Introdução: A Abertura e fechamento alveolar a cada ciclo respiratório (TR) é mecanismo de lesão pulmonar associada à ventilação mecânica. É frequente, especialmente em pacientes com lesão pulmonar aguda/ sindrome do desconforto respiratório agudo, mas pode ocorrer em pulmões normais, devido à pressão expiratória final positiva (PEEP) insuficiente. A fração inspirada de oxigênio (FiO2) também pode ter um papel na modulação da lesão pulmonar: frações mais baixas, em situação de relação ventilação perfusão (V/Q) crítica, podem retardar o colapso alveolar. A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é uma nova ferramenta de imagem não invasiva, à beira do leito, que reconstrói imagens transversas da resistividade dos tecidos torácicos, obtidas a partir de uma corrente elétrica injetada por eletrodos colocados circunferencialmente no tórax. Atualmente, o padrão ouro de detecção de TR é a tomografia computadorizada (TC), que utiliza radiação, transporte de pacientes para sua execução, exigindo manobras que podem ocasionar a instabilização dos pacientes. Hipótese deste estudo: é possível detectar e quantificar a ocorrência de TR com TIE. Métodos: 7 suinos traqueostomizados, sob sedação, bloqueio neuromuscular e ventilação mecânica, foram submetidos a manobra de recrutamento alveolar (MRA) em pressão controlada, com pressão platô=50 cmH2O, PEEP=35 cmH2O, aplicada por 2 minutos. Seguiu-se ventilação com volume controlado, posição supina, volume corrente (VT) = 10 ml/kg, fluxo 10l/min FR=10irpm, FiO2=100% e PEEP decremental (20-10-3cmH2O), em passos de 10 minutos. Ao final de cada passo, os animais foram submetidos a uma pressão positiva contínua sobre as vias aéreas em dois níveis, quando se procedeu à TC: pressão de platô (representando inspiração) e PEEP (expiração). Imagens de TIE foram adquiridas continuamente. Os animais foram submetidos à nova MRA, repetindo-se o protocolo em FiO2=40%. Após lesão pulmonar (lavagem pulmonar com SF 0,9% até atingir SpO2< 95%), os passos acima foram repetidos. Para detecção de TR pela TIE, dois métodos foram testados, um método original proposto por este estudo, baseado nas variações de complacência regional (pixel a pixel) ao longo do volume corrente (Método1) e um método descrito em estudo recente por Putensen et al. (Método2). Ambos foram comparados à TC. Resultados: Ocorreu colapso progressivo durante PEEP decremental, sempre maior na FiO2=100% (versus 40%) e após lesão (versus pré-lesão) para as PEEPs correspondentes. A análise de regressão linear, Métodos 1 e 2 para TR em relação à TC evidenciou; Método 1 - R²=0,578 e Método 2 - R²=0,409. As correlações foram melhores quando se considerou apenas as medidas a 100%: R²=0,756 (Método 1) e R2=0,646 (Método 2). Curva ROC; Método 1- área sob a curva: 0,86 e Método2 - 0,79. Regressão logística; Método1 superior ao Método2. Pela ANOVA avaliamos PEEP, lesão, FiO2 e P.Platô na detecção de TR pela TC e Método1..A principal difrerença foi não haver influência da FiO2 sobre TR, Método1 Conclusão: O Método 1 foi superior ao Método2 na detecção de TR, com sensibilidade e especificidade suficiente para se avaliar a utilização clínica. A detecção de TR pelo Método1, não foi influenciada pela FiO2, ao contrário da TC. Estes achados foram compatíveis com os resultados de mecânica pulmonar ( pressão de platô). Portanto, o Método1 foi mais sensível que a TC, pois foi capaz de detectar TR mesmo em situações de ventilação pouco acima do V/Q crítico nas situações de FiO2 de 40%, ao contrário da TC. A TIE não sofreu alterações como o efeito de volume parcial como a TC / Introduction: Cyclic opening and closure of alveolar units during the respiratory cycle, or tidal recruitment (TR), is a harmful mechanism of ventilation induced lung injury. It is frequent, especially in acute lung injury and acute respiratory distress syndrome patients, but can occur in normal lungs under mechanical ventilation, because of an insufficient PEEP. Oxygen concentration (FiO2) can modulate collapse and low FiO2 can delay it. Electrical Impedance tomography (EIT) is a noninvasive imaging tool that reconstructs a cross-sectional image of lungs regional resistivity using electrodes placed around the thorax. EIT is a useful imaging tool for regional ventilation monitoring, as proved by many studies. We hypothesized that is possible to detect and quantify the occurrence of TR by EIT. Seven pigs tracheostomized, sedated and using neuromuscular blockade were submitted to mechanical ventilation. A recruitment maneuver (RM) using plateau pressure = 50cmH2O and positive end expiratory pressure (PEEP) = 35cmH2O for 2 minutes was applied. After, animals were ventilated in volume controlled ventilation mode (VCV), with a tidal volume (Vt) =10ml/kg, inspiratory flow=10l/min, respiratory frequency=10irpm, FiO2=100%. Decremental PEEP (20-10-3cmH2O) steps were applied with 10 minutes intervals between them. Thoracic computed tomography (CT) images were done with a continuous positive airway pressure (CPAP) = Plateau pressure achieved in VCV and PEEP applied, simulating an inspiration and expiration respectively. EIT was acquired continuously during the protocol. RM was repeated and then protocol was repeated, using FiO2=40%. Lung injury was induced (with lung lavage - SF 0.9% until SpO2< 95%). After protocol was repeated including both FiO2. Two TR detectors were tested; an original imaging tool created by our group (Method 1) and a second imaging tool created in a recent study by Putensen. (Method 2). Both methods were compared to CT. Results: A progressive alveolar collapse during decremental PEEP was observed, always greater with FiO2=100% (versus FiO2=40%) and after lung injury (versus before lung injury). Linear regression analysis for Methods 1 and 2 showed for Method1 R2=0.578 and Method 2 R2=0,409. Correlations were better when FiO2=100% was considered individually; Method1 - R²=0,756 and Method2 - R²=0,646. ROC curve presented an area under the curve better for Method1 (0,86) related to Method2 (0,79). Logistic regression also showed better result for Method1. ANOVA was used to test influence of variables as PEEP, lung lesion, FiO2 and Plateau pressure on tidal recruitment. Method1 and CT were tested. The main difference between them was that Method 1 was not influenced by FiO2. Conclusion: Method 1 was superior than 2 for TR detection with sufficient specificity and sensibility for a trial on clinical application. Tidal recruitment detection by Method1 was not influenced by FiO2, but it was for CT, what was supported by results of lung mechanic (plateau pressure). Under lower FiO2 (40%) occurred an underestimation of TR by CT, once the change in ventilation occurs even in lower FiO2 which is not detected by CT. CT is also influenced by partial volume effect, what didn´t occurred with EIT

Introdução: Um dos principais objetivos na SARA é encontrar a melhor estratégia protetora de ventilação mecânica que minimize o stress pulmonar e otimize as trocas gasosas. Teoricamente, estas duas metas podem ser obtidas simultaneamente, evitando-se a hiperdistensão e colapso cíclico de unidades alveolares instáveis. Numa tentativa de radicalizar a minimização da hiperdistensão e da pressão motriz inspiratória, duas estratégias podem ser propostas: o uso da ventilação de alta freqüência oscilatória (HFOV) e o uso da insuflação intra-traqueal de gás (TGI), esta última associada à hipercapnia permissiva e baixas freqüências respiratórias. Objetivo: identificar qual (quais) entre as três estratégias de ventilação mecânica, HFOV, TGI e ventilação protetora de baixa freqüência (VP: volume corrente ~6 mL/kg), foi (foram) a (s) mais protetora (s) em um modelo de SARA em coelhos, durante seis horas de ventilação mecânica. Material e métodos: Os animais (n = 45) foram submetidos a repetidas lavagens pulmonar até uma PaO2 < 100 mmHg. Imediatamente após a injuria pulmonar, foi obtida uma curva P/V para calculo do trabalho inspiratório e energia dissipada durante insuflação pulmonar. Em seguida, os animais foram randomizados em um dos três grupos: HFOV, VP ou TGI. O PEEP ou PMEAN ideais foram obtidos através de uma curva PEEP/PaO2 (ou PMEAN/PaO2) que foi precedida por uma manobra de recrutamento. Os animais dos grupos VP e TGI foram inicialmente ventilados em PCV com um delta de pressão = 8 cmH2O e freqüência = 60 resp/min. A única diferença inicial entre os dois foi que o grupo TGI possuía um fluxo traqueal continuo = 1 L/min. Os animais do grupo HFOV foram inicialmente ventilados com uma amplitude de pressão = 45 cmH2O e freqüência = 10 Hz. Todos os animais foram ventilados com uma FiO2 = 1.0. Os deltas de pressão (ou pressão motriz) nos grupos VP e TGI foram reajustados para manter uma PaCO2 = 90-110 mmHg, enquanto no HFOV a amplitude de pressão foi reajustada para manter uma PaCO2 = 45-55 mmHg. No final do experimento, outra curva P/V foi obtida. Amostras do LBA e sangue foram coletados antes e após o período de ventilação para determinar os níveis de IL-8. Amostras do pulmão esquerdo foram processadas para análise histológica e para cálculo da relação peso-úmido/ peso-seco. Resultados: Não foi observada diferença na PaO2 entre os grupos. A PaCO2 foi significantemente menor no grupo HFOV (59 ± 3 mmHg) quando comparado aos grupos VP (99 ± 4 mmHg) e TGI (80 ± 3 mmHg). O volume corrente foi significantemente menor nos grupos TGI e HFOV quando comparado ao grupo VP. Logo após a lesão pulmonar, todos os grupos necessitaram de trabalhos similares para a insuflação pulmonar, mas o grupo VP foi o único que não apresentou melhora (diminuição) deste trabalho expiratório, a estratégia VP foi a única que apresentou aumento ao longo das 6 horas (P<0,001). Os grupos TGI e HFOV também apresentaram maiores concentrações de polimorfonucleares no tecido pulmonar (P=0,008) e tendências a favorecer um maior índice superfície/volume (P=0,14), maior gradiente IL-8 (diferença ente IL-8 no LBA e plasma - P=0,08) e menor relação peso-úmido/peso-seco (P=0,17) ao final das 6 horas de ventilação. Discussão: O menor trabalho requerido na insuflação pulmonar depois de 6 horas de ventilação refletiu uma redução nas pressões críticas de abertura e, provavelmente, uma melhora do edema pulmonar e do sistema surfactante nas estratégias HFOV e TGI. O aumento do trabalho expiratório no grupo VP sugere, inclusive, uma deterioração na qualidade do surfactante neste grupo. Nos grupos TGI e HFO, a maior concentração de polimorfonucleares no tecido pulmonar e a tendência a apresentar maior gradiente de IL8 poderiam se interpretados como uma melhor membrana alvéolo-capilar, resultando na menor liberação de mediadores compartimentalizados no interior dos alvéolos. Além de necessitar volumes correntes mais altos, a estratégia VP necessitou de pressões inspiratórias progressivamente mais altas durante as seis horas de protocolo, devido a reajustes freqüentes, necessários à manutenção das trocas gasosas. Conclusão: Uma redução mais radical das pressões motrizes demonstrou efeitos benéficos num modelo de lesão pulmonar aguda experimental, mesmo quando associada a uma estratégia que já prioriza o recrutamento pulmonar ótimo. O TGI mostrou ser uma alternativa viável à HFOV, apresentando algumas vantagens práticas de implementação e em termos de previsibilidade de resposta nas trocas gasosas. / Introduction: One of the major goals in ARDS is to find the best protective mechanical ventilation strategy, which minimizes lung stress and optimizes gas exchange. Theoretically, these two goals can be accomplished by simultaneously avoiding alveolar overdistension and cyclic collapse of unstable alveolar units. Pushing further the rationale of this strategy, two new strategies have been proposed: high frequency oscillatory mechanical ventilation (HFOV) and intra-tracheal gas insufflation (TGI) associated with permissive hypercapnia and conventional frequencies. Objective: To determine which of the three protective modalities of mechanical ventilation, HFOV, low-frequency-protective ventilation (LFV), or LFV associated with tracheal gas insufflation (TGI), was the most protective strategy in an ARDS rabbit model during six hours of mechanical ventilation. Material and methods: The animals (n = 45) were submitted to repeated saline lavage until PaO2 < 100 mmHg. Immediately after lung injury, a P/V curve was obtained to calculate inspiratory/expiratory work and energy dissipated during lung inflation. Thereafter, the animals were randomized into one of three groups: LFV, HFOV or TGI. The optimal PEEP or PMEAN was obtained during a PEEP/PaO2 (or PMEAN/PaO2) curve which was preceded by a recruiting maneuver. The animals of the LFV and TGI groups were initially ventilated in PCV with diving pressure = 8 cmH2O and frequency = 60 b/m. The only initial difference between these two arms was that the TGI group had a continuous tracheal flow = 1 L/min. The animals in the HFOV were initially ventilated with an oscillatory pressure amplitude = 45 cmH2O and frequency = 10 Hz. All animals were ventilated with FiO2 = 1.0. Driving pressure was then adjusted in LFV and TGI groups to maintain a PaCO2 = 90-110 mmHg, while in HFO the pressure amplitude was adjusted to maintain a PaCO2 = 45-55 mmHg. At the end of the experiment, after 6 hours of ventilation, another P/V curve was obtained. BAL and bloods samples were drawn before and after the period of ventilation to determine IL-8 levels. The left lung was processed for histological analysis and for wet weight/dry weight (ww/dw) ratio. Results: We observed no differences in PaO2 among the groups. PaCO2 was significantly lower at HFO (59 ± 3 mmHg) when compared with LFV (99 ± 4 mmHg) and TGI (80 ± 3 mmHg) groups. Tidal volume was significantly lower in TGI and HFO groups when compared with LFV group. Soon after injury, all groups required similar energy for lung inflation (inspiratory work), but the VP group was the only one not presenting any improvement in this parameter after 6 hours (P<0.001). Concerning the expiratory work, the VP strategy was the only one presenting an increase in the expiratory work along the 6 hours (P<0.001). The TGI and HFOV groups showed the highest polymorphonuclear cell concentration in lung tissue (P=0.008) and trends towards a higher surface/volume index (P=0.14), higher IL8 gradient (difference between IL8 in BAL and plasma) and lower ww/dw ratio at the end of 6 hours of ventilation (P=0.17). Discussion: The lower energy for lung inflation after six hours of ventilation reflected the reduction of opening pressures and better surfactant function during ventilation under TGI and HFOV strategies. The increase in expiratory work during the VP strategy further suggests that the surfactant quality deteriorated under this strategy. In the TGI and HFOV groups, the higher concentration of polymorphonuclear cells and the trend towards a higher IL8 gradient between the lung and blood may suggest a better integrity of the alveolar-capillary membrane, leading to less release of compartmentalized mediators within the alveolar space. Besides the higher tidal volumes used during VP, this strategy required inspiratory pressures progressively higher along the hours, due to frequent and necessary adjustments of tidal volumes or pressures according to the gas-exchange requirements. Conclusion: An aggressive reduction of tidal volume and driving pressures was beneficial during protective strategies, even when an optimization of lung recruitment was already in place. The TGI strategy showed to be an attractive alternative to HFOV, presenting some advantages in terms of implementation and predictability of response.

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.

A inflamação pulmonar pode variar de acordo com o sitio primário da injuria e poder ser afetado pelo estresse mecânico gerado pela ventilação mecânica. (VM) Objetivos: estudar as eventuais diferenças na reposta pulmonar e sistêmica na lesão pulmonar aguda pulmonar (LPA P ) e extra pulmonar (LPA Exp) após ventilação mecânica. Métodos: Camundongos BALB/c foram divididos em doze grupos. Os grupos controle pulmonar (CP) e extra pulmonar (C Exp) receberam solução salina (SAL) ou Lipopolissacarideo (LPS) via intratraqueal (IT) ou intraperitoneal (IP) respectivamente. Os grupos foram submetidos ou não a simples manobra de pressurização (SMP) até 45 cm H2O. Resultados: Os grupos LPAP e LPAExp não ventilados apresentaram o mesmo nível de inflamação; uma diferença estatisticamente significativa na densidade de células inflamatórias foi observada no grupo LPA P VM (3,84±1,28 cels/2) comparado ao grupo LPA Exp VM ((1,75±0,14 cels/2), p=0,013. O mesmo foi observado na LPA P SMP (2,92±0,44 cels/2) comparado ao LPA Exp SMP (1,46±0,23 cels/2), p<0,0001. LPAP mostrou estatisticamente significante aumento no El (56,19 ± 12,26 cm H2O) em comparação ao LPA Exp SMP (26,88 ± 36,38 cm H2O) após SMP (p = 0,029). Nenhuma diferença estatisticamente significante foi observada no estresse oxidativo no rim. Conclusão: Observamos um padrão diferente da resposta inflamatória e mecânica pulmonar comparando LPA pulmonar e extra-pulmonar submetido à ventilação mecânica de curto prazo. Embora a ventilação mecânica represente uma ferramenta essencial para estabilizar o paciente critico, é necessário individualizar a abordagem do tratamento ventilatório / Lung inflammation may vary according to the primary site of injury and may be affected by the mechanical stress generated by mechanical ventilation (MV). Objectives: to address possible differences in lung and systemic responses in pulmonary and extra pulmonary ALI after mechanical ventilation. Methods: BALB/c mice were divided in twelve groups of six animals. In pulmonary and extrapulmonary control or ALI groups received either saline or LPS (intratracheally instilled or intraperitoneally injected), respectively. Ventilated groups were either recruited or not with a single recruitment maneuver (SRM) reaching 45 cm H2O. Results: At baseline ALI P and ALI EXP non ventilated groups presented the same level of inflammation; a statistically significant difference in density of inflammatory cells was noted in ALI P MV (3,84±1,28 cells/2) compared to ALI EXP MV (1,75±0,14 cells/2), p=0,013. The same was observed in ALI P SRM (2,92±0,44 cells/2) compared to ALI EXP SRM (1,46±0,23 cells/2) ventilated groups (p<0,0001). ALI P showed a statistically significant increase in El (56,19 ± 12,26 cm H2O) in comparison to ALI EXP (26,88 ± 36,38 cm H2O) after SRM (p = 0,029). No statistical differences were observed in kidney oxidative stress. Conclusion: We observed a different pattern of response in lung inflammation and mechanics comparing pulmonary and extra pulmonary ALI, submitted to short term mechanical ventilation. Although mechanical ventilation represents a fundamental tool to stabilize critical patients, it is essential to individualize the approach of the ventilatory treatment

INTRODUÇÂO: Apesar de ser essencial, em algumas situações a ventilação mecânica (VM) pode acarretar danos ao pulmão sadio, evento conhecido como lesão pulmonar induzida pela ventilação ou ventilator-induced lung injury VILI. Esse processo depende da ação de forças mecânicas e da resposta inflamatória pulmonar. OBJETIVO: No presente estudo, analisamos a inflamação pulmonar e a expressão gênica de proteoglicanos e proteínas do citoesqueleto em resposta a dois mecanismos de VILI (alto volume e alta pressão). MÈTODOS: Vinte e um coelhos foram randomizados em três grupos: Controle (CTR), n=6; VC=8ml/kg, PEEP=5cmH2O, fluxo= 2l/min; Alto volume (AV), n=7; VC=16 ml/kg, PEEP 5cmH2O, fluxo= 3 l/min e Alta pressão (AP), n=8; com pressão inspiratória máxima (PIMAX) de 30cmH2O e PEEP=12cmH2O, com a intenção de manter o mesmo volume corrente do grupo controle. Os animais foram ventilados por 3h30m e subsequentemente exsanguinados. RESULTADOS: Houve redução na complacência dinâmica do grupo AP quando comparado aos grupos CTR (p=.001) e AV (p=.000). A análise histológica não mostrou diferença no infiltrado das células inflamatórias entre os grupos, da mesma forma, não foram encontradas diferenças na expressão gênica da interleucina-8. A expressão gênica da alfa-actina não apresentou nenhuma diferença estatística entre os grupos. Diferenças na expressão dos proteoglicanos, entre as regiões pulmonares, foram observadas somente no grupo AV, com aumento da expressão gênica do biglican (p=.004) e lumican (p=.003) na região não dependente. A comparação da região não dependente entre os grupos mostrou aumento da expressão do biglican no grupo AP versus o CTR (p=.005). A análise entre os grupos da região dependente mostrou aumento da expressão da decorina no grupo AP (p=.049) e aumento da expressão do versican no AV (p=.003) e AP (p=.015) versus CTR; e, o grupo AP apresentou aumento na expressão do biglican (p=.007) e do lumican (p=.021). CONCLUSÃO: As forças geradas pela VM agem sobre o parênquima pulmonar determinando alterações na expressão gênica de proteoglicanos, independentemente da resposta inflamatória. Pressão e volume agem de forma diversa, sendo as grandes alterações de força impostas pela ventilação com altos volumes, sentidas mais pelas regiões não dependentes do pulmão. A alta pressão transpulmonar mantida mostrou-se como a maior indutora da expressão de fibrogênese dos componentes estudados da MEC / INTRODUCTION: In spite of being essential, in some situations mechanical ventilation (MV) can lead to damages to the lung, an event known as ventilator-induced lung injury. This process depends on the action of mechanical forces and lung inflammatory response. OBJECTIVE: Analyze lung inflammation and gene expression of proteoglycans and cytoskeleton proteins in response to two mechanisms of VILI (high volume and high pressure). METHODS: Twenty-one rabbits were randomized into three groups: Control, n=6; VT=8ml/kg, PEEP=5 cm H2O, flow = 2l/min; High volume (HV), n=7; VT=16 ml/kg, PEEP 5 cm H2O, flow = 3 l/min and High pressure (HP), n=8; with maximal inspiratory pressure (PIMAX) of 30cmH2O and PEEP 12cmH2O, with the intention of maintaining the same tidal volume as the LV group.. Animals were ventilated for 3h30m and subsequently exsanguinated. RESULTS: There was a reduction in lung compliance in the HP group when compared to control (p=.001) and HV groups (p=.000). Histological analysis did not show difference in inflammatory cells infiltrate between groups, in the same way, no differences in interleukin 8 gene expression were observed. Alpha-actin gene expression did not show any statistical differences between groups. Differences in proteoglycan expression between lung regions were only noticed in the HV group, with Biglycan (p=.004) and lumican (p=.003) gene expression increased in the non-dependent region. Comparisons between groups concerning the nondependent region showed increased expression of biglycan in HP versus control (p=.005). Comparisons between groups addressing the dependent region showed increased expression of decorin in HP (p=.049) and increased expression of versican in HV (p=.003) and HP (p=.015) versus control; and the HP group showed the highest Biglycan (p=.007) and lumican (p=.021) expressions. CONCLUSION: The forces generated by MV act on the lung parenchyma determining alterations in the gene expression of the proteoglycans, independently of the inflammatory response. Pressure and volume act in different ways, being alterations of force imposed by high volumes, felt more by the non-dependent lung regions. The high transpulmonary maintained pressure was the greatest inducer of expression of fibrogenesis related ECM components

A aplicação de sistemas de climatização com distribuição de ar pelo piso tem aumentado em países desenvolvidos, o que também tem ocorrido no Brasil. Em paralelo, tem crescido o interesse pela qualidade do ar interior e os seus efeitos no bem estar, saúde e produtividade dos ocupantes de uma edificação. Diversos estudos têm apontado para as vantagens deste sistema em relação à remoção de contaminantes do ambiente interior. Este sistema tem figurado nos programas de certificação ambiental de edificações como uma alternativa vantajosa para a melhoria da qualidade do ar interior e o conforto térmico com preservação da eficiência energética, recebendo pontuação adicional. Com o crescente interesse por este tipo de sistema, estudos que aprimorem o seu projeto visando à melhor eficiência global mostram-se essenciais. Este estudo tem como principal objetivo verificar experimentalmente a contribuição de um sistema de climatização com distribuição de ar pelo piso para a qualidade do ar interior de um ambiente, sendo este uma sala de aula para 48 alunos situada no Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, em condições reais de uso. Para isso, foram medidas as concentrações de partículas em suspensão na zona de respiração para pessoas sentadas (a 1,10 m do piso), e no retorno do ar (a 2,60 m do piso) simultaneamente, sob seis diferentes valores de temperatura do ar na zona ocupada (a 0,60 m do piso), previamente escolhidos. Estas concentrações permitiram o cálculo e a análise do índice de efetividade na remoção de contaminantes IERC no ambiente, para partículas e CO2 (segunda etapa das medições). Simultaneamente, foram realizadas medições de variáveis de conforto térmico no ambiente, temperatura do ar e velocidade do ar, em seis diferentes alturas e quatorze pontos do ambiente. As baixas concentrações de partículas em suspensão (inferiores a 0,035 mg/m³) mostraram que este sistema não dispersa contaminantes no ar interior. Os IERC próximos ou superiores à unidade em todas as condições de operação do sistema, tanto para partículas em suspensão como para CO2, comprovaram a sua eficiência na remoção de contaminantes do ambiente interior. / The use of underfloor air distribution (UFAD) systems is growing in developed countries, and this is also observed in Brazil. Besides, the interest in indoor air quality and its effects on the well being, health and productivity of the occupants in a building is an important issue nowadays. Many studies have related the advantages of UFAD systems in removing indoor air contaminants from the ambient as compared to overhead systems. In the building certification systems, they figure as good alternatives to promote better indoor air quality and thermal comfort, preserving energy efficiency, which corresponds to additional points. With the expanding interest in this technology, studies that enhance its project, keeping as a goal its global efficiency, are very welcome. The aim is to experimentally verify the contribution of an UFAD system to the indoor air quality of a classroom used by 48 students at the Civil Construction Department of the Engineering School of the University of São Paulo Brazil. The study has been conducted in a non-steady state condition. In order to perform this evaluation, the levels of indoor air-borne particles were measured at the breathing zone for seated people (1.10m from the ground), and at the exhaust (2.60m from the ground) simultaneously, under six different pre-defined values of air temperature at the occupied zone (0.60m from the ground). These concentration levels have allowed calculating the contaminant removal effectiveness index, CRE, in many points of the ambient. A similar analysis was developed for the concentrations of CO2 in the second part of the experiment. At the same time, the air temperature and air velocity were measured in six different levels and at fourteen points of the ambient. The low concentration levels of total suspension particle (under 0.035 mg/m³) have shown that this system doesn\'t disperse air contaminants indoors. The CRE indexes near or above 1.0, for both total suspension particle and CO2, have confirmed the ventilation effectiveness of this underfloor air distribution system under all the operational conditions.

Uma importante estratégia de projeto para melhorar o desempenho térmico das edificações em climas quentes e úmidos é a adoção conjunta da ventilação natural e de dispositivos de sombreamento. Contudo, quando a ventilação natural é ocasionada pela ação dos ventos nas edificações, as pressões do vento nas envoltórias da edificação são alteradas com a presença de elementos externos próximos que mudam as características do fluxo incidente. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo avaliar os impactos na ventilação natural, e nas temperaturas internas do ar e/ou no conforto térmico de uma habitação térrea em um clima quente e úmido, a partir do uso de diferentes dispositivos de sombreamento externos e muro. Para isso, foram realizadas simulações computacionais no programa EnergyPlus através do módulo AirflowNetwork. Foram realizados ensaios em túnel de vento de Camada Limite Atmosférica (CLA) para a obtenção dos coeficientes de pressão (Cps). Os resultados apontaram impactos específicos a cada elemento estudado, no entanto o fenômeno mais frequente nos casos com dispositivos de sombreamento foi a redução dos efeitos de sobrepressão e sucção. Quanto aos seus impactos nas renovações de ar, estes provocaram uma diminuição do fluxo de ar e, consequentemente, o aumento da temperatura no período predominantemente noturno. Entretanto, foi observado um maior impacto na atenuação das temperaturas internas nos períodos diurnos, que prevaleceu sobre o aumento nos períodos de ventilação. Destacou-se, dentre os dispositivos de sombreamento estudados, as proteções tipo veneziana por proporcionarem um melhor desempenho térmico. Já os muros, dentre todos os elementos estudados, foram os que tiveram maior impacto nos Cps. Tal fenômeno significou a diminuição da taxa de renovação de ar dentre 50 e 75%. O impacto mais sobressalente nas temperaturas internas nestes casos foi o aumento destas no período noturno, limitando o potencial da ventilação natural para a remoção de calor da edificação / An important design strategy for improving the thermal performance of buildings in hot and humid climates is the adoption of natural ventilation strategies and shading devices combined. However, when natural ventilation is wind-driven, the wind pressures on the building envelope are altered by the presence of nearby external elements that change the incident flows characteristics. Thus, the present work aims to evaluate the impacts on natural ventilation, and the internal air temperatures and/or the thermal comfort of a single ground floor low-cost house in a hot and humid climate, considering the use of different external shading devices and walls. For such, computational simulations were performed in the EnergyPlus program using the AirflowNetwork module. Atmospheric Limit Wind (CLA) wind tunnel tests were performed to obtain pressure coefficients (Cps). The results indicated specific impacts to each element studied, however the most frequent phenomenon in cases with shading devices was the reduction of the effects of overpressure and suction. As for their impacts on air changes rate, they caused a decrease in airflow and, consequently, an increase in temperature predominantly in the nocturnal period. However, a greater impact was observed in the attenuation of internal temperatures in the daytime periods, which prevailed over the increase in ventilation periods., Among the shading devices studied, venetian type protections for providing better thermal performance were highlighted. Among all the elements studied, the walls had the greatest impact on the Cps. This phenomenon meant the reduction of the air changes rate between 50 and 75%. The most significant impact on internal temperatures in these cases was the their increase at night, limiting the potential of natural ventilation to the removal of heat from the building.

Os programas computacionais de simulação do desempenho termoenergético de edificações têm adquirindo cada vez mais importância devido às possibilidades que apresentam para a avaliação dos projetos. No entanto, há dificuldades para o seu uso nas fases iniciais de projeto, por demandarem tempo, técnicos especializados, orçamentos elevados e um projeto detalhado. Atualmente, existem ferramentas computacionais simplificadas, mas que apresentam limitações quanto às possibilidades de uso, não oferecendo resultados precisos como os dos métodos mais complexos. Portanto, este trabalho propõe avaliar as possibilidades de simplificação das zonas térmicas no programa de simulação EnergyPlus, sem comprometer os resultados das simulações. Esta simplificação auxiliaria o uso dessas ferramentas computacionais nas fases iniciais do projeto. O edifício estudado é uma habitação de interesse social (HIS) naturalmente ventilada, térrea e isolada, simulada para três cidades do Brasil (Curitiba, Manaus e São Paulo). Esta HIS é modelada no EnergyPlus de duas formas: como um modelo multizona (MuZ) e como um modelo monozona (MoZ), em que toda a habitação é considerada apenas como uma única zona térmica. O impacto da simplificação das zonas térmicas é avaliado em dois estudos que consideram: 1) vários horários para abertura e fechamento de portas internas, e 2) diferentes geometrias e distribuições internas para os ambientes. Em ambos os estudos, os resultados mostram que a diferença absoluta horária da temperatura entre os modelos MoZs e MuZs é significativamente baixa para todos os casos considerados, estando abaixo de 0,4ºC mais de 50% do tempo. As maiores diferenças encontradas entre os MoZs e MuZs são obtidas nos modelos simulados nos climas mais frios, nos modelos nos quais as portas internas são consideradas fechadas e nos ambientes menores com uma exposição à radiação solar mais reduzida. As diferenças anuais mínimas e máximas da temperatura interna do ar entre os MoZ e MuZ são notadamente elevadas. No entanto, estes valores são observados num dia e uma hora específica, sendo a média anual significativamente baixa para todos os casos. / Building thermal and energy performance simulation programs are gaining more and more importance due to the possibilities they present for a project evaluation. However, there are difficulties for its use in the early stages of the project, because they demand time, specialized technicians, high budgets and a detailed project. Currently, there are simplified computer tools, but they present limits to the possibilities of its use, since they do not offer accurate results as more complex methods. Therefore, this work proposes to evaluate the possibilities of simplification of the thermal zones in EnergyPlus simulation program without compromising the results of the simulations. This simplification would help the computational tools use in the early design of the project. The studied building is a naturally ventilated single-story isolated social house, simulated for three cities of Brazil (Curitiba, Manaus and São Paulo). This building is modeled in two ways: as a multizone model (MuZ) and as a monozone model (MoZ), where the entire floorplan is considered as one thermal zone. The impact of the thermal zones simplification is evaluated in two studies considering: 1) several schedules for internal doors opening and closing, and 2) different building geometries and floorplans. In both studies, the results show that the absolute difference of temperature between the MoZs and MuZs models is significantly low for all of the cases, being below 0.4ºC more than 50% of the time. The maximum differences found between MoZs and MuZs are obtained in models simulated in colder climates, in models where internal doors are considered closed and in smaller rooms with reduced exposure to solar radiation. The minimum and maximum annual differences of the air temperature between the MoZ and MuZ are considerably high. However, these values are observed in a specific day and hour, with the annual average being significantly low for all cases.

Atualmente, os edifícios selados hermeticamente e com as chamadas \"peles de vidro\" estão presentes em diversos países, e possuem, como consequência, um elevado consumo de energia elétrica para conseguir manter o conforto ambiental dos usuários. Contudo, é possível se beneficiar de uma maior eficiência energética nesses espaços através da combinação de soluções ativas e passivas. Esse estudo tem como objetivo principal avaliar a influência de parâmetros de projetos, tais como o formato da sala, tamanho e orientação das aberturas na fachada, no consumo de energia e no conforto visual em saletas comerciais com ventilação híbrida e integração da iluminação natural com a artificial na cidade de São Paulo. As saletas comerciais analisadas possuem uma área média, diferentes formatos e diferentes aberturas em uma só fachada, representando a solução arquitetônica mais comum encontrada nesse tipo de edifício. Através de análise energética realizada por meio do programa EnergyPlus e da análise lumínica com o programa DIVA-for-Rhino, verificou-se que o formato da sala é essencial para a decisão de um percentual de área de abertura na fachada (PAF) que consuma menos energia. Os resultados mostraram que o uso da ventilação híbrida sempre representou uma economia, atingindo uma redução de até 51% do consumo do ar condicionado para resfriamento e até 26% do consumo de energia total, com os PAF´s de 40, 70 e 100%. Seria interessante considerar elementos de proteção solar que não diminuam a eficácia da ventilação e iluminação naturais nesses ambientes, para se aliar o baixo consumo de energia com menores riscos de ofuscamento. Desta forma, o trabalho auxilia a incorporação destas estrategias para uma maior economia de energia no desenvolvimento do projeto arquitetônico desta tipologia de edifício comercial. / Nowadays, sealed airtight office buildings and so-called \"glass curtain wall\" are present in many countries, and have as a result a high consumption of electric energy to be able to maintain the environmental comfort of the users. However, the combination of passive and active strategies could improve the energy efficiency in these spaces. This study aims to evaluate the design parameters influence, such as rooms shape, the openings size and orientation, in the energy consumption and in the visual comfort in cellular offices with hybrid ventilation system and the integration of daylight and artificial lighting in São Paulo. The analyzed cellular offices have an average area, different shapes and different openings in one facade, representing the more common architectural characteristics found in this type of building in that context. Energy analyses in EnergyPlus and daylight studies using DIVA-for-Rhino were conducted. It was found that the rooms shape is essential for the determination of the window-to-wall-ratio (WWR) for reducing energy consumption. The results showed that the hybrid ventilation use always represented an economy, reaching reduction values up to 51% in the consumption of air conditioning for cooling and up to 26% in cellular offices total consumption, with a WWR of 40, 70 and 100%. It would be interesting to consider sun shading elements that do not reduce the effectiveness of natural ventilation and daylighting in these environments to combine low power consumption with a lower risk of glare. In this way, the work helps the incorporation of these strategies for save energy in the development of the architectural design of this type of commercial building.

O emprego da ventilação e da iluminação natural nas construções minimiza os impactos ambientais e possibilita uma maior harmonia entre o entorno e o edifício. Isso pode ser ilustrado através das obras do arquiteto João Filgueiras Lima, Lelé, que proporcionam o uso racional da energia elétrica, conforto aos usuários e humanização dos espaços. Este trabalho evidencia as metodologias de projeto de Lelé e sua equipe na elaboração de um edifício mais confortável. Posteriormente, identifica as estratégias de conforto térmico e ventilação natural utilizadas por ele, por meio da comparação e avaliação de dois hospitais da Rede Sarah, localizados nas cidades de Salvador - BA e do Rio de Janeiro - RJ. A análise se divide em duas etapas: primeiramente a qualitativa, através da identificação e caracterização dessas estratégias. Em seguida, é efetuada a análise quantitativa, por meio de medições in loco das variáveis ambientais temperatura, umidade relativa e velocidade do ar e dos níveis de iluminância e através de ensaios no túnel de vento. A análise dos resultados é baseada em entrevistas; pesquisas de campo; nas normas ASHRAE Standard 55-2004 e NBR/ABNT 5413; na comparação da velocidade do vento em cada hospital analisado nos ensaios no túnel de vento e nos parâmetros adquiridos em literatura especializada. As análises apresentadas neste trabalho demonstram a preocupação de Lelé na incorporação dos aspectos bioclimáticos desde a concepção do projeto, destacando a importância de suas experiências profissionais. Além disso, destaca-se que a principal evolução que ocorreu no Sarah Rio foi à estrutura e a geometria da cobertura em sheds. / The use of natural ventilation and lighting by buildings reduces the environmental impacts and allows a better harmony between the building and its surroundings. It can be seen in the work of the architect João Filgueiras Lima, Lelé, which provides a rational use of electricity, comfort to the users and the humanization of the spaces. This work shows Lelés design methodology for the conception of a more comfortable building. After that, this research identifies thermal comfort and natural ventilation strategies used by this architect through the evaluation of two Sarah Network Rehabilitation hospitals, which are located in the Salvador - BA and Rio de Janeiro - RJ. The analysis is divided in two steps: initially a qualitative analysis based on the identification and characterization of these strategies. Then it was done the quantitative analysis based on field research of environmental variables as temperature, humidity and air velocity, lighting levels and also through wind tunnel experiments. The analysis of the results was based on interviews, field research, the ASHRAE 55-2004 and NBR/ABNT 5413 standards, the comparison of the air velocity variables in each hospital analyzed in the wind tunnel, and the data obtained in specialized literature. The analysis presented in this work shows the Lelés concern about the incorporation of bioclimatic aspects since the design conception, highlighting the importance of his professional experiences. Furthermore, the results indicated that the main evolution occurred in the Rio de Janeiro Sarah Hospital was about structure and geometry of the sheds on the roofing.