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. 2014 Jan-Feb;40(1):6–12. doi: 10.1590/S1806-37132014000100002
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Can ultrasound guidance reduce the risk of pneumothorax following thoracentesis?*, **

Alessandro Perazzo 1, Piergiorgio Gatto 2, Cornelius Barlascini 3, Maura Ferrari-Bravo 4, Antonello Nicolini 5
PMCID: PMC4075913  PMID: 24626264

Abstract

OBJECTIVE:

Thoracentesis is one of the bedside procedures most commonly associated with iatrogenic complications, particularly pneumothorax. Various risk factors for complications associated with thoracentesis have recently been identified, including an inexperienced operator; an inadequate or inexperienced support team; the lack of a standardized protocol; and the lack of ultrasound guidance. We sought to determine whether ultrasound-guided thoracentesis can reduce the risk of pneumothorax and improve outcomes (fewer procedures without fluid removal and greater volumes of fluid removed during the procedures). In our comparison of thoracentesis with and without ultrasound guidance, all procedures were performed by a team of expert pulmonologists, using the same standardized protocol in both conditions.

METHODS:

A total of 160 participants were randomly allocated to undergo thoracentesis with or without ultrasound guidance (n = 80 per group). The primary outcome was pneumothorax following thoracentesis. Secondary outcomes included the number of procedures without fluid removal and the volume of fluid drained during the procedure.

RESULTS:

Pneumothorax occurred in 1 of the 80 patients who underwent ultrasound-guided thoracentesis and in 10 of the 80 patients who underwent thoracentesis without ultrasound guidance, the difference being statistically significant (p = 0.009). Fluid was removed in 79 of the 80 procedures performed with ultrasound guidance and in 72 of the 80 procedures performed without it. The mean volume of fluid drained was larger during the former than during the latter (960 ± 500 mL vs. 770 ± 480 mL), the difference being statistically significant (p = 0.03).

CONCLUSIONS:

Ultrasound guidance increases the yield of thoracentesis and reduces the risk of post-procedure pneumothorax. (Chinese Clinical Trial Registry identifier: ChiCTR-TRC-12002174 [http://www.chictr.org/en/])

Keywords: Pneumothorax, Ultrasonography, Thoracic surgical procedures

Introduction

In the United States, pleural effusion is diagnosed in approximately 1.5 million patients each year, and therapeutic thoracentesis is therefore a common medical procedure.(1) In addition, thoracentesis is one of the bedside procedures most commonly associated with iatrogenic complications, particularly pneumothorax.(2) A systematic review and meta-analysis of 24 studies, including a total of 6,605 thoracenteses, showed a 6.0% overall incidence of pneumothorax, one third of the cases of pneumothorax requiring chest tube insertion.(2)

The safety of thoracentesis has been directly associated with the technical skills of the operator. (2) Within the past several years, system and procedural variables, including a lack of real-time ultrasound imaging, operator inexperience, drainage of large volumes of fluid, and repeated thoracentesis, have been shown to increase the likelihood of complications.(2-4) An optimal thoracentesis protocol should include the use of the best available techniques (in order to minimize procedural errors and complications) in combination with a system that improves the technical skills of the operator.(1,5) Various risk factors for complications associated with thoracentesis (particularly pneumothorax) were described in a recent study(5) and are displayed in Chart 1. Those risk factors include an inexperienced or poorly trained operator, an inadequate or inexperienced support team, nonstandardized systems, and lack of ultrasound guidance.(2,5) In view of these considerations, we sought to determine whether ultrasound guidance reduces the risk of pneumothorax following thoracentesis.

Chart 1. Risk factors for complications associated with thoracentesis.

Chart 1

The primary outcome measure of the present study was to determine whether the incidence of pneumothorax following thoracentesis differed between two conditions: thoracentesis performed under ultrasound guidance by a team of expert pulmonologists (with 20 years of experience, specific physician training in the procedure, more than 500 thoracenteses performed, and training in chest ultrasound)(6) using a standardized protocol and standard equipment; and thoracentesis performed without ultrasound guidance by the same team using the same protocol and equipment. Secondary outcome measures included the number of procedures during which no fluid was removed, the volume of fluid removed during each procedure, and the need for chest tube placement.

Methods

This was a prospective randomized study conducted between May of 2012 and October of 2012, involving consecutive inpatients and outpatients with pleural effusion treated in the Department of Respiratory Diseases (respiratory monitoring section, respiratory ward, or day hospital) of the Sestri Levante General Hospital, in the municipality of Sestri Levante, Italy. The inclusion criteria were as follows: presenting with pleural effusion visible on chest X-rays and requiring pleural puncture (diagnostic or therapeutic thoracentesis) on the basis of previously published criteria(7); and being in the 18-85 year age bracket. We enrolled a total of 197 patients with pleural effusion due to various causes, including neoplasms, chronic heart failure, rheumatic diseases, pneumonia, and tuberculosis. Of those 197 patients, 34 declined to participate and 3 were excluded for other reasons (not recorded). Therefore, 160 patients were randomly allocated to undergo thoracentesis with ultrasound guidance (ultrasound-guided thoracentesis group) or without ultrasound guidance (control group). A flowchart of the study is shown in Figure 1.

Figure 1. Flowchart of the study.

Figure 1

A statistician who was not involved in the present study devised a randomization plan using a computerized random number generator. The randomization plan was given to each recruiting physician in a sealed envelope. The patients underwent thoracentesis with or without ultrasound guidance on the basis of the randomization plan. Ultrasound was not used for real-time guidance; rather, it was used immediately before the procedure in order to identify the appropriate site. Thoracentesis was performed immediately after the site had been marked. We employed a portable ultrasound system (LOGIQ P5; GE Healthcare, Chalfont, UK) with a convex probe (3.5-5.0 MHz).

Thoracentesis was performed by one of three pulmonologists, with the patient in the sitting position, following a local protocol written in accordance with the 2010 British Thoracic Society Pleural Disease Guideline.(5) In addition, we used a thoracentesis set (Chimed s.r.l., Livorno, Italy) consisting of a three-way stopcock, a large (60-mL) syringe, a 2,000-mL vacuum-free collection bag, and a 50-mm, 18-G needle. Fluid was drained either by passive drainage or by active drainage with the 60-mL syringe connected to the three-way stopcock.

Fluid removal was terminated when there was chest pain, excessive cough, a vasovagal event, shortness of breath, or air suction. Drainage was stopped when 1.5 L of pleural fluid had been removed. Within 60 min after the procedure, posteroanterior and lateral decubitus chest X-rays were performed. The occurrence of pneumothorax was determined on the basis of the British Thoracic Society guidelines.(8) The investigators involved in the analysis of the data were blinded to the complications. The primary outcome measure of the present study was the incidence of pneumothorax following thoracentesis. Secondary outcome measures included the need for chest tube drainage and the volume of fluid drained. The study was conducted in accordance with the Declaration of Helsinki and was approved by the Research Ethics Committee of Azienda Sanitaria Locale no. 4 Chiavarese, Liguria, Italy. All participating patients gave written informed consent.

The main objectives of the present study were to compare the incidence of pneumothorax following thoracentesis performed under ultrasound guidance with that of pneumothorax following thoracentesis performed without ultrasound guidance and to determine the diagnostic value (i.e., the number of procedures during which fluid was removed and the volume of fluid removed) of ultrasound-guided thoracentesis. We used logistic regression for categorical variables (incidence of pneumothorax and secondary outcomes of thoracentesis) and analysis of covariance for continuous variables. All data were analyzed with the R software, version 2.13.2 (The R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). Values of p < 0.05 were considered statistically significant.

Results

All 160 patients evaluated (122 males and 38 females) completed the study. All of the patients were in the 32-84 year age bracket (mean age, 67.8 ± 14.9 years).

The causes of pleural effusion were as follows: pleural mesothelioma, in 11 patients; metastatic pleural neoplasm, in 90 patients; rheumatic disease, in 6 patients; chronic heart failure, in 23 patients; pneumonia, in 20 patients; and tuberculosis, in 10 patients (Table 1). A total of 80 thoracenteses were performed without ultrasound guidance. Of those, 8 were suspended because of complications: chest pain (in 4); air suction (in 3); and excessive cough with dyspnea (in 1). Of the 80 thoracenteses performed under ultrasound guidance, only 1 was suspended (because of chest pain and shortness of breath).

Table 1. Causes of pleural effusion in the 160 patients under study.

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Pneumothorax following thoracentesis occurred in 1 of the 80 patients submitted to the procedure performed under ultrasound guidance and in 10 of the 80 patients submitted to the procedure performed without ultrasound guidance, the difference being statistically significant (p = 0.009). None of the 11 cases of pneumothorax required chest tube placement.

As can be seen in Table 2, 79 of the 80 ultrasound-guided procedures were successful, as were 72 of the 80 procedures performed without ultrasound guidance. As can be seen in Figure 2, the mean volume of fluid drained during the former procedures was larger than was that drained during the latter procedures (960 ± 500 mL vs. 770 ± 480 mL), the difference being statistically significant (p = 0.03).

Table 2. Patient data and results (including statistics) in the patients submitted to thoracentesis performed under ultrasound guidance (the ultrasound-guided thoracentesis group) and in those submitted to thoracentesis performed without ultrasound guidance (the control group).

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Figure 2. Mean volume of pleural fluid removed during thoracentesis in the patients who underwent the procedure performed under ultrasound guidance (ultrasound-guided thoracentesis group) and in those who underwent the procedure performed without ultrasound guidance (control group). The difference between the two groups was statistically significant (p = 0.014).

Figure 2

In 8 of the patients in the control group, no fluid was removed during the procedure. An ultrasound-guided thoracentesis was performed in 4 of those 8 patients, pleural fluid being successfully removed (240 ± 30 mL).

The probability of success (i.e., fluid removal) was approximately nine times higher in the patients who underwent ultrasound-guided thoracentesis than in those who underwent thoracentesis without ultrasound guidance (OR = 8.8). In addition, the risk of pneumothorax was 90% lower in the former than in the latter (OR = 0.09). Patient data and the results are reported in Table 2.

Discussion

The purpose of the present study was to determine whether the incidence of pneumothorax following thoracentesis decreases when most of the risk factors (mechanical ventilation use, an inexperienced team, and an inexperienced operator) are absent and ultrasound guidance is used. We have demonstrated that ultrasound-guided thoracentesis is a very safe procedure, which was associated with a very low (1.25%) incidence of pneumothorax in our sample (1 case among the 80 patients in the ultrasound-guided thoracentesis group). In fact, ultrasound guidance reduced the risk of pneumothorax by 90% (OR = 0.09; 95% CI: 0.005-0.5; p = 0.009). Although there was no difference between the two groups in terms of the need for chest tube drainage, the amount of fluid drained was significantly greater in the ultrasound-guided thoracentesis group than in the control group (p = 0.0014).

The strength of the present study lies in the fact that it was performed by skilled pulmonologists using carefully standardized procedures to evaluate the benefit of ultrasound guidance without any bias. To our knowledge, this is the first study of its kind. We are aware of the limitations of our study, which include the fact that patients on mechanical ventilation were not enrolled and the fact that real-time ultrasound guidance was not performed (ultrasound being used only to mark the site before thoracentesis was performed). Real-time ultrasound guidance allows clinicians to visualize the needle and important adjacent structures and therefore avoid accidental punctures, as well as allowing a further reduction in the risk of pneumothorax following thoracentesis. Nevertheless, its routine use at the bedside remains low, although it is considered the standard of care in safely locating, characterizing, and draining pleural fluid. Ultrasound is highly sensitive for detecting pleural effusions, even when chest X-rays are normal. Chest X-rays can miss up to 500 mL of pleural effusion in cases of interlobar and loculated pleural effusion. Lung ultrasound can detect as little as 20 mL of pleural fluid, whereas an upright posteroanterior chest X-ray cannot detect blunting of the costophrenic angle unless there is at least 100 mL of fluid.(6,9) Ultrasound-guided thoracentesis has been associated with lower total hospital costs and a lower incidence of pneumothorax and hemorrhage.(9) The overall incidence of pneumothorax varies from 4.0% to 30.3%,(10,11) and chest tube insertion is required in 1.7% of all thoracenteses, in order to evacuate symptomatic pneumothoraces; therefore, 20-50% of all pneumothoraces following thoracentesis require chest tube insertion.(2,11) The reported incidence of pneumothorax is significantly lower in studies published after 2000 than in earlier studies (4.6% vs. 8.7%).(11,12)

There are four reasons why pneumothorax develops in patients undergoing thoracentesis. First, air can flow from the atmosphere into the pleural space, as occurs when the negative pressure of the pleural space communicates freely with the atmosphere. This most often occurs as the syringe is removed from a needle or catheter, particularly when the individual performing the procedure is inexperienced.(10) Second, the thoracentesis needle can lacerate the lung and allow air to enter the pleural space from the alveoli.(10,11) Third, the decrease in pleural pressure can lead to a rupture of the visceral pleura. (10,11) Fourth, trapped lung or lung entrapment develops as a result of transitory pleuropulmonary fistula. (10,11) Multiple risk factors for pneumothorax following thoracentesis have been identified, including the type of needle used,(11,13-15) operator inexperience,(16,17) the presence of emphysema,(11,18) having previously undergone thoracentesis,(19) being on mechanical ventilation,(20,21) and even the lack of ultrasound guidance.(10,22) The training of chest ultrasound technicians is task-specific and is aimed at developing the skill of identifying pleural fluid and surrounding organs, as well as that of providing an unobstructed view of the pleural fluid. These simple and well-defined skills can be readily acquired by pulmonologists and can avoid other complications during most thoracentesis procedures.(23,24) In addition, ultrasound-guided thoracentesis is a procedure that most pulmonologists can perform after short-term training.(23-25) We believe that meticulous adherence to sonographic criteria and avoidance of patient movement during the time elapsed between ultrasound examination and fluid removal are key factors responsible for the low rate of pneumothorax following thoracentesis and the larger volume of fluid removed during the procedure.(12,22-24)

In conclusion, ultrasound guidance can increase patient safety and the amount of fluid removed during thoracentesis. Ultrasonography is an easily learned technique that not only enhances the physical examination but also has the distinct advantage of being a portable imaging technique for the evaluation of the pleural space. Ultrasound is currently used in a limited number of thoracenteses, and the present study provides evidence supporting the more widespread use of this technique.(25)

Acknowledgments

We are grateful to the nursing staff of the Sestri Levante General Hospital Department of Pulmonology for providing outstanding care to the patients evaluated during the study period.

Footnotes

*

Study carried out in the Department of Respiratory Diseases, Sestri Levante General Hospital, Sestri Levante, Italy.

**

A versão completa em português deste artigo está disponível em www.jornaldepneumologia.com.br

Contributor Information

Alessandro Perazzo, Department of Respiratory Diseases, Sestri Levante General Hospital, Sestri Levante, Italy.

Piergiorgio Gatto, Department of Respiratory Diseases, Sestri Levante General Hospital, Sestri Levante, Italy.

Cornelius Barlascini, Department of Forensic Medicine, ASL4, Chiavarese, Italy.

Maura Ferrari-Bravo, Department of Public Health, ASL4, Chiavarese, Italy.

Antonello Nicolini, Department of Respiratory Diseases, Sestri Levante General Hospital, Sestri Levante, Italy.

References

J Bras Pneumol. 2014 Jan-Feb;40(1):6–12. [Article in Portuguese]

A ultrassonografia pode reduzir o risco de pneumotórax após toracocentese?*

Alessandro Perazzo 1, Piergiorgio Gatto 2, Cornelius Barlascini 3, Maura Ferrari-Bravo 4, Antonello Nicolini 5

Abstract

OBJETIVO:

Dentre os procedimentos realizados à beira do leito, a toracocentese é um dos mais comumente associados a complicações iatrogênicas, particularmente pneumotórax. Foram recentemente identificados vários fatores de risco de complicações associadas à toracocentese: a inexperiência do operador, a inadequação ou inexperiência da equipe de apoio, a ausência de um protocolo padronizado e a ausência de ultrassonografia para guiar o procedimento. Nosso objetivo foi determinar se a toracocentese guiada por ultrassonografia pode reduzir o risco de pneumotórax e melhorar os desfechos (menos procedimentos sem remoção de líquido e maior volume de líquido removido durante os procedimentos). Para compararmos a toracocentese guiada por ultrassonografia à toracocentese sem ultrassonografia, todos os procedimentos foram realizados pela mesma equipe de pneumologistas especialistas, os quais usaram o mesmo protocolo padronizado em ambas as condições.

MÉTODOS:

Cento e sessenta pacientes foram aleatoriamente divididos em dois grupos: toracocentese guiada por ultrassonografia e toracocentese sem ultrassonografia (n = 80 por grupo). O desfecho primário foi pneumotórax após a toracocentese. Os desfechos secundários foram o número de procedimentos sem remoção de líquido e o volume de líquido drenado durante o procedimento.

RESULTADOS:

Houve pneumotórax em 1 dos 80 pacientes submetidos a toracocentese guiada por ultrassonografia e em 10 dos 80 submetidos a toracocentese sem ultrassonografia; a diferença foi estatisticamente significante (p = 0,009). Líquido foi removido em 79 dos 80 procedimentos guiados por ultrassonografia e em 72 dos 80 que não o foram. A média do volume de líquido drenado foi maior nos procedimentos guiados por ultrassonografia do que naqueles que não o foram (960 ± 500 mL vs. 770 ± 480 mL); a diferença foi estatisticamente significante (p = 0,03).

CONCLUSÕES:

A ultrassonografia aumenta o rendimento da toracocentese e reduz o risco de pneumotórax após o procedimento. (Chinese Clinical Trial Registry identifier: ChiCTR-TRC-12002174 [http://www.chictr.org/en/])

Keywords: Pneumotórax, Ultrassonografia, Procedimentos cirúrgicos torácicos

Introdução

Nos Estados Unidos, o derrame pleural é diagnosticado em aproximadamente 1,5 milhões de pacientes por ano; portanto, a toracocentese terapêutica é um procedimento médico comum.(1) Além disso, dentre os procedimentos realizados à beira do leito, a toracocentese é um dos mais comumente associados a complicações iatrogênicas, particularmente pneumotórax.(2) Uma revisão sistemática e meta-análise de 24 estudos, incluindo um total de 6.605 toracocenteses, mostrou uma incidência global de pneumotórax de 6,0%; houve necessidade de inserção de dreno torácico em um terço dos casos de pneumotórax.(2)

Estabeleceu-se uma associação direta entre a segurança da toracocentese e as habilidades técnicas do operador.(2) Nos últimos anos, demonstrou-se que variáveis relacionadas ao sistema e ao procedimento, tais como a ausência de ultrassonografia em tempo real, a inexperiência do operador, a drenagem de grandes volumes de líquido e a repetição da toracocentese, aumentam a probabilidade de complicações.(2-4) O protocolo ideal de toracocentese deveria incluir as melhores técnicas disponíveis (a fim de minimizar erros de procedimento e complicações) e um sistema que melhorasse as habilidades técnicas do operador.(1,5) Vários fatores de risco de complicações associadas à toracocentese (particularmente pneumotórax) foram descritos em um estudo recente(5) e são apresentados no Quadro 1. Esses fatores de risco incluem um operador inexperiente ou mal treinado, uma equipe de apoio inadequada ou inexperiente, sistemas não padronizados e a ausência de orientação ultrassonográfica.(2,5) Diante dessas considerações, procuramos determinar se a ultrassonografia reduz o risco de pneumotórax após a toracocentese.

Quadro 1. Fatores de risco de complicações associadas à toracocentese.

Quadro 1

O objetivo primário (ou desfecho primário) do presente estudo foi determinar se a incidência de pneumotórax após a toracocentese guiada por ultrassonografia e realizada por uma equipe de pneumologistas especialistas (com 20 anos de experiência, treinamento médico específico para o procedimento, mais de 500 toracocenteses realizadas e treinamento em ultrassonografia de tórax),(6) com protocolo e equipamento padronizados, seria diferente da incidência de pneumotórax após a toracocentese realizada pela mesma equipe, com o mesmo protocolo e o mesmo equipamento, porém sem a ultrassonografia para guiar o procedimento. Os desfechos secundários incluíram o número de procedimentos sem retirada de líquido, o volume de líquido retirado durante cada procedimento e a necessidade de colocação de dreno torácico.

Métodos

Trata-se de um estudo prospectivo randomizado, realizado entre maio de 2012 e outubro de 2012, envolvendo pacientes internados e ambulatoriais consecutivos, com derrame pleural, tratados no Departamento de Doenças Respiratórias (unidade de monitoração respiratória, enfermaria respiratória ou hospital-dia) do Hospital Geral de Sestri Levante, no município de Sestri Levante, Itália. Os critérios de inclusão foram os seguintes: apresentar derrame pleural que fosse visível na radiografia de tórax e necessitasse de punção pleural (toracocentese diagnóstica ou terapêutica) com base em critérios previamente publicados(7); e estar na faixa etária de 18-85 anos. Foram selecionados 197 pacientes com derrame pleural de diversas causas, tais como neoplasias, insuficiência cardíaca crônica, doenças reumáticas, pneumonia e tuberculose. Dos 197 pacientes selecionados, 34 recusaram-se a participar e 3 foram excluídos por outros motivos (não registrados). Portanto, 160 pacientes foram aleatoriamente divididos em dois grupos: toracocentese guiada por ultrassonografia e toracocentese sem ultrassonografia (grupo controle). A Figura 1 mostra um fluxograma do estudo.

Figura 1. Fluxograma do estudo.

Figura 1

Um estatístico que não se envolveu no presente estudo elaborou um plano de randomização por meio de um gerador computadorizado de números aleatórios. Cada um dos médicos responsáveis pelo recrutamento recebeu o plano de randomização em um envelope lacrado. Os pacientes foram submetidos à toracocentese com ou sem orientação ultrassonográfica com base no plano de randomização. A ultrassonografia não foi usada para orientação em tempo real, mas sim imediatamente antes do procedimento, para identificar o local apropriado. A toracocentese foi realizada imediatamente após o local ter sido marcado. Empregamos um aparelho de ultrassom portátil (LOGIQ P5; GE Healthcare, Chalfont, Reino Unido) com uma sonda convexa (3,5-5,0 MHz).

A toracocentese foi realizada por um dos três pneumologistas de nosso grupo, com o paciente na posição sentada, conforme um protocolo local, baseado na British Thoracic Society Pleural Disease Guideline, de 2010.(5) Além disso, usamos um kit de toracocentese (Chimed s.r.l., Livorno, Itália) composto por uma torneira de três vias, uma seringa grande (60 mL), uma bolsa coletora de 2.000 mL (sem vácuo) e uma agulha de 18 G e 50 mm. O líquido foi drenado por meio de drenagem passiva ou de drenagem ativa com a seringa de 60 mL ligada à torneira de três vias.

A retirada de líquido era interrompida caso houvesse dor torácica, tosse excessiva, um evento vasovagal, falta de ar ou sucção de ar. A drenagem era interrompida após a retirada de 1,5 L de líquido pleural. Dentro de 60 minutos após o procedimento, eram realizadas radiografias de tórax em incidência posteroanterior e em decúbito lateral. Determinou-se a ocorrência de pneumotórax com base nas diretrizes da British Thoracic Society.(8) Os investigadores envolvidos na análise dos dados não estavam cientes das complicações. O desfecho primário do presente estudo foi a incidência de pneumotórax após a toracocentese. Desfechos secundários incluíram a necessidade de drenagem torácica e o volume de líquido drenado. O estudo foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinki e foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Azienda Sanitaria Locale nº 4 Chiavarese, em Ligúria, na Itália. Todos os pacientes que participaram do estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.

Os principais objetivos do presente estudo foram comparar a incidência de pneumotórax após a toracocentese guiada por ultrassonografia à incidência de pneumotórax após a toracocentese realizada sem ultrassonografia e determinar o valor diagnóstico (isto é, o número de procedimentos nos quais se retirou líquido e o volume de líquido retirado) da toracocentese guiada por ultrassonografia. Usamos regressão logística para as variáveis categóricas (incidência de pneumotórax e desfechos secundários da toracocentese) e análise de covariância para as variáveis contínuas. Todos os dados foram analisados com o programa R, versão 2.13.2 (The R Foundation for Statistical Computing, Viena, Áustria). Valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significantes.

Resultados

Todos os 160 pacientes avaliados (122 homens e 38 mulheres) completaram o estudo. Todos os pacientes estavam na faixa etária de 32-84 anos (média de idade: 67,8 ± 14,9 anos).

As causas de derrame pleural foram as seguintes: mesotelioma pleural, em 11 pacientes; neoplasia pleural metastática, em 90 pacientes; doença reumática, em 6 pacientes; insuficiência cardíaca crônica, em 23 pacientes; pneumonia, em 20 pacientes e tuberculose, em 10 pacientes (Tabela 1). Foram realizadas 80 toracocenteses sem ultrassonografia. Desses 80 procedimentos, 8 foram suspensos por causa de complicações: dor torácica (em 4); sucção de ar (em 3) e tosse excessiva com dispneia (em 1). Das 80 toracocenteses guiadas por ultrassonografia, apenas 1 foi suspensa (por causa de dor torácica e falta de ar).

Tabela 1. Causas de derrame pleural nos 160 pacientes estudados.

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Houve pneumotórax em 1 dos 80 pacientes submetidos à toracocentese guiada por ultrassonografia e em 10 dos 80 submetidos à toracocentese sem ultrassonografia; a diferença foi estatisticamente significante (p = 0,009). Nenhum dos 11 casos de pneumotórax necessitou de colocação de dreno torácico.

Como se pode ver na Tabela 2, 79 dos 80 procedimentos guiados por ultrassonografia foram bem sucedidos, assim como o foram 72 dos 80 procedimentos realizados sem orientação ultrassonográfica. Como se pode ver na Figura 2, a média do volume de líquido drenado foi maior nos procedimentos guiados por ultrassonografia do que naqueles que não o foram (960 ± 500 mL vs. 770 ± 480 mL); a diferença foi estatisticamente significante (p = 0,03).

Tabela 2. Dados dos pacientes e resultados (incluindo estatísticas) nos pacientes submetidos a toracocentese guiada por ultrassonografia e naqueles submetidos a toracocentese sem ultrassonografia (grupo controle).

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Figura 2. Média do volume de líquido pleural retirado durante a toracocentese nos pacientes submetidos ao procedimento guiado por ultrassonografia e naqueles submetidos ao procedimento realizado sem orientação ultrassonográfica (grupo controle). A diferença entre os dois grupos foi estatisticamente significante (p = 0,014).

Figura 2

Em 8 dos pacientes do grupo controle, não houve retirada de líquido durante o procedimento. Desses 8 pacientes, 4 foram submetidos a toracocentese guiada por ultrassonografia, em que se logrou êxito em retirar líquido pleural (240 ± 30 mL).

A probabilidade de sucesso (ou seja, retirada de líquido) foi aproximadamente nove vezes maior nos pacientes submetidos à toracocentese guiada por ultrassonografia do que naqueles submetidos à toracocentese sem orientação ultrassonográfica (OR = 8,8). Além disso, o risco de pneumotórax foi 90% mais baixo naqueles do que nestes (OR = 0,09). Os dados dos pacientes e os resultados são apresentados na Tabela 2.

Discussão

O objetivo do presente estudo foi determinar se a incidência de pneumotórax após a toracocentese diminui quando a maioria dos fatores de risco (uso de ventilação mecânica, uma equipe inexperiente e um operador inexperiente) está ausente e o procedimento é guiado por ultrassonografia. Nós demonstramos que a toracocentese guiada por ultrassonografia é um procedimento muito seguro, associado a uma incidência muito baixa (1,25%) de pneumotórax em nossa amostra (1 caso dentre os 80 pacientes submetidos à toracocentese guiada por ultrassonografia). De fato, a ultrassonografia reduziu o risco de pneumotórax em 90% (OR = 0,09; IC95%: 0,005-0,5; p = 0,009). Embora não tenha havido diferença entre os dois grupos no tocante à necessidade de drenagem torácica, a quantidade de líquido drenado foi significativamente maior no grupo de pacientes submetidos à toracocentese guiada por ultrassonografia do que no grupo controle (p = 0,0014).

A força do presente estudo reside no fato de que foi realizado por pneumologistas qualificados, os quais usaram procedimentos cuidadosamente padronizados para avaliar de maneira imparcial o benefício da orientação ultrassonográfica. Até onde sabemos, este é o primeiro estudo com tais características. Estamos cientes das limitações de nosso estudo, tais como o fato de não termos incluído pacientes que recebiam ventilação mecânica e o fato de não termos usado a ultrassonografia em tempo real (a ultrassonografia foi usada antes da toracocentese, apenas para marcar o local). A orientação ultrassonográfica em tempo real permite que os clínicos visualizem a agulha e estruturas adjacentes importantes e, portanto, evitem perfurações acidentais, além de permitir maior redução do risco de pneumotórax após a toracocentese. No obstante, seu uso rotineiro à beira do leito permanece baixo, embora seja o padrão de tratamento para localizar com segurança, caracterizar e drenar o líquido pleural. O ultrassom apresenta grande sensibilidade no tocante à detecção de derrames pleurais, mesmo quando a radiografia de tórax é normal. É possível que a radiografia de tórax não detecte até 500 mL de derrame pleural em casos de derrame pleural interlobar e loculado. A ultrassonografia de pulmão detecta apenas 20 mL de líquido pleural, ao passo que a radiografia de tórax em incidência posteroanterior na posição vertical não é capaz de detectar a obliteração do ângulo costofrênico a menos que haja no mínimo 100 mL de líquido.(6,9) A toracocentese guiada por ultrassonografia já foi associada a menores custos hospitalares totais e menor incidência de pneumotórax e hemorragia.(9) A incidência global de pneumotórax varia de 4,0% a 30,3%,(10,11) e 1,7% de todos os indivíduos submetidos a toracocentese necessitam de dreno torácico para a evacuação de pneumotórax sintomático; portanto, a inserção de dreno torácico é necessária em 20-50% de todos os casos de pneumotórax após toracocentese.(2,11) A incidência de pneumotórax é significativamente menor em estudos publicados após 2000 do que em estudos anteriores (4,6% vs. 8,7%).(11,12)

Há quatro motivos pelos quais ocorre pneumotórax em pacientes submetidos a toracocentese. Primeiro, o ar pode fluir da atmosfera para o espaço pleural, como ocorre quando a pressão negativa no espaço pleural comunica-se livremente com a atmosfera. Isso ocorre mais comumente quando a seringa é retirada de uma agulha ou cateter, particularmente quando o indivíduo que realiza o procedimento é inexperiente.(10) Segundo, a agulha de toracocentese pode dilacerar o pulmão e permitir que o ar vindo dos alvéolos entre no espaço pleural. (10,11) Terceiro, a diminuição da pressão pleural pode levar a uma ruptura da pleura visceral.(10,11) Quarto, ocorre encarceramento pulmonar em consequência de fístula pleuropulmonar transitória. (10,11) Foram identificados múltiplos fatores de risco de pneumotórax após toracocentese, tais como o tipo de agulha usada,(11,13-15) a inexperiência do operador,(16,17) a presença de enfisema,(11,18) toracocentese prévia,(19) ventilação mecânica(20,21) e até mesmo a ausência de orientação ultrassonográfica.(10,22) O treinamento de ultrassonografistas de tórax é voltado à prática de tarefas específicas e seu objetivo é desenvolver as habilidades de identificar líquido pleural e órgãos circunjacentes e propiciar visualização desobstruída do líquido pleural. Essas habilidades simples e bem definidas podem ser prontamente adquiridas por pneumologistas e podem evitar outras complicações durante a maioria das toracocenteses.(23,24) Além disso, a toracocentese guiada por ultrassonografia é um procedimento que a maioria dos pneumologistas pode realizar após um treinamento de curta duração.(23-25) Acreditamos que observar rigorosamente os critérios ultrassonográficos e evitar mover o paciente entre a ultrassonografia e a retirada do líquido sejam os principais fatores responsáveis pela baixa incidência de pneumotórax após a toracocentese e pelo maior volume de líquido retirado durante o procedimento.(12,22-24)

Em suma, a ultrassonografia pode aumentar a segurança do paciente e a quantidade de líquido retirado durante a toracocentese. A ultrassonografia é uma técnica que se aprende facilmente e que não só melhora a qualidade do exame físico, mas também tem a clara vantagem de ser um método de imagem com equipamento portátil para a avaliação do espaço pleural. A ultrassonografia é atualmente usada em um número limitado de toracocenteses, e o presente estudo fornece evidências a favor do uso mais amplo dessa técnica.(25)

Acknowledgments

Agradecemos à equipe de enfermagem do Departamento de Pneumologia do Hospital Geral de Sestri Levante o cuidado excepcional com os pacientes avaliados durante o período de estudo.

Footnotes

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Trabalho realizado no Departamento de Doenças Respiratórias, Hospital Geral de Sestri Levante, Sestri Levante, Itália.


Articles from Jornal Brasileiro de Pneumologia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (Brazilian Thoracic Society)

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