gasométricas são variáveis laboratoriais precisas. As medidas hemodinâmicas foram realizadas por enfermeiros, como de rotina, que não tinham qualquer envolvimento com o estudo.

São necessários mais estudos para se estipular um ponto de corte, no qual apenas pacientes que tenham maior possibilidade de evoluir com hipoxemia grave sejam tratados precocemente com VNI. A utilização como rotina em todos os pacientes de PO de cirurgia cardíaca, de forma profilática, necessitaria de maiores recursos materiais e humanos, aumentando os custos hospitalares. Por outro lado, se não for utilizada, alguns pacientes poderão evoluir com insuficiência ventilatória e a instalação como resgate, ainda é controversa, mostrando ser prejudicial ao paciente quando usada tardiamente23.

Embora o critério de entrada no estudo tenha sido uma relação PaO2/FiO2 >150 e <300, em todos os pacientes, a relaçãoPaO2/FiO2 foi aproximadamente 250. Da mesma maneira, a SpO2 da maioria dos pacientes foi em torno de 95 %, determinando uma amostra com hipoxemia leve. Talvez por esse motivo, apesar de ter sido encontrada melhora significativa no índice de oxigenação no grupo-intervenção, não houve diferenças importantes na SpO2 entre os grupos. Acredita-se que um próximo estudo, incluindo apenas os pacientes mais hipoxêmicos (PaO2/FiO2<250), possa mostrar a importância clínica da melhora do índice de oxigenação, já que a maioria dos pacientes desse estudo já apresentava SpO2 adequada no momento basal, mesmo com PaO2/FiO2 indicando hipoxemia.

 

CONCLUSÕES

A VNI, aplicada durante três horas consecutivas, melhorou a oxigenação dos pacientes de PO imediato de cirurgia cardíaca e esses benefícios se mantiveram mesmo uma hora após a interrupção do tratamento; entretanto o uso dessa terapêutica não alterou os desfechos clínicos. Não ocorreram alterações hemodinâmicas clinicamente importantes relacionadas ao uso da VNI nesse grupo de pacientes.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo representa parte da dissertação de Mestrado de Alessandra Preisig pelo Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde: Cardiologia e Ciências Cardiovasculares da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

 

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