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. 2023 May 18;120(5):e20220642. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20220642
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Sintomas Cardiopulmonares Pós-COVID-19: Preditores e Características de Imagem de Pacientes após a Alta Hospitalar

Kalil-Filho Roberto 1,2, Roberta Saretta 1, André Franci 1, Luciano M Baracioli 1,2, Filomena R B G Galas 1, Juliana S Gil 1, Amanda Ferino 1, Camilla Giacovone 1, Isabella Oliveira 1, Johnatan Souza 1, Vanessa Batista 1, Augusto Scalabrini Neto 1, Livia do Valle Costa 1, Amanda Danieleto Ruiz 1, Carla B Ledo 1, Teresa Cristina D C Nascimento 1, Luciano F Drager 1,2
PMCID: PMC10263399  PMID: 37255182

Resumo

Fundamento

A maioria da evidência sobre o impacto da síndrome COVID pós-aguda (PACS, do inglês, post-acute COVID-19 syndrome) descreve sintomas individuais sem correlacioná-los com exames de imagens.

Objetivos

Avaliar sintomas cardiopulmonares, seus preditores e imagens relacionadas em pacientes com COVID-19 após alta hospitalar.

Métodos

Pacientes consecutivos, que sobreviveram à COVID-19, foram contatados 90 dias após a alta hospitalar. A equipe de desfechos clínicos (cega quanto aos dados durante a internação) elaborou um questionário estruturado avaliando sintomas e estado clínico. Uma análise multivariada foi realizada abordando a evolução da COVID-19, comorbidades, ansiedade, depressão, e estresse pós-traumático durante a internação, e reabilitação cardíaca após a alta. O nível de significância usado nas análises foi de 5%.

Resultados

Foram incluídos 480 pacientes (idade 59±14 anos, 67,5% do sexo masculino) que receberam alta hospitalar por COVID-19; 22,3% necessitaram de ventilação mecânica. A prevalência de pacientes com sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS (dispneia, cansaço/fadiga, tosse e desconforto no peito) foi de 16,3%. Vários parâmetros de tomografia computadorizada do tórax e de ecocardiograma foram similares entre os pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares. A análise multivariada mostrou que sintomas cardiopulmonares foram relacionados de maneira independente com sexo feminino (OR 3,023; IC95% 1,319-6,929), trombose venosa profunda durante a internação (OR 13,689; IC95% 1,069-175,304), nível elevado de troponina (OR 1,355; IC95% 1,048-1,751) e de proteína C reativa durante a internação (OR 1,060; IC95% 1,023-1,097) e depressão (OR 6,110; IC95% 2,254-16,558).

Conclusão

Os sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS 90 dias após a alta hospitalar são comuns e multifatoriais. Além dos marcadores trombóticos, inflamatórios e de lesão miocárdica durante a internação, sexo feminino e depressão foram associados independentemente com sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS. Esses resultados destacaram a necessidade de uma abordagem multifacetada direcionada a pacientes susceptíveis.

Keywords: COVID-19, Sinais e Sintomas, Sexo, Depressão

Introdução

A COVID-19 (do inglês, coronavirus disease 2019), uma doença sistêmica causada pelo coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2 (SARS-CoV-2), tornou-se um dos grandes desafios à população global.1 Em 30 de junho de 2022, foram registrados 548 101 683 casos, com 6 337 024 mortes confirmadas, que representa uma mortalidade global de 1,16%.2 Pelo fato de a maioria dos pacientes terem sobrevivido à COVID-19, há um interesse crescente acerca dos potenciais efeitos subagudos e de longo prazo da COVID-19.3 A maioria dos estudos tem abordado os sintomas persistentes nos pacientes após a fase aguda da doença [síndrome COVID pós-aguda (PACS, do inglês, post-acute COVID-19 syndrome )],3 - 5 enquanto outros relataram o impacto da COVID-19 sobre imagem torácica ou cardíaca, sem fazer referência aos sintomas.6 - 8

Apesar dessa evidência prévia, existem várias lacunas potenciais nesta área de pesquisa que merecem atenção especial.9 Primeiramente, é crucial explorar a frequência e os determinantes da PACS por meio de uma abordagem abrangente que inclua não somente a evolução da COVID-19 como também outros fatores como idade, e condições pré-existentes como doenças cardíacas, pulmonares e mentais após a alta hospitalar. Ainda, a maioria dos estudos sobre o impacto da PACS não enfatizou sintomas cardiopulmonares nem os correlacionou com achados de exames de imagem.

O principal objetivo do estudo foi avaliar a magnitude e os preditores independentes dos sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS 90 dias após a alta hospitalar em pacientes consecutivos. Além disso, imagens cardiopulmonares disponíveis durante e após a internação hospitalar foram correlacionadas com sintomas cardiopulmonares. A principal hipótese testada baseou-se na premissa de que os sintomas cardiopulmonares podem ter múltiplas causas, não limitadas à gravidade da COVID-2 durante a internação, e sim potencialmente correlacionadas ao sexo e a distúrbios mentais.

Métodos

Os dados que corroboram os achados deste estudo estão disponíveis com o autor de correspondência mediante devida solicitação.

O estudo foi analisado pelo Comitê de Ética da instituição e dispensado de sua provação (Instituto de Ensino e Pesquisa, IEP, Hospital Sírio Libanês). Todos os dados foram analisados em um banco de dados seguro, anônimo e separado do servidor principal. Não houve envolvimento dos pacientes ou do público no delineamento, desenvolvimento, relato ou disseminação da pesquisa. Pacientes hospitalizados consecutivos foram recrutados no Hospital Sírio Libanês, de março de 2020 a abril de 2021. Todos os pacientes tiveram um diagnóstico confirmado de COVID-19 pela presença de sintomas relacionados e um resultado positivo de PCR (reação em cadeia da polimerase) para SARS-CoV-2 tanto para amostra coletada por swab nasal como por swab de faringe.

Todos os dados foram revisados pela equipe do estudo para assegurar a acurácia. O registro utilizou-se de um formulário de relato de caso online , disponível na plataforma RedCapTM (Nashville, TN, US). REDCap é uma aplicação web para a construção e gerenciamento de banco de dados e inquéritos online (https://www.project-redcap.org/).

Variáveis e desfechos clínicos coletados no hospital

Os dados dos participantes foram coletados até a alta hospitalar. Características demográficas, história e apresentação clínica, resultados laboratoriais (incluindo valores mais altos de troponina I, e níveis de dímeros D, proteína C reativa, e creatinina sérica), dias de internação, necessidade de ventilação mecânica, oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO), choque séptico pulmonar, embolismo pulmonar, trombose venosa profunda, sangramento maior, necessidade de diálise, e medicamentos usados durante a internação (incluindo antibióticos, anticoagulante, plasma convalescente, corticoides e cloroquina/hidroxicloroquina) foram coletados para análise. Ainda, dados de tomografia computadorizada (TC) do tórax e de ecocardiograma transtorácica foram documentados em um subgrupo de pacientes com exames disponíveis. Para pacientes com mais de uma TC do tórax durante a internação, o exame indicando o maior envolvimento pulmonar foi usado na análise. Para quantificar a extensão das anormalidades pulmonares (lesões totais, consolidação, reticulação, alterações fibróticas), um escore de TC semiquantitativo foi aplicado, com base na área comprometida em cada um dos lóbulos pulmonares, atribuindo-se a pontuação – 0, sem comprometimento, 1, menos que 5% de comprometimento; 2, 5-25% de comprometimento; 3, 26-49% de comprometimento; 4, 50-75% de comprometimento; e 5, mais de 75% de comprometimento.10

Variáveis coletadas após a alta hospitalar

Os desfechos clínicos após a alta hospitalar foram avaliados por meio de um questionário padronizado 90 dias após a alta. O questionário foi aplicado por uma equipe que não tinha acesso às variáveis hospitalares. A presença de sintomas cardiovasculares (autorrelatados) como dispneia, cansaço, fadiga, tosse, e desconforto torácico foram considerados como desfechos cardiopulmonares do PACS. Como cansaço/fadiga pode representar um sintoma cardiopulmonar inespecífico, realizou-se uma sub-análise considerando somente dispneia, tosse e desconforto torácico. Ainda, dados descritivos de outros sintomas como anosmia, disgeusia, cefaleia, artralgia, mialgia e diarreia foram incluídos nos resultados. Todos os pacientes foram avaliados quanto à participação em programa de reabilitação cardiovascular (sim/não), estado funcional, reinternações hospitalares (incluindo por sintomas relacionados à COVID-19), eventos cardiopulmonares, necessidade de oxigênio e de diálise. Ainda, o questionário European Quality of Life Five Dimension (EQ-5D) foi aplicado para avaliar qualidade de vida. Essa ferramenta gratuita (https://euroqol.org/) abrange cinco domínios da saúde (mobilidade, cuidado pessoal, atividades habituais, dor/desconforto, ansiedade/depressão), permitindo três níveis de resposta, e uma escala analógica visual, usada para autoavaliação da saúde do paciente. A pontuação do EQ-5D varia entre 0 e 1, em que 1 representa a melhor qualidade de vida. A escala analógica visual varia de 0 a 100, sendo 100 o melhor estado de saúde imaginável, e 0 o pior estado de saúde imaginável.11

Transtorno do estresse pós-traumático

O transtorno do estresse pós-traumático relacionado à internação por COVID-19 foi objetivamente avaliada pela pergunta: “Você tem pensamentos, memórias ou imagens repetitivas e perturbadoras sobre a experiência da doença/hospitalização recente?” “Você apresenta sintomas físicos (batimentos acelerados, sudorese, dificuldade em respirar) ao se lembrar da experiência de internação/doença?”.

Ansiedade ( Generalized Anxiety Disorder 2-item, GAD-2 )

O GAD-2 é uma escala simplificada validada usada para definir um transtorno de ansiedade generalizada.12 Cada paciente foi convidado a responder as seguintes perguntas: “Nos últimos dois anos, com que frequência você se sentiu incomodado com os seguintes problemas? 1) Sentindo-se nervoso, ansioso ou além dos seus limites; 2) Não se sentir capaz de interromper ou controlar suas preocupações”. Para cada pergunta, uma das seguintes respostas foi escolhida: Nunca (0 ponto); vários dias (1 ponto); mais da metade dos dias (2 pontos); quase diariamente (3 pontos). Com um ponto de corte de 3 pontos (ou mais), o GD-2 tem sensibilidade de 86% e especificidade de 83% para diagnosticar transtorno de ansiedade generalizada.

Depressão ( Patient Health Questionnaire-2 , PHQ-2)

O PHQ-2 é um instrumento usado para investigar a frequência de humor depressivo e anedonia ao longo dos dois últimos anos. Cada paciente foi solicitado a responder as seguintes perguntas: ao longo das duas semanas, com que frequência você se sentiu incomodado com os seguintes problemas? 1) Pouco interesse ou prazer em realizar atividades; 2) Sentindo-se para baixo, deprimido ou desesperançoso. Para cada pergunta, uma das seguintes respostas foi escolhida: nunca (0 ponto); vários dias (1 ponto); mais da metade dos dias (2 pontos); quase diariamente (3 pontos). A pontuação varia entre 0 e 6; um escore igual ou maior que três indica provável presença de transtorno depressivo maior.13

Análise estatística

As variáveis contínuas foram descritas em média e desvio padrão ou mediana e intervalo interquartil, de acordo com a normalidade dos dados (teste de Shapiro-Wilk). As variáveis categóricas foram descritas em frequência relativa e absoluta. Na análise univariada, comparações entre pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares foram feitas pelo teste do qui-quadrado para variáveis categóricas e teste t não pareado/Mann Whitney para variáveis contínuas (de acordo com distribuição paramétrica e não paramétrica, respectivamente). Análise de regressão logística multivariada foi realizada para detectar preditores independentes de sintomas cardiopulmonares 90 dias após a alta hospitalar, considerando fatores basais, achados laboratoriais e variáveis pós-alta hospitalar. As variáveis com um valor de p<0,2 nas análises univariadas (análise de uma variável por vez) foram incluídas no modelo final.14 Ainda, consideramos as variáveis com relevância biológica para os desfechos principais, incluindo idade, índice de massa corporal, tabagismo, doença pulmonar obstrutiva crônica/asma, e doença cardiovascular prévia. Para depressão e ansiedades, os dados dos questionários validados (e não de diagnósticos autorrelatados) foram usados para as análises. O nível de significância usado foi de 5%. Toda as análises foram realizadas usando o programa IBM-SPSS (Statistical Package for the Social Sciences, SPSS, Inc, Chicago, IL) versão 24.

Resultados

Um total de 883 pacientes foram inicialmente rastreados. Após excluir os pacientes que foram a óbito durante a internação e aqueles transferidos a outros hospitais, 831 tiveram alta hospitalar ( Figura 1 ). Características dos pacientes incluídos (n=480) e excluídos (n=351) estão descritas na Tabela S1 (material suplementar online ). Embora vários parâmetros não tenham sido diferentes entre os dois grupos, os pacientes incluídos na análise eram mais velhos, apresentaram maior prevalência de doenças cardiovasculares, menor frequência de depressão autorrelatada, maior permanência hospitalar, maior necessidade de diálise, e os níveis mais altos de dímero-D e proteína C reativa durante internação em comparação aos pacientes sem dados após hospitalização. A Tabela 1 apresenta as principais características dos pacientes incluídos na análise; os pacientes eram predominantemente homens, brancos, com sobrepeso, e várias comorbidades como hipertensão, diabetes e dislipidemia. Quase um quarto dos pacientes estavam na Unidade de Terapia Intensiva (UTI). Como esperado para esses pacientes, eles apresentaram níveis elevados de marcadores trombóticos e inflamatórios.

Figura 1. – Fluxograma do estudo.

Figura 1

Tabela 1. – Características dos pacientes durante internação hospitalar por COVID-19 e após a alta.

Características N=480

Características demográficas, antropométricas e comorbidades
Idade (anos) 59 ± 14
Homens, n (%) 324 (67,5)
Raça branca (autorrelatada), n (%)* 397 (98)
Índice de massa corporal (kg/m2) 27,9 (25,5 – 30,8)
Alcoolismo, n (%) 16 (3,3)
Tabagismo atual, n (%) 26 (5,4)
Hipertensão, n (%) 202 (42,1)
Diabetes, n (%) 108 (22,5)
Dislipidemia, n (%) 130 (27,1)
Doença cardiovascular prévia, n (%) 142 (29,6)
Doença cerebrovascular prévia, n (%) 11 (2,3)
DPOC / asma, n (%) 41 (8,5)
Doença renal crônica, n (%) 13 (2,7)
Diagnóstico prévio de ansiedade, n (%) 13 (2,7)
Diagnóstico prévio de depressão, n (%) 13 (2,7)

Dados durante a internação
Tempo de internação, dias 10 (7 - 16)
Unidade de terapia intensiva, n (%) 107 (22,3)
Ventilação mecânica, n (%) 62 (12,9)
Oxigenação por membrana extracorpórea n (%) 7 (1,5)
Embolia pulmonar, n (%) 7 (1,5)
Trombose venosa profunda, n (%) 6 (1,3)
Diálise, n (%) 4 (0,8)
Sangramento maior, n (%) 11 (2,3)
Polineuropatia do paciente crítico, n (%) 19 (4,0)
Nível mais alto de troponina I (ng/mL) 0,15 (0,15 – 0,15)
Nível mais alto de dímero-D (ng/mL) 716 (410 - 1290)
Nível mais alto de proteína C-reativa (mg/L) 4,63 (1,52 – 11,54)
Nível mais alto de creatinina (mg/dL) 1,03 (0,86 – 1,20)
Antibióticos, n (%) 480 (100)
Plasma convalescente, n (%) 14 (2,9)
Anticoagulantes profiláticos ou terapêuticos, n (%) 455 (94,8)
Corticoides, n (%) 362 (75,4)
Cloroquina / hidroxicloroquina, n (%) 99 (20,6)

* n=405; DPOC: doença pulmonar obstrutiva crônica.

A prevalência dos pacientes com quaisquer desses sintomas foi 32,1% (n=154) e a de pacientes com sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS 90 dias após a alta hospitalar foi 16,3% (n=78). O sintoma mais comum foi cansaço, seguido de desconforto respiratório, tosse e dispneia. A distribuição detalhada dos sintomas está descrita na Figura 2 . Os pacientes com sintomas cardiopulmonares aos 90 dias apresentaram frequência mais alta de depressão, internação hospitalar mais longa, maior necessidade de ventilação mecânica e de terapia intensiva, maior taxa de polineuropatia do paciente crítico, e maiores níveis de proteína C reativa durante internação em comparação a pacientes sem esses sintomas ( Tabela 2 ). A Tabela 3 apresenta dados sobre os questionários estruturados, reabilitação cardiovascular pós-alta hospitalar e reinternação por COVID-19. Os pacientes com sintomas cardiopulmonares apresentaram pior qualidade de vida, maior taxa de ansiedade (GAD-2), depressão (PHQ-2), e transtorno de estresse pós-traumático em comparação a pacientes sem esses sintomas. Não observamos diferença na taxa de reinternação hospitalar por COVID-19.

Figura 2. – Frequência de sintomas relatados pelos pacientes 90 dias após a alta hospitalar por COVID-19.

Figura 2

Tabela 2. – Características dos pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares (cansaço, dispneia, desconforto respiratório, tosse) 90 dias após internação por COVID-19.

Características Sem sintomas cardiopulmonares (n=402) Com sintomas cardiopulmonares (n=78) p
Características demográficas, antropométricas e comorbidades
Idade (anos) 58,6 ± 14,7 60,0 ± 11,4 0,311
Homens, n (%) 278 (69,2) 46 (59,0) 0,079
Raça branca (autorrelatada), n (%)* 329 (98,2%) 68 (97,1) 0,363
Índice de massa corporal (kg/m2) 27,8 (25,6 – 30,8) 28,1 (24,3 – 30,4) 0,477
Alcoolismo, n (%) 12 (3,0) 4 (5,1) 0,309
Tabagismo atual, n (%) 23 (5,7) 3 (3,8) 0,784
Hipertensão, n (%) 172 (42,8) 30 (38,5) 0,479
Diabetes, n (%) 87 (21,6) 21 (26,9) 0,307
Dislipidemia, n (%) 108 (26,9) 22 (28,2) 0,808
Doença cardiovascular prévia, n (%) 118 (29,4) 24 (30,8) 0,802
Doença cerebrovascular prévia, n (%) 10 (2,5) 1 (1,3) >0,999
DPOC / asma, n (%) 32 (8,0) 9 (11,5) 0,301
Doença renal crônica, n (%) 11 (2,7) 2 (2,6) >0,999
Diagnóstico prévio de ansiedade, n (%) 9 (2,2) 4 (5,1) 0,241
Diagnóstico prévio de depressão, n (%) 8 (2,0) 5 (6,4) 0,044

Dados durante a internação
Tempo de internação, dias 10 (7 – 15) 12 (8 – 22) 0,003
Unidade de terapia intensiva, n (%) 83 (20,6) 24 (30,8) 0,049
Ventilação mecânica, n (%) 43 (10,7) 19 (24,4) 0,001
Oxigenação por membrana extracorpórea n (%) 5 (1,2) 2 (2,6) 0,318
Embolia pulmonar, n (%) 5 (1,2) 2 (2,6) 0,318
Trombose venosa profunda, n (%) 3 (0,7) 3 (3,8) 0,086
Diálise, n (%) 3 (0,7) 1 (1,3) 0,509
Sangramento maior, n (%) 7 (1,7) 4 (5,1) 0,086
Polineuropatia do paciente crítico, n (%) 12 (3,0) 7 (9,0) 0,022
Nível mais alto de troponina I (ng/mL) 0,15 (0,15 – 0,15) 0,15 (0,15 – 0,16) 0,149
Nível mais alto de dímero-D (ng/mL) 705 (391 - 1289) 754 (458 - 1300) 0,122
Nível mais alto de proteína C-reativa (mg/L) 4,23 (1,39 – 10,16) 8,31 (2,52 – 18,98) 0,006
Nível mais alto de creatinina (mg/dL) 1,04 (0,87 – 1,20) 0,99 (0,83 – 1,19) 0,271
Antibióticos, n (%) 402 (100) 78 (100) 1,00
Plasma convalescente, n (%) 10 (2,5) 4 (5,1) 0,259
Anticoagulantes profiláticos ou terapêuticos, n (%) 381 (94,8) 74 (94,9) >0,999
Corticoides, n (%) 299 (74,4) 63 (80,8) 0,230
Cloroquina / hidroxicloroquina, n (%) 80 (19,9) 19 (24,4) 0,373

* n=405; DPOC: doença pulmonar obstrutiva crônica.

Tabela 3. – Dados de qualidade de vida, ansiedade, depressão, estresse pós-traumático, e reabilitação cardiovascular 90 dias após alta hospitalar, e reinternação por COVID-19 nos pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares (cansaço, dispneia, desconforto respiratório, tosse).

Características Sem sintomas cardiopulmonares (n=402) Com sintomas cardiopulmonares (n=78) p
Qualidade de vida (EuroQol 5) * 1 (0,85 – 1,00) 0,85 (0,73 – 1,00 <0,001
Ansiedade (GAD-2), n (%) * 18 (5,4) 11 (16,9) 0,003
Depressão (PHQ-2), n (%) * 18 (5,3) 15 (23,1) <0,001
Transtorno do estresse pós-traumático, n (%)* 4 (1,2) 5 (7,7) 0,013
Readmissão por COVID-19, n (%) 2 (0,5) 1 (1,3) 0,413

*Alguns pacientes não relataram essas condições.

Em um subgrupo de pacientes com exames de TC disponíveis, a maioria dos pacientes não apresentou anormalidades no pulmão após a alta ( Figura 3 ). Um achado interessante foi que vários parâmetros da TC do tórax e ecocardiograma transtorácico não foram diferentes entre os grupos com e sem sintomas cardiopulmonares (Tabela S2, material suplementar).

Figura 3. – Porcentagem de envolvimento pulmonar em pacientes com COVID-19 durante a internação hospitalar e após a alta.

Figura 3

A análise multivariada mostrou que os sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS foram associados independentemente com sexo feminino, trombose venosa profunda durante a internação, níveis mais altos de troponina I e proteína C reativa, e depressão (PHQ-2) ( Tabela 4 ). As outras variáveis incluídas no modelo não foram significativas (Tabela S3, material suplementar).

Tabela 4. – Análise multivariada avaliando as variáveis independentes associadas a sintomas cardiopulmonares (cansaço, dispneia, desconforto respiratório, tosse) 90 dias após alta hospitalar por COVID-19.

  Coeficiente OR Intervalo de confiança de 95% p
Idade (por ano) 0,001 1,001 0,999 1,003 0,355
Índice de massa corporal (para cada 1kg/m2) 0,005 1,005 0,999 1,010 0,081
Sexo (feminino) 1,106 3,023 1,319 6,929 0,009
Tabagismo (sim) 0,615 1,850 0,358 9,568 0,463
DPOC / asma (sim) 0,402 1,495 0,465 4,811 0,500
Doença cardiovascular prévia (sim) 0,478 1,612 0,743 3,499 0,227
Trombose venosa profunda (sim) 2,617 13,689 1,069 175,304 0,044
Nível mais alto de troponina I (ng/mL) 0,304 1,355 1,048 1,751 0,020
Nível mais alto de proteína C reativa (ng/mL) 0,058 1,060 1,023 1,097 0,001
Depressão (PHQ-2) (sim) 1,810 6,110 2,254 16,558 <0,001
Constante -5,444       <0,001

DPOC: doença pulmonar obstrutiva crônica.

Uma subanálise excluindo cansaço como um sintoma cardiopulmonar revelou que somente 4,4% dos pacientes apresentaram dispneia, tosse, ou desconforto torácico aos 90 dias (Tabelas S4 e S5, material suplementar). A análise multivariada mostrou que depressão, alcoolismo, dias de hospitalização e uso de tocilizumabe mostraram relação independente com um ou mais desses sintomas (Tabela S6, material suplementar).

Discussão

Este estudo avaliando os sintomas cardiopulmonares da PACS 90 dias após a alta hospitalar de pacientes consecutivos apresenta os seguintes resultados: 1) Os sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS estão presentes em 16% dos pacientes; contudo, quando cansaço e fadiga não foram considerados na análise, menos de 5% dos pacientes relataram dispneia, tosse ou desconforto torácico; 2) não foram observadas alterações significativas na função do ventrículo esquerdo, e a maioria dos pacientes apresentaram uma tomografia normal no seguimento. Vários parâmetros de imagem não foram diferentes entre pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares; 3) a causa dos sintomas cardiopulmonares da PACS é multifatorial. Além dos marcadores trombóticos, inflamatórios e de lesão miocárdica relacionados à gravidade da COVID-19 durante a internação, sexo feminino e presença de depressão são explicações possíveis para os sintomas ( Figura Central ). Nosso estudo destaca a necessidade de se identificarem fenótipos susceptíveis associados aos sintomas cardiopulmonares da PACS para se definirem estratégias preventivas por meio de uma abordagem multifacetada.

Figura Central. : Sintomas Cardiopulmonares Pós-COVID-19: Preditores e Características de Imagem de Pacientes após a Alta Hospitalar.

Figura Central

A COVID-19 é frequentemente associada com inúmeros estímulos inflamatórios e pró-trombóticos, contribuindo para um pior prognóstico durante a fase hospitalar.15 , 16 Entretanto, o impacto desses estímulos sobre a recuperação pós-COVID-19 ainda não está claro. Em nosso estudo, a trombose venosa profunda e os níveis elevados de troponina I e proteína C reativa foram associados de maneira independente com os sintomas cardiopulmonares. Estudos anteriores sugeriram que o risco de tromboembolismo associado à internação parece estender-se até os primeiros 90 dias após a alta hospitalar, desde o momento da admissão.17 - 19 Tais resultados sugerem potenciais efeitos residuais que possam contribuir para os sintomas cardiopulmonares no acompanhamento em curto prazo. Contudo, a explicação da relação entre esses marcadores hospitalares e os sintomas cardiopulmonares não está bem esclarecida. Em nosso estudo, vários achados de imagem (incluindo o grau de comprometimento do pulmão, congestão pulmonar, derrame pleural e pericárdico, fração de ejeção do ventrículo esquerdo, alterações na contratilidade regional do ventrículo esquerdo, pressão arterial pulmonar, e presença de hipertensão pulmonar) não foram diferentes entre pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares (Tabela S2, material suplementar). Nesse cenário, alterações estruturais promovidas por trombose venosa profunda (todas tratadas adequadamente durante a internação) podem não explicar totalmente os sintomas relacionados. É plausível considerar que a infecção viral tem forte impacto no aporte de energia e no metabolismo em muitos tecidos, contribuindo para o desenvolvimento de sintomas, independentemente da presença de alterações anatômicas/estruturais.20 , 21 Em um estudo coorte com 203 pacientes, Willems et al.22 encontraram envolvimento de células endoteliais, atividade de coagulação e inflamação constates, na ausência de disfunção macrovascular três meses após COVID-19. Apesar da plausabilidade biológica, a ocorrência de trombose venosa profunda foi rara em nosso estudo, o que limitou inferências gerais sobre sua importância na predição dos sintomas.

Nossos resultados mostraram que as mulheres apresentaram risco três vezes maior de desenvolverem sintomas cardiopulmonares após a alta hospitalar em comparação aos homens. De fato, dados epidemiológicos relatam uma diferença entre sexos quanto à gravidade da COVID-19, com uma evolução mais favorável da doença nas mulheres em comparação aos homens, independentemente da idade,23 , 24 e uma taxa semelhante de infecção por SARS-CoV2 em ambos os sexos.24 No entanto, as razões das diferenças entre sexos na COVID-19 não foram elucidadas. As mulheres parecem estar relativamente protegidas da COVID-19 devido a uma resposta imune mais eficaz e uma inflamação sistêmica mais amena, com consequente manifestação moderada da doença e menor pré-disposição ao tromboembolismo.24 Esses fatos parecem criar um paradoxo para a frequência mais alta de sintomas cardiopulmonares observada entre as mulheres após a alta hospitalar. Assim, é presumível que outros fatores possam contribuir para esses resultados. Por exemplo, sabe-se que as mulheres são mais propensas a perceberem e relatarem sintomas que os homens.25 São necessários outros estudos analisando disparidades entre sexos e potenciais implicações em longo prazo na PACS.

Outro resultado de nosso estudo foi a associação independente entre depressão (avaliada por PHQ-2) e sintomas cardiopulmonares três meses após a alta hospitalar. A maioria da literatura disponível abordando depressão no cenário da COVID-19 utilizou avaliações não estruturadas.26 Uma revisão sistemática relatou uma frequência entre 3% e 12% de depressão clínica e/ou sintomas depressivos graves na PACS. Em nosso estudo, 6,9% dos pacientes apresentaram depressão 90 dias após a alta hospitalar, e essa condição foi seis vezes maior nos pacientes com sintomas cardiopulmonares que naqueles sem os sintomas. Como explicar essa associação? Os pacientes com depressão geralmente apresentam queixas e uma percepção errônea sobre seu estado de saúde.27 Mazza et al.28 relataram que a inflamação sistêmica no basal e sua mudança ao longo do tempo foi preditora de sintomas depressivos três meses após a alta hospitalar. Esses resultados destacam as causas multifatoriais e a relevância potencial da depressão no período pós-COVID-19.

Nosso estudo tem pontos fortes e limitações. No estudo, foram avaliados pacientes consecutivos com avaliação a cegas dos sintomas (sem acesso a dados clínicos durante a internação hospitalar). Esse estudo conduziu uma análise abrangente do impacto da evolução da COVID-19 sobre a PACS, incluindo características demográficas, condições pré-existente, distúrbios mentais, entre outras variáveis importantes. Por outro lado, este foi um estudo unicêntrico, com algumas limitações que merecem ser mencionadas. Alguns pacientes não realizaram TC do tórax ou ecocardiograma transtorácico. Desafios importantes relacionados à disponibilidade desses exames após a alta hospitalar foram enfrentados pelos pesquisadores. Muitos desses pacientes vieram de outros estados e outras cidades, de modo que a avaliação por imagem de curto prazo não foi viável para uma proporção significativa de pacientes. A avaliação da função pulmonar e o exame de ressonância magnética não foram realizados pelas mesmas razões e por custos associados a esses procedimentos. Devido a essa disponibilidade limitada, variáveis de imagens não foram incluídas no modelo multivariado. No entanto, é importante reforçar que vários parâmetros da TC do tórax e de ecocardiograma transtorácico não foram diferentes entre os pacientes com e sem sintomas cardiopulmonares (Tabela S2, material suplementar). Assim, é provável que as variáveis de imagem não teriam relação independente com a presença de sintomas cardiopulmonares aos 90 dias. Outra limitação foi o fato de que muitas variáveis foram coletadas apenas em um momento. Várias avaliações ao longo do tempo seriam interessantes para explorar as mudanças dinâmicas dos sintomas pós-COVID-19. Uma revisão sistemática encontrou que uma grande proporção de pacientes apresentou PACS três a 12 meses após a recuperação da fase aguda da COVID-19.29 No entanto, estudos disponíveis sobre a PACS são muito heterogêneos, impedindo avaliações apropriadas dos sintomas ao longo do tempo.29 Ainda, não ficou claro se algumas condições clínicas, como a depressão, eram uma condição nova ou pré-existente (ou uma exacerbação dessa). A avaliação simultânea de sintomas e da depressão usando procedimentos padrões pode contribuir para explicar o estado clínico atual desses pacientes. A mesma limitação foi observada em estudos anteriores, reforçando a necessidade de uma caracterização adequada dos distúrbios mentais e seu impacto no período pós-COVID-19. Além disso, alguns sintomas cardíacos, como palpitações, não foram analisados nesta investigação, impossibilitando a avaliação de arritmias potenciais. Cansaço/fadiga foi o sintoma mais comum, o qual se trata de um sintoma multifatorial sem ter necessariamente uma relação cardiopulmonar. Contudo, na prática clínica, vários pacientes utilizam fadiga/cansaço como sinônimo de falta de ar/dispneia neste espectro de doenças cardíacas e respiratórias. De fato, Alpert et al. descreveram o sintoma “ burden ” (“carga/peso”) e o prognóstico relacionado na insuficiência cardíaca.30 Discussão semelhante sobre se o cansaço/fadiga seria um sintoma incapacitante primário nas doenças respiratórias destacou a importância desse sintoma nas interações cardiopulmonares.31 Finalmente, nossa entrevista padronizada não classificou os sintomas quanto à gravidade (leve, moderada, grave). Como esperado, todos os pacientes sobreviventes encontravam-se em um momento muito delicado de suas vidas e, nesse contexto, poderiam se sentir cansados ou incomodados por longas entrevistas. Ainda, o sistema de classificação dos sintomas pode não ter sido validado para todos os sintomas avaliados.

Conclusão

Em conclusão, sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS são comuns e multifatoriais. Além dos danos trombóticos, inflamatórios e miocárdicos relacionados à gravidade da COVID-19, ser do sexo feminino e apresentar depressão poderiam explicar a ocorrência de sintomas cardiopulmonares após a alta hospitalar. Esses achados destacam que os sintomas cardiopulmonares relacionados à PACS requerem uma abordagem multifacetada dos pacientes susceptíveis.

*Material suplementar

Para informação adicional, por favor, clique aqui

2022-0642-supplemnt.pdf (228.5KB, pdf)

Agradecimentos

Os autores agradecem Gianni Santos pela análise estatística cuidadosa.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Fontes de financiamento: O presente estudo foi financiado pelo Hospital Sírio Libanês.

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Post-COVID-19 Cardiopulmonary Symptoms: Predictors and Imaging Features in Patients after Hospital Discharge

Roberto Kalil-Filho 1,2, Roberta Saretta 1, André Franci 1, Luciano M Baracioli 1,2, Filomena R B G Galas 1, Juliana S Gil 1, Amanda Ferino 1, Camilla Giacovone 1, Isabella Oliveira 1, Johnatan Souza 1, Vanessa Batista 1, Augusto Scalabrini Neto 1, Livia do Valle Costa 1, Amanda Danieleto Ruiz 1, Carla B Ledo 1, Teresa Cristina D C Nascimento 1, Luciano F Drager 1,2

Abstract

Background

Most of the evidence about the impact of the post-acute COVID-19 Syndrome (PACS) reports individual symptoms without correlations with related imaging.

Objectives

To evaluate cardiopulmonary symptoms, their predictors and related images in COVID-19 patients discharged from hospital.

Methods

Consecutive patients who survived COVID-19 were contacted 90 days after discharge. The Clinic Outcome Team structured a questionnaire evaluating symptoms and clinical status (blinded for hospitalization data). A multivariate analysis was performed to address the course of COVID-19, comorbidities, anxiety, depression, and post-traumatic stress during hospitalization, and cardiac rehabilitation after discharge. The significance level was set at 5%.

Results

A total of 480 discharged patients with COVID-19 (age: 59±14 years, 67.5% males) were included; 22.3% required mechanical ventilation. The prevalence of patients with PACS-related cardiopulmonary symptoms (dyspnea, tiredness/fatigue, cough, and chest discomfort) was 16.3%. Several parameters of chest computed tomography and echocardiogram were similar in patients with and without cardiopulmonary symptoms. The multivariate analysis showed that PACS-related cardiopulmonary-symptoms were independently related to female sex (OR 3.023; 95% CI 1.319-6.929), in-hospital deep venous thrombosis (OR 13.689; 95% CI 1.069-175.304), elevated troponin I (OR 1.355; 95% CI 1.048-1.751) and C-reactive protein during hospitalization (OR 1.060; 95% CI 1.023-1.097) and depression (OR 6.110; 95% CI 2.254-16.558).

Conclusion

PACS-related cardiopulmonary symptoms 90 days post-discharge are common and multifactorial. Beyond thrombotic and markers of inflammation/myocardial injury during hospitalization, female sex and depression were independently associated with cardiopulmonary-related PACS. These results highlighted the need for a multifaceted approach targeting susceptible patients.

Keywords: COVID-19, Signs and Symptoms, Sex, Depression

Introduction

Coronavirus disease 2019 (COVID-19), a systemic disease caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), became one of the biggest challenges to the global population.1 On June 30, 2022, 548,101,683 cases had been reported, with 6,337,024 confirmed deaths, which represents an overall mortality rate of 1.16%.2 Since the majority of patients survived COVID-19, there has been a growing interest in the potential subacute and long-term effects of COVID-19.3 Most reports have focused on the persistent symptoms in patients after acute COVID-19 (collectively described as post-acute COVID-19 syndrome – PACS – or long-COVID),3 - 5 while others have reported the impact of COVID-19 on thoracic and cardiac imaging without reference to symptoms.6 - 8

Despite this previous evidence, several potential gaps in this timely research area deserve special attention.9 First, it is crucial to explore the frequency and the determinants of PACS using a comprehensive approach addressing not only the course of COVID-19 but also other factors such as age, and preexisting conditions including cardiac, pulmonary, and mental disorders after hospital discharge. Moreover, most previous studies on the impact of PACS have not focused on the cardiopulmonary symptoms and not correlated with imaging findings.

The main objective of the study was to assess the magnitude and the independent predictors of cardiopulmonary symptoms related to PACS 90 days after hospital discharge in consecutive patients. In addition, available cardiopulmonary imaging during and after hospitalization were correlated with cardiopulmonary symptoms. The main hypothesis tested was based on the premise that the cardiopulmonary symptoms may have multiple causes, not limited to the severity of COVID-19 during the hospitalization, but also having potential correlation with sex and mental disorders.

Methods

The data that support the findings of this study are available from the corresponding author upon reasonable request.

The study was reviewed by an Institutional Review Board (IRB) and deemed exempt from IRB oversight (Instituto de Ensino e Pesquisa, IEP, Hospital Sírio Libanês). All data were analyzed in a secure, anonymized database physically separated from the main server. Neither patients nor the public were not involved in the design, or conduct, or reporting, or dissemination plans of our research.

Consecutive hospitalized patients were recruited at the Hospital Sírio Libanês, from March 2020 to April 2021. All patients had a confirmed diagnosis of COVID-19 by the presence of related symptoms and a positive result of a SARS-CoV-2 polymerase chain reaction (PCR) assay for both nasal and pharyngeal swab specimens.

All collected data were reviewed by the study team to assure accuracy. The registry utilized a web-based case report form in the RedCapTMplataform (Nashville, TN, US). REDCap is a secure and validate web application for building and managing online surveys and databases (https://www.project-redcap.org/).

Variables and clinical outcomes collected at the hospital

Participants had their data collected until hospital discharge. Demographic characteristics, medical history, clinical presentation, laboratory results (including the highest levels of troponin I, D-dimer levels, C-reactive protein, and serum creatinine), hospital days, need for mechanical ventilation, extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), pulmonary septic shock, pulmonary embolism, deep venous thrombosis, major bleeding, need for dialysis, and medications used during hospitalizations (including antibiotics, anticoagulants, convalescent plasma, corticoids and chloroquine/hydroxychloroquine) were collected for analysis. In addition, data on chest computed tomography (CT) and transthoracic echocardiogram were documented in a subset of patients with available exams. For patients with more than one chest CT during hospitalization, the test indicating the most severe lung involvement was used for the analysis. To quantify the extent of pulmonary abnormalities (total lesions, consolidation, reticulation, and fibrotic-like changes), a semiquantitative CT score was assigned on the basis of the area involved in each of the five lung lobes, as follows: 0, no involvement; 1, less than 5% involvement; 2, 5%–25% involvement; 3, 26%–49% involvement; 4, 50%–75% involvement; and 5, greater than 75% involvement.10

Variables collected after hospital discharge

A standardized questionnaire was applied by the Clinical Outcomes team of the hospital 90 days after hospital discharge. All members of this team had no access to the in-hospital variables. Cardiopulmonary symptoms (self-reported) like dyspnea, tiredness/fatigue, cough, and chest discomfort were considered as cardiopulmonary-related PACS endpoints. Because tiredness/fatigue may represent an unspecific cardiopulmonary symptom, a sub-analysis was performed considering only dyspnea, cough, and chest. In addition, descriptive data on other symptoms such as anosmia, dysgeusia, headache, arthralgia, myalgia, and diarrhea were included in the results.

All patients were evaluated regarding post-discharge cardiovascular rehabilitation program (yes/no), functional status, hospitals readmissions (including for COVID 19-related symptoms), cardiopulmonary events, need of oxygen, and dialysis. In addition, the European Quality of Life Five Dimension (EQ-5D) was applied. This free tool (to register: https://euroqol.org/) encompasses five health domains (mobility, personal care, usual activities, pain/discomfort and anxiety/depression), allowing three response levels, and a visual analogue scale, used for self-assessment of patient’s health. The EQ-5D score ranges from 0 to 1, with 1 representing the best quality of life. The visual analogue scale ranges from 0 to 100, with 100 being “the best imaginable health state and 0 the worst imaginable health state”.11

Post-traumatic stress disorder

Post-traumatic stress disorder related to the COVID-19 hospitalization was objectively evaluated by the following questions: Do you present repetitive and disturbing thoughts, memories, or image regarding the experience of illness/recent hospitalization? Do you experience physical symptoms (e.g., fast heart beating, sweating, difficulty in breathing) when you remember the hospitalization/illness experience?

Anxiety (Generalized Anxiety Disorder 2-item, GAD-2)

The GAD-2 is a simplified and validated scale used for defining a generalized anxiety disorder.12 Each patient was invited to answer the following questions: “Over the last two weeks, how often have you been bothered by the following problems? 1) Feeling nervous, anxious or over your limits; 2) Not being able to stop or control worries”. For each question, one of the following answers was selected: Not at all (0 points); several days (1 point); more than half the days (2 points); nearly every day (3 points). With a cut-off of 3 points (or more) the GAD-2 has a sensitivity of 86% and specificity of 83% for diagnosing generalized anxiety disorder.

Depression (Patient Health Questionnaire-2, PHQ-2)

The PHQ-2 is an instrument used to investigate the frequency of depressed mood and anhedonia over the past two weeks. Each patient was requested to answer the following questions: Over the last two weeks, how often have you been bothered by the following problems? 1) Little interest or pleasure in doing things; 2) Feeling down, depressed or hopeless. For each question, one of the following answers was selected: Not at all (0 points); several days (1 point); more than half the days (2 points); nearly every day (3 points). The score ranges from 0 to 6. If the score is three or greater, major depressive disorder is likely to be present.13

Statistical analysis

Continuous variables were described by means and standard deviations or median and interquartile range, according to data normality (Shapiro-Wilk test); categorical variables were described using absolute and relative frequencies. In the univariate analysis, the comparisons of patients with and without cardiopulmonary symptoms were performed using the chi-square test for categorical variables and unpaired Student’s t-test/Mann-Whitney for continuous variables (according to the parametric and nonparametric distribution, respectively). Multivariate logistic regression analysis was performed to detect independent predictors of cardiopulmonary symptoms 90 days after hospital discharge considering baseline factors, laboratory findings and post-hospital discharge variables. The variables with a p value <0.2 in the univariate analyses (analysis of one variable at a time) entered in the final model.14 In addition, we also considered variables with biological relevance for the main outcomes including age, body mass index, smoking, chronic obstructive pulmonary disease/asthma and previous cardiovascular disease. For anxiety and depression, data from the validated questionnaires (not from self-reported diagnosis) were used for the analysis. The significance level was set at 5%. All analyses were performed with the IBM-SPSS Statistics version 24 (Statistical Package for the Social Sciences, SPSS, Inc, Chicago, IL).

Results

A total of 883 patients were initially screened. After excluding patients who died during hospitalization and patients transferred to other hospitals, 831 patients had hospital discharge ( Figure 1 ). Characteristics of patients included (n=480) and excluded (n=351) are described in Table S1 (supplementary material). Although several parameters were not different between the two groups, patients included in the analysis were older, had higher rate of cardiovascular diseases, lower frequency of self-reported depression, longer hospital stay, required dialysis more frequently, and had highest levels of D-dimer and C-reactive protein during the hospitalization than patients without post-hospitalization data. Table 1 shows the main characteristics of patients included in the analysis; patients were predominantly men, white, overweight, and had several comorbidities such as hypertension, diabetes, and dyslipidemia. Almost a quarter of them were in the intensive care unit (ICU). As expected for this profile of patients, they had high levels of thrombotic and inflammatory markers.

Figure 1. – Study flowchart.

Figure 1

Table 1. – Characteristics of patients during hospitalization and after discharge for COVID-19.

Characteristics N=480

Demographic characteristics, anthropometric and comorbidities
Age (years) 59 ± 14
Male, n (%) 324 (67.5)
Self-reported white, n (%)* 397 (98)
Body mass index (kg/m2) 27.9 (25.5 – 30.8)
Alcoholism, n (%) 16 (3.3)
Current smoking, n (%) 26 (5.4)
Hypertension, n (%) 202 (42.1)
Diabetes, n (%) 108 (22.5)
Dyslipidemia, n (%) 130 (27.1)
Previous cardiovascular disease, n (%) 142 (29.6)
Previous cerebrovascular disease, n (%) 11 (2.3)
COPD / asthma, n (%) 41 (8.5)
Chronic kidney disease, n (%) 13 (2.7)
Previous diagnosis of anxiety, n (%) 13 (2.7)
Previous diagnosis of depression, n (%) 13 (2.7)

Data during hospitalization
Hospital stay, days 10 (7 - 16)
Intensive Care Unit, n (%) 107 (22.3)
Mechanical ventilation, n (%) 62 (12.9)
Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), n (%) 7 (1.5)
Pulmonary Embolism, n (%) 7 (1.5)
Deep vein thrombosis, n (%) 6 (1.3)
Dialysis, n (%) 4 (0.8)
Major bleeding, n (%) 11 (2.3)
Critical illness polyneuropathy, n (%) 19 (4.0)
Highest level of troponin I (ng/mL) 0.15 (0.15 – 0.15)
Highest level of D dimer (ng/mL) 716 (410 - 1290)
Highest level of C-reactive protein (mg/L) 4.63 (1.52 – 11.54)
Highest creatinine level (mg/dL) 1.03 (0.86 – 1.20)
Antibiotics, n (%) 480 (100)
Convalescent plasma, n (%) 14 (2.9)
Prophylactic or therapeutic anticoagulants, n (%) 455 (94.8)
Corticoids, n (%) 362 (75.4)
Chloroquine / hydroxychloroquine, n (%) 99 (20.6)

* n=405. COPD: chronic obstructive pulmonary disease.

The prevalence of patients with any symptoms was 32.1% (n=154) and of patients with PACS-related cardiopulmonary symptoms at 90 days was 16.3% (n=78). The most common symptom was tiredness, followed by respiratory discomfort, cough, and dyspnea. Detailed distribution of symptoms is reported in Figure 2 . Patients with cardiopulmonary symptoms at 90 days had a higher frequency of depression, longer hospitalization, higher ICU and mechanical ventilation requirements, higher rate of critical illness polyneuropathy and higher C-reactive protein levels during hospitalization compared to patients without these symptoms ( Table 2 ). Table 3 presents data on structured questionnaires, post-discharge cardiovascular rehabilitation and readmission by COVID-19. Patients with cardiopulmonary symptoms presented worse quality of life, higher rate of anxiety (GAD-2), depression (PHQ-2), and post-traumatic stress disorder than patients without cardiopulmonary symptoms. No difference was observed in the rate of hospital readmission due to COVID-19.

Figure 2. – Frequency of symptoms reported by the patients 90 days after hospital discharge for COVID-19.

Figure 2

Table 2. – Characteristics of patients with and without cardiopulmonary symptoms (tiredness/dyspnea/respiratory discomfort/cough) 90-days after hospitalization for COVID-19.

Characteristics Without cardiopulmonary symptoms (n=402) With cardiopulmonary symptoms (n=78) p
Demographic, anthropometric and comorbidities
Age (years) 58.6 ± 14.7 60.0 ± 11.4 0.311
Male, n (%) 278 (69.2) 46 (59.0) 0.079
Self-reported white, n (%)* 329 (98.2%) 68 (97.1) 0.363
Body mass index (kg/m2) 27.8 (25.6 – 30.8) 28.1 (24.3 – 30.4) 0.477
Alcoholism, n (%) 12 (3.0) 4 (5.1) 0.309
Current smoking, n (%) 23 (5.7) 3 (3.8) 0.784
Hypertension, n (%) 172 (42.8) 30 (38.5) 0.479
Diabetes, n (%) 87 (21.6) 21 (26.9) 0.307
Dyslipidemia, n (%) 108 (26.9) 22 (28.2) 0.808
Previous cardiovascular disease, n (%) 118 (29.4) 24 (30.8) 0.802
Previous cerebrovascular disease, n (%) 10 (2.5) 1 (1.3) >0.999
COPD / asthma, n (%) 32 (8.0) 9 (11.5) 0.301
Chronic kidney disease, n (%) 11 (2.7) 2 (2.6) >0.999
Previous diagnosis of anxiety, n (%) 9 (2.2) 4 (5.1) 0.241
Previous diagnosis of depression, n (%) 8 (2.0) 5 (6.4) 0.044

Data during hospitalization
Hospital stay, days 10 (7 – 15) 12 (8 – 22) 0.003
Intensive Care Unit, n (%) 83 (20.6) 24 (30.8) 0.049
Mechanical ventilation, n (%) 43 (10.7) 19 (24.4) 0.001
Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), n (%) 5 (1.2) 2 (2.6) 0.318
Pulmonary Embolism, n (%) 5 (1.2) 2 (2.6) 0.318
Deep vein thrombosis, n (%) 3 (0.7) 3 (3.8) 0.086
Dialysis, n (%) 3 (0.7) 1 (1.3) 0.509
Major bleeding, n (%) 7 (1.7) 4 (5.1) 0.086
Critical illness polyneuropathy, n (%) 12 (3.0) 7 (9.0) 0.022
Highest level of troponin I (ng/mL) 0.15 (0.15 – 0.15) 0.15 (0.15 – 0.16) 0.149
Highest level of D dimer (ng/mL) 705 (391 - 1289) 754 (458 - 1300) 0.122
Highest level of C-reactive protein (mg/L) 4.23 (1.39 – 10.16) 8.31 (2.52 – 18.98) 0.006
Highest creatinine level (mg/dL) 1.04 (0.87 – 1.20) 0.99 (0.83 – 1.19) 0.271
Antibiotics, n (%) 402 (100) 78 (100) 1.00
Convalescent plasma, n (%) 10 (2.5) 4 (5.1) 0.259
Anticoagulants, n (%) 381 (94.8) 74 (94.9) >0.999
Corticoids, n (%) 299 (74.4) 63 (80.8) 0.230
Chloroquine / hydroxychloroquine, n (%) 80 (19.9) 19 (24.4) 0.373

* n=405; COPD: chronic obstructive pulmonary disease.

Table 3. – Data on quality of life, anxiety, depression, post-traumatic stress, cardiovascular rehabilitation 90 days after hospital discharge, and readmission for COVID-19 according to the presence or absence of cardiopulmonary symptoms (tiredness/dyspnea/respiratory discomfort/cough).

Characteristics Without cardiopulmonary symptoms (n=402) With cardiopulmonary symptoms (n=78) p
Quality of life (EuroQol 5) * 1 (0.85 – 1.00) 0.85 (0.73 – 1.00 <0.001
Anxiety (GAD-2), n (%) * 18 (5.4) 11 (16.9) 0.003
Depression (PHQ-2), n (%) * 18 (5.3) 15 (23.1) <0.001
Post-traumatic stress disorder, n (%)* 4 (1.2) 5 (7.7) 0.013
Readmission by COVID-19, n (%) 2 (0.5) 1 (1.3) 0.413

* Some patients did not report these conditions.

In a subset of patients with available CT scans, most patients showed no lung abnormalities after discharge ( Figure 3 ). Interestingly, several parameters of chest CT and transthoracic echocardiogram were not different between patients with and without cardiopulmonary symptoms (Table S2, supplementary material).

Figure 3. – Percentage of lung involvement in patients with COVID-19 during hospital say and after discharge.

Figure 3

Multivariate analysis showed that PACS-related cardiopulmonary symptoms were independently associated with female sex, deep venous thrombosis during the hospital, the highest levels of troponin I and C-reactive protein, and depression (PHQ-2) ( Table 4 ). The other variables included in the model were not significant (Table S3, supplementary material).

Table 4. – Multivariate analysis evaluating the independent variables associated with cardiopulmonary symptoms (tiredness/dyspnea/respiratory discomfort/cough) 90 days after hospital discharge for COVID-1.

  Coefficient OR 95% Confidence interval p
Age (per year) 0.001 1.001 0.999 1.003 0.355
Body mass index (for each 1kg/m2) 0.005 1.005 0.999 1.010 0.081
Gender (female) 1.106 3.023 1.319 6.929 0.009
Smoking (yes) 0.615 1.850 0.358 9.568 0.463
COPD / asthma (yes) 0.402 1.495 0.465 4.811 0.500
Previous cardiovascular disease (yes) 0.478 1.612 0.743 3.499 0.227
Deep venous thrombosis (yes) 2.617 13.689 1.069 175.304 0.044
Highest level of troponin I (ng/mL) 0.304 1.355 1.048 1.751 0.020
Highest level of C-reactive protein (mg/L) 0.058 1.060 1.023 1.097 0.001
Depression (PHQ-2) (yes) 1.810 6.110 2.254 16.558 <0.001
Constant -5.444       <0.001

COPD: chronic obstructive pulmonary disease.

A sub-analysis excluding tiredness as a cardiopulmonary symptom revealed that only 4.4% of patients had dyspnea, cough, or chest discomfort at 90 days (Tables S4-5, supplementary material). Multivariate analysis showed that depression, alcoholism, days of hospitalization and tocilizumab use during hospitalization were independently related to one or more of these symptoms (Table S6, supplementary material).

Discussion

This study evaluating post-acute COVID-19 cardiopulmonary symptoms 90 days after hospital discharge in consecutive patients shows the following results: 1) PACS-related cardiopulmonary symptoms are presented in 16% of patients; however, when tiredness/fatigue was not considered in the analysis, less than 5% reported dyspnea, cough or chest discomfort; 2) no significant changes were observed in left ventricular function, and most patients showed a normal CT scan in the follow-up. Interestingly, there were no differences in several imaging parameters between patients with and without cardiopulmonary symptoms; 3) the cause of PACS-related cardiopulmonary symptoms is multifactorial. Beyond thrombotic, inflammatory, and myocardial injury markers related to the COVID-19 severity during hospitalization, female sex and the presence of depression are possible explanations for the symptoms (Central Figure). Taken together, our study underscores the need to identify susceptible phenotypes associated with PACS-related cardiopulmonary symptoms for defining preventive strategies using a multifaceted approach.

Central Illustration. : Post-COVID-19 Cardiopulmonary Symptoms: Predictors and Imaging Features in Patients after Hospital Discharge.

Central Illustration

COVID-19 is frequently associated with a myriad of inflammatory and pro-thrombotic stimuli contributing to a poor prognosis during the hospital phase.15 , 16 However, their impact on post-COVID-19 recovery is still unclear. In our study, deep venous thrombosis and increased troponin I and C-reactive protein levels during hospitalization were independently associated with cardiopulmonary symptoms. Previous investigations have suggested that the risk of hospital-associated venous thromboembolism in COVID-19 patients seems to extend over 90 days after discharge starting from the time of admission.17 - 19 These results suggest potential carry-over effects that may contribute to the cardiopulmonary symptoms in the short-term follow-up. However, the precise reasons for the relationship between these in-hospital markers and cardiopulmonary symptoms are not entirely clear. Our sub-analysis revealed that several imaging findings (including the degree of lung involvement, lung congestion, pleural and pericardial effusion, left ventricular ejection fraction, alterations in regional left ventricular contractility, pulmonary artery pressure, and the presence of pulmonary hypertension) were not different between patients with and without cardiopulmonary symptoms (Table S2, supplementary material). In this scenario, structural changes promoted by deep venous thrombosis (all of them were appropriately treated during hospitalization) might not fully explain the symptoms related. It is conceivable that the viral infection strongly impacts energy supply and dysregulates metabolism in many tissues favoring symptoms regardless of the presence of anatomical/structural changes.20 , 21 Supporting this, in a cohort study including 203 patients, Willems et al.22 found sustained endothelial cell involvement, coagulation activity, and inflammation without macrovascular dysfunction three months after COVID-19. Despite the biological plausibility, deep vein thrombosis was rare in our study, limiting general inferences about its importance in predicting symptoms.

Our results revealed that women had a 3-fold higher risk of having cardiopulmonary symptoms after hospital discharge than men. Epidemiological data report a sex difference in the severity of COVID-19, with a more favorable course of the disease in women compared to men regardless of age,23 , 24 and similar rate of SARS-CoV-2 infection in both sexes.24 However, the reasons for sex differences in COVID-19 have not been fully explained. Women appear to be relatively protected from COVID-19 because of a more effective immune response and a less pronounced systemic inflammation, with consequent moderate clinical manifestations of the disease, and a lower predisposition to thromboembolism.24 These facts seem to create a paradox for the higher frequency of cardiopulmonary symptoms observed in females after hospital discharge. It is conceivable that other factors may contribute to this finding. For example, it is known that women are more likely to perceive and report symptoms than men.25 Further studies analyzing sex disparities and potential long-term implication in the PACS are warranted.

Another finding from our study was the independent association between depression (evaluated by the PHQ-2) and cardiopulmonary symptoms three months after hospital discharge. Most of the available literature addressing depression in the COVID-19 scenario used non-structured evaluations.26 A systematic review reported that the frequency of clinically significant depression and/or severe depressive symptoms ranged from 3 to 12% in PACS. In our study, 6.9% presented depression 90 days after hospital discharge, and this condition was 6-fold higher in patients with cardiopulmonary symptoms than those without them. How to explain this association? Patients with depression usually have frequent complaints and misperceptions about their health status.27 Interestingly, Mazza et al.28reported that systemic inflammation at baseline and their change over time were shown to predict depressive symptoms at three months post-discharge. These findings highlight the multifactorial causes and the potential relevance of depression in the post-COVID period.

The present study has strengths and limitations to be addressed. This investigation evaluated consecutive patients with blinded assessment of symptoms (without access to clinical data during hospital stay). This study performed a comprehensive analysis of the impact of the course of COVID-19 on PACS including demographic characteristics, preexisting conditions, mental disorders, among other relevant variables. On the other hand, this was a single-center study with some limitations worth noting. Some patients did not perform chest CT or transthoracic echocardiogram. Significant challenges related to the availability to perform these evaluations after hospital discharge were faced by the investigators. Many of these patients came from other cities/estates making this short-term imaging evaluation not feasible for a significant proportion of patients. Pulmonary function evaluation and magnetic resonance imaging were not performed due to the same reasons and related costs associated with these additional procedures. Because of this limited availability, imaging variables were not included in the multivariate model. However, it is important to reinforce that several parameters of chest CT and transthoracic echocardiogram were not different in patients with and without cardiopulmonary symptoms (Table S2, supplementary material). Therefore, the imaging variables would probably not be independently related to the presence of cardiopulmonary symptoms at 90 days. Another limitation is that several variables were collected at one time point. Multiple evaluations over time would be interesting to explore the dynamic changes of post-COVID-19 symptoms. A systematic review found that a large proportion of patients experience PACS three to 12 months after recovery from the acute phase of COVID-19.29However, available studies on PACS are highly heterogeneous preventing appropriate evaluations of symptoms over time.29It is unclear whether some clinical conditions like depression was a preexisting condition, new-onset, or represented an exacerbated condition. Simultaneous evaluation of symptoms and depression using standard procedures may contribute to explain the current clinical status of these patients. The same limitation has been observed in previous investigations, reinforcing the need for appropriate characterization of mental disorders and their impact in the post-COVID-19 period. Besides, some cardiac symptoms like palpitations were not captured in this investigation, which made it impossible to assess potential arrhythmias. Tiredness/fatigue was the most common symptom, which, per se is a multifactorial symptom and does not necessarily have a cardiopulmonary connection. However, in clinical practice, several patients use fatigue/tiredness as synonymous of short of breath/dyspnea in the spectrum of cardiac and respiratory diseases. Indeed, Alpert et al. described the symptom burden (including tiredness/fatigue) and the related prognosis in heart failure.30Similar discussion regarding tiredness/fatigue as a primary disabling symptom in chronic respiratory diseases highlighted the importance of this symptom in the cardiopulmonary interactions.31Finally, our standardized interview did not grade any symptoms according to severity (mild, moderate and severe). As expected, all surviving patients were in a very delicate time of their lives and in this context, participants may become overwhelmed or annoyed by long interviews. In addition, the grading system may not have an appropriate validation for all symptoms.

Conclusion

In conclusion, PACS-related cardiopulmonary symptoms are common and multifactorial. Beyond thrombotic, inflammatory, and myocardial damage related to the COVID-19 severity, being female and having depression may explain the occurrence of COVID-19-related cardiopulmonary symptoms after discharge. These findings underscore that cardiopulmonary-related PACS require a multifaceted approach targeting susceptible patients.

*Supplemental Materials

For additional information, please click here.

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Acknowledgments

The authors thank Gianni Santos for the careful statistical analysis.

Footnotes

Study association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Sources of funding: This study was partially funded by Hospital Sírio Libanês.

Associated Data

    This section collects any data citations, data availability statements, or supplementary materials included in this article.

    Supplementary Materials

    2022-0642-supplemnt.pdf (228.5KB, pdf)
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