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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-12072023-140655
Documento
Autor
Nome completo
Matheus Henrique Gatti Lopes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Moriya, Henrique Takachi (Presidente)
Hayashi, Fátima Kiyoko
Silva, Fabia Diniz
Título em português
Ventilação mandatória contínua modo volume controlado: análise de desempenho essencial de ventiladores pulmonares quando submetidos a quatro cenários da norma ABNT NBR ISO 80601-2-12.
Palavras-chave em português
Normas técnicas
Ventilação mecânica
Ventilação por controle a volume
Ventilação pulmonar
Resumo em português
Os ventiladores pulmonares receberam grande destaque nos últimos anos em decorrência do cenário sanitário que se agravou no mundo. Estes equipamentos e seus modos ventilatórios são responsáveis por prover uma ventilação mais segura e eficaz nas mais diversas condições respiratórias que podem acometer um paciente. Dentre os modos ventilatórios disponíveis nos ventiladores pulmonares encontra-se o modo de ventilação contínua com controle de volume (CMV-VC), utilizada em pacientes cujo esforço respiratório é nulo, como por exemplo em situações de bloqueio neuromuscular. Neste modo, o ventilador tem como objetivo garantir a entrega de um volume ao paciente, alterando seus parâmetros de fluxo e pressão e monitorando esta entrega. Os modos ventilatórios vêm sendo avaliados por pesquisadores ao longo dos anos e suas oscilações operacionais vêm sendo documentadas à medida que os equipamentos são ensaiados. Todavia, alguns trabalhos encontrados na literatura adotam cenários de avaliação de desempenho ventilatório distintos uns dos outros, com relação às métricas, a metodologia e as configurações adotadas dos equipamentos. Além disso, muitos destes estudos analisam modelos de ventiladores de alto custo, o que, geralmente, não é a realidade encontrada em grande parte do território brasileiro. Diante do exposto, esta dissertação tem como propósito principal comparar os parâmetros ventilatórios e seus padrões das formas de onda de cinco diferentes ventiladores pulmonares encontrados no cenário brasileiro quando estes estão em operação no modo CMV-VC. Visa-se também detalhar todo a metodologia em que as medições foram realizadas e avaliar o desempenho essencial destes equipamentos considerando como premissa a norma técnica ABNT NBR ISO 80601-2-12: 2014. Um sistema de aquisição de dados com uma frequência de amostragem de 100 Hz obteve dados de fluxo e pressão de cada equipamento. Utilizou-se o esquema de montagem do experimento presente na norma ABNT NBR ISO 80601-2-12: 2014 para que os testes fossem feitos em quatro cenários de avaliação do modo CMV-VC, em que as complacências e resistências pulmonares variavam em diferentes combinações, 50 mL/cmH2O e 5 cmH2O/L/s para o cenário 1, 50 mL/cmH2O e 20 cmH2O/L/s para o cenário 2, 20 mL/cmH2O e 5 cmH2O/L/s para o cenário 3 e 20 mL/cmH2O e 20 cmH2O/L/s para o cenário 4. Para todos os cenários o volume a ser entregue deveria ser 500 mL. Os parâmetros de pressão positiva no final da expiração (PEEP), tempo inspiratório (Tins) também foram avaliados. Apesar de serem submetidos aos mesmos quatro cenários, os ventiladores apresentaram diferenças nos parâmetros de PEEP e volume, principalmente nos cenários 3 e 4 em que a complacência e a resistência pulmonar eram maiores. Os volumes correntes variaram de 381,49 até 591,15 mL, a PEEP de 3,58 até 3,75 cmH2O nos cenários 1 e 3 e de 8,37 até 9,61 cmH2O nos cenários 2 e 4, enquanto o Tins variou de 0,86 até 1,05 s no sistema de medição proposto pela norma. Adicionalmente, um sistema de avaliação de ventilação mecânica, disponível comercialmente no mercado nacional, foi utilizado e os resultados foram comparados.
Título em inglês
Continuous mandatory ventilation volume-controlled mode: analysis of the essential performance of critical care ventilators when submitted to four scenarios of standard ABNT NBR ISO 80601-2-12.
Palavras-chave em inglês
Mechanical ventilation
Pulmonary ventilation
Volume-controlled ventilation
Resumo em inglês
Pulmonary ventilators have received great attention in recent years due to the impact of health scenario the world faced. These devices and their ventilatory modes are responsible for providing safer and more effective ventilation in the most diverse respiratory conditions that can affect a patient. Among the ventilation modes available in critical care ventilators there is the Continuous Mandatory Ventilation mode with volume control (CMV-VC), used in patients whose respiratory effort is null, such as in situations of neuromuscular blockade. In this mode, the ventilator aims to ensure the delivery of a volume to the patient's lung, changing its flow and pressure parameters and monitoring this delivery. Ventilatory modes have been evaluated by researchers over the years and their operational oscillations have been documented while the equipment is bench-tested. However, some works found in the literature adopt scenarios for assessing ventilatory performance that are different from each other, regarding the metrics, methodology and equipment configurations adopted. In addition, many of these studies analyze models of high-cost ventilators, which, generally, is not the reality found in a large part of the Brazilian territory. Thus, this dissertation has the main purpose of comparing the ventilatory parameters and their waveform patterns of five different lung ventilators found in the Brazilian scenario when they are operating in CMV-VC mode. It is also intended to detail the entire methodology in which the measurements were carried out and to evaluate the essential performance of this equipment considering the technical standard ABNT NBR ISO 80601-2-12: 2014 as a premise. A data acquisition system with a sampling frequency of 100 Hz obtained flow and pressure data from each device. The setup of the experiment present in the ABNT NBR ISO 80601-2-12: 2014 standard was used so that the tests were carried out in four scenarios for evaluating the CMV-VC mode, in which lung compliance and resistance varied in different combinations. For all scenarios, the volume to be delivered should be 500 mL. Positive end-expiratory pressure (PEEP) and inspiratory time (Tins) parameters were also evaluated. Despite being submitted to the same four scenarios, ventilators showed differences in PEEP and volume parameters, while Tins behaved similarly in all situations. Positive endexpiratory pressure (PEEP) and inspiratory time (Tins) parameters were also satisfactory. Despite being tolerant of the same four scenarios, ventilators differed in PEEP and volume parameters, especially in scenarios 3 and 4 where compliance and lung resistance were higher. Tidal volumes ranged from 381.49 to 591.15 mL, PEEP from 3.58 to 3.75 cmH2O in scenarios 1 and 3 and from 8.37 to 9.61 cmH2O in scenarios 2 and 4, while Tins ranged from 0.86 to 1.05 s in the measurement system proposed by the standard. Additionally, a mechanical ventilation evaluation system, commercially available in the national market, was used and the results were compared.
 
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Data de Publicação
2023-07-13
 
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