Protótipo didático automatizado de ventilação pulmonar exibe uma simulação de variações de pressão intratorácica durante a função diafragmática / Automated didactic prototype of pulmonary ventilation exhibits a simulation of intrathoracic pressure variations during diaphragmatic function

RESUMO

O movimento do ar do ambiente para os alvéolos é um fenômeno vital e complexo que ocorre devido às variações nas pressões intratorácicas e nas vias aéreas em relação à atmosfera. A construção de protótipos didáticos pode minimizar a abstração necessária nestes fenômenos in vivo. Neste estudo, automatizamos um protótipo didático de ventilação pulmonar já descrito na literatura para simular e exibir variações na pressão intratorácica durante a função diafragmática. Um protótipo de ventilação pulmonar (PV) foi produzido com materiais recicláveis, e automatizado adaptando um sensor de pressão no sistema para gerar curvas de pressão em função do tempo durante a simulação da função diafragmática. A tração descendente do êmbolo automatizado induzida pelo servomotor (como o diafragmático) reduziu a pressão dentro da garrafa (intratorácica), e esta variação pode ser observada graficamente em uma interface de computador enquanto o balão foi expandido, e o ar atmosférico invadiu seu interior. Conclusão: A incorporação da tecnologia em um protótipo PV simples permitiu uma demonstração segura e simulada de como o diafragma induz a variação da pressão intratorácica em relação à atmosfera concomitantemente com a deformação pulmonar que ocorre durante a inspiração e a exalação.

ABSTRACT

The movement of air from the environment to the alveoli is a vital and complex phenomenon that occurs due to variations in intrathoracic and airway pressures in relation to the atmosphere. The construction of didactic prototypes can minimize the abstraction required in these in vivo phenomena. In this study, we automated a didactic prototype of pulmonary ventilation already described in literature to simulate and exhibit variations in intrathoracic pressure during diaphragmatic function. A pulmonary ventilation (PV) prototype was produced with recyclable materials, and automated by adapting a pressure sensor in the system to generate pressure curves as a function of time during the simulation of diaphragmatic function. The automated plunger's downward traction induced by the servomotor (such as diaphragmatic) reduced the pressure inside the bottle (intrathoracic), and this variation can be observed graphically on a computer interface while the balloon was expanded, and atmospheric air invaded its interior. Conclusion: The incorporation of technology into a simple PV prototype allowed a safe and simulated demonstration of how the diaphragm induces the variation of the intrathoracic pressure in relation to the atmosphere concomitantly with the pulmonary deformation that occurs during inspiration and exhalation.