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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.5.2011.tde-07022012-102823
Document
Auteur
Nom complet
Raquel Belmino de Souza
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2011
Directeur
Jury
Amato, Marcelo Britto Passos (Président)
Campos, Shirley Lima
Moriya, Henrique Takachi
Nakagawa, Naomi Kondo
Taniguchi, Leandro Utino
Titre en portugais
Detecção da abertura e colapso alveolar durante o ciclo ventilatório através da tomografia de impedância elétrica
Mots-clés en portugais
Colapso pulmonar
Impedância elétrica
Lesão pulmonar aguda
Tomografia por raios X
Ventilação mecânica
Resumé en portugais
Introdução: A Abertura e fechamento alveolar a cada ciclo respiratório (TR) é mecanismo de lesão pulmonar associada à ventilação mecânica. É frequente, especialmente em pacientes com lesão pulmonar aguda/ sindrome do desconforto respiratório agudo, mas pode ocorrer em pulmões normais, devido à pressão expiratória final positiva (PEEP) insuficiente. A fração inspirada de oxigênio (FiO2) também pode ter um papel na modulação da lesão pulmonar: frações mais baixas, em situação de relação ventilação perfusão (V/Q) crítica, podem retardar o colapso alveolar. A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é uma nova ferramenta de imagem não invasiva, à beira do leito, que reconstrói imagens transversas da resistividade dos tecidos torácicos, obtidas a partir de uma corrente elétrica injetada por eletrodos colocados circunferencialmente no tórax. Atualmente, o padrão ouro de detecção de TR é a tomografia computadorizada (TC), que utiliza radiação, transporte de pacientes para sua execução, exigindo manobras que podem ocasionar a instabilização dos pacientes. Hipótese deste estudo: é possível detectar e quantificar a ocorrência de TR com TIE. Métodos: 7 suinos traqueostomizados, sob sedação, bloqueio neuromuscular e ventilação mecânica, foram submetidos a manobra de recrutamento alveolar (MRA) em pressão controlada, com pressão platô=50 cmH2O, PEEP=35 cmH2O, aplicada por 2 minutos. Seguiu-se ventilação com volume controlado, posição supina, volume corrente (VT) = 10 ml/kg, fluxo 10l/min FR=10irpm, FiO2=100% e PEEP decremental (20-10-3cmH2O), em passos de 10 minutos. Ao final de cada passo, os animais foram submetidos a uma pressão positiva contínua sobre as vias aéreas em dois níveis, quando se procedeu à TC: pressão de platô (representando inspiração) e PEEP (expiração). Imagens de TIE foram adquiridas continuamente. Os animais foram submetidos à nova MRA, repetindo-se o protocolo em FiO2=40%. Após lesão pulmonar (lavagem pulmonar com SF 0,9% até atingir SpO2< 95%), os passos acima foram repetidos. Para detecção de TR pela TIE, dois métodos foram testados, um método original proposto por este estudo, baseado nas variações de complacência regional (pixel a pixel) ao longo do volume corrente (Método1) e um método descrito em estudo recente por Putensen et al. (Método2). Ambos foram comparados à TC. Resultados: Ocorreu colapso progressivo durante PEEP decremental, sempre maior na FiO2=100% (versus 40%) e após lesão (versus pré-lesão) para as PEEPs correspondentes. A análise de regressão linear, Métodos 1 e 2 para TR em relação à TC evidenciou; Método 1 - R²=0,578 e Método 2 - R²=0,409. As correlações foram melhores quando se considerou apenas as medidas a 100%: R²=0,756 (Método 1) e R2=0,646 (Método 2). Curva ROC; Método 1- área sob a curva: 0,86 e Método2 - 0,79. Regressão logística; Método1 superior ao Método2. Pela ANOVA avaliamos PEEP, lesão, FiO2 e P.Platô na detecção de TR pela TC e Método1..A principal difrerença foi não haver influência da FiO2 sobre TR, Método1 Conclusão: O Método 1 foi superior ao Método2 na detecção de TR, com sensibilidade e especificidade suficiente para se avaliar a utilização clínica. A detecção de TR pelo Método1, não foi influenciada pela FiO2, ao contrário da TC. Estes achados foram compatíveis com os resultados de mecânica pulmonar ( pressão de platô). Portanto, o Método1 foi mais sensível que a TC, pois foi capaz de detectar TR mesmo em situações de ventilação pouco acima do V/Q crítico nas situações de FiO2 de 40%, ao contrário da TC. A TIE não sofreu alterações como o efeito de volume parcial como a TC
Titre en anglais
Tidal recruitment detection by Electrical Impedance Tomography in an experimental model
Mots-clés en anglais
Acute lung injury
Electric impedance
Pulmonary atelectasis
Respiration artificial
Tomography x-ray computed
Resumé en anglais
Introduction: Cyclic opening and closure of alveolar units during the respiratory cycle, or tidal recruitment (TR), is a harmful mechanism of ventilation induced lung injury. It is frequent, especially in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome patients, but can occur in normal lungs under mechanical ventilation, because of an insufficient PEEP. Oxygen concentration (FiO2) can modulate collapse and low FiO2 can delay it. Electrical Impedance tomography (EIT) is a noninvasive imaging tool that reconstructs a cross-sectional image of lungs regional resistivity using electrodes placed around the thorax. EIT is a useful imaging tool for regional ventilation monitoring, as proved by many studies. We hypothesized that is possible to detect and quantify the occurrence of TR by EIT. Seven pigs tracheostomized, sedated and using neuromuscular blockade were submitted to mechanical ventilation. A recruitment maneuver (RM) using plateau pressure = 50cmH2O and positive end expiratory pressure (PEEP) = 35cmH2O for 2 minutes was applied. After, animals were ventilated in volume controlled ventilation mode (VCV), with a tidal volume (Vt) =10ml/kg, inspiratory flow=10l/min, respiratory frequency=10irpm, FiO2=100%. Decremental PEEP (20-10-3cmH2O) steps were applied with 10 minutes intervals between them. Thoracic computed tomography (CT) images were done with a continuous positive airway pressure (CPAP) = Plateau pressure achieved in VCV and PEEP applied, simulating an inspiration and expiration respectively. EIT was acquired continuously during the protocol. RM was repeated and then protocol was repeated, using FiO2=40%. Lung injury was induced (with lung lavage - SF 0.9% until SpO2< 95%). After protocol was repeated including both FiO2. Two TR detectors were tested; an original imaging tool created by our group (Method 1) and a second imaging tool created in a recent study by Putensen. (Method 2). Both methods were compared to CT. Results: A progressive alveolar collapse during decremental PEEP was observed, always greater with FiO2=100% (versus FiO2=40%) and after lung injury (versus before lung injury). Linear regression analysis for Methods 1 and 2 showed for Method1 R2=0.578 and Method 2 R2=0,409. Correlations were better when FiO2=100% was considered individually; Method1 - R²=0,756 and Method2 - R²=0,646. ROC curve presented an area under the curve better for Method1 (0,86) related to Method2 (0,79). Logistic regression also showed better result for Method1. ANOVA was used to test influence of variables as PEEP, lung lesion, FiO2 and Plateau pressure on tidal recruitment. Method1 and CT were tested. The main difference between them was that Method 1 was not influenced by FiO2. Conclusion: Method 1 was superior than 2 for TR detection with sufficient specificity and sensibility for a trial on clinical application. Tidal recruitment detection by Method1 was not influenced by FiO2, but it was for CT, what was supported by results of lung mechanic (plateau pressure). Under lower FiO2 (40%) occurred an underestimation of TR by CT, once the change in ventilation occurs even in lower FiO2 which is not detected by CT. CT is also influenced by partial volume effect, what didn´t occurred with EIT
 
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Date de Publication
2012-02-13
 
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