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

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

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

Efeitos de técnicas respiratórias no clearance mucociliar, força e fluxo expiratório no pós-operatório de revascularização do miocárdio / Effects of respiratory techniques in the mucociliary clearance, strength and expiratory flow in the post-operative myocardial revascularization

Introdução: Técnicas respiratórias são fundamentais no pós-operatório de cirurgia cardíaca a fim de reduzir complicações pós-operatórias. Objetivos: Comparar duas técnicas de fisioterapia respiratória no clearance mucociliar, força muscular respiratória e obstrução de vias aéreas após cirurgia cardíaca. Métodos: Foram avaliados 32 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio, alocados para o grupo respiração por pressão positiva intermitente ou para o grupo exercício de respiração profunda. As avaliações foram compostas de: força muscular respiratória (pressão expiratória máxima e da pressão inspiratória máxima), pico de fluxo respiratório e clearance mucociliar (através do teste do tempo de transito da sacarina, expresso em minutos); e realizadas em três momentos: pré-operatório e pós-operatório antes e após a aplicação das técnicas. Resultados: Na análise do transporte mucociliar, força muscular respiratória e pico de fluxo expiratório, a comparação entre os momentos antes e após a aplicação das técnicas não apresentaram diferenças significativas (transporte mucociliar: p = 0,3844, Pimáx p = 0,2244; Pemáx p = 0,4968; Peak flow p = 0,8383). Nas análises individuais de cada grupo, puderam ser observadas diferenças significativas nas variáveis de força muscular respiratória e pico de fluxo expiratório (p<0.0001). Conclusão: Não foram observadas diferenças significativas entre as técnicas, porém foram eficientes no clearance mucociliar, força muscular e pico de fluxo expiratório quando avaliadas separadamente.

Introduction: Respiratory techniques are fundamental in the postoperative period of cardiac surgery in order to reduce postoperative complications. Objectives: The aim of this study was to compare two techniques of respiratory physiotherapy in mucociliary clearance, respiratory muscle strength and airway obstruction after cardiac surgery. Methods: Thirty-two patients undergoing coronary artery bypass grafting were assigned to the intermittent positive pressure group or to the deep breathing exercise group. The evaluations were composed of: respiratory muscle strength (maximal expiratory pressure and maximal inspiratory pressure), peak respiratory flow and mucociliary clearance (through the saccharine transit time test, expressed in minutes); And performed in three moments: preoperative and postoperative before and after the application of the techniques. Results: In the analysis of mucociliary transport, respiratory muscle strength and peak expiratory flow, the comparison between the moments before and after the application of the techniques did not present significant differences (mucociliary transport: p = 0.3844, Pimax p = 0.2244; = 0.4968; Peak flow p = 0.8383). In the individual analyzes of each group, significant differences were observed in the variables of respiratory muscle strength and peak expiratory flow (p <0.0001). Conclusion: There were no significant differences between the techniques, but were efficient in mucociliary clearance, muscle strength and peak expiratory flow when evaluated separately.

Variações da pressão inspiratória máxima e pressão expiratória máxima a partir da capacidade residual funcional ou da capacidade pulmonar total e volume residual em indivíduos normais / Variaciones de la presión inspiratoria máxima y de la presión espiratoria máxima desde la capacidad funcional residual o el volumen pulmonar total y el volumen residual en individuos normales / Variations of maximal inspiratory pressure and maximal expiratory pressure from residual functional capacity or total pulmonary capacity and residual volume in normal individuals

O objetivo deste trabalho foi verificar se existe variação nos dois métodos distintos que auxiliam a avaliação da pressão inspiratória máxima (Pimax) e pressão expiratória máxima (Pemax). Recrutamos 41 indivíduos voluntários, tendo como critério de inclusão faixa etária de 20-59 anos, ambos os sexos, índice de massa corpórea 18 a 29,9 kg/m2 e critérios de exclusão: tabagistas, doenças pulmonares crônicas, infecções de vias aéreas superiores e inferiores no último ano, doenças neuromusculares, deformidades torácicas e IMC > 30 kg/m2. A pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética do CentroUniversitário São Camilo; os voluntários assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido. Utilizou-se um manovacuômetro da marca Gerar, bocais, traquéias e clamp nasal de plástico. Observamos nos resultados de comparação entre as médias dos diferentes métodos p > 0,001 para a Pimax e Pemax. A média da Pimax a partir do VR e CRF foi, respectivamente, de 96,10 e 78,78 cm H2O, com um desvio-padrão de respectivamente 32,70 e 27,50 cm H2O. Entre Pemax, a partir da CPT e CRF, notou-se, respectivamente, uma média de 115,37 e 93,90 cm H2O, com um desvio-padrão de, respectivamente, 37,95 e 33,08 cm H2O. Houve diferença significativa dos valores obtidos da Pimax a partir da CRF e VR e da Pemax a partir da CRF e CPT, sendo que o método a partir da CRF subestima a Pimax em relação à medida feita a partir do VR, assim como subestima a Pemax em relação a CPT. Concluímos que um método não pode substituir o outro sem perda de informações.

The aim of this work was to verify if there exist variations in the two distinct methods that assist the evaluation of maximal inspiratory pressure (PImax) and maximal expiratory pressure (PEmax). We enlisted 41 voluntary individuals, both male and female, having as inclusion criteria age (20-59 years), body mass index (18-29,9 kg/m2) and exclusion criteria be a chronic smoker, having lung illnesses, thoracic infections of superior and inferior aerial ways in the last year, neuromuscular illnesses, deformities, and BMI > 30 kg/m2. The research was approved by the Committee of Ethics of the University Center São Camilo; the volunteers had signed the term of free and informed consent. We used a Gerar manuvacuometer, bocals, tracheas and plastic nasal clamps. We observe in results of the comparison of averages of the different methods p < 0.001 both for PImax and PEmax. PImax average from VR and CRF was, respectively, 96.10 and 78.78 cm H2O, with a standard deviation of respectively 32.70 and 27.50 cm H2O. Between Pemax, from CPT and CRF, it was noticed, respectively, a average of 115.37 and 93.90 cm H2O, with a standard deviation of, respectively, 37.95 and 33.08 cm H2O. There was a significant difference in PImax values from CRF and VR and those of PEmax from CRF and CPT, and the method based on CRF underestimates Imax in relation to the measure done with VR, as well as underestimates PEmax in relation to CPT. We conclude that a method cannot substitute the ther without loss of information.

Este trabajo intenciona verificar si existen variaciones en los dos métodos distintos que asisten a la evaluación de la presión inspiratoria máxima (PImax) y de la presión espiratoria máxima (PEmax). Alistamos a 41 individuos voluntarios, varones y hembras, teniendo como criterios de inclusión la edad (20-59 años), el índice de masa corporal (18-29.9 kilos/m2) y criterios de exclusión ser fumador crónico, tener enfermedades del pulmón, infeccionestorácicas de vías aéreas superiores e inferiores en el año anterior, enfermedades neuromusculares, deformidades, y IMC > 30 kilos/m2. La investigación fue aprobada por el Comité de Ética del Centro Universitario São Camilo; los voluntarios firmaran el Término de Consentimiento Previo, Libre e Informado. Utilizamos un manovacuómetro Gerar, bocales, traqueas y abrazaderas nasales plásticas. Observamos en los resultados de la comparación de las medias e los diferentes métodos p < 0.001 de PImax y de PEmax. La medio de PImax con VR y de CRF fue, respectivamente, 96.10 y 78.78 cm H2O, con una esviación estándar de respectivamente 32.70 y 27.50 cm H2O. Entre Pemax con CPT y CRF, fueran notadas, respectivamente, una media de 115.37 y 93.90 cm H2O, con una desviación estándar de, respectivamente, 37.95 y 33.08 cm H2O. Hubo una diferencia significativa en los valores de PImax con CRF y VR y de los de PEmax con CRF y CPT, y el método basado en CRF subestima la PImax en lo referente a la medida hecha con VR, así como subestima PEmax en lo referente a CPT. Concluimos que un método no puede substituir el otro sin la pérdida de información.