1- DESCRIÇÃO
O xlung é um simulador virtual da interação paciente-ventilador
pulmonar que incorpora os principais recursos do suporte ventilatório a
diferentes configurações de aspectos demográficos, de mecânica respiratória e
de troca gasosa pulmonar de pacientes. Sua principal função é auxiliar o
processo de ensino-aprendizagem em ventilação mecânica (VM). Assim pode
ser usado no treinamento e na formação de estudantes e profissionais de saúde
interessados ou envolvidos no suporte ventilatório mecânico de pacientes
adultos. Outros usuários potenciais são profissionais de engenharia clínica e da
indústria e comércio de ventiladores pulmonares mecânicos e escolas de
medicina, enfermagem, fisioterapia e outras áreas afins.
Tem como principal vantagem possibilitar o ensino de aspectos
complexos da ventilação mecânica com risco zero de acidentes ou erros, o que
não ocorre quando se simula cenários em modelos mecânicos e principalmente
quando se ensina sobre o tema no manejo de pacientes reais em insuficiência
respiratória. Uma grande utilidade do xlung é permitir a modelagem de diversas
características do paciente e dos modos ventilatórios, o que possibilita ao usuário
compreender as repercussões dos ajustes do ventilador sobre a troca gasosa e a
mecânica respiratória em tempo real, de modo interativo e dinâmico.
Figura 1. Funcionalidades do simulador xlung. Quatro janelas fundamentais são
apresentadas: 1- Ventilador pulmonar com os modos ventilatórios; 2-Paciente, 3Curvas de mecânica pulmonar e 4-Monitorização, gasometria e animação. No
centro e topo da tela o botão confirmar deve ser “clicado” para assegurar que as
mudanças em qualquer uma dos ajustes nas janelas do paciente ou do ventilador
sejam implementadas.
2- AJUSTES DO PACIENTE
2.1 - Mecânica Pulmonar e Troca gasosa
Esta funcionalidade permite que o perfil clínico de um paciente seja configurado
para simulação. Este perfil pode ser pré-definido pelo simulador ou modificado
de acordo com o desejado pelo usuário, permitindo a configuração de diversos
tipos de mecânica pulmonar e de troca gasosa.
2.1.1 – Condição Clínica
Este ícone seleciona alguns perfis de mecânica pulmonar já pré-configurados
pelo xlung. Ex.: Ao clicar no perfil DPOC e em seguida confirmar,
automaticamente o xlung definirá as características do paciente simulado.
2.1.2 – Resistência na via aérea
Independente da condição clínica selecionada, este ícone permite a alteração da
resistência na via aérea de acordo com o desejado pelo usuário, variando entre
valores de 1 a 60 cmH2O/l/s.
2.1.3 – Complacência Pulmonar
Independente da condição clínica selecionada, este ícone permite a alteração da
complacência pulmonar variando entre valores de 5 a 200 ml/cmH2O.
2.1.4 – Espaço Morto (VD/VT)
Configura o valor da razão entre o espaço morto (VD) e o volume corrente (VT)
e varia entre valores de 0,21 a 0,8. O espaço morto pode ser definido como o ar
presente na árvore respiratória que não participa das trocas gasosas. A relação
VD/VT é um importante índice fisiológico indicativo da adequação da relação
ventilação perfusão.
2.1.5 – Shunt
Configura a porcentagem do shunt pulmonar e varia entre valores de 2 a 80%. O
shunt pode ser definido como a quantidade de sangue que passa do lado venoso
para o lado arterial da circulação pulmonar, sem passar pelas áreas ventiladas do
pulmão. Ou seja, trata-se do percentual de sangue da circulação pulmonar que
não participa da troca gasosa.
2.2 – Dados Demográficos
Permite a configuração de alguns dados demográficos do paciente a ser
simulado. Ao serem ajustas características como sexo, idade, altura e peso,
automaticamente o xlung define logo abaixo o peso ideal do paciente
configurado pelo usuário.
2.3 – Esforço Muscular Respiratório
Permite os ajustes da pressão muscular respiratória, sua intensidade, frequência
e duração do paciente simulado.
2.3.1 – Pmus
Configura o valor da pressão negativa gerada pela musculatura inspiratória do
paciente, ou seja, o esforço muscular inspiratório do mesmo, variando entre
valores de zero (paciente sem drive respiratório) a 50 cmH20.
2.3.2 – f (rpm)
Configura a frequência respiratória espontânea do paciente que apresenta
esforço muscular.
2.3.3 – Duração
Define a duração do esforço muscular inspiratório em segundos (tempo
inspiratório neural).
2.4 – Leaks (fuga)
Permite simular situações de fuga ou escape aéreo durante a ventilação. A
graduação da fuga varia entre valores de zero (sem fuga) até 48 l/min.
•
Todos os dados do paciente podem ser minimizados no canto superior direito
do quadro permitindo que na tela permaneçam apenas os dados desejados
pelo usuário. Para que os dados retornem a tela é necessário clicar no ícone
de configurações do paciente que se localiza no canto superior direito da
mesma.
•
Para que seja alterado qualquer dado é necessário clicar no ícone
“confirmar” que aparecerá em vermelho no canto superior esquerdo da tela
3.0 – AJUSTES DO VENTILADOR
Permite configurar ajustes inerentes ao ventilador pulmonar mecânico, como o
modo ventilatório e seus respectivos parâmetros.
3.1 – Modos Ventilatórios
Dois tipos fundamentais de ciclos respiratórios podem ser definidos na
ventilação mecânica.
Ciclo controlado: Em que o ventilador “controla” toda a fase inspiratória, ou
seja, substitui totalmente o esforço muscular respiratório e o controle neural do
paciente.
Ciclo assistido: Em que o ventilador apenas auxilia ou assiste a musculatura
inspiratória do paciente que se encontra ativa.
Obs.: Alguns autores utilizam o termo “ciclo espontâneo” para definir o ciclo
que ocorre durante a oferta da pressão de suporte (PS) ou de pressão inspiratória
(IPAP). Em vez disso, o termo assistido será aqui usado para designar também
este último tipo de ciclo, mantendo-se uma coerência com a definição acima
apresentada e com o emprego da terminologia de ciclo espontâneo apenas para a
respiração fisiológica como se verá adiante.
Com base nos tipos de ciclos respiratórios que são ofertados ao paciente,
3 modos ventilatórios considerados básicos podem ser reconhecidos, são eles o
Assistido/Controlado (A/C, do inglês assist/control), a ventilação com pressão
de suporte (PSV) e a ventilação mandatória intermitente sincronizada com PS,
modo híbrido entre os dois primeiros (SIMV, do inglês Synchronized
Intermitent Mandatory Ventilation). Os modos A/C e SIMV por sua vez
apresentam duas variantes: A/C-VCV (Assistido/controlado ciclado a volume),
A/C-PCV (Assistido/controlado ciclado a tempo com pressão constante ou
controlada) e os modos SIMV-VCV (com ciclagem a volume nos ciclos
programados na frequência respiratória do ventilador) e SIMV-PCV (com
ciclagem tempo e pressão controlada nos ciclos programados no ventilador).
3.1.1. Modos A/C
O modo A/C (assistido controlado) se caracteriza por ofertar ciclos controlados
e/ou assistidos a depender dos ajustes de frequência respiratória mínima
programada e da frequência do paciente. Como dito anteriormente há dois tipos:
o A/C-VCV e o A/C-PCV.
3.1.1.1. – MODO A/C – VCV
Neste modo os ciclos são ofertados com volume controlado ou ciclagem
volume, nos quais o volume corrente (volume alcançado ao final da inspiração)
juntamente com o fluxo programado determina o tempo de inspiração. A
frequência de operação do ventilador determina o tempo total do ciclo
respiratório. O tempo de expiração é determinado pela diferença entre o tempo
de inspiração programado e o tempo total do ciclo. A partir destes dados se
obtêm o tempo de expiração e a relação inspiração expiração (I:E). A frequência
respiratória total será determinada pela ausência ou não de esforços musculares
respiratórios do paciente capazes de disparar ciclos respiratórios adicionais aos
programados no ajuste de frequência. No segundo caso a presença de ciclos
adicionais disparados pelo paciente modifica o tempo total do ciclo respiratório,
o tempo expiratório e portanto a relação I:E.
Ao ser selecionado este modo ventilatório, o xlung permite que seja ajustado
pelo usuário os seguintes parâmetros:
De ventilação: Volume corrente e frequência respiratória
De sincronização: Fluxo e seu tipo de onda (quadrada ou descendente ou
rampa), sensibilidade (sendo permitidos ajustes a pressão ou a fluxo), pausa
inspiratória e pausa expiratória (nos casos de cálculos da mecânica respiratória).
De oxigenação: FIO2 e PEEP.
3.1.2 – A/C – PCV
Seleciona o modo de ventilação mandatória contínua com pressão controlada.
Funciona de maneira semelhante ao modo A/C-VCV com a diferença que a
pressão nas vias aéreas é mantida constante e igual ao delta de pressão
programado mais o valor da PEEP. A ciclagem ocorre a tempo, sendo o tempo
inspiratório determinado pelo operador. Ao ser selecionado este modo
ventilatório, o simulador permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes
parâmetros:
De ventilação: Pressão (delta acima da PEEP e frequência respiratória)
De sincronização: Tempo inspiratório, tempo de subida ou de pressurização,
sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa expiratória
De oxigenação: FIO2 e PEEP.
3.1.3 – SIMV/VCV
Seleciona a modalidade de ventilação mandatória intermitente sincronizada.
Neste modo são computados ciclos mandatórios a uma frequência determinada,
assim como nos outros modos de ventilação, porém toda vez que o paciente
exerce um esforço respiratório que ultrapasse o nível de sensibilidade
programado um novo ciclo respiratório se inicia, mas a janela de tempo
determinada pela frequência de operação do ventilador não é zerada.
Assim como na ventilação mandatória contínua, o SIMV pode possuir ciclos
com volume controlado ou com pressão controlada, desta forma, o modo
SIMV/VCV mescla ciclos controlados e assistidos (ciclados a volume) com
ciclos espontâneos (gerados pelo paciente assistidos por uma pressão de
suporte).
Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja
ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros:
De ventilação: Volume corrente e frequência respiratória.
De sincronização: Fluxo e seu tipo de onda, tempo de subida, fim do ciclo,
pressão de suporte, sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa
expiratória.
De oxigenação: FiO2 e PEEP.
3.1.4 – SIMV/PCV
Seleciona a modalidade de ventilação mandatória intermitente sincronizada,
neste caso com os ciclos controlados e assistidos (ciclados a pressão) e os ciclos
espontâneos (gerados pelo paciente assistidos por uma pressão de suporte).
Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja
ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros:
De ventilação: Pressão e frequência respiratória.
De sincronização: Tempo inspiratório, tempo de subida, pressão de suporte, fim
do ciclo, sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa expiratória.
De oxigenação: FiO2 e PEEP.
3.1.5 – CPAP/PSV
Na ventilação espontânea com pressão de suporte somente há a existência de
ciclos espontâneos onde o paciente é responsável pó iniciar e concluir o ciclo
respiratório.
Neste modo ventilatório pode-se configurar a pressão de suporte (PSV) que pode
ser definida como uma pressão na fase inspiratória gerada pelo ventilador e
mantida até que se atinja um percentual, pré-determinado, do pico de fluxo
inspiratório (ciclagem a fluxo), o tempo de subida, que indica o tempo
necessário para a pressão na via aérea atingir o valor da pressão de suporte
configurada e o fim do ciclo, que determina quando o ciclo respiratório será
encerrado com base no valor percentual do pico de fluxo atingido na inspiração.
Também, pode-se configurar a pressão de suporte zero, ou seja, todo o trabalho
respiratório fica a cargo do paciente e o ventilador fica responsável somente por
manter uma pressão positiva durante todo o ciclo respiratório (CPAP).
Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja
ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros:
De sincronização: Pressão de suporte, tempo de subida e fim do ciclo.
De oxigenação: FiO2 e PEEP.
3.1.6 – Respiração Espontânea
Ao ser selecionado este ícone, será simulado um paciente em respiração
espontânea sem nenhum suporte de pressão positiva. Apenas os parâmetros
sensibilidade (de sincronização) e FiO2 (de oxigenação) são ajustados. Para que
haja ventilação nesta modalidade, é necessário que seja ajustada uma pmus
maior do que zero na configuração do esforço muscular do paciente.
•
Para que seja alterado qualquer dado é necessário clicar no ícone
“confirmar” que aparecerá em vermelho no canto superior esquerdo da tela
•
Todos os dados do ventilador mecânico podem ser minimizados no canto
superior direito do quadro permitindo que na tela permaneçam apenas os
dados desejados pelo usuário. Para que os dados retornem a tela é necessário
clicar no ícone dos modos ventilatórios que se localiza no canto superior
direito da mesma.
3.2 – Alarmes
Permite a configuração dos alarmes do ventilador mecânico, sendo ajustáveis os
seguintes alarmes: volume corrente (mínimo e máximo), pressão na via aérea
(mínima e máxima) e frequência respiratória (mínima e máxima). Desta forma,
que o volume corrente, a pressão na via aérea e a frequência respiratória cair
abaixo do nível programado no alarme mínimo ou subir acima do programado
no alarme máximo o xlung emitirá um sinal sonoro e o parâmetro que
desencadeou o alarme começa a piscar no quadro de monitorização.
4.0 – GASOMETRIA
A gasometria arterial é um exame complementar fundamental para que seja
avaliado as trocas gasosas. Desta forma, o xlung permite a monitorização em
tempo real de alguns dados gasométricos para melhor avaliação da distribuição
dos gases de acordo com a ventilação fornecida, são eles: PH, PaCO2, PaO2,
SaO2 e o índice de oxigenação (relação PaO2/FiO2).
De acordo com a configuração do paciente e do ventilador mecânico e seus
respectivos parâmetros, os dados gasométricos se alteram e mudam de cor. O
vermelho indica distúrbio gasométrico grave, o laranja indica distúrbio
gasométrico moderado e o verde indica uma gasometria dentro dos parâmetros
de normalidade.
5.0 - MONITOR
A monitorização contínua durante a assistência ventilatória se torna
imprescindível para que haja um processo de ventilação de qualidade segura.
Embora existam as mais diversas variáveis, cada uma com um objetivo
específico, somente uma gama delas se torna indispensável para uma boa
avaliação da interação paciente-ventilador.
Desta forma, o xlung permite a monitorização em tempo real de dados
ventilatórios do paciente como: frequência respiratória (f), pressão de pico (P.
pico), tempo inspiratório (T. insp), tempo expiratório (T. exp), relação I:E,
volume corrente exalado (VCe) e volume minuto (VE). Os dados são gerados de
acordo com a configuração do perfil do paciente e do ajuste do modo e
parâmetros ventilatórios.
6.0 – ANIMAÇÃO
É uma ilustração animada de pulmões que se insuflam durante a inspiração e
desinsuflam durante a expiração de acordo com o ocorrido durante a simulação
em tempo real.
• Abaixo dos quadros de gasometria, monitor e animação há o ícone
“exibir” que ao ser clicado permite com que os quadros sejam
visualizados na tela ou desapareçam.
7.0 – MONITORIZAÇÃO DAS CURVAS
Permite a visualização em tempo real das curvas de volume corrente, fluxo e
pressão na via aérea durante a ventilação de acordo com a configuração do perfil
do paciente e dos ajustes do modo e parâmetros ventilatórios.
Há ainda a opção de visualização da curva da Pmus (caso o paciente configurado
apresente esforço muscular) e da Pressão Alveolar, ao serem selecionados os
ícones Pmus e P. Alveolar.
As curvas da ventilação podem ser congeladas a qualquer momento da
simulação ao ser selecionado o ícone de pausa. Na barra de rolagem ao lado é
permitido voltar a simulação e visualizar de forma estática qualquer momento da
mesma.
7.1 – Escala
Permite que sejam alteradas as escalas de visualização das curvas. Ao clicar no
ícone escala, aparecerá um quadro na tela com os limites mínimos e máximos
das escalas das curvas de volume, fluxo, pressão e da largura da janela. Após
ajustado, é necessário clicar em “ok” para que seja alterado e em seguida
minimizar ou fechar o quadro no seu canto superior direito.
8.0 – CONFIGURAÇÃO
8.1 – Idioma
No canto superior direito da tela é possível selecionar o idioma entre a versão
em português ou inglês do xlung.
8.2 – Capturar Foto
Na opção “ferramentas” ou no canto superior direito da tela, o ícone capturara
foto permite que durante a simulação seja possível que uma imagem da
simulação seja capturada e salva em qualquer pasta do seu computador.
8.3 – Salvar Simulação
Na opção ferramentas ou no canto superior direito da tela, esta opção permite
que toda sua simulação seja salva como vídeo em alguma pasta do seu
computador.
8.4 – Carregar Simulação
Esta funcionalidade permite que o usuário possa salvar os dados da sua
simulação em um arquivo texto numa pasta local do seu computador e recuperálos em outro momento para continuar sua simulação do ponto em que parou.
8.5 – Ajuda
No ícone ajuda o usuário tem como guia o manual para o operador e um guia de
ventilação mecânica.