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OBJETIVO: Avaliar o impacto da internação sobre os desempenhos cognitivo e global em crianças admitidas na unidade de tratamento intensivo (UTI) pediátrica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. MÉTODOS: Estudo longitudinal, observacional de amostra seqüencial de crianças gravemente doentes. Foram utilizados os indicadores Pediatric Index of Mortality (PIM), para gravidade e risco de morte na admissão, Pediatric Cerebral Performance Category (PCPC), para morbidade cognitiva, e Pediatric Overall Performance Category (POPC), para morbidade global, na admissão e na alta. Para morbidade relacionada à UTI, foi utilizada a diferença entre as classificações de alta e de admissão (escores delta). Foi empregado o teste de Kruskal-Wallis. RESULTADOS: Foram avaliados 443 pacientes, sendo 54% do sexo masculino, com mediana de idade de 12 meses (IQ 4-45), e mediana de permanência na UTI de 4,24 dias (IQ 2,4-8). A taxa de mortalidade foi de 6,3%. A mediana do PIM foi de 2,36% (IQ 1-7). Na admissão, 46% dos pacientes tinham algum grau de morbidade cognitiva e 66% de morbidade global. Na alta, 60% de morbidade cognitiva e 86% de morbidade global. Na avaliação de morbidade relacionada à UTI, 25% dos pacientes mostraram variação na área cognitiva, enquanto que 41% mostraram variação global na alta em comparação à admissão. CONCLUSÕES: Ainda que influenciado por elevado grau de morbidade na admissão, o impacto da internação na UTI foi mais importante no domínio global do que no cognitivo. Da mesma forma, tanto o risco de morte na admissão quanto o tempo de permanência tiveram efeito significativo na morbidade dos pacientes gravemente doentes. OBJECTIVE: To assess the impact of admission to the pediatric intensive care unit (ICU) at the Hospital de Clínicas de Porto Alegre, RS, Brazil on children's cognitive and global performance. METHODS: An observational, longitudinal study of a sequential sample of critically ill children. The following indicators were used: the Pediatric Index of Mortality (PIM), for severity and risk of death at admission, the Pediatric Cerebral Performance Category (PCPC), for cognitive morbidity and the Pediatric Overall Performance Category (POPC), for global morbidity, at admission and at discharge. Morbidity related to the ICU was measured according to the difference between classifications at discharge and at admission (delta scores). The Kruskal-Wallis test was applied. RESULTS: A total of 443 patients were assessed, 54% of whom were male, with a median age of 12 months (IQ 4-45), and a median ICU stay of 4.24 days (IQ 2.4-8). The mortality rate was 6.3%. The median PIM score was 2.36% (IQ 1-7). On admission, 46% of the patients had some degree of cognitive morbidity and 66% had some degree of global morbidity. At discharge there was 60% cognitive morbidity and 86% global morbidity. The assessment of ICU-related morbidity revealed that 25% of the patients had undergone cognitive changes while 41% had undergone global variations, at discharge compared with admission. CONCLUSIONS: Although affected by the elevated degree of morbidity at admission, the impact of the ICU stay was more significant in the global than in the cognitive domain. In the same manner, both risk of death at admission and length of stay had a significant effect on the morbidity of severely ill patients.