Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-06T15:44:26Z No. of bitstreams: 1 2012_LucasRomanoOliveiradeSouza.pdf: 2028193 bytes, checksum: a8fecc35b04e3262726545f93ba4e564 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-03-22T14:48:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LucasRomanoOliveiradeSouza.pdf: 2028193 bytes, checksum: a8fecc35b04e3262726545f93ba4e564 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-22T14:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LucasRomanoOliveiradeSouza.pdf: 2028193 bytes, checksum: a8fecc35b04e3262726545f93ba4e564 (MD5) / Segundo dados da American Heart Association, a morte súbita cardíaca (MSC) é uma das principais causas de morte nos EUA, ocorrendo de 300.000 a 400.000 mortes por MSC, sendo 88% dessas mortes relacionadas a doenças cardíacas (AHA, 2000). A MSC frequentemente é desencadeada por arritmias graves, como a fibrilação ventricular (FV), que desenvolve uma síncope e parada cardiorrespiratória, podendo levar a morte em menos de uma hora após o início dos sintomas. A MSC pode ser evitada pela rápida implementação das manobras de ressuscitação cardiopulmonar e aplicação de choque de desfibrilação elétrica, sendo esta a única maneira de reversão da FV. Os desfibriladores são equipamentos destinados a desfibrilar o coração, aplicando uma descarga de energia (choque elétrico), sendo então muito importante garantir bom funcionamento desses equipamentos. Esse trabalho pretende avaliar o grau de confiabilidade no funcionamento dos equipamentos de desfibrilação utilizados nos estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS) segundo os seguintes aspectos: avaliação dos parâmetros, incertezas de medição e engenharia clínica. Para isso foi avaliado o desempenho de funcionamento de doze equipamentos de desfibrilação, de marcas, modelos e data de fabricação diferentes, utilizados no Hospital Universitário de Brasília, verificando a conformidade dos parâmetros desempenho dos equipamentos referentes aos parâmetros fornecidos pelos fabricantes, gestão da manutenção e os aspectos de segurança estabelecidos pela Norma ABNT NBR IEC 60601-2-4:2005. Os resultados demonstram a importância do processo metrológico na quantificação dos erros e incertezas no processo de medição, tanto do Tipo A (estatística), quanto do Tipo B (não estatística), os quais podem melhorar os processos de avaliação, calibração e gestão dos equipamentos eletromédicos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In according to the American Heart Association, Sudden Cardiac Death (SCD) is a major cause of death in the U.S., between 300,000 up to 400,000 deaths by SCD, that 88% of these deaths is related to heart disease (AHA, 2000). The SCD is often started by severe arrhythmias as ventricular fibrillation (VF) that develops syncope and cardiac arrest and it can lead to death in less than an hour after the initial symptoms. The SCD can be prevented by immediate implementation of cardiopulmonary resuscitation and application of electric defibrillation shock, as the only way to reverse the VF. Defibrillators are devices intended to defibrillate the heart by applying a discharge of energy (electric shock), and then very important to ensure proper operation of the equipment. In this work, we intend to evaluate the degree of reliability in the operation of equipment used in the defibrillation health care facilities, in according to the following aspects: parameters evaluation, uncertainties measures and clinical engineering. For achieve this performance measure are evaluated twelve defibrillation equipment, brands, models and different manufacturing date, used at Brasilia University Hospital and still verifying compliance between equipment performance parameters relating to the parameters provided by the manufacturers, maintenance management and aspects of security established by ABNT NBR IEC 60601-2-4:2005. The results achieved shows the importance of the metrological quantification of errors and uncertainties in the measurement process, both Type A (statistical), and Type B (non-statistical), which can improve the processes of evaluation, calibration and management of electro medical equipment.

Orientador: Renato Giuseppe Giovanni Terzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-07-21T08:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_Sebastiao_D.pdf: 3512181 bytes, checksum: 8417e2b95ebaf3d507423e51a156f9b0 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O aumento do tônus arterial periférico com drogas alfa-adrenérgicas é de vital importância para a elevação da pressão de perfusão coronariana (PPCor) e a restauração da circulação espontânea (RCE) durante as manobras de ressuscitação cardiopulmonar (RCP). Nós estudamos, comparativamente a um grupo placebo, a eficácia da Epinefrina (EPI - droga alfa-adrenérgica padrão), da Norepinefrina (NOR - droga alfa-adrenérgica alternativa) e da Angiotensina II (AlI - droga vasopressora não-adrenérgica) em aumentar a PPCor e as taxas de RCE, num modelo canino de RCP- TF da fibrilação ventricular (FV). Quarenta animais mestiços, de ambos os sexos, pesando 12.0 i: 3.7 Kg, préanestesiados com Inoval (2 rnl) e anestesiados com tiopental (20 mgIKg), foram intubados orotraquealmente e. ventilados com ar (VC: 20 ml/Kg; FR: 15 ciclos/min). A pressão aórtica (P Ao), a pressão de átrio direito (P AD) e o eletrocardiograma (ECG) foram registrados continuamente. A parada cardíaca em FV foi induzida eletricamente (4 V, 60 Hz, 500 mA), através de um cabo de marcapasso bipolar posicionado transvenosamente em VD. As manobras manuais de RCP a tórax fechado (1 ventilação/ 5 compressões torácic.as) foram iniciadas 10 minutos após o início da FV. Os animais, divididos em 4 grupos iguais, receberam então, IV ~m bolo, após 2 minutos de RCP básica: Salina, 10 rnl (grupo A); Angiotensina lI, 0.1 mgIKg (grupo B); Epinefrina, 0.2 mgIKg (grupo C) e Norepinefrina, 0.2 mgIKg (grupo D). As tentativas de desfibrilação foram iniciadas 2 minutos após a administração das drogas, com choques espaçados de 15 segundos entre um e outro, até a obtenção de um ritmo eletrocardiograficamente viável ou até atingir o máximo de 6 choques liberados. Os valores da PPCor mensurados no período-controle nos grupos A, B, C e D foram, respectivamente: 113.5 i: 21.3; 109.8 i: 14.0; 117.5 i: 18.9 e 108.8 i: 19.7 mmHg (p = NS). Ao fmal dos 10 min de FV a PPCor era virtualmente nula em todos os 4 grupos de animais. Ao fmal do 2Q min de RCP básica, os valores mensurados de PPCor nos mesmos grupos foram, respectivamente: 7.6 :t 9.8; 6.4 :t 2.9; 8.0 :t 6.2 e 10.2 :t 4,7 mmHg (p = NS). Ao mal do 4Q min de RCP (2 min após a administração das drogas), os valores mensurados da PPCor nos grupos A, B, C e D foram, respectivamente: 11.2:t 14.2; 36.2 :t 9.9; 14.0 :t 7.6 e 27.0 :t 13.2 mmHg (p = 0.0003, grupos B e D em relação aos grupos A e C). A RCE foi obtida em 1/10 animais no grupo A (10%); 8/10 no grupo B (80%); 1/10 no grupo C (10%) e 7/10 animais no grupo D (70%). Diferenças estatisticamente significativas foram encontradas comparando-se os grupos B e D com A e C (p = 0.0004 e p = 0.002, respectivamente). A Angiotensina II (0.1 mg!Kg) e a Norepinefrina (0.2 mg!Kg) mostraram-se significativamente eficazes em aumentar a PPCor e as taxas de RCE, enquanto a Epinefrina (0.2 mg!Kg) não se mostrou superior ao placebo, neste modelo canino de RCP na fibrilação ventricular prolongada. Estes achados indicam a necessidade de maiores investigações quanto ao papel ,de drogas vasopressoras alternativas à EPI para uso na RCP, especialmente as não adrenérgicas como a Angiotensina lI / Abstract: The augmentation of peripheral vascular tone, by using alpha-adrenergic drugs, is vital for elevation of coronary perfusion pressure (CorPP) and for restoration of spontaneous circulation (ROSC) during cardiopulmonary resuscitation (CPR). We studied, comparatively to a placebo group, the efficacy of Epinephrine (the standard alpha-adrenergic drug), Norepinephrine (an altemative alpha-adrenergic drug) and Angiotensin-1I (a non-adrenergic vasopressor drug) for increasing CorPP and ROSC rates, in a canine model of closed-chest CPR (CC-CPR) from ventricular fibrillation (VF). Forty mongrel dogs, both sexes, weighing 12.0 :t 3.7 Kg, preanaesthetized with inoval (2 00) and anaesthetized with thiopental (20 mg/Kg), were orotracheally "intubated and ventilated wi~h air (TV: 20 m1/Kg; RR: 15/min). Thoracic aortic pressure (AoP), right atrial pressure (RAP) and the electrocardiogram (EKG) were continuously recorded. VF was induced by passing a low voltage electrical current (4 V, 60 Hz, 500 mA) through a pacing wire transvenously positioned into the right ventricle cavity. Manual closed-chest CPR (1 ventilationl 5 chest compressions) was initiated 10 min after the beginning of the VF. The animaIs were then divided into four equal groups and they received by a central IV line, in bolus, at the end !of the second minute of basic CC-CPR: Saline, 10 00 (group A); Angiotensin lI, 0.1 mg/Kg (group B); Epinephrine, 0.2 mg/Kg (group C) and Norepinephrine, 0.2 mg/Kg (group D). Defibrillation attempts were initiated 2 minutes after drugs' injections by delivering sequential DC shocks at 15 seconds intervals, until a viable electrocardiographic rythm had been obtained or a maximum of 6 DC shocks had been delivered. CorPP values measured at the control period in groups A, B, C and D were, respectively: 113.5 :t 21.3; 109.8 :t 14.0; 117.5 :t 19.9 and 108.8 :t 19.7 mmHg (p = NS). At the end of the 10th minute of VF, CorPP was virtually zero in all four animal groups. At the end of the 2nd minute of basic CC-CPR, the measured vaIues of CorPP in the same groups were, respectively: 7.6 :!: 9.8; 6.4 :!: 2.9; 8.0 :!: 6.2 and 10.2 :!: 4.7 mmHg (p = NS). At the end ofthe 4th minute of CC-CPR (2 min afier drugs' administration), the measured vaIues of CorPP in groups A, B, C and D were, respectively: 11.2 :!: 14.2; 36.2 :!: 9.9; 14.0:!: 7.6 and 27.0 :!: 13.2 mmHg (p =0.0003, group B and D in relation to groups A and C). ROSC was obtained in 1/10 (10%) animaIs in group A; 8/10 (80%) in group B; 1/10 (10%) in group C and 7/10 (70%) animaIs in group D. StatisticaIly significant differences were observed by comparing groups B and D to A and'C (p = 0.0004 and 0.002, respectively). Angiotensin II (0.1 mg/Kg) and Norepinephrine (0.2 mg/Kg) were highly effective for increasing CorPP and for ROSC, whereas EPI (0.2 mg/Kg) was not superior to placebo, in this canine model of CPR from VF. These data indicate the need of further investigations about the role of altemative vasopressor drugs to EPI for using during CPR, especiaIly non-adrenergic ones, like Angiotensin II / Doutorado / Cirurgia Geral / Doutor em Medicina

Eventuais alterações no substrato anatômico miocárdico, no sistema nervoso autônomo (SNA) cardíaco intrínseco, envolvendo os plexos ganglionares (PG) comumente presentes em organizações de gordura epicárdicas denominadas fatpads (FP) ou a expressão dos receptores muscarínicos, poderiam ser responsáveis pela gênese e manutenção da fibrilação atrial (FA). Com o objetivo de analisar a relação entre fibrilação atrial permanente (FAP) e possíveis alterações anatômicas e micromorfológicas do coração, do SNA cardíaco intrínseco e da expressão dos receptores muscarínicos miocárdicos, foram estudados 13 corações de autópsias de portadores de FAP e cardiopatia crônica definida (grupo I) e 13 casos pareados pela mesma doença cardíaca, porém sem esta arritmia (grupo II). Foram analisados a anatomia da drenagem venosa do átrio esquerdo (AE), peso do coração, espessura do septo ventricular e diâmetro dos FP epicárdicos. Foram ressecadas duas amostras no átrio direito (AD1 e AD2), três no átrio esquerdo - no trajeto médio da VoAe (AE1), na junção da veia pulmonar superior esquerda (AE2) e na aurícula (AE3), três em FPs, atrial esquerdo superior (FP1), atrial direito posterior (FP 2) e no atrial esquerdo póstero-medial (FP 3) e uma amostra do septo ventricular (SIV), como controle. As alterações estruturais das fibras miocárdicas, as espessuras do epicárdio, endocárdio e miocárdio e o percentual de colágeno intersticial no miocárdio foram analisados através de histomorfometria computadorizada sob coloração de tricrômio de Masson. O SNA cardíaco intrínseco foi analisado através imuno-histoquímica para S-100 e tirosina-hidroxilase quanto a: quantidade e área das fibras nervosas, quantidade e área média de fibras simpáticas, quantidade e área média de fibras parassimpáticas e proporção de fibras simpáticas/parassimpáticas. A expressão miocárdica dos receptores muscarínicos 1 a 5 (M1 a M5) foi avaliada pela proporção positiva no miocárdio nos cortes AD1, AE1, AE2 e FP1. Não houve diferenças entre os grupos quanto às variáveis anatômicas e ao percentual de colágeno intersticial. A análise do SNA revelou fibras nervosas com menor área no grupo I, redução do número de fibras nervosas totais e parassimpáticas nos cortes AD1 e SIV, aumento de fibras totais e parassimpáticas AE2 e FP2 e aumento do número de fibras simpáticas nos cortes AD2, AE1, AE2 e AE3. Quanto à expressão dos receptores muscarínicos, houve aumento significante na porcentagem positiva para M1 em todas as regiões, exceto na AE1 (média de todos os cortes, grupo I 5,84 e grupo II 2,92, p=0,002); o M2 e M3 apenas junto ao FP1 (M2 grupo I 5,67 e grupo II 3,63, p=0,037; M3 grupo I 30,95 e grupo II 20,13, p=0,026) e o M4 foi aumentado no grupo I na região AE1 (grupo I 9,90 e grupo II 4,45, p=0,023); não houve alteração estatisticamente significante no M5. A anatomia e a disposição das fibras musculares atriais, bem como a fibrose intersticial não parecem estar relacionadas à FAP nos grupos estudados. Alterações no número de fibras nervosas bem como e alterações na expressão dos receptores muscarínicos atriais, especialmente o M1, particularmente em regiões próximas aos PG, parecem estar relacionadas à FAP, indicando a importância da modulação autonômica nesta arritmia / Possible changes in myocardial substrate, in the intrinsic cardiac autonomic nervous system (ANS), involving the ganglionated plexus (GP) present in fat-pads (FP) or the expression of muscarinic receptors could be responsible for the genesis and maintenance of atrial fibrillation (AF). Aiming to analyze the relationship between permanent atrial fibrillation (pAF) and possible anatomical and micromorphological heart changes, intrinsic cardiac ANS and expression of myocardial muscarinic receptors, 13 hearts from autopsies of patients with PAF and chronic heart disease (group I) were studied; and 13 cases matched by the same heart disease, but without this arrhythmia (group II). It was analyzed the anatomy of the venous drainage of the left atrium (LA), heart weight, ventricular septal thickness and diameter of epicardial FP. Two samples were taken in the right atrium (RA1 and RA2), three in the left atrium - in the middle portion of the left atrium oblique vein (LaOv LA1), at the junction of left superior pulmonary vein (LA2) and in the auricle (LA3), three FPs, left atrial superior (FP 1), right atrial posterior (FP 2) and the left atrial posteromedial (FP 3) and one sample of the ventricular septum (VS), as control. The structural changes of the myocardial fibers, thickness of the epicardium, endocardium and myocardium, and the percentage of interstitial collagen in the myocardium were analyzed by computerized histomorphometry on Masson trichrome staining. The intrinsic cardiac ANS was analyzed through immunohistochemistry for S-100 and tyrosine hydroxylase regarding the: amount and area of nerve fibers, amount and average area of sympathetic fibers, number and average area of parasympathetic fibers and sympathetic/parasympathetic fiber proportion. The myocardial expression of muscarinic receptors 1-5 (M1 to M5) was evaluated by positive ratio in the myocardium in sections RA1, LA1, LA2 and FP1. There were no differences between groups regarding the anatomical variant and the percentage of interstitial collagen. Analysis of the ANS revealed nerve fibers with the smallest area in group I, reduction in the number of total and parasympathetic nerve fibers of sections RA1 and VS, increase of total and parasympathetic fibers LA2 and FP2 and increased numbers of sympathetic fibers in sections RA2, LA1, LA2 and LA3. Regarding the expression of muscarinic receptors, there was a significantly increase in the positive percentage for M1 in all regions except for LA1 (average of all the sections, group I 5.84 and group II 2.92, p = 0.002), M2 and M3 just adjacent to the FP1 (M2 Group I 5.67 and Group II 3.63, p = 0.037; M3 Group I 30.95 and Group II 20.13, p = 0.026) and the M4 was increased in group I in the region LA1 (group I 9.90 and group II 4.45, p = 0.023) and there was no statistically significant change in the M5. The anatomy and arrangement of atrial muscle fibers, as well as the interstitial fibrosis did not appear to be related to PAF in both studied groups. Changes in the number of nerve fibers as well as changes in expression of atrial muscarinic receptors, specially the M1, particularly in regions close to the GP appear to be related to pAF, indicating the importance of autonomic modulation in this arrhythmia

Orientador: Sebastião Araujo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T01:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ovalle_CarlosCezarIvoSant'Ana_D.pdf: 918971 bytes, checksum: 7890aba34116748396efbad3ac6c01f5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Fundamento: O papel de vasopressores não-adrenérgicos na ressuscitação cardiopulmonar (RCP) permanece controverso. Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia da terlipressina (TP) vs. adrenalina (ADR) em aumentar a pressão de perfusão coronariana (PPCor) e o retorno da circulação espontânea (RCE) na RCP em suínos. Métodos: Sob anestesia ketamina/tiopental, fibrilação ventricular foi induzida em 44 porcos fêmeas imaturos, permanecendo não-assistida por 10min, seguido de 2min de RCP-manual (100 compressões/10 ventilações/min com ar). Os animais foram então alocados em quatro grupos, recebendo: 1) ADR (45?g/kg); 2) salina-placebo (10mL); 3) TP (20?g/kg); 4) TP (20?g/kg) + ADR (45?g/kg). Desfibrilação foi realizada 2min apos, observando-se os animais sobreviventes por um período de 30min. ECG, PA sistêmica, PAD e PEtCO2 foram monitorados continuamente. Resultados: A TP não diferiu do placebo quanto aos efeitos na PPC, com baixas taxas de RCE em ambos os grupos (1/11 vs. 2/11; p=NS). A ADR aumentou a PPC de 13 ± 12 para 54 ± 15mmHg (p<0,0001), efeito similar a TP+ADR (de 21 ± 10 para 45 ± 13mmHg; p<0,0001), com altas taxas de RCE/sobreviventes em ambos os grupos (10/11 vs. 9/11, respectivamente). Entre os sobreviventes, maior PAM foi observada no grupo TP+ADR vs. ADR (105 ± 19mmHg vs. 76 ± 21mmHg; p=0,0157). Conclusões: ADR e TP+ADR foram efetivas para aumentar a PPC/RCE neste modelo experimental, mas a TP isolada não foi diferente do placebo. Contudo, nos animais sobreviventes do grupo TP+ADR observou-se uma maior estabilidade hemodinâmica após a RCE, sugerindo que a TP possa ser uma medicação útil no manuseio da hipotensão pós-RCP / Abstract: Background: The role of non-adrenergic vasopressors during cardiopulmonary resuscitation (CPR) remains controversial. Objective: The aim of the study was to compare the efficacy of terlipressin (TP) vs. adrenaline (ADR) to increase coronary perfusion pressure (CPP) and the return of spontaneous circulation (ROSC) during CPR in pigs. Methods: Under ketamine/thiopental anesthesia, ventricular fibrillation was induced in 44 immature female pigs remaining non-assisted for 10min, followed by 2min of manual closed-chest CPR (100 thoracic compressions and 10 ventilation/min with air). The animals were then randomized into four groups, receiving: 1) ADR (45?g/kg); 2) saline-placebo (10mL); 3) TP (20?g/kg); 4) TP (20?g/kg) + ADR (45?g/kg). Defibrillation was attempted 2min later. Surviving animals were observed during 30min. EKG, systemic AP, RA pressure and PEtCO2 were continuously recorded. Results: TP was not different from placebo regarding their effects on CPP, with low ROSC rates in both groups (1/11 vs. 2/11, respectively; p=NS). ADR increased CPP from 13 ± 12 to 54 ± 15mmHg (p<0.0001), similar to TP+ADR (from 21 ± 10 to 45 ± 13mmHg; p<0.0001), with high rates of ROSC/survival in both groups (10/11 vs. 9/11, respectively). Among surviving animals, a greater MAP was recorded in TP+ADR when compared with ADR (105 ± 19mmHg vs. 76 ± 21mmHg; p=0.0157). Conclusions: ADR and TP+ADR were highly effective to increase CPP and ROSC in this experimental CPR model, but TP alone was not different from placebo. Moreover, surviving animals in TP+ADR group showed greater hemodynamic stability after ROSC, suggesting that TP could be a potential useful drug for post-CPR hypotension/shock management / Doutorado / Fisiopatologia Cirúrgica / Doutor em Ciências

Orientadores: José Wilson Magalhães Bassani, Rosana Almada Bassani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:44:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viana_MarcelodeAlmeida_M.pdf: 2859747 bytes, checksum: 35c1831b1c265e9788b9dcc01dfdbd47 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A fibrilação ventricular (FV) é um tipo de arritmia cardíaca com alto potencial letal, cujo único tratamento eficaz conhecido é a desfibrilação elétrica, ou seja, aplicação de choques de alta intensidade. Este procedimento, no entanto, pode causar sério comprometimento da função cardíaca por afetar deleteriamente as células miocárdicas, o que pode resultar em insucesso da ressuscitação. Neste trabalho foi desenvolvida e testada uma instrumentação específica para o estudo de uma nova abordagem de desfibrilação elétrica cardíaca (estimulação multidirecional), que permitiu o chaveamento de choques sequenciais temporalmente defasados durante o mesmo ciclo estimulatório cardíaco, os quais foram aplicados a três pares de eletrodos em diferentes direções. A instrumentação foi testada in vivo, na desfibrilação direta do coração de suínos. A desfibrilação multidirecional permitiu uma redução em 20% da intensidade requerida dos choques, quando comparada à convencional (monodirecional) em uma ampla faixa de probabilidade de sucesso desfibrilatório. Mesmo para uma probabilidade de sucesso de 90%, os níveis de energia requeridos para a reversão da FV foram significativamente menores com a estimulação multidirecional (4,25 ± 0,63 J) do que com a estimulação monodirecional (5,09 ± 0,43 J, respectivamente; P< 0,05). Deste modo, a estimulação multidirecional demonstra ser uma importante inovação para permitir um tratamento desfibrilatório mais eficiente e seguro / Abstract: Ventricular fibrillation (VF) is a potentially lethal cardiac arrhythmia, for which the only known effective treatment is electrical defibrillation, i.e. application of high-intensity electric shocks to the heart. Such shocks, however, may exert deleterious effects on myocardial cells, which may impair cardiac function and result in resuscitation failure. In this work, a specific instrumentation was developed for the study of a new approach of cardiac defibrillation (multidirectional stimulation), in which shocks were switched and applied to three pairs of electrodes placed in different directions. The instrumentation was tested in vivo for direct defibrillation of pig hearts. With multidirectional defibrillation, the shock intensity required for defibrillation was 20% lower compared to conventional (monodirectional) defibrillation for a wide range of successful defibrillation probability. Even for a probability as high as 90%, the energy levels required for VF reversal were significantly lower with multidirectional stimulation than with monodirectional stimulation (4.25 ± 0.63 ± J vs. 5.09 0.43 J, respectively; P < 0.05). Thus, multidirectional stimulation seems to be an important innovation toward a more efficient and safer defibrillation treatment. / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Eventuais alterações no substrato anatômico miocárdico, no sistema nervoso autônomo (SNA) cardíaco intrínseco, envolvendo os plexos ganglionares (PG) comumente presentes em organizações de gordura epicárdicas denominadas fatpads (FP) ou a expressão dos receptores muscarínicos, poderiam ser responsáveis pela gênese e manutenção da fibrilação atrial (FA). Com o objetivo de analisar a relação entre fibrilação atrial permanente (FAP) e possíveis alterações anatômicas e micromorfológicas do coração, do SNA cardíaco intrínseco e da expressão dos receptores muscarínicos miocárdicos, foram estudados 13 corações de autópsias de portadores de FAP e cardiopatia crônica definida (grupo I) e 13 casos pareados pela mesma doença cardíaca, porém sem esta arritmia (grupo II). Foram analisados a anatomia da drenagem venosa do átrio esquerdo (AE), peso do coração, espessura do septo ventricular e diâmetro dos FP epicárdicos. Foram ressecadas duas amostras no átrio direito (AD1 e AD2), três no átrio esquerdo - no trajeto médio da VoAe (AE1), na junção da veia pulmonar superior esquerda (AE2) e na aurícula (AE3), três em FPs, atrial esquerdo superior (FP1), atrial direito posterior (FP 2) e no atrial esquerdo póstero-medial (FP 3) e uma amostra do septo ventricular (SIV), como controle. As alterações estruturais das fibras miocárdicas, as espessuras do epicárdio, endocárdio e miocárdio e o percentual de colágeno intersticial no miocárdio foram analisados através de histomorfometria computadorizada sob coloração de tricrômio de Masson. O SNA cardíaco intrínseco foi analisado através imuno-histoquímica para S-100 e tirosina-hidroxilase quanto a: quantidade e área das fibras nervosas, quantidade e área média de fibras simpáticas, quantidade e área média de fibras parassimpáticas e proporção de fibras simpáticas/parassimpáticas. A expressão miocárdica dos receptores muscarínicos 1 a 5 (M1 a M5) foi avaliada pela proporção positiva no miocárdio nos cortes AD1, AE1, AE2 e FP1. Não houve diferenças entre os grupos quanto às variáveis anatômicas e ao percentual de colágeno intersticial. A análise do SNA revelou fibras nervosas com menor área no grupo I, redução do número de fibras nervosas totais e parassimpáticas nos cortes AD1 e SIV, aumento de fibras totais e parassimpáticas AE2 e FP2 e aumento do número de fibras simpáticas nos cortes AD2, AE1, AE2 e AE3. Quanto à expressão dos receptores muscarínicos, houve aumento significante na porcentagem positiva para M1 em todas as regiões, exceto na AE1 (média de todos os cortes, grupo I 5,84 e grupo II 2,92, p=0,002); o M2 e M3 apenas junto ao FP1 (M2 grupo I 5,67 e grupo II 3,63, p=0,037; M3 grupo I 30,95 e grupo II 20,13, p=0,026) e o M4 foi aumentado no grupo I na região AE1 (grupo I 9,90 e grupo II 4,45, p=0,023); não houve alteração estatisticamente significante no M5. A anatomia e a disposição das fibras musculares atriais, bem como a fibrose intersticial não parecem estar relacionadas à FAP nos grupos estudados. Alterações no número de fibras nervosas bem como e alterações na expressão dos receptores muscarínicos atriais, especialmente o M1, particularmente em regiões próximas aos PG, parecem estar relacionadas à FAP, indicando a importância da modulação autonômica nesta arritmia / Possible changes in myocardial substrate, in the intrinsic cardiac autonomic nervous system (ANS), involving the ganglionated plexus (GP) present in fat-pads (FP) or the expression of muscarinic receptors could be responsible for the genesis and maintenance of atrial fibrillation (AF). Aiming to analyze the relationship between permanent atrial fibrillation (pAF) and possible anatomical and micromorphological heart changes, intrinsic cardiac ANS and expression of myocardial muscarinic receptors, 13 hearts from autopsies of patients with PAF and chronic heart disease (group I) were studied; and 13 cases matched by the same heart disease, but without this arrhythmia (group II). It was analyzed the anatomy of the venous drainage of the left atrium (LA), heart weight, ventricular septal thickness and diameter of epicardial FP. Two samples were taken in the right atrium (RA1 and RA2), three in the left atrium - in the middle portion of the left atrium oblique vein (LaOv LA1), at the junction of left superior pulmonary vein (LA2) and in the auricle (LA3), three FPs, left atrial superior (FP 1), right atrial posterior (FP 2) and the left atrial posteromedial (FP 3) and one sample of the ventricular septum (VS), as control. The structural changes of the myocardial fibers, thickness of the epicardium, endocardium and myocardium, and the percentage of interstitial collagen in the myocardium were analyzed by computerized histomorphometry on Masson trichrome staining. The intrinsic cardiac ANS was analyzed through immunohistochemistry for S-100 and tyrosine hydroxylase regarding the: amount and area of nerve fibers, amount and average area of sympathetic fibers, number and average area of parasympathetic fibers and sympathetic/parasympathetic fiber proportion. The myocardial expression of muscarinic receptors 1-5 (M1 to M5) was evaluated by positive ratio in the myocardium in sections RA1, LA1, LA2 and FP1. There were no differences between groups regarding the anatomical variant and the percentage of interstitial collagen. Analysis of the ANS revealed nerve fibers with the smallest area in group I, reduction in the number of total and parasympathetic nerve fibers of sections RA1 and VS, increase of total and parasympathetic fibers LA2 and FP2 and increased numbers of sympathetic fibers in sections RA2, LA1, LA2 and LA3. Regarding the expression of muscarinic receptors, there was a significantly increase in the positive percentage for M1 in all regions except for LA1 (average of all the sections, group I 5.84 and group II 2.92, p = 0.002), M2 and M3 just adjacent to the FP1 (M2 Group I 5.67 and Group II 3.63, p = 0.037; M3 Group I 30.95 and Group II 20.13, p = 0.026) and the M4 was increased in group I in the region LA1 (group I 9.90 and group II 4.45, p = 0.023) and there was no statistically significant change in the M5. The anatomy and arrangement of atrial muscle fibers, as well as the interstitial fibrosis did not appear to be related to PAF in both studied groups. Changes in the number of nerve fibers as well as changes in expression of atrial muscarinic receptors, specially the M1, particularly in regions close to the GP appear to be related to pAF, indicating the importance of autonomic modulation in this arrhythmia

Computer-based decision support is an important tool in business and management areas, being today essential for medical diagnosis. This dissertation presents a new electrocardiogram ventricular flutter and fibrillation detector algorithm, named DALUZ, and comparing its quality evaluation with seven other ventricular fibrillation detection algorithms. The evaluation was based on two of the three recommended electrocardiogram standard databases for this purpose. The results show that it is useful to provide decision support for biomedical equipment such as defibrillators and heart monitors to ventricular fibrillation diagnoses. / O apoio à decisão com o uso de computadores é uma importante ferramenta em áreas de planejamento estratégico, controle gerencial e controle operacional, sendo hoje essencial como apoio ao diagnóstico médico. A presente dissertação apresenta um novo algoritmo detector de flutter e fibrilação ventricular (FV) em eletrocardiograma (ECG), chamado DALUZ, e expõe sua qualidade comparada à de sete outros algoritmos detectores de FV. Para avaliá-lo, foram utilizadas duas das três bases de eletrocardiogramas padrão para este fim. Os resultados demonstram que DALUZ é útil para o auxílio ao diagnóstico desta arritmia em equipamentos biomédicos tais como monitores e desfibriladores.

Orientadores: Jose Wilson Magalhaes Bassani, Rosana Almada Bassani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_AlexandraValenzuelaSantelicesda_M.pdf: 1311974 bytes, checksum: ab061a6f8d63a1175d6a3c9281e0704e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O procedimento mais efetivo para reverter arritmias cardíacas consiste na aplicação de choques elétricos de alta intensidade, como e o caso da desfibrilação. Estimulação com campos elétricos (E) elevados, entretanto, exerce efeitos deletérios sobre o músculo cardíaco, podendo causar disfunções elétrica e contrátil e até a morte celular. Privilegiar a estimulação na direção longitudinal, para qual o limiar de excitação das células cardíacas e menor, seria uma forma de se reduzir a amplitude do estimulo sem perder a efetividade da estimulação. Para isto, foi desenvolvido e testado, em miócitos ventriculares orientados de maneira aleatória, um sistema de estimulação multidirecional automática que permite o chaveamento controlado de estímulos sequênciais para três diferentes pares de eletrodos (cada um correspondendo a uma direção) em um intervalo de tempo inferior a duração do potencial de ação (período em que a célula se encontra eletricamente refrataria). A estimulação multidirecional com uma intensidade de E 20% acima do limiar estimulatório (1,2× ETM) dobrou o recrutamento (excitação) de células (80 vs. 40% com estimulação unidirecional, p<0,001). Adicionalmente, o recrutamento com a estimulação multidirecional automática foi maior (p< 0,001) do que a soma dos recrutamentos obtidos com a estimulação em cada direção individualmente (sem intersecção), o que sugere que a estimulação sublimiar durante o procedimento automático pode aumentar a excitabilidade celular. Foi observado também que, para uma dada amplitude do estimulo, o uso da forma de onda bipolar (para a qual o valor de ETM foi menor que para pulsos monopolares: 3,2 ± 0,1 vs. 3,9 ± 0,1 V/cm; p< 0,001) promoveu um recrutamento maior do que com o pulso monopolar (recrutamento de 50% das células foi obtido com 2,97 ± 0,04 e 4,18 ± 0,05 V/cm para pulsos bipolares e monopolares, respectivamente; p< 0,05). A combinação da estimulação multidirecional automática com o uso da forma de onda bipolar permitiu, portanto, uma redução de cerca de 50% no valor do E absoluto (3,8 vs. 7,8 V/cm com estimulação unidirecional e pulso monopolar) para um recrutamento de ~80% das células. A aplicação destes procedimentos na estimulação cardíaca (marcapasso e desfibrilação) pode otimizar o processo, levando a uma melhor eficiência e uma menor incidência de lesão. / Abstract: The most effective procedure to revert cardiac arrhythmias consists in the application of high intensity electric discharge, such as in cardiac defibrillation. Nevertheless, stimulation using high electric fields (E) may cause injury to the cardiac muscle, generating electric and contractile dysfunctions and even cell death. A possible way to reduce the stimulus intensity while maintaining the stimulation effectiveness would be stimulate cardiac cells with E applied parallel to the cell major axis, in which case the stimulation threshold is lower. To test this possibility, a multidirectional stimulation system was developed and tested on randomly-oriented rat ventricular myocytes. The system allows the controlled switching of sequential stimuli delivered to three different pairs of electrodes (each one corresponding to one direction), in a period shorter than the action potential duration (when cell is electrically refractory). The multidirectional stimulation with E intensity 20% above the stimulation threshold (1.2× ETM) doubled the percentage of recruited (excited) cells (~80 vs. ~40 % with unidirectional stimulation, p<0.001). Additionally, recruitment with automatic multidirectional stimulation was greater (p< 0.001) than the sum of recruitments obtained from stimulation of each direction individually (without intersection), which is suggestive that subthreshold stimulation during the automatic procedure might enhance cell excitability. Moreover, it was observed that for a given absolute stimulus amplitude, the use of biphasic waveforms (for which ETM was lower than for monophasic pulses: 3.2 ± 0.1 vs. 3.9 ± 0.1 V/cm; p< 0.001) promoted higher recruitment than monophasic stimuli (50% recruitment was attained with 2.97 ± 0.04 and 4.18 ± 0.05 V/cm with biphasic and monophasic pulses, respectively; p< 0.05). Thus, the association of automatic multidirectional stimulation and biphasic waveform enabled a 50% reduction of the absolute E value (3.8 vs. 7.8 V/cm with unidirectional stimulation and monopolar pulse) to evoke excitation in ~80% of the cells. The application of these procedures to cardiac stimulation (pacemaker and defibrillation) might optimize the process, leading to greater efficiency and lower injury incidence. / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica