Monitorización del dióxido de carbono espirado durante la ventilación no invasiva en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada / Monitoring of the carbon dioxide exhaled during the non invasive ventilation in patients with acute chronic obstructive lung disease

Introducción: La monitorización del dióxido de carbono espirado se utiliza con frecuencia en las unidades de cuidados intensivos, pero su empleo en ventilación no invasiva es escaso. Objetivo: Identificar la asociación entre la presión arterial de dióxido de carbono y el dióxido de carbono espirado, durante la ventilación no invasiva, en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada. Métodos: Se realizó un estudio observacional, descriptivo, longitudinal y prospectivo de 126 pacientes ingresados con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada, tratados con ventilación no invasiva en la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital Provincial Clínico-Quirúrgico Docente Saturnino Lora Torres de Santiago de Cuba, desde enero de 2019 hasta igual mes de 2022, seleccionados por muestreo intencional no probabilístico. Se analizaron variables clínicas, ventilatorias y hemogasométricas, de las cuales se identificaron los valores mínimo y máximo, así como la media, la desviación estándar y la mediana. Se aplicó el coeficiente de correlación de Pearson. Resultados: Los valores promedio de dióxido de carbono espirado fueron 57,83+8,9 y los de presión arterial de dióxido de carbono, de 59,85+9,3. Al analizar la correlación entre las variables se observó correlación positiva entre ambas, para un coeficiente de correlación de Pearson de 0,920. Conclusiones: La monitorización del dióxido de carbono espirado se erige como una variable a considerar en la monitorización de los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica agudizada, tratados con ventilación no invasiva, siempre que se utilice la máscara facial adecuada y se controlen las fugas, con fuerte correlación con la presión arterial del dióxido de carbono.

Introduction: The monitoring of the carbon dioxide exhaled is frequently used in the intensive cares units, but its use in non invasive ventilation is scarce. Objective: To identify the association between the blood pressure of carbon dioxide and the carbon dioxide exhaled, during non invasive ventilation, in patients with acute chronic obstructive lung disease. Methods: An observational, descriptive, longitudinal and prospective study of 126 patients admitted with acute chronic obstructive lung disease was carried out, they were treated with non invasive ventilation, in the Intensive Cares Unit of Saturnino Lora Torres Teaching Provincial Clinical-Surgical Hospital in Santiago de Cuba, from January, 2019 to the same month in 2022, selected by intentional non probabilistic sampling. Clinical, ventilatory and hemogasometric variables were analyzed, of which the minimum and maximum values were identified, as well as the mean, standard and medium deviation. The Pearson correlation coefficient was applied. Results: The average values of carbon dioxide exhaled were 57.83 ± 8.9 and those of arterial pressure of carbon dioxide, 59.85± 9.3. When analyzing the correlation among the variables, positive correlation was observed among both, for a Pearson correlation coefficient of 0.920. Conclusions: The monitoring of carbon dioxide exhaled acts as a variable to consider in the monitoring of patients with acute chronic obstructive lung disease, treated with non invasive ventilation, whenever the appropriate face mask is used and the leaks are controlled, with strong correlation with the arterial pressure of the carbon dioxide.

Capnografia volumétrica para monitoração respiratória de pacientes submetidos a colonoscopia diagnóstica com insuflação de ar comprimido e gás carbônico / Volumetric capnography for respiratory monitoring of patients during routine colonoscopy with room-air and carbon dioxide insufflation

ABSTRACT Background: Capnography and carbon dioxide (CO2) insufflation during gastrointestinal endoscopy under sedation are associated with safety and comfort improvements, respectively. Capnography can provide early detection of apnea and hypoxemia, whereas CO2 insufflation causes lower periprocedural discomfort. This is the first study to report the application of volumetric capnography in colonoscopy. Objective: This study aimed to evaluate the use of volumetric capnography with room air (RA) and CO2 insufflation during routine colonoscopy. Methods: In this prospective cohort study, 101 patients who underwent routine colonoscopy under sedation with volumetric capnography monitoring were included. Insufflation with RA was used to distend the intestinal lumen in group 1 (n=51), while group 2 (n=50) used CO2 insufflation. The primary endpoints were episodes of hypoxia, alveolar hypoventilation, and end-tidal CO2 (EtCO2). The secondary endpoints were tidal volume per minute, consumption of sedation medications, and post-procedure pain using the Gloucester modified pain scale. Results: The number of episodes of hypoxia (SpO2<90%) was similar between the groups: four episodes in Group 1 and two episodes in Group 2. The duration of hypoxia was significantly longer in group 2 (P=0.02). Hypoalveolar ventilation (EtCO2) occurred more frequently in Group 2 than in Group 1 (27 vs 18 episodes, P=0.05). Regarding EtCO2, Group 2 showed higher values in cecal evaluation (28.94±4.68 mmHg vs 26.65±6.12 mmHg, P=0.04). Regarding tidal volume per minute, Group 2 had significantly lower values at the cecal interval compared to Group 1 (2027.53±2818.89 vs 970.88±1840.25 L/min, P=0.009). No episodes of hypercapnia (EtCO2 > 60 mmHg) occurred during the study. There was no difference in the consumption of sedation medications between the groups. Immediately after colonoscopy, Group 2 reported significantly less pain than Group 1 (P=0.05). Conclusion: In our study, volumetric capnography during colonoscopy was feasible and effective for monitoring ventilatory parameters and detecting respiratory complications. CO2 insufflation was safe and associated with less pain immediately after colonoscopy.

RESUMO Contexto: A capnografia e a insuflação de gás carbônico (CO2) durante endoscopia digestiva sob sedação são associados à maior segurança e conforto do paciente, respectivamente. A capnografia pode detectar precocemente a apneia e hipoxemia, enquanto a insuflação de CO2 causa menor desconforto periprocedimento. Relatos da aplicação da capnografia volumétrica em colonoscopias são escassos. Objetivo: Avaliar o uso de capnograifa volumétrica durante colonoscopia diagnóstica com insuflação de ar comprimido e CO2. Métodos: Em estudo prospectivo de coorte, foram incluídos um total de 101 pacientes submetidos a colonoscopia diagnóstica sob sedação com monitoração respiratória por meio de capnografia volumétrica. Insuflação com ar comprimido foi usado para distender o lúmen intestinal no Grupo 1 (n=51), enquanto o Grupo 2 (n=50) utilizou CO2 para insuflação. Objetivos primários foram avaliar episódios de hipóxia, hipoventilação alveolar e CO2 expirado (EtCO2). Objetivos secundários foram avaliar o volume alveolar por minuto, consumo de sedativos e a dor pós-colonoscopia por meio da Escala de Dor Modificada de Gloucester. Resultados: O número de episódios de hipóxia (SpO2 <90%) foi semelhante entre os grupos: quatro episódios no Grupo 1 e dois episódios no Grupo 2. A duração da hipóxia foi significativamente maior no Grupo 2 (P=0,02). A hipoventilação alveolar (EtCO2 ≥25% do valor basal) ocorreu mais frequentemente no Grupo 2 quando comparado ao Grupo 1 (27 vs 18 episódios, P=0,05). Em relação ao EtCO2, o Grupo 2 apresentou valores maiores no momento de aferição cecal (28.94±4.68 vs 26.65±6.12 mmHg, P=0,04). Quanto ao volume alveolar por minuto, o Grupo 2 apresentou valores significativamente menores no momento de aferição cecal quando comparado ao Grupo 1 (2027.53±2818.89 vs 970.88±1840.25 L/min, P=0,009). Não houve ocorrência de hipercapnia durante o estudo (EtCO2 >60 mmHg). Não houve diferença em relação ao consumo de sedativos entre os dois grupos. Imediatamente após a colonoscopia, o Grupo 2 apresentou significativamente menos dor que o Grupo 1 (P=0,05). Conclusão: Em nosso estudo, a capnografia volumétrica durante colonoscopia foi factível e eficaz para monitorar parâmetros ventilatórios e detectar complicações respiratórias, e a insuflação com CO2 foi segura e associada a menor dor imediatamente pós-colonoscopia.

Volumetric capnography versus spirometry for the evaluation of pulmonary function in cystic fibrosis and allergic asthma / Capnografia volumétrica versus espirometria para avaliação da função pulmonar na fibrose cística e na asma alérgica

Abstract Objective: To compare the values of the markers for volumetric capnography and spirometry and their ability to classify children and adolescents with asthma, cystic fibrosis (CF), and healthy controls. Methods: This was a cross-sectional study that included 103 patients with controlled persistent allergic asthma, 53 with CF and a healthy control group with 40 volunteers (aged 6 to 15 years), of both sexes. The individuals underwent volumetric capnography and spirometry. Results: Phase III slope (SIII), SIII standardized by exhaled tidal volume (SIII/TV) and capnographic index (SIII/SII) × 100 (KPIv) were different among the three groups assessed, with highest values for CF. The relation between the forced expiratory volume in one second and the forced vital capacity (FEV1/FVC) was the only spirometric marker that presented difference on the three groups. On individuals with normal spirometry, KPIv and FEV1/FVC were different among the three groups. The ROC curve identified the individuals with asthma or CF from the control group, both through volumetric capnography (better to identify CF in relation to the control using KPIv) and through spirometry (better to identify asthma in relation to the control). KPIv was the best parameter to distinguish asthma from CF, even in individuals with normal spirometry. Conclusion: Volumetric capnography and spirometry identified different alterations in lung function on asthma, CF, and healthy controls, allowing the three groups to be distinguished.

Resumo Objetivo Comparar os valores dos marcadores para capnografia volumétrica e espirometria e sua capacidade de classificar crianças e adolescentes com asma, fibrose cística (FC) e controles saudáveis. Métodos Foi realizado um estudo transversal que incluiu 103 pacientes com asma alérgica persistente controlada, 53 com FC e um grupo controle saudável com 40 voluntários (6 a 15 anos), de ambos os sexos. Os indivíduos foram submetidos a capnografia volumétrica e espirometria. Resultados O slope da fase III (SIII), SIII padronizada pelo volume tidal exalado (SIII/VT) e o índice capnográfico (SIII/SII) × 100 (KPIv) foram diferentes entre os três grupos avaliados, com maiores valores para o grupo FC. A relação entre o volume expiratório forçado no primeiro segundo e a capacidade vital forçada (VEF1/CVF) foi o único marcador de espirometria com diferenças nos três grupos. Nos indivíduos com espirometria normal, o KPIv e VEF1/CVF foram diferentes entre os três grupos. A curva ROC diferenciou os indivíduos com asma ou FC daqueles do grupo controle, ambos através da capnografia volumétrica (melhor para identificar a FC em relação aos controles pelo KPIv) e por meio da espirometria (melhor para identificar a asma em relação aos controles). O KPIv foi o melhor parâmetro para distinguir a asma da FC, mesmo em indivíduos com espirometria normal. Conclusão A capnografia volumétrica e a espirometria identificaram diferentes alterações de função pulmonar na asma, na FC e nos controles saudáveis, permitiram que os três grupos fossem diferenciados.

Spirometry and volumetric capnography in lung function assessment of obese and normal-weight individuals without asthma / Espirometria e capnografia volumétrica na avaliação da função pulmonar de indivíduos obesos e eutróficos sem asma

Abstract Objective: To analyze and compare lung function of obese and healthy, normal-weight children and adolescents, without asthma, through spirometry and volumetric capnography. Methods: Cross-sectional study including 77 subjects (38 obese) aged 5-17 years. All subjects underwent spirometry and volumetric capnography. The evaluations were repeated in obese subjects after the use of a bronchodilator. Results: At the spirometry assessment, obese individuals, when compared with the control group, showed lower values of forced expiratory volume in the first second by forced vital capacity (FEV1/FVC) and expiratory flows at 75% and between 25 and 75% of the FVC (p < 0.05). Volumetric capnography showed that obese individuals had a higher volume of produced carbon dioxide and alveolar tidal volume (p < 0.05). Additionally, the associations between dead space volume and tidal volume, as well as phase-3 slope normalized by tidal volume, were lower in healthy subjects (p < 0.05). These data suggest that obesity does not alter ventilation homogeneity, but flow homogeneity. After subdividing the groups by age, a greater difference in lung function was observed in obese and healthy individuals aged >11 years (p < 0.05). Conclusion: Even without the diagnosis of asthma by clinical criteria and without response to bronchodilator use, obese individuals showed lower FEV1/FVC values and forced expiratory flow, indicating the presence of an obstructive process. Volumetric capnography showed that obese individuals had higher alveolar tidal volume, with no alterations in ventilation homogeneity, suggesting flow alterations, without affecting lung volumes.

Resumo Objetivo: Analisar e comparar a função pulmonar de crianças e adolescentes obesos e eutróficos saudáveis, sem asma, pela espirometria e capnografia volumétrica. Métodos: Estudo transversal com 77 indivíduos (38 obesos) entre cinco e 17 anos. Todos fizeram espirometria e capnografia volumétrica. Os obesos repetiram as avaliações após o uso de broncodilatador. Resultados: Na avaliação da espirometria, os indivíduos obesos, quando comparados com o grupo controle, apresentaram menores valores no volume expiratório forçado no primeiro segundo pela capacidade vital forçada (VEF1/CVF) e nos fluxos expiratórios a 75% da CVF e entre 25-75% da mesma (p < 0,05). A capnografia volumétrica demonstrou que os obesos apresentam maior volume produzido de dióxido de carbono e volume corrente alveolar (p < 0,05). Além disso, a relação entre o volume espaço morto e volume corrente, bem como o slope da fase 3 normalizado pelo volume corrente, foi menor nos indivíduos saudáveis (p < 0,05). Esses dados sugerem que a obesidade não altera a homogeneidade da ventilação, mas sim dos fluxos. Ao subdividir os grupos por idade, foi observada maior diferença na função pulmonar entre indivíduos obesos e saudáveis na faixa acima de 11 anos (p < 0,05). Conclusão: Mesmo sem o diagnóstico de asma por critérios clínicos e sem resposta ao uso de broncodilatador, os indivíduos obesos apresentaram menores valores no VEF1/CVF e nos fluxos expiratórios forçados, o que indica a presença de processo obstrutivo. A capnografia volumétrica indicou nos indivíduos obesos maior volume corrente alveolar, sem alterações na homogeneidade da ventilação, o que sugere alteração nos fluxos, sem comprometimento dos volumes pulmonares.

Capnography as a tool to detect metabolic changes in patients cared for in the emergency setting / Capnografia como ferramenta para detectar alterações metabólicas em pacientes atendidos em situações de emergência / Capnografía como herramienta para detectar alteraciones metabólicas de los pacientes atendidos en situaciones de urgência

ABSTRACT Objective: to evaluate the usefulness of capnography for the detection of metabolic changes in spontaneous breathing patients, in the emergency and intensive care settings. Methods: in-depth and structured bibliographical search in the databases EBSCOhost, Virtual Health Library, PubMed, Cochrane Library, among others, identifying studies that assessed the relationship between capnography values and the variables involved in blood acid-base balance. Results: 19 studies were found, two were reviews and 17 were observational studies. In nine studies, capnography values were correlated with carbon dioxide (CO2), eight with bicarbonate (HCO3), three with lactate, and four with blood pH. Conclusions: most studies have found a good correlation between capnography values and blood biomarkers, suggesting the usefulness of this parameter to detect patients at risk of severe metabolic change, in a fast, economical and accurate way.

RESUMO Objetivo: avaliar a utilidade da capnografia para a detecção de alterações metabólicas em pacientes com respiração espontânea, no contexto das emergências e dos cuidados intensivos. Método: pesquisa bibliográfica estruturada aprofundada, nas bases de dados EBSCOhost, Biblioteca Virtual em Saúde, PubMed, Cochrane Library, entre outras, identificando estudos que avaliavam a relação entre os valores da capnografia e as variáveis envolvidas no equilíbrio ácido-base sanguíneo. Resultados: foram levantados 19 estudos, dois eram revisões e 17 eram estudos observacionais. Em nove estudos, os valores capnográficos foram correlacionados com o dióxido de carbono (CO2), em oito com o bicarbonato (HCO3), em três com o lactato, e em quatro com o pH sanguíneo. Conclusões: na maioria dos estudos foi observada uma correlação adequada entre os valores capnográficos e os biomarcadores sanguíneos, sugerindo a utilidade deste parâmetro para a identificação de pacientes com risco de sofrer uma alteração metabólica grave, de uma forma rápida, econômica e precisa.

RESUMEN Objetivo: explorar la utilidad de la capnografía para la detección de alteraciones metabólicas ante pacientes en respiración espontánea, en el ámbito de las emergencias y los cuidados críticos. Método: búsqueda bibliográfica estructurada en profundidad, en bases de datos EBSCOhost, Biblioteca Virtual de la Salud, PubMed, Cochrane Library, entre otras, identificando estudios que evaluaban la relación entre valores de la capnografía y variables implicadas en el equilibrio ácido-base sanguíneo. Resultados: se recopilaron 19 estudios, dos eran revisiones y 17 observacionales. En nueve estudios, se correlacionaron los valores capnográficos junto al dióxido de carbono (CO2), en ocho con el bicarbonato (HCO3), tres con el lactato, y cuatro con el pH sanguíneo. Conclusiones: la mayoría de estudios han obtenido una correlación adecuada entre los valores capnográficos y biomarcadores sanguíneos, sugiriendo la utilidad de este parámetro para la detección de pacientes en riesgo de padecer una alteración metabólica grave, de forma rápida, económica y precisa.

Sedation in colonoscopy by using three different propofol infusion methods and analysis of plasma concentration levels: a prospective comparative study / Sedação em colonoscopia: utilização do propofol em estudo comparativo entre três diferentes modos de administração

ABSTRACT Background: The propofolemia becomes directly linked to the clinical effects of this anesthetic and is the focus for studies comparing propofol clinical use, in different administration methods routinely used in endoscopy units where sedation is widely administered to patients. Aim: To evaluate the effects of three different regimens of intravenous propofol infusion in colonoscopies. Methods: A total of 50 patients that underwent colonoscopies were consecutively assigned to three groups: 1) intermittent bolus infusion; 2) continuous manually controlled infusion; 3) continuous automatic infusion. Patients were monitored with Bispectral IndexTM (BIS) and propofol serum levels were collected at three different timepoints. The development of an original dilution of propofol and an inventive capnography catheter were necessary. Results: Regarding clinical outcomes, statistical differences in agitation (higher in group 1, p=0.001) and initial blood pressure (p=0.008) were found. As for propofol serum levels, findings were similar in consumption per minute (p=0.748) and over time (p=0.830). In terms of cost analysis, group 1 cost was R$7.00 (approximately US$2,25); group2, R$17.50 (approximately US$5,64); and group 3, R$112.70 (approximately US$36,35, p<0.001). Capnography was able to predict 100% of the oxygen saturation drop (below 90%). Conclusion: The use of propofol bolus administration for colonoscopies, through continuous manually controlled infusion or automatic infusion are similar regarding propofolemia and the clinical outcomes evaluated. The use of an innovative capnography catheter is liable and low-cost solution for the early detection of airway obstruction.

RESUMO Racional: A propofolemia está diretamente relacionada com os efeitos clínicos desse anestésico e é foco de diversos estudos comparando os usos clínicos do propofol e os diferentes métodos de administração, como realizado amplamente nos centros de endoscopia. Objetivo: Avaliar os efeitos de três diferentes regimes de infusão de propofol intravenoso em colonoscopias. Métodos: Ao todo 50 pacientes que foram submetidos à colonoscopia foram consecutivamente divididos em três grupos: 1) infusão em bolus intermitente; 2) perfusão contínua controlada manualmente; 3) infusão automática contínua. Os pacientes foram monitorados com Bispectral IndexTM (BIS) e os níveis séricos de propofol foram coletados em três momentos diferentes. Foi necessário a preparação de uma diluição específica de propofol e o desenvolvimento de um cateter de capnografia original manufaturado para a realização do estudo. Resultados: Em relação aos desfechos clínicos, houve diferença estatística na agitação (maior no grupo 1, p=0,001) e pressão arterial inicial (p=0,008). Com relação aos níveis séricos de propofol, os resultados foram semelhantes no consumo por minuto (p=0,748) e ao longo do tempo (p=0,830). Em termos de análise de custo, no grupo 1 o custo foi de R$ 7,00 (aproximadamente US$ 2,25); grupo 2, R$ 17,50 (aproximadamente US$ 5,64); e grupo 3, R$ 112,70 (cerca de US$ 36,35, p<0,001). A capnografia foi capaz de diagnosticar 100% das dessaturações de oxigênio (abaixo de 90%). Conclusão: O uso de propofol em bolus para colonoscopias, por meio de infusão contínua controlada manualmente ou infusão automática são semelhantes quanto à propofolemia e os resultados clínicos avaliados. Além disso, o uso de um cateter de capnografia inovador é solução de baixo custo para a detecção precoce da obstrução da via aérea.

Analysis of mean transcutaneous capnography in consecutive patients undergoing polysomnography / Análise da capnografia transcutânea média em indivíduos consecutivamente submetidos à polissonografia

Transcutaneous capnography is a noninvasive method useful for analysis of the behavioral tendency of transcutaneous CO2 pressure (PtcCO2) in patients undergoing polysomnography, to evaluate respiratory sleep disorders. Objective Determine normative PtcCO2 values in normal patients undergoing polysomnography. Method One hundred seventy-nine patients who underwent polysomnography with simultaneous PtcCO2 measurement were assessed by means of a transcutaneous capnograph (TCM4 series from Radiomiter). Results The group classified as normal (N=53) presented a apnea/hypopnea index (AHI) <5 events/per hour of sleep and their age groups varied between 7 and 76 years of age. Conclusion Global mean values of PtcCO2 in the normal group had a Gaussian distribution that varied between 33.1 and 50.0 mmHg (SD 4,363). Such findings allowed the establishment of normative PtcCO2 values for normal individuals. .

A capnografia transcutânea é um método não invasivo útil para análise da tendência comportamental da pressão de CO2 transcutânea (PtcCO2)1,2,3 em pacientes submetidos à polissonografia para análise de transtornos respiratórios do sono. Objetivo Determinar valores normativos da PtcCO2 em pacientes normais submetidos à polissonografia. Método Foram analisados 179 pacientes submetidos à polissonografia com medida concomitante da PtcCO2 através de um capnógrafo transcutâneo. Resultados O grupo classificado como normal (N=53) apresentou índice de apnéia/hipopnéia (AIH) <5 eventos/hora de sono e faixa etária variando de 7 a 76 anos. Conclusão Os valores da média global da PtcCO2 no grupo normal apresentaram distribuição gaussiana variando de 33,1 a 50,0 mmHg (DP 4.363). Tais achados permitiram a criação de valores normativos da PtcCO2 para indivíduos normais. .

SISTEMA DE PULSIOXIMETRÍA Y CAPNOGRAFÍA PARA DISPOSITIVOS MÓVILES ANDROID / A PULSE-OXIMETRIC AND CAPNOGRAPHIC SYSTEM FOR ANDROID MOBILE DEVICES / SISTEMA DE OXIMETRIA DE PULSO E CAPNOGRAFIA PARA DISPOSITIVOS MÓVEIS ANDROID

El monitoreo constante del nivel de saturación de oxígeno y la producción de CO2 es de vital importancia para la supervisión del estado respiratorio del paciente. Este artículo presenta el diseño de un sistema de oximetría de pulso y capnografía que tiene como unidad de procesamiento un chip programable de señales mixtas denominado PSoC (Programable-System-On-Chip), el cual incorpora bloques análogos y digitales configurables, permitiendo que la adecuación de las señales suministradas por los sensores y el procesamiento digital de señales se lleve a cabo en el mismo chip. Se realizó una aplicación en Android para la visualización y registro de las señales biomédicas en una base de datos local, compatible con dispositivos móviles con conectividad wifi. El sistema fue verificado usando un simulador de SpO2 (Saturación parcial de oxígeno), que permitió la calibración de frecuencias cardiacas desde 55 BPM (Beats per Minute) a 145 BPM, así como la curva R con valores de 75% a 100% de SpO2. Se encontró que el error de medición de la frecuencia cardiaca es 1,81%, y 1.33% para la SpO2.

Constant monitoring of oxygen saturation level and CO2 production is vital for monitoring the patient's respiratory status. This paper presents the design of a pulse-oximetric and capnographic system, which core consists of a mixed signal programmable chip, PSoC (Programmable-System-On-Chip), which incorporates a whole analog and digital configurable block system, in order to adequate and process the signals from the sensors all in a single chip. An Android application was also developed, which can display biomedical signals in mobile devices with wireless connectivity, as well as to store information from these signals in a local user database. The microsystem was verified using a SpO2 (oxygen partial saturation) simulator, and heart rates of 55 BPM to 145 BPM were calibrated, as well as the R curve with values of 75% to 100% SpO2. The heart rate measurement error found is 1,81% and 1,33% for the SpO2.

O monitoramento constante do nível de saturação de oxigênio e produção de CO2 é fundamental para monitorar o estado respiratório do paciente. Este artigo apresenta o projeto de um sistema de oximetria de pulso e capnografia cuja unidade de processamento um chips de sinal misto programável chamado PSoC (Programmable-System-On-Chip), o qual incorpora blocos analógicos e digitais configuráveis, permitindo a adaptação dos sinais fornecidos pelos sensores e o processamento digital de sinais será executada no mesmo chip. Foi realizada una aplicação Android para visualização e gravação de sinais biomédicos em um banco de dados local, compatível com dispositivos móveis com conectividade sem fio. O sistema foi testado usando um simulador de SpO2 (saturação de oxigênio parcial), permitindo a calibração da freqüência cardíaca de 55 BPM (batidas por minuto) a 145 BPM, assim como a curva R com valores de 75% a 100% SpO2 . Verificou-se que o erro de medição do ritmo cardíaco é 1,81% e 1,33% para o SpO2.

Monitorização respiratória no transoperatório / Respiratory monitoring in the transoperatory

Este texto objetiva revisar o conceito de monitorização respiratória baseado no conhecimento da sua técnica, da fisiologia respiratória e no correto uso e interpretação das informações fornecidas pelos equipamentos utilizados.

This paper aims to review the concept of respiratory monitoring based on the knowledge of its technique, the respiratory physiology and the correct use and interpretation of information supplied by the equipment.

Capnografia volumétrica como meio de detectar obstrução pulmonar periférica precoce em pacientes com fibrose cística / Volumetric capnography as a tool to detect early peripheric lung obstruction in cystic fibrosis patients

OBJETIVO: Comparar a espirometria e a capnografia volumétrica (CapV) para determinar se os valores amostrados pela capnografia acrescentam informações sobre doenças pulmonares precoces em pacientes com fibrose cística (FC). MÉTODOS: Este foi um estudo do tipo corte transversal envolvendo pacientes com FC: Grupo I (42 pacientes, 6-12 anos de idade) e Grupo II (22 pacientes, 13-20 anos de idade). Os grupos controle correspondentes eram formados por 30 e 50 indivíduos saudáveis, respectivamente. A capacidade vital forçada (CVF), o volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) e a relação VEF1/CVF foram determinados pela espirometria. Através da CapV, medimos a saturação periférica de oxigênio (SpO2), a frequência respiratória (FR), o tempo inspiratório (TI), o tempo expiratório (TE) e o slope da fase III normalizado pelo volume corrente (slope da fase III/Vc). RESULTADOS: Em comparação com os grupos controle, todos os pacientes com FC apresentaram valores de slope da fase III/Vc (p < 0,001) mais altos independentemente do estágio de doença pulmonar. O slope da fase III/Vc foi significantemente mais alto nos 24 pacientes que tiveram resultados normais de espirometria (p = 0,018). Os pacientes do Grupo II apresentaram valores de CVF, VEF1, VEF1/CVF (p < 0,05) e SpO2 (p < 0,001) mais baixos que os pacientes do Grupo I. Os pacientes do Grupo II, comparados com os do Grupo Controle II, apresentaram FR (p < 0,001) mais alta e valores de TI e TE (p < 0,001) mais baixos. CONCLUSÕES: Todos os pacientes com FC mostraram ter valores mais altos de slope da fase III/Vc quando comparados com os pacientes dos grupos controle. A CapV identificou a heterogeneidade da distribuição da ventilação nas vias aéreas periféricas dos pacientes com FC que apresentaram espirometria normal.

OBJECTIVE: To compare spirometry and volumetric capnography (VCap) to determine if the capnographic values add more information about early lung disease in cystic fibrosis (CF) patients. METHODS: This was a cross-sectional study involving CF patients: Group I (42 patients, 6-12 years of age); and Group II (22 patients, 13-20 years of age). The corresponding control groups were comprised of 30 and 50 healthy subjects, respectively. Forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second (FEV1), and the FEV1/FVC ratio was determined by spirometry. Using VCap, we measured peripheral oxygen saturation (SpO2), respiratory rate (RR), inspiratory time (IT), expiratory time (ET), and the phase III slope normalized by expiratory volume (phase III slope/Ve). RESULTS: In comparison with control groups, all CF patients presented higher phase III slope/Ve values (p < 0.001) independent of the pulmonary disease stage. The phase III slope/Ve was significantly higher in the 24 patients who presented normal spirometry results (p = 0.018). The Group II patients showed lower FVC, FEV1, FEV1/FVC (p < 0.05), and also lower SpO2 values (p < 0.001) when compared with Group I patients. In comparison with Control Group II, the Group II patients presented higher RR (p < 0.001), and lower IT and ET values (p < 0.001). CONCLUSIONS: Compared to the controls, all studied CF patients showed an increase in phase III slope/Ve values. VCap identified the heterogeneity of the ventilation distribution in the peripheral airways of CF patients who presented normal spirometry.

Valor preditivo da razão entre espaço morto e volume corrente fisiológicos no processo de desmame da ventilação mecânica em crianças / Predictive value of the physiological deadspace/tidal volume ratio in the weaning process of mechanical ventilation in children

OBJETIVO: Avaliar a razão entre espaço morto e volume corrente fisiológicos (V D/V T) como preditor do fracasso na extubação em 42 crianças ventiladas (idade média: 4,75 anos). MÉTODO: Prontidão para extubação foi determinada usando os critérios propostos pela 6ª Conferência Internacional de Consenso em Medicina Intensiva adaptados a crianças. RESULTADOS: A ventilação não invasiva (VNI) foi usada em quatro pacientes que desenvolveram insuficiência respiratória após a extubação; nenhum foi reintubado. Crianças que precisaram de VNI para evitar a reintubação tiveram razão V D/V T significativamente maior do que as que foram extubadas sem VNI (p < 0,001). O valor de corte da razão V D/V T foi 0,55, e a área sob a curva ROC foi 0,86. CONCLUSÃO: Nossos achados confirmam o bom valor preditivo do sucesso/fracasso do desmame pela razão V D/V T e sugere seu papel como preditor da necessidade de VNI após extubação.

OBJECTIVE: To evaluate the physiological deadspace/tidal volume ratio (V D/V T) as a predictor of extubation failure in 42 ventilated children (median age: 4.75 years). METHOD: Extubation readiness was determined using the criteria proposed by the 6th International Consensus Conference on Intensive Care Medicine adapted to children. RESULTS: Non-invasive ventilation (NIV) was used in four patients who developed respiratory failure after extubation; none was reintubated. Children who needed NIV to avoid reintubation had a significantly higher V D/V T ratio than those who were extubated without NIV (p < 0.001). The cut-off value of V D/V T ratio was 0.55 and the area under the receiver operating characteristic curve was 0.86. CONCLUSION: Our findings confirm the good predictive value of weaning success/failure of the V D/V T ratio and suggest its role for predicting the need for NIV after extubation.

Comparación de dos técnicas anestésicas: intravenosa total con propofol-remifentanilo vs. general balanceada con isoflurano-remifentanilo para colecistectomía laparoscópica en el Hospital Nacional Cayetano Heredia, enero a marzo 2008 / Comparison of two anesthetic techniques: intravenous total with propofol-remifentanil vs. balanced General with isoflurane-remifentanil for Hospital Nacional Cayetano Heredia laparoscopic cholecystectomy, January to March 2008

Objetivos: Evaluar los efectos de dos técnicas anestésicas sobre: los parámetros hemodinámicos y ventilatorios durante el transoperatorio; la recuperación anestésica; y el dolor postoperatorio. Material y Métodos: Estudio observacional, analítico y prospectivo realizado en pacientes programados para colecistectomía laparoscópica en el Hospital Nacional Cayetano Heredia entre enero a marzo del 2008, quienes recibieron anestesia intravenosa total con propofol-remifentanilo (Grupo 1, n = 20) o anestesia general balanceada con saturación de oxígeno y dióxido de carbono espirado; los tiempos de ventilación, apertura ocular, extubación y para alcanzar el estado de alerta; y la escala visual análoga (EVA). Resultados: Las variables hemodinámicas y ventilatorias fueron similares en ambos grupos. No hubo diferencias en los tiempos de ventilación y apertura ocular. El tiempo de extubación fue menor en el grupo 2 (7.32±2.3 min vs. 6.17±1.2, p<0.05). El tiempo para alcanzar el estado de alerta fue el más corto en el grupo 1 (9.17 vs. 11.32min, p<0.05). No se encontraron diferencias en los valores de EVA entre ambos grupos. Conclusiones: La anestesia intravenosa total y la general balanceada proporcionan una similar y óptima estabilidad hemodinámica y ventilatoria.

Near-fatal pulmonary embolism in an experimental model: hemodynamic, gasometric and capnographic variables / Embolia pulmonar quase fatal, um modelo experimental: variáveis hemodinâmicas, gasométricas e capnográficas

INTRODUCTION: Experimental studies on pulmonary embolism (PE) are usually performed under mechanical ventilation. Most patients with suspicion of PE enter the Emergency Services in spontaneous breathing and environmental air. Thus, under these conditions, measurements of hemodynamic, gasometric and capnographic variables contribute largely to a more specific comprehension of cardiopulmonary and gasometric alterations in the acute phase of the disease. Studies which evaluated animals under conditions are lacking. OBJECTIVE: This study aimed to submit animals under spontaneous ventilation and without supplemental oxygen to PE. METHODS: PE was induced in six pigs using autologous blood clots, and cardiorespiratory and gasometric records were performed before and after PE. The values of "near fatal" mean pulmonary arterial pressure (MPAP) were previously determined. RESULTS: The presence of obstructive shock could be evidenced by increased MPAP (from 17.8±3.5 to 41.7±3.3 mmHg) (P<0.0001) and decreased cardiac output (from 4.9±1.0 to 2.7±1.0 L/min) (P<0.003). Consequently, metabolic acidosis occurred (Lac art) (from 2.4±0.6 to 5.7±1.8 mmol/L)(P<0.0001). It was observed hypoxemia (from 73.5±12.7 to 40.3±4.6 mmHg) (P<0.0001); however, PaCO2 did not vary (from 44.9±4.4 to 48.2±6.0 mmHg) (NS). There were significant increases in both P(a-et)CO2 (from 4.8±2.8 to 37.2±5.8 mmHg) and P(A-a)O2 (from 8.2±8.9 to 37.2±10.3 mmHg) (both P<0.0001). There was also a significant increase in the total alveolar minute volume (from 4.0±0.9 to 10.6±2.9 L/min) (P<0.0001). CONCLUSIONS: In this model, the near fatal MPAP was from 2 to 2.5 times the basal MPAP; and the capnographic variables, associated with arterial and venous gasometry, showed effective in discriminating an acute obstructive profile.

INTRODUÇÃO: Estudos experimentais de embolia pulmonar (EP) são habitualmente realizados sob ventilação mecânica. A maioria dos pacientes com suspeita de EP adentra os Serviços de Emergência em respiração espontânea e em ar ambiente. Assim, medidas das variáveis hemodinâmicas, gasométricas e capnográficas, nessas condições, em muito contribuiriam para compreensão mais específica das alterações cardiopulmonares e gasométricas na fase aguda da doença. Dessa forma, faltam estudos experimentais que avaliem animais em tais condições. OBJETIVO: O objetivo do presente estudo foi submeter à EP animais sob ventilação espontânea e sem oxigênio suplementar. MÉTODOS: A EP por coágulos autólogos foi induzida em seis porcos e os registros cardiorrespiratórios e gasométricos foram realizados no pré e pós-EP. O valor da pressão média de artéria pulmonar (PMAP) "quase fatal" foi previamente determinada. RESULTADOS: A presença de choque obstrutivo agudo pôde ser evidenciada pelo aumento da PMAP (de 17.8±3.5 para 41.7±3.3 mmHg) (P<0.0001) e pela queda do débito cardíaco (de 4.9±1.0 para 2.7±1.0 L/min) (P<0.003). Consequentemente, a presença de acidose metabólica pode ser constatada (de 2.4±0.6 para 5.7±1.8 mmol/L) (P<0.0001). Observou-se, ainda, hipoxemia (de 73.5±12.7 para 40.3±4.6 mmHg) (P<0.0001), porém, a PaCO2 não variou (de 44.9±4.4 para 48.2±6.0 mmHg) (NS). Houve expressivos aumentos, tanto para P(a-et)CO2 (de 4.8±2.8 para 37.2±5.8 mmHg) quanto para a P(A-a)O2 (de 8.2±8.9 para 37.2±10.3 mmHg) (P<0.0001). Ocorreu, também, significativo aumento do volume minuto alveolar total (de 4.0±0.9 para 10.6±2.9 L/min) (P<0.0001). CONCLUSÕES: Nesse modelo, a PMAP quase fatal foi de 2 a 2,5 vezes a PMAP basal e as variáveis capnográficas, associadas a gasometria arterial e venosa, mostraram-se eficazes em discriminar um quadro obstrutivo agudo.

Capnografia volumétrica na identificação da não homogeneidade da ventilação em crianças e adolescentes com asma persistente controlada / Volumetric capnography to detect ventilation inhomogeneity in children and adolescents with controlled persistent asthma

OBJETIVOS: Estudar alterações nas variáveis de capnografia volumétrica em crianças e adolescentes asmáticos comparados com grupo-controle e investigar suas mudanças com o uso do broncodilatador e do teste de broncoprovocação com metacolina. MÉTODOS: Cento e três pacientes com asma persistente controlada e 40 voluntários saudáveis participaram do estudo. Todos realizaram exames de capnografia volumétrica e espirometria. Todos os asmáticos repetiram os exames após uso do broncodilatador. Dos 103 asmáticos, 33 realizaram teste de broncoprovocação com metacolina, e foram registradas as medidas em três momentos: antes e após metacolina e após broncodilatador. RESULTADOS: Comparados ao grupo-controle, os asmáticos apresentaram aumento do slope da fase III normalizado pelo volume corrente e diminuição do volume corrente, do volume expiratório forçado no primeiro segundo, da capacidade vital forçada, do índice de obstrução e do fluxo expiratório forçado entre 25 a 75 por cento da capacidade vital forçada. Após o broncodilatador, houve aumento das variáveis espirométricas, do volume espaço morto anatômico e diminuição do slope da fase II normalizado pelo volume corrente; porém não houve alteração do slope da fase III normalizado pelo volume corrente. Após a metacolina, houve aumento dessa variável, com diminuição após broncodilatador. CONCLUSÕES: O aumento do slope da fase III normalizado pelo volume corrente nos pacientes asmáticos sugere que eles apresentam uma não homogeneidade da ventilação nos espaços aéreos distais, podendo refletir tanto distúrbios estruturais crônicos de vias aéreas como alterações agudas reversíveis observadas no teste de broncoprovocação.

OBJECTIVES: To study changes in the variables of volumetric capnography in children and adolescents with asthma compared with a control group and to investigate their changes with the use of bronchodilators and bronchial provocation test with methacholine. METHODS: One hundred and three patients with controlled persistent asthma and 40 healthy volunteers participated in the study. All of them underwent volumetric capnography and spirometry. All asthmatics repeated the tests after bronchodilator use. Among 103 asthma patients, 33 underwent methacholine challenge test, and measures were recorded on three occasions: before and after methacholine and after bronchodilator use. RESULTS: Compared with the control group, asthmatics had an increase in the slope of phase III normalized by tidal volume and decreases in tidal volume, forced expiratory volume in one second, forced vital capacity, rate of obstruction and forced expiratory flow between 25 to 75 percent of forced vital capacity. After bronchodilator use, there was an increase in spirometric variables, volume of anatomic dead space, and decrease in the slope of phase II normalized by tidal volume, but the slope of phase III normalized by tidal volume did not change. After methacholine, there was an increase in this variable, which decreased after bronchodilator use. CONCLUSIONS: The increase in the slope of phase III normalized by tidal volume in asthma patients suggests that these patients have ventilation inhomogeneity in the distal air spaces, which may reflect chronic structural disorders or reversible acute changes seen on the bronchial provocation test.

Volumetric capnography in acute respiratory distress syndrome / Capnografia volumétrica na síndrome do desconforto respiratório agudo

Volumetric capnography is especially sensitive to disturbances affecting the efficiency of ventilation for gas exchange. Because lung homogeneity is a very fragile property, it is endangered in the majority of diseases that affect the airways, lung parenchyma, or alveolar microcirculation. Acute lung injury and acute respiratory distress syndrome can be conveniently monitored with volumetric capnography. The combination of two advanced technologies—airway flow monitoring and mainstream capnography—allows breath-by-breath bedside computerized determination of the physiological dead space, alveolar heterogeneity, and CO2 elimination. The use of volumetric capnography at the bedside can provide clinicians with important physiological and prognostic data, as well as allowing the effects of therapeutic interventions to be evaluated in critical ill patients receiving mechanical ventilation.

A capnografia volumétrica é especialmente sensível aos problemas que afetam a eficiência da ventilação para a troca gasosa. Uma vez que a homogeneidade do pulmão é uma propriedade muito frágil, a medida da capnografia é um desafio na maioria das doenças que comprometem as vias aéreas, o parênquima pulmonar e a microcirculação alveolar. A lesão pulmonar aguda e síndrome do desconforto respiratório agudo são situações que devem ser monitoradas com a capnografia volumétrica. Essa tecnologia avançada é uma combinação da medida do fluxo aéreo e a capnografia convencional, fazendo com que seja possível computar, à beira do leito, parâmetros como espaço morto, heterogeneidade alveolar e eliminação do CO2. O uso da capnografia volumétrica à beira do leito pode fornecer aos clínicos importantes informações fisiológicas e sobre o prognóstico, assim como seguir o efeito de intervenções terapêuticas nos doentes críticos ventilados mecanicamente.

Trombólise na embolia pulmonar maciça com base na capnografia volumétrica / Thrombolysis in massive pulmonary embolism based on the volumetric capnography / Trombolisis en la embolia pulmonar maciza con base en la capnografía volumétrica

Trata-se do primeiro relato envolvendo uma paciente em pós-operatório recente de neurocirurgia submetida à trombólise química por embolia pulmonar (EP) maciça e, por não apresentar condições clínicas, sem exame de imagem. Dados clínicos, gasométricos e capnográficos permitiram decidir pela trombólise com segurança. O gradiente P(a-et)CO2 passou de 46,4 mmHg para 11,8 mmHg (normal < 5 mmHg) e a fração do espaço morto alveolar end-tidal passou de 0,85 para 0,37 (normal < 0,15) do período pré-trombólise para o sétimo dia pós-trombólise. Conclui-se que a capnografia volumétrica (CV) foi útil no diagnóstico, bem como no acompanhamento clínico da paciente.

This is the first report of a patient submitted to chemical thrombolysis due to massive pulmonary embolism (PE) during the postoperative period of neurosurgery, in whom due to the lack of adequate clinical conditions, no imaging assessment was performed. Clinical, gasometric and capnographic data allowed the decision to perform the thrombolysis with safety. The P(a-et)CO2 gradient decreased from 46.4 mmHg to 11.8 mmHg (normal < 5 mmHg) and the end-tidal alveolar dead space fraction decreased from 0.85 to 0.37 (normal < 0.15) from the pre-thrombolysis period to the 7th day post-thrombolysis. We conclude that the volumetric capnography (VC) was useful in the patient's diagnosis and clinical follow-up.

Se trata del primer relato incluyendo una paciente en postoperatorio reciente de neurocirugía sometida a trombolisis química por embolia pulmonar (EP) maciza y, por no presentar condiciones clínicas, sin examen de imagen. Datos clínicos, gasométricos y capnográficos permitieron decidir por la trombolisis con seguridad. El gradiente P(la-et)CO2 pasó de 46,4 mmHg a 11,8 mmHg (normal < 5 mmHg) y la fracción del espacio muerto alveolar end-tidal pasó de 0,85 a 0,37 (normal < 0,15) del período pretrombolisis al séptimo día post trombolisis. Se concluye que la capnografía volumétrica (CV) fue útil en el diagnóstico, así como en el control clínico de la paciente.

Capnografia volumétrica como auxílio diagnóstico não-invasivo no tromboembolismo pulmonar agudo / Volumetric capnography as a noninvasive diagnostic procedure in acute pulmonary thromboembolism

O tromboembolismo pulmonar é uma situação freqüente que pode ser diagnosticada pela cintilografia pulmonar, angiotomografia computadorizada, arteriografia pulmonar e, como método de exclusão, dosagem do dímero-D. Como estes exames nem sempre estão disponíveis, a validação de outros métodos diagnósticos é fundamental. Relata-se o caso de uma paciente com hipertensão pulmonar crônica, agudizada por tromboembolismo pulmonar. Confirmou-se o diagnóstico por cintilografia, angiotomografia computadorizada, arteriografia pulmonar; a dosagem do dímero-D resultou positiva. A capnografia volumétrica associada à gasometria arterial foi realizada na admissão e após o tratamento. As variáveis obtidas foram comparadas com os resultados dos exames de imagem.

Pulmonary thromboembolism is a common condition. Its diagnosis usually requires pulmonary scintigraphy, computed angiotomography, pulmonary arteriography and, in order to rule out other diagnoses, the measurement of D-dimer levels. Due to the fact that these diagnostic methods are not available in most Brazilian hospitals, the validation of other diagnostic techniques is of fundamental importance. We describe a case of a woman with chronic pulmonary hypertension who experienced a pulmonary thromboembolism event. Pulmonary scintigraphy, computed angiotomography and pulmonary arteriography were used in the diagnosis. The D-dimer test result was positive. Volumetric capnography was performed at admission and after treatment. The values obtained were compared with the imaging test results.

Variáveis capnográficas pré e pós-tromboendarterectomias pulmonares / Pre and post-pulmonary thromboendarterectomies campnographic variables

Este relato de dois casos com os resultados da fração tardia de espaço morto (fDlate), fração do espaço morto alveolar end-tidal (AVDSf), gradiente artério-alveolar de CO2 [P(a-et)CO2] e slope da fase 3 do espirograma, submetidos à tromboendarterectomia pulmonar por tromboembolismo pulmonar (TEP). O TEP foi diagnosticado pela cintilografia pulmonar, tomografia helicoidal computadorizada e por arteriografia pulmonar. O cálculo da fDlate, AVDSf e P(a-et)CO2 baseou-se na capnografia volumétrica associada à gasometria arterial. A fDlate préoperatória do primeiro paciente foi de 0,16 (cutoff de 0,12) e a AVDSf = 0,30 (cutoff de 0,15). Já a fDlate do segundo paciente resultou falso-negativa (0,01), embora a AVDSf resultasse positiva (0,28). A fDlate pós-operatória do primeiro paciente foi de -0,04 e a AVDSf de 0,16; a fDlate do segundo paciente foi de 0,07 e a AVDSf = 0,28. A associação destas variáveis com os exames por imagem reforça a importância deste método como ferramenta diagnóstica não-invasiva no diagnóstico de TEP.

In these case report, the results of late dead space fraction (fDlate), end-tidal alveolar dead space fraction (AVDSf), arterial-alveolar gradient CO2 [P(a-et)CO2], and slope phase 3 of spirogram of two patients who underwent thromboendarterectomy for pulmonary embolism (PE) are shown. PE was diagnosed by pulmonary scintigraphy, helical tomography, and pulmonary angiography. The calculation of fDlate, AVDSf and P(a-et)CO2 was based on volumetric capnography associated with arterial blood gas analysis. The pre-operative fDlate of the first patient was 0.16 (cutoff 0.12) and AVDSf was 0.30 (cutoff 0.15). However, the fDlate of the second patient was false-negative (0.01) but, the AVDSf was positive (0.28). Postoperative fDlate of the first patient was -0.04 and AVDSf was 0.16; for the second patient, the values were 0.07 and 0.28, respectively. The association of these capnographic variables with image exams reinforces the importance of this noninvasive diagnosis method.