As tarefas de umidificação e aquecimento do ar inspirado podem ser realizadas por meio de trocadores de calor e umidade (HMEs - Heat and moisture exchangers). Os objetivos do nosso estudo são avaliar e comparar a capacidade de umidificação e aquecimento de oito diferentes tipos de HMEs em um modelo experimental com pulmão animal isolado e avaliar o impacto de cada um dos HMEs na ventilação alveolar em um modelo mecânico do sistema respiratório, com adição de CO2 a um fluxo de 0,65L/min. Os níveis de umidade e temperatura foram medidos durante a situação controle (nenhum HME) e com os diferentes HMEs quando volume corrente; freqüência respiratória e fluxo foram variados. A recuperação da umidade absoluta da expiração durante a próxima inspiração (% RAH) foi calculada. A % RAH aumentou com o uso do HME comparado ao controle. O volume corrente teve um significante efeito na % RAH, o que não ocorreu com alterações na frequência respiratória ou fluxo. O aumento do ETCO2 foi proporcional ao aumento do espaço morto dos HMEs. As alterações de fluxo ou a saturação dos HMEs não determinaram relevantes alterações no ETCO2 / When tracheal intubation is necessary during ventilatory support, the physiological mechanisms of heating and humidifying the inspired air are supressed, so it is vital the preconditioning of the inspired gases with the goal of offering water and heat contents similar to those normally provided by the upper airways. These tasks of humidification and heating can be accomplished through the use of heat and moisture exchangers (HMEs). Objectives: 1- Evaluate and compare the humidification and heating capacity of eight different types of HMEs in a respiratory system analog using preserved swine lung. 2- Evaluate the impact of each one of the tested HMEs over alveolar ventilation in a mevhanical model of the respiratory system

INTRODUÇÃO: O primeiro passo na presença de derrame pleural maligno é a aspiração terapêutica do líquido para alívio dos sintomas e avaliar indicação de pleurodese. Infelizmente, em seres humanos a re-aeração e re- ventilação pulmonar após a retirada de líquido pleural foi avaliada apenas indiretamente. A tomografia de impedância elétrica (TIE) é uma técnica precisa que já foi extensivamente validada para quantificar aeração e ventilação pulmonar em tempo real e à beira-leito. O conhecimento das alterações em aeração e ventilação pulmonar após a retirada do líquido pleural é essencial para a compreensão da evolução clínica, objetivando novos esquemas de pleurodese e novos indicadores de reexpansão pulmonar. OBJETIVOS: Avaliar a aeração, ventilação e sincronia ventilatória antes e durante a primeira hora após a aspiração de um derrame pleural maligno. Objetivos secundários: correlacionar a re-aeração com variáveis que pudessem influenciá-la. Métodos: Critérios de inclusão: derrame pleural unilateral com necessidade de aspiração terapêutica e superior a 500 mL. Os sinais e imagens da TIE foram adquiridos em seis períodos diferentes: antes da aspiração pleural, imediatamente, 15, 30, 45 e 60 minutos após a aspiração. A re-aeração foi avaliada pela variação no valor da impedância (Z) ao final de uma expiração relaxada, enquanto a re-ventilação foi avaliada através da variação da impedância no volume corrente. Também medimos a sincronia entre os pulmões usando o ângulo de fase. Finalmente, correlacionamos à re-aeração final com o volume retirado, ângulo de fase inicial e elastância pleural. O pulmão afetado pelo derrame foi nomeado como ipsilateral e o não afetado como contralateral. RESULTADOS: Foram incluídos 22 pacientes. O volume médio aspirado foi 1438 ml. No pulmão ipsilateral, a média no final da expiração valor Z aumentou para 173,5 ± 122,3, imediatamente após a aspiração pleural (p <0,001), e a análise individual revelou que todos os pacientes ganharam re-aeracão pulmonar imediatamente, sem mais re-aerações após. O mesmo comportamento, mas com uma menor magnitude foi encontrado no pulmão contralateral. Na avaliação da re-ventilação, os pulmões ipsilateral e contralateral mostraram resultados heterogêneos, alguns aumentaram a ventilação, outros diminuíram ou mantiveram-na inalterada. Antes da aspiração pleural, a média do ângulo de fase foi de 93 ± 71 graus e diminuiu para 20 ± 30 graus, imediatamente após a aspiração pleural (p <0,001), sem outras alterações após. A re-aeração final correlacionou-se apenas com o volume de derrame aspirado (R2 = 0,49, p <0,01). CONCLUSÃO: Após a aspiração de derrame pleural unilateral neoplásico em pulmões não encarcerados, a re-aeração pulmonar ocorre imediatamente nos pulmões ipisilateral e contralateral, sem mais re-aeração durante a hora seguinte. As mudanças na re-ventilação mostram altas variações individuais. Há uma assincronia ventilatória entre os pulmões, que é imediatamente revertida pela aspiração pleural. A única variável correlacionada com a re-aeração do pulmão afetado é o volume de derrame drenado / INTRODUCTION: The first procedure in the management of a malignant pleural effusion is a therapeutic pleural aspiration to relieve symptoms and assess pleurodesis indication. Unfortunately, in humans the pulmonary re- aeration and re-ventilation after a pleural aspiration was evaluated only indirectly. Electrical impedance tomography (EIT) is an accurate, non- invasive and bedside method that has been extensively validated to quantify lung ventilation and aeration. The knowledge of changes in lung aeration and ventilation after a therapeutic pleural aspiration is essential to understand the clinical course, to propose new lung reexpansion predictors and pleurodesis schemas. OBJECTIVE: To measure the lung re-aeration, re-ventilation and ventilatory synchrony before and over the first hour after a therapeutic pleural aspiration for a malignant pleural effusion. As secondary objectives we correlate the lung re-aeration with variables that could influence them. METHODS: The inclusion criteria were the need of a therapeutic pleural aspiration of a unilateral effusion over 500 mL. EIT signals and images were acquired in six different periods: before the pleural aspiration, immediately and 15, 30, 45 and 60 minutes after the aspiration. The re-aeration was evaluated through the change in the end-expiratory lung impedance (Z), while the re-ventilation was evaluated through the change in tidal impedance. We also measure the ventilator synchrony between lungs using the phase angle. Finally we correlated the final re-aeration with the effusion volume drained, pleural elastances and baseline phase angle. The lung affected by the effusion was nominated as ipsilateral and the non-affected as contralateral. RESULTS: We included 22 patients. The mean volume of aspirated effusion was 1438 ml. In the ipsilateral lung, the mean end- expiratory Z value increased to 173.5 ± 122.3 immediately after the pleural aspiration (p < 0.001) and the individual analysis revealed that all patients re- aerated the lung immediately without further re-aeration thereafter. The same behavior but with a lower magnitude was found in the contralateral lung. The ipsilateral and contralateral lung re-ventilation showed heterogeneous results with patients increasing the ventilation, while others decreased or kept the ventilation unchanged. Before the pleural aspiration, the mean phase angle was 93 ± 71 degrees and decreased to 20 ± 30 degrees immediately after the pleural aspiration (p < 0.001), without further changes thereafter. The final re-aeration only correlated to the volume of effusion aspirated (R2 = 0.49; p < 0.01). CONCLUSION: In untrapped lungs, a pleural aspiration of a unilateral malignant pleural effusion causes an immediate re-aeration of the lung affected by the effusion and even of the contralateral lung, without further re-aeration over the next hour. The changes in ventilations show high individual variations. There is a ventilatory asynchrony between lungs that is immediately reversed by the aspiration. The only variable correlated to re- aeration of the affected lung is the effusion volume drained

INTRODUÇÃO: Picos de pressão inspiratória excessivos e elevados volumes correntes (VT) durante a ventilação manual podem iniciar a resposta inflamatória no pulmão do prematuro. A manobra de insuflação pulmonar sustentada (IPS) tem sido estudada como um procedimento para melhorar a aeração pulmonar imediatamente após o nascimento. OBJETIVO: Avaliar a influência do ventilador manual em T (peça T) e do balão autoinflável (BAI) nas variáveis de mecânica respiratória durante a ventilação manual e a manobra de IPS, além da influência do treinamento como instrutor do Programa de Reanimação Neonatal da Sociedade Brasileira de Pediatria (PRN-SBP), na qualidade da ventilação. MÉTODOS: Em um estudo experimental, prospectivo e randomizado, 114 indivíduos, entre instrutores e não instrutores do PRN-SBP, ventilaram um manequim neonatal intubado, equivalente a um recém-nascido de 2500 gramas, por períodos de três minutos, utilizando um BAI e a peça T. A escolha do primeiro equipamento foi feita por randomização e os operadores não tinham acesso aos dados de mecânica respiratória durante a gravação. Ao final da ventilação manual, foi solicitado que cada indivíduo realizasse uma manobra de IPS durante 10 segundos, a uma pressão de 20 cmH2O. Para cada parâmetro de mecânica respiratória obtido durante a ventilação manual e a IPS, foi realizada uma comparação direta entre os equipamentos, considerando a formação e o treinamento dos participantes. Os dados foram obtidos por um sistema informatizado que permitiu a análise posterior. RESULTADOS: Em relação à ventilação manual, foi encontrada uma diferença nos valores do VT e do TI entre os equipamentos. Com o uso do BAI o VT foi de 28,5 (12,6) mL, mediana (amplitude interquartil) no grupo instrutores e 31,6 (14,0) mL no grupo não instrutores, enquanto que com a peça T foi de 20,1 (8,4) mL e 22,3 (8,8) mL, respectivamente. O TI encontrado com o uso do BAI foi de 0,5 (0,2) segundos, mediana (amplitude interquartil), tanto para instrutores como para não instrutores, enquanto que com a peça T foi de 1,0 (0,6) segundos e 1,1 (0,9) segundos, respectivamente. Em ambos os parâmetros não foram observadas diferenças entre os grupos de profissionais. A capacidade do operador de manter uma pressão alvo de 20 cmH2O durante os 10 segundos de IPS foi avaliada através da área sob a curva de pressão (ASC), que foi 1,7 vezes maior com o uso da peça T em relação ao BAI (p < 0,05). A pressão inspiratória máxima aplicada para a realização da IPS foi maior com o uso do BAI, enquanto que a pressão média das vias aéreas, avaliada entre o início e o final dos 10 segundos de procedimento, foi maior com o uso da peça T. Novamente não foram observadas diferenças entre os grupos de profissionais. CONCLUSÃO: A peça T resultou em menores valores de VT e maiores valores de TI independente do treinamento como instrutor do PRNSBP. A peça T permitiu uma maior eficácia na realização da manobra de IPS, representada pela manutenção da pressão alvo pelo período desejado e por uma maior pressão média nas vias aéreas em relação ao BAI / INTRODUCTION: During manual resuscitation of neonates, excessive peak inspiratory pressure (PI) and high tidal volume (VT) may trigger an inflammatory response in the lungs. The sustained lung inflation (SLI) maneuver has been studied as a procedure to improve pulmonary aeration immediately after birth. OBJECTIVE: To assess the influence of a T-piece manual resuscitator versus a self-inflating bag (SIB) on respiratory mechanics during manual ventilation and the SLI maneuver and the influence of training as a Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructor on the quality of ventilation. METHODS: In this experimental, prospective, randomized trial, 114 operators, including Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructors and non-instructors, ventilated an intubated neonatal resuscitation trainer (equivalent to a 2500g neonate) for 3-minute periods using an SIB or a Tpiece device. The choice of first device was random, and operators had no access to respiratory mechanics data during recording. At the end of the manual ventilation period, each operator was asked to perform an SLI maneuver for 10 seconds at 20 cmH2O. For each respiratory mechanics parameter obtained during manual ventilation and SLI, a direct comparison between devices was performed, taking operator training into account. Data were obtained through a computerized system for later analysis. RESULTS: During manual ventilation, differences in VT and TI were found between the two devices. The SIB was associated with a median (interquartile range) VT of 28.5 (12.6) mL in the instructor group and 31.6 (14.0) mL in the noninstructor group, whereas the T-piece was associated with a VT of 20.1 (8.4) mL in the instructor group and 22.3 (8.8) mL in the non-instructor group. Regarding TI, the SIB was associated with a median (interquartile range) value of 0.5 (0.2) seconds in instructors and non-instructors alike, whereas the T-piece was associated with a value of 1.0 (0.6) seconds in the instructor group and 1.1 (0.9) seconds in the non-instructor group. No differences between the operator groups were found in either parameter. Operator ability to maintain a 20-cmH2O pressure during the 10-second SLI maneuver was assessed by the area under the pressure curve (AUC), which was 1.7 times greater with the T-piece device than with the SIB (p < 0.05). Peak PI during the SLI maneuver was higher with the SIB, whereas mean airway pressure, assessed between start and end of the 10-second maneuver, was higher with the T-piece. Again, there were no differences between the operator groups. CONCLUSION: The T-piece was associated with lower VT and higher TI values regardless of training as a Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructor. The T-piece provided greater efficacy in performing the SLI maneuver, as represented by maintenance of target pressure throughout the desired period and by a higher mean airway pressure as compared with SIB use

INTRODUÇÃO: Picos de pressão inspiratória excessivos e elevados volumes correntes (VT) durante a ventilação manual podem iniciar a resposta inflamatória no pulmão do prematuro. A manobra de insuflação pulmonar sustentada (IPS) tem sido estudada como um procedimento para melhorar a aeração pulmonar imediatamente após o nascimento. OBJETIVO: Avaliar a influência do ventilador manual em T (peça T) e do balão autoinflável (BAI) nas variáveis de mecânica respiratória durante a ventilação manual e a manobra de IPS, além da influência do treinamento como instrutor do Programa de Reanimação Neonatal da Sociedade Brasileira de Pediatria (PRN-SBP), na qualidade da ventilação. MÉTODOS: Em um estudo experimental, prospectivo e randomizado, 114 indivíduos, entre instrutores e não instrutores do PRN-SBP, ventilaram um manequim neonatal intubado, equivalente a um recém-nascido de 2500 gramas, por períodos de três minutos, utilizando um BAI e a peça T. A escolha do primeiro equipamento foi feita por randomização e os operadores não tinham acesso aos dados de mecânica respiratória durante a gravação. Ao final da ventilação manual, foi solicitado que cada indivíduo realizasse uma manobra de IPS durante 10 segundos, a uma pressão de 20 cmH2O. Para cada parâmetro de mecânica respiratória obtido durante a ventilação manual e a IPS, foi realizada uma comparação direta entre os equipamentos, considerando a formação e o treinamento dos participantes. Os dados foram obtidos por um sistema informatizado que permitiu a análise posterior. RESULTADOS: Em relação à ventilação manual, foi encontrada uma diferença nos valores do VT e do TI entre os equipamentos. Com o uso do BAI o VT foi de 28,5 (12,6) mL, mediana (amplitude interquartil) no grupo instrutores e 31,6 (14,0) mL no grupo não instrutores, enquanto que com a peça T foi de 20,1 (8,4) mL e 22,3 (8,8) mL, respectivamente. O TI encontrado com o uso do BAI foi de 0,5 (0,2) segundos, mediana (amplitude interquartil), tanto para instrutores como para não instrutores, enquanto que com a peça T foi de 1,0 (0,6) segundos e 1,1 (0,9) segundos, respectivamente. Em ambos os parâmetros não foram observadas diferenças entre os grupos de profissionais. A capacidade do operador de manter uma pressão alvo de 20 cmH2O durante os 10 segundos de IPS foi avaliada através da área sob a curva de pressão (ASC), que foi 1,7 vezes maior com o uso da peça T em relação ao BAI (p < 0,05). A pressão inspiratória máxima aplicada para a realização da IPS foi maior com o uso do BAI, enquanto que a pressão média das vias aéreas, avaliada entre o início e o final dos 10 segundos de procedimento, foi maior com o uso da peça T. Novamente não foram observadas diferenças entre os grupos de profissionais. CONCLUSÃO: A peça T resultou em menores valores de VT e maiores valores de TI independente do treinamento como instrutor do PRNSBP. A peça T permitiu uma maior eficácia na realização da manobra de IPS, representada pela manutenção da pressão alvo pelo período desejado e por uma maior pressão média nas vias aéreas em relação ao BAI / INTRODUCTION: During manual resuscitation of neonates, excessive peak inspiratory pressure (PI) and high tidal volume (VT) may trigger an inflammatory response in the lungs. The sustained lung inflation (SLI) maneuver has been studied as a procedure to improve pulmonary aeration immediately after birth. OBJECTIVE: To assess the influence of a T-piece manual resuscitator versus a self-inflating bag (SIB) on respiratory mechanics during manual ventilation and the SLI maneuver and the influence of training as a Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructor on the quality of ventilation. METHODS: In this experimental, prospective, randomized trial, 114 operators, including Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructors and non-instructors, ventilated an intubated neonatal resuscitation trainer (equivalent to a 2500g neonate) for 3-minute periods using an SIB or a Tpiece device. The choice of first device was random, and operators had no access to respiratory mechanics data during recording. At the end of the manual ventilation period, each operator was asked to perform an SLI maneuver for 10 seconds at 20 cmH2O. For each respiratory mechanics parameter obtained during manual ventilation and SLI, a direct comparison between devices was performed, taking operator training into account. Data were obtained through a computerized system for later analysis. RESULTS: During manual ventilation, differences in VT and TI were found between the two devices. The SIB was associated with a median (interquartile range) VT of 28.5 (12.6) mL in the instructor group and 31.6 (14.0) mL in the noninstructor group, whereas the T-piece was associated with a VT of 20.1 (8.4) mL in the instructor group and 22.3 (8.8) mL in the non-instructor group. Regarding TI, the SIB was associated with a median (interquartile range) value of 0.5 (0.2) seconds in instructors and non-instructors alike, whereas the T-piece was associated with a value of 1.0 (0.6) seconds in the instructor group and 1.1 (0.9) seconds in the non-instructor group. No differences between the operator groups were found in either parameter. Operator ability to maintain a 20-cmH2O pressure during the 10-second SLI maneuver was assessed by the area under the pressure curve (AUC), which was 1.7 times greater with the T-piece device than with the SIB (p < 0.05). Peak PI during the SLI maneuver was higher with the SIB, whereas mean airway pressure, assessed between start and end of the 10-second maneuver, was higher with the T-piece. Again, there were no differences between the operator groups. CONCLUSION: The T-piece was associated with lower VT and higher TI values regardless of training as a Brazilian Society of Pediatrics Neonatal Resuscitation Program instructor. The T-piece provided greater efficacy in performing the SLI maneuver, as represented by maintenance of target pressure throughout the desired period and by a higher mean airway pressure as compared with SIB use

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No. of bitstreams: 1 TeseLAZ.pdf: 5426859 bytes, checksum: 033582b6221f018d86ae920b42835b76 (MD5) Previous issue date: 2016-10-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / For adequate blood supply to match metabolic demand, vertebrates regulate blood pressure (BP) in order to maintain adequate perfusion of target organs avoiding ischemia and tissue damage like edema. Effective short-term BP regulation in anuran amphibians occurs through adjustments in heart rate (HR), peripheral vascular resistance, and changing pulsatile frequency of lymph hearts. In addition, pulmonary ventilation in anurans is directly linked to blood volume homeostasis by facilitating lymph fluid movement back into the cardiovascular system which takes place by changing pressure and volume within anurans' lymphatic sacs. It is apparent that an interaction between baroreflex regulation and breathing control exists in anuran amphibians. In the present study I used pharmacological methods (phenylephrine and sodium nitroprusside; infusion ramp and in bolus methods) to investigate baroreflex sensitivity at different temperatures in the cururu toad Rhinella schneideri. I evaluated the degree to which arterial baroreflex plays a role in pulmonary ventilation in the cururu toad. Baroreflex regulation in the toad R. schneideri was temperature dependent and influenced the toad’s ventilation. Hypotension and hypertension resulted in increases and decreases in HR, respectively, as well as increases and decreases in pulmonary ventilation mainly through adjustments in breathing frequency. In contrast to data from the literature, anuran amphibians seem to defend lower BP events primarily rather than hypertension independent of temperature. Anurans exhibit higher rates of transcapillary fluid filtration which means during hypertension fluid filtration is increased and excess interstitial fluid formation will be reclaimed by an efficient lymphatic system. Therefore, besides pulmonary ventilation's role in matching O2 delivery to demand (e.g. temperatures) in anurans, it also plays a role in BP regulation possibly owing to an interaction between baroreflex control and respiratory areas in the brain. / Para um adequado suprimento sanguíneo de modo a atender as diferentes demandas metabólicas, os vertebrados regulam a pressão arterial (PA) mantendo adequada perfusão dos órgãos evitando assim eventos isquêmicos ou outros danos teciduais, como edema. O controle efetivo da PA a curto prazo em anfíbios anuros se dá por ajustes da frequência cardíaca (FC), resistência vascular periférica e também por ajustes da frequência de pulsação dos corações linfáticos. Além disso, a ventilação pulmonar nos anuros está diretamente associada à homeostase do volume sanguíneo por meio da facilitação do transporte de fluído linfático de volta ao sistema cardiovascular, que se dá por meio da alteração de pressão e volume dos sacos linfáticos. Isso parece sugerir a existência de uma possível interação entre a regulação barorreflexa e o controle da respiração nos anfíbios anuros, como já observado para os mamíferos. No presente estudo utilizamos de um método farmacológico (fenilefrina e nitroprussiato de sódio: infusão em rampa e injeção in bolus) para investigar a sensibilidade barorreflexa em diferentes temperaturas no sapo cururu Rhinella schneideri. Também avaliamos o papel do barorreflexo arterial na modulação da ventilação pulmonar nesta mesma espécie. A regulação barorreflexa no sapo R. schneideri apresentou dependência térmica, além de afetar consideravelmente a ventilação dos sapos. A hipotensão e hipertensão resultaram em aumentos e reduções da FC, respectivamente, bem como na ventilação pulmonar, que se deu prioritariamente por meio de ajustes na frequência respiratória. Ao contrário dos dados da literatura, os anfíbios anuros parecem defender prioritariamente eventos de hipotensão ao invés da hipertensão, independente da temperatura testada. É importante salientar que os anuros apresentam alta taxa de filtração transcapilar, e que durante eventos de PA elevada, um aumento na formação de fluido transcapilar pulmonar seria recrutado por um eficiente sistema linfático, característico dos anuros. Portanto, apesar da função da ventilação pulmonar em corresponder à disponibilidade de O2 em diferentes demandas metabólicas (e.g. temperatura), também parece apresentar participação na regulação da PA, possivelmente devido a uma interação entre o barorreflexo e as áreas respiratórias no sistema nervoso central.

Philosophical justification of human dignity In the 20th century the transformation into the information society took place. The development of information technologies has brought enormous freedom, on the other hand a decline of the institution of family has quickened rapidly, the character of mutual relations in the society has changed. Thus contemporary science interferes in human naturalness. In the field of medicine technologies which enable lengthening of human life have been developed; however, this evokes the question of dignity of life like this. Current conception of human dignity is also affected by a number of recent tragedies. Consequently a huge development of protection of human rights attempting to prevent such situations in the future has taken place. Respecting human dignity is the basis of the profession of health and social workers, who together with other groups and organisations help disabled people. The project of home artificial pulmonary ventilation (DUPV) is intended for severely handicapped citizens who are dependent on a respirator for the whole life. The aim of my work was mapping the attitudes of DUPV to their own dignity. The research was carried out by a qualitative method; the monitored group consisted of seven DUPV respondents who were chosen by random sampling and by "snow ball sampling". As a method of data collection used a biographic dialogue, followed by standardized asking of 20 questions concerning the determined research questions. Based on the results of individual dialogues the casuistries were formed, obtained data were summarised in charts and tables. Three research questiond were determined: 1.How severely handicapped people with DUPV perceive their dignity? 2.Which non-material factors support dignified life of DUPV patients? 3.Which material factors improve the quality life of DUPV patients? All these questions were answered by the research. We want to mediate the results of the work to professionals, especially to the Centre for DUPV in Brno. The respondents, too, will be sent the results of our research and information from thechapter dealing with social security as well as the contacts with helping organisations.

A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é um método de imagem que está sendo desenvolvido para uso em medicina, especialmente na terapia intensiva. Visando uma melhoria da resolução anatômica das imagens de TIE, foi desenvolvido um modelo fuzzy que leva em consideração a alta resolução temporal e as informações funcionais, contidas nos sinais de perfusão pulmonar e ventilação pulmonar. Foram elaborados três modelos fuzzy: modelagem fuzzy do mapa cardíaco, do mapa de ventilação pulmonar e do mapa de perfusão pulmonar. Um mapa comparativo de ventilação e perfusão foi gerado através de uma segmentação das imagens, segundo notas de corte sobre os valores dos pixels. As imagens de perfusão fuzzy foram comparadas com as imagens de perfusão obtidas pelo método de injeção de uma solução hipertônica, considerada como padrão-ouro das imagens de perfusão. O desempenho do modelo foi avaliado através da análise das imagens de TIE obtidas em experimentos animais com treze porcos. Os animais foram submetidos a diferentes condições fisiológicas através de lesão pulmonar, recrutamento pulmonar e intubação seletiva. O modelo global foi capaz de identificar a região cardíaca e pulmonar em todos os porcos, independentemente das condições fisiológicas a que foram submetidos. Os resultados foram bastante expressivos tanto em termos qualitativos (a imagem obtida pelo modelo foi bastante similar a da tomografia computadorizada) quanto em termos quantitativos (a área média da curva ROC foi de 0,84). Os resultados do estudo poderão servir de base para o desenvolvimento de ferramentas clínicas, baseadas em TIE, para diagnósticos de algumas patologias e situações críticas, tais como distúrbio entre ventilação e perfusão, pneumotórax e tromboembolismo pulmonar. / Electrical Impedance Tomography (EIT) is an image method that has been developed for use in medicine, specially in critical care medicine. Aiming at improving the anatomical resolution of EIT images a fuzzy model was developed based on EIT high temporal resolution and the functional information contained in the pulmonary perfusion and ventilation signals. Fuzzy models were elaborated for heart map modeling, ventilation and perfusion map modeling. Image segmentation was performed using a threshold method and a ventilation/perfusion map was generated. Fuzzy EIT perfusion map was compared with the hypertonic saline injection method, considered as the gold-standard for EIT perfusion image. The model performance was evaluated through analysis of EIT images obtained from animal experiment with thirteen pigs. The animals were submitted to different physiological conditions, such as ventilation induced lung injury, selective intubations and lung recruitment maneuver. The global model was able to identify both the cardiac and pulmonary regions in all animals. The results were expressive for both qualitative (the image obtained by the model was very similar to that of the CT-scan) and quantitative (the ROC curve area average was 0.84) analysis. These achievements could serve as the base to develop EIT diagnosis system for some critical diseases, such as ventilation to perfusion mismatch, pneumothorax and pulmonary thromboembolism.

mechanical ventilation an inseparable part of almost all surgery, where is anesthesia used. The introductory chapters of this thesis are focus on a teoretical familiarization with the complex issue with artificial lung ventilation. In additional to the history of artificial lung ventilation, chapters included familiarization with anatomy and physiology of lungs, associated with this defined volume of lungs and itself pulmonary ventilation. In the practical part I deal with design of ventilator for used it on laboratory animals.

Il est bien établi chez les physiologistes, que si l’exercice de course en montée sollicite préférentiellement des contractions musculaires concentriques, l’exercice de course en descente requiert des actions musculaires frénatrices, majoritairement excentriques. L’exercice de course en descente à intensité sous-maximale génère un stimulus mécanique plus important pour un niveau de sollicitation métabolique moindre (i.e., V̇O2). Basée sur 3 études expérimentales, cette thèse de doctorat explore la physiologie spécifique de la course en déclivité, ainsi que ses prédicteurs physiologiques. Notre première étude montre une amplitude des réponses cardiorespiratoires amoindrie, une ventilation plus superficielle et une composante lente négative de consommation d’oxygène et de fréquence cardiaque en course en descente versus montée à vitesse constante et identique (8,5 km·h-1, pente de 15%). Lors de tests incrémentaux maximaux en course en descente vs montée vs plat, notre 2ème, partie A étude démontre que des coureurs bien entraînés, familiarisés avec la course en descente, peuvent atteindre FCmax, mais pas V̇O2max en descente. Lorsque les courses en descente et montée sont réalisées à même intensité métabolique (70% V̇O2max), notre 2ème (B) étude démontre que la course en descente (19 km·h-1, pente de -15%) induit des réponses cardiorespiratoires supérieures (FC et V̇E), une composante lente de V̇O2 significative et engendre une fatigue supérieure à la course en montée (6 km·h-1, pente de +15%). Enfin, une étude de terrain (étude 3) montre que les performances de 5 km de course en montée et en descente partagent quelques prédicteurs physiologiques communs (V̇O2max, force musculaire des membres inférieurs), bien que dans des proportions différentes. De plus, ces deux contre-la-montre sont également déterminés par des prédicteurs physiologiques spécifiques (i.e., raideur musculo-tendineuse en descente et indice de masse corporelle en montée). Nos résultats améliorent notre compréhension de la physiologie spécifique à la course en descente vs montée et ouvrent la voie des applications à l’entraînement des traileurs avec le but ultime d’optimiser leur performance. / It is admitted that uphill running mostly elicits concentric muscle actions whereas downhill running requires braking muscle actions inducing preferentially eccentric muscle action. Consequently, high running speed can be achieved in downhill (i.e., a high level of mechanical stress), despite low metabolic demands (i.e., low metabolic power). Using 3 experimental studies, this doctoral thesis explores the specific physiology of downhill vs uphill running as well as its physiological determinants. Our first study shows lower magnitude of the cardiorespiratory responses, a more superficial ventilation pattern and inverse V̇O2 and HR slow components in submaximal constant and same downhill vs uphill running velocity (8,5 km·h-1, 15% slope). During maximal incremental downhill vs uphill and level running, our study 2 part A demonstrates that well-trained endurance athletes, accustomed to downhill running, can reach maximal heart rate but not V̇O2max in downhill running. When downhill and uphill running are performed at similar metabolic demand (70% V̇O2max), our study 2 part B demonstrates that downhill running (19 km·h-1, -15% slope) elicits greater cardiorespiratory responses (HR and V̇E), a significant V̇O2 slow component and exacerbates muscle fatigue compared to uphill running (6 km·h-1, +15% slope). Finally, a field study (study 3) shows that 5-km downhill vs uphill running performances share some physiological predictors (V̇O2max, lower limb muscle strength) although in different proportions. In addition, this study also demonstrates that both time-trial performances are also determined by specific physiological predictors (i.e., musculotendinous stiffness for downhill and body mass index for uphill running). All in all, our results further our understanding of the specific physiology of downhill vs uphill running and open the way to training applications in trail runners with the ultimate goal to optimize trail running performance.

Introdução: A atelectasia intraoperatória ocorre imediatamente após a indução anestésica e pode ser detectada por ultrassom pulmonar (LUS). No entanto, até o momento o LUS não é utilizado para avaliar a hiperdistensão pulmonar. Neste estudo, descreveu-se um método para detectar hiperdistensão pulmonar usando LUS. A tomografia de impedância elétrica (TIE) foi a referência para comparação dos métodos. Métodos: Dezoito (18) pacientes, com 63 ± 6 anos de idade, com pulmões normais, submetidos à cirurgia abdominal inferior. O TIE foi calibrado, realizada a indução anestésica, intubação e ventilação mecânica. Para reverter a atelectasia posterior, realizou-se uma manobra de recrutamento alveolar com o uso de pressão expiratória final positiva (PEEP) 20 cmH20 e pressão aérea do platô 40 cmH2O durante 120 segundos. A titulação PEEP foi então obtida com valores descendentes: 20, 18, 16, 14,12,10, 8, 6 e 4 cmH2O. Os dados de ultrassom e TIE foram coletados em cada nível PEEP e interpretados por dois observadores independentes. O número de linhas H foi contado usando um filtro especial. O teste de correlação de Spearman e a curva ROC foram utilizados para comparar os dados do LUS e TIE. Resultados: O número de linhas H aumentou linearmente com PEEP: de 3 em PEEP 4 cmH2O a 10 em PEEP 20 cmH2O. Cinco linhas H foram o limiar para a detecção de hiperdistensão pulmonar, definida como hiperdistensão na TIE >= 24,5%. A área sob a curva ROC foi 0,947 (IC 95% 0.901-0.976). Conclusão: O LUS intraoperatório detectou hiperdistensão pulmonar em valores descendentes de PEEP. A presença de cinco ou mais linhas H podem ser consideradas como indicando hiperdistensão pulmonar / Purpose: Intraoperative atelectasis occurs immediately after anaesthetic induction and can be detected by lung ultrasound (LUS). However, LUS is considered as unable to assess pulmonary hyperinflation. In this study, we propose a method to detect pulmonary hyperinflation using LUS. Electrical impedance tomography (EIT) was the reference method. Methods: We included 18 patients, 63 ± 6-year old, with normal lungs, undergoing lower abdominal surgery. The following protocol was used: EIT was calibrated, followed by anaesthetic induction, intubation and mechanical ventilation. To reverse posterior atelectasis, a recruitment maneuver - positive end-expiratory pressure (PEEP) 20 cmH20 and plateau airway pressure 40 cmH2O during 120 sec was performed. PEEP titration was then obtained during a descending trial: 20, 18, 16, 14,12,10, 8, 6 and 4 cmH2O. Ultrasound and EIT data were collected at each PEEP level and analyzed by two independent observers. The number of H lines was counted using a special filter. Spearman correlation test and ROC curve were used to compare LUS and EIT data. Results: The number of H lines increased linearly with PEEP: from 3 at PEEP 4 cmH2O to 10 at PEEP 20 cmH2O. Five H lines was the threshold for detecting pulmonary hyperinflation, defined as a mean decrease in maximum EIT compliance >= 24,5 %. The area under the ROC curve was 0.947 (CI 95% 0.901-0.976). Conclusion: Intraoperative transthoracic LUS can detect pulmonary hyperinflation during a PEEP descending trial. Five or more H lines can be considered as indicating pulmonary hyperinflation in normally aerated lung regions