A concretização do monitoramento da · 2019-11-12 · monitoramento pulmonar por região, na perfusão pulmonar, na análise da função cardíaca, da função neurológica, na

Tomografia de impedância elétrica:A concretização do monitoramento da ventilação regional2.ª edição

Eckhard Teschner Michael Imhoff Steffen Leonhardt

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Tomografia De impeDância eléTrica

Tomografia de impedância elétrica:A concretização do monitoramento da ventilação regional 2.ª edição

Eckhard Teschner Michael Imhoff Steffen Leonhardt

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EdiçãoDrägerwerk ag & co. Kgaamoislinger allee 53–55D-23542 lübeck, alemanhawww.draeger.com

Observações importantes

esta publicação tem propósito exclusivamente educacional, não substituindo as instruções de uso. antes de utilizar a técnica de Tie (tomografia de impedância elétrica), as instruções de uso correspondentes devem ser sempre lidas e seguidas.

o conhecimento médico está sujeito a constantes mudanças como resultado de pesquisas e experiências clínicas. os autores desta publicação tomaram extremo cuidado para garantir que todas as informações fornecidas, em especial sobre as aplicações e os efeitos, eram atuais na data da publicação. esse cuidado, ainda assim, não isenta os leitores da obrigação de tomarem as medidas clínicas sob sua responsabilidade.

o uso de nomes registrados, marcas comerciais, etc. nesta publicação não implica, mesmo na ausência de uma declaração específica, que esses nomes ou marcas estão isentas das leis e regulamentações de proteção relevantes.

Drägerwerk ag & co. Kgaa reserva-se todos os direitos, especialmente o direito de reprodução e distribuição. nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou armazenada de qualquer forma em meios mecânicos, eletrônicos ou fotográficos sem a permissão prévia por escrito da Drägerwerk ag & co. Kgaa.


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ÍndicE

1. Prefácio 6

2. Introdução 9

3. HistóriadaTIE 12

4. PrincípiosdeTIEaplicadospeloPulmoVista®500daDräger 19

5. InformaçõesclínicasobtidasapartirdoPulmoVista®500daDräger 34

6. Exemplosdeutilizaçãoclínica 49

7. Indicaçõesecontraindicações 57

8. ConsideraçõessobreainterpretaçãodedadosdaTIE 62

9. Estudosdevalidação 72 Estudoscomanimais 72 Estudoscompacientes 75

10. Estudosobservacionais,experimentaiseclínicos 78

11. ÍndicesnuméricosderivadosdaTIE 88

12. TIEparaorientaçãodaterapiarespiratória 93

13. Umabuscaporconsenso 95

14. ExemplosdeimagensdestatusdaTIE 96

15. Perspectivas 106

AnexoI:Referênciasbibliográficas 108AnexoII:Determinandoaimpedânciabiológicadopulmão 123AnexoIII:Glossário 133

Tomografia De impeDância eléTrica | 1. prefácio

Esta publicação acompanha a introdução da tomografia de impedância elétrica (TIE) como uma aplicação clínica para o monitoramento da função pulmonar por região, especialmente para pacientes em terapia intensiva.Neste contexto, quatro perguntas precisam ser respondidas:

Por que introduzir a TIE como técnica de imagem suplementar na medicina?Que informações podem ser obtidas através da TIE?Que benefícios clínicos podem ser esperados?Por que foram precisos cerca de 30 anos para se desenvolver dispositivos clínicos adequados?

Hoje, os médicos estão acostumados a melhorias rápidas nas técnicas de imagem de alta resolução, como tomógrafos de 128 cortes, métodos de ressonância magnética funcional, SPECT e ultrassonografia 3D. Precisamos da TIE, com sua resolução local limitada, como ferramenta adicional?A resposta principal é que a TIE, por um lado, fornece imagens baseadas em informações novas e diferentes, como propriedades elétricas do tecido. Por outro lado, pode ser utilizada ao lado do leito como ferramenta de monitoramento contínuo, uma vez que necessita apenas de dispositivos pequenos e não expõe o paciente, nem o operador, a radiação ionizante. Essas oportunidades justificam a busca por áreas de aplicação nas quais a TIE ajuda a melhorar os cuidados médicos.

A TIE foi introduzida no início dos anos 80 por Barber e Brown. Pouco depois, uma vasta gama de possíveis aplicações médicas foi sugerida, desde o esvaziamento gástrico até a monitorização da função cerebral, ou da aquisição de imagens da mama até a avaliação da função pulmonar.O nosso grupo, que teve a oportunidade de trabalhar com versões iniciais do sistema, previu, com base nas nossas próprias experiências, que o maior benefício médico da TIE estaria no monitoramento da função pulmonar por

1. prefácio

região em pacientes em terapia intensiva. Antes da TIE ser disponibilizada como ferramenta de monitoramento no leito, a distribuição heterogênea de lesões pulmonares, p.ex., no caso de pacientes com SARA (síndrome da angústia respiratória aguda), só era detectável fora da UTI, por tomografia computadorizada ou técnicas que não envolviam o uso de imagem, como a técnica MIGET, de eliminação de múltiplos gases inertes. A TIE é o único método capaz de mostrar diretamente se regiões pulmonares fechadas podem ser abertas por uma manobra de recrutamento e ser mantidas abertas por configurações otimizadas do ventilador, tudo com o objetivo de minimizar o risco de LPAV (lesão pulmonar associada à ventilação mecânica).

Alguns dos grandes problemas dos primeiros sistemas de TIE eram a sua baixa sensibilidade e a sua susceptibilidade a interferências de sinal nos ambientes clínicos. A única forma de se obter tomografias pulmonares e imagens de ventilação aceitáveis era empregar manobras de inspiração máxima e pausa expiratória, o que não se aplica a pacientes em terapia intensiva. As imagens não ofereciam informações válidas sobre o status pulmonar do paciente. A maior parte do interesse de pesquisa no desenvolvimento da TIE focou-se na extensão da tecnologia a sistemas multifrequência que pudessem fornecer informações especiais sobre as propriedades do tecido, a introdução de novos algoritmos de reconstrução de imagens ou imagens 3D. A meta menos extraordinária, porém indispensável, de melhorar a qualidade da aquisição de sinal não estava no centro das atividades.

As deficiências dos sistemas de TIE existentes foram a motivação do nosso grupo para aumentar a sensibilidade e disponibilizar sistemas de TIE melhorados para estudos clínicos de questões científicas. Uma grande vantagem foi a oportunidade que tivemos em termos de desenvolvimento técnico, experimentos de validação em animais, estudos com voluntários e pesquisa com pacientes através da afiliação do nosso grupo ao Centro de Anestesiologia e Cuidados Intensivos do Hospital Universitário em Göttingen. Essas condições especiais facilitaram o desenvolvimento da TIE e a aproximaram muito do uso clínico prático, uma vez que reuniam todos os

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Tomografia De impeDância eléTrica | 1. prefácio

fatores essenciais para melhorar a tecnologia e desenvolvê-la ainda mais para uso no ambiente clínico.

Outro passo significativo foi a colaboração com empresas comerciais que se destacavam como líderes em tecnologias de ventilação. Mesmo com o comprometimento dessas empresas, e o investimento financeiro substancial que fizeram, foram necessários muitos anos para melhorar o hardware do sistema, realizar estudos de validação e desenvolver um software simples, mas de confiança, para que a TIE pudesse ser utilizada de forma ampla e bem-sucedida no contexto clínico. Esta publicação contará a história do considerável período de tempo que foi dedicado ao emprego e à validação em pacientes em muito mais detalhes.

A avaliação final das promissoras indicações da TIE e do seu estabelecimento no trabalho clínico de rotina resultará da experiência de uma comunidade crítica, porém construtiva, de futuros usuários dessa tecnologia.

Prof. Gerhard Hellige

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Hellige, nascido em 1943 em Berlin, alemanha, foi, até a sua aposentadoria em 2008, chefe do Departamento de pesquisa em anestesiologia do centro de anestesiologia e Vice-Diretor da faculdade de medicina da Universidade de göttingen.

liderou diversos projetos de pesquisa sobre a validação experimental e clínica da Tie e presidiu diversos conselhos executivos, como o módulo cardiolab da estação espacial internacional (iSS) e o comitê de Tecnologias de medição na medicina do ministério de pesquisa e Tecnologia da alemanha.

A lesão pulmonar aguda (LPA) é uma complicação muito comum na terapia intensiva. Já foi demonstrado que o uso de ventilação mecânica com parâmetros não adequados às necessidades individuais do pulmão doente pode levar a lesões das estruturas celulares do tecido pulmonar. Como consequência, a permeabilidade vascular e alveolar aumenta, e ocorre a formação de um edema intersticial. Devido ao peso aumentado do pulmão, poderá ocorrer colapso alveolar principalmente nas regiões dependentes, resultando em uma hipoxemia arterial ainda mais grave.[1]

A ventilação protetora pulmonar é capaz não apenas de prevenir lesões mecânicas, mas também de reduzir os riscos de induzir a liberação sistêmica de citocinas, associada ao desenvolvimento de falência de múltiplos órgãos.[2, 3, 4] É por isso que, ao longo das últimas décadas, os médicos têm buscado estratégias para otimizar o recrutamento alveolar, manter o pulmão aberto e limitar a hiperdistensão pulmonar.

No entanto, encontrar os ajustes ideais de PEEP (pressão expiratória final positiva) e de volume corrente para cada paciente continua a ser um desafio constante na prática clínica.[5, 6]

Os médicos têm avaliado, há mais de 30 anos, diversas abordagens e dispositivos de monitoramento para auxiliar no controle da ventilação Como o pulmão do paciente com LPA apresenta propriedades heterogêneas, os parâmetros globais refletindo o estado do pulmão como um todo não se mostraram suficientes para auxiliar na orientação de uma ventilação pulmonar protetora.[7, 8]

A TC (tomografia computadorizada) revela o problema subjacente de se tratar pacientes somente com parâmetros globais. A figura 1 mostra um corte de pulmão de um paciente com LPA com regiões não aerada, mal aerada,

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2. introdução

Tomografia De impeDância eléTrica | 2. inTroDUção

normalmente aerada e hiperinflada. A fim de alcançar uma distribuição mais homogênea do volume corrente e manter o pulmão o mais aberto possível, tem-se sugerido que as configurações da terapia sejam feitas com base em informações regionais do pulmão.[9, 10, 11]

Embora a tomografia computadorizada forneça informações regionais detalhadas do pulmão, ela não é adequada, por razões óbvias, para o monitoramento regional contínuo no leito e, portanto, não pode ser utilizada para orientar o ajuste de rotina das configurações do ventilador.

fig. 1: imagem de Tc mostrando regiões do pulmão hiperinflada (a), normalmente aerada (B), mal aerada (c) e não aerada (D)

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A tomografia de impedância elétrica (TIE) despontou como uma nova modalidade para o monitoramento não invasivo (e livre de radiação) da função pulmonar por região. Com o PulmoVista 500 da Dräger, essa ferramenta única está agora disponível como um produto maduro e clinicamente viável pela primeira vez.

A TIE é uma ferramenta complementar a técnicas radiológicas estabelecidas e métodos convencionais de monitoramento pulmonar, podendo ser empregada para visualizar a função pulmonar continuamente no leito e, assim, avaliar instantaneamente os efeitos de manobras terapêuticas sobre a distribuição da ventilação regional.

O propósito desta publicação é oferecer uma visão geral dos aspectos tecnológicos e aplicações clínicas da TIE, da aparência das imagens geradas, dos parâmetros que podem ser obtidos e das situações clínicas nas quais ela pode ser utilizada.

Foi escrita para o médico que deseja compreender bem a tecnologia, mas também poderá servir como uma fonte de informação valiosa para cientistas e engenheiros.

Como acontece com toda nova modalidade, a TIE e suas aplicações clínicas evoluirão com o tempo. Se esta publicação contribuir para a nossa compreensão dessa nova abordagem de monitoramento da função pulmonar, acelerando assim essa evolução, então a sua missão terá sido cumprida.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 3. HiSTória Da Tie

Desde que o primeiro aparelho de TIE (Sheffield Mark I) foi desenvolvido por Barber e Brown, no início dos anos 80, a tecnologia tem recebido uma atenção cada vez maior na comunidade científica. Em meados dos anos 90, mais de 30 grupos de pesquisa já estavam ativamente envolvidos em pesquisas relacionadas com a TIE. Os primeiros aparelhos de TIE, embora tecnologicamente limitados, foram empregados de maneira exemplar em diversas áreas científicas, como na monitoração do esvaziamento gástrico, no monitoramento pulmonar por região, na perfusão pulmonar, na análise da função cardíaca, da função neurológica, na quantificação de líquido pulmonar e no rastreamento do câncer de mama.

Em meados dos anos 90, o grupo de TIE de Göttingen, representado por G. Hellige e G. Hahn, havia desenvolvido um protótipo predominantemente digital (GOE MF II, Fig. 2), que representou um avanço em relação ao sistema Sheffield Mark II. Foi o primeiro sistema de TIE do mundo adequado para o

3. História da Tie

fig. 2: Sistema goe mf ii fig. 3: primeira imagem de Tie de 2001, feita na Dräger, usando o goe mf ii

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uso (e sistematicamente usado) em estudos experimentais de validação em animais, estudos fisiológicos com voluntários e pesquisas clínicas. O GOE MF II foi especificamente projetado para a análise da distribuição do volume corrente e foi utilizado principalmente para avaliar a capacidade da TIE de monitorar a função pulmonar por região.

Em 2001, o grupo de TIE de Göttingen e a Dräger iniciaram uma troca de experiências científicas no campo da TIE, com o objetivo mútuo de melhorar a tecnologia, o design e o software, de forma a facilitar o uso de monitores de TIE da função pulmonar, não apenas em pesquisas experimentais, mas também na prática clínica diária. As medições iniciais com voluntários e a subsequente reconstrução de imagens de TIE funcionais foram realizadas na Dräger em 2001 (fig. 3 e 4).

A primeira grande tarefa, durante a fase inicial dessa colaboração, foi

LiVROS SOBRE TiE

em 1993, Holder publicou um livro sobre as aplicações clínicas e fisiológicas da Tie, que reuniu os resultados da primeira conferência totalmente dedicada à Tie (realizada em 1992, na royal Society em londres).[12]

Todos os estudos que Holder apresentou no seu livro foram realizados com o Sheffield mark i ou sistemas derivados dele.

em 2004, Holder publicou um segundo livro sobre Tie, no qual foram descritos o estado de algoritmos de reconstrução e os desenvolvimentos em termos de hardware.[13]

ele também apresentou e discutiu, de forma bastante detalhada, o uso experimental da Tie em áreas clínicas específicas.

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fig. 4: primeiras imagens de ventilação feitas com o goe mf ii

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entender por que razão a TIE ainda não havia encontrado um lugar na prática clínica, mesmo já tendo mais de 20 anos de história à época, e mesmo depois dos resultados de todos os estudos experimentais terem indicado seus enormes benefícios clínicos em potencial do monitoramento pulmonar por região.

Logo se tornou óbvio que a falta de adoção da TIE como uma ferramenta clínica viável estava intimamente relacionada à experiência daqueles que tentaram utilizá-la no contexto clínico. Os aparelhos de TIE daquela época ainda não eram suficientemente adaptados à necessidades do “mundo real”

fig. 5: Um tomógrafo histórico da emi

HiSTóRiA dA Tc

a título de comparação, a tomografia computadorizada (Tc) foi inventada em 1967 por g. n. Hounsfield, um engenheiro britânico que trabalhava para a emi (gravadora que comercializou os discos dos Beatles). o primeiro protótipo (fig. 5), dedicado a produzir imagens do cérebro e concluído em 1971, tinha uma resolução de 80 × 80 pixels. o primeiro sistema de Tc comercial, o SireTom, foi desenvolvido pela Siemens e lançado em 1974. nos anos que se seguiram, a Tc se estabeleceu rapidamente como

modalidade de diagnóstico em todo o mundo. portanto, a história da tomografia computadorizada parece apenas cerca de 10 anos mais antiga que a da Tie.

até a introdução do Dräger pulmoVista® 500, o emprego da Tie no monitoramento da função pulmonar por região limitava-se a um número crescente, mas ainda pequeno, de especialistas e grupos de pesquisa. esses grupos continuam a investigar a tecnologia de Tie no contexto de vários estudos científicos. entretanto, olhando para trás, parece que o “caminho até o Santo graal”[14] foi muito mais longo que o previsto inicialmente.

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das UTIs. Isso se devia, principalmente, a limitações específicas do design desses equipamentos:

– As propriedades bioelétricas intratorácicas sofrem alterações muito leves devido à ventilação. Na superfície corporal, isso pode ocasionar alterações de tensão inferiores a 100 µV. Em 2001, os componentes mais cruciais dos aparelhos de TIE haviam sido desenvolvidos somente até um ponto no qual poderiam ser utilizados de forma confiável em estudos com animais e seres humanos sadios, mas não em todos os pacientes em terapia intensiva. Porém, os pacientes que apresentam, p.ex., edema pulmonar, cujas medições podem ser complicadas, são exatamente aqueles com a maior probabilidade de se beneficiarem do monitoramento com TIE.

– Nos sistemas de TIE anteriores, era preciso fixar 16 eletrodos de ECG ao tórax do paciente e depois conectar cada um deles ao cabo correspondente (fig. 6). Isso resultava em um tempo de preparação de pelo menos

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fig. 6: aplicação de eletrodos de ecg para a realização de medições de Tie em um paciente em terapia intensiva

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20 minutos [15] antes que as medições da TIE pudessem ser iniciadas.Estava claro que o uso clínico cotidiano exigiria um método mais eficaz de aplicação dos eletrodos.

– Vários software de TIE haviam sido desenvolvidos para lidar com questões científicas e identificar parâmetros relevantes, mas todas as ferramentas eram projetados para uso offline, o que não permitia que os médicos fizessem interpretações de dados on-line diretamente no leito do paciente.

KiT dE AVALiAçãO dE TiE 2

Em 2006, a Dräger havia acabado de desenvolver uma série limitada de protótipos de TIE (Kit de avaliação de TIE 2, fig. 8). O design buscava solucionar vários dos obstáculos identificados em relação à aquisição de dados e usabilidade clínica.

– A parte eletrônica relacionada a aquisição de dados e os cabos do paciente foram totalmente reprojetados, para alcançar medições confiáveis e com qualidade suficiente de sinal, mesmo em pacientes com fluido nos pulmões e volumes correntes baixos, nos quais os sistemas anteriores de TIE haviam falhado.

– Foi desenvolvida uma cinta de eletrodos (fig. 7), que tornou a aplicação e manutenção dos eletrodos muito mais simples. A superfície dos eletrodos também foi ampliada, melhorando a estabilidade do contato pele–eletrodo e tornando as medições da TIE muito mais confiáveis e possíveis de serem feitas por períodos mais longos.

– Além disso, os cabos MonoLead™, que já haviam sido introduzidos com sucesso pela Dräger em ECGs, foram adaptados para a nova cinta de eletrodos. Assim, os cabos podiam ser conectados à cinta antes de serem aplicados no paciente. Como aconteceu com a cinta, o cabo também contribuiu de forma significativa para melhorar a qualidade do sinal, em comparação com os cabos simples usados anteriormente.

– A experiência da Dräger em design de programas e interface do usuário também foi empregada no desenvolvimento do software do Kit de avaliação de TIE 2. Ao contrário dos sistemas anteriores, o Kit de avaliação de TIE 2 tornou possível a exibição contínua de imagens e formas de onda. A interface do usuário foi projetada segundo os princípios usados nas interfaces gráficas dos dispositivos médicos mais avançados da Dräger na época.

O uso do Kit de avaliação de TIE 2 foi limitado a estudos clínicos, de modo a responder a pergunta mais importante: a TIE poderia despontar como uma ferramenta para a prática clínica de rotina, ou as suas limitações anteriores fariam com que ela permanecesse como uma ferramenta de pesquisa?

Em uma avaliação inicial, as medições de TIE foram realizadas em 11 hospitais ao redor do mundo. Os resultados de 183 pacientes, predominantemente com LPA/SARA, foram analisados. Após cada medição, os médicos escreveram um relatório sobre a usabilidade geral do aparelho.

fig. 7: cinta de eletrodos do Kit de avaliação de Tie 2 colocada em um paciente em terapia intensiva após cirurgia abdominal

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A análise dos dados coletados revelou ainda que, do ponto de vista técnico, as medições de TIE haviam sido realizadas com sucesso em todos os pacientes.

Após 5 anos de experiência em pesquisa, e com os resultados positivos dessas primeiras investigações, a Dräger decidiu iniciar o desenvolvimento do PulmoVista 500, com a intenção de que ele se tornasse o primeiro aparelho de TIE comercialmente disponível dedicado ao uso clínico. Para alcançar um alto nível de adequação à clínica, a Dräger trabalhou nos aspectos levantados pelos mais de 30 médicos ao redor do mundo, que haviam usado o Kit de avaliação de TIE 2 por vários meses e cedido suas avaliações sobre ele.

Com o lançamento do Dräger PulmoVista 500, o monitoramento da função pulmonar por região com base na tecnologia de TIE finalmente chegou à prática clínica de rotina, após quase 30 anos de evolução.

fig. 8: Kit de avaliação de Tie 2D-4

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dETERminAçãO dinâmicA dAS pROpRiEdAdES BiOELéTRicAS REgiOnAiS

dEnTRO dO TóRAx

O PulmoVista 500 (fig. 9) foi desenvolvido para ser um monitor da função pulmonar para uso clínico que gera imagens contínuas da seção transversal do pulmão aplicando a técnica de tomografia de impedância elétrica (TIE).

Para realizar as medições de bioimpedância, coloca-se uma cinta com 16 eletrodos em torno da parede torácica. Adicionalmente, um eletrodo de referência de ser colocado a um ponto central do corpo (figura 10), de preferência no abdômen. O eletrodo de referência assegura que todas medições nos diferentes pares de eletrodos estejam ligadas ao mesmo potencial elétrico.

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4. princípios de Tie aplicados pelo pulmoVista® 500 da Dräger

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fig. 9: Dräger pulmoVista® 500 fig. 10: cinta de eletrodos com cabo do paciente conectado

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pRincÍpiOS dA mEdiçãO

O PulmoVista 500 determina a distribuição da impedância intratorácica aplicando uma corrente alternada conhecida “I1” a um primeiro par de eletrodos e medindo os potenciais da superfície resultantes “Vn” nos outros 13 pares de eletrodos (fig. 11). Aplicando-se a Lei de Ohm, a impedância bioelétrica entre os pares de eletrodos injetores e medidores é determinada a partir da corrente conhecida aplicada e das tensões medidas. Subsequentemente, o par de eletrodos adjacente é utilizado para a próxima injeção de corrente, e outras 13 medições de tensão são realizadas. A localização dos pares de eletrodos injetores e medidores é sucessivamente alternada em toda a circunferência do tórax. Uma rotação completa cria perfis de tensão em 16 posições de eletrodo, cada um consistindo em 13 medições de tensão (fig. 13). Os 208 valores resultantes, também chamados de “frame” (quadro), são usados para reconstruir uma imagem de TIE da seção transversal.

Para obter mais informações sobre medições de bioimpedância, consulte o anexo II.

fig. 11: injeção de corrente e medições de tensão em torno do tórax

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Tomografia De impeDância eléTrica | 4. princípioS De Tie aplicaDoS pelo

pUlmoViSTa® 500 Da Dräger

REcOnSTRuçãO dE imAgEnS

Uma injeção de corrente (A) na superfície de um indivíduo com propriedades bioelétricas homogêneas provoca uma distribuição reprodutível de potenciais dele (fig. 12). As regiões torácicas com o mesmo potencial elétrico, resultantes da injeção de corrente, são chamadas de linhas isopotenciais (B). A distribuição de linhas isopotenciais contribui para um perfil de tensão previsível na superfície do corpo.

fig. 12: Distribuição de linhas isopotenciais no interior do indivíduo. as tensões (c) próximas à injeção de corrente são as mais elevadas e estão indicadas pela cor branca. a tensão (D) no lado oposto à injeção de corrente é a mais baixa e está indicada pela cor azul-escura.

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Um aumento regional da impedância (E) do indivíduo resulta na alteração de cada um dos 16 perfis de tensão que formam um “frame”. Independentemente do local de injeção da corrente, o aumento regional da impedância provoca sempre um aumento das tensões atrás dessa região de impedância aumentada.

fig. 13: perfis de desvios de tensão na presença de um aumento regional da impedância. nessa figura, as cores branca e azul-clara representam desvios da distribuição de tensão em um meio não homogêneo. Tensões sem desvio são indicadas pela cor preta.

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Originalmente, o algoritmo de reconstrução Sheffield Back-Projection, descrito por Barber e Brown [16] e baseado em princípios semelhantes aos empregados na tomografia computadorizada, foi desenvolvido para compilar os perfis de tensão em imagens de seção transversal.

O algoritmo de reconstrução sobrepõe todos os 16 perfis de tensão (fig. 14). Os artefatos de reconstrução são eliminados através da filtragem seletiva dos limites. A imagem final (fig. 15) apresenta a região de impedância aumentada (E) no local correto.

Como na tomografia computadorizada, a projeção das imagens de TIE exibidas é feita no sentido caudo–cranial. Isto significa que o lado esquerdo da imagem apresenta o lado direito do paciente. E a parte superior da imagem representa a região ventral do paciente.

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fig. 14: Sobreposição sucessiva dos 16 perfis de tensão

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151 16

2

3

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5

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789

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151 16

2

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151

D-3

417-

2011

24|25

No entanto, como descrito por Yorkey et al. [17], o algoritmo de reconstrução Sheffield Back-Projection possui algumas limitações inerentes, como uma geometria fixa a indivíduos de formato arredondado, ausência de uma maneira de suprimir dados corrompidos e nenhuma flexibilidade em relação à sequência de injeções de corrente e medições de tensão. Já ficou demonstrado que métodos iterativos de aproximação, como os algoritmos Newton-Raphson, geram melhores resultados.

Por esse motivo, o PulmoVista 500 utiliza um algoritmo de reconstrução Newton-Raphson linearizado e baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF) para converter as 208 voltagens de um “frame” em uma imagem de TIE elipsoide.

162

3

4

5

6

789

10

11

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151

E

fig. 15: imagem resultante após a filtragem seletiva de limites

D-3

418-

2011



Esse método divide o plano de eletrodos em 340 elementos triangulares, cada um dos quais recebe propriedades bioelétricas homogêneas e isotrópicas (fig. 16).

Ele permite calcular as voltagens de superfície resultantes nos nodos dos limites do modelo, para qualquer distribuição arbitrária de valores de impedância dentro dessa malha, que é a solução numérica do chamado problema direto.

fig. 16: malha 2D com 340 elementos finitos para 16 eletrodos de superfície

D-3

419-

2011

Entretanto, para a reconstrução de imagens de TIE, a abordagem é inversa:depois que as tensões da superfície do corpo são medidas, as suas alterações relativas são inseridas no algoritmo de reconstrução de Newton-Raphson, multiplicando-as por uma matriz de sensibilidade. Essa matriz foi otimizada ao longo de muitos anos levando em consideração dados reais de TIE de centenas de pacientes.

Esse algoritmo designa uma alteração relativa de impedância a cada um dos elementos finitos para obter a melhor correspondência para a solução numérica desse chamado problema inverso do MEF ao perfil de tensão real (fig. 17).

fig. 17: reconstrução baseada em mef da distribuição da bioimpedância regional com base em 208 medições de tensão de superfície

26|27

D-3

421-

2011



Após a reconstrução da imagem, a estrutura triangular é convertida em um padrão retangular (“corregistro”) para processamento de imagem subsequente (fig. 18). Também é aplicada uma atenuação dos artefatos de limites.

fig. 18: corregistro e atenuação de artefatos de limites

D-3

423-

2011

No passo seguinte, um filtro gaussiano é aplicado para suavizar a imagem (fig. 19). A filtragem gaussiana é amplamente utilizada em software gráficos, geralmente para reduzir ruído e detalhes na imagem. O efeito visual dessa técnica é de um leve borramento, como se visualizássemos a imagem através de uma tela translúcida. A suavização gaussiana também é amplamente utilizada como um estágio de pré-processamento em algoritmos de visão computacional para melhorar estruturas da imagem em diferentes escalas.

fig. 19: Suavização da imagem através de filtragem gaussiana

28|29

D-3

424-

2011



Cada imagem de TIE é composta por uma matriz de 32 x 32 pixels. A fim de criar imagens maiores, para uma melhor representação gráfica e interpretabilidade, a interpolação bilinear permite aumentar a resolução virtual das imagens de TIE a uma matriz de qualquer tamanho, uma vez que imagens de TIE em um formato maior possibilitam ao visualizador separar melhor as estruturas exibidas (Fig. 20). Contudo, a resolução subjacente das imagens permanece inalterada.

fig. 20: filtragem bilinear

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pROpRiEdAdES BiOELéTRicAS dO TEcidO puLmOnAR

Como discutido em mais detalhes no anexo II, é bem conhecido o fato de que a impedância do tecido pulmonar varia de acordo com o conteúdo de ar.Assim, a ventilação e as alterações de volume pulmonar expiratório final que ocorrem dentro da região de sensibilidade da TIE resultam em alterações das tensões medidas na superfície corporal. A correlação entre variações correntes (impedância) e volumes correntes geralmente é alta (fig. 21) e foi avaliada em diversos estudos de validação (ver capítulo 8).

Em seres humanos, uma manobra de inspiração do volume residual até a capacidade pulmonar total amplifica a bioimpedância regional em cerca de 300%.[18, 19] A atividade cardíaca e a perfusão provocam uma alteração da bioimpedância torácica, da diástole para sístole, da ordem de 3%.[20]O líquido extravascular nos pulmões, movimentos do corpo e a resistência pele–eletrodos também podem ter vários efeitos sobre a bioimpedância torácica.

30|

fig. 21: correlação entre volumes correntes e variações correntes, ou seja, alterações de impedância associadas à ventilação, em paciente com substituição da válvula aórtica após uma redução de peep de 17 para 10 cm H2o

31

Volume corrente [mL]

Varia

ção

corr

ente

[A

.U.]

450 500 550 600 650 700 750 800

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.200

2.400

y = 2,3924x + 306,3

R2 = 0,9864

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55-2

017



A REgiãO dE SEnSiBiLidAdE dA TiE

No contexto da TIE, o termo “região de sensibilidade” descreve o volume intratorácico em forma de lente cujas alterações de impedância contribuem para a geração de imagens.

A espessura real e o formato dessa região de sensibilidade da TIE dependem das dimensões, das propriedades bioelétricas e do formato do tórax, e particularmente, das estruturas morfológicas internas. Além disso, o grau de homogeneidade das propriedades bioelétricas transtorácicas também tem efeito sobre a dimensão dessa região de sensibilidade da TIE.

fig. 22: esquerda: contribuição da impedância à medida que a distância até a seção transversal aumenta, o qual é definido pelo posicionamento da cinta de eletrodos.fig. 22: Direita: linhas de projeção das alterações de impedância dentro do corpo; as alterações de impedância se movem em direção à região central à medida que a distância em relação ao plano da seção transversal aumenta

0.1

0.2

0.40.60.8

0.1

0.2

0.40.60.8

0 cm

10 cm

– 10 cm

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A cinta de eletrodos utilizada com o PulmoVista 500 tem eletrodos de 40 mm de largura. Portanto, próximo à superfície corporal, a região de sensibilidade da TIE tem uma espessura de pelo menos 40 mm. A espessura da região de sensibilidade aumenta em direção à região central do corpo. A contribuição das alterações de impedância diminui à medida que a distância em relação ao plano da seção transversal aumenta (fig. 22 — esquerda). O aumento da distância em relação ao plano da seção transversal move a posição das alterações de impedância próximas à superfície do corpo em direção à região central, ao longo das linhas de projeção representadas (fig. 22 — direita). Entretanto, como a contribuição das alterações de impedância diminui à medida que a distância em relação ao plano da seção transversal aumenta, o efeito sobre a imagem é limitado.

TiE funciOnAL

O PulmoVista 500 executa uma TIE funcional, o que significa que apresenta, basicamente, alterações de impedância relativa como resultado da função pulmonar, ou seja, ventilação e volume pulmonar expiratório final em alteração. Se os sinais não forem filtrados, também são exibidas alterações de impedância associadas à atividade cardíaca. Fatores que afetam a impedância absoluta são eliminados pela exibição somente das alterações de impedância relativa, em vez dos valores de impedância absolutos.

Portanto, as imagens dinâmicas geradas pelo PulmoVista 500 contêm informações sobre o estado funcional de diferentes regiões dos pulmões, dentro da região de sensibilidade da TIE.

32|33

Tomografia De impeDância eléTrica | 5. informaçõeS clínicaS oBTiDaS a parTir Do


O PulmoVista 500 (fig. 23) é o primeiro sistema de TIE do gênero que fornece informações gráficas contínuas sobre a distribuição regional da ventilação e as alterações do volume pulmonar expiratório final. As informações possuem uma resolução temporal elevada e também podem ser apresentadas como dados de tendência. Ao mesmo tempo que isso abre as portas para uma série de novas abordagens para observação do estado específico de diferentes regiões do pulmão, também traz, de modo geral, o risco de que as informações fornecidas pelos aparelhos de TIE venham a ser complexas demais para serem usadas por médicos com pouca experiência nessa área.

Em termos das medições da TIE, é importante lembrar que os termos distribuição da ventilação e alterações do volume pulmonar se referem a processos fisiológicos que ocorrem dentro da região de sensibilidade da TIE

5. informações clínicas obtidas a partir do pulmoVista® 500 da Dräger

fig. 23: Dräger pulmoVista® 500 no ambiente clínico

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7-20

10

anteriormente descrita, ou seja, o volume intratorácico em forma de lente.O PulmoVista 500 captura um corte relativamente espesso, que pode representar cerca de 20 a 30% de todo o pulmão.

5.1 ELEmEnTOS ExiBidOS nA TELA dO puLmOViSTA 500

imAgEm dinâmicA

A imagem dinâmica exibe as alterações de impedância relativa dentro da região de sensibilidade da TIE de forma contínua, como um filme que representa a dinâmica da ventilação (fig. 24). O PulmoVista 500 é capaz de gerar até 50 imagens de TIE por segundo. Essa alta resolução temporal facilita a visualização da ventilação regional mesmo a frequências respiratórias mais elevadas. Por exemplo, quando o PulmoVista 500 usa uma taxa de frames de

fig. 24: Série de imagens dinâmicas representando o enchimento de ar durante a inspiração

34|35

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6-20

11

20 imagens por segundo e a frequência respiratória é de 30 respirações por minuto, serão geradas 40 imagens de TIE por respiração.

Cada imagem de TIE é determinada através do referenciamento do frame atual (B), ou seja, o conjunto de 208 tensões, a um frame de linha de base (A), que representa o final da expiração da última respiração detectada (fig. 25). Isso resulta em um frame de desvios de tensão relativa que é então usado para a reconstrução da imagem.

4,7 5,0 5,1 5,8 6,3

5,4 5,9 6,9 7,7 7,2

6,1 7,4 8,6 9,5 11,3

6,8 8,6 9,5 12,8 15,4

7,3 8,9 10,4 14,5 16,1

4,7 5,0 5,1 5,4 5,7

5,4 5,9 6,4 6,8 7,2

6,1 6,9 7,7 8,3 8,9

6,8 7,8 8,7 9,6 10,1

7,3 8,4 9,6 10,5 10,9

dZglobal

Time

A B C

0

fig. 25: geração de imagens de Tie

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5-20

11



O que quer dizer que, independentemente dos valores reais do frame de linha de base (que também refletem uma certa distribuição de impedância absoluta), são apresentadas apenas diferenças regionais entre o frame atual e o frame de linha de base.

Se a distribuição de impedância expiratória final da respiração seguinte for idêntica à anterior, a imagem expiratória final seguinte (C) será preta.Como o frame de linha de base é atualizado continuamente após cada respiração detectada, são exibidas principalmente alterações de impedância devido à ventilação corrente. Devido a essa definição de linha de base, não são exibidas, na imagem dinâmica, compensações de forma de onda causadas por alterações na impedância pulmonar expiratória final.

Este comportamento é, de certa forma, comparável à forma de onda de volume de um ventilador, que é calculada a partir da forma de onda de fluxo e exige calibragem ao zero após cada respiração detectada. No ventilador, a forma de onda de volume é zerada porque o sensor de fluxo externo não é capaz de distinguir entre diferenças de volume inspiratório e expiratório devidas a vazamentos de ar e as causadas por alterações no volume pulmonar expiratório final.

imAgEnS dE STATuS

Outras análises das regiões pulmonares, p.ex., avaliação comparativa em horas diferentes ou quantificação da distribuição da ventilação por região, podem ser obtidas usando imagens de status. No PulmoVista 500, a imagem de status pode ser configurada como imagem corrente ou imagem-minuto.

A imagem corrente é uma imagem diferencial do final da inspiração comparada com o início da inspiração, a qual representa a distribuição regional da ventilação da última respiração detectada. A imagem corrente é atualizada automaticamente após cada respiração.

A imagem-minuto representa as alterações da distribuição regional de

36|37

impedância como imagens correntes médias do último minuto. As imagens-minuto são ideais para a avaliação da distribuição regional durante a ventilação com diferentes volumes correntes.

REgiõES dE inTERESSE

Regiões de interesse (ROI) são áreas definidas pelo usuário na imagem

fig. 26: Uma organização em “camadas” permite avaliar os efeitos da gravidade e as diferentes propriedades de regiões pulmonares dependentes e não dependentes.

essa disposição também ajuda a avaliar os efeitos, por exemplo, de alterações de peep e manobras de recrutamento, e a monitorar patologias que afetem os dois lados do pulmão de forma igual.

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11



de status. A imagem pode ser dividida em 4 ROIs e organizada em linhas horizontais, em quadrantes ou de forma personalizada (fig. 26, 27, 28).A área abrangida por cada ROI é representada pela forma de onda de impedância regional correspondente e o valor numérico regional.

38|

fig. 27: Uma organização em “quadrantes” permite avaliar as características regionais dos lobos superior e inferior esquerdos em relação aos lobos superior e inferior direitos.

essa disposição também ajuda a avaliar os efeitos, por exemplo, de posicionamento lateral, sucção pulmonar e drenagens pleurais, e a monitorar patologias que afetem os dois lados do pulmão de forma diferente.

fig. 28: Uma organização em modo livre permite avaliar imagens de status pixel por pixel e comparar regiões pulmonares não adjacentes.

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2-20

11

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9-20

11

fORmAS dE OndA dE impEdânciA

As imagens de status apresentam o estado da ventilação de uma maneira um tanto condensada. O comportamento temporal das regiões pulmonares não pode ser avaliado somente pela interpretação dessas imagens.

Formas de onda de impedância, ao contrário, representam as alterações de impedância dentro da região de sensibilidade da TIE ao longo do tempo (fig. 29). Todas as ondas de impedância exibidas, ou seja, uma forma de onda global e quatro regionais, são traçadas simultaneamente ao longo da mesma base de tempo. As formas de onda de impedância podem ser avaliadas de uma maneira semelhante à avaliação de ondas no ventilador.

A forma de onda de impedância global representa a soma das alterações de impedância relativa em todos os pixels de cada imagem dinâmica traçada ao longo do tempo.

fig. 29: geração da forma de onda da impedância global

dZglobal

Tempo

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56-2

017



A curva de impedância global exibe, primariamente, as alterações de impedância relacionadas à ventilação. Em geral, há uma forte correlação entre essa curva e a curva de volume exibida pelo ventilador.

Já as quatro curvas de impedância regional exibem a soma das alterações de impedância dentro da ROI especificada ao longo do tempo. As curvas de impedância regional permitem fazer uma comparação das alterações de impedância em diferentes regiões do pulmão em relação a esse comportamento temporal.

No caso de pacientes com condições pulmonares não homogêneas, o formato e o atraso da fase potencial das formas de onda de impedância fornecem informações sobre regiões com retardo no enchimento de ar (fig. 30).As alterações nas condições regionais também podem ser analisadas em detalhes durante um período de tempo mais longo, dependendo da escala de tempo selecionada.

fig. 30: formas de onda de impedância de um indivíduo com retardo no enchimento de ar no pulmão direito (roi 1 e 3). a dinâmica durante a inspiração nas regiões pulmonares só pode ser vista nas formas de onda e não na imagem corrente.

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11

final da inspiração global

retardo regional roi 1

início da inspiração global

retardo regional roi 3

1 2

3 4

1 2

3 4

VALORES numéRicOS

Valores numéricos são calculados e exibidos continuamente para possibilitar a quantificação e a comparação de alterações de impedância regional em diferentes momentos. O PulmoVista 500 utiliza um método muito direto para expressar a distribuição da ventilação dentro da região de sensibilidade da TIE: através de valores percentuais simples (fig. 31).

o parâmetro tidal rate, determinado a partir da curva de impedância global, geralmente representa o número de respirações detectadas por minuto.

o parâmetro Vc global (variação corrente global) representa a diferença entre o valor mínimo e o valor máximo da curva de impedância global para cada inspiração. o Vc global é sempre 100%, independentemente do volume corrente. ele serve apenas como uma referência para a exibição de variações correntes regionais.

a variação corrente regional do Vc na roin representa a diferença entre o valor mínimo e o valor máximo das curvas de impedância regional para cada respiração, ou seja, do final da expiração e o final da inspiração.

o final da expiração e da inspiração são detectados na curva de impedância global e são indicados por marcadores.Variações correntes regionais mostram a porcentagem da alteração de impedância que ocorre na roi correspondente.

fig. 31: Valores numéricos do Dräger pulmoVista® 500D

-342

9-20

11



5.2 TELA pRincipAL

A tela principal (fig. 32) é a tela usualmente exibida no monitoramento e apresenta os seguintes elementos: uma imagem dinâmica, mostrando as alterações de impedância ao longo do tempo, uma imagem de status, uma forma de onda de impedância global no topo e, abaixo dela, quatro formas de onda de impedância regional, representando as alterações de impedância relativa das regiões de interesse (ROI) definidas na imagem de status. No lado direito dessa tela, há campos de parâmetros com os valores numéricos descritos acima.

Com base nos comentários apresentados por mais de 30 usuários clínicos da TIE ao longo de anos, ficou cada vez mais claro que a melhor maneira de apresentar dados de TIE é combinar imagens de status (contendo informações regionais), curvas de impedância (contendo informações regionais e temporais) e parâmetros numéricos derivados (permitindo uma avaliação quantitativa). Assim, a tela principal do PulmoVista 500 fornece

fig. 32: captura de tala da tela principal

42|43

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513-

2014

dados de TIE em um layout gráfico semelhante àqueles que os médicos já conhecem de monitores de pacientes.

5.3 ViSuALizAçãO dA imAgEm Em TELA inTEiRA

A visualização em tela inteira (fig. 33) exibe elementos semelhantes aos da tela principal. No entanto, ao oferecer uma imagem maior da imagem dinâmica ou da imagem de status, permite que os usuários obtenham facilmente uma impressão da distribuição da ventilação de uma posição mais distante. Por isso, essa tela poderá ser especialmente útil durante debates clínicos, treinamentos e outras situações que exijam a apresentação de imagens de TIE a um grupo maior de pessoas.

fig. 33: Visualização da imagem em tela inteira

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5.4 TELA dA TEndênciA ExpiRATóRiA finAL

Enquanto uma única imagem de status oferece uma impressão da homogeneidade da ventilação e de que regiões do pulmão podem não estar recebendo ventilação alguma, o principal uso clínico e valor agregado do PulmoVista 500 em relação a imagens radiológicas vem da possibilidade de comparar e avaliar imagens de status de TIE antes e depois de intervenções terapêuticas.

A tela da tendência expiratória final (fig. 34) apresentada pelo PulmoVista 500 permite a exibição contínua de duas imagens de status geradas em momentos diferentes.

fig. 34: Tela de tendência inspiratória final, mostrando um exemplo de tendência de distribuição da ventilação durante um teste de redução da peep. a comparação dos níveis de peep a 14 e a 8 mbar revela uma enorme redistribuição dos volumes correntes em direção às regiões ventrais. isso resulta em uma queda na ventilação dorsal de 11% para 1%, enquanto o volume corrente global até aumentou de 421 ml para 461 ml.

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Assim, a distribuição da ventilação regional pode ser analisada durante um período de até 120 minutos. Dois cursores podem navegar facilmente pela curva de impedância global: uma imagem adicional, refletindo a diferença entre as imagens de status em cada posição de cursor, exibe alterações regionais associadas às condições pulmonares modificadas ou a uma mudança no tratamento.

Se um ventilador da linha Evita da Dräger for conectado ao PulmoVista 500 através da interface Medibus, parâmetros de ventilação como, p.ex., PEEP, que pode afetar a distribuição regional, também poderão ser exibidos nessa tela.



5.5 TELA dE ViSuALizAçãO dE TEndênciA ΔΔEELi

Sabe-se que não apenas a ventilação, mas também alterações do volume pulmonar expiratório final (VPEF), afetam a impedância intratorácica.A fim de exibir continuamente as alterações de impedância devidas à ventilação, todas as compensações induzidas pelas alterações de VPEF e alterações concomitantes de impedância pulmonar expiratória final (ΔEELI) são suprimidas na tela principal referenciando todos os valores de impedância a uma linha de base dinâmica.

De qualquer maneira, a capacidade de exibir a ΔEELI continuamente em nível regional fornece mais informações, que são potencialmente tão úteis quanto a exibição da ventilação regional. Informações contínuas sobre a ΔEELI são especialmente adequadas à avaliação da dinâmica de processos lentos de recrutamento e desrecrutamento nos pulmões. Não é de se surpreender que os primeiros usuários de equipamentos de TIE pediram, de forma consistente, por um meio de avaliar a ΔEELI.

Por isso implementamos no PulmoVista 500 a tela de visualização da tendência de ΔEELI, dedicada à exibição e quantificação das alterações globais e regionais de impedância pulmonar expiratória final ao longo do tempo (fig. 35).A tendência de ΔEELI exibe uma imagem diferencial “ΔEELI: C2 menos C1”, que representa a diferença entre as imagens expiratórias finais nas duas posições de cursor C1 e C2.

São exibidos até 120 minutos de formas de onda de impedância global e regional, as quais são referenciadas a uma linha de base fixa. Os campos de parâmetros exibem os valores numéricos ΔEELI global e quatro ΔEELI ROI. O valor numérico ΔEELI global exibe os desvios do status expiratório final global nas posições de cursor C1 e C2 em relação à variação corrente global em C1. O valor numérico ΔEELI ROI exibe os desvios regionais dentro da respectiva ROI.

46|47

A alteração na impedância pulmonar expiratória final ΔEELI em C1 e C2 é expressa da seguinte forma:

Nenhuma alteração (cor preta): nenhuma diferença entre os valores em C1 e C2Alterações positivas (cor azul turquesa): valor em C2 é maior que o valor em C1Alterações negativas (cor laranja): valor em C2 é menor que o valor em C1

Uma alteração positiva na ΔEELI global de 1.00 * VC global em C1 indica um aumento na impedância pulmonar expiratória final igual à variação corrente global (em C1), o que por sua vez está relacionado com o volume corrente que estava presente dentro da região de sensibilidade da TIE na posição de cursor C1.

fig. 35: Tendência de distribuição de Δeeli, na qual o status antes e depois da manobra de recrutamento é comparado. a imagem diferencial Δeeli: c2 menos c1 revela um aumento no volume pulmonar expiratório final, que foi induzido pela mr. esse aumento é igual ao volume corrente que estava presente em c1 (416 ml). entretanto, a informação regional Δeeli roi 4 também confirma que essa mr levou apenas a um aumento mínimo de volume pulmonar (0,04% do volume corrente em c1) na região dorsal.

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roi 4



48|49

A titulação da PEEP após uma MR bem-sucedida visa a prevenir o colapso expiratório final de regiões pulmonares dependentes. Ao mesmo tempo, a seleção de níveis apropriados de PEEP também desempenha um papel importante no alcance de uma distribuição homogênea de volumes correntes e, consequentemente, de uma ventilação que protege o pulmão.

Para se determinar o nível certo de PEEP de forma sensata, é necessária uma ampla compreensão dos mecanismos de recrutamento alveolar, das forças mecânicas que se opõem à reabertura de regiões atelectasiadas por meio da PEEP, e dos fatores determinantes tanto da hiperinflação pulmonar induzida pela PEEP quanto da lesão pulmonar induzida por ventilação mecânica (LPIV). Outro importante pré-requisito para a determinação segura e eficaz do nível certo de PEEP são ferramentas clínicas que facilitem a avaliação do efeito de intervenções terapêuticas, por exemplo, a rápida detecção de hiperinflação e desrecrutamento durante testes de PEEP.

A fim de ilustrar o papel que o PulmoVista 500 pode desempenhar nesse contexto, descrevemos a seguir três exemplos de aplicações típicas para as quais foram utilizados dados* coletados de um paciente no pós-operatório, logo após a sua entrada na UTI.

Inicialmente, os parâmetros de ventilação utilizados foram os preconizados pelo protocolo clínico do hospital. Depois, foi realizada uma MR e um teste subsequente de redução da PEEP sob ventilação controlada por pressão.

Após uma segunda MR, a PEEP foi ajustada de acordo com a complacência dinâmica (Cdyn) mais elevada, conforme determinado pelo ventilador.Como a Cdyn só começou a cair a uma PEEP de 6 mbar, neste caso específico, a “melhor” PEEP foi de 8 mbar.

6. exemplos de utilização clínica

*Dados não publicados, fornecidos com a gentil permissão de Christiane Grusnick e Hermann Heinze, da UKSH, Campus Lübeck, Alemanha.

Tomografia De impeDância eléTrica | 6. exemploS De UTilização clínica

fig. 36: avaliar a resposta do paciente durante uma mr

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Parâmetros de ventilação como volume corrente (VC), complacência (Cdyn), pressão inspiratória de pico (PIP) e pressão expiratória final positiva (PEEP) foram simultaneamente medidos pelo ventilador e transmitidos para (e exibidos pelo) PulmoVista 500.

50|51

6.1 AVALiAR A RESpOSTA dO pAciEnTE duRAnTE umA mAnOBRA dE

REcRuTAmEnTO

A fim de avaliar a resposta do paciente à MR, a tela de tendência expiratória final do PulmoVista 500 é aberta, e o primeiro cursor C1 é utilizado como referência. Assim, a imagem corrente C1 (posição do meio) representa a distribuição de ventilação inicial, anterior à MR. O segundo cursor C2 é então colocado na posição na qual a MR foi realizada, representada pela imagem da direita. (Fig. 36).

Este exemplo mostra um paciente com aumento substancial da ventilação dorsal durante a MR, representado pela cor azul turquesa na imagem diferencial Alteração C2 menos C1 (à esquerda).

O aumento transitório da PEEP de 5 para 15 mbar, juntamente com um aumento da pressão inspiratória de pico (PIP) de 20 para 39 mbar, resulta em um aumento de 2% para 15% na região de interesse 4 (ROI 4), que representa a ventilação da região dorsal. Embora esse aumento percentual seja parcialmente causado pela redução da ventilação ventral no pulmão direito (representada pela cor laranja), a comparação das imagens correntes C1 e C2 claramente revela que a ROI 4 não estava sendo ventilada antes, mas foi adequadamente ventilada durante a MR.

fig. 37: identificar a ocorrência de perda de ventilação dorsal (redução da peep de 14 para 12 mbar)

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6.2 idEnTificAndO A OcORRênciA dE dESREcRuTAmEnTO duRAnTE um

TESTE dE REduçãO dA pEEp

A fim de monitorar a potencial ocorrência de desrecrutamento durante um teste de redução da PEEP, o primeiro cursor C1 é novamente usado como referência, mas desta vez configurado para o nível mais elevado de PEEP (14 mbar) após a MR, representando assim o pulmão aberto. O cursor C2 é configurado para a PEEP imediatamente mais baixa (12 mbar) (fig. 37).

Embora a redução da PEEP resulte em uma leve redução da ventilação dorsal (em ROI 4, de 11% para 9%), a imagem corrente C2 (à direita) revela que a ventilação dorsal não foi reduzida de forma significativa por essa redução da PEEP.

Consequentemente, a imagem diferencial permanece preta, indicando que não houve alteração significativa da distribuição da ventilação ao se reduzir a PEEP de 14 para 12 mbar.


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fig. 38: identificar a ocorrência de perda de ventilação dorsal (redução da peep de 14 para 10 mbar)

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No entanto, ao comparar os níveis de PEEP de 14 e 10 mbar, pode-se observar uma queda na ventilação de 11% para 5% na ROI 4 (fig. 38).A perda de ventilação dorsal, representada pela cor laranja, pode ser interpretada como o início do desrecrutamento, que se torna mais proeminente se a PEEP continua a ser reduzida.

A um nível de PEEP de 8 mbar, com 4% de ventilação dorsal na ROI 4, quase voltou ao status inicial (2%).

Um fato interessante é que esse desrecrutamento não se torna óbvio pelo monitoramento do volume corrente ou da complacência dinâmica no ventilador, os quais até sofrem um leve aumento a uma PEEP de 8 mbar — devido ao aumento da ventilação na metade superior do pulmão, o início do desrecrutamento regional fica oculto nas informações globais.


fig. 39: estimar a perda de ventilação ventral devida à hiperdistensão (aumento de peep de 6 para 8 mbar)

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6.3 ESTimAR A pERdA dE VEnTiLAçãO VEnTRAL dEVidO A

HipERdiSTEnSãO

A fim de monitorar uma potencial perda de ventilação ventral induzida por hiperdistensão durante o teste de redução da PEEP, o cursor C1 é novamente usado como referência, mas desta vez configurado para o nível mais baixo de PEEP (6 mbar). Presume-se que não haja hiperdistensão a esse nível relativamente baixo de PEEP. O cursor C2 é configurado para a PEEP imediatamente mais alta (fig. 39).

Embora o aumento da PEEP resulte em uma leve redução da ventilação dorsal em ROI 1 e ROI 2, a imagem corrente C2 revela que a ventilação dorsal não é afetada de forma significativa a uma PEEP de 8 mbar.

Consequentemente, a imagem diferencial permanece quase preta, indicando que não há hiperdistensão significativa a uma PEEP de 8 mbar.

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fig. 40: estimar a perda de ventilação ventral (aumento de peep de 6 para 12 mbar)

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No entanto, ao comparar o nível mais baixo de PEEP (6 mbar, C1) com uma PEEP de 12 mbar (C2), pode-se observar que a metade superior do pulmão direito apresenta uma perda significativa de ventilação, como indicado em laranja na imagem diferencial (fig. 40). Essa perda de ventilação ventral induzida por níveis mais altos de PEEP pode ser interpretada como hiperdistensão.

inTERpRETAçãO dESSES ExEmpLOS dE uTiLizAçãO

Como discutido anteriormente, a informação fornecida diretamente pelo PulmoVista 500 consiste na distribuição de ventilação dentro da região de sensibilidade da TIE, e as suas alterações ao longo do tempo.

Normalmente, a distribuição da ventilação se altera quando a terapia é ajustada, ou seja, quando os parâmetros de ventilação são ajustados.Durante a ventilação controlada por pressão, na qual a pressão é mantida constante, alterações no volume regional podem ser interpretadas como alterações regionais de complacência.


Além disso, sabe-se que a complacência regional em porções ventrais do pulmão tende a ser reduzida pela hiperdistensão a altos níveis de PEEP, e que a complacência regional em porções dorsais do pulmão tende a ser reduzida pelo desrecrutamento a níveis baixos de PEEP.

Portanto, os dados de TIE coletados durante os testes de redução da PEEP proporcionam informações clínicas valiosas que não estão diretamente disponíveis durante a ventilação mecânica estável.

indicAçõES

O PulmoVista 500 foi projetado para realizar medições de bioimpedância torácica através da técnica de tomografia de impedância elétrica (TIE). O PulmoVista 500 exibe informações regionais sobre alterações de conteúdo de ar relacionadas à ventilação dentro da região de sensibilidade da TIE.

Embora não forneça valores absolutos para o volume pulmonar expiratório final, exibe informações regionais sobre alterações em curto prazo do volume pulmonar expiratório final dentro da região de sensibilidade da TIE.

O PulmoVista 500 pode ser utilizado durante a ventilação mecânica, na ventilação por máscara ou na respiração espontânea.

É um dispositivo projetado para pacientes em terapia intensiva, cuja distribuição regional de volume (pulmonar) é de interesse clínico.As cintas de eletrodos utilizadas com o dispositivo foram projetadas para o uso em pacientes recumbentes, em decúbito dorsal, lateral e ventral.

De modo geral, desde que não haja uma quantidade excessiva de movimentos corporais, o indivíduo pode estar em pé, sentado ou deitado durante as medições. Ao usar a cinta de eletrodos para o PulmoVista 500 em pacientes que estejam sentados ou em pé, pode acontecer de as medições só serem satisfatórias se o paciente apoiar as costas contra algum encosto, uma vez que, dependendo do formato de estruturas musculares posteriores (músculo grande dorsal), alguns eletrodos podem não ter contato suficiente com a pele. Caso seja necessário, nas medições em posição vertical, a cinta deverá ser afixada com uma quantidade suficiente de fita adesiva.

7. indicações e contraindicações

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Tomografia De impeDância eléTrica | 7. inDicaçõeS e conTrainDicaçõeS

Como o monitoramento por TIE é especialmente benéfico no tratamento de pacientes com complicações respiratórias graves, o PulmoVista 500 foi projetado para uso estacionário, no leito, em ambientes clínicos e em pacientes recumbentes em cuidados intensivos.

Em princípio, as medições de TIE podem ser realizadas em uma ampla variedade de pacientes adultos, mas também em pacientes pediátricos e até neonatais.

As cintas de eletrodos atualmente fornecidas com o PulmoVista 500 permitem medições em pacientes com circunferências de tórax de 70 (27,6 pol) a 150 cm (59 pol).

cOnTRAindicAçõES médicAS

pREcAuçõES gERAiS

O PulmoVista 500 não deve ser utilizado em casos nos quais a aplicação da cinta de eletrodos possa representar riscos ao indivíduo, por exemplo, em pacientes com fraturas ou lesões medulares instáveis.

BAixA quALidAdE dO SinAL

Em alguns casos extremamente raros, como quando há um edema pulmonar e/ou tecidual extremamente extenso, a qualidade do sinal pode ser comprometida.Se o indicador de qualidade do sinal estiver em “Low” (Baixo), e a aplicação de gel nos eletrodos e a redução da taxa de frames não gerarem uma melhora, o PulmoVista 500 não deverá ser utilizado.

Alta Média Baixa

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Medidas de precaução semelhantes se aplicam a pacientes obesos. O PulmoVista 500 não deverá ser utilizado em pacientes com IMC superior a 50. Em pacientes obesos com IMC inferior a 50, a qualidade do sinal deverá ser cuidadosamente monitorada. No plano dos eletrodos, a razão entre tecido pulmonar e tecido adiposo ao redor da caixa torácica é reduzida. Por isso, as áreas ventiladas do pulmão aparecem menores nas imagens de TIE de pacientes muito obesos (fig. 50).

Em geral, as medições de TIE são relativamente sensíveis a movimentos corporais. Por exemplo, levantar o braço fará com que a pele sobre o tórax mude de lugar, a cinta subsequentemente também mudará de lugar, enquanto a posição do tecido pulmonar permanecerá quase inalterada. Essa mudança de posição dos eletrodos em relação ao tecido pulmonar provocará alterações de impedância muito maiores que as relacionadas à ventilação.

Como uma qualidade suficientemente boa de sinal requer que todos os eletrodos tenham um contato adequado com a pele, a cinta de eletrodos não deverá ser posicionada sobre curativos ou coisas do gênero.

diSpOSiTiVOS impLAnTáVEiS

Ainda há pouca experiência em relação à interferência entre os dispositivos médicos implantáveis e as medições de tomografias de impedância.

Por isso, o PulmoVista 500 não deverá ser utilizado em pacientes com marca-passo cardíaco, cardioversor-desfibrilador implantável (CDI) ou qualquer outro implante ativo que possa ser afetado pelas funções do PulmoVista 500, especialmente pela aplicação de corrente alternada.

Testes de compatibilidade serão realizados no futuro para identificar os dispositivos nos quais a interferência é provável. Caso haja dúvida sobre a compatibilidade com algum dispositivo implantável do paciente, o PulmoVista 500 não deverá ser utilizado.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 7. inDicaçõeS e conTrainDicaçõeS

dESfiBRiLAçãO

O PulmoVista 500 não deverá ser utilizado durante a desfibrilação cardíaca, uma vez que a energia necessária para a desfibrilação poderá ser dispersada para o PulmoVista 500, reduzindo a eficácia da desfibrilação.

Também há risco de dano aos componentes do PulmoVista 500 se a cinta do paciente permanecer conectada durante a desfibrilação, além de que a cinta de eletrodos pode interferir mecanicamente com o posicionamento correto dos eletrodos ou pás do desfibrilador.

Portanto, antes de realizar a desfibrilação, os conectores laterais de cabo do paciente deverão ser removidos das entradas de cabo do paciente, e a cinta de eletrodos deverá ser aberta.

pROBLEmAS dE pELE

Na TIE, diferentemente de ECGs, eletrodos também são posicionados na região posterior do tórax. Como a cinta é afixada ao redor do tórax, o peso corporal do paciente sempre faz com que partes dela sejam pressionadas contra a pele, independentemente de o paciente estar em decúbito dorsal, lateral ou ventral.

O material de silicone tem um efeito amortecedor, e somente raramente foram observadas lesões devido ao paciente se deitar sobre a cinta, o cabo ou os botões, e somente em pacientes nos quais a cinta havia sido presa de forma justa por muitas horas, ou pacientes com pele extremamente vulnerável, por exemplo em casos de choque séptico. Poderá ocorrer vermelhidão ou marcas superficiais nas regiões das bordas da cinta após ela ter sido utilizada por algum tempo. Essas marcas são semelhantes àquelas causadas por vincos na roupa de cama. O tempo que essas marcas levarão para desaparecer dependerá principalmente da saúde da pele do indivíduo e de quão apertada estava a cinta durante o uso.

Diferente dos vincos na cama, a cinta de TIE permanece exatamente na mesma posição por todo o período de contato com a pele. Assim medições prolongadas podem aumentar o risco de lesões na pele. Por isso, o tempo máximo permitido de permanência da cinta no paciente é de 24 horas, período durante o qual a pele sob a cinta deverá ser checada regularmente. Cuidados especiais precisarão ser tomados no caso de pacientes cuja perfusão periférica/da pele esteja comprometida, por exemplo no caso de choque séptico ou outro problema cardiovascular grave.

A cinta de eletrodos do PulmoVista 500 não deverá ser posicionada sobre áreas de pele que tenham lesões, inflamações ou qualquer tipo de dano.

inTERfERênciA dE OuTROS diSpOSiTiVOS médicOS

Ainda existe pouca experiência em relação à interferência das medições de TIE sobre outros dispositivos médicos eletrônicos e outras medições de bioimpedância.

Isso inclui monitores de débito cardíaco não invasivos que utilizam medições de bioimpedância, monitores respiratórios que usam medições de impedância, instrumentos de eletrocauterização e eletrocirurgia, e dispositivos para terapias baseadas em eletricidade.

O PulmoVista 500 não se destina ao uso na presença de fortes campos magnéticos, por exemplo, de ressonância magnética, uma vez que o PulmoVista 500 ou o outro aparelho poderão ser danificados.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 8. conSiDeraçõeS SoBre a inTerpreTação

De DaDoS Da Tie

RESOLuçãO ESpAciAL

O PulmoVista 500 utiliza 16 eletrodos para medir as tensões que são utilizadas para a reconstrução de imagens. Há uma distância de aproximadamente 3 cm entre os eletrodos da cinta grande (para circunferências torácicas entre 92 e 110 cm). Simulações matemáticas baseadas nessa organização de eletrodos demonstram uma resolução espacial de 15% do diâmetro do tórax; entretanto, a resolução diminui para 20% em direção ao centro do corpo.

Enquanto os aparelhos de TC geralmente fornecem imagens de 512 × 512 pixels, as imagens de TIE do PulmoVista 500 possuem apenas 32 × 32 pixels, ou seja, 256 vezes menos pixels. Embora o primeiro aparelho de TC, desenvolvido em 1970, fornecesse apenas 80 × 80 pixels, não se espera que a resolução espacial das imagens de TIE possa ser melhorada, em um futuro próximo, a um ponto comparável às de TCs.

Como as vias atuais não passam de forma reta ao longo do corpo (como nos raios X) e podem facilmente mudar de direção para desviar-se de regiões não condutivas, como um pneumotórax, presume-se que as desvantagens de um número maior de eletrodos (como mais cabos e conexões, sinal mais fraco e maior diafonia) suplantará os potenciais benefícios de um leve aumento da resolução espacial.

Diferentemente da TC e da RM, a função pretendida para a TIE na prática clínica é orientar as terapias com ventilação, não oferecer um diagnóstico absoluto. E é improvável que uma maior resolução espacial melhoraria de maneira significativa a capacidade da TIE de orientar a terapia com ventilação.

8. considerações sobre a interpretação de dados da Tie

um únicO pLAnO TRAnSVERSAL

As imagens de status e informações relacionadas exibidas pelo PulmoVista 500 representam a distribuição do volume corrente somente em um único plano transversal.

Como descrito anteriormente, pode-se presumir que, devido ao fluxo corrente tridimensional, a área no centro do tórax que é refletida pelos dados de TIE tenha uma espessura de vários centímetros; essa espessura diminui em direção à superfície próxima aos eletrodos, resultando em um volume de amostra em formato de lente.

O mapeamento de estruturas morfológicas tridimensionais complexas em um formato bidimensional reduz ainda mais a resolução espacial. Além disso, não há informações precisas sobre o tamanho da porção do pulmão representada por uma imagem de TIE.

Ao se interpretar dados de TIE, é preciso aceitar que, como resultado das condições explicadas acima, a circunferência do plano do eletrodo exibida no aparelho não corresponde exatamente à geometria do paciente. Também é preciso levar em consideração que a posição das alterações de impedância exibida no aparelho nem sempre correspondem exatamente à posição onde elas ocorrem.

Alterações fisiológicas, como pressão intra-abdominal aumentada, ou alterações nos ajustes do ventilador, como a PEEP, podem causar deslocamentos caudo-craniais de estruturas intratorácicas.

Esses deslocamentos devem ser considerados ao se relacionar volumes correntes a variações correntes, ou alterações de VPEF a ΔEELI.

Como o volume corrente reflete o volume de todo o pulmão, enquanto variações correntes representam somente o volume dentro da região de sensibilidade da TIE, um pressuposto de relação linear entre as alterações

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De DaDoS Da Tie

de impedância corrente global e o volume corrente não pode ser usado para calcular o VPEF diretamente.[21]

Como alterações importantes de PEEP podem alterar a porção do tecido pulmonar que é capturada na região de sensibilidade da TIE, e como o recrutamento e o desrecrutamento não são necessariamente distribuídos de forma uniforme em uma orientação caudo-cranial, a forte correlação entre alterações de volume dentro da região de sensibilidade da TIE e alterações de CRF que refletem todo o pulmão, as quais foram previamente descritas por Hinz et al. [22] e Odenstedt et al. [23], não é observada em todas as circunstâncias clínicas.

Assim, ao se interpretar a ΔEELI, deve-se levar em consideração o fato de que essa informação reflete somente alterações de impedância pulmonar expiratória final de uma porção do pulmão (a região de sensibilidade da TIE), e não de todo o pulmão.

De qualquer forma, desde que a cinta de eletrodos seja posicionada a uma distância suficiente do diafragma, a dinâmica do recrutamento ou desrecrutamento que esteja a acontecer, por exemplo, após alterações de PEEP, poderá ser visualizada.[24] Além disso, com as suas informações regionais sobre alterações de impedância pulmonar expiratória final, o PulmoVista 500 é a única ferramenta de leito que permite avaliar se um aumento foi causado por hiperinflação (nas regiões ventrais) ou pela reabertura de tecidos pulmonares atelectásicos (nas regiões dorsais).

Quando um parâmetro global de CRF é utilizado, a atelectasia regional pode ser mascarada por uma complacência aumentada em outras regiões durante a deflação.[25]Hickling [26] explica, no contexto da interpretação de curvas de volume-pressão, que é provável que o recrutamento de algumas regiões pulmonares aconteça simultaneamente à hiperinflação de outras regiões pulmonares, nos pulmões de pacientes com SARA.

pOSiçãO dA cinTA

Em um estudo experimental, Reske [27] avaliou a correlação entre o volume do pulmão não aerado e o volume total do pulmão e PaO2, utilizando primeiro um número pequeno de cortes de TC representativos de diferentes planos, em vez de 21 cortes de TC representando todo o pulmão. Revelou-se que um único corte transversal justa-diafragmático reflete o estado dos pulmões (atelectásicos) melhor do que a combinação convencional de cortes apical, hiliar e justa-diafragmático. Sabe-se que a atelectasia induzida por anestesia ocorre predominantemente em regiões justa-diafragmáticas dependentes dos pulmões, o que pode explicar o desempenho superior de um único corte justa-diafragmático na avaliação da atelectasia.

fig. 41: posição recomendada da cinta de eletrodos

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Portanto, pode-se observar que a seleção de um único plano na posição adequada — como é feito na TIE — pode oferecer a melhor representação possível das regiões justa-diafragmáticas, que são mais afetadas por atelectasia, recrutamento corrente e hiperdistensão. Entretanto, devido à região de sensibilidade da TIE em formato de lente, a cinta não precisa ser posicionada na região justa-diafragmática para se detectar o recrutamento e o desrecrutamento. Recomenda-se o posicionamento da cinta aproximadamente no quinto espaço intercostal da linha paraesternal (Fig. 41).

fig. 42: impacto da posição da cinta sobre as imagens correntes: a imagem l01 foi registrada na posição mais alta possível da cinta (sob as axilas); em l02, a cinta estava posicionada 1 cm abaixo disso; e assim por diante. as cores foram realçadas para tornar os efeitos mais óbvios. a imagem l11 representa o sexto eic, onde o mediastino entra no plano. esse diagrama revela que, de l02 a l10, a razão entre variação corrente e volume corrente permanece quase constante, mas começa a cair rapidamente a partir de l10. as imagens l12 a l15, que representam a posição justa-diafragmática, precisam ser interpretadas com enorme cautela.em l16 e l17, o sinal relacionado à ventilação é invertido e agora representado em roxo, porque os artefatos induzidos pelos movimentos diafragmáticos são maiores do que as variações correntes.

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Em pacientes nos quais há probabilidade de uma posição diafragmática elevada (por exemplo, por obesidade ou paralisia diafragmática), a cinta não deverá ser posicionada abaixo do quinto espaço intercostal, para evitar artefatos causados por movimento diafragmático. O posicionamento da cinta próximo à posição diafragmática gera cada vez mais deslocamentos de fases nas regiões mediastinal e lateral, que estão representadas nas imagens correntes na cor roxa (fig. 42).

Alguns poucos grupos de pesquisa em TIE continuam a trabalhar em protótipos de aparelhos que forneçam imagens de TIE tridimensionais.Porém, não é esperado que esses sistemas sejam desenvolvidos além do ambiente de pesquisa num futuro próximo.

inTERAçãO cARdiOpuLmOnAR

As alterações de impedância medidas pelo PulmoVista 500 não são o reflexo dos efeitos de um fenômeno único e isolado, mas da interação de diferentes processos fisiológicos. Em algumas publicações e artigos, isso é considerado uma limitação.

Porém, esse ponto de vista não leva em consideração que as alterações de impedância devidas à ventilação são, normalmente, 10 vezes maiores do que as alterações de impedância devidas à atividade cardíaca. Além disso, as alterações de impedância relacionadas à atividade cardíaca podem ser facilmente isoladas usando um filtro de baixa passagem.

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Como o PulmoVista 500 apresenta um filtro de baixa passagem, a presença concomitante de sinais de impedância devida à ventilação ou a atividade cardíaca não limita a avaliação da distribuição regional da ventilação nem das alterações de impedância expiratória final (fig. 43).

fig. 43: onda de impedância não filtrada (curva de cima) e onda filtrada (frequência de corte 35 [1/min]) a partir dos mesmos dados de Tie

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ARTEfATOS

O PulmoVista 500 foi projetado para exibir continuamente alterações de conteúdo de ar relacionadas à ventilação dentro da região de sensibilidade da TIE; entretanto, como acontece com muitos sistemas de imagem, movimentos e alterações na posição do corpo podem gerar artefatos significativos.

Assim como movimentar uma sonda de ultrassom para uma área diferente do corpo pode alterar a imagem exibida, a alteração da posição da cinta de eletrodos pode alterar a distribuição de ventilação exibida pela TIE – valores de impedância pulmonar expiratória final são particularmente afetados por alterações na posição da cinta.

Além disso, alterações na posição da cinta de eletrodos e a aplicação de gel podem alterar a resistência pele–eletrodo e, consequentemente, os dados da TIE, comprometendo a interpretação dos dados de tendência fornecidos pelo equipamento. Isso significa que as alterações (por exemplo, devido a mover a cinta) devem ser levadas em consideração ao se analisar os dados de tendência.

A impedância pulmonar expiratória final também pode ser afetada por alterações na quantidade de líquido extravascular nos pulmões, mas essas alterações, diferentemente do reposicionamento da cinta, são relativamente lentas.

Houve, ainda, relatos ocasionais de artefatos importantes nos dados de TIE, causados por campos eletromagnéticos fortes na faixa de frequência de operação do aparelho e provocados, por exemplo, por equipamentos de TC. Esses campos eletromagnéticos podem exercer esse efeito através do paciente, dos cabos de alimentação, do cabo principal ou do cabo do paciente.

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De DaDoS Da Tie

A interferência eletromagnética geralmente se limita a faixas específicas de frequência. O PulmoVista 500 previne a superposição desse tipo de ruído nos sinais de TIE analisando os espectros relevantes de interferência eletromagnética durante o ciclo de calibragem e configurando automaticamente a frequência de operação para uma faixa com baixos níveis de ruído (fig. 44). É essa função que torna o PulmoVista 500 menos susceptível à interferência de campos eletromagnéticos do que aparelhos de TIE de gerações anteriores.

ALTERAçõES dE impEdânciA RELATiVA

Até hoje, a maioria dos estudos foram realizados utilizando a TIE funcional (TIE-f), que mede as alterações de impedância em relação a uma linha de base. A TIE absoluta (TIE-a) também poderá se tornar útil para a prática clínica, uma vez que a possibilidade de medir os valores de impedância regional absoluta permitiria a distinção direta entre problemas pulmonares que resultam de regiões com uma resistividade mais baixa (por exemplo,

fig. 44: representação gráfica do espectro de ruído determinado pelo pulmoVista® 500 durante a última calibragem

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hemotórax, derrame pleural, atelectasia e edema pulmonar) e aquelas com uma resistividade mais alta (por exemplo, pneumotórax e enfisema).

Entretanto, a reconstrução de imagens de impedância absoluta exige que o formato e as dimensões exatas do corpo sejam levadas em consideração, bem como a localização precisa dos eletrodos, já que suposições simplificadas levariam a artefatos de reconstrução importantes.

Embora estudos iniciais que avaliam os aspectos de uma TIE-a já tenham sido publicados [28], essa área de pesquisa ainda não alcançou o nível de maturidade necessário para torná-la adequada ao uso clínico. Por isso, o PulmoVista 500 não oferece atualmente uma funcionalidade de TIE-a.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 9. eSTUDoS De ValiDação

A tomografia de impedância elétrica foi amplamente validada em experimentos com animais e estudos clínicos com seres humanos. Em experimentos com animais, a distribuição espacial da aeração pulmonar determinada pela TIE tem uma boa correlação com os resultados de TC, TC de emissão de fóton único (SPECT) e TC de feixe de elétrons (EBCT). Esses achados foram obtidos usando diferentes aparelhos de TIE e diversos modos e ajustes de ventilação.

Digna de nota foi a forte correlação demonstrada entre a TIE e a TC em pacientes críticos.Uma ampla coleção de referências correspondentes pode ser encontrada em diversas publicações recentes.[29, 54, 97]

ESTudOS cOm AnimAiS

A correlação entre a ventilação global e as medições de impedância global resultantes dos fluxos de imagens de TIE tem sido investigada por diversos pesquisadores há algum tempo. Um dos primeiros relatórios foi publicado em 1997. Adler et al. investigaram a relação entre as leituras de TIE e um volume pré-definido de gás ou fluido (ar, solução de albumina) injetado com uma seringa nos pulmões de 19 cães.[30] Foram relatadas excelentes correlações entre o volume de gás inserido com a seringa e as estimativas de alteração de volume pulmonar baseadas na TIE.

De forma semelhante, Meier e colaboradores [31] relataram ótimas correlações entre o volume corrente administrado por uma estação de anestesia (Primus, Dräger Medical, Lübeck, Alemanha) e alterações de impedância global obtidas de leituras de TIE em 3 suínos.

A validação da ventilação regional é obviamente mais difícil do que a da ventilação global, uma vez que as técnicas de referência adequadas são

9. estudos de validação

mais complexas e caras. Em 2005, Luepschen et al. compararam a TIE à TC em 10 suínos domésticos submetidos a cirurgia laparoscópica e lavagem pulmonar.[32]. Os autores encontraram uma boa correlação espacial entre as imagens de TIE e a referência de TC. Com a alta resolução temporal da TIE, os efeitos da alteração de ajustes do ventilador podem ser observados imediatamente. A atividade funcional e a variação corrente demonstram uma excelente correlação linear com o volume corrente (ou seja, ventilação global). Os resultados da comparação da TIE com a TC e volume corrente indicam que é possível obter informações sobre ventilação regional a partir de imagens de TIE e/ou alterações de impedância local.

Hinz et al. validaram a TIE para a medição da distribuição regional da ventilação comparando-a à TC de emissão de fóton único (SPECT).[33] Eles investigaram se as alterações de impedância regional obtidas pela TIE em 12 suínos estavam quantitativamente relacionadas à ventilação regional determinada pela SPECT. Foram analisados diferentes modos de ventilação mecânica e espontânea neste estudo. Foi encontrada uma correlação linear extremamente significativa entre a ventilação regional medida pela TIE e pela SPECT (r² = 0,92; faixa de 0,86 a 0,97). O modo de ventilação, ou a presença de respiração espontânea, não afetou a correlação de forma relevante. Lesões pulmonares induzidas e alterações, também induzidas, da complacência do sistema respiratório e de líquido extravascular nos pulmões não causaram efeitos significativos sobre a correlação entre a TIE e a SPECT.

Frerichs et al. validaram a capacidade da TIE de detectar alterações locais de conteúdo de ar resultantes de ajustes de ventilação modificados através da comparação de dados da EIT com dados da TC de feixe de elétrons (EBCT), obtidos sob condições idênticas de estado estável.[34] Os experimentos foram realizados em 6 suínos, utilizando-se 5 volumes correntes diferentes e três níveis de PEEP. A análise foi feita em 6 regiões de interesse, localizadas nas áreas ventral, média e dorsal de cada pulmão. Revelou-se uma boa correlação entre as alterações de conteúdo de ar determinadas pela TIE e pela EBCT, com coeficientes médios de correlação nas regiões ventral,

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média e dorsal de 0,81, 0,87 e 0,93, respectivamente.

Em um outro estudo, Frerichs et al. investigaram a reprodutibilidade de imagens de TIE que mostraram a distribuição da ventilação pulmonar em diferentes níveis de PEEP em 10 suínos.[35] A ventilação regional foi determinada nos hemitórax direito e esquerdo, bem como em 64 regiões de interesse uniformemente distribuídas em cada lado do tórax, no sentido ventro-dorsal. A distribuição da ventilação em ambos os pulmões foi visualizada como perfis de ventilação ventro-dorsais, e os deslocamentos de distribuição da ventilação foram quantificados em centros de ventilação em relação ao diâmetro do tórax. A proporção do pulmão direito na ventilação total do corte transversal foi de 0,54 ± 0,04 e permaneceu indiferente a alterações repetidas de PEEP. Em suma, os autores observaram uma excelente reprodutibilidade dos resultados em diferentes regiões de interesse, e padrões quase idênticos de distribuição da ventilação durante alterações repetidas da PEEP.

Em 2003, van Genderingen et al. investigaram o valor da TIE para a avaliação da mecânica pulmonar regional durante a ventilação oscilatória de alta frequência (VOAF) em 8 suínos.[36] O volume pulmonar determinado pela TIE foi estimado por pletismografia calibrada com medidor de tensão durante uma manobra de P-V. As alterações de volume pulmonar regionais foram avaliadas por TIE em várias regiões de interesse. O estudo mostrou uma boa concordância entre a impedância global da TIE e o volume pulmonar estimado pela pletismografia, tanto durante a manobra de P-V quanto na VOAF subsequente. No entanto, medições de linha de base realizadas ao final dos experimentos sugeriram que o acúmulo de fluido intratorácico pode limitar a precisão na determinação de pequenas alterações de volume pulmonar ao longo de um período maior.

Meier et al. investigaram a capacidade da TIE de monitorar o recrutamento pulmonar regional e o colapso pulmonar usando diferentes níveis de PEEP, em um modelo de lavagem de lesão pulmonar em 6 suínos domésticos, através da comparação de achados da TIE com parâmetros globais de

ventilação e imagens de TC obtidos simultaneamente.[37] Os autores encontraram uma forte correlação entre os volumes de gases expiratórios finais avaliados pela TIE e os volumes de gases expiratórios finais calculados pela TC (r = 0,98 - 0,99). Também foi demonstrada correlação entre os volumes correntes (r = 0,55 – 0,88) na TIE e na TC. Os autores concluíram que a TIE é adequada para monitorar os efeitos dinâmicos das variações de PEEP sobre as alterações regionais de volume corrente, e que ela é superior aos parâmetros globais de ventilação em avaliar o início do recrutamento alveolar e colapso pulmonar.

ESTudOS cOm pAciEnTES

Em 2003, Hinz et al. compararam alterações de volume pulmonar com alterações de impedância pulmonar expiratórias finais.[38] O estudo avaliou 10 pacientes intubados cuja PEEP foi alterada de 0 para 15 mbar. Durante essa manobra, a ΔVPEF foi medida através de uma manobra de lavagem de nitrogênio de circuito aberto, enquanto a TIE foi utilizada para avaliar as alterações de impedância pulmonar expiratória final ΔEELI. Os autores relataram uma correlação muito alta e uma boa precisão no gráfico de Bland-Altman. Em 2006, Marquis et al. relataram uma excelente correlação entre as medições globais de TIE e as leituras da pletismografia usadas como referência em 22 voluntários sadios.[39]

Victorino et al. realizaram um estudo de validação que comparou a TIE com a TC dinâmica em 10 pacientes críticos em ventilação mecânica.[40] Os dados mostraram que a TIE oferece um meio confiável de avaliar desequilíbrios na distribuição do volume corrente em pacientes críticos. Ao comparar a ventilação regional em diferentes regiões torácicas, as informações quantitativas fornecidas pela TIE apresentaram uma boa proporcionalidade com as alterações de conteúdo de ar (calculadas pela TC dinâmica), mas não com a razão gás-tecido, nem com as densidades médias de TC. Outros resultados desse estudo mostraram que as imagens de TIE de pacientes submetidos a ventilação mecânica controlada foram reprodutíveis e apresentaram uma boa concordância com a TC dinâmica. Além disso, as alterações de impedância

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regional no corte da TIE foram mais bem explicadas pelas alterações correspondentes de conteúdo de ar detectadas no corte da TC (explicando 92–93% da sua variância). Outras variáveis derivadas da TC, como densidade média regional do raio X e razão gás-tecido regional, não corresponderam às alterações regionais de impedância tão consistentemente. Também foi notado que a boa correlação entre a TIE e a TC só pôde ser observada em regiões de interesse suficientemente grandes. Esse achado era esperado, considerando-se a resolução espacial limitada da TIE, e está de acordo com os resultados de cálculos matemáticos.

Riedel et al. avaliaram o efeito da posição corporal e da ventilação por pressão positiva sobre a distribuição do volume corrente intrapulmonar de 10 adultos sadios.[41] Foram realizadas medições de TIE e lavagem de várias respirações com hexafluoreto de enxofre (SF6). Foram calculados os perfis de alterações médias de impedância relativa em diferentes regiões pulmonares. E foram utilizadas análises de curso de tempo de impedância relativa e análises de figuras de Lissajous para calcular os ângulos de fase entre pulmão dependente e independente e pulmão total (Φ). Os dados da TIE foram comparados com os dados da lavagem com SF6 medindo o índice de clearance pulmonar (ICP).Perfis propostos de TIE permitiram uma comparação interindividual dos dados de TIE e áreas identificadas com volume corrente regional reduzido usando ventilação por pressão de suporte. O ângulo de fase Φ do pulmão dependente em várias posições corporais é o seguinte: decúbito dorsal: 11,7 ± 1,4; decúbito ventral: 5,3 ± 0,5; lateral direito: 11,0 ± 1,3; lateral esquerdo: 10,8 ± 1,0. O ICP aumentou de 5,63 ± 0,43 em decúbito dorsal para 7,13 ± 0,64 em decúbito ventral. Os valores de Φ medidos mostraram uma relação inversa com o ICP nas quatro posições corporais. Os achados desse estudo demonstram que a TIE funcional mede o esvaziamento pulmonar simultâneo dependente da gravidade em diferentes posições corporais e caracteriza a distribuição do volume corrente local em diferentes níveis de suporte por pressão. Embora esse estudo tenha se limitado a sujeitos sadios e a áreas bastante grandes dos pulmões, os autores afirmam que o método proposto pode ser poderoso o suficiente para analisar a ventilação desigual em pulmões doentes e em regiões mais específicas.

Em 2009, Bikker et al. relataram seus achados em 25 pacientes recebendo ventilação na UTI.[42] Eles compararam as medições de VPEF realizadas por um módulo COVX integrado em um ventilador Engström Carestation (ambos da GE Healthcare, Helsinki, Finlândia) com as leituras de impedância pulmonar expiratória final obtidas a partir da TIE. Os autores relataram uma correlação moderada significativa (r = 0,79; r² = 0,62) e uma concordância moderada (viés: 194 mL; DP: 323 mL) entre a ΔVPEF e as alterações de volume pulmonar calculadas a partir da ΔEELI. Os resultados indicam que a relação entre a variação de impedância corrente global e o volume corrente pode não ser estritamente linear. Assim, os autores concluíram que tal relação não pode ser utilizada para empregar a ΔEELI diretamente como substituta linear para as diferenças de VPEF e, consequentemente, alterações de CRF.

Recentemente, Karsten et al. [43] investigaram uma questão semelhante em pacientes cardíacos no pós-operatório. Os autores utilizaram uma técnica de wash-in/wash-out como referência e analisaram as alterações durante procedimentos de aspiração endotraqueal em sistema aberto (AESA) e manobras de recrutamento (MR) e relataram limites de concordância para ΔVPEF estimados a partir da ΔEELI entre 0,83 e 1,31 L conforme comparação com as medidas de referência. Esses achados levaram os autores à conclusão de que a correlação entre a ΔEELI e a ΔVPEF pode não ser clinicamente aceitável.

Há uma possibilidade de que os achados diferentes dos estudos de validação sejam explicados pelo impacto da posição da cinta. Quando a cinta é posicionada bastante próxima do diafragma e a PEEP é alterada, a distância entre o plano do eletrodo e o diafragma se altera significativamente, gerando uma mudança na razão entre alterações de impedância e alterações de volume pulmonar. Consequentemente, alterações de volume pulmonar podem ser subestimadas quando, por exemplo, uma redução na PEEP diminui a distância entre o diafragma e a cinta significativamente e assim a razão entre alterações de impedância e alterações de volume pulmonar se torna muito menor.Esses efeitos são ilustrados e explicados em mais detalhes na fig. 42.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 10. eSTUDoS oBSerVacionaiS, experimenTaiS e clínicoS

Como discutido antes, a TIE é uma tecnologia que oferece uma maneira de visualizar a distribuição regional da ventilação e alterações de volume pulmonar. Isso é particularmente útil quando as alterações terapêuticas têm como finalidade alcançar uma distribuição de gás mais homogênea em pacientes em ventilação mecânica.

Hoje, a avaliação da distribuição regional de gás só pode ser baseada em TCs ou RMs. Porém, as TCs expõem o paciente a doses significativas de radiação ionizante.[44, 45] Além disso, a TC e a RM geralmente não podem ser realizadas no leito e requerem que o paciente seja deslocado até o setor de radiologia. Sabe-se que o deslocamento intra-hospitalar de pacientes críticos em ventilação representa um risco significativo para o paciente e uma maior carga de trabalho para a equipe de saúde.

Outra questão é que as imagens de TC e de RM são estáticas e, portanto, exibem o volume pulmonar somente em um momento específico. Essas tecnologias também não são capazes de oferecer uma quantificação em tempo real do conteúdo de ar em ROIs pré-definidas. Embora a TC forneça imagens da distribuição regional de gás, os especialistas não a consideram adequada para a otimização individual dos ajustes de ventilação no leito.[15, 37]

Devido às propriedades gerais e ao design específico da TIE, o PulmoVista 500 pode ser facilmente utilizado de forma contínua no leito para fornecer informações regionais sobre a distribuição da ventilação, bem como sobre as alterações de volume pulmonar expiratório final. Nenhum efeito colateral foi relatado em relação à TIE até hoje. Além das informações únicas fornecidas pela TIE, a sua conveniência e segurança contribuem para a crescente percepção, expressa por vários autores, de que a TIE tem o potencial de ser utilizada como uma ferramenta valiosa de otimização da PEEP e outros ajustes de ventilação.[46, 47]

10. estudos observacionais, experimentais e clínicos

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A TIE já ajudou a avaliar os efeitos de várias intervenções terapêuticas na distribuição da ventilação, e este capítulo oferece um panorama da literatura que foi publicada nesse contexto.

TiTuLAçãO dA pEEp

Não existe atualmente um consenso, dentro da comunidade médica, sobre como otimizar os ajustes de ventilação, como a PEEP. Isso está relacionado, entre outras questões, ao fato de que não termos tido, antes do advento da TIE, um método de avaliação ao leito da distribuição regional da ventilação e da abertura e colapso dinâmicos de áreas do pulmão. Conhecer sobre a distribuição da ventilação pode ajudar o médico a estabelecer parâmetros de ventilação mais apropriados para cada paciente e, assim, potencialmente reduzir os riscos de lesão pulmonar associada à ventilação mecânica (LPAV).

A titulação da PEEP baseada na TIE para evitar tanto atelectasia quanto hiperinflação regional já foi descrita por Hinz et al.[48] Os autores também interpretaram as “características de enchimento”, nas quais as formas de onda de impedância local são traçadas sobre as formas de ondas globais e nas quais eles acharam diferenças significativas entre regiões dependentes e não dependentes. Na mesma publicação, estabeleceu-se a capacidade de encontrar pontos de inflexão superiores regionais em curvas de pressão-impedância regional. Isso pode ser utilizado para avaliar uma série de testes de PEEP.

Erlandson et al. [47] avaliaram inclinações de impedância pulmonar expiratória final (EELI) em diferentes ajustes de PEEP ao longo do tempo; a hipótese levantada foi de que um nível constante de EELI corresponderia a um volume pulmonar expiratório final estável (dentro da região de sensibilidade da TIE) e assim indicaria o ajuste ideal da PEEP (fig. 45).

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fig. 45: Definindo os ajustes ideais de peep com base na avaliação da Δeeli. Diminuições de inclinação indicam desrecrutamento, enquanto aumentos de inclinação indicam recrutamento.Traçados horizontais durante a parte de decréscimo correspondem a um volume pulmonar expiratório final estável, ou seja, peep ideal.[47]

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Recentemente, Mauri et al. investigaram a distribuição da ventilação em pacientes com SARA com base no modo de ventilação e níveis de PEEP escolhidos.[49] Esse estudo avaliou 10 pacientes com SARA intubados, após o modo de ventilação ter sido mudado de ventilação mandatória controlada para ventilação por pressão de suporte. Não foi aplicada qualquer referência externa para a ventilação regional. Em vez disso, a redistribuição da ventilação foi comparada dentro das diferentes regiões pulmonares nas imagens de TIE.Os autores concluíram que, em pacientes com SARA, uma pressão de suporte mais baixa e níveis mais altos de PEEP induzem uma redistribuição das frações de ventilação corrente de regiões pulmonares não dependentes para dependentes e aumentam a homogeneidade da ventilação anteroposterior.

O ajuste da PEEP pode ser especialmente importante para pacientes obesos com cirurgia laparoscópica agendada, devido à maior pressão na cavidade

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abdominal.[47, 50] Os resultados desses estudos sugerem que, nessa população de pacientes, o monitoramento por TIE pode ser útil no ajuste dos níveis de PEEP, a fim de prevenir o colapso pulmonar. Em pacientes com obesidade mórbida, pareceu ser necessário um nível de PEEP mais alto do que o previsto.

AVALiAçãO dE mAnOBRAS dE REcRuTAmEnTO

Manobras de recrutamento visam reabrir regiões pulmonares colapsadas, melhorando a aeração pulmonar e reduzindo o estresse mecânico durante a ventilação subsequente. Os efeitos regionais das manobras de recrutamento podem ser visualizados e avaliados com a TIE.[10, 37]

De fato, a questão de se os pacientes se beneficiam de uma PEEP alta ou de uma manobra de recrutamento já foi investigada por muitos pesquisadores.Em 2006, Gattinoni et al. relataram uma alta variabilidade de volume pulmonar adicional em resposta a altas pressões.[51] No entanto, os autores italianos utilizaram a TC para determinar a resposta dos pacientes. A fim de evitar a carga do raio X, Lowhagen e colaboradores introduziram uma técnica baseada na TIE para o monitoramento P/V regional durante manobras de recrutamento.Nesse estudo, que avaliou 16 pacientes com LPA recebendo ventilação [52], os autores apresentaram um novo método para quantificar volumes pulmonares regionais potencialmente recrutáveis, observando-se a diferença de variação corrente regional na respiração corrente e a 40 cm H2O. A ΔEELI foi calibrada em relação à ΔVPEF regional. Em consonância com as afirmações anteriores sobre “recrutadores” e “não recrutadores” de Gattinoni [51], os autores observaram que somente pacientes com uma porcentagem mais alta de pulmão potencialmente recrutável se beneficiaram de uma PEEP mais elevada.Os autores concluíram que essa técnica, após ser suficientemente validada, poderá permitir a distinção entre recrutadores e não recrutadores.

Odenstedt et al. avaliaram os efeitos de diferentes manobras de recrutamento pulmonar com a TIE em 14 animais com lesão pulmonar induzida.[23]Esse estudo confirmou que a TIE é capaz de monitorar alterações de volume

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pulmonar continuamente e que a TIE pode ajudar a identificar respondentes a manobras de recrutamento.O desrecrutamento lento após manobras de recrutamento, causado por níveis de PEEP insuficientes pós-manobra, também pode ser identificado.

RESpiRAçãO ESpOnTânEA

Frerichs et al. [53] realizaram estudos de TIE em bebês e concluíram que a TIE é capaz de exibir o efeito da respiração espontânea na distribuição da ventilação.

Em [54], Putensen apresentou o caso de um paciente intubado com insuficiência respiratória aguda respirando espontaneamente com APRV.Quando a respiração espontânea desse paciente foi descontinuada, a ventilação na região dorsal direita quase desapareceu, indicando que, durante a ventilação mecânica, a ventilação regional era predominantemente redistribuída para as regiões ventrais do pulmão. Embora esses efeitos sejam bem conhecidos, e os efeitos positivos da respiração espontânea nas trocas gasosas, principalmente nas regiões dorsais, sejam amplamente aceitos, o desaparecimento da ventilação dorsal em associação à sedação deve ser uma fonte de informação valiosa para as decisões clínicas.

mOniTORAmEnTO dO dESREcRuTAmEnTO ApóS pROcEdimEnTOS dE

ASpiRAçãO

A aspiração endotraqueal é um procedimento muito comum para remover secreções das vias aéreas de pacientes intubados e em ventilação mecânica.Apesar de ser um procedimento muitas vezes inevitável, apresenta o risco de desrecrutamento pulmonar, especialmente em pacientes com LPA ou SARA, comprometendo ainda mais as trocas gasosas. Foi demonstrado, utilizando-se a TIE, que a impedância pulmonar expiratória final leva um período de tempo relativamente longo, em alguns pacientes, para voltar aos níveis observados antes da aspiração.

Em um experimento com animais, Lindgren et al. [55] utilizaram a TIE

para avaliar o volume pulmonar e as alterações de complacência durante aspirações em sistema fechado e aberto e puderam confirmar que a TIE é capaz de monitorar alterações rápidas de volume pulmonar, como as induzidas pela aspiração endotraqueal.

Esses resultados foram replicados em um estudo clínico subsequente do mesmo grupo em 2008, o qual investigou o efeito da aspiração endotraqueal na aeração pulmonar de 13 pacientes recebendo ventilação na UTI.[56] Utilizando a TIE, os autores foram capazes de monitorar o desrecrutamento, como resultado direto da aspiração, e o recrutamento lento que ocorreu depois em alguns pacientes.

Em 2009, van Veenendaal et al. descreveram os resultados do seu estudo clínico observacional prospectivo com 11 bebês prematuros com SDR tratados com ventilação de alta frequência (VAF) em pulmão aberto.[57]Os autores mediram as alterações no volume pulmonar global e regional com a TIE durante procedimentos de aspiração fechada de rotina.Rastreando os valores de impedância global, os autores concluíram que a aspiração fechada por tubo endotraqueal pode causar uma perda de volume pulmonar aguda, transitória e heterogênea, seguida de uma recuperação gradual dentro do primeiro minuto após a aspiração.

Tingay et al. investigaram as diferenças entre as aspirações em sistema fechado e aberto em um estudo com animais.[58] No estudo, publicado em 2010, foram utilizados três métodos de aspiração (aberto, fechado usando tubo e fechado usando um adaptador de entrada lateral) e dois tamanhos de cateter em 6 leitões de duas semanas de idade, em ordem aleatória. Os autores concluíram que a aspiração com tubo endotraqueal causa perda de EELI transitória em todo o pulmão. O tamanho do cateter teve maior influência do que o método de aspiração, sendo que a aspiração em circuito fechado apenas protegeu contra o desrecrutamento quando um cateter pequeno foi utilizado, o que indica que a resistência ao fluxo de ar é um fator importante.

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Durante o posicionamento lateral, tipicamente muito mais ventilação ocorre no pulmão dependente (na posição lateral esquerda, no pulmão esquerdo) do que no pulmão não dependente. Isso ocorre porque, no fim da expiração, a gravidade faz com que o pulmão dependente seja mais comprimido do que o pulmão superior; entretanto, em um indivíduo sadio, o pulmão dependente está totalmente inflado ao final da inspiração. Isso significa que ocorrem alterações maiores de conteúdo de ar nas regiões dependentes (fig. 46).


Em 2012, Corley et al. relataram sobre as diferenças entre aspirações em sistema fechado e aberto em seres humanos.[59] Em um estudo cruzado randomizado que examinou 20 pacientes depois de cirurgias cardíacas, os autores avaliaram os efeitos de aspirações em sistema fechado e aberto na perda de volume pulmonar utilizando a TIE. Os autores observaram algo interessante: a aspiração em sistema fechado minimizou a perda de volume pulmonar durante a aspiração, mas, diferente do que seria esperado, resultou em uma recuperação mais lenta da EELI em comparação com a aspiração em sistema aberto.

mOniTORAmEnTO dOS EfEiTOS dA pOSiçãO dO pAciEnTE

fig. 46: redistribuição da ventilação em um voluntário sadio; embora uma distribuição típica esquerdo/direito de 52%/48% seja observada em decúbito dorsal (esquerda), em decúbito lateral direito essa razão mudou para 72%/28% (centro) e em decúbito lateral esquerdo para 35%/65% (direita).

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fig. 47: alterações de distribuição da ventilação avaliadas com a visualização de tendência inspiratória final do pulmoVista® 500 em um paciente com trauma torácico em leito giratório enquanto era virado de decúbito dorsal para uma posição lateral esquerda de 60°. a primeira imagem representa o decúbito dorsal (referência) e as imagens seguintes representam rotação de 15°, 30°, 45° e 60°. as imagens retratam como a ventilação no lobo superior direito aumenta devido à mudança do vetor de gravidade ao longo da rotação.

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Embora esses fenômenos sejam bem conhecidos e intuitivos na prática clínica, a TIE permite a visualização e a avaliação dessas alterações dinâmicas no leito do paciente: veja a fig. 47

Nos últimos 20 anos, o decúbito ventral tem sido cada vez mais usado no tratamento de pacientes com SARA.[60, 61] A TIE pode ajudar não apenas a monitorar a redistribuição da ventilação devido a essas mudanças de posição.Também pode ajudar a identificar pacientes responsivos a esse tipo de tratamento. E ainda a determinar a melhor posição corporal em caso de distribuição de ventilação extremamente desigual.[62, 63]

pOSiciOnAmEnTO dE TuBOS EndOTRAquEAiS dE dupLO LúmEn

Steinmann et al. [64] utilizaram a TIE para avaliar a colocação correta do tubo endotraqueal de duplo lúmen (TDL) e compararam os achados com aqueles obtidos a partir da broncoscopia de fibra óptica (BFO). Embora a TIE permita o reconhecimento imediato de TDLs de lado esquerdo mal colocados, ela não forneceu um método de detecção de sondas

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endobronquiais posicionadas incorretamente (como diagnosticado pela BFO). Portanto, a TIE não pode substituir a BFO para determinar se TDLs foram inseridos corretamente. De qualquer maneira, os autores afirmam que a TIE poderia ser utilizada como uma ferramenta adicional, que complementa a auscultação como um método não invasivo de avaliar a colocação de TDLs.

Em 2013, Steinmann e colaboradores relataram sobre o uso da TIE para posicionar tubos endotraqueais em aplicações de anestesia pediátrica.[65]Os autores concluíram que a colocação correta do tubo endotraqueal tinha grande correlação com uma distribuição homogênea da ventilação entre os pulmões esquerdo e direito. dETEcçãO dE pnEumOTóRAx

A incidência de pneumotórax iatrogênico, que é uma complicação potencialmente fatal, foi relatada como sendo de 3% entre os pacientes em terapia intensiva.[66]

Como o pneumotórax representa uma região de impedância extremamente elevada, vários grupos avaliaram se a TIE pode ser útil não apenas para detectar a ocorrência de pneumotórax, mas também para monitorar o potencial sucesso das intervenções terapêuticas. Em 2006, Hahn et al. relataram que foram capazes de monitorar o acúmulo patológico de ar e fluido em 5 suínos 4 pacientes.[67]Em um estudo controlado com 39 suínos, Costa et al. [68] demonstraram que a TIE é capaz de detectar rapidamente o desenvolvimento de um pneumotórax artificial. No mesmo ano, Preis et al. relataram sobre o curso de tempo de um pneumotórax acidental que ocorreu inesperadamente durante um experimento de pulmão aberto em animal. O incidente pôde ser facilmente monitorado usando a TIE.[69]

O primeiro caso de pneumotórax neonatal humano monitorado por TIE foi relatado por Miedema et al. em 2011.[70] Neste caso, tanto as imagens de raio X de tórax quanto de TIE funcional de um bebê prematuro do sexo masculino mostraram claramente a presença de pneumotórax direito.

Em 2012, Bhatia et al. [71] relataram os resultados obtidos de 6 leitões sob anestesia e relaxante muscular e tendo pulmões esvaziados com surfactante.Os autores injetaram volume sucessivos de ar de 10 a 20 ml no espaço pleural, até um volume máximo de 200 mL. Foi encontrada uma boa correlação entre os volumes expiratórios finais (EEV) intratorácicos globais e regionais medidos pela TIE, e os autores concluíram que a TIE pode detectar com precisão até mesmo pneumotórax muito pequenos, antes dos parâmetros fisiológicos se alterarem.

Porém, embora a capacidade da TIE de detectar pneumotórax iatrogênicos certamente constitua um benefício clínico, o monitoramento contínuo de pneumotórax através de TIE exigiria o seu uso a longo prazo, o que atualmente não parece prático na clínica, uma vez que seria necessário fixar a cinta de eletrodos ao paciente permanentemente.

quAnTificAçãO dO EdEmA puLmOnAR E fLuidO pLEuRAL

Até o momento, somente alguns poucos estudos investigaram se a TIE pode ser utilizada para determinar a quantidade de fluido presente nos pulmões.Assim, temos somente dados preliminares sobre essa aplicação específica.

Em 1999, Kunst et al. [72] investigaram se a TIE e a chamada razão de impedância (índice IR) têm correlação com a quantidade de líquido extravascular nos pulmões determinada pela técnica de diluição por corante térmico duplo (TDD). O estudo analisou 14 pacientes com LPA/SARA e encontrou uma correlação significativa entre as alterações de líquido extravascular nos pulmões medidas pela TDD e pela TIE (r = 0,85; p < 0,005).

Em 2009, Arad et al. demonstraram que a redução da resistividade tecidual média do tórax tinha uma boa correlação com a retirada de fluido do tórax.[73] Esse estudo é diferente de outros trabalhos relacionados à TIE pelo fato de ter estudado propriedades teciduais absolutas, mais especificamente a resistividade tecidual em Ωcm. Os autores utilizaram um aparelho de TIE com oito eletrodos e analisaram 11 pacientes com derrame pleural.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 11. ínDiceS nUméricoS DeriVaDoS Da Tie

Embora a interpretação de imagens de TIE ofereça uma impressão visual da distribuição da ventilação, isoladamente essas imagens podem não ser suficientes para quantificar o impacto de procedimentos terapêuticos na clínica. Índices numéricos derivados da TIE podem ser particularmente úteis para comparar a distribuição da ventilação em diferentes momentos e avaliar a tendência dessa distribuição. Por isso, a comunidade médica expressou a necessidade de índices numéricos simples mas discriminativos, que também são um importante pré-requisito para o estabelecimento de limiares, limites e faixas-meta na terapia. Na última década, começou a corrida pela melhor abordagem para interpretar informações baseadas na TIE.

Em 2000, Kunst et al. [9] introduziram um índice chamado “razão de impedância” (IR), que dividia a atividade ventilatória na região superior (ventral) VAventral das imagens de TIE pela atividade ventilatória dorsal VAdorsal. O índice IR veio a se mostrar um parâmetro sensível de monitoramento das alterações verticais de ventilação induzidas, por exemplo, por recrutamento, desrecrutamento ou hiperdistensão.

A ideia de usar o “centro de gravidade” (CG) como um índice para caracterizar o formato de imagens de TIE funcional foi introduzido por Frerichs et al.[74]Originalmente denominado de “centro geométrico” da ventilação, esse índice foi depois renomeado como “centro de ventilação” (CV) ou “centro de gravidade” (CG). De fato, Luepschen et al. demonstraram em 2007 que o CG pode servir como um índice sensível para descrever as alterações verticais de ventilação devido a abertura e fechamento do pulmão durante testes de aumento e redução da PEEP.[25]

Radke et al. [75] recentemente investigaram o impacto da respiração espontânea sobre o CV durante a anestesia geral. Como é de conhecimento geral, a ventilação controlada tende a ventilar as regiões ventrais do pulmão mais do que as regiões dorsais durante a anestesia. Então, a suposição dos autores foi de que a respiração espontânea e a ventilação por pressão de suporte reduziriam a extensão da

11. índices numéricos derivados da Tie

redistribuição da ventilação detectada pela TIE. O estudo analisou 30 pacientes não obesos, sem comorbidades cardíacas e pulmonares graves e que seriam submetidos a cirurgia ortopédica eletiva. A fim de quantificar a distribuição da ventilação, os autores utilizaram o CV dos registros de TIE, já que o CV é um número único, tem boa reprodutibilidade e simplifica a comparação de registros de TIE. Eles concluíram que, de acordo com as alterações de CV, tanto a VPC quanto a VPS induzem uma redistribuição de ventilação direcionada à região ventral. A respiração espontânea preveniu essa redistribuição.

Em 2011, Luepschen et al. [76] demonstraram que os índices numéricos baseados na TIE, como CV, podem ser utilizados como um guia para manobras de abertura do pulmão. Em especial, os autores demonstraram que manobras automáticas de abertura do pulmão baseadas na TIE/CV podem fazer parte de estratégias de ventilação em circuito fechado. Embora tentativas anteriores de ventilação automática do mesmo grupo utilizaram PaO2 como uma variável controlada de resultados, e as imagens de TIE e de TCs como referências independentes [25], essa foi a primeira vez que a TIE fez parte do circuito de controle da ventilação em si.

Em 2009 e 2010, Zhao et al. propuseram outro índice simples chamado índice de “não homogeneidade global” (GI). Para calcular esse índice, é preciso computar o valor médio das alterações de impedância regional das áreas ventiladas dentro da imagem corrente, depois é preciso calcular a soma das diferenças entre a média e o valor de cada pixel, e o resultado precisa ser normalizado pela soma dos valores de impedância dentro da área. Como relatado, esse índice foi aplicado para quantificar a não homogeneidade da ventilação durante a ventilação de um dos pulmões em um estudo com 50 pacientes, dos quais 40 foram intubados com tubos endotraqueais de duplo lúmen (grupo de teste) e 10 estavam servindo como grupo de controle.[77] Os autores concluíram que a ventilação de um pulmão foi claramente distinguível da ventilação dos dois pulmões, em todos os pacientes, usando o índice GI. Os mesmos autores acharam o índice GI útil para a titulação da PEEP em um estudo com suínos no qual teve uma boa correlação com a complacência máxima.[78]

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Tomografia De impeDância eléTrica | 11. ínDiceS nUméricoS DeriVaDoS Da Tie

Em 2009, Muders et al. [79] descreveram um novo índice de homogeneidade da mêcanica regional dos pulmões, o chamado índice de “atraso de ventilação regional” (RVD) (fi g. 48). É possível gerar mapas de RVD baseados nesse índice e, a partir deles, computar o desvio padrão do atraso de ventilação regional (SDRVD). Esse índice SDRVD descreve a variação de atrasos regionais do início da inspiração comparado com o início global da inspiração durante uma manobra de infl ação lenta. Dados preliminares mostraram uma correlação excelente entre o SDRVD e a abertura e o fechamento cíclicos, o que sugere que esse índice poderia ser uma abordagem promissora na titulação de ajustes de PEEP para prevenir o recrutamento corrente.

Dois outros índices que permitem quantifi car atelectasia e hiperdistensão regional foram introduzidos em.[80] Com base no pressuposto de uma distribuição uniforme da pressão nos pulmões, Costa et al. introduziram o conceito de

fig. 48: Distribuição do atraso de ventilação regional durante uma manobra de insufl ação lenta:enquanto a imagem corrente representa a distribuição da ventilação, o rVD determina o atraso do início da inspiração regional em relação ao início da inspiração global. na imagem rVD, o atraso de ventilação regional é calculado para cada pixel e traçado em um mapa codifi cado por cor. Uma imagem rVD completamente preta indica um início homogêneo da inspiração, regiões em laranja indicam atraso e regiões em azul, um início precoce da inspiração (escala de cores preliminar).

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“complacência de pixel”, ou seja, ΔZ/(Pplatô - PEEP). Ao comparar a complacência de pixel em cada nível de PEEP à complacência de pixel máxima durante um teste de redução da PEEP, o chamado índice de hiperdistensão acumulada quantifica a queda de complacência em níveis mais elevados de PEEP devido a hiperdistensão. Da mesma forma, o chamado índice de colapso acumulado (ambos expressos em %) quantifica a queda de complacência em níveis mais baixos de PEEP como resultado de atelectasia. Esses índices foram aplicados a dois casos de insuficiência respiratória hipoxêmica resultante de pneumonia.

Em 2010, um conceito para a análise da distribuição de gás intracorrente (ITV) foi apresentado por Lowhagen et al.[81] Usando a alteração de impedância global intracorrente como referência, os autores dividiram a alteração de impedância espacialmente em quatro camadas horizontais e temporalmente em oito partes isovolumétricas, de modo a serem capazes de quantificar a fração local de ar fluindo para dentro das diferentes regiões de interesse (ROIs) durante as oito fases inspiratórias como uma função da fração de volume corrente global. Os autores também apresentaram loops de pressão–volume e introduziram o conceito de computação da complacência intracorrente regional. Eles relataram como a complacência intracorrente regional se altera durante a respiração e como uma função da PEEP durante manobras de recrutamento moderadas seguidas de teste de redução da PEEP. Por fim, os autores apresentaram os resultados de um estudo com 10 pacientes com SARA e demonstraram com clareza em 3 casos selecionados como os pacientes podem responder de formas diferentes às manobras de recrutamento. As alterações de complacência intra-corrente regional podem inclusive servir como um indicador de resposta ao recrutamento, um tema que certamente merece mais investigações no futuro.

O conceito de complacência regional foi recentemente expandido em uma investigação com 4 suínos da raça Yorkshire durante uma manobra de recrutamento progressivo.[82] Gomez-Laberge et al. demonstraram claramente a redução de complacência nas camadas não dependentes do pulmão e o aumento correspondente de complacência na camada dependente, quando a PEEP foi aumentada gradativamente.

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Tomografia De impeDância eléTrica | 11. ínDiceS nUméricoS DeriVaDoS Da Tie 12. Tie para orienTação Da Terapia reSpiraTória

Usando duas cintas de TIE de silicone ao mesmo tempo em camadas diferentes, Bikker et al. investigaram o efeito de variar o local da cinta no eixo craniocaudal.[83] O estudo avaliou 12 pacientes em ventilação mecânica pós-cirurgia cardíaca, realizando um teste de redução da PEEP após uma manobra de recrutamento (40 cmH2O × 40 s). Os autores observaram que a variação de impedância corrente dividida pelo volume corrente diminuía nas imagens caudais e aumentava nas imagens craniais de TIE. Eles também mediram o CV e descobriram que esse índice diminuiu quando a PEEP diminuiu, em ambos os níveis da cinta. Os autores concluíram que, durante um teste de redução da PEEP, pelo menos nessa população de pacientes, a distribuição da ventilação pode se deslocar não somente no sentido dorso-ventral, mas também no sentido caudo-cranial.

Além de ser empregada na avaliação da função pulmonar de pacientes recebendo ventilação na UTI, a TIE também pode ser utilizada para ampliar os procedimentos diagnósticos da função pulmonar, de modo a incluir informações regionais para o paciente pneumológico. Novos índices foram recentemente introduzidos para essa aplicação específica. Em 2012, Zhao et al. estudaram o índice GI em 14 pacientes com fibrose cística e 14 voluntários sadios [84] e introduziram o conceito de mapas regionais MEF25/MEF75 para quantificar obstruções regionais durante manobras de expiração forçadas.No mesmo ano, Pikkemaat et al. relataram os resultados preliminares dos efeitos regionais do uso de salbutamol para broncoespasmo em 8 pacientes pediátricos com asma brônquica.[85] Para isso, os autores introduziram o conceito de mapas regionais de constantes de tempo e foram capazes de demonstrar diversas alterações regionais nas constantes mecânicas de tempo, indicando administração ou eficácia não homogênea do medicamento.

Em 2012, Adler et al. publicaram um artigo de consenso e revisão compreensivo [86] indicando diferentes níveis de maturidade para o monitoramento da ventilação baseado na TIE (bastante maduro) em comparação com o monitoramento da perfusão, disparidade ventilação/perfusão e edema, que ainda estão em uma fase inicial de investigação. Os autores mencionaram que já foram publicadas várias medidas de TIE que capturam diferentes fenômenos, mas não o retrato completo de uma só vez, ressaltando a utilidade de se combinar índices numéricos.

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Mais recentemente, a TIE também tem sido utilizada para guiar a terapêutica diretamente, o que indica a sua relevância clínica.

Wolf et al. apresentaram recentemente um algoritmo de três passos baseado na complacência regional para ajuste da ventilação com base na TIE. Os autores basicamente propuseram reverter a atelectasia nas regiões dorsais através do aumento da PEEP em graduações de 5 cm H2O (recrutamento) e depois diminuir a hiperdistensão nas regiões ventrais através da redução da PEEP em graduações de 2 cm H2O observando ao mesmo tempo uma potencial redução da complacência nas regiões dorsais (titulação da PEEP). Esse conceito foi avaliado em 12 suínos da raça Yorkshire, dos quais 6 receberam ventilação com base no algoritmo da TIE e 6 receberam ventilação com base no protocolo ARDSnet, servindo como grupo controle.[87] A ventilação durou 6 horas. Os autores concluíram que a ventilação guiada pela TIE resultou em uma mecânica respiratória mais eficiente, melhorou a troca de gases e reduziu a evidência histológica de lesão pulmonar induzida por ventilação mecânica.

Bikker et al. realizaram um experimento com indução de SARA por ácido oleico em 8 suínos e calcularam loops de ventilação a partir da TIE.[88]Os autores compararam a distribuição da ventilação na TIE durante um teste de aumento e redução da PEEP e puderam determinar o nível de PEEP ideal.Em 16 leitões com modelo de lavagem de SARA representando um modelo neonatal, Dargaville et al. utilizaram a TIE para determinar o melhor nível de PEEP.[89] O melhor nível de PEEP foi definido pela distribuição de ventilação e loops de ventilação regional mais uniformes exibidos pela TIE.Embora essa abordagem possa ser arbitrária, esse desfecho representa uma fundamentação clínica e uma compreensão fisiopatológica.

O uso da TIE para guiar a ventilação também foi estudado em quatro estudos intervencionais prospectivos.

12. Tie para orientação da terapia respiratória

Tomografia De impeDância eléTrica | 12. Tie para orienTação Da Terapia reSpiraTória 13. Uma BUSca por conSenSo

Em um estudo de Zhao et al. [78] a TIE foi utilizada para encontrar o ajuste ótimo de PEEP, ou seja, o nível de PEEP que resultou na distribuição mais uniforme da ventilação em todas as regiões do pulmão. Os autores analisaram a homogeneidade da distribuição da ventilação em 10 pacientes sadios durante a anestesia. Eles aumentaram a PEEP de 0 para 28 mbar em incrementos de 2 mbar e analisaram a homogeneidade em cada um dos níveis. Nos pacientes estudados, eles encontraram a melhor homogeneidade de ventilação a uma PEEP de 14 mbar.

Lowhagen et al. utilizaram a TIE em 16 pacientes com lesão pulmonar aguda precoce para determinar o volume pulmonar potencialmente recrutável.[52] Com base nisso e na distribuição da ventilação regional mostrada na TIE, os autores puderam determinar o melhor nível de PEEP.

Uma abordagem semelhante foi escolhida por Camporota et al. em um estudo com dois pacientes com SARA grave.[90] Avaliando as alterações dinâmicas de distribuição da ventilação na TIE, os investigadores puderam determinar o volume pulmonar potencialmente recrutável em ambos os pacientes: em um paciente a manobra de recrutamento seria possivelmente bem-sucedida, enquanto no outro não foi identificado qualquer volume pulmonar recrutável.Em outro estudo, realizado por Mauri et al. [49], a TIE foi empregada para identificar a melhor combinação de nível de pressão de suporte e nível de PEEP.Foram avaliados 10 pacientes com SARA recebendo ventilação por pressão de suporte, e a melhor combinação de PEEP alta/baixa e pressão de suporte alta/baixa foi determinada. O objetivo dos autores era encontrar a combinação de pressão que resultava na melhor distribuição da ventilação. A combinação de baixa pressão de suporte com alta PEEP parece ter sido a melhor combinação para essa população de pacientes.

Os resultados desses estudos indicam claramente que a TIE fornece informações úteis para se obter e otimizar uma ventilação pulmonar protetora.Espera-se que mais estudos venham a investigar o valor da TIE como ferramenta de orientação das terapias respiratórias.

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Como já foi colocado em diversas publicações, a TIE está sendo considerada como uma ferramenta prestes a se tornar um dos meios centrais de orientação da ventilação mecânica. Em 2012, Adler et al. responderam à pergunta hipotética “Como a TIE poderia melhorar os resultados clínicos?”dizendo que “a TIE pode orientar ajustes de ventilação que protegem os pulmões” e que “a TIE pode configurar esses ajustes protetores mais rapidamente”.[86]

Nesse estudo, os autores delineiam a trajetória de pesquisa passada e futura da TIE através de uma série de passos subsequentes que eles chamaram de série dos 4 Rs: primeiro, a TIE precisou se tornar confiável, ou seja, precisava alcançar o padrão-ouro, como a TC, SPECT etc., e reprodutível, ambas qualidades tendo sido finalmente alcançadas com a introdução do PulmoVista 500 no mercado.

Agora, precisa se tornar relevante, ou seja, calcular parâmetros que são relevantes à prática clínica, e por fim se tornará recompensadora, ou seja, será capaz de guiar decisões terapêuticas que geram melhores resultados.

13. Uma busca por consenso

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Tomografia De impeDância eléTrica | 14. exemploS De imagenS De STaTUS Da Tie

Embora imagens radiográficas e imagens de TIE ambas forneçam informações sobre a distribuição regional de ar nos pulmões, as características de imagem oferecidas pelas duas modalidades são bastante diferentes.

A diferença de resolução espacial e temporal já foi discutida anteriormente.

Imagens radiográficas do pulmão fornecem informações sobre o conteúdo de ar e refletem, dependendo do momento em que foram tiradas, o status inspiratório ou expiratório final, ou o estado dos pulmões em algum momento intermediário.

As imagens de TIE refletem a função pulmonar, não o pulmão em si, o que significa que ela exibe as regiões pulmonares ventiladas, em vez de estruturas morfológicas ou anatômicas.

No entanto, as informações regionais contidas nas imagens de TIE e de TC estão intimamente conectadas quando patologias como derrame pleural ou atelectasia levam à ocorrência de regiões não aeradas e não ventiladas.As imagens de TC exibem regiões pulmonares com ar preso (p.ex., pneumotórax) na cor preta por causa do grande conteúdo de ar, e a TIE também exibe essas regiões em preto, por não serem ventiladas. Por outro lado, imagens de TC podem indicar regiões de tecido pulmonar consolidado na cor branca por causa do grande conteúdo de líquido, enquanto essa região pode ser exibida na imagem de TIE em preto ou azul escuro, se não for ventilada ou apenas parcialmente ventilada.

Neste capítulo, apresentamos diversos exemplos de imagens de status da TIE como uma introdução ao mundo da tomografia de impedância elétrica. Quando disponíveis, as imagens radiográficas do mesmo paciente também são mostradas.

14. exemplos de imagens de status da Tie

Tenha em mente que a comparabilidade das imagens de TIE mostradas e as imagens radiográficas ou de TC relacionadas pode ser limitada devido ao fato de terem sido obtidas em momentos diferentes, além de poder haver alguma variação no aspecto caudo-cranial das imagens.

ExEmpLO 1: puLmãO SAdiO

A ventilação é distribuída de forma bastante uniforme nos quadrantes da imagem (ROI 1 = 28%, ROI 2 = 26%, ROI 3 = 25%, ROI 4 = 21%). Tipicamente, o pulmão direito (ROI 1 e ROI 3 nesse arranjo) recebe de 50 a 55% da ventilação global (100%) quando o indivíduo está sentado ou em decúbito dorsal, o que corresponde aos achados na literatura.[91] Essa distribuição se altera significativamente na posição lateral, mesmo em voluntários sadios.

fig. 49: imagem corrente de um indivíduo sadio

D-5

0-20

11

96|97

ExEmpLO 2: HEALTHy Lung Of An OBESE VOLunTEER

Em indivíduos obesos com pulmões sadios, a distribuição dentro dos quadrantes (ROI 1 = 24%, ROI 2 = 20%, ROI 3 = 29%, ROI 4 = 26%) não se difere significativamente daquela de indivíduos com peso corporal normal.Entretanto, as regiões ventiladas parecem ser muito menores, já que os pulmões estão circundados por uma grande área de tecido adiposo.

fig. 50: pulmão sadio de um voluntário obeso


D-5

5-20

11

ExEmpLO 3: dERRAmE pLEuRAL

Acúmulos de líquido, como em um derrame pleural, representam uma área não ventilada e, na imagem de TIE, isso é exibido como uma área preta.Na imagem de TC, essa região é mostrada como uma área de maior contraste do que os tecidos adjacentes, devido à sua densidade.

A imagem de TIE sugere um deslocamento mediastinal em direção ao pulmão esquerdo que não foi visível na imagem de TC (feita cerca de 5 horas antes).

A área não ventilada é refletida por uma redução significativa da ventilação regional no quadrante inferior direito. A distribuição da ventilação foi: ROI 1 = 35%, ROI 2 = 20%, ROI 3 = 31%, ROI 4 = 14%.

fig. 51: imagem corrente e imagem de Tc correspondente de um paciente com derrame pleural no pulmão esquerdo

D-5

4-20

11

D-3

430-

2011

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ExEmpLO 4: pnEumEcTOmiA diREiTA

Como não há ventilação no hemitórax direito após uma pneumectomia, a área correspondente a ele na imagem de TIE (plano transverso) é preta.Já no raio X (plano frontal), essa área é branca, já que o hemitórax direito está preenchido por fluido e tecido conjuntivo. A distribuição da ventilação foi: ROI 1 = 2%, ROI 2 = 55%, ROI 3 = 1%, ROI 4 = 42%.


fig. 52: imagem corrente e raio x de tórax correspondente de um paciente com pneumectomia

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2011

ExEmpLO 5: pnEumOTóRAx

Esta imagem de TIE revela que a maior parte da ventilação está ocorrendo na ROI 1; a causa da má distribuição é revelada pela imagem de TC, mais anatomicamente específica: pneumotórax (marcado pela linha azul) na região ventral do pulmão esquerdo e atelectasia e derrame dorsal bilateral.

A ROI 1 está recebendo 56% da variação corrente global enquanto, devido ao pneumotórax, a ROI 2 está recebendo apenas 16% e, devido à patologia dorsal, as ROIs 3 e 4 estão recebendo apenas 15 e 13%, respectivamente.

fig. 53: imagem corrente e imagem de Tc correspondente de um paciente com pneumotórax no pulmão esquerdo

D-5

2-20

11

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2011

100|101

ExEmpLO 6: ATELEcTASiA

A imagem de TIE mostra que o comprometimento funcional das duas regiões basais do pulmão não era simétrico, embora o raio X de tórax tenha indicado atelectasia bilateral. As porções basais do pulmão direito (ROI 3) ainda recebia 31% da “variação corrente” global, enquanto a região correspondente no pulmão esquerdo (ROI 4) recebia apenas 15%.


fig. 54: imagem corrente e raio x de tórax correspondente de um paciente com atelectasia dorsal

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2011

ExEmpLO 7: dySTELEcTASiS

O TC mostra distelectasia marcada na região dependente (dorsal) do pulmão esquerdo, com acúmulo de fluido, e áreas distelectásicas menores nas regiões dependentes do pulmão direito dorsal. O formato das regiões ventiladas exibidas na imagem de TIE não corresponde às regiões preenchidas com ar na imagem de TC. No entanto, a ventilação inadequada do lobo inferior esquerdo é claramente refletida na ROI 4 da imagem de TIE.

As variações correntes tinham uma distribuição altamente desigual dentro da ROI 1 (35%) e da ROI 2 (19%). A falta de ventilação na porção superior dessas regiões sugere hiperdistensão das regiões superiores do pulmão.

ROI 3 recebia 27% da variação corrente global, enquanto a variação corrente regional (20%) da ROI 4 só estava acessando o terço superior dessa região, devido à distelectasia.

fig. 55: imagem corrente e imagem de Tc correspondente de um paciente com distelectasia

D-5

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2011

102|103

ExEmpLO 8: SARA

O TC mostra a distribuição de ar heterogênea típica de um paciente com SARA. As porções dorsais de ambos os pulmões (esquerdo mais do que o direito) foram especialmente comprometidas. Na imagem de TIE, essa heterogeneidade reflete-se na ventilação reduzida em ambos os quadrantes dorsais: 16% (ROI 3) e 14% (ROI 4), enquanto as regiões ventrais recebiam 46% (ROI 1) e 23% (ROI 2).


fig. 56: imagem corrente e imagem de Tc correspondente de um paciente com Sara

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2011

ExEmpLO 9: SARA

O TC mostra o panorama usual de uma SARA avançada, com infiltrados difusos em praticamente todas as regiões do pulmão. Enquanto o TC não parece mostrar grandes diferenças na severidade das alterações dos dois pulmões, a imagem de TIE mostra uma distribuição bastante desigual de variações correntes. O lobo superior direito (ROI 1) recebia 46%, e o lobo inferior direito (ROI 3), 39%. As formas de onda de impedância revelaram um retardo significativo de enchimento nas ROIs 2 e 4, deixando apenas 15% do volume corrente (ROI 2 = 5%; ROI 4 = 10%) para o pulmão esquerdo. Esse exemplo mostra como a TIE pode fornecer informações adicionais em comparação com outras modalidades de imagem não dinâmicas.

fig. 57: imagem corrente e imagem de Tc correspondente de um paciente com Sara

D-5

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2011

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Tomografia De impeDância eléTrica | 15. perSpecTiVaS

Antes da introdução do PulmoVista 500, todos os aparelhos de TIE eram utilizados exclusivamente em pesquisas clínicas e pré-clinicas, o que significa que há ainda pouca experiência no uso das informações oferecidas pela TIE na prática clínica diária.

Prevê-se que, inicialmente, especialistas em ventilação mecânica e monitoramento respiratório ganharão rapidamente mais experiência no uso da TIE na prática clínica diária, agora que o PulmoVista 500 foi disponibilizado pela Dräger.

Porém, ao mesmo tempo, a disponibilidade do PulmoVista 500 provavelmente também impulsionará mais atividades de pesquisa, já que a partir de agora os dados da TIE podem ser coletados de forma conveniente e confiável durante horas, com um dispositivo médico aprovado.

Por exemplo, pesquisadores já descreveram diversas abordagens de extração das informações de diagnóstico a partir de dados da TIE: no futuro, esses métodos poderão vir a se estabelecer como adequados para notificar o médico sobre problemas pulmonares que precisam ser evitados, como hiperdistensão ou abertura e fechamento cíclicos de regiões pulmonares.

Costa et al. [80] desenvolveram um algoritmo que estima a hiperdistensão e o colapso alveolar recrutáveis utilizando dados de TIE coletados durante um teste de redução da PEEP. Recentemente, Löwhagen et al. [92] desenvolveram um algoritmo para avaliar a redistribuição regional de gás na fase inspiratória durante um teste de redução da PEEP após uma manobra de recrutamento.

Torna-se cada vez mais óbvio que é possível tirar o máximo de proveito da interpretação diagnóstica de dados da TIE quando algoritmos são aplicados durante manobras terapêuticas que induzem a redistribuição regional dos

15. perspectivas

volumes correntes e alterações dos volumes pulmonares expiratórios finais.É essa informação específica que revela como os pulmões de cada paciente responde a estratégias diferentes de ventilação.

Não é de se surpreender que já tenham sido descritas abordagens iniciais [25] sobre o uso de informações diagnósticas baseadas na TIE como uma fonte de dados para sistemas especializados futuros que ajustam os parâmetros de ventilação automaticamente de acordo com os requisitos de cada paciente, possibilitando o emprego contínuo de estratégias de ventilação que protegem os pulmões.

Outra aplicação que tem merecido cada vez mais o interesse dos pesquisadores é a estimativa da distribuição regional da perfusão pulmonar com base na TIE. Enquanto as abordagens descritas até agora [93, 94, 95] certamente precisam de mais validação, informações complementares como essa teriam um valor clínico ainda maior para o médico, já que, pela primeira vez, não apenas a distribuição da ventilação, mas também a razão ventilação/perfusão regional poderia ser determinada de maneira não invasiva e contínua no leito do paciente.

Os primeiros aparelhos de TIE utilizados em pesquisa também tiveram resultados promissores na avaliação da quantidade de líquido pulmonar extravascular [72], oferecendo assim uma forma de monitorar o edema pulmonar. Os experimentos mais recentes nessa área [96, 97] utilizaram a espectroscopia de impedância, na qual, diferentemente da TIE, a frequência da corrente alternada aplicada varia em uma banda larga. A geração de informações espectrais permite uma classificação ou separação de diferentes tipos de tecido, um método que também é utilizado por monitores de composição corporal convencionais.

Podemos concluir dizendo que, mesmo após 30 anos de pesquisa e desenvolvimento, a área da TIE permanece dinâmica e vibrante, estimulando médicos, pesquisadores e engenheiros na sua busca por avanços e novas aplicações. E a introdução do PulmoVista 500 no mercado é, claramente, um marco significativo na longa história da TIE.

106|107

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Tomografia De impeDância eléTrica | anexo i

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123

Para que possamos compreender o termo bioimpedância completamente, é necessário ter um entendimento básico de impedância elétrica.

dEfiniçãO dE impEdânciA ELéTRicA

A impedância elétrica, ou simplesmente impedância, descreve a oposição de um material a uma corrente alternada (CA) senoidal.

A impedância elétrica estende o conceito de resistência (R) descrito pela lei de Ohm (V=I*R) a circuitos de CA. A impedância descreve não apenas as amplitudes relativas da tensão (V) e da corrente (I), mas também suas fases relativas.

Como tanto capacitores quanto indutores causam mudanças negativas ou positivas de fase entre a tensão e a corrente, o termo impedância é geralmente aplicado quando circuitos elétricos de CA contêm elementos capacitivos e/ou indutivos.

cOmO ExpRESSAR impEdânciA

Matematicamente, a impedância elétrica (Z~) descreve um número complexo que possui um componente real e um imaginário. Dimensionalmente, impedância é o mesmo que resistência; a unidade é o Ohm (Ω) para ambas.

Há duas maneiras de se expressar impedância matematicamente:

Forma polar:

A forma polar captura, convenientemente, características tanto de magnitude quanto de fase, onde a magnitude (Z) representa a razão da amplitude da diferença de tensão à amplitude de corrente, enquanto o argumento (θ) fornece a diferença de fase entre a tensão e a corrente, e j é a unidade imaginária.

anexo ii: Determinando a impedância biológica do pulmão

Forma polar:

122|

Tomografia De impeDância eléTrica | anexo ii

Forma cartesiana:

Na representação cartesiana, o componente real da impedância é a resistência (R) e o componente imaginário é a reatância (Χ).Na literatura, o gráfi co exibido na fi g. 58 é frequentemente usado para ilustrar a relação entre resistência (R), reatância (Χ) e impedância (Z~).

A impedância de um resistor ideal é puramente real e é denominada impedância resistiva.

Indutores (L) e capacitores (C) ideais têm uma impedância reativa puramente imaginária.

O termo ω é igual a 2πf. Isso signifi ca que a impedância de um indutor e um capacitor, e, portanto, o comportamento elétrico de circuitos indutivos ou capacitivos de CA, é uma função da frequência da corrente alternada aplicada. Assim, a impedância expressa os efeitos desses materiais ou circuitos de CA sobre as mudanças de fase entre a tensão e a corrente.

R

X

Im

Re

fig. 58: relação entre resistência (r), reatância (Χ) e impedância z~

Forma cartesiana:

D-7

7-20

11

Tempo

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

–1

–0,5

0

0,5

1

Tempo

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

–1

–0,5

0

0,5

1

Tempo

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

–1

–0,5

0

0,5

1 Tensão

Corrente

Relação de fase V/I do indutor

Relação de fase V/I do resistor ideal

Relação de fase V/I do capacitor

fig. 59: relações de fase V/i de resistores, indutores e capacitores

D-3

58-2

017

124|125


BiOimpEdânciA

O termo bioimpedância é usado para descrever a resposta de um ser vivo a uma corrente elétrica alternada aplicada externamente. Ela mede a oposição do tecido biológico ao fluxo dessa corrente elétrica alternada.

Seres vivos consistem, basicamente, em células de diferentes estruturas e fluido extracelular, que se localiza no espaço intersticial.

Em termos de propriedades bioelétricas, pode-se pensar no tecido biológico como uma complexa rede microscópica de circuitos elétricos. Como as estruturas de células adjacentes atuam como capacitores transmembrana, o tecido biológico possui, além das suas propriedades resistivas, uma capacitância também, que é ilustrada na fig. 60.

Como nos circuitos elétricos descritos acima, as propriedades bioelétricas de um dado tecido depende da frequência da corrente alternada aplicada.

Re = Resistência do espaço extracelular

Rm = Resistência transmembrana

Cm = Capacidade transmembrana

Ri = Resistência do espaço intracelular

Cm

Cm

ReRi

Rm

Rm

fig. 60: Diagrama de circuito equivalente de tecido biológico

D-3

59-2

017

A transição de uma visualização microscópica para uma macroscópica leva a um circuito elétrico simplifi cado (fi g. 61), no qual a impedância do tecido é simulada pela conexão paralela de um capacitor (C) e um resistor (R0 – R00).

Isso pode ser expresso matematicamente através da seguinte fórmula:

Enquanto a capacidade depende de características das membranas de cada tecido (canais de íons, ácidos graxos, junções entre lacunas, etc.), a resistência depende basicamente de características do líquido extracelular, como composição e quantidade.

Consequentemente, é a composição específi ca do tecido (lipídios, água, eletrólitos presentes no líquido extracelular, etc.) que leva a características distintas de impedância.

R00

R0 – R00 C

fig. 61: Diagrama de circuito equivalente simplifi cado de tecido biológico

r00 = resistência da pele

r0–00 = resistência específi ca do tecido

c = capacidade específi ca do tecido

D-7

9-20

11

126|127


Conteúdos de água extracelular aumentados, alta concentração de eletrólitos, células grandes e alta quantidade de conexões celulares através de junções entre lacunas reduzem a impedância (no sangue e nos músculos, por exemplo). Já o acúmulo de gordura, os ossos e o ar atuam como resistores elétricos, aumentando a impedância regional. A impedância regional pode ser estimada pela resistividade do tecido (tabela 1).[98]

Embora não seja fácil obter medições in vivo das propriedades elétricas de tecidos específicos, e elas dependam bastante da organização de experimentos, é possível encontrar os valores de impedância para certos tipos de tecido na literatura.[15, 99, 100]

Os desvios entre as propriedades elétricas expiratórias finais e inspiratórias finais são de particular interesse nas medições de bioimpedância para avaliar a função pulmonar. Seria errôneo explicar a impedância inspiratória final aumentada pelo fato de o ar ser um condutor elétrico tão ruim. Diferentemente de raios X, as vias de eletricidade nunca passam através do ar no interior dos brônquios, alvéolos ou de estruturas patológicas como bolhas de enfisema e pneumotórax.

A explicação para o aumento de bioimpedância concomitantemente ao aumento do conteúdo de ar nos pulmões foi dada por Nopp et al. [101, 102]:Com o aumento da quantidade de ar, as estruturas celulares do parênquima

Tecido Impedância/resistividade

Sangue 150Ω*cm

Pulmão expiração 700Ω*cm

inspiração 2.400Ω*cm

Matériagorda 2.000–2.700Ω*cm

Ossos 16.600Ω*cm

Músculo longitudinal 125Ω*cm

transversal 1.800Ω*cm

Músculocardíaco longitudinal 160–575Ω*cm

transversal 420–5.200Ω*cm

pulmonar se expandem, aumentando a extensão das vias elétricas, enquanto o diâmetro da estrutura celular condutora diminui.

Considerando-se a fórmula Z = L/S, onde L é a extensão e S é a seção de um condutor, a impedância aumenta durante a inflação, uma vez que as estruturas celulares condutoras estão expandidas.

A corrente elétrica só passa através de estruturas intracelulares ou de estruturas extracelulares, dependendo da frequência aplicada (fig. 62).

A frequências inferiores a 5 kHz, a corrente não penetra dentro das células, fluindo apenas pelo líquido extracelular. Portanto, o tecido exibe, basicamente, características resistivas.

fig. 62: Vias de eletricidade a diferentes frequências

Nenhuma deflexão na membrana

100 KHz

50 KHz

5 KHz

Leve deflexão na membrana

Não penetra nas células

D-3

60-2

017

128|129


O comportamento capacitivo aumenta com o aumento da frequência e atinge o seu máximo a cerca de 50 kHz. As correntes elétricas são levemente defletidas nas membranas celulares.

A frequências mais altas (> 100 kHz), a corrente elétrica passa diretamente pela membrana celular, resultando em uma diminuição do comportamento capacitivo. Já no ano de 1949, Kenneth S. Cole e Robert H. Cole desenvolveram um modelo que explica esse comportamento de impedância específico aos tecidos (fig. 63).

fig. 63: gráfico de cole-cole

Baixa frequência Alta frequênciaResistência

Impedância

Rea

tânc

ia

α

D-3

61-2

017

mEdiçõES dE BiOimpEdânciA cOm O puLmOViSTA 500

O PulmoVista 500 utiliza correntes alternadas na faixa de 80 a 130 kHz.Geralmente, a corrente é aplicada a uma única frequência, que é ajustada automaticamente se houver um alto nível de interferência eletromagnética de uma determinada frequência que comprometa a aquisição de dados.

Diferentemente de analisadores de impedância bioelétrica (BIA), que utilizam as respostas teciduais dependentes da frequência para determinar a composição corporal, o PulmoVista 500 requer uma única frequência para determinar alterações de impedância relacionadas à ventilação ou a atividades cardíacas.

O PulmoVista 500 processa a magnitude absoluta de impedância; no entanto, informações sobre diferenças de fase entre a tensão e a corrente não são usadas para o processamento do sinal.

Na faixa de frequência de 80 a 130 kHz, a seleção da frequência a ser utilizada não tem um impacto substancial sobre os resultados das medições nem sobre as informações exibidas.

Os monitores utilizados na clínica já fazem uso das medições de bioimpedância para monitorar a função respiratória há muitos anos.Como acontece com o PulmoVista 500, esses monitores fazem uso do fato de que a impedância transtorácica, que nesse caso é medida com eletrodos de ECG, tem um aumento proporcional ao aumento da quantidade de ar intratorácica, que, por sua vez, está ligada ao esforço respiratório do paciente.

130|131


ALTERAçõES dE impEdânciA RELAciOnAdAS A ATiVidAdES cARdÍAcAS

As alterações de impedância torácica relacionada à atividade cardíaca merecem tanta atenção quanto as associadas à ventilação. Geralmente, as alterações de impedância relacionadas à ventilação em toda a região de sensibilidade da TIE são cerca de 10 vezes maiores do que as alterações de impedância relacionadas a atividades cardíacas. É preciso, todavia, levar em consideração que essa proporção depende fortemente da posição dos eletrodos em relação ao coração, da quantidade de líquido nos pulmões, dos volumes correntes, dos volumes sistólicos e do volume pulmonar expiratório final, sendo que este último sugere que os ajustes de PEEP também afetam essa proporção.

Os mecanismos subjacentes às alterações de impedância relacionadas à atividade cardíaca não são completamente entendidos.

A melhor explicação elaborada até hoje é de que, devido à contração do músculo cardíaco durante a sístole, o tecido pulmonar de baixa condutividade substitui o volume altamente condutivo do coração.Ao mesmo tempo, o tecido pulmonar é deslocado pelo volume sistólico distribuído no circuito pulmonar. Portanto, a redução da bioimpedância regional induzida pela perfusão seria um efeito do deslocamento espacial do tecido pulmonar causado pela expansão de grandes vasos e perfusão sanguínea aumentada.[98]

Como os volumes correntes em adultos são de cerca de 500 a 600 mL, e os volumes sistólicos correspondentes, de 70 mL, sugere-se uma leve correlação com a razão de 10:1 mencionada acima (entre as alterações de impedância relacionadas à atividade cardíaca e à ventilação), e na verdade isso pode ser frequentemente encontrado nos dados de TIE.

Serão necessárias mais pesquisas fundamentais e estudos de validação antes que as informações sobre atividade cardíaca, e mesmo sobre perfusão pulmonar, derivadas da TIE sejam utilizadas nas decisões clínicas.

Lesão LPA Pulmão gravemente heterogêneo pulmonar devido a diversos problemas diretos aguda e indiretos.

Caracteriza-se por inflamação do parênquima pulmonar, levando a um comprometimento das trocas gasosas, edema pulmonar não cardiogênico, baixa complacência pulmonar com liberação sistêmica concomitante de mediadores inflamatórios, causando inflamação e hipoxemia, e resultando frequentemente em falência múltiplas dos órgãos. A lesão pulmonar aguda é definida por [103]: – Infiltrados pulmonares bilaterais no raio X

de tórax – Pressão de oclusão de capilar pulmonar

< 18 mmHg (2,4 kPa) – PaO2/FiO2 <300

Síndrome da SARA Uma forma mais grave de LPA. angústia Por muitos anos, a Síndrome da angústia respiratória respiratória aguda foi definida como [103]: aguda – Infiltrados pulmonares bilaterais no raio

X de tórax – Pressão de oclusão de capilar pulmonar < 18 mmHg (2,4 kPa) – PaO2/FiO2 <200

Essa definição foi recentemente revisada e reformulada por um painel de consenso [104]:

anexo iii: glossário

132|133

TERmO ABREViATuRAS ExpLicAçãO

Tomografia De impeDância eléTrica | anexo iii

Insuficiência IRA Trocas gasosas insuficientes no sistema respiratória respiratório, fazendo com que os níveis de aguda oxigênio arterial e/ou de dióxido de carbono não se mantenham dentro das faixas normais.

Aeração Quantidade ar contido no pulmão em dado momento.

Corrente CA Corrente cuja direção do movimento da alternada carga elétrica se inverte periodicamente.

O formato típico da forma de onda de corrente alternada é senoidal.

Recrutamento Processo de expansão de partes alveolar colapsadas do pulmão ao longo de todo o ciclo de ventilação. É uma das metas primárias no tratamento respiratório de lesão pulmonar aguda. Visa a melhorar as trocas gasosas e, mais importante ainda, proteger os pulmões de LPIV.

Atelectasia Deflação e colapso dos alvéolos devido a um bloqueio nas vias aéreas e/ou pressão externa excessiva sobre eles.


Barotrauma Lesão ao pulmão causada por hiperdistensão dos alvéolos devido a pressão transpulmonar excessiva durante a ventilação mecânica. Dados clínicos recentes demonstram que o excesso de volumes correntes, e não de pressão nas vias aéreas, é o fator causal da LPAV.

Alteração da ΔEELI As medições de impedância absoluta impedância não podem ser diretamente relacionadas pulmonar à impedância pulmonar expiratória final. expiratória final A ΔEELI, por outro lado, tem correlação com as alterações de volume pulmonar expiratório final da região de sensibilidade da TIE. O parâmetro ΔEELI determinado pelo PulmoVista 500 expressa os desvios da impedância regional expiratória final em relação à variação corrente global.

Radiografia RXT Radiografia (plano frontal) do tórax usada de tórax para diagnosticar afecções na região torácica. A radiografia de tórax é uma das imagens em filme mais comumente feitas, diagnosticando diversas doenças.


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Tomografia TC Método de imagem que utiliza uma Computadorizada tecnologia de tomografia criada por computador. A TC é um dos métodos de diagnóstico radiológico mais importantes. Fornece imagens transversais não sobrepostas do corpo que são capazes de mostrar mais diferenças de contraste do que as radiografias convencionais. Em termos de imagem do pulmão, a TC permite diferenciar entre regiões ventrais e dorsais.

Abertura e Descreve alvéolos que estão colapsados fechamento no final da expiração e abertos durantecíclicos a inspiração. Esse quadro pode levar a LPAV. Usado como sinônimo da expressão recrutamento corrente.

Citocinas Substâncias liberadas pelas células do sistema imunológico que agem como mensageiros entre as células na geração de uma resposta imune. As citocinas podem ser liberadas no pulmão por causa de ajustes inadequados de ventilação, especialmente em pacientes com LPA e SARA. Respostas imunes induzidas por citocinas podem contribuir para a falência múltipla de órgãos.


Regiões Área dos pulmões onde o próprio peso pulmonares do pulmão (e do coração) age como um dependentes peso adicional, causando uma sobrecarga de pressão.Em decúbito dorsal, as regiões pulmonares dependentes estão localizadas na parte dorsal dos pulmões.

Desrecrutamento Perda de volume pulmonar expiratório final, levando a uma falta de gás e respectiva ventilação em uma região do pulmão.

Imagem Desenvolvida para exibir alterações entre diferencial duas imagens de TIE em momentos diferentes. Como essas alterações podem ser, em geral, positivas ou negativas, o valor zero (nenhuma alteração) é sempre exibido em uma posição média da escala de cor, que usa, diferentemente da escala de cor de imagens dinâmicas e de status, azul turquesa para alterações positivas e laranja para alterações negativas.

Dorsal D Relacionado à posição da coluna vertebral do indivíduo; na TIE, o aspecto inferior da imagem representa a parte mais próxima da coluna vertebral. Quando a imagem de TIE é subdividida em 4, a porção dorsal é representada pela ROI 4.


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Imagem Exibe continuamente as alterações de dinâmica impedância relativa induzidas pela ventilação na região de sensibilidade da TIE como uma série de tomogramas. As alterações de impedância relativa referem-se ao nível de impedância expiratória final.

Região de Volume intratorácico em formato de lente sensibilidade cujas alterações de impedância da TIE contribuem para a geração das imagens de TIE. Esse plano tem uma espessura de 4 cm na periferia e aumenta em direção à região central.

Plano de Plano que cruza os centros dos eletrodos eletrodos de TIE na superfície corporal. O mais comum é um plano transversal ou oblíquo em volta do tórax.

Tomografia EBCT Forma experimental, específica de TC na computadorizada qual o tubo de raios X não é girado de feixe mecanicamente para rotacionar a fonte de elétrons de fótons de raio X. Esse design diferente foi desenvolvido especificamente para fazer melhores imagens de estruturas do coração que nunca param de se mexer, realizando um ciclo completo de movimento a cada batimento cardíaco.


Impedância EELI Impedância pulmonar que tem pulmonar íntima correlação com o volume expiratória pulmonar expiratório final da região de final sensibilidade da TIE. Portanto, a ΔEELI representa a alteração de volume pulmonar expiratório final dentro da região de sensibilidade da TIE.

Volume VPEF Algumas vezes usado como sinônimo de pulmonar CRF. Porém, pacientes em ventilação expiratório mecânica exalam contra a PEEP em final vez da pressão ambiente, razão pela qual os médicos utilizam a expressão volume pulmonar expiratório final em vez de CRF. O VPEF (resp. CRF) descreve o volume de ar que pode contribuir para a troca gasosa entre duas respirações. Ajustes adequados de PEEP durante a ventilação mecânica ajudam a manter os alvéolos e as vias aéreas abertas, mantendo assim um VEPF suficiente.

Frame Conjunto de 208 medições de tensão, tiradas após uma rotação completa da injeção atual, que é usado para reconstruir uma única imagem de TIE.

Velocidade A velocidade de frame é a velocidade de de frame geração das imagens dinâmicas expressa em frames/segundo.


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TIE TIE-f O PulmoVista 500 executa uma TIE funcional funcional, o que significa que apresenta, basicamente, alterações de impedância relativa como resultado da função pulmonar, ou seja, ventilação e volume pulmonar expiratório final em alteração.

Capacidade FRC Parâmetro fisiológico que descreve o residual volume de ar presente nos pulmões ao funcional final da expiração passiva (contra a pressão ambiente). Variação VC global O parâmetro VC global representa a corrente diferença entre o valor mínimo e valor global máximo na forma de onda de impedância global de cada respiração. Independentemente do volume corrente, esse valor é sempre 100%, servindo exclusivamente como uma referência para as variações correntes da ROI.

Hiperinflação Ver hiperdistensão.

Impedância A impedância elétrica, ou simplesmente impedância, é uma medida de oposição a uma corrente alternada (CA). O tecido pulmonar gera mais oposição à corrente no final da inspiração do que no final da expiração, e, portanto, a impedância intratorácica se altera com a ventilação.


Ressonância RM Técnica de imagem mais comumente magnética utilizada na Radiologia para visualizar estruturas internas e funções corporais em detalhes. A RM oferece um contraste muito maior entre os diversos tecidos moles do corpo do que a TC, o que a torna especialmente útil em imagens neurológicas, musculoesqueléticas, cardiovasculares e oncológicas.

Mediodorsal MD Termo específico das imagens de TIE que se refere à parte da imagem que está localizada acima do aspecto dorsal. Quando a imagem de TIE é subdividida em 4, a porção mediodorsal é representada pela ROI 3.

Medioventral MV Termo específico das imagens de TIE que se refere à parte da imagem que está localizada abaixo do aspecto ventral. Quando a imagem de TIE é subdividida em 4, a porção medioventral é representada pela ROI 2.

Imagem-minuto A imagem-minuto representa a distribuição regional das alterações de impedância durante o último minuto. São exibidas as imagens correntes médias do último minuto.


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Técnica de MIGET Técnica experimental, utilizada eliminação de principalmente na Pneumologia, que múltiplos mede as concentrações venosas, arteriais gases inertes e mistas expiradas de seis gases inertes. Em muitos casos, a técnica MIGET resulta em informações cruciais sobre a fisiologia das trocas gasosas: shunts, espaço morto e a relação ventilação- perfusão (V/Q) geral.

Regiões Área dos pulmões sem pressão sobreposta.pulmonares Em decúbito dorsal, as regiões não dependentes pulmonares não dependentes estão localizadas na parte ventral dos pulmões.

Hiperdistensão Expansão excessiva dos pulmões ao final da inspiração, comumente causada por volumes correntes elevados ou volumes pulmonares expiratórios finais elevados, resultantes de níveis altos de PEEP. Achados recentes sugerem que a hiperdistensão é a causa predominante de LPIV. Frequentemente usada como sinônimo de hiperinflação. Os efeitos da hiperdistensão só podem ser vistos indiretamente nos dados da TIE, já que regiões pulmonares hiperdistendidas têm uma complancência baixa e, portanto, são menos ventiladas. São necessários mais estudos para validar a capacidade da TIE de detectar a hiperdistensão diretamente.


Hiperinflação Ver hiperdistensão.

Pressão PEEP Pressão usada durante a ventilação positiva mecânica que se opõe ao esvaziamento expiratória passivo dos pulmões e mantém a pressão final nas vias aéreas superior à pressão atmosférica. A PEEP é usada para manter um volume pulmonar expiratório final suficiente.

Consolidação Solidificação de tecidos pulmonares pulmonar normalmente aerados, que resulta do acúmulo de exsudato inflamatório nos alvéolos e dutos adjacentes. A consolidação também pode ocorrer como resultado do preenchimento do espaço alveolar com água ou sangue.

Shunt Alvéolos perfundidos mas não ventilados, pulmonar devido a um colapso ou consolidação, por exemplo.


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Manobra de MR Procedimento geralmente realizado com recrutamento um ventilador mecânico que visa expandir o tecido pulmonar colapsado. A fim de recrutar o tecido pulmonar colapsado, é necessário impor, temporariamente, pressões de pico e níveis de PEEP suficientemente altos para exceder a pressão de abertura crítica da região afetada. Após a manobra de recrutamento, a PEEP deve ser mantida em um nível suficientemente alto para que não ocorra novo desrecrutamento. Manobras de recrutamento também têm um componente de tempo, uma vez que o tempo necessário para abrir alvéolos (heterogêneos) varia.

Região de ROI Área definida pelo usuário na imagem de interesse status da TIE. A imagem pode ser dividida horizontalmente ou em quadrantes. No PulmoVista 500, a área coberta por cada ROI é representada por uma forma de onda de impedância regional correspondente, uma VC ROI e uma ΔEELI regional.

Variação VC ROI As variações correntes regionais mostram Corrente a porcentagem da alteração de da ROI impedância relacionada à ventilação que ocorre na ROI correspondente.


Tomografia SPECT Técnica de imagem tomográfica nuclear computadorizada experimental que usa raios gama.de emissão de De forma semelhante à TC, fornece fóton único imagens transversas do corpo.

Imagem de status Uma imagem corrente ou imagem minuto.

Imagem corrente A imagem corrente representa a distribuição regional das alterações de impedância da última respiração detectada. A imagem corrente é uma imagem diferencial do final da inspiração em comparação com o início da inspiração.

Recrutamento Ver abertura e fechamento cíclicos.corrente

Tomograma Imagem transversal criada por um tomógrafo.

Tomógrafo Equipamento usado para criar um tomograma.

Tomografia Método de produzir uma imagem transversal, em cortes, de um objeto sólido.

Plano O PulmoVista 500 fornece imagens transversal transversas como se olhassem através dos pés do indivíduo. O lado esquerdo da imagem representa o lado direito do indivíduo.


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Ventilação Movimento de gás para dentro e para fora dos pulmões durante a respiração.

Lesão LPAV Lesão pulmonar resultante da ventilação, pulmonar causada por volumes correntes associada à (regionais) excessivos que levam a ventilação hiperdistensão e/ou por abertura e mecânica fechamento cíclicos dos alvéolos devido a níveis insuficientes de PEEP. Em relação aos pacientes que recebem ventilação mecânica, o termo LPAV substituiu o termo LPIV, uma vez que os dados clínicos mostram que uma lesão pulmonar pré-existente parece ser obrigatória para a ocorrência dos efeitos adversos observados devido à ventilação mecânica.

Lesão VILI Às vezes usada como sinônimo de LPAV, pulmonar mas o correto seria utilizar o termo LPIV induzida por somente no contexto de uma lesão ventilação pulmonar propositalmente induzida em mecânica laboratório.


Ventral V Relacionado à posição do esterno (ou abdômen) do indivíduo. Na TIE, corresponde ao aspecto superior da imagem, independentemente se o paciente está em decúbito dorsal, lateral ou ventral. Quando a imagem de TIE é subdividida em 4, a porção ventral é representada pela ROI 1.

Volutrauma Dano aos pulmões durante a ventilação mecânica, causado por volumes correntes (regionais) excessivos, levando a hiperdistensão dos alvéolos. Não é necessariamente associado ao barotrauma: a pressão nos alvéolos pode não ser excessiva e eles podem, ainda assim, estar hiperdistendidos.


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eckhard Teschner, nascido em 1964 em Bremen, alemanha, tem formação e experiência em engenharia Biomédica, mas também trabalhou na área de cuidados de urgência e terapia intensiva.após concluir os estudos, trabalhou como gerente Sênior de projetos nas áreas comerciais de radiologia, cardiologia e cirurgia cardíaca. entrou para a Dräger em 1999, e tem sido o gerente de produto responsável pelo projeto de Tie desde o seu lançamento, em 2001, em colaboração com a grupo de Tie göttingen.

ele iniciou e acompanhou várias colaborações científicas e clínicas com especialistas internacionais nas áreas de mecânica pulmonar e ventilação mecânica.Também esteve presente em mais de 100 medições de Tie com pacientes em terapia intensiva, alguns dos quais apresentavam problemas respiratórios graves.

em termos do processo de desenvolvimento do pulmoVista 500, foi ele quem definiu os requisitos do sistema e projetou a interface gráfica do usuário.

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o prof. Dr. michael imhoff é um médico certificado em cirurgia geral e medicina intensiva. entre as suas áreas de pesquisa estão: cirurgia traumatológica, monitoramento de pacientes, gerenciamento de dados clínicos, inteligência artificial na medicina e economia na área de saúde, tendo mais de 300 publicações e apresentações científicas.

leciona informática e estatística médica na ruhr-University Bochum, na alemanha, trabalha como revisor para a fundação alemã de pesquisa, é membro dos conselhos editoriais e revisor para várias publicações biomédicas internacionais, e presidente do setor de monitoramento de pacientes da associação alemã de engenharia Biomédica (DgBmT).

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o prof. Dr. Steffen leonhardt nasceu em 1961 em frankfurt, alemanha. obteve o título de mestre em engenharia elétrica na SUnY, em Buffalo, nY, eUa, concluiu o doutorado em engenharia elétrica na Universidade Técnica de Darmstadt, alemanha, e o diploma em medicina na goethe University, em frankfurt, alemanha. em 1999, entrou para a Dräger medical em luebeck, alemanha, e liderou a equipe de pesquisa e desenvolvimento da Tie que construiu os primeiros protótipos do pulmoVista 500, de 2001 a 2003. em 2003, foi nomeado chefe da recém-estabelecida cátedra philips para Tecnologia de informação médica do instituto Helmholtz de engenharia Biomédica, rWTH aachen University, alemanha.

além da Tie, estão entre os seus interesses de pesquisa tecnologias de medição médica, dispositivos de cuidados de saúde pessoais e sistemas de circuito fechado na medicina.

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PortugalDräger Portugal, Lda. Avenida do Forte, 6–6A 2790-072 Carnaxide Tel +351 21 155 45 86 Fax +351 21 155 45 87 [email protected]

BrasilDräger Indústria e Comércio Ltda.Al. Pucuruí, 51/61 – Tamboré 06460-100 Barueri, São PauloTel +55 11 46 89 6401Fax +55 11 41 93 [email protected]

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A concretização do monitoramento da · 2019-11-12 · monitoramento pulmonar por região, na perfusão pulmonar, na análise da função cardíaca, da função neurológica, na