Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas
Faculdade de Medicina - UnB
-Tese de doutorado-
Avaliação da mecânica ventilatória, dos gases
arteriais e das lesões pulmonares durante a
ventilação pulmonar mecânica manual de carneiros
prematuros, comparando dois ventiladores manuais.
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Apresentação à banca examinadora
15 de dezembro de 2006
Aluno: Jefferson Guimarães de Resende
Orientador: Professor Doutor Paulo Tavares
Introdução
• Wiswell, 2003: mais de dez milhões de
bebês requerem algum nível de
ressuscitação ao nascer e um milhão
morrem de causas associadas à asfixia;
Wiswell TE. Neonatal Resuscitation. Respir Care 2003;48(3):288-294.
• Para a ventilação pulmonar mecânica manual
(VPMM) na ressuscitação cárdiorespiratória neonatal, se utiliza a bolsa
auto-inflável (BAI) com mais freqüência;
O’Donnell et al. Positive pressure ventilation at neonatal resuscitation: review of equipment and international survey of practice.
Acta Paediatr 2004; 93:583-88.
• A BAI é o instrumento recomendado pela
Sociedade Brasileira de Pediatria e pelo
curso de reanimação neonatal, para uso em
sala de parto; o ILCOR (1999) recomenda a
BAI, informando a possibilidade de se usar
bolsa fluxo-inflável e “peça T”;
Manual de Reanimação Neonatal, 4a. edição, Universidade Federal de São Paulo - Escola Paulista de Medicina 2000.
Kattwinkel et al. ILCOR Advisory statement: resuscitation of the newly born infant. Pediatrics (revista eletrônica) 1999;103, 13
páginas. Disponível em http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/103/4/e56.
• O pico de pressão inspiratória (PIP)
recomendado por protocolos internacionais
se situa entre 20-40 cmH2O (30 cmH2O), a
freqüência respiratória (FR) entre 30-60
cpm e o volume corrente (VC) entre 20 e
30 ml;
Kattwinkel et al. ILCOR Advisory statement: resuscitation of the newly born infant. Pediatrics (revista eletrônica) 1999;103, 13 páginas.
Disponível em http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/103/4/e56.
• Barnes, 1992: PIP difere com FR, T.Insp,
tamanho das mãos, etc;
Barnes, TA. Emergency Ventilation Techniques and related equipment. Respiratory Care 1992;37(7)673-94.
• Connors, 1993: performance das válvulas;
Connors et al. An evaluation of the physical and functional characteristics of infant resuscitators. Pediatrics Emergency Care 1993;9(2)104-7.
• Mondolfi, 1997: manequim pediátrico 5-73
cmH2O de PIP e VC de 3-106 ml;
Mondolfi et al. Comparison of self-inflating bags with anesthesia bags for bag-mask ventilation in the pediatric emergency department.
Pediatric Emergency Care 1997; Vol 13(4) 312-6.
• Hird, 1991: o PIP que produz adequada
expansão torácica no RN varia (14-30
cmH2O) e não se relaciona à prematuridade;
Hird et al. Inflating pressures for effetive resuscitation of preterm infants. Early Human Development 1991;26:69-72.
• Baskett, 1996: VC percebido como
adequado, através da expansão torácica no
adulto, é variável;
Baskett et al. Tidal volumes which are perceived to be adequate for resuscitation. Resuscitation 1996; 31:231-234.
• Björklund, 1997: seis ciclos com grandes VC
reduzem a resposta ao surfactante em
carneiros prematuros;
Björklund et al. Manual ventilation with a few large breaths at birth compromises the therapeutic effect of subsequent surfactant
replacement in immature lambs. Pediatr Res 1997 Sep;42(3):348-55.
• Ingimarsson, 2001: cinco insuflações
pulmonares com VC de 20 ml/kg afetam a
distribuição intra-pulmonar de surfactante,
em carneiros prematuros.
Ingimarsson et al. Uneven Distribution of Exogenous Surfactant After Hyperinflation of the Lungs at Birth in Immature Lambs.
2001 Pediatric Academic Societies Annual Meeting, April 28-May 1, 2001, Baltimore Convention Center, Baltimore, Maryland,
US, Abstract 2200.
• Wada,1997: grandes VC (>10 ml/kg)
nos primeiros 30 min de vida alteram
mais a mecânica ventilatória de
carneiros prematuros do que VC
menores
Wada K, Jobe AH, Ikegami M. Tidal Volume effects on surfactant treatment responses with the initiation of ventilation in preterm
lambs. J Appl Physiol 1997 Oct;83(4):1054-61.
- o papel da PEEP no início da vida
• Naik,2001: uso de pressão positiva em
final da expiração (PEEP) diminui
proteína, neutrófilos, Interleucinas
IL-1, IL-6 e IL-8 em lavado
bronco-alveolar (LBA).
Naik et al. Effects of Ventilation with Different Positive End-expiratory Pressures on Cytokine Expression
in the Preterm Lamb Lung. AM J Respir Crit Care Med 2001; 164:494-498.
• Michna, 1999: PEEP de 4 e de 7 cmH2O
produzem melhor CDyn/kg e relação
PaO2/FiO2 do que quando se utiliza PEEP
zero, durante a ventilação de carneiros
prematuros, logo após o nascimento.
Michna et al. Positive End-expiratory Pressure Preserves Surfactant Function in Preterm Lambs. Am J Respir Crit Care Med
1999; 160:634-639.
-
conseqüências................
•
Jobe, 2001, Wiswell 2003: ventilação gentil na
sala de parto na prevenção da Displasia broncopulmonar (DBP);
Jobe AH, Bancalari E. Bronchopulmonary Dysplasia. Am J Respir Crit Care Med. 2001;163:1723-9.
Jobe AH, Ikegami M. Prevention of bronchopulmonary dysplasia. Curr Opin Pediatr 2001;13:124-9.
Wiswell TE. Neonatal Resuscitation. Respir Care 2003;48(3):288-294.
•
Sarek, 2003: evidência nível 2 e 3 para
ventilação gentil na sala de parto na prevenção da
DBP;
Sharek et al. Evaluation and development of potentially better practices to prevent chronic lung disease and reduce lung injury in neonates.
Pediatrics Vol 111 No.4, 2003. Disponível em http://www.pediatrics.org/cgi/content/full/111/4/e426.
• Seria a bolsa auto-inflável o instrumento
ideal para ser utilizado em reanimação de
prematuros?
• CFR, 1990
Ventilador manual, fluxo contínuo, ciclado a
tempo (manual), PIP limitável, PEEP
regulável;
CFR
Trabalhos publicados sobre o CFR:
• Jornal de Pediatria, 1993 e 1994;
• Revista da AMIB, 2001;
• Registro no MS10274610005
Patentes do CFR: PI 9003095-8;
PI 9005807-0; US 5.400.779
Em resumo.......
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•
A PCR é um problema de elevada gravidade;
A BAI é o instrumento da RCR;
A VPMM com BAI é passível de variabilidade;
A válvula de alívio da BAI pode não existir ou
funcionar mal;
A expansão torácica não é um marcador
seguro para a VPMM;
Grandes VC podem lesar o pulmão;
A PEEP protege os pulmões;
É possível controlar o PIP e definir PEEP na
VPMM.
Objetivos gerais:
• Comparar os resultados da ventilação pulmonar
mecânica em carneiros prematuros,
operacionalizada por médicos utilizando a bolsa
auto-inflável e o CFR.
Objetivos específicos
1- Avaliar o desempenho dos médicos na
utilização dos dois equipamentos, estudando o
pico de pressão inspiratória, o volume corrente
e os tempos ventilatórios;
2- Avaliar a capacidade de os médicos
conseguirem parâmetros ventilatórios
semelhantes aos definidos em protocolos
internacionais de ventilação em sala de parto;
Objetivos específicos
3- Avaliar a resultante troca gasosa com a
utilização dos dois equipamentos;
4- Estudar a ocorrência de lesão pulmonar com
a utilização dos dois equipamentos, através de
estudos no tecido do pulmão.
Aspectos éticos
• 1-O Protocolo do estudo foi submetido à
apreciação do Comitê de Ética do uso Animal da
Universidade de Brasília, e por ele aprovado.
• 2-Conflito de interesses: o autor é o
proprietário das Patentes de Invenção do CFR
no Brasil; direito esse que se encerra no ano
2011.
Materiais e Métodos
• Quatorze médicos foram selecionados em
duplas, por sorteio, dentre 35
neonatologistas voluntários experientes com
os dois aparelhos;
• Dez carneiros prematuros (1321 dias),
foram retirados via cesareana;
• Pesados em balança digital;
• Berço de calor radiante (BA Matrix SC,
Olidef CZ, Ribeirão Preto, SP, Brasil);
• VPMM após aspiração traqueal e intubação
usando TOT com balonete;
• Sedação com Ketamina e Acepromazina;
• Cada animal, uma dupla de médicos;
• A cada 5 minutos aconteceu revezamento na
dupla de médicos;
• Tempo total de VPMM por animal: 45 min.
• VPMM com BAI Lifesaver®, 280 ml, nova,
com a válvula de alívio bloqueada; FiO2 de
100%, 10 L/min, bolsa de baixa
complacência sempre cheia; uso a critério
do médico
• VPMM com CFR: PIP 30 cmH2O, PEEP 5
cmH2O, Fluxo 10 L/min (FiO2 de 100%), FR
a critério do médico.
• Para monitorizar o fluxo e as pressões na
via aérea, foram utilizados transdutores de
pressão e um pneumotacógrafo;
• Para medida da PA e PVC, cateteres
inseridos na artéria e na veia umbilicais
foram ligados a transdutores de pressão;
• Polígrafo (7C, GRASS, QUINCY, MA, EUA);
• Módulo condicionador de sinais biológicos
(EMGSYSTEM DO BRASIL, São José dos
Campos, São Paulo, Brasil);
• Conversor analógico-digital (CAD 1232 –
LYNX Tecnologia Eletrônica, São Paulo, SP);
• Computador, utilizando AqDados 5 versão
para Windows.
• Os dados foram coletados de maneira
contínua;
• Gasometrias foram colhidas em intervalos de
5 min;
• Os animais receberam glicose a 5%
continuamente, à razão de 100 ml/kg/dia e
SF 10 ml/kg em caso de queda de PA;
• Foram mantidos aquecidos no berço de calor
irradiante e, quando necessário, secadores
de cabelo foram utilizados; a temperatura
retal foi mantida em 38ºC;
• Para análise, foram selecionados os exatos
50 segundos finais de cada 5 minutos;
• O PIP foi analisado no topo de cada curva;
• A FR foi obtida contando-se o número de
curvas X 1,2;
• O VC/kg foi obtido a partir do cálculo do VC
em cada curva de fluxo e dividido pelo peso
do animal;
• A CDyn/kg foi obtida dividindo-se o VC/kg
pela pressão de ventilação (PIP menos PEEP):
CDyn/kg=VC/kg/PIP-PEEP
• VM/kg=VC/kg.FR
• A MAP foi calculada a partir das pressões e
tempos ventilatórios:
MAP=(PIP.TI)+(PEEP.TE)/TI+TE
• VEI=3.800/PaCO2.FR.(PIP-PEEP)
• O IO foi calculado multiplicando-se a
MAP pela FiO2, e dividindo-se pela PaO2:
IO=MAP.FiO2/PaO2
• Ainda sob profunda anestesia, o animal foi
sacrificado com injeção de cloreto de
potássio EV, ao término do experimento;
• Os pulmões foram retirados sem lesão,
enchidos e conservados em Formalina
Tamponada a 10%, submetidos a pressão de
30 cmH2O durante 24 horas;
• O lobo superior D foi cortado em fatias de
5 milímetros e três delas foram selecionadas
por sorteio;
• Foram preparadas lâminas utilizadas para
morfometria e para avaliação de sinais
inflamatórios.
• Morfologia:
- uma lâmina de cada animal;
- coloração HE
- busca de sinais de edema;
- destruição tecidual;
- dilatações alveolares;
- codificação: de 1+ a 4+;
- exames realizados por dois patologistas
experientes em patologia animal, independentes,
e cegos quanto ao ventilador manual utilizado.
• Morfometria:
- 1 lâmina de cada animal, selecionada
aleatoriamente;
- coloração HE;
- 10 campos de cada lâmina;
- 50 campos cada grupo;
- áreas alveolares;
- áreas parenquimatosas.
• Morfometria:
- câmara digital para microscópio DCM35(CE),
aumento 10X;
- placa de captura ScopePhoto 1.0;
- software Image-Pro Express 4.0 (Media
Cybernetics);
- áreas medidas através do número de pixels
sobre a mesma;
- unidade de medida: micrometro (μm).
Morfometria
Análise estatística
• utilizados Excel, EpiInfo 3.3.2 e SPSS
13.0
• a normalidade dos dados foi testada pelo
Kolmogorov-Smirnov;
• distribuição não-paramétrica: teste de
Mann-Whitney para a comparação dos
valores de mediana;
• distribuição paramétrica: teste “t” para
a comparação dos valores de média;
• nível de significância aceito: P<0,05.
Resultados
Resultados
• Nenhum animal morreu;
• Não houve pneumotórax;
• Não houve interrupção da coleta de
dados;
• Não houve diferença, estatisticamente
significativa (p=0,628), entre as médias
de peso dos animais (2.784 g no grupo
BAI e 2.544 g no grupo CFR)
• PEEP zero no grupo BAI e PEEP 5 cmH2O
no grupo CFR
Resultados - médiaDS ou mediana(IQ 25-75%)
BAI
CFR
P valor
PIP
39,8(30,2-47,2)
30,5(28,6-31,9)
<0,001
VC/kg
17,8(14,1-22,4)
14,2(10,2-16,6)
<0,001
CDyn/kg
0,447(0,367-0,540)
0,584(0,393-0,694)
<0,001
MAP
15(12,9-20,8)
11,8(10,8-13,8)
<0,001
Resultados - médiaDS ou mediana(IQ 25-75%)
BAI
CFR
P valor
FR
49(17)
36(12,7)
<0,001
TI
0,58(0,24)
0,50(0,18)
0,002
TE
0,67(0,43-0,80)
1,23(0,88-1,58)
<0,001
VM/kg
864,3(594,2-1415,9)
582,8(394,8-707,8)
<0,001
Resultados - médiaDS ou mediana(IQ 25-75%)
BAI
CFR
P valor
pH
7,34(0,11)
7,03(0,16)
<0,001
PaCO2
27,6(20,5-38,9)
77,4(50,8-101,7)
<0,001
PaO2
203,2(147,3-256,4)
53,7(46,2-170,5)
<0,001
VEI
0,080(0,064-0,096)
0,057(0,043-0,070)
<0,001
IO
7,6(6,3-13)
15,4(7,6-26,2)
0,008
Resultados - soma
BAI
Área
alveolar
36,14X106
Área do
parênquima
5,02X106
*P valor extraído das médias
CFR
μm
μm
34,75X106
5,84X106
P valor*
μm
μm
0,006
0,004
PIP, em cmH2O = 39,8 (BAI) Vs 30,5 (CFR)
• PIP entre 27-33 cmH2O:
- 17,53% das vezes com a BAI
- 93,08% das vezes com o CFR
RR=5,31(4,81<RR<5,87)
• PIP >40 cmH2O - 49,14% das vezes com
a BAI (nunca com o CFR)
• PIP >45 cmH2O – 32,47% das vezes com
a BAI
PIP Vs TI
• Correlação linear de Pearson:
- CFR: p=0,002
- BAI: p=0,382
Fig. 5
VC/kg
• Mediana 17,8 ml com a BAI e 14,2 ml
com o CFR;
• VC/kg entre 5 e 10 ml/kg:
- 10,04% das vezes com a BAI
- 30,54% das vezes com o CFR
RR=2,33(1,97<RR<2,75)
VC/kg
• VC/kg ≥ 10 ml/kg - 89,85% das vezes
com a BAI e 76,24% com CFR
RR=1,18(1,14<RR<1,22)
• VC/kg ≥ 20 ml – 37,5% das vezes com a
BAI e 9,84 com o CFR
RR=3,81(3,22<RR<4,51)
VC/kg
CFR
BAI
Figura 2 – O volume corrente/kg (VC/kg) com o progresso do tempo
de ventilação, demonstra as diferenças entre os dois equipamentos.
CFR
BAI
CDyn/kg em ml/cmH2O
(0,447 com a BAI e 0,584 com o CFR)
CFR
Figura 4 – Complacência
dinâmica/kg (CDyn/kg) nos
dois equipamentos, ao longo
do tempo de ventilação –
dos 5 aos 45 minutos.
BAI
Resultados – trocas gasosas
PaCO2
• BAI – 27,6 mmHg
• CFR – 77,4 mmHg
Correlação linear de Pearson:
BAI – com FR (p=0,006), VC/kg(p<0,001)
CFR – com FR (p=0,029), CDyn/kg(p=0,002),
VC/kg(p<0,001), PIP(p=0,87)
PaO2
• BAI – 203,2 mmHg
• CFR – 53,7 mmHg
Correlação linear de Pearson:
BAI – com FR (p=0,006), PIP (p<0,001),
VC/kg (p=0,006), CDyn/kg (p=0,39).
CFR – com FR (p=0,029), VC/kg(p<0,001),
CDyn/kg (p=0,002), PIP(p=0,87)
Histologia pulmonar
• Patologista A: 2,5±0,84 cruzes
• Patologista B: 2,4±0,69 cruzes
P valor=0,777
• Ambos os patologistas:
- CFR: 2,6±0,96 cruzes
- BAI: 2,3±0,44 cruzes
P valor=0,552
- sem sinais de edema ou presença de mono ou
polimorfonucleares
Morfometria
36,14X106 μm Vs 34,75X106 μm
5,02X106 μm Vs 5,84X106 μm
BAI
CFR
Discussão
Discussão - PIP
• Mediana 39,8 vs 30,2 cmH2O
• 30±10% cmH2O – RR 5,3
• >40 cmH2O – 49,14% com a BAI e zero
no CFR
•
•
•
•
•
•
Barnes, 1992
Finer et al., 1986
Mondolfi et al., 1997
Hussey et al., 2004
Oddie et al., 2005
Resende et al., 2006
Discussão - PIP
• Expansão torácica como marcador da
adequação do PIP:
• ILCOR, 1999;
• Hird et al., 1991;
• Baskett et al., 1996;
• Spiteri et al., 1988.
Discussão – VC/kg
• Mediana 17,8 Vs 14,2 ml:
- CFR: aquisição progressiva
- BAI aquisição imediata
- VC imediato Vs progressivo
•
•
•
•
Boon et al., 1979
Slutsky, 2005
Wada et al., 1997
Jobe e Bancalari, 2001
Discussão – CDyn/kg
• Mediana 0,447 Vs 0,584 ml:
- CFR: progressivo
- BAI imediato
- o efeito da PEEP
•
•
•
•
Naik et al., 2001
Slutsky, 2005
Wyszogrodski et al., 1975
Michna et al., 1999
Discussão – FR
• Media 49 Vs 36/min:
• Impacto no VM/kg: 864,3 Vs 582,8 ml
• ILCOR, 1999
Discussão – PaCO2
• Mediana 27,6 Vs 77,4 mmHg:
• Impacto no pH: 7,34 Vs 7,03
- ventilação/perfusão
- ventilação alveolar
•
•
•
•
Jobe e Ikegami, 2001
Ambalavanan e Carlo, 2006
Chess et al., 2006
Wada et al., 1997
• Como aumentar com a bolsa?
• Como reduzir com o CFR?
Discussão – PaO2
• Mediana 203,2 Vs 53,7 mmHg:
- shunt
- ventilação alveolar
•
•
•
•
International, 2000
Jobe e Ikegami, 2001
Ambalavanan e Carlo, 2006
Chess et al., 2006
• Como reduzir com a bolsa?
• Como aumentar com o CFR?
Discussão – IO e VEI
• IO:
- BAI 7,6
- CFR 15,4
Belik e Garros, 1998
Margotto, 2006
• VEI:
- BAI 0,080
- CFR 0,057
Wada, 1997
Discussão – histologia
• Lesão induzida pela ventilação:
•
•
•
•
O
O
O
A
papel do VC e sua distribuição
papel da PEEP
papel do surfactante
DBP
Discussão – limitações do estudo
•
•
•
•
•
•
a amostra de médicos;
o estresse dos médicos;
estudo em animais;
o número de animais;
a causa da melhor CDyn;
morfometria.
Conclusão
Conclusão
1-A ventilação pulmonar mecânica
manual promoveu resultados diferentes,
conforme o equipamento utilizado.
2-Foi maior a probabilidade de os
médicos atingirem níveis de pressão de
ventilação compatíveis com os definidos
nos protocolos internacionais, e com
menor variabilidade, com o uso do CFR
do que com a bolsa auto-inflável.
Conclusão
3-A
bolsa
auto-inflável
produziu
hiperoxemia e hipocapnia, habitualmente
indutoras de lesões pulmonares, e o CFR
promoveu normoxemia, porém com níveis
de PaCO2 que provocaram acidemia
grave.
Conclusão
4-As lesões alveolares foram mais
intensas nos animais ventilados com a
bolsa auto-inflável do que com o CFR.
5-A bolsa auto-inflável não deveria ser
considerada um instrumento seguro para
a ventilação pulmonar mecânica manual de
recém-nascidos prematuros.
O que este experimento traz de novo?
•
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É o primeiro experimento que testa a bolsa auto-inflável
neonatal em modelo animal prematuro, com médicos
neonatologistas experientes em reanimação em sala de parto,
selecionados aleatoriamente;
É o primeiro experimento que estuda a ventilação em animais
prematuros, comparando dois ventiladores manuais com
características funcionais diferentes;
É a primeira vez que a mecânica ventilatória de animais
prematuros é avaliada como produto do desempenho de médicos
neonatologistas experientes, selecionados aleatoriamente;
É a primeira vez que se tem muito claro que a ventilação com a
bolsa auto-inflável é extremamente agressiva;
são avaliados novo?
Do Editor do site
www.paulomargotto.com.br
• Consultem:
TESE DE DOUTORADO ( Universidade de
Brasília): Avaliação da mecânica
ventilatória, dos gases arteriais e das
lesões pulmonares durante a ventilação
pulmonar mecânica manual de carneiros
prematuros, comparando dois ventiladores
manuais.
Autor(es): JJefferson Guimarães de Resende