Controle e Caracterização de um Gerador de Pressão Positiva Contínua
nas Vias Aéreas
André da Silva Favre, 01 de março de 2005, Orientadores:Frederico Caetano Jandre de
Assis Tavares; Antonio Giannella-Neto, Mestrado
Desenvolver um sistema de pressão positiva contínua de vias aéreas (CPAP) com
controle em malha fechada (MF); avaliar este sistema e comparará-lo com outros dois
sistemas de CPAP; avaliar a influência do gerador de CPAP sobre a medição de fluxo
respiratório. METODOLOGIA: Foi desenvolvido um controlador analógico tipo PID,
atuando sobre um gerador de CPAP comercial (Vygon) através de uma válvula
proporcional. O trabalho respiratório imposto (WOBI) pelo sistema foi medido em um
modelo físico de pulmão em ventilação espontânea simulada. O pneumotacômetro
(PTC) utilizado foi calibrado em CPAP de 0, 5 e 10 hPa, comparando-se entre si as
curvas obtidas com o gerador próximo e afastado, em MF e em malha aberta (MA).
RESULTADOS: A redução das flutuações da pressão de vias aéreas em MF gerou
WOBI próximo a zero. O mesmo gerador de CPAP em MA gerou 0,13 J/L e 0,16 J/L e
outro gerador (Acriflux) gerou 0,22 J/L e 0,19 J/L de WOBI, respectivamente em 5 hPa
e 10 hPa. Os erros de volume foram mínimos quando o PTC foi calibrado e usado no
mesmo nível de CPAP (0,12 a 0,21 %). Os erros e as curvas de calibração em MF e MA
foram similares nos mesmos níveis de CPAP. CONCLUSÃO: O sistema de CPAP em
MF reduziu significativamente o WOBI, e a calibração do PTC deve ser feita com o
gerador ligado e no nível de CPAP mais próximo a ser utilizado.
CONTROL AND CHARACTERIZATION OF A CONTINUOUS POSITIVE
AIRWAY PRESSURE DEVICE
To develop a continuous positive airway pressure (CPAP) system with closed-loop (CL)
control; evaluate this system and compare with other two CPAP systems; analyze the
influence of the CPAP device on the respiratory flow measurement. METHODOLOGY:
An analog PID control was designed, to act over a commercial CPAP device (Vygon)
through a proportional valve. The system’s imposed work of breathing (WOB I) was
measured during spontaneous ventilation simulation, with a lung model. The utilized
pneumotachometer (PTC) was calibrated at CPAP levels of 0, 5 and 10 hPa. Calibration
curves with the device near to and far from the PTC, and in CL and open-loop (OL)
control were compared among themselves. RESULTS: Reduced fluctuations in airway
pressure with the CPAP system resulted in WOBI near zero. The same CPAP device in
OL control imposed 0.13 and 0.16 J/L, and another device (Acriflux) imposed 0.22 J/L
and 0.19 J/L, respectively at 5 and 10 hPa. The volume errors were minimal when the
PTC was calibrated and used at the same CPAP level (0.12- 0.21 %). The errors and
calibration curves in CL and OL control were similar. CONCLUSION: The CLcontrolled CPAP system significantly reduced the WOBI, and the PTC calibration
should be done with the device turned on and near to the CPAP level to be used.
Banca: Frederico Caetano Jandre de Assis Tavares, Antonio Giannella-Neto, D.Sc.,
Jurandir Nadal, Sara Lúcia Silveira de Menezes; Páginas: 118; Palavra-Chave:
Engenharia Pulmonar; Ventilação Pulmonar; Ventilação por Pressão Positiva;
Pneumotacômetro; Controle