A Tomografia de Impedância Elétrica é uma técnica de obtenção de imagens do interior de um corpo, mediante grandezas elétricas medidas em sua superfície. Matematicamente, a técnica determina as distribuições de condutividades e permissividades elétricas num dado modelo do corpo, as quais reproduzem as medidas de correntes e potenciais elétricos em eletrodos fixados ao corpo. Nesse caso, as distribuições de condutividades e permissividades representam a solução de um problema não-linear e mal-posto, o qual é instável e apresenta mínimos locais, requerendo técnicas de inversão específicas. Um sistema de Tomografia de Impedância Elétrica aplicado à obtenção de imagens de valores absolutos possui, atualmente, limitações. São algumas delas a obtenção de distribuições de propriedades suaves e de valores geralmente subestimados, a sensibilidade elevada ao erro de posicionamento dos eletrodos (com relação ao modelo) e ao erro nos valores de parâmetros de contato, a sensibilidade elevada aos ruídos de medição, os tempos elevados de processamento, dentre outros. Com o intuito de abordar as limitações, melhorando o desempenho do sistema de Tomografia de Impedância Elétrica de imagens absolutas, são então propostas e avaliadas ferramentas baseadas no Método de Otimização Topológica no atual trabalho. Mais especificamente, avaliam-se: 1) um método para obtenção de parâmetros de contato em conjunto com uma imagem e um método de regularização baseado no controle explícito da variação espacial da imagem, 2) uma formulação para acomodação de incertezas, 3) uma formulação para correção do posicionamento de eletrodos, 4) uma formulação para projeto de eletrodos e 5) um novo solucionador de sistemas lineares de larga escala. Os resultados mostram a efetividade da maioria das técnicas propostas, e sugerem os novos tópicos de pesquisa em Tomografia de Impedância Elétrica. / Electrical Impedance Tomography images the interior of a body based on electrical quantities measured on the surface of it. Mathematically, the technique finds the electric admittivity distribution in a given body model which reproduces the boundary measurements of electric currents and potentials on electrodes attached to that body. Therefore, the admittivity distribution is the solution of a non-linear and ill-posed problem, which is unstable and have local minima, requiring specific inversion techniques. Electrical Impedance Tomography systems which obtain images corresponding to absolute values present limitations. For instance, the results are usually smooth and underestimated, the sensitivity to errors in the positioning of electrodes and wrong values of contact parameters and the sensitivity to measurement noise are high, the data processing time is high, etc. In this work, techniques based on the Topology Optimization Method intended for improving the performance of the particular Electrical Impedance Tomography system applied to absolute images are proposed and evaluated. More specifically, the following techniques are evaluated: 1) a method intended to obtain contact parameters together with images, and a regularization method based on the explicit control of the spatial variation regarding the image, 2) a formulation applied to handle uncertainties, 3) a formulation applied to correct the position of electrodes, 4) a formulation applied to design electrodes, 5) and a new solver for large-scale linear systems. Results show the effectiveness of most of the proposed techniques, and suggest new research topics in Electrical Impedance Tomography.

Introdução: A estratégia protetora de ventilação mecânica para a Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA), que associa o uso de baixo volume corrente com PEEP mais elevada, é uma intervenção eficaz para reduzir a morbimortalidade desta síndrome. Existe um consenso sobre o ajuste do volume corrente, mas o método de escolher a PEEP ainda é controverso. Dos diversos modos de escolher a PEEP, a titulação decrescente, após uma manobra de recrutamento alveolar, é um método com base fisiológica bem aceito. A escolha da PEEP é feita com base na complacência do sistema respiratório ou métodos de imagem que avaliam o colapso pulmonar. Esta titulação geralmente é feita de modo lento (4-10 minutos por queda de PEEP) o que a torna difícil na prática clínica e aumenta o risco para o paciente. Além disso, os critérios para escolha do valor da PEEP que mantém a estabilidade pulmonar ao longo do tempo ainda são incertos. Objetivos: 1) comparar, em modelo suíno de SDRA grave, usando a Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) e a Tomografia Computadorizada (TC), o ajuste de PEEP por titulação decrescente de forma convencional (32 minutos) e rápida (6 minutos); e 2) avaliar a estabilidade pulmonar e hemodinâmica (complacência do sistema respiratório, shunt, PaO2 e débito cardíaco) durante 1 hora de ventilação mecânica com 3 níveis de PEEP definidos pela TIE: PEEP inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar (PEEP TIT); inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar +2cm H2O (PEEP TIT+2) e inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar - 2cmH2O (PEEP TIT -2). Método: Vinte e cinco animais foram estudados, sendo que 6 também realizaram TC e 11 animais foram acompanhados ao longo do tempo. Resultados: Não foi observada diferença na porcentagem de colapso encontrado pelos dois métodos de imagem (TC e TIE), tanto na titulação rápida (p=0,89) como na lenta (p=0,86). Houve uma boa concordância entre as titulações rápida e lenta realizadas pela TIE, com diferença entre as titulações lenta e rápida de -0,6 (± 1,2) cmH2O. A PaCO2 foi significantemente maior (p=0,01) na titulação lenta quando comparado com a rápida. No seguimento por 1 hora, a estratégia PEEP TIT-2 determinou menores valores de complacência (p < 0,001), menor PaO2 (p=0,001) e maior porcentagem de shunt (p < 0,01) quando comparado com as estratégias PEEP TIT e PEEP TIT+2. Conclusões: a titulação rápida teve boa concordância com titulação lenta e determinou menos hipercapnia; 2) a PEEP ótima escolhida por titulação rápida utilizando TIE (colapso recrutável inferior a 1%) conseguiu manter boa estabilidade pulmonar e oxigenação durante 1 hora de monitorização; 3) não houve diferença entre o colapso recrutável estimado pelo TIE e pela TC dinâmica / Introduction: The protective strategy of mechanical ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), which combines low tidal volume with higher PEEP, is an effective intervention to reduce the morbimortality of this syndrome. There is a consensus about setting tidal volume, but the method of choosing PEEP is still controversial. Decremental PEEP titration, following an alveolar recruitment maneuver, is a well-accepted method with physiological basis. The choice of PEEP is based on respiratory system complacency or imaging methods that assess lung collapse. This titration is usually done slowly (4-10 minutes in each step) which makes its execution difficult in clinical practice and increases the risk for the patient. In addition, the criteria for choosing the value of PEEP that maintains pulmonary stability over time are still uncertain. Objectives: 1) to compare, in a severe ARDS model in pigs, using Electrical Impedance Tomography (EIT) and Computed Tomography (CT), the decremental PEEP titration in a conventional maneuver (slow, 32 minutes) and fast (6 minutes); and 2) to evaluate the pulmonary stability and hemodynamics (respiratory system compliance, shunt, PaO2 and cardiac output) during 1 hour of mechanical ventilation with 3 PEEP values defined by EIT: PEEP with less than 1% lung tissue collapse (PEEP TIT); less than 1% collapse of lung tissue + 2cm H2O (PEEP TIT + 2) and less than 1% collapse of lung tissue - 2cmH2O (PEEP TIT - 2). Methods: Twenty-five animals were studied, 6 of which also performed CT and 11 animals were monitored over time. Results: No difference was observed in the percentage of collapse found by the two imaging methods (CT and EIT), both in fast (p = 0.89) and slow (p = 0.86) titrations. There was a good concordance between the fast and slow titrations performed by EIT, with a difference between the slow and fast titrations of -0.6 (± 1.2) cmH2O. PaCO2 was significantly higher (p = 0.01) in slow titration than in fast titration. At the 1-hour follow-up, the PEEP TIT-2 strategy determined lower values of compliance (p < 0.001), lower PaO2 (p = 0.001) and higher shunt (p < 0,01) when compared with PEEP TIT and PEEP TIT +2 strategies. Conclusions: 1) fast titration had good agreement with slow titration and causes less hypercapnia; 2) optimum PEEP chose by fast titration using EIT (recruitable-collapse lower than 1%) was able to maintain good lung function and oxygenation during 1 hour of monitoring; 3) there was no difference between the recruitable collapse estimated by EIT and by dynamic CT

OBJETIVO: avaliar a concordância entre duas titulações decrementais de PEEP guiadas por tomografia de impedância elétrica (TIE): uma rápida, com tempo total inferior a 7 minutos, e uma lenta, com 40 minutos, e comparar os efeitos hemodinâmicos causados pelas duas titulações; e como objetivo secundário, comparar os efeitos fisiológicos da PEEP ótima escolhida pela TIE com a PEEP escolhida pela tabela PEEP-FiO2 do ARDSNet, durante 4 horas de ventilação mecânica. MÉTODOS: Trata-se de um estudo clínico, randomizado, unicêntrico que incluiu pacientes hipoxêmicos no pós-operatório imediato de cirurgia cardíaca. Os pacientes foram randomizados em 3 grupos: Titulação Rápida, Titulação Lenta ou Controle (tabela PEEP-FiO2 do ARDSNet). Os grupos Titulação Rápida e Titulação Lenta foram submetidos a duas titulações de PEEP guiadas pela TIE (uma rápida e uma lenta) precedidas de manobra de recrutamento alveolar. A titulação da PEEP foi realizada da PEEP de 23 cmH2O até a PEEP de 5 cmH2O, em passos decrementais de 2 cmH2O, com duas durações: 40 segundos na Titulação Rápida ( < 7 minutos no total), ou 4 minutos na Titulação Lenta (40 minutos no total). A PEEP ótima (PEEPTIT) foi definida como a menor PEEP com menos de 5% de colapso estimado pela TIE. No grupo Controle, a PEEP foi ajustada de acordo com a oxigenação, baseada no protocolo ARDSNet. Todos os pacientes permaneceram em ventilação mecânica por 4 horas com a PEEP de acordo com seu grupo, e foram monitorados com TIE durante todo estudo. A comparação entre as manobras de Titulação Rápida e Lenta incluiu as seguintes variáveis: colapso recrutável e hiperdistensão estimados pela TIE, valor da PEEPTIT, menor pressão arterial média e dose de noradrenalina durante as titulações. A comparação com o grupo controle incluiu: nível de PEEP, complacência do sistema respiratório, driving pressure, colapso e hiperdistensão estimados pela TIE (associação entre o ZMIN - que representa a aeração - e a Complacência Z avaliados regionalmente), e oxigenação (PaO2/FiO2) ao longo das 4 horas de acompanhamento. RESULTADOS: Não houve diferença entre colapso e hiperdistensão estimados pela Titulação Rápida e Lenta, nem nos valores de PEEPTIT (13 ± 4 vs 14 ± 4 cmH2O, P=0,13). A pressão arterial média foi maior durante a titulação rápida (92mmHg [IQ25-75%: 81-111] vs 83mmHg [71-93], P=0,035) e não houve diferença no uso de noradrenalina. A PEEPTIT pela TIE foi significativamente mais alta do que a PEEP do Grupo Controle. Os grupos Titulação Rápida e Lenta apresentaram comportamentos semelhantes após ajuste da PEEPTIT, e houve aumento significativo na complacência do sistema respiratório no primeiro minuto, que permaneceu maior que a condição basal ao final das 4 horas (T. Lenta: 0,73 ± 0,2 vs 0,89 ± 0,1 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P < 0,001; T. Rápida: 0,7 ± 0,1 vs 0,85 ± 0,2 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P < 0,001); com a melhora da complacência houve redução da driving pressure e, ao final das 4 horas, esta permaneceu menor que no tempo basal. No grupo controle, a complacência não mudou durante as 4 horas de ventilação mecânica (0,63 ± 0,1 vs 0,58 ± 0,1 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P=0,34) e a driving pressure aumentou significativamente. A oxigenação melhorou nos três grupos, mas foi mais alta nos grupos PEEPTIT guiados pela TIE. Após ajuste da PEEPTIT, em ambos os grupos (Titulação Rápida e Lenta) houve aumento da aeração nas regiões dependente e não dependente, recrutamento na região dependente e não houve hiperdistensão na região não dependente, mesmo com a PEEP mais alta. No grupo controle, de acordo com a tabela PEEP-FiO2, a necessidade de PEEP diminuiu ao longo do tempo (6,1 ± 1,4 cmH2O no tempo 4 horas), causando redução da aeração. CONCLUSÕES: Houve concordância entre titulações rápida e lenta guiadas pela TIE em relação à PEEPTIT, estimativa de colapso e hiperdistensão para cada passo de PEEP; a titulação rápida da PEEP pôde ser realizada com menor repercussão hemodinâmica quando comparada com a titulação convencional lenta. A PEEP individualizada pela TIE melhorou a complacência, reduziu a driving pressure e melhorou a oxigenação, sem causar hiperdistensão quando comparada com protocolo ARDSNet. Descritores: respiração com pressão positiva; mecânica respiratória; impedância elétrica; tomografia; procedimentos cirúrgicos cardíacos; respiração artificial; insuficiência respiratória; tomografia de impedância elétrica / OBJECTIVE: to assess the agreement of \"optimum-PEEP\" values selected by two decremental PEEP trials guided by electrical impedance tomography (EIT): a Fast one lasting less than 7 minutes, and a Slow one lasting 40 minutes, and to compare the hemodynamic effects caused by these two trials; as secondary objectives, we aimed at comparing the physiological effects of the optimum-PEEP chosen by EIT (Fast or Slow) with those chosen by ARDSNet PEEP-FiO2 table during the subsequent 4 hours of mechanical ventilation. METHODS: in this single center, randomized controlled trial, hypoxemic patients immediately after cardiac surgery were randomized into three groups: Fast Titration (FAST-EIT), Slow Titration (SLOW-EIT) and Control (ARDSNet PEEP-FiO2 table). After recruiting maneuvers, and starting from a PEEP of 23 cmH2O, the FAST-EIT and SLOW-EIT groups were submitted to decremental PEEP trials, in steps of 2 cmH2O, until reaching 5 cmH2O, with two different durations: 40 seconds (the entire maneuver lasted < 7 minutes) or 4 minutes (entire maneuver lasted 40 minutes). The optimum-PEEP (PEEPTIT) was defined as the lowest PEEP with less than 5% of collapse estimated by EIT. In the control group, PEEP was adjusted according to oxygenation based on ARDSNet protocol. All patients were ventilated for 4 hours with PEEP according to their randomized groups, and all were monitored with EIT during the study. The comparison between Fast and Slow PEEP trials included: recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT, level of optimum PEEP, lowest mean arterial pressure and norepinephrine doses during the trials. The comparison with the control group included: level of PEEP, compliance and driving pressure, collapse (aeration) and hyperdistension estimated with EIT, and oxygenation (PaO2/FiO2) during 4 hours of mechanical ventilation. RESULTS: There was no difference between recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT between Fast and Slow maneuvers, as well as for the PEEPTIT (13 ± 4 vs 14 ± 4 cmH2O, P=0.13). Mean arterial pressure was higher during the Fast maneuver in comparison to the Slow maneuver (92mmHg [IQ25-75%: 81-111] vs 83mmHg [71-93], P=0.035), without differences in norepinephrine. FAST-EIT and SLOW-EIT groups presented similar changes during the time: after set PEEPTIT there was an immediate and significant improvement in respiratory-system compliance, which remained above baseline condition during the 4 hours of mechanical ventilation (SLOW-EIT: from 0.73 ± 0.2 to 0.89 ± 0.1 mL/cmH2O/Kg of PBW, P < 0.001; FAST-EIT: from 0.7 ± 0.1 to 0.85 ± 0.2 mL/cmH2O/Kg of PBW, P < 0.001); as respiratory compliance improved, driving pressure significantly reduced and remained lower than the baseline condition after 4 hours. In the control group, respiratory compliance did not change between baseline and 4 hours (from 0.63 ± 0.1 to 0.58 ± 0.1 mL/cmH2O/Kg of PBW, P=0.34) but driving pressure significantly increased as PEEP decreased. Oxygenation improved in all groups, but it was higher in the EIT groups. After setting PEEPTIT in both EIT groups (Fast or Slow), there was an increase in aeration in both, nondependent and dependent regions. In contrast, regional compliance increased in the dependent region and didn\'t change in nondependent region, suggesting that the strategy caused long-lasting recruitment of dependent regions and did not produced hyperdistension of non-dependent lung. In the control group, the required PEEP, adjusted by ARDSNet PEEP-FiO2 table, decreased along the time, causing evident collapse in EIT derived signals. CONCLUSION: There was no difference between recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT and PEEPTIT between Fast and Slow maneuvers; Fast PEEP trial guided by EIT could be performed in less than 7 minutes, with less hemodynamic consequences than the traditional Slow maneuver. Individualized PEEP guided by EIT improved respiratory compliance, reduced driving pressure and improved oxygenation without causing hyperdistension - when compared to a PEEP set according the ARDSNet protocol

OBJETIVO: avaliar a concordância entre duas titulações decrementais de PEEP guiadas por tomografia de impedância elétrica (TIE): uma rápida, com tempo total inferior a 7 minutos, e uma lenta, com 40 minutos, e comparar os efeitos hemodinâmicos causados pelas duas titulações; e como objetivo secundário, comparar os efeitos fisiológicos da PEEP ótima escolhida pela TIE com a PEEP escolhida pela tabela PEEP-FiO2 do ARDSNet, durante 4 horas de ventilação mecânica. MÉTODOS: Trata-se de um estudo clínico, randomizado, unicêntrico que incluiu pacientes hipoxêmicos no pós-operatório imediato de cirurgia cardíaca. Os pacientes foram randomizados em 3 grupos: Titulação Rápida, Titulação Lenta ou Controle (tabela PEEP-FiO2 do ARDSNet). Os grupos Titulação Rápida e Titulação Lenta foram submetidos a duas titulações de PEEP guiadas pela TIE (uma rápida e uma lenta) precedidas de manobra de recrutamento alveolar. A titulação da PEEP foi realizada da PEEP de 23 cmH2O até a PEEP de 5 cmH2O, em passos decrementais de 2 cmH2O, com duas durações: 40 segundos na Titulação Rápida ( < 7 minutos no total), ou 4 minutos na Titulação Lenta (40 minutos no total). A PEEP ótima (PEEPTIT) foi definida como a menor PEEP com menos de 5% de colapso estimado pela TIE. No grupo Controle, a PEEP foi ajustada de acordo com a oxigenação, baseada no protocolo ARDSNet. Todos os pacientes permaneceram em ventilação mecânica por 4 horas com a PEEP de acordo com seu grupo, e foram monitorados com TIE durante todo estudo. A comparação entre as manobras de Titulação Rápida e Lenta incluiu as seguintes variáveis: colapso recrutável e hiperdistensão estimados pela TIE, valor da PEEPTIT, menor pressão arterial média e dose de noradrenalina durante as titulações. A comparação com o grupo controle incluiu: nível de PEEP, complacência do sistema respiratório, driving pressure, colapso e hiperdistensão estimados pela TIE (associação entre o ZMIN - que representa a aeração - e a Complacência Z avaliados regionalmente), e oxigenação (PaO2/FiO2) ao longo das 4 horas de acompanhamento. RESULTADOS: Não houve diferença entre colapso e hiperdistensão estimados pela Titulação Rápida e Lenta, nem nos valores de PEEPTIT (13 ± 4 vs 14 ± 4 cmH2O, P=0,13). A pressão arterial média foi maior durante a titulação rápida (92mmHg [IQ25-75%: 81-111] vs 83mmHg [71-93], P=0,035) e não houve diferença no uso de noradrenalina. A PEEPTIT pela TIE foi significativamente mais alta do que a PEEP do Grupo Controle. Os grupos Titulação Rápida e Lenta apresentaram comportamentos semelhantes após ajuste da PEEPTIT, e houve aumento significativo na complacência do sistema respiratório no primeiro minuto, que permaneceu maior que a condição basal ao final das 4 horas (T. Lenta: 0,73 ± 0,2 vs 0,89 ± 0,1 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P < 0,001; T. Rápida: 0,7 ± 0,1 vs 0,85 ± 0,2 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P < 0,001); com a melhora da complacência houve redução da driving pressure e, ao final das 4 horas, esta permaneceu menor que no tempo basal. No grupo controle, a complacência não mudou durante as 4 horas de ventilação mecânica (0,63 ± 0,1 vs 0,58 ± 0,1 mL/cmH2O/Kg do peso predito, P=0,34) e a driving pressure aumentou significativamente. A oxigenação melhorou nos três grupos, mas foi mais alta nos grupos PEEPTIT guiados pela TIE. Após ajuste da PEEPTIT, em ambos os grupos (Titulação Rápida e Lenta) houve aumento da aeração nas regiões dependente e não dependente, recrutamento na região dependente e não houve hiperdistensão na região não dependente, mesmo com a PEEP mais alta. No grupo controle, de acordo com a tabela PEEP-FiO2, a necessidade de PEEP diminuiu ao longo do tempo (6,1 ± 1,4 cmH2O no tempo 4 horas), causando redução da aeração. CONCLUSÕES: Houve concordância entre titulações rápida e lenta guiadas pela TIE em relação à PEEPTIT, estimativa de colapso e hiperdistensão para cada passo de PEEP; a titulação rápida da PEEP pôde ser realizada com menor repercussão hemodinâmica quando comparada com a titulação convencional lenta. A PEEP individualizada pela TIE melhorou a complacência, reduziu a driving pressure e melhorou a oxigenação, sem causar hiperdistensão quando comparada com protocolo ARDSNet. Descritores: respiração com pressão positiva; mecânica respiratória; impedância elétrica; tomografia; procedimentos cirúrgicos cardíacos; respiração artificial; insuficiência respiratória; tomografia de impedância elétrica / OBJECTIVE: to assess the agreement of \"optimum-PEEP\" values selected by two decremental PEEP trials guided by electrical impedance tomography (EIT): a Fast one lasting less than 7 minutes, and a Slow one lasting 40 minutes, and to compare the hemodynamic effects caused by these two trials; as secondary objectives, we aimed at comparing the physiological effects of the optimum-PEEP chosen by EIT (Fast or Slow) with those chosen by ARDSNet PEEP-FiO2 table during the subsequent 4 hours of mechanical ventilation. METHODS: in this single center, randomized controlled trial, hypoxemic patients immediately after cardiac surgery were randomized into three groups: Fast Titration (FAST-EIT), Slow Titration (SLOW-EIT) and Control (ARDSNet PEEP-FiO2 table). After recruiting maneuvers, and starting from a PEEP of 23 cmH2O, the FAST-EIT and SLOW-EIT groups were submitted to decremental PEEP trials, in steps of 2 cmH2O, until reaching 5 cmH2O, with two different durations: 40 seconds (the entire maneuver lasted < 7 minutes) or 4 minutes (entire maneuver lasted 40 minutes). The optimum-PEEP (PEEPTIT) was defined as the lowest PEEP with less than 5% of collapse estimated by EIT. In the control group, PEEP was adjusted according to oxygenation based on ARDSNet protocol. All patients were ventilated for 4 hours with PEEP according to their randomized groups, and all were monitored with EIT during the study. The comparison between Fast and Slow PEEP trials included: recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT, level of optimum PEEP, lowest mean arterial pressure and norepinephrine doses during the trials. The comparison with the control group included: level of PEEP, compliance and driving pressure, collapse (aeration) and hyperdistension estimated with EIT, and oxygenation (PaO2/FiO2) during 4 hours of mechanical ventilation. RESULTS: There was no difference between recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT between Fast and Slow maneuvers, as well as for the PEEPTIT (13 ± 4 vs 14 ± 4 cmH2O, P=0.13). Mean arterial pressure was higher during the Fast maneuver in comparison to the Slow maneuver (92mmHg [IQ25-75%: 81-111] vs 83mmHg [71-93], P=0.035), without differences in norepinephrine. FAST-EIT and SLOW-EIT groups presented similar changes during the time: after set PEEPTIT there was an immediate and significant improvement in respiratory-system compliance, which remained above baseline condition during the 4 hours of mechanical ventilation (SLOW-EIT: from 0.73 ± 0.2 to 0.89 ± 0.1 mL/cmH2O/Kg of PBW, P < 0.001; FAST-EIT: from 0.7 ± 0.1 to 0.85 ± 0.2 mL/cmH2O/Kg of PBW, P < 0.001); as respiratory compliance improved, driving pressure significantly reduced and remained lower than the baseline condition after 4 hours. In the control group, respiratory compliance did not change between baseline and 4 hours (from 0.63 ± 0.1 to 0.58 ± 0.1 mL/cmH2O/Kg of PBW, P=0.34) but driving pressure significantly increased as PEEP decreased. Oxygenation improved in all groups, but it was higher in the EIT groups. After setting PEEPTIT in both EIT groups (Fast or Slow), there was an increase in aeration in both, nondependent and dependent regions. In contrast, regional compliance increased in the dependent region and didn\'t change in nondependent region, suggesting that the strategy caused long-lasting recruitment of dependent regions and did not produced hyperdistension of non-dependent lung. In the control group, the required PEEP, adjusted by ARDSNet PEEP-FiO2 table, decreased along the time, causing evident collapse in EIT derived signals. CONCLUSION: There was no difference between recruitable collapse and hyperdistension estimated by EIT and PEEPTIT between Fast and Slow maneuvers; Fast PEEP trial guided by EIT could be performed in less than 7 minutes, with less hemodynamic consequences than the traditional Slow maneuver. Individualized PEEP guided by EIT improved respiratory compliance, reduced driving pressure and improved oxygenation without causing hyperdistension - when compared to a PEEP set according the ARDSNet protocol

Introdução: A estratégia protetora de ventilação mecânica para a Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA), que associa o uso de baixo volume corrente com PEEP mais elevada, é uma intervenção eficaz para reduzir a morbimortalidade desta síndrome. Existe um consenso sobre o ajuste do volume corrente, mas o método de escolher a PEEP ainda é controverso. Dos diversos modos de escolher a PEEP, a titulação decrescente, após uma manobra de recrutamento alveolar, é um método com base fisiológica bem aceito. A escolha da PEEP é feita com base na complacência do sistema respiratório ou métodos de imagem que avaliam o colapso pulmonar. Esta titulação geralmente é feita de modo lento (4-10 minutos por queda de PEEP) o que a torna difícil na prática clínica e aumenta o risco para o paciente. Além disso, os critérios para escolha do valor da PEEP que mantém a estabilidade pulmonar ao longo do tempo ainda são incertos. Objetivos: 1) comparar, em modelo suíno de SDRA grave, usando a Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) e a Tomografia Computadorizada (TC), o ajuste de PEEP por titulação decrescente de forma convencional (32 minutos) e rápida (6 minutos); e 2) avaliar a estabilidade pulmonar e hemodinâmica (complacência do sistema respiratório, shunt, PaO2 e débito cardíaco) durante 1 hora de ventilação mecânica com 3 níveis de PEEP definidos pela TIE: PEEP inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar (PEEP TIT); inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar +2cm H2O (PEEP TIT+2) e inferior à 1% de colapso de tecido pulmonar - 2cmH2O (PEEP TIT -2). Método: Vinte e cinco animais foram estudados, sendo que 6 também realizaram TC e 11 animais foram acompanhados ao longo do tempo. Resultados: Não foi observada diferença na porcentagem de colapso encontrado pelos dois métodos de imagem (TC e TIE), tanto na titulação rápida (p=0,89) como na lenta (p=0,86). Houve uma boa concordância entre as titulações rápida e lenta realizadas pela TIE, com diferença entre as titulações lenta e rápida de -0,6 (± 1,2) cmH2O. A PaCO2 foi significantemente maior (p=0,01) na titulação lenta quando comparado com a rápida. No seguimento por 1 hora, a estratégia PEEP TIT-2 determinou menores valores de complacência (p < 0,001), menor PaO2 (p=0,001) e maior porcentagem de shunt (p < 0,01) quando comparado com as estratégias PEEP TIT e PEEP TIT+2. Conclusões: a titulação rápida teve boa concordância com titulação lenta e determinou menos hipercapnia; 2) a PEEP ótima escolhida por titulação rápida utilizando TIE (colapso recrutável inferior a 1%) conseguiu manter boa estabilidade pulmonar e oxigenação durante 1 hora de monitorização; 3) não houve diferença entre o colapso recrutável estimado pelo TIE e pela TC dinâmica / Introduction: The protective strategy of mechanical ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), which combines low tidal volume with higher PEEP, is an effective intervention to reduce the morbimortality of this syndrome. There is a consensus about setting tidal volume, but the method of choosing PEEP is still controversial. Decremental PEEP titration, following an alveolar recruitment maneuver, is a well-accepted method with physiological basis. The choice of PEEP is based on respiratory system complacency or imaging methods that assess lung collapse. This titration is usually done slowly (4-10 minutes in each step) which makes its execution difficult in clinical practice and increases the risk for the patient. In addition, the criteria for choosing the value of PEEP that maintains pulmonary stability over time are still uncertain. Objectives: 1) to compare, in a severe ARDS model in pigs, using Electrical Impedance Tomography (EIT) and Computed Tomography (CT), the decremental PEEP titration in a conventional maneuver (slow, 32 minutes) and fast (6 minutes); and 2) to evaluate the pulmonary stability and hemodynamics (respiratory system compliance, shunt, PaO2 and cardiac output) during 1 hour of mechanical ventilation with 3 PEEP values defined by EIT: PEEP with less than 1% lung tissue collapse (PEEP TIT); less than 1% collapse of lung tissue + 2cm H2O (PEEP TIT + 2) and less than 1% collapse of lung tissue - 2cmH2O (PEEP TIT - 2). Methods: Twenty-five animals were studied, 6 of which also performed CT and 11 animals were monitored over time. Results: No difference was observed in the percentage of collapse found by the two imaging methods (CT and EIT), both in fast (p = 0.89) and slow (p = 0.86) titrations. There was a good concordance between the fast and slow titrations performed by EIT, with a difference between the slow and fast titrations of -0.6 (± 1.2) cmH2O. PaCO2 was significantly higher (p = 0.01) in slow titration than in fast titration. At the 1-hour follow-up, the PEEP TIT-2 strategy determined lower values of compliance (p < 0.001), lower PaO2 (p = 0.001) and higher shunt (p < 0,01) when compared with PEEP TIT and PEEP TIT +2 strategies. Conclusions: 1) fast titration had good agreement with slow titration and causes less hypercapnia; 2) optimum PEEP chose by fast titration using EIT (recruitable-collapse lower than 1%) was able to maintain good lung function and oxygenation during 1 hour of monitoring; 3) there was no difference between the recruitable collapse estimated by EIT and by dynamic CT

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La mesure d'impédance électrique en embarqué sur véhicule est un sujet clé pour améliorer les fonctions de diagnostic d'un pack batterie. On cherche en particulier à fournir ainsi des mesures supplémentaires à celles du courant pack et des tensions cellules, afin d'enrichir les indicateurs de vieillissement dans un premier temps, et d'état de santé et de charge dans un second temps. Une méthode classique de laboratoire pour obtenir des mesures d'impédance d'une batterie est la spectroscopie d'impédance électrochimique (ou EIS). Elle consiste à envoyer un signal sinusoïdal en courant (ou tension) de fréquence variable balayant une gamme de fréquences d'intérêt et mesurer ensuite la réponse en tension (ou courant) pour chaque fréquence. Une technique d'identification active basée sur l'utilisation des signaux large bande à motifs carrés est proposée. En particulier, des simulations ont permis de comparer les performances d'identification de différents signaux d'excitation fréquemment utilisés dans le domaine de l'identification et de vérifier les conditions correspondant à un comportement linéaire et invariant dans le temps de l'élément électrochimique. L'évaluation de la qualité d'estimation est effectuée en utilisant une grandeur spécifique : la cohérence. Cette grandeur statistique permet de déterminer un intervalle de confiance sur le module et la phase de l'impédance estimée. Elle permet de sélectionner la gamme de fréquence où la batterie respecte les hypothèses imposées par la méthode d'identification large bande. Afin de valider les résultats, une électronique de test a été conçue. Les résultats expérimentaux permettent de mettre en valeur l'intérêt de cette approche par motifs carrés. Un circuit de référence est utilisé afin d'évaluer les performances en métrologie des méthodes. L'étude expérimentale est ensuite poursuivie sur une batterie Li-ion soumise à un courant de polarisation et à différents états de charge. Des essais comparatifs avec l'EIS sont réalisés. Le cahier de charge établi à l'aide d'un simulateur de batterie Li-ion a permis d'évaluer les performances de la technique large bande proposée et de structurer son utilité pour l'estimation des états de vieillissement et de charge. / Embedded electrical impedance measurement is a key issue to enhance battery monitoring and diagnostic in a vehicle. It provides additional measures to those of the pack's current and cell's voltage to enrich the aging's indicators in a first time, and the battery states in a second time. A classical method for battery impedance measurements is the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). At each frequency, a sinusoidal signal current (or voltage) of a variable frequency sweeping a range of frequencies of interest is at the input of the battery and the output is the measured voltage response (or current). An active identification technique based on the use of wideband signals composed of square patterns is proposed. Particularly, simulations were used to compare the performance of different excitation signals commonly used for system identification in several domains and to verify the linear and time invariant behavior for the electrochemical element. The evaluation of the estimation performance is performed using a specific quantity: the spectral coherence. This statistical value is used to give a confidence interval for the module and the phase of the estimated impedance. It allows the selection of the frequency range where the battery respects the assumptions imposed by the non-parametric identification method. To experimentally validate the previous results, an electronic test bench was designed. Experimental results are used to evaluate the wideband frequency impedance identification. A reference circuit is first used to evaluate the performance of the used methodology. Experimentations are then done on a Li–ion battery. Comparative tests with EIS are realized. The specifications are established using a simulator of Li-ion battery. They are used to evaluate the performance of the proposed wide band identification method and fix its usefulness for the battery states estimation: the state of charge and the state of health.

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The perception of body image was evaluated through the Brazilian Silhouettes Scales, where the participants identified which body figures on the scale best represented their current and ideal figure. The evaluation of the body composition was performed through the Bioelectrical Impedance Analysis (BIA). The averages of the composition variables and body image categories were compared using the T test for independent samples and the ANOVA variance test. Results: Three hundred and seventy-five individuals participated in the study; 204 (54.4%) were female. The mean age of children and adolescents was 12.56 ? 3.23 years, with 80 (21.3%) participants aged 7 to 9 years and 295 (78.7%) between 10 and 19 years. There was a predominance of the white race with 215 (66.6%) participants. Regarding the current body image, the image of number 5, corresponding to the Body Mass Index (BMI) 18.8 kg / m?, followed by the image of number 3, corresponding to the BMI 15.4 kg / m? were the ones with the highest prevalence 25, 7% and 16.69%, respectively. When the averages of composition and body image variables were analyzed by sex and age, statistical differences were observed in some groups. The only group that showed statistical difference in relation to body composition was the group of girls from 7 to 9 years old. The mean BMI and Percentage of Muscle Mass (percentage of muscle mass) were higher and the percentage of muscle mass in the dissatisfied group compared to that satisfied. When analyzing the perception of the image and body composition according to these groups, we noticed that the boys and girls of 7 to 9 years present significant differences between the means. The group of subjects who were classified in the underestimated and overestimated category present upper and lower means, respectively, of BMI variables and percentage of muscle mass in comparison with the accurate group for both boys and girls. The percentage of muscle mass, boys and girls, mean values did not follow the same behavior. In the female participants, those who were classified in the underestimated and overestimated categories presented lower and higher mean values, respectively, when compared to the accurate ones. In boys from this same age group, both groups had lower values than those who acted. Conclusion: The association between image perception and body composition shows a behavior that would vary according to gender and age group in children and adolescents. / Objetivo: Investigar a associa??o entre a percep??o da imagem corporal com a composi??o corporal. M?todos: Estudo transversal, foram inclu?dos indiv?duos com idade entre 7 e 19 anos. A percep??o da imagem corporal foi avaliada por meio das Escalas de Silhuetas Brasileiras, onde os participantes identificaram quais figuras do corpo na escala representava melhor a sua figura atual e ideal. A avalia??o da composi??o corporal foi realizada atrav?s da Bioimped?ncia El?trica (BIE). As m?dias das vari?veis da composi??o e das categorias da imagem corporal foram comparadas mediante o teste T para amostras independentes e o teste de vari?ncias ANOVA. Resultados: Trezentos e setenta e cinco indiv?duos participaram do estudo; 204 (54,4%) do sexo feminino. A m?dia de idade entre crian?as e adolescentes foi de 12,56?3,23 anos, com 80 (21,3%) participantes com idade entre 7 e 9 anos e 295 (78,7%), entre 10 e 19 anos. Houve predom?nio da ra?a branca com 215 (66,6%) participantes. Em rela??o ? imagem corporal atual, a imagem de n?mero 5, correspondente ao ?ndice de Massa Corporal (IMC) 18,8kg/m?, seguida da imagem de n?mero 3, correspondente ao IMC 15,4kg/m? foram as de maior preval?ncia 25,7% e 16,69%, respectivamente. Quando as m?dias das vari?veis da composi??o e imagem corporal foram analisadas por sexo e idade, observou-se diferen?as estat?sticas em alguns grupos. O ?nico grupo que mostrou diferen?a estat?stica em rela??o a composi??o corporal foi o grupo das meninas de 7 a 9 anos. As m?dias do IMC e Percentual de Massa Muscular (percentual de massa muscular) foram superiores e do percentual de massa muscular no grupo insatisfeito em compara??o ao satisfeito. Ao analisarmos a percep??o da imagem e composi??o corporal conforme estes grupos, percebemos que os meninos e meninas de 7 a 9 anos apresentam diferen?as significativas entre as m?dias. O grupo de sujeitos que foram classificados na categoria subestimado e superestimado apresentam m?dias superiores e inferiores, respectivamente, das vari?veis IMC e percentual de massa muscular em compara??o com o grupo acurado tanto para os meninos quanto para as meninas. J? a vari?vel percentual de massa muscular, os meninos e as meninas os valores das m?dias n?o seguiram o mesmo comportamento. Nos participantes do sexo feminino, os que foram classificados nas categorias subestimado e superestimado apresentaram valores das m?dias inferiores e superiores, respectivamente quando comparados com os acurados. Nos meninos deste mesmo grupo et?rio ambos os grupos apresentaram valores inferiores aos acurados. Conclus?o: A associa??o entre a percep??o da imagem com a composi??o corporal apresenta um comportamento que varia conforme o sexo e a faixa et?ria em crian?as e adolescentes.