Robust, maintainable, emergency invasive mechanical ventilator. / Ventilador mecânico invasivo de emergência resistente e de fácil manutenção.

OBJECTIVE: To develop a simple, robust, safe and efficient invasive mechanical ventilator that can be used in remote areas of the world or war zones where the practical utility of more sophisticated equipment is limited by considerations of maintainability, availability of parts, transportation and/or cost. METHODS: The device implements the pressure-controlled continuous mandatory ventilation mode, complemented by a simple assist-control mode. Continuous positive airway pressure is also possible. The consumption of compressed gases is minimized by avoiding a continuous flow of oxygen or air. Respiratory rates and inspiration/expiration time ratios are electronically determined, and an apnea/power loss alarm is provided. RESULTS: The pressure profiles were measured for a range of conditions and found to be adjustable within a ± 2.5cmH2O error margin and stable well within this range over a 41-hour period. Respiratory cycle timing parameters were precise within a few percentage points over the same period. The device was tested for durability for an equivalent period of four months. Chemical and biological tests failed to identify any contamination of the gas by volatile organic compounds or microorganisms. A ventilation test on a large animal, in comparison with a well established ventilator, showed that the animal could be adequately ventilated over a period of 60 minutes, without any noticeable negative aftereffects during the subsequent 24-hour period. CONCLUSION: This ventilator design may be viable, after further animal tests and formal approval by the competent authorities, for clinical application in the abovementioned atypical circumstances.

OBJETIVO: Desenvolver um ventilador mecânico invasivo simples, resistente, seguro e eficiente que possa ser utilizado em áreas remotas do mundo ou zonas de guerra, em que a utilidade prática de equipamentos mais sofisticados é limitada por questões de manutenção, disponibilidade de peças, transporte e/ou custo. MÉTODOS: O dispositivo implementa o modo de ventilação mandatória contínua com pressão controlada, complementado por um simples modo assisto-controlado. Pode-se também utilizar a pressão positiva contínua nas vias aéreas. Ao se evitar o fluxo contínuo de oxigênio ou ar, minimiza-se o consumo de gases comprimidos. As taxas respiratórias e as relações de tempo de inspiração e expiração são determinadas eletronicamente. Além disso, conta com um alarme de apneia/falta de energia. RESULTADOS: Os perfis de pressão foram medidos para uma série de condições, sendo considerados ajustáveis dentro de uma margem de erro de ± 2,5cmH2O, e foram considerados bem estáveis dentro dessa variação durante um período de 41 horas. Os parâmetros de tempo do ciclo respiratório foram precisos dentro de alguns pontos percentuais durante o mesmo período. O dispositivo foi testado quanto à durabilidade por um período equivalente a 4 meses. Os testes químicos e biológicos não conseguiram identificar qualquer contaminação do gás por compostos orgânicos voláteis ou micro-organismos. Em comparação com um ventilador bem estabelecido, o teste de ventilação em um animal de grande porte mostrou que este poderia ser ventilado adequadamente durante um período de 60 minutos, sem quaisquer efeitos negativos perceptíveis durante o período subsequente de 24 horas. CONCLUSÃO: Este projeto de ventilador pode ser viável após novos testes em animais e aprovação formal pelas autoridades competentes, para aplicação clínica nas circunstâncias atípicas anteriormente mencionadas.

Ventilador mecânico invasivo de emergência resistente e de fácil manutenção / Robust, maintainable, emergency invasive mechanical ventilator

RESUMO Objetivo: Desenvolver um ventilador mecânico invasivo simples, resistente, seguro e eficiente que possa ser utilizado em áreas remotas do mundo ou zonas de guerra, em que a utilidade prática de equipamentos mais sofisticados é limitada por questões de manutenção, disponibilidade de peças, transporte e/ou custo. Métodos: O dispositivo implementa o modo de ventilação mandatória contínua com pressão controlada, complementado por um simples modo assisto-controlado. Pode-se também utilizar a pressão positiva contínua nas vias aéreas. Ao se evitar o fluxo contínuo de oxigênio ou ar, minimiza-se o consumo de gases comprimidos. As taxas respiratórias e as relações de tempo de inspiração e expiração são determinadas eletronicamente. Além disso, conta com um alarme de apneia/falta de energia. Resultados: Os perfis de pressão foram medidos para uma série de condições, sendo considerados ajustáveis dentro de uma margem de erro de ± 2,5cmH2O, e foram considerados bem estáveis dentro dessa variação durante um período de 41 horas. Os parâmetros de tempo do ciclo respiratório foram precisos dentro de alguns pontos percentuais durante o mesmo período. O dispositivo foi testado quanto à durabilidade por um período equivalente a 4 meses. Os testes químicos e biológicos não conseguiram identificar qualquer contaminação do gás por compostos orgânicos voláteis ou micro-organismos. Em comparação com um ventilador bem estabelecido, o teste de ventilação em um animal de grande porte mostrou que este poderia ser ventilado adequadamente durante um período de 60 minutos, sem quaisquer efeitos negativos perceptíveis durante o período subsequente de 24 horas. Conclusão: Este projeto de ventilador pode ser viável após novos testes em animais e aprovação formal pelas autoridades competentes, para aplicação clínica nas circunstâncias atípicas anteriormente mencionadas.

ABSTRACT Objective: To develop a simple, robust, safe and efficient invasive mechanical ventilator that can be used in remote areas of the world or war zones where the practical utility of more sophisticated equipment is limited by considerations of maintainability, availability of parts, transportation and/or cost. Methods: The device implements the pressure-controlled continuous mandatory ventilation mode, complemented by a simple assist-control mode. Continuous positive airway pressure is also possible. The consumption of compressed gases is minimized by avoiding a continuous flow of oxygen or air. Respiratory rates and inspiration/expiration time ratios are electronically determined, and an apnea/power loss alarm is provided. Results: The pressure profiles were measured for a range of conditions and found to be adjustable within a ± 2.5cmH2O error margin and stable well within this range over a 41-hour period. Respiratory cycle timing parameters were precise within a few percentage points over the same period. The device was tested for durability for an equivalent period of four months. Chemical and biological tests failed to identify any contamination of the gas by volatile organic compounds or microorganisms. A ventilation test on a large animal, in comparison with a well established ventilator, showed that the animal could be adequately ventilated over a period of 60 minutes, without any noticeable negative aftereffects during the subsequent 24-hour period. Conclusion: This ventilator design may be viable, after further animal tests and formal approval by the competent authorities, for clinical application in the abovementioned atypical circumstances.

Contribution of flow-volume curves to the detection of central airway obstruction.

OBJECTIVE: To assess the sensitivity and specificity of flow-volume curves in detecting central airway obstruction (CAO), and to determine whether their quantitative and qualitative criteria are associated with the location, type and degree of obstruction. METHODS: Over a four-month period, we consecutively evaluated patients with bronchoscopy indicated. Over a one-week period, all patients underwent clinical evaluation, flow-volume curve, bronchoscopy, and completed a dyspnea scale. Four reviewers, blinded to quantitative and clinical data, and bronchoscopy results, classified the morphology of the curves. A fifth reviewer determined the morphological criteria, as well as the quantitative criteria. RESULTS: We studied 82 patients, 36 (44%) of whom had CAO. The sensitivity and specificity of the flow-volume curves in detecting CAO were, respectively, 88.9% and 91.3% (quantitative criteria) and 30.6% and 93.5% (qualitative criteria). The most prevalent quantitative criteria in our sample were FEF50%/FIF50% ≥ 1, in 83% of patients, and FEV1/PEF ≥ 8 mL · L(-1) · min(-1), in 36%, both being associated with the type, location, and degree of obstruction (p < 0.05). There was concordance among the reviewers as to the presence of CAO. There is a relationship between the degree of obstruction and dyspnea. CONCLUSIONS: The quantitative criteria should always be calculated for flow-volume curves in order to detect CAO, because of the low sensitivity of the qualitative criteria. Both FEF50%/FIF50% ≥ 1 and FEV1/PEF ≥ 8 mL · L(-1) · min(-1) were associated with the location, type and degree of obstruction.

Contribution of flow-volume curves to the detection of central airway obstruction / Contribuicao da curva de fluxo-volume na deteccao de obstrucao da via aerea central

OBJECTIVE: To assess the sensitivity and specificity of flow-volume curves in detecting central airway obstruction (CAO), and to determine whether their quantitative and qualitative criteria are associated with the location, type and degree of obstruction. METHODS: Over a four-month period, we consecutively evaluated patients with bronchoscopy indicated. Over a one-week period, all patients underwent clinical evaluation, flow-volume curve, bronchoscopy, and completed a dyspnea scale. Four reviewers, blinded to quantitative and clinical data, and bronchoscopy results, classified the morphology of the curves. A fifth reviewer determined the morphological criteria, as well as the quantitative criteria. RESULTS: We studied 82 patients, 36 (44%) of whom had CAO. The sensitivity and specificity of the flow-volume curves in detecting CAO were, respectively, 88.9% and 91.3% (quantitative criteria) and 30.6% and 93.5% (qualitative criteria). The most prevalent quantitative criteria in our sample were FEF50%/FIF50% ≥ 1, in 83% of patients, and FEV1/PEF ≥ 8 mL . L–1 . min–1, in 36%, both being associated with the type, location, and degree of obstruction (p < 0.05). There was concordance among the reviewers as to the presence of CAO. There is a relationship between the degree of obstruction and dyspnea. CONCLUSIONS: The quantitative criteria should always be calculated for flow-volume curves in order to detect CAO, because of the low sensitivity of the qualitative criteria. Both FEF50%/FIF50% ≥ 1 and FEV1/PEF ≥ 8 mL . L–1 . min–1 were associated with the location, type and degree of obstruction. .

OBJETIVO: Verificar a sensibilidade e especificidade das curvas de fluxo-volume na detecção de obstrução da via aérea central (OVAC), e se os critérios qualitativos e quantitativos da curva se relacionam com a localização, o tipo e o grau de obstrução. MÉTODOS: Durante quatro meses foram selecionados, consecutivamente, indivíduos com indicação para broncoscopia. Todos efetuaram avaliação clínica, preenchimento de escala de dispneia, curva de fluxo-volume e broncoscopia num intervalo de uma semana. Quatro revisores classificaram a morfologia da curva sem conhecimento dos dados quantitativos, clínicos e broncoscopicos. Um quinto revisor averiguou os critérios morfológicos e quantitativos. RESULTADOS: Foram incluídos 82 doentes, 36 (44%) com OVAC. A sensibilidade e especificidade da curva de fluxo-volume na detecção de OVAC foram, respectivamente, de 88,9% e 91,3% (critérios quantitativos) e de 30,6% e 93,5% (critérios qualitativos). Os critérios quantitativos mais frequentes na amostra foram o FEF50%/FIF50% ≥ 1 em 83% e o VEF1/PFE ≥ 8 mL . L–1 . min–1 em 36% dos doentes, e ambos se relacionaram com o tipo, a localização e o grau de obstrução (p < 0,05). Houve concordância dos revisores quanto à existência ou não de OVAC. Existe relação entre o grau de obstrução e o de dispneia. CONCLUSÕES: Os critérios quantitativos devem ser sempre calculados nas curvas de fluxo-volume de forma a detectar OVAC, dado a baixa sensibilidade dos critérios qualitativos. Os critérios FEF50%/FIF50% ...