Influência da ventilação assistida e dos ajustes do ventilador mecânico sobre o volume corrente e as pressões alveolares na síndrome do desconforto respiratório agudo: um estudo de bancada / Influences of assisted breathing and mechanical ventilator settings on tidal volume and alveolar pressures in acute respiratory distress syndrome: a bench study

RESUMO Objetivo: Avaliar a influência dos esforços musculares respiratórios e do ajuste da frequência respiratória no ventilador sobre o volume corrente e as pressões de distensão alveolar ao final da inspiração e expiração com ventilação sob os modos controle por volume e controle por pressão na síndrome do desconforto respiratório agudo. Métodos: Utilizou-se um simulador mecânico de pulmão (ASL 5000™) conectado a cinco tipos de ventiladores utilizados em unidade de terapia intensiva, em um modelo de síndrome do desconforto respiratório agudo. Os esforços musculares respiratórios (pressão muscular) foram configurados de três formas distintas: sem esforço (pressão muscular: 0cmH2O), apenas esforços inspiratórios (pressão muscular: - 5cmH2O, tempo inspiratório neural de 0,6 segundos) e esforços musculares inspiratórios e expiratórios (pressão muscular:-5/+5cmH2O). Foram configuradas ventilação sob os modos controle por volume e ventilação com controle por pressão para oferecer um volume corrente de 420mL e pressão positiva expiratória final de 10cmH2O. Avaliaram-se o volume corrente fornecido aos pulmões, as pressões alveolares no final da inspiração e as pressões alveolares no final da expiração. Resultados: Quando disparado pelo paciente simulado, o volume corrente mediano foi 27mL menor do que o volume corrente ajustado (variação-63 a +79mL), e ocorreu uma variação nas pressões alveolares com mediana de 25,4cmH2O (faixa de 20,5 a 30cmH2O). Nos cenários simulados com esforço muscular tanto inspiratório quanto expiratório e com frequência respiratória mandatória inferior à dos esforços do paciente simulado, o volume corrente mediano foi maior com ventilação controlada. Conclusão: O ajuste do esforço muscular respiratório e da frequência respiratória no ventilador em um valor acima da frequência respiratória do paciente nos modos de ventilação assistida/controlada gerou maiores variações no volume corrente e nas pressões pulmonares, enquanto o modo controlado não mostrou variações nesses desfechos.

ABSTRACT Objective: To evaluate the influences of respiratory muscle efforts and respiratory rate setting in the ventilator on tidal volume and alveolar distending pressures at end inspiration and expiration in volume-controlled ventilation and pressure-controlled ventilation modes in acute respiratory distress syndrome. Methods: An active test lung (ASL 5000™) connected to five intensive care unit ventilators was used in a model of acute respiratory distress syndrome. Respiratory muscle efforts (muscle pressure) were configured in three different ways: no effort (muscle pressure: 0cmH2O); inspiratory efforts only (muscle pressure:-5cmH2O, neural inspiratory time of 0.6s); and both inspiratory and expiratory muscle efforts (muscle pressure:-5/+5cmH2O). Volume-controlled and pressure-controlled ventilation modes were set to deliver a target tidal volume of 420mL and positive end-expiratory pressure of 10cmH2O. The tidal volume delivered to the lungs, alveolar pressures at the end of inspiration, and alveolar pressures at end expiration were evaluated. Results: When triggered by the simulated patient, the median tidal volume was 27mL lower than the set tidal volume (range-63 to +79mL), and there was variation in alveolar pressures with a median of 25.4cmH2O (range 20.5 to 30cmH2O). In the simulated scenarios with both spontaneous inspiratory and expiratory muscle efforts and with a mandatory respiratory rate lower than the simulated patient's efforts, the median tidal volume was higher than controlled breathing. Conclusion: Adjusting respiratory muscle effort and pulmonary ventilator respiratory rate to a value above the patient's respiratory rate in assisted/controlled modes generated large variations in tidal volume and pulmonary pressures, while the controlled mode showed no variations in these outcomes.

Assessment of regional lung ventilation by electrical impedance tomography in a patient with unilateral bronchial stenosis and a history of tuberculosis / Avaliacao da ventilacao pulmonar regional por tomografia de impedancia eletrica em paciente com estenose bronquica unilateral pos-tuberculose

Bronchial stenosis can impair regional lung ventilation by causing abnormal, asymmetric airflow limitation. Electrical impedance tomography (EIT) is an imaging technique that allows the assessment of regional lung ventilation and therefore complements the functional assessment of the lungs. We report the case of a patient with left unilateral bronchial stenosis and a history of tuberculosis, in whom regional lung ventilation was assessed by EIT. The EIT results were compared with those obtained by ventilation/perfusion radionuclide imaging. The patient was using nasal continuous positive airway pressure (CPAP) for the treatment of obstructive sleep apnea syndrome. Therefore, we studied the effects of postural changes and of the use of nasal CPAP. The EIT revealed heterogeneous distribution of regional lung ventilation, the ventilation being higher in the right lung, and this distribution was influenced by postural changes and CPAP use. The EIT assessment of regional lung ventilation produced results similar to those obtained with the radionuclide imaging technique and had the advantage of providing a dynamic evaluation without radiation exposure.

A estenose brônquica pode comprometer a ventilação pulmonar regional devido a limitações anormais e assimétricas ao fluxo aéreo. A tomografia de impedância elétrica (TIE) é uma técnica que possibilita a avaliação da ventilação pulmonar regional por imagem e, portanto, pode complementar a avaliação funcional dos pulmões. Relatamos o caso de uma paciente com estenose brônquica unilateral à esquerda, pós-tuberculose, em que se avaliou a ventilação pulmonar regional através da TIE, relacionando-a com a cintilografia de ventilação/perfusão. Foram estudados os efeitos das mudanças posturais e da aplicação de continuous positive airway pressure (CPAP, pressão positiva contínua nas vias aéreas) nasal, uma vez que a paciente usava esse tratamento para síndrome da apneia obstrutiva do sono. A TIE demonstrou distribuição heterogênea da ventilação pulmonar regional com maior ventilação no pulmão direito, sendo essa distribuição influenciada pelas mudanças de decúbitos e pela aplicação de CPAP. A análise da ventilação pulmonar regional pela TIE se mostrou similar aos achados da cintilografia pulmonar de ventilação com a vantagem de possibilitar uma avaliação dinâmica e sem exposição à radiação.