Avaliamos as mudanças no padrão respiratório, movimento toracoabdominal e ventilação em portadores de DPOC e indivíduos sadios. Estudou-se 45 indivíduos entre 45 e 75 anos conforme o VEF1. Utilizou-se sistemas de pletismografia respiratória por indutância, análise metabólica de gases em posição semi-sentada ao repouso e radiografia de tórax para a mobilidade diafragmática. Os grupos DPOC apresentaram redução do TI, TTOT, aumento do VC/TI, f, VE, das relações VEM/VC, VE/VO2, VE/VCO2 e diminuição da SpO2. Redução da mobilidade do diafragma e aumento da VEM/VC associaram-se à ineficiência da ventilação e a alterações no modelo ventilatório utilizado, sem alterações no movimento toracoabdominal. / We assessed changes in breathing patterns, thoracoabdominal movement and ventilation in COPD sufferers and healthy individuals. Forty-five individuals between 45 and 75 were grouped by FEV1. Inductive plethysmographic equipment, respiratory metabolism measuring (with subject at rest in semi-recumbent position), and radiographic measurement of diaphragm mobility were used. The COPD groups presented reduction in TI and TTOT and increased VT/TI, f, VE, and VD/VT, VE/VO2, VE/VCO2 and decreased SpO2. Reduction in diaphragm mobility and increase of VEM/VC were associated with ventilatory inefficiency and alterations in the ventilatory model used. No alterations in thoracoabdominal movement

Introdução: A utilização da posição prona melhora significativamente a oxigenação de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). Estudos prévios sugerem que o recrutamento das regiões pulmonares colapsadas e pobremente aeradas é um dos possíveis mecanismos responsáveis pela melhora da oxigenação, no entanto, os mesmos ainda não foram comprovados. Objetivos: Quantificar a distribuição regional da aeração e da perfusão pulmonar, em ambas as posições prona e supina, através da tomografia de impedância elétrica (TIE) e da tomografia computadorizada multislice (TC), correlacionando-as com as respectivas trocas gasosas. Métodos: Foram estudados 21 suínos, da raça Ladrasse anestesiados e em ventilação mecânica controlada. Os animais foram divididos em dois grupos, de acordo com o método de imagem. 13 animais foram estudados com a TIE (grupo TIE) e 8 animais foram estudados com a TC (grupo TC). Após a indução do modelo de lesão pulmonar (infusão intermitente de solução salina e ventilação lesiva por 3 horas), os animais foram submetidos a uma manobra de recrutamento alveolar máxima (MR) seguida por uma manobra de titulação da PEEP (MTP), realizada em passos decrementais de 2 em 2 cmH2O PEEP. Onze animais (7 no grupo TIE e 4 no grupo TC) foram randomizados para iniciar o estudo na posição supina, seguida de uma segunda MR e MTP na posição prona. Dez animais (6 no grupo TIE e 4 no grupo TC) receberam as manobras na ordem inversa. Para o estudo da perfusão foram adicionados mais sete animais (2 no grupo TIE e 5 no grupo TC) que foram submetidos à injeção rápida de solução salina hipertônica e/ou de contraste iodado respectivamente. Resultados: Não foram encontradas diferenças significativas na quantidade de tecido pulmonar colapsado e hiperdistendido, entre as posições estudadas em ambos os grupos TIE e TC (p= 0.06). Entretanto, as trocas gasosas foram consistentemente melhores durante a posição prona (p<0.05), com shunt pulmonar significativamente menor (<55%, p<0.001) para níveis equivalentes de PEEP entre ambas as posições. A análise da perfusão pulmonar evidenciou a presença de grande fluxo sanguíneo pulmonar (2x mais perfusão específica) nas áreas de colapso pulmonar durante a posição supina, assim como a ausência de maiores efeitos gravitacionais na distribuição da perfusão entre as posturas. Conclusão: A análise quantitativa da TIE e da TC evidenciou que, para a mesma quantidade de tecido pulmonar colapsado, a oxigenação arterial foi sempre mais comprometida durante a posição supina, com aumento significativo do shunt pulmonar e com uma região de colapso pulmonar mais perfundida, sugerindo que a posição prona melhora a oxigenação e a relação ventilação perfusão, mas não atenua os efeitos gravitacionais sobre o parênquima pulmonar, o que não confirma os possíveis efeitos protetores associados à posição prona / Introduction: Prone position has been shown to consistently improve oxygenation in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). Previous studies suggested some improvement in lung recruitment or a better ventilation of poorly aerated areas as possible mechanisms for such oxygenation benefits. Objective: To quantify the regional distribution of aeration (collapse and hyperdistend lung tissue) and lung perfusion by Computer Tomography (CT) and electrical impedance tomography in supine and prone positions and to correlate them with pulmonary gas exchange. Methods: We studied 21 anesthetized Landrace pigs under controlled mechanical ventilation. These animals were divided in two groups: Thirteen (13) animals in the EIT group and eight (8) in the CT group. After lung injury (saline lavage + VILI during 3 hours), animals were recruited and submitted to two sequential PEEP trials, both consisting of decremental PEEP steps (2 cmH2O steps). Seven (n=7) animals in the EIT group and four (4) in the CT group were allocated to a PEEP trial under supine position, followed by a second PEEP trial in prone. Six (6) animals in the EIT group and four (4) in the CT group received PEEP trials in reverse order. Seven (7) additional animals were studied for lung perfusion distribution, by analyzing the first pass kinetics of hypertonic solution (2 animals - EIT group) and iodine contrast (5 animals - CT group). Results: No differences in the amount of collapsed and hyperdistended lung tissue were found between both postures (p= 0.12 vs. p = 0.41 respectively) in both the EIT and CT groups. However, the gas exchange was consistently better (p <0.05), with much lower (55% lower) pulmonary shunt during prone position (p=0.001), at equivalent PEEP levels in both groups. The perfusion studies confirmed a higher perfusion ( 2 times increment in specific perfusion) of the atelectatic lung tissue in supine position, without majors gravitational effects between both positions. Conclusions: The quantitative analysis of EIT and CT showed that for the same amount of collapsed lung tissue, the PaO2 was always lower in supine position, with higher pulmonary shunt and higher perfusion of the collapsed lung areas. We could not demonstrate any lung protective effect associated with prone positioning. Thus, these results suggest that prone position improves oxygenation and V/Q imbalances, but it does not attenuate the effects of gravity on the lung

Introdução: A utilização da posição prona melhora significativamente a oxigenação de pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). Estudos prévios sugerem que o recrutamento das regiões pulmonares colapsadas e pobremente aeradas é um dos possíveis mecanismos responsáveis pela melhora da oxigenação, no entanto, os mesmos ainda não foram comprovados. Objetivos: Quantificar a distribuição regional da aeração e da perfusão pulmonar, em ambas as posições prona e supina, através da tomografia de impedância elétrica (TIE) e da tomografia computadorizada multislice (TC), correlacionando-as com as respectivas trocas gasosas. Métodos: Foram estudados 21 suínos, da raça Ladrasse anestesiados e em ventilação mecânica controlada. Os animais foram divididos em dois grupos, de acordo com o método de imagem. 13 animais foram estudados com a TIE (grupo TIE) e 8 animais foram estudados com a TC (grupo TC). Após a indução do modelo de lesão pulmonar (infusão intermitente de solução salina e ventilação lesiva por 3 horas), os animais foram submetidos a uma manobra de recrutamento alveolar máxima (MR) seguida por uma manobra de titulação da PEEP (MTP), realizada em passos decrementais de 2 em 2 cmH2O PEEP. Onze animais (7 no grupo TIE e 4 no grupo TC) foram randomizados para iniciar o estudo na posição supina, seguida de uma segunda MR e MTP na posição prona. Dez animais (6 no grupo TIE e 4 no grupo TC) receberam as manobras na ordem inversa. Para o estudo da perfusão foram adicionados mais sete animais (2 no grupo TIE e 5 no grupo TC) que foram submetidos à injeção rápida de solução salina hipertônica e/ou de contraste iodado respectivamente. Resultados: Não foram encontradas diferenças significativas na quantidade de tecido pulmonar colapsado e hiperdistendido, entre as posições estudadas em ambos os grupos TIE e TC (p= 0.06). Entretanto, as trocas gasosas foram consistentemente melhores durante a posição prona (p<0.05), com shunt pulmonar significativamente menor (<55%, p<0.001) para níveis equivalentes de PEEP entre ambas as posições. A análise da perfusão pulmonar evidenciou a presença de grande fluxo sanguíneo pulmonar (2x mais perfusão específica) nas áreas de colapso pulmonar durante a posição supina, assim como a ausência de maiores efeitos gravitacionais na distribuição da perfusão entre as posturas. Conclusão: A análise quantitativa da TIE e da TC evidenciou que, para a mesma quantidade de tecido pulmonar colapsado, a oxigenação arterial foi sempre mais comprometida durante a posição supina, com aumento significativo do shunt pulmonar e com uma região de colapso pulmonar mais perfundida, sugerindo que a posição prona melhora a oxigenação e a relação ventilação perfusão, mas não atenua os efeitos gravitacionais sobre o parênquima pulmonar, o que não confirma os possíveis efeitos protetores associados à posição prona / Introduction: Prone position has been shown to consistently improve oxygenation in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). Previous studies suggested some improvement in lung recruitment or a better ventilation of poorly aerated areas as possible mechanisms for such oxygenation benefits. Objective: To quantify the regional distribution of aeration (collapse and hyperdistend lung tissue) and lung perfusion by Computer Tomography (CT) and electrical impedance tomography in supine and prone positions and to correlate them with pulmonary gas exchange. Methods: We studied 21 anesthetized Landrace pigs under controlled mechanical ventilation. These animals were divided in two groups: Thirteen (13) animals in the EIT group and eight (8) in the CT group. After lung injury (saline lavage + VILI during 3 hours), animals were recruited and submitted to two sequential PEEP trials, both consisting of decremental PEEP steps (2 cmH2O steps). Seven (n=7) animals in the EIT group and four (4) in the CT group were allocated to a PEEP trial under supine position, followed by a second PEEP trial in prone. Six (6) animals in the EIT group and four (4) in the CT group received PEEP trials in reverse order. Seven (7) additional animals were studied for lung perfusion distribution, by analyzing the first pass kinetics of hypertonic solution (2 animals - EIT group) and iodine contrast (5 animals - CT group). Results: No differences in the amount of collapsed and hyperdistended lung tissue were found between both postures (p= 0.12 vs. p = 0.41 respectively) in both the EIT and CT groups. However, the gas exchange was consistently better (p <0.05), with much lower (55% lower) pulmonary shunt during prone position (p=0.001), at equivalent PEEP levels in both groups. The perfusion studies confirmed a higher perfusion ( 2 times increment in specific perfusion) of the atelectatic lung tissue in supine position, without majors gravitational effects between both positions. Conclusions: The quantitative analysis of EIT and CT showed that for the same amount of collapsed lung tissue, the PaO2 was always lower in supine position, with higher pulmonary shunt and higher perfusion of the collapsed lung areas. We could not demonstrate any lung protective effect associated with prone positioning. Thus, these results suggest that prone position improves oxygenation and V/Q imbalances, but it does not attenuate the effects of gravity on the lung

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3433.pdf: 978848 bytes, checksum: db91e12388088bbce1f290e9a7aeb7b9 (MD5) Previous issue date: 2011-02-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / The dissertation consisted of two works. The aim of the first study was to evaluate respiratory muscle endurance (RME) in post myocardial infarction (MI) patients without respiratory muscle weakness [maximal inspiratory pressure (MIP)&#8805;60% of predicted] and its correlation with exercise tolerance. Participated in this study ten recent post-MI (<1.5 month post-MI [RIG]), nine late post-MI (>6 months post-MI [LIG]) and twelve healthy (control group [CG]) middle-aged men. They underwent spirometric evaluation, cardiopulmonary exercise test and two RME protocols (incremental [IP] and constant pressure [CP]). There were differences (p&#61603;0.05) in endurance pressure (PTHMAX) between the RIG and CG. There was a positive correlation for RIG between PTHMAX and maximal voluntary ventilation (MVV) (r=0.67) and peak oxygen consumption (VO2peak) (r=0.59). We conclude that RME seems to be reduced and related to peak exercise tolerance in recent MI patients without inspiratory muscle weakness. Similarly, in the second study, with nine subjects in RIG, ten in LIG and ten in CG, the aim was to characterize the metabolic and ventilatory behavior during testing of RME with IP and CP. In 70 and 80% of MIP (IL) and in the middle and final of CP test, the RIG had lower MET and higher VE/VCO2 compared CG. At 90% of MIP (IL), the RIG had lower VO2 and MET compared to CG. Moreover, RIG achieved lower pressure and product pressure-time using a similar percentage of VO2peak and oxygen consumption at anaerobic threshold (VO2AT) to sustain a 20% lower pressure than the CG. We conclude that the reduced capacity of RME in recent MI patients without inspiratory muscle weakness seems to occur due to lower ventilatory efficiency in the second part of the protocols, even in the presence of lower pressure overload. / A dissertação constou de 2 estudos descritos a seguir. O estudo I teve por objetivo avaliar a resistência dos músculos respiratórios (RMR) de indivíduos pós-infarto do miocárdio (IM) sem fraqueza muscular inspiratória [pressão inspiratória máxima (PIMAX)&#8805;60% do predito] e sua correlação com a tolerância ao exercício. Participaram deste estudo dez homens pós-IM recente (<1 mês e meio pós-IM [GIR]), nove pós-IM tardio (>6 meses pós-IM [GIC]) e doze homens saudáveis (grupo controle [GC]) de meia-idade. Estes foram submetidos a espirometria, teste cardiopulmonar e a dois protocolos de RMR [pressão incremental (RPI) e constante (RPC)]. Houve diferença (p&#61603;0,05) na pressão de resistência (PTHMAX) entre o GIR e o GC. Houve correlação positiva no GIR entre PTHMAX e ventilação voluntária máxima (VVM) (r=0,67) e o consumo de oxigênio no pico de exercício (VO2pico) (r=0,59). Concluímos que a RMR parece estar reduzida e relacionada a tolerância no pico do exercício em indivíduos pós-IM recente sem fraqueza muscular respiratória. Também foi realizado o estudo II, com nove indivíduos no GIR, dez no GIC e dez no GC, que teve por objetivo caracterizar o comportamento ventilatório e metabólico durante os testes de RPI e RPC. Em 70 e 80% da PIMAx (RPI) e no meio e final do teste de RPC, o GIR apresentou menor MET e maior VE/VCO2 em relação ao GC. Em 90% da PIMAx (RPI), o GIR apresentou menor VO2 e MET em relação ao GC. Além disto, GIR apresentou menor pressão e produto pressãotempo de RMR, utilizando semelhante percentual do VO2pico e do consumo de oxigênio no limiar de anaerobiose (VO2LAV) para pressões 20% menores em relação ao GC. Concluímos que a redução da capacidade de RMR em indivíduos na fase recente pós-IM e sem fraqueza muscular inspiratória parece ocorrer em virtude da menor eficiência ventilatória na segunda metade dos protocolos, mesmo na presença de menor sobrecarga pressórica.

Avaliamos as mudanças no padrão respiratório, movimento toracoabdominal e ventilação em portadores de DPOC e indivíduos sadios. Estudou-se 45 indivíduos entre 45 e 75 anos conforme o VEF1. Utilizou-se sistemas de pletismografia respiratória por indutância, análise metabólica de gases em posição semi-sentada ao repouso e radiografia de tórax para a mobilidade diafragmática. Os grupos DPOC apresentaram redução do TI, TTOT, aumento do VC/TI, f, VE, das relações VEM/VC, VE/VO2, VE/VCO2 e diminuição da SpO2. Redução da mobilidade do diafragma e aumento da VEM/VC associaram-se à ineficiência da ventilação e a alterações no modelo ventilatório utilizado, sem alterações no movimento toracoabdominal. / We assessed changes in breathing patterns, thoracoabdominal movement and ventilation in COPD sufferers and healthy individuals. Forty-five individuals between 45 and 75 were grouped by FEV1. Inductive plethysmographic equipment, respiratory metabolism measuring (with subject at rest in semi-recumbent position), and radiographic measurement of diaphragm mobility were used. The COPD groups presented reduction in TI and TTOT and increased VT/TI, f, VE, and VD/VT, VE/VO2, VE/VCO2 and decreased SpO2. Reduction in diaphragm mobility and increase of VEM/VC were associated with ventilatory inefficiency and alterations in the ventilatory model used. No alterations in thoracoabdominal movement

Pacientes portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) podem apresentar assincronia toracoabdominal (ATA). Existem diversos métodos de estimativa da ATA, porém, não há um consenso sobre qual é o mais adequado. O objetivo deste estudo foi comparar dois métodos de estimativa da assincronia toracoabdominal e avaliar a ineficiência ventilatória em pacientes DPOC no repouso e durante o exercício. Foram avaliados 22 pacientes com DPOC (VEF1 40,2±10,5% predito) e 13 indivíduos controle (GC) pareados por idade, gênero e índice de massa corpórea. A cinemática toracoabdominal foi avaliada utilizando pletismografia optoeletrônica no repouso e durante o exercício leve e moderado (70% da carga máxima) no ciclo ergômetro. A ATA foi calculada entre a caixa torácica superior (CTS) e inferior (CTI) e o abdome (ABD) utilizando os métodos de ângulo de fase (AF) e relação de fase (RF). A ineficiência ventilatória foi calculada em cada compartimento como a diferença entre o volume máximo (VM) e o volume calculado (VC) de acordo com o ciclo respiratório (determinado pela soma de volume dos três compartimentos) dividida pelo volume máximo (VM-VC)/VM. Os pacientes com DPOC foram classificados como assíncronos (grupo AT) ou não assíncronos (grupo NA) utilizando como referência os valores do GC. Foi utilizado o teste qui-quadrado ou de Fisher para avaliar a discriminação de pacientes entre os métodos e o ANOVA de dois fatores para comparações entre os grupos. O nível de significância foi ajustado para 5%. O método AF determinou maior número de pacientes com ATA quando comparado com RF no repouso (respectivamente, 15 vs. 7) e no exercício leve (11 vs. 3) e moderado (14 vs. 8). Os valores de assincronia no grupo AT entre CTS-CTI e CTI-ABD foram maiores no repouso (AF: 35,7±45,4° e -42,2±42,5° e RF: 61,8±29,1° e -66,9±27,4°, respectivamente) e no exercício leve (AF: 53,3±35,6° e -55,8±40,4°; RF: 106,1±40,3° e - 124,8±17,2°) e moderado (AF: 61,6±55,1° e -75,9±44,8°; RF: 85,9±23,6° e -81,8±42,2°) quando comparados com os grupos NA (p < 0,05) e GC (p < 0,05). Na análise entre CTSABD não houve diferença entre os grupos. Observou-se que o grupo AT apresentou menor contribuição e maior ineficiência ventilatória da CTI em todos os momentos de avaliação e, durante o exercício moderado, menor volume corrente quando comparado com os grupos NA e GC. Os nossos resultados sugerem que o ângulo de fase apresenta maior detecção de ATA nos pacientes com DPOC. A presença de assincronia parece ocorrer principalmente na caixa torácica inferior e associada com menor contribuição e maior ineficiência ventilatória deste compartimento / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients can present thoracoabdominal asynchrony (TAA). There are several TAA estimation techniques, however, there is no consensus about which is the most appropriate. The aim of this study was to compare two thoracoabdominal asynchrony quantification techniques and to assess chest wall ventilatory inefficiency in COPD patients at rest and during exercise. We evaluated 22 COPD patients (FEV1 40,2±10,5% predicted) and 13 healthy controls (CG) matched by age, gender and body mass index. Thoracoabdominal kinematics was assessed via optoelectronic plethysmography at rest and during mild and moderate exercise (70 % maximum workload) in a cycle ergometer. TAA was calculated among upper (URC) and lower ribcage (LRC) and abdomen (ABD) by using the phase angle (PA) and phase relation (PR) approaches. Ventilatory Inefficiency was estimated in each compartment as the difference between the maximal volume (VM) and the volume (VC) calculated according to respiratory timing (sum of volume in the 3 compartments) divided by the maximal volume (VM-VC)/VM. COPD patients were classified as asynchronous (AT group) or not (NA group) by using as reference the values on the controls. Chi-square or Fisher\'s exact test was used for assessing the patients differentiation between the two TAA quantification approaches and two-way ANOVA was used to compare respiratory parameters among groups (CG, AT and NA). Statistical significance was set at 5% level. PA approach determined more patients as asynchronous when compared to RF at rest (respectively, 15 vs. 7) and during mild (11 vs. 3) and moderate (14 vs. 8) exercise. Asynchrony values in AT group among URC-LRC and LRC-ABD were greater at rest (respectively, 35.7±45.4° and -42.2±42.5° with PA and 61.8±29.1° and -66.9±27.4° with PR) and during mild (PA: 53.3±35.6° and -55.8±40.4°; PR: 106.1±40.3° and -124.8±17.2°) and moderate exercise (PA: 61.6±55.1° and - 75.9±44.8°; PR: 85.9±23.6° and -81.8±42.2°) when compared to NA (p < 0.05) and CG (p < 0.05). Analysis among URC-ABD presented no difference between groups. It was observed that AT group presented a smaller LRC contribution and greater ventilatory inefficiency during all assessing moments and, during moderate exercise, had a lower tidal volume when compared to NA and CG. Our results suggest that phase angle approach presents larger TAA detection in COPD patients. This asynchrony seems to occur mainly in the lower ribcage and be associated with decreased contribution and increased ventilatory inefficiency of this compartment