Reprodutibilidade das mensurações da mecânica respiratória em pacientes sob ventilação mecânica invasiva / Reproducibility of respiratory mechanics measurements in patients on invasive mechanical ventilation

RESUMO Objetivo: Avaliar a reprodutibilidade intra e interexaminador das mensurações da resistência e das complacências estática e dinâmica do sistema respiratório em pacientes sob ventilação mecânica. Métodos: Trata-se de estudo analítico realizado com indivíduos com idade ≥ 18 anos, em ventilação mecânica invasiva, que não tinham diagnóstico clínico de doença do aparelho respiratório e/ou anormalidade de caixa torácica. Foram realizadas três aferições da mecânica respiratória com intervalo de 1 minuto entre elas. A primeira e a terceira aferições foram realizadas pelo avaliador A e a segunda aferição, pelo avaliador B. A comparação dos valores de resistência e complacências estática e dinâmica do sistema respiratório foi calculada por meio do coeficiente de correlação intraclasse. Resultados: Foram realizadas 198 aferições da mecânica respiratória em 66 pacientes sob ventilação mecânica, com idade média de 52,6 ± 18,6 anos, índice de massa corporal médio de 21,6 ± 2,1kg/m2, predomínio do perfil cirúrgico (61,5%) e sexo feminino (53,8%). Foram obtidos valores médios das três aferições para resistência do sistema respiratório (A1: 15,7 ± 6,8cmH2O/L/s; B1: 15,7 ± 6,4cmH2O/L/s e A2: 15,9 ± 6,2cmH2O/L/s), para complacência estática do sistema respiratório (A1: 42,1 ± 13,7mL/cmH2O; B1: 42,4 ± 14,6mL/cmH2O e A2: 42,2 ± 14,5mL/cmH2O) e para complacência dinâmica do sistema respiratório (A1: 21,3 ± 7,3mL/cmH2O; B1: 21,4 ± 7,5mL/cmH2O e A2: 21,3 ± 6,2mL/cmH2O). Também foram encontrados valores do coeficiente de correlação intraclasse para resistência do sistema respiratório (R = 0,882 e p = 0,001; R = 0,949 e p = 0,001 - interexaminadores A1 versus B e B versus A2, respectivamente; R = 0,932 e p = 0,001 - intraexaminador); complacência estática do sistema respiratório (R = 0,951 e p = 0,001; R = 0,958 e p = 0,001 - interexaminadores A1 versus B e B versus A2, respectivamente; R = 0,965 e p = 0,001 - intraexaminador) e complacência dinâmica do sistema respiratório (R = 0,957 e p = 0,001; R = 0,946 e p = 0,001 - interexaminadores A1 versus B e B versus A2 respectivamente; R = 0,926 e p = 0,001 - intraexaminador). Conclusão: A mensuração de mecânica respiratória apresenta boa reprodutibilidade intra e interexaminador para as aferições de resistência e complacências estática e dinâmica do sistema respiratório em pacientes ventilados.

ABSTRACT Objective: To evaluate the intra- and interexaminer reproducibility of measurements of the resistance and static and dynamic compliance of the respiratory system in patients on mechanical ventilation. Methods: This was an analytical study conducted with individuals aged ≥ 18 years who were on invasive mechanical ventilation and had no clinical diagnosis of respiratory system disease and/or chest abnormality. Three measurements of respiratory mechanics were performed with a 1-minute interval between them. The first and third measurements were performed by examiner A, the second by examiner B. The values for the resistance and static and dynamic compliance of the respiratory system were compared using the intraclass correlation coefficient. Results: A total of 198 measurements of respiratory mechanics were performed for 66 patients on mechanical ventilation. The patients had a mean age of 52.6 ± 18.6 years and a mean body mass index of 21.6 ± 2.1kg/m2; a surgical profile (61.5%) and female sex (53.8%) were predominant. Mean values were obtained for the three measurements of respiratory system resistance (A1: 15.7 ± 6.8cmH2O/L/s; B1: 15.7 ± 6.4cmH2O/L/s and A2: 15.9 ± 6.2cmH2O/L/s), respiratory system static compliance (A1: 42.1 ± 13.7mL/cmH2O; B1: 42.4 ± 14.6mL/cmH2O and A2: 42.2 ± 14.5mL/cmH2O) and respiratory system dynamic compliance (A1: 21.3 ± 7.3mL/cmH2O; B1: 21.4 ± 7.5mL/cmH2O and A2: 21.3 ± 6.2mL/cmH2O). The intraclass correlation coefficient was also calculated for respiratory system resistance (R = 0.882 and p = 0.001; R = 0.949 and p = 0.001 - interexaminer A1 versus B and B versus A2, respectively; R = 0.932 and p = 0.001 - intraexaminer); respiratory system static compliance (R = 0.951 and p = 0.001; R = 0.958 and p = 0.001 - interexaminer A1 versus B and B versus A2, respectively; R = 0.965 and p = 0.001 - intraexaminer) and respiratory system dynamic compliance (R = 0.957 and p = 0.001; R = 0.946 and p = 0.001 - interexaminer A1 versus B and B versus A2, respectively; R = 0.926 and p = 0.001 - intraexaminer). Conclusion: The measurements of resistance and static and dynamic compliance of the respiratory system show good intra- and interexaminer reproducibility for ventilated patients.

Comparison of pressure-controlled volume-guaranteed ventilation and volume-controlled ventilation in obese patients during gynecologic laparoscopic surgery in the Trendelenburg position / Comparação entre ventilação garantida por volume controlado por pressão e ventilação controlada por volume em pacientes obesos durante cirurgia laparoscópica ginecológica na posição de Trendelenburg

Abstract Background and objectives: The aim of this study was to investigate the efficacy of the pressure-controlled, volume-guaranteed (PCV-VG) and volume-controlled ventilation (VCV) modes for maintaining adequate airway pressures, lung compliance and oxygenation in obese patients undergoing laparoscopic hysterectomy in the Trendelenburg position. Methods: Patients (104) who underwent laparoscopic gynecologic surgery with a body mass index between 30 and 40 kg.m-2 were randomized to receive either VCV or PCV-VG ventilation. The tidal volume was set at 8 mL.kg-1, with an inspired oxygen concentration of 0.4 with a Positive End-Expiratory Pressure (PEEP) of 5 mmHg. The peak inspiratory pressure, mean inspiratory pressure, plateau pressure, driving pressure, dynamic compliance, respiratory rate, exhaled tidal volume, etCO2, arterial blood gas analysis, heart rate and mean arterial pressure at 5 minutes after induction of anesthesia in the and at 5, 30 and 60 minutes, respectively, after pneumoperitoneum in the Trendelenburg position were recorded. Results: The PCV-VG group had significantly decreased peak inspiratory pressure, mean inspiratory pressur, plateau pressure, driving pressure and increased dynamic compliance compared to the VCV group. Mean PaO2 levels were significantly higher in the PCV-VG group than in the VCV group at every time point after pneumoperitoneum in the Trendelenburg position. Conclusions: The PCV-VG mode of ventilation limited the peak inspiratory pressure, decreased the driving pressure and increased the dynamic compliance compared to VCV in obese patients undergoing laparoscopic hysterectomy. PCV-VG may be a preferable modality to prevent barotrauma during laparoscopic surgeries in obese patients.

Resumo Justificativa e objetivos: O objetivo deste estudo foi investigar a eficácia dos modos de ventilação garantida por volume controlado por pressão (PCV-VG) e ventilação controlada por volume (VCV) para manter pressões adequadas nas vias aéreas, complacência pulmonar e oxigenação em pacientes obesos submetidos à histerectomia laparoscópica na posição de Trendelenburg. Métodos: Cento e quatro pacientes submetidos à cirurgia ginecológica laparoscópica, com índice de massa corporal entre 30 e 40 kg.m-2, foram randomizados para receber ventilação com VCV ou PCV-VG. O volume corrente foi fixado em 8 mL.kg-1, com uma concentração inspirada de oxigênio de 0,4 e pressão positiva expiratória final (PEEP) de 5 mmHg. Registramos os seguintes parâmetros: pressão de pico inspiratório, pressão inspiratória média, pressão de platô, driving pressure, complacência dinâmica, frequência respiratória, volume corrente expirado, etCO2, gasometria arterial, frequência cardíaca e pressão arterial média aos 5, 30 e 60 minutos, respectivamente, após o pneumoperitônio na posição de Trendelenburg. Resultados: O grupo PCV-VG apresentou uma redução significativa da pressão de pico inspiratório, pressão inspiratória média, pressão de platô, driving pressure e aumento da complacência dinâmica comparado ao grupo VCV. Os níveis médios de PaO2 foram significativamente maiores no grupo PCV-VG do que no grupo VCV em todos os momentos após o pneumoperitônio na posição de Trendelenburg. Conclusões: O modo de ventilação PCV-VG limitou a pressão de pico inspiratório, diminuiu a driving pressure e aumentou a complacência dinâmica, comparado ao VCV em pacientes obesas submetidas à histerectomia laparoscópica. O PCV-VG pode ser uma modalidade preferida para prevenir o barotrauma durante cirurgias laparoscópicas em pacientes obesos.

Decreased lung compliance increases preload dynamic tests in a pediatric acute lung injury model / Una compliance pulmonar disminuida incrementa los test dinámicos de precarga en un modelo pediátrico de lesión pulmonar aguda

Background: Preload dynamic tests, pulse pressure variation (PPV) and stroke volume variation (SVV) have emerged as powerful tools to predict response to fluid administration. The influence of factors other than preload in dynamic preload test is currently poorly understood in pediatrics. The aim of our study was to assess the effect of tidal volume (V T) on PPV and SVV in the context of normal and reduced lung compliance in a piglet model. Material and method: Twenty large-white piglets (5.2 ± 0.4 kg) were anesthetized, paralyzed and monitored with pulse contour analysis. PPV and SVV were recorded during mechanical ventilation with a V T of 6 and 12 mL/kg (low and high V T, respectively), both before and after tracheal instillation of polysorbate 20. Results: Before acute lung injury (ALI) induction, modifications of V T did not significantly change PPV and SVV readings. After ALI, PPV and SVV were significantly greater during ventilation with a high V T compared to a low V T (PPV increased from 8.9 ± 1.2 to 12.4 ± 1.1%, and SVV from 8.5 ± 1.0 to 12.7 ± 1.2%, both P < 0.01). Conclusions: This study found that a high V T and reduced lung compliance due to ALI increase preload dynamic tests, with a greater influence of the latter. In subjects with ALI, lung compliance should be considered when interpreting the preload dynamic tests.

Introducción: Test dinámicos de precarga, variación de presión de pulso (PPV) y variación de volumen sistólico (SVV) han emergido como herramientas poderosas para predecir respuesta a la administración de fluidos. Actualmente la influencia de factores distintos a la precarga en la determinación de los test dinámicos de precarga es pobremente conocida en pediatría. Nuestro objetivo fue medir el efecto del volumen tidal (V T) sobre PPV y SVV en un contexto de compliance pulmonar normal y disminuida en un modelo porcino. Material y método: Veinte cerditos Large-White anestesiados y paralizados (5,2 ± 0,4 kg). PPV y SVV fueron medidos por análisis de contorno de pulso durante ventilación con V T de 6 y 12 mL/kg (V T bajo y alto, respectivamente), ambos previo y posterior a lesión pulmonar aguda (ALI) químicamente inducida con instilación traqueal de polisorbato 20. Resultados: Previo a inducción de ALI, PPV y SVV no tuvieron cambios significativos al modificar el V T. Sin embargo, después de ALI, PPV y SVV fueron significativamente mayores durante ventilación con V T alto, respecto a V T bajo (PPV aumentó de 8,9 ± 1,2 a 12,4 ± 1,1%, y SVV de 8,5 ± 1,0 a 12,7 ± 1,2%, ambos P < 0,01). Conclusiones: Este estudio encontró que un V T alto y una compliance pulmonar disminuida debido a ALI incrementan los test dinámicos de precarga, con una mayor influencia de esta última. En sujetos con ALI la compliance pulmonar debiera ser considerada al interpretar los test dinámicos de precarga.

Lowering Pulmonary Wedge Pressure after Heart Transplant: Pulmonary Compliance and Resistance Effect / Redução da Pressão Capilar Pulmonar após Transplante Cardíaco: Complacência Pulmonar e Efeito Resistência

AbstractBackground:Right ventricular (RV) afterload is an important risk factor for post-heart transplantation (HTx) mortality, and it results from the interaction between pulmonary vascular resistance (PVR) and pulmonary compliance (CPA). Their product, the RC time, is believed to be constant. An exception is observed in pulmonary hypertension because of elevated left ventricular (LV) filling pressures.Objective:Using HTx as a model for chronic lowering of LV filling pressures, our aim was to assess the variations in RV afterload components after transplantation.Methods:We retrospectively studied 159 patients with right heart catheterization before and after HTx. The effect of Htx on hemodynamic variables was assessed.Results:Most of the patients were male (76%), and the mean age was 53 ± 12 years. HTx had a significant effect on the hemodynamics, with normalization of the LV and RV filling pressures and a significant increase in cardiac output and heart rate (HR). The PVR decreased by 56% and CPA increased by 86%. The RC time did not change significantly, instead of increasing secondary to pulmonary wedge pressure (PWP) normalization after HTx as expected. The expected increase in RC time with PWP lowering was offset by the increase in HR (because of autonomic denervation of the heart). This effect was independent from the decrease of PWP.Conclusion:The RC time remained unchanged after HTx, notwithstanding the fact that pulmonary capillary wedge pressure significantly decreased. An increased HR may have an important effect on RC time and RV afterload. Studying these interactions may be of value to the assessment of HTx candidates and explaining early RV failure after HTx.

ResumoFundamento:A pós-carga do ventrículo direito (VD) é um fator de risco importante para avaliar a mortalidade decorrente de transplante cardíaco (HTx) e resulta da interação entre a resistência vascular pulmonar (RVP) e a complacência pulmonar (CPA). Acredita-se que o produto da interação, o RC-time, seja constante. Entretanto, é exceção a hipertensão pulmonar devido às elevadas pressões de preenchimento do ventrículo esquerdo (VE).Objetivos:Ao utilizar o HTx como modelo para redução crônica das pressões de preenchimento do VE, nosso objetivo foi avaliar as variações nos componentes pós-carga do VD após o transplante.Métodos:Foram estudados, retrospectivamente, 159 pacientes com cateterismo cardíaco direito realizado antes e após o HTx. O impacto do HTx nas variáveis hemodinâmicas foi avaliado.Resultados:A maioria dos pacientes foi do sexo masculino (76%) e a média de idade foi 53 ± 12 anos. O HTx teve um efeito significativo na hemodinâmica, com normalização do VE e das pressões de preenchimento de VD e no aumento significativo do débito cardíaco e da freqüência cardíaca (FC). A RVP diminuiu 56% e a CPA aumentou 86%. Em vez de aumentar como era esperado, o RC-time não alterou significativamente e teve papel secundário em relação à normalização da pressão capilar pulmonar (PECP) após o HTx. O aumento esperado no RC timecom PWP reduzido foi atenuado pelo aumento da FC (devido à denervação autonômica do coração). Esse efeito ocorreu independentemente da diminuição da PCPConclusões:O RC-time permaneceu inalterado após HTx, entretanto a PECP diminuiu significativamente. O aumento da FC pode ter impacto importante no RC-time e na pós-carga do VD. O estudo dessas interações pode ser de grande valor para avaliar os candidatos HTx e explicar a falência do VD ocorrida logo após o HTx.

Effects of Alveolar Recruitment and Positive End-Expiratory Pressure on Oxygenation during One-Lung Ventilation in the Supine Position

PURPOSE: Hypoxemia during one-lung ventilation (OLV) remains a serious problem, particularly in the supine position. We investigated the effects of alveolar recruitment (AR) and positive end-expiratory pressure (PEEP) on oxygenation during OLV in the supine position. MATERIALS AND METHODS: Ninety-nine patients were randomly allocated to one of the following three groups: a control group (ventilation with a tidal volume of 8 mL/kg), a PEEP group (the same ventilatory pattern with a PEEP of 8 cm H2O), or an AR group (an AR maneuver immediately before OLV followed by a PEEP of 8 cm H2O). The tidal volume was reduced to 6 mL/kg during OLV in all groups. Blood gas analyses, respiratory variables, and hemodynamic variables were recorded 15 min into TLV (TLVbaseline), 15 and 30 min after OLV (OLV15 and OLV30), and 10 min after re-establishing TLV (TLVend). RESULTS: Ultimately, 92 patients were analyzed. In the AR group, the arterial oxygen tension was higher at TLVend, and the physiologic dead space was lower at OLV15 and TLVend than in the control group. The mean airway pressure and dynamic lung compliance were higher in the PEEP and AR groups than in the control group at OLV15, OLV30, and TLVend. No significant differences in hemodynamic variables were found among the three groups throughout the study period. CONCLUSION: Recruitment of both lungs with subsequent PEEP before OLV improved arterial oxygenation and ventilatory efficiency during video-assisted thoracic surgery requiring OLV in the supine position.

Análise comparativa entre a manobra de recrutamento alveolar e a técnica de breath stacking em pacientes com lesão pulmonar aguda / Comparative analysis between the alveolar recruitment maneuver and breath stacking technique in patients with acute lung injury

Objetivo: Comparar a eficácia da manobra de recrutamento alveolar e a técnica de breath stacking, na mecânica pulmonar e na troca gasosa, em pacientes com lesão pulmonar aguda. Métodos: Trinta pacientes foram distribuídos em dois grupos: Grupo 1 - breath stacking e Grupo 2 - manobra de recrutamento alveolar. Após receberem atendimento de fisioterapia convencional, todos os pacientes receberam ambos os tratamentos, com intervalo de 1 dia entre eles. No primeiro grupo foi aplicada primeiramente a técnica de breath stacking e, posteriormente, a manobra de recrutamento alveolar. Já os pacientes do segundo Grupo 2 foram submetidos inicialmente ao recrutamento alveolar e, após, a técnica de breath stacking. Foram avaliadas as medidas de complacência pulmonar e de resistência de vias aéreas antes e após a aplicação de ambas as técnicas. Foram coletadas gasometrias arteriais pré e pós-técnicas para avaliar a oxigenação e a troca gasosa. Resultados: Ambos os grupos apresentaram aumento significativo da complacência estática após breath stacking (p=0,021) e recrutamento alveolar (p=0,03), mas não houve diferença entre eles (p=0,95). A complacência dinâmica não aumentou para os grupos breath stacking (p=0,22) e recrutamento alveolar (p=0,074), sem diferença entre os grupos (p=0,11). A resistência de vias aéreas não diminuiu para ambos os grupos: breath stacking (p=0,91) e recrutamento alveolar (0,82), sem diferença entre os grupos p=0,39. A pressão parcial de oxigênio aumentou significantemente após breath stacking (p=0,013) e recrutamento alveolar (p=0,04); mas entre os grupos não houve diferença (p=0,073). A diferença alvéolo arterial de O2 diminuiu para ambos os grupos após intervenções breath stacking (p=0,025) ...

Objective: To compare the effectiveness of the alveolar recruitment maneuver and the breath stacking technique with respect to lung mechanics and gas exchange in patients with acute lung injury. Methods: Thirty patients were distributed into two groups: Group 1 - breath stacking; and Group 2 - alveolar recruitment maneuver. After undergoing conventional physical therapy, all patients received both treatments with an interval of 1 day between them. In the first group, the breath stacking technique was used initially, and subsequently, the alveolar recruitment maneuver was applied. Group 2 patients were initially subjected to alveolar recruitment, followed by the breath stacking technique. Measurements of lung compliance and airway resistance were evaluated before and after the use of both techniques. Gas analyses were collected before and after the techniques were used to evaluate oxygenation and gas exchange. Results: Both groups had a significant increase in static compliance after breath stacking (p=0.021) and alveolar recruitment (p=0.03), but with no significant differences between the groups (p=0.95). The dynamic compliance did not increase for the breath stacking (p=0.22) and alveolar recruitment (p=0.074) groups, with no significant difference between the groups (p=0.11). The airway resistance did not decrease for either groups, i.e., breath stacking (p=0.91) and alveolar recruitment (p=0.82), with no significant difference between the groups (p=0.39). The partial pressure of oxygen increased significantly after breath stacking (p=0.013) and alveolar recruitment (p=0.04), but there was no significant difference between the groups (p=0.073). The alveolar-arterial O2 difference decreased for both groups after the breath stacking (p=0.025) and alveolar recruitment (p=0.03) interventions, and there was no significant difference between the groups (p=0.81). Conclusion: Our data suggest that the breath stacking and alveolar ...

Effects of different PEEP levels on respiratory mechanics and oxygenation after coronary artery bypass grafting / Efeitos de diferentes níveis de PEEP na mecânica respiratória e oxigenação após revascularização do miocárdio

OBJECTIVE: To compare the effects of different levels of positive end-expiratory pressure on respiratory mechanics and oxygenation indexes in the immediate postoperative period of coronary artery bypass grafting. METHODS: Randomized clinical trial in which 136 patients underwent coronary artery bypass grafting between January 2011 and March 2012 were divided into three groups and admitted to mechanical ventilation with different positive end-expiratory pressure levels: Group A, 5 cmH2O (n=44), Group B, 8 cmH2O (n=47) and Group C, 10 cmH2O (n=45). Data about respiratory mechanics were obtained from mechanical ventilator monitor and oxygenation indexes from arterial blood gas samples, collected twenty minutes after intensive care unit admission. Patients with chronic obstructive pulmonary disease and patients submitted to off-pump, emergency or combined operations were not included. For statistical analysis, we used Kruskal-Wallis, G and Chi-square tests, considering results significant when P<0.05. RESULTS: Groups were homogeneous in terms of demographic, clinical and surgical variables. Patients ventilated with positive end-expiratory pressure of 10 cmH2O (Group C) had best compliance (P=0.04) and airway resistance values, this, however, without statistical significance. They also had best oxygenation indexes, with statistical difference in all analyzed variables, and lower frequency of hypoxemia (P=0.03). CONCLUSION: Higher levels of positive end-expiratory pressure in immediate postoperative period of coronary artery bypass grafting improved pulmonary compliance values and increased oxygenation indexes, resulting in lower frequency of hypoxemia.

OBJETIVO: Comparar os efeitos de diferentes níveis de pressão expiratória positiva final na mecânica respiratória e nos índices de oxigenação no pós-operatório imediato de revascularização do miocárdio. MÉTODOS: Ensaio clínico randomizado no qual 136 pacientes submetidos à revascularização do miocárdio, entre janeiro de 2011 e março de 2012, foram distribuídos em três grupos e admitidos na ventilação mecânica com diferentes níveis de pressão expiratória positiva final: Grupo A, 5 cmH2O (n=44), Grupo B, 8 cmH2O (n=47) e Grupo C, 10 cmH2O (n=45), sendo os dados da mecânica respiratória obtidos do monitor do ventilador mecânico e os índices de oxigenação por meio de gasometria arterial coletada vinte minutos após a admissão na unidade de terapia intensiva. Não foram incluídos pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica, cirurgias associadas, de emergência ou sem circulação extracorpórea. Para análise estatística, empregaram-se os testes de Kruskal-Wallis, Teste G e Qui-quadrado, considerando os resultados significantes quando P<0,05. RESULTADOS: Os grupos apresentaram-se homogêneos em relação às variáveis demográficas, clínicas e cirúrgicas. Os pacientes ventilados com pressão expiratória positiva final de 10 cmH2O (Grupo C) apresentaram os melhores valores de complacência (P=0,04) e de resistência das vias aéreas, esta, porém sem significância estatística. Apresentaram, ainda, os melhores índices de oxigenação, com diferença estatística em todas as variáveis estudadas, além de menor frequência de hipoxemia (P=0,03). CONCLUSÃO: Níveis mais elevados de pressão expiratória positiva final no pós-operatório imediato de revascularização do miocárdio incrementaram os valores de complacência pulmonar e melhoraram os índices de oxigenação, resultando acarretando em menor frequência de hipoxemia.

Electrical impedance tomography to evaluate air distribution prior to extubation in very-low-birth-weight infants: a feasibility study

OBJECTIVES: Nasal continuous positive airway pressure is used as a standard of care after extubation in very-low-birth-weight infants. A pressure of 5 cmH2O is usually applied regardless of individual differences in lung compliance. Current methods for evaluation of lung compliance and air distribution in the lungs are thus imprecise for preterm infants. This study used electrical impedance tomography to determine the feasibility of evaluating the positive end-expiratory pressure level associated with a more homogeneous air distribution within the lungs before extubation. METHODS: Ventilation homogeneity was defined by electrical impedance tomography as the ratio of ventilation between dependent and non-dependent lung areas. The best ventilation homogeneity was achieved when this ratio was equal to 1. Just before extubation, decremental expiratory pressure levels were applied (8, 7, 6 and 5 cmH(2)0; 3 minutes each step), and the pressure that determined the best ventilation homogeneity was defined as the best positive end-expiratory pressure. RESULTS: The best positive end-expiratory pressure value was 6.3 ± 1.1 cmH(2)0, and the mean continuous positive airway pressure applied after extubation was 5.2 ± 0.4 cmH(2)0 (p = 0.002). The extubation failure rate was 21.4%. X-Ray and blood gases after extubation were also checked. CONCLUSION: This study demonstrates that electrical impedance tomography can be safely and successfully used in patients ready for extubation to suggest the best ventilation homogeneity, which is influenced by the level of expiratory pressure applied. In this feasibility study, the best lung compliance was found with pressure levels higher than the continuous positive airway pressure levels that are usually applied for routine extubation.

Avaliação e recondicionamento pulmonar ex vivo / Ex vivo lung evaluation and reconditioning

OBJETIVO: Apenas 15 por cento dos pulmões doados são aproveitados para transplante. Um novo método de Perfusão Pulmonar Ex Vivo (PPEV) foi desenvolvido e pode ser usado para avaliação e recondicionamento de pulmões "marginais" e rejeitados para o transplante. Esse trabalho relata nossa experiência com a avaliação funcional da PPEV. MÉTODOS: Foram estudados pulmões de 12 doadores considerados inapropriados para transplante pulmonar. Após a captação, os pulmões são perfundidos ex vivo com Steen Solution, uma solução de composição eletrolítica extracelular com alta pressão coloidosmótica. Um oxigenador de membrana ligado ao circuito recebe uma mistura gasosa (nitrogênio e dióxido de carbono) e "desoxigena" o perfusato, mantendo uma concentração de gases semelhante a do sangue venoso. Os pulmões são gradualmente aquecidos, perfundidos e ventilados. A avaliação dos órgãos é feita por gasometrias e medidas como a resistência vascular pulmonar (RVP) e complacência pulmonar (CP). RESULTADOS: A PaO2 (FiO2 100 por cento) passou de um valor médio de 193,3 mmHg no doador para 495,3 mmHg durante a PPEV. Após uma hora de PPEV, a RVP média era de 737,3 dinas/seg/ cm5 e a CP era de 42,2 ml/cmH2O. CONCLUSÕES: O modelo de avaliação pulmonar ex vivo pode melhorar a capacidade de oxigenação de pulmões "marginais" inicialmente rejeitados para transplante. Isso denota um grande potencial do método para aumentar a disponibilidade de pulmões para transplante e, possivelmente, reduzir o tempo de espera nas filas.

OBJECTIVE: Only about 15 percent of the potential candidates for lung donation are considered suitable for transplantation. A new method for ex vivo lung perfusion (EVLP) has been developed and can be used for evaluation and reconditioning of "marginal" and unacceptable lungs. This is a report of functional evaluation experience with ex vivo perfusion of twelve donor lungs deemed unacceptable in São Paulo, Brazil. METHODS: After harvesting, the lungs are perfused ex vivo with Steen Solution, an extra-cellular solution with high colloid osmotic pressure. A membrane oxygenator connected to the circuit receives gas from a mixture of nitrogen and carbon dioxide and maintains a normal mixed venous blood gas level in the perfusate. The lungs are gradually rewarmed, reperfused and ventilated. They are evaluated through analyses of oxygenation capacity, pulmonary vascular resistance (PVR), lung compliance (LC). RESULTS: The arterial oxygen pressure (with inspired oxygen fractions of 100 percent) increased from a mean of 193.3 mmHg in the organ donor at the referring hospital to a mean of 495.3 mmHg during the ex vivo evaluation. After 1 hour of EVLP, mean PVR was 737.3 dynes/sec/cm5, and mean LC was 42.2 ml/cmH2O. CONCLUSIONS: The ex vivo evaluation model can improve oxygenation capacity of "marginal" lungs rejected for transplantation. It has a great potential to increase lung donor availability and, possibly, to reduce the waiting time on the list.

Alterações da função pulmonar após tratamento cirúrgico de cardiopatias congênitas com hiperfluxo pulmonar / Changes in pulmonary function after surgical treatment of congenital heart disease with pulmonary hyperflow

FUNDAMENTO: Análise das condições pulmonares dos pacientes no pós-operatório de cirurgia cardíaca pediátrica. OBJETIVO: Avaliar o comportamento da complacência pulmonar e resistência da via aérea nos pacientes portadores de cardiopatias congênitas com hiperfluxo pulmonar, submetidos a tratamento cirúrgico com auxílio de circulação extracorpórea. MÉTODOS: Avaliaram-se, durante a cirurgia, 35 pacientes com medidas de complacência estática e resistência da via aérea, em quatro instantes distintos. As medidas pulmonares foram feitas de forma não-invasiva, com o método de oclusão da via aérea ao final da inspiração e uso de fórmulas matemáticas específicas. As variáveis observadas e relacionadas às alterações pulmonares foram: no período pré-operatório, idade, peso e relação entre fluxo sangüíneo sistêmico e pulmonar; no intra-operatório, tempos de perfusão, de anóxia e temperatura mínima; no pós-operatório, tempo de ventilação mecânica e de permanência na unidade de terapia intensiva. RESULTADOS: Ao final da cirurgia, a complacência pulmonar mostrou aumento significativo imediato (p < 0,001) em todos os pacientes. Os pacientes maiores de 30 meses tiveram maior aumento (p = 0,0004). Aqueles com peso superior a 10 kg também apresentaram maior aumento (p = 0,0006). Os pacientes com tempo de circulação extracorpórea maior que 50 minutos demoraram mais para apresentar aumento da complacência pulmonar (p = 0,04). A resistência da via aérea não apresentou alteração significativa ao final da correção cirúrgica (p = 0,393). CONCLUSÃO: A complacência pulmonar apresentou melhora ao final da cirurgia em todos os pacientes, sendo influenciada de forma significativa por fatores como idade, peso e tempo de circulação extracorpórea. A resistência da via aérea, entretanto, não se alterou.

BACKGROUND: Analysis of pulmonary status of pediatric patients in the postoperative phase of cardiac surgery. OBJECTIVE: To assess pulmonary compliance and airway resistance in patients with congenital heart disease and pulmonary hyperflow submitted to surgical treatment with the use of extracorporeal circulation. METHODS: Thirty-five patients were evaluated during surgery with measurements of static compliance and airway resistance at four different timepoints. Pulmonary measurements were performed non-invasively using end-inspiratory airway occlusion and specific mathematical formulas. The variables examined and related to pulmonary changes were: preoperative - age, weight, and relationship between systemic and pulmonary blood flow; intraoperative - perfusion times, anoxia times and minimum temperature; postoperative - time on mechanical ventilation and length of stay in the intensive care unit. RESULTS: Pulmonary compliance in all patients had an immediate and significant increase (P<0.001) at the end of surgery. Patients older than 30 months experienced a greater increase (P=0.0004). Those with more than 10kg also had a greater increase (P=0.0006). In patients on extracorporeal circulation for more than 50 minutes, the increase in pulmonary compliance took longer to occur (P=0.04). Airway resistance was not significantly changed at the end of surgery (P=0.393). CONCLUSION: All patients experienced improved pulmonary compliance at the end of surgery, and this was significantly influenced by age, weight and time on extracorporeal circulation. Airway resistance, however, was not changed.

Correlação dos achados tomográficos com parâmetros de função pulmonar na fibrose pulmonar idiopática em não fumantes / Correlation of tomographic findings with pulmonary function parameters in nonsmoking patients with idiopathic pulmonary fibrosis

OBJETIVO: Correlacionar os achados tomográficos com os parâmetros de função pulmonar em portadores de fibrose pulmonar idiopática (FPI). MÉTODOS: Foi realizado um estudo de corte transversal, em que foram avaliados 30 pacientes não tabagistas, portadores de FPI. Utilizando um sistema de escore semiquantitativo, os seguintes achados na tomografia computadorizada de alta resolução (TCAR) foram quantificados: extensão total da doença intersticial (Tot), infiltrado reticular e faveolamento (Ret+Fav), e opacidade em vidro fosco (Vif). As variáveis funcionais foram mensuradas através de espirometria, técnica de oscilações forçadas (TOF), método da diluição com hélio e método da respiração única para medir a capacidade de difusão do monóxido de carbono (DLCO). RESULTADOS: Dos 30 pacientes estudados, 18 eram mulheres e 12 eram homens, com média de idade de 70,9 anos. Foram encontradas correlações significativas de Tot e Ret+Fav com as medidas de capacidade vital forçada (CVF), capacidade pulmonar total (CPT), DLCO e complacência dinâmica do sistema respiratório (correlações negativas), e de Vif com volume residual/CPT (correlação positiva). A relação fluxo expiratório forçado entre 25 e 75 por cento da CVF/CVF (FEF25-75 por cento/CVF) correlacionou-se positivamente com Tot, Ret+Fav e Vif. CONCLUSÕES: Em portadores de FPI, as medidas de volume, difusão e complacência dinâmica são as variáveis fisiológicas que melhor refletem a extensão da doença intersticial na TCAR.

OBJECTIVE: To correlate tomographic findings with pulmonary function parameters in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). METHODS: A cross-sectional study was carried out, in which 30 nonsmoking patients with IPF were evaluated. Using a semiquantitative scoring system, the following high-resolution computerized tomography (HRCT) findings were quantified: total interstitial disease (TID), reticular abnormality/honeycombing, and ground-glass opacity (GGO). The functional variables were measured by spirometry, forced oscillation technique (FOT), helium dilution method, as well as the single-breath method of measuring diffusion capacity of the lung for carbon monoxide (DLCO). RESULTS: Of the 30 patients studied, 18 were female, and 12 were male, with a mean age of 70.9 years. We found that TID and reticular abnormality and honeycombing correlated significantly (negative correlations) with the measurements of forced vital capacity (FVC), total lung capacity (TLC), DLCO, and dynamic respiratory compliance were found, as well as that GGO correlated significantly (and positively) with residual volume/TLC. The ratio of forced expiratory flow between 25 and 75 percent of FVC to FVC (FEF25-75 percent/FVC) correlated positively with TID, reticular abnormality/honeycombing, and GGO. CONCLUSION: In IPF patients, the measurements of volume, diffusion, and dynamic compliance are the physiological variables which best reflect the extent of the interstitial disease on HRCT scans.

Expansibilidade torácica na avaliação do volume corrente em recém-nascidos prematuros ventilados / Chest expansion for assessing tidal volume in premature newborn infants on ventilators

OBJETIVOS: Avaliar se a observação clínica da expansibilidade torácica prediz o volume corrente em neonatos sob ventilação mecânica e se a experiência do examinador interfere no resultado. MÉTODOS: Estudo observacional que incluiu médicos de baixa experiência (1° ano de residência em pediatria), moderada experiência (2° ano de residência em pediatria, 1° ano de especialização em neonatologia ou em terapia intensiva pediátrica) e experientes (2° ano de especialização em neonatologia, pós-graduandos ou assistentes com experiência mínima de 4 anos em neonatologia). Estes observaram a expansibilidade torácica de recém-nascidos em ventilação mecânica e responderam qual o volume corrente fornecido aos bebês. O volume corrente ofertado foi calculado, indexado ao peso atual do paciente e considerado adequado se entre 4-6 mL/kg, insuficiente se abaixo de 4 mL/kg e excessivo se acima de 6 mL/kg. Para análise dos resultados, foi utilizado o qui-quadrado. RESULTADOS: Foram realizadas 111 avaliações em 21 recém-nascidos, e as respostas fornecidas concordaram com o volume mensurado em 23,1, 41,3 e 65,7 por cento para os médicos de baixa, moderada experiência e experientes, respectivamente. Esses resultados evidenciam que os três grupos não são estatisticamente iguais (p = 0,013) e que o grupo de médicos experientes apresenta maior concordância que os de baixa e moderada experiência (p = 0,007). CONCLUSÃO: A análise clínica da expansibilidade torácica realizada por médicos de baixa e moderada experiência apresenta pouca concordância com o volume corrente ofertado aos recém-nascidos em ventilação mecânica. Embora a experiência dos médicos tenha resultado em maior concordância, a expansibilidade torácica deve ser interpretada com cautela.

OBJECTIVES: To investigate whether clinical observation of chest expansion predicts tidal volume in neonates on mechanical ventilation and whether observer experience interferes with results. METHODS: An observational study that enrolled less experienced physicians in the first year of pediatric residency, moderately experienced (second year pediatric residency, first year of neonatology or pediatric intensive care specialization) or who were already experienced (second year neonatology specialization, graduate students or primary physician supervisors with minimum experience of 4 years in neonatology). These professionals observed the chest expansion of newborn infants on mechanical ventilation and estimated the tidal volume being supplied to the babies. True tidal volume given was calculated, indexed by the patient's current weight, and considered adequate between 4 and 6 mL/kg, insufficient below 4 mL/kg and excessive over 6 mL/kg. Results were analyzed using chi-square test. RESULTS: One hundred and eleven assessments were carried out with 21 newborn infants and the estimates given were in agreement with measured volume in 23.1, 41.3 and 65.7 percent for less, moderately and experienced physicians, respectively. These results are evidence that the three groups are not statistically equal (p = 0.013) and that the group of fully-experienced physicians have a better level of agreement than those with little or moderate experience (p = 0.007). CONCLUSIONS: Clinical analysis of chest expansion by physicians with less or moderate experience exhibit a low level of agreement with the tidal volume given to newborn infants on mechanical ventilation. Although increased experience did result in higher levels of agreement, chest expansion must still be interpreted with caution.

Thoracic sympathetic block reduces respiratory system compliance

CONTEXT AND OBJECTIVE: Thoracic epidural anesthesia (TEA) following thoracic surgery presents known analgesic and respiratory benefits. However, intraoperative thoracic sympathetic block may trigger airway hyperreactivity. This study weighed up these beneficial and undesirable effects on intraoperative respiratory mechanics. DESIGN AND SETTING: Randomized, double-blind clinical study at a tertiary public hospital. METHODS: Nineteen patients scheduled for partial lung resection were distributed using a random number table into groups receiving active TEA (15 ml 0.5 percent bupivacaine, n = 9) or placebo (15 ml 0.9 percent saline, n = 10) solutions that also contained 1:200,000 epinephrine and 2 mg morphine. Under general anesthesia, flows and airway and esophageal pressures were recorded. Pressure-volume curves, lower inflection points (LIP), resistance and compliance at 10 ml/kg tidal volume were established for respiratory system, chest wall and lungs. StudentÆs t test was performed, including confidence intervals (CI). RESULTS: Bupivacaine rose 5 ± 1 dermatomes upwards and 6 ± 1 downwards. LIP was higher in the bupivacaine group (6.2 ± 2.3 versus 3.6 ± 0.6 cmH2O, p = 0.016, CI = -3.4 to -1.8). Respiratory system and lung compliance were higher in the placebo group (respectively 73.3 ± 10.6 versus 51.9 ± 15.5, p = 0.003, CI = 19.1 to 23.7; 127.2 ± 31.7 versus 70.2 ± 23.1 ml/cmH2O, p < 0.001, CI = 61 to 53). Resistance and chest wall compliance showed no difference. CONCLUSION: TEA decreased respiratory system compliance by reducing its lung component. Resistance was unaffected. Under TEA, positive end-expiratory pressure and recruitment maneuvers are advisable.

CONTEXTO E OBJETIVO: Os benefícios pós-operatórios da anestesia peridural torácica (APT) na analgesia e respiração após toracotomias são conhecidos. Contudo, bloqueio simpático torácico pode desencadear hiperreatividade das vias aéreas. Este estudo pesou tais efeitos benéficos e indesejáveis na mecânica respiratória intra-operatória. TIPO DE ESTUDO E LOCAL: Estudo clínico, randomizado, duplo-cego realizado em hospital público terciário. MÉTODOS: Uma tabela de números aleatórios dividiu 19 pacientes submetidos a ressecção pulmonar parcial entre duas soluções administradas na APT: ativa (15 ml 0,5 por cento bupivacaína, n = 9) ou placebo (15 ml 0,9 por cento NaCl, n = 10). Ambas continham epinefrina 1:200,000 e morfina 2 mg. Sob anestesia geral, pressões esofágicas e de vias aéreas foram registradas. Curvas de pressão versus volume, pontos de inflexão inferior (PII), resistências e complacências sob volume corrente de 10 ml.kg-1 foram aferidos para sistema respiratório, parede torácica e pulmões. O teste t de Student foi realizado (p < 0,005), incluindo intervalos de confiança (IC). RESULTADOS: A dispersão cefálica e caudal da bupivacaína foi, respectivamente, de 5 ± 1 e de 6 ± 1 dermátomos. A curva PII foi maior no Grupo Bupivacaína (6,2 ± 2,3 versus 3,6 ± 0,6 cm H2O, p = 0,016, IC = -3,4 a -1,8). Complacências do sistema respiratório e pulmões foram maiores no Grupo Placebo (respectivamente 73.3 ± 10.6 versus 51.9 ± 15.5, p = 0,003, IC = 19,1 a 23,7, e 127,2 ± 31,7 versus 70,2 ± 23,1 ml.cm H2O-1, p < 0,001, IC = 61 a 53). Resistências e complacências da parede torácica não mostraram diferenças. CONCLUSÃO: APT diminui a complacência do sistema respiratório por reduzir seu componente pulmonar. Resistências não são afetadas. Sob APT, pressão positiva expiratória final e manobras de recrutamento são recomendáveis.

Compensatory lung growth in autologus lobar implant after pneumonectomy in dogs

OBJETIVO: Avaliar se existe crescimento compensatório pulmonar em transplante lobar e verificar se este crescimento é semelhante ao que ocorre após lobectomia. MÉTODOS: Foram utilizados 48 cães, distribuídos em 3 grupos (G1=controle, G2=lobectomia cranial esquerda e G3=pneumonectomia com reimplante do lobo caudal esquerdo). Após 5 meses da cirurgia, os animais foram submetidos à cintilografia pulmonar e a seguir sacrificados para estudo morfométrico pulmonar. RESULTADOS: Os resultados mostraram que não existe correlação da cintilografia nem com a massa nem com o volume do pulmão. Houve crescimento compensatório em massa e volume residual nos dois grupos operados, tanto no pulmão contralateral como no ipsilateral à cirurgia, não existindo até os 5 meses de estudo compensação em capacidade pulmonar total, nem em complacência pulmonar no lobo caudal remanescente do G2 e no lobo caudal reimplantado do G3, havendo maior prejuízo para o lobo reimplantado. Como estudos prévios mostram que o crescimento compensatório pulmonar se inicia com aumento da massa e do volume residual, e que a complacência é compensada posteriormente, este estudo parece ter documentado o início do crescimento compensatório, sendo a complacência pulmonar o fator limitante do crescimento compensatório após 5 meses de estudo. CONCLUSÃO: Conclui-se que existe crescimento compensatório tanto no lobo reimplantado como no pulmão contralateral, mas a complacência ainda encontra-se reduzida. O crescimento compensatório foi semelhante nos dois grupos, mas a complacência do lobo implantado está mais prejudicada.

O run away como método para estimar-se parâmetros de mecânica respiratória durante a ventilação assistida proporcional não invasiva: estudo em um modelo mecânico / The run away as a method to estimate respiratory system mechanics during noninvasive PAV ventilation: a bench study

Para avaliar se o run away pode estimar precisamente parâmetros de mecânica respiratória, usou-se um modelo mecânico que simulou diferentes volumes correntes. Dois ventiladores no modo PAV foram utilizados. Os resultados foram comparados com os valores reais da resistência e elastância do sistema respiratório calculados através da ventilação volume controlada com pausa inspiratória. Os resultados mostraram que o “run away” subestima a elastância e superestima a resistência / In order to evaluate if run away can precisely estimate pulmonary mechanics during noninvasive PAV ventilation, a lung model was used simulating different tidal volumes. Two ventilators with PAV mode were used. The results were compared with the real values of elastance and resistance calculated through the volume controlled ventilation with inspiratory pause. The results showed that run away under estimated the real respiratory system’s elastance and over estimated the resistance...

The effects of positive end-expiratory pressure on respiratory system mechanics and hemodynamics in postoperative cardiac surgery patients

We prospectively evaluated the effects of positive end-expiratory pressure (PEEP) on the respiratory mechanical properties and hemodynamics of 10 postoperative adult cardiac patients undergoing mechanical ventilation while still anesthetized and paralyzed. The respiratory mechanics was evaluated by the inflation inspiratory occlusion method and hemodynamics by conventional methods. Each patient was randomized to a different level of PEEP (5, 10 and 15 cmH2O), while zero end-expiratory pressure (ZEEP) was established as control. PEEP of 15-min duration was applied at 20-min intervals. The frequency dependence of resistance and the viscoelastic properties and elastance of the respiratory system were evaluated together with hemodynamic and respiratory indexes. We observed a significant decrease in total airway resistance (13.12 + or - 0.79 cmH2O l-1 s-1 at ZEEP, 11.94 + or - 0.55 cmH2O l-1 s-1 (P<0.0197) at 5 cmH2O of PEEP, 11.42 + or - 0.71 cmH2O l-1 s-1 (P<0.0255) at 10 cmH2O of PEEP, and 10.32 + or - 0.57 cmH2O l-1 s-1 (P<0.0002) at 15 cmH2O of PEEP). The elastance (Ers; cmH2O/l) was not significantly modified by PEEP from zero (23.49 + or - 1.21) to 5 cmH2O (21.89 + or - 0.70). However, a significant decrease (P<0.0003) at 10 cmH2O PEEP (18.86 + or - 1.13), as well as (P<0.0001) at 15 cmH2O (18.41 + or - 0.82) was observed after PEEP application. Volume dependence of viscoelastic properties showed a slight but not significant tendency to increase with PEEP. The significant decreases in cardiac index (l min-1 m-2) due to PEEP increments (3.90 + or - 0.22 at ZEEP, 3.43 + or - 0.17 (P<0.0260) at 5 cmH2O of PEEP, 3.31 + or - 0.22 (P<0.0260) at 10 cmH2O of PEEP, and 3.10 + or - 0.22 (P<0.0113) at 15 cmH2O of PEEP) were compensated for by an increase in arterial oxygen content owing to shunt fraction reduction from 22.26 + or - 2.28 at ZEEP to 11.66 + or - 1.24 at PEEP of 15 cmH2O (P<0.0007). We conclude that increments in PEEP resulted in a reduction of both airway resistance and respiratory elastance. These results could reflect improvement in respiratory mechanics. However, due to possible hemodynamic instability, PEEP should be carefully applied to postoperative cardiac patients

Novo método para mediçäo de resistência e complacência do sistema respiratório: análise de sensibilidade / New method to resistance and compliance meassurement of the respiratory system: sensibility analysis

O presente estudo pretente verificar a confiabilidade das estimativas de resistência e complacência do sistema respiratório obtidas resolvendo-se a expressão matemática do modelo unicompartimental ao qual foi adicionada uma carga de perfil parabólico durante expiração passiva. Para sinal de fluxo com ruído de desvio padrão igual a 0,01 l/s a incerteza dos resultados foi menor que 8 por cento dos valores reais.

Mínimos quadrados aplicados à identificaçäo de parâmetros da mecânica respiratória: identificaçäo de mecânica respiratória pelo método de mínimos quadrados / Mean square applied to identify the mechanics respiratory parameters: identification the respiratory mechanics by Mean square method

A técnica de mínimos quadrados aplicada à identificação da mecânica do sistema respiratório (SR) baseado num modelo unicompartimental simples é discutida neste trabalho. Os resultados mostram que apenas o PEEP (pressão positiva ao fim da expiração) é sempre bem identificado. Em alguns casos, a complacência dinâmica também pode ser bem determinada. O método pode se prestar bem para a monitorização contínua do PEEP e da evolução do quadro clínico.

Value of static and dynamic compliance as monitoring parameters in mechanically ventilated patients with chronic obstructive pulmonary disease

This study was carried out 96 COPD patients with acute respiratory failure who were mechanically ventilated at the respiratory intensive care unit. The subjects were divided into two main groups. Group 1 included 51 patients who were successfully weaned from mechanical ventilator [i.e. survivors]. Group 2 was composed of 45 patients who died during mechanical ventilation [i.e. deceased]. Serial measurements of arterial blood gases and respiratory system compliance were obtained for all patients while being mechanically ventilated. After weaning from mechanical ventilation, pulmonary compliance and airway resistance were measured. The results were mentioned in details. Since it is difficult to predict from the clinical and the available functional assessments, which patient with acute respiratory failure complicating COPD will improve on mechanical ventilation, it is desirable to have certain parameters that can predict weaning outcome. The routine use of compliance in monitoring those patients whose clinical condition is critical or unstable is highly recommended