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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
José Renato de Melo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Amato, Marcelo Britto Passos (Presidente)
Vane, Matheus Fachini
Carvalho, Alysson Roncally Silva
Carvalho, Nadja Cristinne Silva
Costa, Eduardo Leite Vieira
Título em português
Efeitos interativos da pressão expiratória final positiva (PEEP) e da fração inspirada de oxigênio (FIO2) no colapso pulmonar durante anestesia geral em modelo experimental suíno
Palavras-chave em português
Anestesia
Atelectasia pulmonar
Experimentação animal
Impedância elétrica
Respiração artificial
Respiração com pressão positiva
Suínos
Tomografia computadorizada por raios X
Resumo em português
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de colapso pulmonar (atelectasia) durante anestesia geral com ventilação mecânica é frequente, podendo determinar hipoxemia e contribuir para desenvolvimento de outras complicações pós-operatórias, como infecção e síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). O uso de fração inspirada de oxigênio (FIO2) baixa e de pressão expiratória final positiva (PEEP) podem reduzir a quantidade de pulmão atelectasiado. Existem poucos dados experimentais sobre a cinética do desenvolvimento da atelectasia no intraoperatório em diferentes ajustes de FIO2 e PEEP no decorrer do tempo. A Tomografia de impedância elétrica (TIE) do tórax permite uma análise contínua e não invasiva da função pulmonar, bem como da quantificação do colapso e pode ser usada no intraoperatório. OBJETIVOS: a) avaliar, em animais com pulmões sadios durante anestesia geral, o efeito do uso de uma PEEP individualizada escolhida através da TIE ("PEEP titulada"), na formação de colapso; b) analisar a magnitude e a cinética de desenvolvimento do colapso pulmonar no decorrer do período de uma hora em dois valores de FIO2 (0,4 e 1) e dois valores de PEEP (3 cmH2O e valor da PEEP titulada) através da TIE e Tomografia computadorizada (TC); c) analisar mecânica, ventilação regional e aeração pela TIE e troca gasosa nos diferentes períodos do estudo. MÉTODOS: Nove animais (suínos) com pulmão normal foram submetidos à manobra de titulação da PEEP para escolha da PEEP que determina colapso pulmonar mínimo (colapso menor que 3% determinado pela TIE, denominada "PEEP titulada") e posteriormente ventilados com volume corrente de 6ml/Kg em quatro ajustes, em sequência randomizada, por um período de 1 hora: FIO2 0,4 e PEEP 3, FIO2 0,4 e PEEP titulada, FIO2 1 e PEEP 3 e FIO2 1 e PEEP titulada. O colapso, ventilação regional e aeração foram medidos continuamente, através da TIE assim como dados da mecânica. Mensuramos troca gasosa e aeração pulmonar pela TC em 3 momentos em cada período do estudo (baseline, 5 e 50 minutos). RESULTADOS: A PEEP titulada foi de 11,6 ±1,4 cm H2O. Houve colapso progressivo no decorrer do tempo nos 4 grupos estudados tendo sido maior na PEEP 3 que na PEEP titulada. A medida do colapso pela TIE não foi influenciada pela FIO2 utilizada, ao contrário da mensuração pela TC na qual o colapso foi maior na FIO2 de 1. Houve queda da complacência pulmonar e aumento da pressão de distensão no decorrer do tempo, maiores na PEEP 3, sem influência da FIO2. Na região dorsal, a TIE evidenciou redução da ventilação (delta Z) na PEEP 3, sem influência da FIO2, e, também, redução da aeração (mínimo Z) que foi maior na PEEP 3 e na FIO2 de 1. Houve queda da relação PaO2/FIO2 e aumento do shunt e mistura venosa na PEEP 3. Não houve alterações hemodinâmicas clinicamente relevantes durante o estudo. CONCLUSÕES: Houve colapso progressivo no decorrer do tempo, sendo maior na PEEP 3 que na PEEP titulada. O colapso aferido pela TC foi maior na FIO2 de 1 do que na 0,4 para uma mesma PEEP, diferente da TIE cuja estimativa de colapso não foi diferente. Paralelamente houve queda da complacência pulmonar, aumento da pressão de distensão e redução da ventilação dorsal, maiores na PEEP 3 e sem influência da FIO2. A queda da aeração estimada pela TIE foi maior na PEEP 3, sendo que nas duas PEEP a aeração foi menor na FIO2 de 1
Título em inglês
Interactive effects of positive-end expiratory pressure (PEEP) and fraction of inspired oxygen (FIO2) on pulmonary collapse during general anesthesia in experimental swine model
Palavras-chave em inglês
Anesthesia
Animal experimentation
Electric impedance
Positive-pressure respiration
Pulmonary atelectasis
Respiration artificial
Swine
Tomography X-ray computed
Resumo em inglês
INTRODUCTION: The development of pulmonary collapse (atelectasis) during general anesthesia with mechanical ventilation is frequent, which can determine hypoxemia and contribute to the development of other postoperative complications, such as infection and acute respiratory distress syndrome (ARDS). The use of low fraction of inspired oxygen (FIO2) and positive end expiratory pressure (PEEP) may reduce the amount of collapsed lung. There are few experimental data on the kinetics of intraoperative atelectasis development in different FIO2 and PEEP adjustments over time. Electrical impedance tomography (EIT) of the thorax allows a continuous and noninvasive analysis of pulmonary function as well as the quantification of pulmonary atelectasis and can be used intraoperatively. OBJECTIVES: a) to evaluate, in animals with healthy lungs during general anesthesia, the effect of the use of an individualized PEEP chosen through EIT (titrated PEEP), in the formation of collapse; b) to analyze the magnitude and development kinetics of pulmonary collapse during the one-hour period in two values of FIO2 (0.4 and 1) and two PEEP values (3 cmH2O and titrated PEEP value) through EIT and computed tomography (CT); c) to analyze mechanics, regional ventilation and aeration by EIT and gas exchange in the different periods of the study. METHODS: Nine animals (swine) with normal lung were submitted to a PEEP titration maneuver to select PEEP that determines minimal pulmonary collapse (collapse of less than 3% determined by EIT, called "titrated PEEP") and then ventilated with a tidal volume of 6ml / kg in four adjustments, in a randomized sequence, for a period of 1 hour: FIO2 0.4 and PEEP 3, FIO2 0.4 and titrated PEEP, FIO2 1 and PEEP 3 and FIO2 1 and titrated PEEP. The collapse, regional ventilation and aeration were measured continuously through EIT as well as mechanics data. We also measured gas exchange and aeration by CT at 3 times in each study period (baseline, 5 e 50 minutes). RESULTS: The titrated PEEP was 11.6 ±1.4 cm H2O. There was a progressive collapse over time in the 4 groups studied, having been higher in PEEP 3 than in titrated PEEP. The measurement of EIT collapse was not influenced by the FIO2 used, as opposed to the CT measurement in which the collapse was greater in the FIO2 1. There was a decrease in pulmonary compliance and an increase in drive pressure over time, higher in PEEP 3, without influence of FIO2. In the dorsal region, EIT showed a decrease in ventilation, as measured by delta Z, in PEEP 3, with no influence of FIO2; there was also reduction of aeration, measured by the minimum Z, higher in PEEP 3 and FIO2 of 1. There was a decrease in the PaO2 / FIO2 ratio and increased in shunt and venous admixture in PEEP 3. There was no clinically relevant change in hemodynamics during the study. CONCLUSIONS: There was a greater collapse in PEEP 3 than in titrated PEEP over time. Collapse measured by CT was higher in FIO2 of 1 than 0.4 for the same PEEP, different from EIT estimates of collapse which was not different. Beside the collapse, there were decrease in compliance, increase in driving pressure and reduction of dorsal ventilation, higher in PEEP 3 without FIO2 influence. The decrease of aeration estimated by EIT was higher in PEEP 3 and for both PEEP values aeration was lower with FIO2 of 1
 
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Data de Publicação
2018-01-11
 
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