Gasto energético de pacientes em ventilação mecânica: estudo comparativo das modalidades controlada e assistida através da calorimetria indireta

A necessidade de estimar com precisão o gasto energético dos pacientes gravemente doentes é cada vez mais importante para que se possa planejar uma nutrição adequada. Está bem estabelecido que tanto a desnutrição quanto o excesso alimentar prejudicam a evolução favorável destes doentes, especialmente quando estão sob ventilação mecânica. O objetivo do presente estudo foi comparar o Gasto Energético Total (GET) dos pacientes ventilados mecanicamente nos modos controlado e assistido, através da calorimetria indireta, medidos pelos monitores de gases TEEM-100 e DATEX-OHMEDA, verificando a necessidade de ajuste no aporte calórico em cada modo, correlacionando-os com a equação de Harris-Benedict (H-B). Foram estudados 100 pacientes em que os gases exalados (CO2 e O2) foram medidos durante 20 minutos em cada modo ventilatório (controlado e assistido) e o gasto energético calculado pela fórmula de “Weir”, determinando o GET, em 24 horas e comparado com o GET estimado pela equação de H-B. A média do escore APACHE II foi 21,1± 8,3. A média dos valores estimados pela equação de H-B foi de 1853,87±488,67 Kcal/24 h, considerando os fatores de atividade e estresse. Os valores médios obtidos pela calorimetria indireta (CI) foram de 1712,76 ±491,95 Kcal/24 h para a modalidade controlada e de 1867,33±542,67 Kcal/24 h para a assistida. A média do GET na modalidade assistida foi de 10,71% maior do que na controlada (p<0,001). A comparação das médias do GET, obtidos por CI com a equação de H-B ajustada para fatores de atividade e estresse demonstraram que a equação superestimou em 141,10 Kcal/24 h (8,2%) (p=0,012), quando na modalidade controlada. Retirando-se os fatores de atividade, observou-se uma tendência não significativa a subestimar em 44,28 Kcal/24 h (2,6%) (p=0,399). Quando na modalidade assistida, a comparação com H-B sem o fator de atividade, a medida por CI subestima em 198,84 Kcal/24 h, (10,71%), (p=0,001), enquanto que com o fator de atividade também subestimam, mas em 13,46 Kcal/24 h (0,75%) sem significância estatística (p=0,829). As diferenças observadas com o uso ou não de vasopressor, presença ou não de infecção e sepse como causa de internação na UTI, o tipo de dieta parenteral ou enteral ou sem dieta, e as faixas etárias não tiveram significância estatística, portanto não tiveram influência no gasto energético entre os modos ventilatórios. Os homens quando ventilando no modo controlado gastaram mais energia em relação às mulheres (1838,08 vs. 1577,01; p=0,007). Concluindo-se, os dados sugerem que devemos considerar o fator de atividade de 10%, somente quando em VM assistida, uma vez que este fator de atividade determina hiperalimentação, quando no modo controlado.

Avaliação de alterações cardiorespiratórias em pacientes criticamente enfermos por dois métodos de desmame da ventilação mecânica

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Caracterização dos neurônios envolvidos na ventilação pulmonar de Megalobulimus abbreviatus (Gastropoda: Pulmonata)

O uso de moluscos gastrópodes para estudos neurobiológicos é vantajoso porque seu sistema nervoso e comportamentos são intermediários em complexidade quando comparados a outros animais. Os padrões de atividade derivados do sistema nervoso central (SNC) são modulados por informações periféricas provenientes de vários quimio e mecanorreceptores, os quais desempenham funções importantes na manutenção da homeostase interna. Assim, juntos, elementos centrais e periféricos permitem ao animal modular seu comportamento respiratório de acordo com suas demandas metabólicas. O objetivo deste trabalho originou-se da necessidade da compreensão da atividade respiratória do caracol pulmonado terrestre Megalobulimus abbreviatus, da identificação dos neurônios do sistema nervoso central envolvidos no seu controle, bem como da organização da inervação de uma estrutura-chave envolvida no comportamento respiratório deste animal, o pneumóstoma. Realizou-se a identificação dos neurônios do SNC que controlam o pneumóstoma através de marcação retrógrada pelo nervo parietal posterior direito com cloreto de cobalto e biocitina; a descrição da morfologia e da histologia da região do pneumóstoma, assim como a análise da presença de monoaminas (método do ácido glioxílico), atividade acetilcolinesterásica (AChE, técnica de Karnovsky & Roots) e de imunorreatividade a FMRF-amida (imunoistoquímica) nesta região. Também foi realizada a investigação sobre uma provável relação entre o sistema dopaminérgico, serotoninérgico e peptidérgico (FMRF-amida) com os neurônios identificados por marcação retrógrada nos gânglios nervosos centrais, através da comparação entre os neurônios retrogradamente marcados com neurônios imunorreativos à tirosina hidroxilase (TH), serotonina (5-HT) e FMRF-amida. Neurônios retrogradamente marcados foram encontrados nos gânglios pedais, pleural direito, parietal direito e visceral. Encontrou-se na superfície do tegumento do pneumóstoma um epitélio constituído de uma única camada de células cilíndricas, com microvilosidades ou cílios como terminação apical, envolvido por uma camada muscular bem desenvolvida. Foi possível verificar que a organização da inervação na região do pneumóstoma está constituída de uma rede neural para suprir a camada muscular e ramos neurais mais finos que estão mais densamente distribuídos em um plexo na camada epitelial e subepitelial adjacente, onde corpos celulares neuronais foram identificados (catecolaminérgicos ou com atividade AChE). A análise do padrão de inervação do pneumóstoma, juntamente com os dados da comparação entre neurônios retrogradamente marcados e imunorreativos no SNC, permitiu concluir-se que o neuropeptídeo FMRF-amida parece ter uma grande importância na regulação motora da região do pneumóstoma, assim como a 5-HT, que provavelmente possui uma função motora ou modulatória nesta região, enquanto que a participação da dopamina no controle respiratório deve ser principalmente sensorial, responsável pelas informações provindas do tegumento do pneumóstoma.

Avaliação da ventilação mecânica não-invasiva, com pressão positiva, no manejo de pacientes em desmame difícil da ventilação mecânica invasiva

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O uso da pressão expiratória positiva durante o desmame da ventilação mecânica : uma comparação com os métodos de pressão suporte e tubo T.

Introdução: O uso da pressão expiratória positiva na via aérea (EPAP) não é sugerido como técnica de desmame. O EPAP pode previnir o colapso das vias aéreas durante a expiração. Objetivo: O objetivo deste trabalho é verificar se a utilização da pressão expiratória positiva na via aérea (EPAP) apresenta benefícios na redução da hiperinsuflação dinâmica com redução do trabalho respiratório e melhora da oxigenação em pacientes submetidos ao processo de desmame da ventilação mecânica. Material e Métodos: Quarenta pacientes submetidos à ventilação mecânica por um período maior que 48 horas em 2 unidades de terapia intensiva foram avaliados prospectivamente em um estudo randomizado controlado cruzado. Todos os pacientes foram submetidos métodos de ventilação de pressão de suporte (PSV), tubo-t e EPAP, durante 30 minutos, com um período de descanso de 30 minutos entre cada método. Os pacientes foram monitorizados pelo VenTrack (Novametrix, EUA). As variáveis estudadas, mensuradas no minuto 1, 15 e 30, foram: PEEP intínseca (PEEPi), trabalho respiratório (WOBtotal), frequência respiratória (f), volume de ar corrente (Vt) e saturação periférica de oxigênio (SaO2). A amostra geral foi analisada e dividida em subgrupos DPOC (n= 14) e não-DPOC (n=26), traqueostomizados (n=15) e não-traqueostomizados (n=25). As comparações foram feitas pela Análise de Variância (ANOVA) e teste-t. O nível de significância foi de 95%. Resultados: PEEPi DPOC e não-DPOC minuto 1 (0,014 + 0,03 versus 0,17 + 0,38 cmH2O) e minuto 15 (0,042 + 0,13 versus 0,41 + 0,78 cmH2O) (p<0,05). No subgrupo não-traqueo, nos métodos de PSV15 (0,26 + 0,5 cm H2O) e EPAP15 (0,02 + 0,07 cm H2O), assim como PSV 30 (0,21 + 0,4 cm H2O) e EPAP 30 (0,02 + 0,1 cm H2O) (p<0,05). Para traqueo vs não-traqueo, no método EPAP minuto 1 (PEEPi traqueo 0,58 + 0,94 cm H2O; PEEPi não-traqueo 0,08 + 0,28 cmH2O) e minuto 15 (PEEPi traqueo 0,91 + 2,06 cm H2O; PEEPi não-traqueo 0,02 + 0,07 cmH2O) (p<0,05). Em relação ao WOBtotal houve um aumento significativo no método EPAP em relação ao tubo-t na análise geral da amostra (p<0,05). A f mostrou-se maior no método EPAP para o subgrupo não-DPOC e não-traqueo (minutos 1, 15 e 30). A SaO2 foi maior no subgrupo PSV quando comparada com tubo-t na análise geral da amostra, (p<0,05) Conclusões: A EPAP não demonstrou redução na PEEPi na análise geral da amostra, subgrupo DPOC, não-DPOC e traqueostomizados. Houve redução na PEEPi no grupo não-traqueostomizados. Houve aumento do WOBtotal com o uso da EPAP. Neste estudo a EPAP não demonstrou vantagens em relação aos outros métodos.

Associação de processo inflamatório secundário à ventilação mecânica em pacientes com pulmões normais

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Valor prognóstico das cinéticas da procalcitonina e da proteína C reativa na pneumonia associada à ventilação mecânica

Introdução A pneumonia hospitalar é a principal causa de morte dentre as infecções hospitalares. A prevalência de pneumonia hospitalar em Unidades de Tratamento Intensivo (UTI) varia de 10 a 65%, com taxas de mortalidade que podem variar de 24 a 76%. A pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV) é um determinante de mortalidade independente em pacientes submetidos à ventilação mecânica. A adequação do tratamento empírico precoce parece ser fundamental no prognóstico. Os critérios atualmente estabelecidos para avaliar adequação do tratamento empírico utilizam parâmetros clínicos, escores de gravidade e, principalmente, a sensibilidade do germe causador da infecção aos antibióticos administrados. Estes resultados balizam a necessidade de possíveis modificações no esquema antimicrobiano. A possibilidade de utilizar a Procalcitonina (PCT), a Proteína-C Reativa (CRP) e o escore SOFA (Avaliação de Falência de Órgãos Relacionada a Sepse), como indicadores de resposta do paciente, comparando seu status no dia do início do tratamento antimicrobiano (D0) com a evolução destes indicadores no quarto dia de tratamento (D4) abre a possibilidade de comparar o paciente com ele próprio, independente da exuberância da expressão da resposta inflamatória que ele possa desenvolver. Os resultados desta cinética entre D0 e D4 podem ser preditivos de gravidade de infecção, de eficiência antimicrobiana, e possivelmente de sobrevivência ou mortalidade hospitalar nos pacientes com suspeita de PAV. Objetivos Determinar e comparar o valor prognóstico de sobrevivência da cinética da PCT, da CRP, dos escores clínicos CPIS (Escore Clínico de Infecção Pulmonar) e SOFA, e do APACHE II (Avaliação da Fisiologia Aguda e da Saúde Crônica) na PAV entre o diagnóstico e o quarto dia de tratamento, quando a adequação do tratamento é avaliada. Pacientes e Métodos Realizamos um estudo de coorte prospectivo observacional que avaliou 75 pacientes internados no Centro de Tratamento Intensivo clínico-cirúrgico de adultos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre que desenvolveram PAV no período de outubro de 2003 a agosto de 2005. Os pacientes com suspeita clínica de PAV que se adequaram aos critérios de inclusão e exclusão do estudo foram os candidatos a participar. Os familiares ou representantes dos pacientes receberam esclarecimentos por escrito acerca dos exames a serem realizados, bem como dos objetivos gerais da pesquisa. Os que aceitaram participar do estudo assinaram o termo de Consentimento Informado. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. No dia do diagnóstico de PAV foram coletados aspirado traqueal quantitativo, hemoculturas e sangue para a realização de dosagens de PCT, CRP, hemograma, plaquetas, creatinina, bilirrubinas, gasometria arterial e radiografia de tórax, com o objetivo de calcular o CPIS e o escore SOFA. No terceiro dia de tratamento foram novamente coletados aspirados traqueais quantitativos e os demais exames para o cálculo do CPIS. No quarto dia foi coletado sangue para dosagens de PCT, CRP e para os demais exames necessários para o cálculo do SOFA. Os pacientes foram acompanhados por 28 dias após o diagnóstico de PAV, quando foram considerados sobreviventes. Todos os pacientes que morreram antes do vigésimo oitavo dia foram considerados não-sobreviventes. Resultados Os níveis de PCT foram mais baixos nos sobreviventes em D0 (p=0.003) e em D4 (p=0.001). Os níveis de CRP não foram diferentes em sobreviventes e nãosobreviventes em D0 (p=0.77) e em D4 (p=0.14). O CPIS não pode diferenciar sobreviventes de não-sobrevientes em D0 (p=0.32) e em D3 (p=0.45). ΔCPIS decrescente não foi correlacionado a sobrevivência (p=0.59), o mesmo ocorrendo com CPIS <6 em D3 (p=0.79). Pacientes que morreram antes de D4 não puderam ter sua cinética calculada e foram considerados casos perdidos. Variáveis incluídas no modelo de regressão logística univariável para sobrevivência foram idade, APACHE II, ΔSOFA decrescente, ΔPCT decrescente e ΔCRP decrescente. Sobrevivência foi diretamente correlacionada a ΔPCT decrescente com RC = 5.67 (1.78;18.03) p = 0.003, ΔCRP com RC = 3.78 (1.24;11.50) p = 0.02, ΔSOFA decrescente com RC = 3.08 (1.02;9.26) p = 0.05 e escore APACHE II com RC = 0.92 (0.86;0.99) p = 0.02. O modelo de regressão logística multivariável para sobrevivência incluiu todas as variáveis participantes da análise univariável. Somente ΔPCT decrescente com RC = 4.43 (1.08;18.18) p = 0.04 e ΔCRP com RC = 7.40 (1.58;34.73) p = 0.01 permaneceram significativos. A avaliação da cinética dos marcadores inflamatórios e a associação com sobrevida no estudo mostraram que: - Em 95,1% dos sobreviventes houve queda dos níveis de PCT ou de CRP. - Em 61% dos sobreviventes ambos os níveis de PCT e de CRP caíram. Apenas 4,9% dos sobreviventes tiveram níveis de PCT e CRP crescentes. Com relação aos não-sobreviventes, 78.9% tiveram pelo menos um dos dois marcadores ou ambos com níveis crescentes. Conclusão As cinéticas da PCT e da CRP, obtidas pelas dosagens de seus níveis no dia do diagnóstico e no 4º dia de tratamento, podem predizer sobrevivência em pacientes com PAV. A queda dos níveis de pelo menos um destes marcadores ou de ambos indica maior chance de sobrevivência.

Técnicas de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais: do algoritmo à implementação

O presente trabalho analisa soluções de controlo não-linear baseadas em Redes Neuronais e apresenta a sua aplicação a um caso prático, desde o algoritmo de treino até à implementação física em hardware. O estudo inicial do estado da arte da utilização das Redes Neuronais para o controlo leva à proposta de soluções iterativas para a definição da arquitectura das mesmas e para o estudo das técnicas de Regularização e Paragem de Treino Antecipada, através dos Algoritmos Genéticos e à proposta de uma forma de validação dos modelos obtidos. Ao longo da tese são utilizadas quatro malhas para o controlo baseado em modelos, uma das quais uma contribuição original, e é implementado um processo de identificação on-line, tendo por base o algoritmo de treino Levenberg-Marquardt e a técnica de Paragem de Treino Antecipada que permite o controlo de um sistema, sem necessidade de recorrer ao conhecimento prévio das suas características. O trabalho é finalizado com um estudo do hardware comercial disponível para a implementação de Redes Neuronais e com o desenvolvimento de uma solução de hardware utilizando uma FPGA. De referir que o trabalho prático de teste das soluções apresentadas é realizado com dados reais provenientes de um forno eléctrico de escala reduzida.

Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.