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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2023.tde-02042024-171411
Documento
Autor
Nome completo
Bruno Moreira Ribeiro
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Tucci, Mauro Roberto (Presidente)
Amato, Marcelo Britto Passos
Júnior, Marcus Henrique Victor
Oliveira, Ellen Pierre de
Título em português
Efeito da FiO2 e volume pulmonar sobre a distribuição da perfusão em pulmão saudável sob ventilação mecânica monitorizado por tomografia computadorizada e tomografia de impedância elétrica : estudo experimental em suínos
Palavras-chave em português
Anestesia geral
Perfusão pulmonar
Respiração artificial
Tomografia computadorizada de raios-X
Tomografia de impedância elétrica
Resumo em português
Introdução: Anestesia geral com uso de bloqueador neuromuscular e FiO2 elevada podem determinar colapso pulmonar e hipoxemia que são contrabalanceados por mecanismos ativos (vasoconstricção hipóxica pulmonar - VPH) e passivos/mecânicos (redução do volume pulmonar). Esses mecanismos são pouco estudados em modelos in vivo de pulmão saudável. Nossos objetivos são avaliar o efeito de duas FiO2, após reduzir a PEEP do valor titulado (onde há pouco colapso pulmonar estimado por tomografia de impedância elétrica - TIE) para PEEP=0 e, também, o efeito da redução do volume pulmonar sobre a distribuição da regional da perfusão pulmonar. Métodos: Treze suínos da raça Landrace foram estudados em uma ou duas condições (grupos). Grupo gravitacional: 3 fases randomizadas, iniciando com PEEP titulada e FiO2 de 0,4 (fase 1), seguido pelas fases com PEEP=0 e duas FiO2 (0,4 e 1), respectivamente fases 2 e 3. Para a análise, as imagens de ventilação e perfusão, sejam da TIE ou da tomografia computadorizada de tórax, foram divididas em 6 ROIs, sendo a ROI1 ventral e a ROI6 dorsal. Grupo oclusão: também dividido em 3 fases randomizadas, iniciando com ventilação bilateral e PEEP titulada com FiO2 de 1 (fase 1), seguido pela oclusão de pulmão esquerdo, previamente preenchido com FiO2 de 0,21, o que mantinha o pulmão aerado (fase 2), e terminando com a oclusão com o pulmão preenchido com a FiO2 de 1, o que determinava colapso pulmonar (fase 3). A análise das imagens neste grupo foi dividida em duas ROIs, uma direita e outra esquerda. Resultados: No grupo gravitacional após a diminuição da PEEP para 0 foi observado a formação de atelectasia gravitacional em regiões dependentes, com aumento de tecido pulmonar colapsado de 2,6±2,5% para 18,6±7,6% (P < 0,01). Houve redução na perfusão em regiões dependentes (ROIs 5 e 6) (P < 0,01). Não houve diferença na distribuição regional da ventilação e da perfusão entre as fases 2 e 3 (P < 0,01), mas houve aumento no colapso pulmonar total (14,1%; IC95%: 4,1 a 24,1; P=0,02). O colapso ocorreu predominantemente nas regiões dorsais (ROIs 5 e 6). No grupo oclusão houve diferença na ventilação e perfusão para o pulmão esquerdo entre a fase de ventilação bilateral (fase 1) e as fases de oclusão do pulmão esquerdo (fases 2 e 3). O volume pulmonar do pulmão esquerdo na região de aquisição da TC (espessura de 19,2mm) reduziu da fase 2 para fase 3, onde o pulmão estava totalmente colapsado (-62,5 ml; IC95%: -48,5 a -76,1, P < 0,01), e a perfusão normalizada pela densidade também reduziu (-15,0%; IC95% -6,4 a -23,6; P < 0,01). Conclusões: No grupo gravitacional não foi observada diferença tanto na distribuição de perfusão quanto na ventilação pulmonar entre as duas FiO2 (1 e 0,4) durante uso de PEEP=0, apesar do maior colapso com uso de FIO2=1. No grupo oclusão, a redução significante do volume pulmonar entre as fases de oclusão com o pulmão esquerdo aerado (FiO2 0,21) e colapsado (FiO2 1) determinou redução na perfusão quando normalizada pela densidade pulmonar
Título em inglês
Effect of FiO2 and lung volume on perfusion distribution in healthy lungs under mechanical ventilation monitored by computed tomography and electrical impedance tomography: experimental study in pigs
Palavras-chave em inglês
Electrical impedance tomography
General anesthesia
Pulmonary perfusion
Respiration artificial
Tomography X-ray computed
Resumo em inglês
Rationale: General anesthesia with the use of neuromuscular blockers and high FiO2 can lead to lung collapse and hypoxemia, which are counterbalanced by active mechanisms (hypoxic pulmonary vasoconstriction - HPV) and passive/mechanical mechanisms (reduced lung volume). These mechanisms have been poorly studied in vivo models of healthy lungs. Our objectives are to evaluate the effect of two FiO2, after reducing PEEP from the titrated value (where there is little lung collapse estimated by electrical impedance tomography - EIT) to PEEP=0 and also the effect of reducing lung volume on the distribution of regional lung perfusion. Methods: Thirteen Landrace pigs were studied in one or two conditions (groups). Gravity group: 3 randomized phases, starting with titrated PEEP and FiO2 of 0.4 (phase 1), followed by phases with PEEP=0 and two FiO2 (0.4 and 1), respectively phases 2 and 3. For the analysis, the ventilation and perfusion images, either from the EIT or the chest CT scan, were divided into 6 ROIs, ROI1 being ventral and ROI6 dorsal. Occlusion group: also divided into 3 randomized phases, starting with bilateral ventilation and titrated PEEP with FiO2 of 1 (phase 1), followed by occlusion of the left lung, previously filled with FiO2 of 0.21, which kept the lung aerated (phase 2), and ending with occlusion with the lung filled with FiO2 of 1, which determined lung collapse (phase 3). Image analysis in this group was divided into two ROIs, right and left lung. Results: In the gravitational group after decrease PEEP to 0, formation of gravitational atelectasis in dependent regions was observed, with an increase in collapsed lung tissue from 2.6±2.5 % to 18.6±7.6% (P < 0.01). There was a reduction in perfusion in dependent regions (ROIs 5 and 6) (P < 0.01). No difference was observed in the regional distribution of ventilation and perfusion between phases 2 and 3 (P < 0.01), but there was an increase in total lung collapse (14.1%; 95% CI: 4.1 to 24.1; P=0.02). Collapse occurred predominantly in the dorsal regions (ROIs 5 and 6). In the occlusion group there was a difference in ventilation and perfusion to the left lung between the bilateral ventilation phase (phase 1) and the left lung occlusion phases (phases 2 and 3). The lung volume of the left lung in the CT acquisition region (19.2mm thickness) decreased from phase 2 to phase 3, where the lung was fully collapsed (-62.5 ml; 95%CI: -48.5 to -76.1, P < 0.01), and density-normalized perfusion also decreased (-15.0 %; 95%CI -6.4 to -23.6; P < 0.01). Conclusions: In the gravitational group, no difference was observed in both perfusion distribution and pulmonary ventilation between the two FiO2 (1 and 0.4) during the use of PEEP=0, despite the greater collapse with the use of FIO2=1. In the occlusion group, the significant reduction in lung volume between the occlusion phases with the left lung aerated (FiO2 0.21) and collapsed (FiO2 1) determined a reduction in perfusion when normalized by lung density
 
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Data de Publicação
2024-04-12
 
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