Monitorização da Função Pulmonar com Tomografia por Impedância Elétrica na Unidade de Terapia Intensiva

Monitoramento de ventilaçãoA imagem dinâmica (Figura 4) exibe variações em tempo real da distribuição do ar durante a ventilação usando cores que variam de azul escuro (menos ventilado) a branco (mais ventilado) para representar mudanças regionais. As áreas cinzentas indicam que não há variação na ventilação. As imagens dinâmicas permitem a rápida identificação de diferenças nas constantes de tempo intrapulmonar e a presença de padrões paradoxais. É importante observar que áreas com variação de ar limitada durante um ciclo respiratório podem resultar de distensão excessiva ou áreas colapsadas. O “mapa de ventilação” (Figura 4) ilustra como o volume de ar se distribui em uma seção transversal definida durante os ciclos respiratórios. O azul brilhante indica as regiões pulmonares que recebem a maior parte do volume corrente, que é proporcional à mudança do sinal de impedância entre a inspiração e a expiração. Por outro lado, o azul escuro representa áreas com baixa variação de volume. O mapa de ventilação permite avaliar a distribuição da ventilação regional dentro dos pulmões. Os pulmões são divididos em regiões anterior/posterior e direita/esquerda, permitindo avaliação detalhada e exibição de pletismógrafos em regiões específicas na tela4. A curva de variação da impedância do tórax do pletismograma (Figura 4) representa a amplitude da onda correspondente ao volume corrente, com a linha de base equivalente à aeração pulmonar ou Capacidade Residual Funcional (CRF) ou Volume Pulmonar Expiratório Final (EELV). As informações de aeração podem estimar mudanças relativas no volume total de ar intratorácico. Os parâmetros das vias aéreas no lado direito da tela (Figura 4) são capturados pelo sensor de fluxo e exibidos como gráficos e números de forma de onda. Parâmetros como pressão motriz, PEEP automática, pressão do platô alveolar, complacência e resistência (na coluna numérica à direita) são calculados durante os ciclos controlados. Os parâmetros PEEP, pressão de pico, volume corrente e frequência respiratória serão exibidos em todos os ciclos. O uso do sensor de fluxo proximal permite a integração de dados de ventilação e impedância na mesma tela, independentemente da marca ou modelo do ventilador mecânico. Ferramenta de titulação PEEP (Figura 5)O paciente deve ser sincronizado com o ventilador, evitando esforço respiratório espontâneo e movimentos que possam afetar a titulação da PEEP. Isso pode ser alcançado com sedação adequada e, se necessário, com agentes paralíticos. O sensor de fluxo e a tubulação do ventilador devem estar livres de quaisquer obstruções, como líquidos e secreções, para manter um monitoramento preciso. O EIT detecta alterações na ventilação regional e, quando integrado a um medidor de vazão, é capaz de estimar a mecânica respiratória regional, incluindo pressão das vias aéreas, volume corrente e fluxo. Apresenta os resultados como porcentagens de áreas colapsadas e hiperdistendidas em diferentes níveis de PEEP, calculando as mudanças de conformidade regional. Alguns autores propuseram titular a PEEP até o ponto de cruzamento entre o percentual de hiperdistensão (curva branca na Figura 5 e área branca na Figura 6) e o percentual de colapso (curva azul na Figura 5 e área azul na Figura 6). Nesse nível de PEEP, há uma ocorrência mínima de áreas hiperdistendidas e colapsadas (curva laranja na Figura 5) e função pulmonar. Estudos em andamento estão investigando se a PEEP definida no ponto de cruzamento entre hiperdistensão e colapso é clinicamente vantajosa. Figura 5: A ferramenta de titulação PEEP na tela EIT. A curva laranja representa complacência, a curva branca representa hiperdistensão e a curva azul representa colapso. Abreviaturas: EIT = tomografia por impedância elétrica; PEEP = pressão expiratória final positiva. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 6: Exibição das porcentagens de hiperdistensão (branco) e colapso (azul) e conformidade para diferentes valores de PEEP na tela do EIT. Abreviaturas: EIT = tomografia por impedância elétrica; PEEP = pressão expiratória final positiva. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Avaliação da perfusão pulmonar com TIE: um guia para profissionais de saúdeA Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) foi recentemente reconhecida como uma valiosa ferramenta de monitoramento da ventilação pulmonar, medindo mudanças na condutividade elétrica. Embora a EIT se concentre principalmente na avaliação da distribuição de ar nos pulmões, ela também pode fornecer informações valiosas sobre a perfusão pulmonar por meio de técnicas inovadoras. As alterações na impendância do movimento do sangue no tórax são de amplitude muito menor do que aquelas relacionadas à ventilação. Assim, a TIE não tem sido tradicionalmente usada para medir a perfusão. No entanto, certos métodos que envolvem a injeção intravenosa de uma solução salina hipertônica em combinação com uma manobra de apneia podem isolar e amplificar as alterações de impedância relacionadas ao fluxo sanguíneo. À medida que essa solução viaja pelos vasos sanguíneos, ela altera as propriedades elétricas do sangue, que a TIE pode detectar. A TIE pode inferir indiretamente os padrões de perfusão, observando as alterações de impedância causadas por essa solução à medida que circula pela vasculatura pulmonar. Essa abordagem nos permite obter uma compreensão mais profunda da ventilação e da perfusão dentro dos pulmões simultaneamente10. Esta ferramenta é para fins de pesquisa apenas nos EUA e/ou de acordo com os regulamentos dos hospitais locais e/ou a aprovação de outras nações por órgãos reguladores legais. Visualizando a perfusão pulmonarA injeção intravenosa de uma solução com alta condutividade elétrica, como solução salina hipertônica ou bicarbonato de sódio, auxilia na visualização do fluxo sanguíneo dentro da vasculatura pulmonar 11,12,13. Áreas com maior perfusão exibem padrões de impedância diferentes em comparação com regiões menos perfundidas. Essa aplicação inovadora da TIE permite uma avaliação relativa da perfusão juntamente com a imagem da ventilação, fornecendo uma visão abrangente da função pulmonar, o que ajuda a diferenciar a hipoxemia causada por defeitos de perfusão, geralmente tratada com terapias que modulam a perfusão pulmonar, da hipoxemia causada por distúrbios ventilatórios, muitas vezes abordados com estratégias de ventilação ou mudanças de posição. Essa aplicação também permite o monitoramento das alterações na perfusão pulmonar regional em resposta ao tratamento estabelecido (como óxido nítrico inalatório, anticoagulantes e trombolíticos). Ferramenta de perfusãoA ferramenta de perfusão dentro da TIE foi projetada especificamente para visualizar o fluxo sanguíneo pulmonar durante a ventilação mecânica controlada. Envolve a injeção de uma solução salina hipertônica em uma veia durante um breve período de apneia. A imagem resultante mostra a distribuição da perfusão pulmonar, com cores variando de amarelo (indicando maior perfusão) a vermelho escuro (indicando menor perfusão) na seção transversal do tórax (ver Figura 7). Figura 7: Variações na porcentagem de distribuição da perfusão para diferentes regiões do tórax. São mostradas variações na perfusão para anterior, posterior, direita e esquerda, com cores variando de amarelo (maior perfusão) a vermelho escuro (menor perfusão) na seção transversal do tórax. Também é possível executar o vídeo processado online mostrando o contraste fluindo através do coração na cor azul depois para os pulmões nas cores vermelhas. Abreviaturas: A = anterior; P = posterior; R = direita; L = esquerda. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Análise online e offlineO EIT mede continuamente os pletismogramas e a distribuição do ar pelos pulmões. A variação da impedância reflete as mudanças do volume corrente, permitindo a avaliação regional dos pulmões. O pletismograma representa graficamente as alterações do volume pulmonar durante a inspiração e a expiração (Figura 8). A variação do ar pode ser medida em diferentes partes dos pulmões. Esta é uma das medidas mais vantajosas da TIE, pois avalia a ventilação regional. O dispositivo EIT cria uma matriz de 32 x 32 para mapear toda a área pulmonar. Esta matriz é transportada para uma grade que cobre todos os pulmões. Cada pequeno quadrado dentro da grade, conhecido como pixel, recebe um valor de resistividade ou impedância. Alterações nos valores de impedância correspondem a alterações no volume pulmonar na parte específica do pulmão. Usando um software dedicado, o EIT pega essas alterações nos valores de impedância e gera uma imagem. Esta imagem nos ajuda a entender a magnitude da variação de volume, representada em uma escala de cores. Azul brilhante significa alto volume e azul escuro indica baixo volume. Nenhuma variação na impedância ou nenhuma mudança no volume corrente é representada na cor cinza (Figura 8). Essencialmente, funciona como um mapa, identificando precisamente onde essas mudanças ocorreram dentro do pulmão. Figura 8: A imagem dinâmica de ventilação ilustrando cada pixel em uma matriz de 32 x 32, totalizando 1.024 pixels. A amplitude da ventilação é representada pela amplitude da onda e intensidade da cor, com o cinza indicando nenhum volume e a transição do azul brilhante para o azul escuro representando o volume alto para o baixo, respectivamente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Existem inúmeras situações clínicas em que a TIE pode ser benéfica. Por exemplo, na identificação precoce de complicações e condições que podem levar à lesão pulmonar, como atelectasia, hiperdistensão e pneumotórax. A atelectasia é uma das patologias mais comuns em pacientes hospitalizados. Envolve o colapso parcial ou completo do tecido pulmonar, reduzindo os volumes pulmonares e prejudicando as trocas gasosas. A atelectasia pode ser detectada pela TIE, conforme mostrado na Figura 9A. A Figura 9A e a Figura 9B são as imagens do mapa de ventilação do mesmo paciente, com menos de 13 minutos de intervalo. Na Figura 9A, apenas 23% das alterações de impedância ocorrem na região posterior, o que também pode ser observado pela redução das áreas azul brilhante e azul escuro observadas nessa região. Após um aumento da PEEP de 4 para 10 cmH2O, a Figura 9B revela aumento da ventilação no pulmão posterior, que aumentou de 23% para 43%. Em comparação com a Figura 9A, o paciente apresenta um aumento na complacência de 18,8 para 27,6 mL/cmH2O. Notavelmente, esse ganho ocorre na região posterior bilateral, o que é evidente pelo aumento das áreas azul claro e escuro na parte posterior (Figura 9B). Além disso, há uma redução na pressão motriz, indicando que novos aumentos no volume corrente e na PEEP não impõem estresse adicional aos pulmões14,15. Figura 9: Diferenças na ventilação em diferentes valores de PEEP. (A) Na PEEP 4 cmH2O, a imagem mostra uma diferença na ventilação entre as regiões anterior (mais ventilada) e posterior (menos ventilada). (B) Após um aumento da PEEP de 4 para 10 cmH2O, fica evidente melhora da ventilação na região posterior. Abreviatura: PEEP = pressão expiratória final positiva. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. A hiperdistensão refere-se à expansão excessiva ou alongamento do tecido pulmonar além de sua capacidade fisiológica, levando a possíveis danos aos alvéolos e estruturas circundantes. A hiperdistensão pode ocorrer quando a pressão aplicada por um ventilador mecânico para inflar os pulmões é muito alta. A monitorização da impedância pulmonar regional durante os procedimentos ventilatórios evita a hiperdistensão e a lesão pulmonar16. Na Figura 10A, o paciente está em PEEP de 22 cmH2O, enquanto na Figura 10B, a PEEP é reduzida para 12 cmH2O. Na Figura 10B, a Imagem Dinâmica de Ventilação do EIT exibe um aumento nas áreas azul claro e escuro no pulmão anterior, indicando aumento da ventilação. Simultaneamente, há redução das áreas azuis claras e escuras no pulmão posterior (de 67% para 43%), sugerindo alívio da hiperdistensão associada à PEEP mais elevada de 22 cmH2O na Figura 10A. Este exemplo mostra a capacidade da TIE de identificar a hiperdistensão e promover a ventilação protetora pulmonar através do pulmão9. Figura 10: Alterações na PEEP. (A) PEEP de 22 cmH2O; (B) PEEP de 12 cmH2O. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. O pneumotórax é uma condição caracterizada pela presença de ar na cavidade pleural, o espaço entre o pulmão e a parede torácica. Esse acúmulo de ar pode levar ao colapso pulmonar, desvio do mediastino e colapso hemodinâmico. Com a TIE, as alterações na impedância do tórax puderam ser observadas em tempo real, conforme ilustrado na Imagem Dinâmica de Ventilação 17,18,19. Há um sinal na Imagem Dinâmica de Ventilação mostrando a suspeita de pneumotórax, chamado de sinal “fora de fase”. O sinal de “fora de fase” refere-se a uma indicação visual em que as alterações de impedância no pulmão não se alinham corretamente com o ciclo respiratório. Em um ciclo respiratório normal, as alterações de impedância no pulmão devem ser sincronizadas com as fases de inalação e expiração. Quando ocorre pneumotórax, a imagem dinâmica de ventilação demonstrará um desvio do padrão esperado, pois as alterações de impedância não são sincronizadas com as fases normais de inalação e expiração. Além disso, uma elevação na linha de base do pletismógrafo significando um aumento na impedância pulmonar expiratória final (EELI), apesar da redução da PEEP, pode indicar ainda mais a presença de um pneumotórax (Figura 11). Figura 11: O sinal de “fora de fase” em um mapa de ventilação. Simultaneamente, o pletismógrafo exibe uma elevação da linha de base, apesar de uma redução na PEEP. Ambos os achados apoiam fortemente e confirmam a presença de pneumotórax. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.