Orientador: Newton Nunes / Banca: José Antonio Marques / Banca: Paulo Sérgio Patto dos Santos / Banca: João Moreira da Costa Neto / Banca: Roberta Carareto / Resumo: Avaliaram-se os efeitos do fornecimento de diferentes frações inspiradas de oxigênio (FiO2) em coelhos hipovolêmicos anestesiados com infusão contínua de propofol e mantidos em ventilação controlada sobre os parâmetros respiratórios, hemogasométricos e hemodinâmicos. Foram utilizados 50 coelhos (Nova Zelândia), pesando 3,5±0,8kg, distribuídos em 5 grupos: G100 (FiO2=1), G80 (FiO2=0,8), G60 (FiO2=0,6), G40 (FiO2=0,4) e G21 (FiO2=0,21), os quais receberam xilazina (1mg/Kg) e cetamina (15mg/Kg) pela via intramuscular. Transcorridos 20 minutos, foi administrado propofol (8mg/kg bolus e 0,5mg/kg/min) e rocurônio (0,6mg/kg bolus e 0,6mg/kg/h). Iniciou-se então, a ventilação mecânica no modo pressão controlada. Após 40 minutos, os animais foram submetidos à hipovolemia aguda, retirando-se sangue arterial (12mL/kg). Os parâmetros foram mensurados 40 minutos após a indução anestésica (M0), dez minutos após a indução da hipovolemia (M1), seguindo-se de novas mensurações a cada dez minutos (M2 a M5). As variáveis foram submetidas à análise de variância seguida pelo teste de Tukey (p<0,05). Os valores de PaO2, PvO2, SaO2, SvO2, PAO2, AaDO2 diminuíram quanto mais baixas foram as FiO2. Após a indução da hipovolemia, as variáveis DC, PAS, PAD, PAM, PVC, PPC, PaO2, PvO2, SaO2, SvO2 e AaDO2 diminuíram significativamente. Nenhuma alteração foi notada nos parâmetros FC, PaCO2, PvCO2, pHa, pHv, DBa, DBv, HCO3 -a, HCO3 -v, Na+a, Na+v, K+a, K+v, Hta, Htv, Hba, Hbv, Vt e Vm. Conclui-se que as diferentes frações inspiradas de oxigênio não alteram as variáveis hemodinâmicas e que o fornecimento de O2 a 21% deve ser evitado, pois proporciona hipoxemia durante a hipovolemia aguda. Além disso, verificou-se que o oxigênio, quando administrado puro, aumenta o gradiente de tensão do gás entre os alvéolos e o sangue arterial... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The effects of several inspired oxygen fractions (FiO2) on the blood gases, respiratory and hemodynamic parameters in mechanical ventilation hypovolemic rabbits anesthetized with continuous infusion of propofol were evaluated. A total of 50 rabbits (New Zealand), weighing 3.5 ± 0.8 kg, were divided into five groups: G100 (FiO2 = 1), G80 (FiO2 = 0.8), G60 (FiO2 = 0.6), G40 ( FiO2 = 0.4) and G21 (FiO2 = 0.21), which received xylazine (1mg/kg) and ketamine (15mg/kg) intramuscularly. Exactly after 20 minutes, was administered propofol (8mg/kg bolus and 0,5mg/kg/min) and rocuronium (0,6mg/kg bolus and 0,6mg/kg/h. Then began mechanical ventilation in controlled pressure mode. After 30 minutes, the animals underwent acute hypovolemia, withdrawing arterial blood (12mL/kg). The parameters were measured 30 minutes after anesthetic induction (T0) and every ten minutes after exsanguination (M1-M7). The variables were subjected to analysis of variance followed by Tukey test (p <0.05). The values of PaO2, PvO2, SaO2, SvO2, PAO2 and AaDO2 decreased as were the lower FiO2. After the induction of hypovolemia, the variables DC, SBP, DBP, MAP, CVP, CPP, PaO2, PvO2, SaO2, SvO2 and AaDO2 decreased significantly. No change was noted in the parameters HR, PaCO2, PvCO2, pHa, pHv, DBa, DBv, the HCO3 -, HCO3 -v, the Na+a, Na+ v, K+a, K+v, Hta, Htv, Hba, Hbv, Vt and Vm. We conclude that several inspired oxygen fractions does not impair hemodynamic parameters and 21% oxygen not be used because promote hypoxemia during acute hypovolemia. It was found that pure oxygen promote high values of AaDO2. Additionally, FiO2 of 0.8 has better stability of ventilatory parameters and adequate gas exchange / Doutor

Introdução: O estresse oxidativo é um dos processos envolvidos na disfunção da musculatura respiratória induzidas pela ventilação mecânica (VM), esta disfunção pode acarretar em dificuldades no desmame da ventilação destes pacientes. Estudos evidenciam que quanto maior o tempo de permanência de pacientes em VM, maior é a sua permanência em unidades de terapia intensiva (UTI), maior é a incidência de pneumonia associada a ventilação PAV, maiores são os gastos do sistema de saúde e maior é a mortalidade. Encontrar evidências de estresse oxidativo no sangue de pacientes submetidos à VM durante o teste de ventilação espontânea, poderá nos auxiliar no desenvolvimento de terapêuticas que reduzam o tempo de VM e suas complicações. Objetivos: Analisar a influência da VM e seu desmame na produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio e nas defesas antioxidantes em sangue de pacientes. Material e Métodos: As coletas iniciaram em março de 2009 e foram finalizadas em outubro de 2010. Os pacientes incluídos no estudo estavam internados na UTI do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e se encontravam em VM por tempo maior ou igual há 72 horas; foram excluídos os pacientes: menores de 18 anos idade; em suplementação de antioxidantes ou de ferro; que tivessem recebido transfusão sanguínea até 72h antes da coleta de dados, que tivessem diagnóstico de doenças oncológicas ou doenças neurodegenerativas (Parkinson e Alzheimer); ou que não concordassem em fazer parte do estudo. Os pacientes foram submetidos à coleta de sangue venoso em três momentos: 1 - momento em que eram iniciados os testes de ventilação espontânea; 2 - momento em que o paciente apresentava falha no teste de ventilação espontânea, ou obtivesse sucesso; 3 - após 6 horas do sucesso ou falha no teste de ventilação espontânea. O estudo contemplou 34 pacientes subdivididos em dois grupos: os que obtiveram sucesso (n = 21) e os que apresentaram falha (n = 13). Os pacientes possuíam idade média de 65 anos de idade, 52% eram do sexo masculino, e estavam sob terapia de VM em média há 7,7 dias. Foram analisadas as defesas enzimáticas: superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx) e as defesas não enzimáticas: glutationa total (GSSG), glutationa reduzida (GSH) e a quantificação de nitritos, nitratos e Vitamina C. Realizou-se também a mensuração de danos à proteínas (carbonilação) e em lipídeos através do malondialdeído (MDA). Resultados: Verificou-se que 38% dos pacientes falharam no teste de ventilação espontânea. Este grupo, antes mesmo do início do teste, apresentava no plasma maior dano oxidativo em lipídeos (malondialdeído: 0.39 µmol/L no grupo falha vs. 0.16 µmol/L no grupo sucesso); maior concentração de antioxidante (Vitamina C: 1.78 µmol/L no grupo falha vs. 0.81 µmol/L no grupo sucesso); e diminuição na concentração de óxido nítrico (nitratos: 1.66 mmol NaNO2/g proteína no grupo falha vs. 2.29 mmol NaNO2/g proteína no grupo sucesso). As diferenças entre o grupo sucesso e falha mantiveram-se nos demais momentos (durante e após) o teste de ventilação espontânea. Conclusão: Danos lipídicos elevados, quantidades aumentadas de vitamina C, bem como baixas concentrações de óxido nítrico no plasma estão relacionados com a falha no desmame da ventilação mecãnica. / Introduction: Oxidative stress is one of the processes involved in respiratory muscle dysfunction induced by MV, this dysfunction can lead to difficulties in weaning from these patients. Studies show that the longer the duration of stay of patients on MV, the greater their ICU stay, the greater the incidence of PAV, the higher costs of health care and higher mortality. Finding evidence of oxidative stress in the blood of patients undergoing MV during spontaneous breathing test may assist us in the development of therapies that reduce the duration of mechanical ventilation and its complications. Objective: Analyze the influence of mechanical ventilation and weaning in its production of reactive oxygen and nitrogen species, and antioxidant defenses. Material and Methods: The collection began in March 2009 and were completed in October 2010. Patients included in the study were admitted to the ICU of the Hospital de Clinicas de Porto Alegre and in MV for time greater than or equal 72 hours ago, we excluded patients: children under 18 years old, in supplementation of antioxidants or iron, which had received blood transfusion within 72 hours prior to data collection, which had a diagnosis of oncological diseases and neurodegenerative diseases (Parkinson's and Alzheimer's), or who refused to join the study. Patients underwent venous blood was collected at three time points: 1 - the moment in which the tests were started spontaneous breathing; 2 - when the patient had failed spontaneous breathing trial, or were successfully; 3 - after 6 hours the success or failure of spontaneous breathing trial. The study included 34 patients divided into two groups: those who were successful (n = 21) and those that failed (n = 13). Patients had a mean age of 65 years old, 52% were male, and were under VM therapy for an average of 7.7 days. We analyzed the enzymatic defenses: superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) and non-enzymatic defense: total glutathione (GSSG), reduced glutathione (GSH) and the measurement of nitrites, nitrates and Vitamin C. We also conducted to measure damage to proteins (carbonylation) and lipids as malonaldehyde (MDA). Results: It was found that 38% of weaning failure. Before spontaneus breathing trial, these weaning failure patients already present, in the plasma, higher oxidative damage in lipids (molondialdehyde: 0.39 µmol/L in weaning failure vs. 0.16 µmol/L in weaning success); higher antioxidant level (Vitamin C: 1.78 µmol/L in weanin failure vs. 0.81 µmol/L in weaning success); and decreased nitric oxide concentration (nitrite: 1.66 mmol NaNO2/g protein in weaning failure vs. 2.29 mmol NaNO2/g protein in weaning success). The differences between weaning failure and weaning success patients remained during and after weaning trial. Conclusion: Plasmatic higher lipid oxidative damage and higher Vitamin C as well as lower nitric oxide concentration are related to weaning failure from mechanical ventilation.

Introdução: No período de hipermetabolismo em que se encontra o paciente politraumatizado, é necessário que a administração calórica seja adequada e suficiente para suprir o intenso gasto energético do organismo. Com suporte nutricional inadequado, as reservas de aminoácidos dos músculos esqueléticos e respiratórios são exigidas, expondo o paciente crítico ao risco nutricional e suas consequências. Objetivos: Quantificar o aporte calórico administrado a pacientes em ventilação mecânica (VM), analisar a adequação da prescrição e correlacionar as calorias ofertadas com o tempo em VM. Métodos: Estudo de coorte prospectivo observacional conduzido na Unidade de Terapia Intensiva de um hospital público de Porto Alegre (RS) no período de abril de 2008 a julho de 2009. Foram estudados 60 pacientes politraumatizados em Nutrição Enteral e VM e internados por mais de 5 dias na UTI. Foram verificados o tempo de permanência em VM e a oferta calórica durante o período que permaneceram em terapia nutricional enteral. Resultados: A média do percentual de calorias administradas foi de 68,6% (±12,3) do prescrito. Nove pacientes (15,0%) receberam menos da metade do que deveriam, apenas 16 (26,7%) receberam no mínimo 80,0%. Apenas 25,0% dos pacientes receberam prescrição calórica adequadamente (entre 90% e 110%). Não houve associação significativa entre o Valor Energético Total administrado e o tempo de VM (rs=0,130; p=0,321), tempo de UTI (rs=-0,117; p=0,372) e tempo de internação hospitalar (rs=-0,152; p=0,246). Conclusão: Neste estudo foi verificado que maioria dos pacientes politraumatizados em ventilação mecânica não recebeu um aporte energético adequado, ficando assim expostos aos riscos da desnutrição e seus desfavoráveis desfechos clínicos. / Introduction: During the period of hypermetabolism faced by multiple trauma patients, their calorie intake has to be appropriate and sufficient to meet their high energy expenditure. When there is not appropriate nutritional care, the amino acids from the skeletal and respiratory muscles are used; thus critical patients are exposed to nutritional risk and its consequences. Objectives: To quantify the calories provided to patients on mechanical ventilation (MV); to analyze the appropriateness of the prescription; and to correlate the calories offered with the period of time on MV. Methods: Prospective observational cohort study conducted at the intensive care unit (ICU) of a public hospital in Porto Alegre (RS), Brazil, from April 2008 to July 2009. We studied 60 multiple trauma patients on MV receiving enteral nutrition who remained longer than 5 days at the ICU. We investigated the length of time patients were on MV and their calorie intake while receiving enteral nutrition. Results: The mean percentage of calories was 68.6% (±12.3) of the amount prescribed. Nine patients (15.0%) received less than half of the prescription. Only 16 (26.7%) patients received at least 80.0%. Only 25.0% of patients received the amount of calories according to the prescription (between 90% and 110%). There was no significant association between total energy value and the period of time on MV (rs = 0.130, p = 0.321), length of ICU stay (rs = -0.117, p = 0.372), and length of hospital stay (rs = -0.152, p = 0.246). Conclusion: We found that most multiple trauma patients on MV did not receive an adequate energy intake; therefore, they were exposed to the risks of malnutrition and its adverse clinical outcomes.

A ventilação mecânica pulmonar é a substituição da respiração espontânea de um paciente quando este não realiza ou realiza parcialmente esta tarefa. Esta ventilação é de extrema importância para o tratamento de pacientes em estado crítico em unidades de terapia intensiva e para a manutenção da oxigenação sanguínea durante cirurgias. A ventilação mecânica pulmonar consiste em empurrar os gases para dentro do pulmão de forma controlada, mantendo uma pressão inspiratória ou um volume inspiratório determinado. Além disso, controla o nível de pressão durante a expiração do paciente para manter os alvéolos abertos e dificultar lesões internas. Este trabalho se propõe a caracterizar uma especificação de engenharia para os sistemas de controle de ventilação, se baseando em características fisiológicas do sistema respiratório do paciente saudável e também com patologias conhecidas. São apresentados modelos matemáticos para os sistemas mecânicos responsáveis pela atuação na inspiração e na expiração do paciente, bem como um modelo matemático para o sistema respiratório. Foram desenvolvidos sistemas de controle, baseados no controlador PID, para os principais tipos de modalidades ventilatórias. Os sistemas controlados foram simulados e os resultados são apresentados neste trabalho. Os controles propostos foram implementados em equipamentos de anestesia e UTI projetados na K. Takaoka Ind. Com. Prod. Hosp. LTDA. entre 2008 e 2010 no Brasil, e estão sendo usados hoje nas salas de cirurgia e centros de terapia intensiva pelo Brasil e em alguns países da América do Sul e do Oriente médio. / The mechanical ventilation is the replacement of spontaneous breathing of a patient when it does not perform or partially perform this task. This ventilation is extremely important for the treatment of critically ill patients in intensive care units and for the maintenance of blood oxygenation during surgery. The mechanical ventilation consists in pushing the gas into the lungs in a controlled manner, maintaining a determined inspiratory pressure or inspiratory volume. In addition, it has to control the pressure level during the patients exhalation to keep the alveoli opened and prevent internal injuries. This work aims to characterize an engineering specification for the control systems of ventilation, relying on physiological characteristics of the patient\'s respiratory system on healthy subjects and also subjects with known diseases. Here are presented mathematical models for the mechanical systems responsible for acting on the inspiration and expiration of the patient, as well as a mathematical model for the respiratory system. There were developed control systems, based on the PID controller for the main types of ventilation modes. Controlled systems were simulated and the results are presented in this dissertation. The proposed controls were implemented in anesthesia and intensive care equipments designed in K. Takaoka Ind. Com Prod. Hosp. LTD. between 2008 and 2010 in Brazil, and are being used today in the operating rooms and intensive care centers in Brazil and some countries in South America and the Middle East.

Introdução: No período de hipermetabolismo em que se encontra o paciente politraumatizado, é necessário que a administração calórica seja adequada e suficiente para suprir o intenso gasto energético do organismo. Com suporte nutricional inadequado, as reservas de aminoácidos dos músculos esqueléticos e respiratórios são exigidas, expondo o paciente crítico ao risco nutricional e suas consequências. Objetivos: Quantificar o aporte calórico administrado a pacientes em ventilação mecânica (VM), analisar a adequação da prescrição e correlacionar as calorias ofertadas com o tempo em VM. Métodos: Estudo de coorte prospectivo observacional conduzido na Unidade de Terapia Intensiva de um hospital público de Porto Alegre (RS) no período de abril de 2008 a julho de 2009. Foram estudados 60 pacientes politraumatizados em Nutrição Enteral e VM e internados por mais de 5 dias na UTI. Foram verificados o tempo de permanência em VM e a oferta calórica durante o período que permaneceram em terapia nutricional enteral. Resultados: A média do percentual de calorias administradas foi de 68,6% (±12,3) do prescrito. Nove pacientes (15,0%) receberam menos da metade do que deveriam, apenas 16 (26,7%) receberam no mínimo 80,0%. Apenas 25,0% dos pacientes receberam prescrição calórica adequadamente (entre 90% e 110%). Não houve associação significativa entre o Valor Energético Total administrado e o tempo de VM (rs=0,130; p=0,321), tempo de UTI (rs=-0,117; p=0,372) e tempo de internação hospitalar (rs=-0,152; p=0,246). Conclusão: Neste estudo foi verificado que maioria dos pacientes politraumatizados em ventilação mecânica não recebeu um aporte energético adequado, ficando assim expostos aos riscos da desnutrição e seus desfavoráveis desfechos clínicos. / Introduction: During the period of hypermetabolism faced by multiple trauma patients, their calorie intake has to be appropriate and sufficient to meet their high energy expenditure. When there is not appropriate nutritional care, the amino acids from the skeletal and respiratory muscles are used; thus critical patients are exposed to nutritional risk and its consequences. Objectives: To quantify the calories provided to patients on mechanical ventilation (MV); to analyze the appropriateness of the prescription; and to correlate the calories offered with the period of time on MV. Methods: Prospective observational cohort study conducted at the intensive care unit (ICU) of a public hospital in Porto Alegre (RS), Brazil, from April 2008 to July 2009. We studied 60 multiple trauma patients on MV receiving enteral nutrition who remained longer than 5 days at the ICU. We investigated the length of time patients were on MV and their calorie intake while receiving enteral nutrition. Results: The mean percentage of calories was 68.6% (±12.3) of the amount prescribed. Nine patients (15.0%) received less than half of the prescription. Only 16 (26.7%) patients received at least 80.0%. Only 25.0% of patients received the amount of calories according to the prescription (between 90% and 110%). There was no significant association between total energy value and the period of time on MV (rs = 0.130, p = 0.321), length of ICU stay (rs = -0.117, p = 0.372), and length of hospital stay (rs = -0.152, p = 0.246). Conclusion: We found that most multiple trauma patients on MV did not receive an adequate energy intake; therefore, they were exposed to the risks of malnutrition and its adverse clinical outcomes.

Introdução: O estresse oxidativo é um dos processos envolvidos na disfunção da musculatura respiratória induzidas pela ventilação mecânica (VM), esta disfunção pode acarretar em dificuldades no desmame da ventilação destes pacientes. Estudos evidenciam que quanto maior o tempo de permanência de pacientes em VM, maior é a sua permanência em unidades de terapia intensiva (UTI), maior é a incidência de pneumonia associada a ventilação PAV, maiores são os gastos do sistema de saúde e maior é a mortalidade. Encontrar evidências de estresse oxidativo no sangue de pacientes submetidos à VM durante o teste de ventilação espontânea, poderá nos auxiliar no desenvolvimento de terapêuticas que reduzam o tempo de VM e suas complicações. Objetivos: Analisar a influência da VM e seu desmame na produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio e nas defesas antioxidantes em sangue de pacientes. Material e Métodos: As coletas iniciaram em março de 2009 e foram finalizadas em outubro de 2010. Os pacientes incluídos no estudo estavam internados na UTI do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e se encontravam em VM por tempo maior ou igual há 72 horas; foram excluídos os pacientes: menores de 18 anos idade; em suplementação de antioxidantes ou de ferro; que tivessem recebido transfusão sanguínea até 72h antes da coleta de dados, que tivessem diagnóstico de doenças oncológicas ou doenças neurodegenerativas (Parkinson e Alzheimer); ou que não concordassem em fazer parte do estudo. Os pacientes foram submetidos à coleta de sangue venoso em três momentos: 1 - momento em que eram iniciados os testes de ventilação espontânea; 2 - momento em que o paciente apresentava falha no teste de ventilação espontânea, ou obtivesse sucesso; 3 - após 6 horas do sucesso ou falha no teste de ventilação espontânea. O estudo contemplou 34 pacientes subdivididos em dois grupos: os que obtiveram sucesso (n = 21) e os que apresentaram falha (n = 13). Os pacientes possuíam idade média de 65 anos de idade, 52% eram do sexo masculino, e estavam sob terapia de VM em média há 7,7 dias. Foram analisadas as defesas enzimáticas: superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx) e as defesas não enzimáticas: glutationa total (GSSG), glutationa reduzida (GSH) e a quantificação de nitritos, nitratos e Vitamina C. Realizou-se também a mensuração de danos à proteínas (carbonilação) e em lipídeos através do malondialdeído (MDA). Resultados: Verificou-se que 38% dos pacientes falharam no teste de ventilação espontânea. Este grupo, antes mesmo do início do teste, apresentava no plasma maior dano oxidativo em lipídeos (malondialdeído: 0.39 µmol/L no grupo falha vs. 0.16 µmol/L no grupo sucesso); maior concentração de antioxidante (Vitamina C: 1.78 µmol/L no grupo falha vs. 0.81 µmol/L no grupo sucesso); e diminuição na concentração de óxido nítrico (nitratos: 1.66 mmol NaNO2/g proteína no grupo falha vs. 2.29 mmol NaNO2/g proteína no grupo sucesso). As diferenças entre o grupo sucesso e falha mantiveram-se nos demais momentos (durante e após) o teste de ventilação espontânea. Conclusão: Danos lipídicos elevados, quantidades aumentadas de vitamina C, bem como baixas concentrações de óxido nítrico no plasma estão relacionados com a falha no desmame da ventilação mecãnica. / Introduction: Oxidative stress is one of the processes involved in respiratory muscle dysfunction induced by MV, this dysfunction can lead to difficulties in weaning from these patients. Studies show that the longer the duration of stay of patients on MV, the greater their ICU stay, the greater the incidence of PAV, the higher costs of health care and higher mortality. Finding evidence of oxidative stress in the blood of patients undergoing MV during spontaneous breathing test may assist us in the development of therapies that reduce the duration of mechanical ventilation and its complications. Objective: Analyze the influence of mechanical ventilation and weaning in its production of reactive oxygen and nitrogen species, and antioxidant defenses. Material and Methods: The collection began in March 2009 and were completed in October 2010. Patients included in the study were admitted to the ICU of the Hospital de Clinicas de Porto Alegre and in MV for time greater than or equal 72 hours ago, we excluded patients: children under 18 years old, in supplementation of antioxidants or iron, which had received blood transfusion within 72 hours prior to data collection, which had a diagnosis of oncological diseases and neurodegenerative diseases (Parkinson's and Alzheimer's), or who refused to join the study. Patients underwent venous blood was collected at three time points: 1 - the moment in which the tests were started spontaneous breathing; 2 - when the patient had failed spontaneous breathing trial, or were successfully; 3 - after 6 hours the success or failure of spontaneous breathing trial. The study included 34 patients divided into two groups: those who were successful (n = 21) and those that failed (n = 13). Patients had a mean age of 65 years old, 52% were male, and were under VM therapy for an average of 7.7 days. We analyzed the enzymatic defenses: superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) and non-enzymatic defense: total glutathione (GSSG), reduced glutathione (GSH) and the measurement of nitrites, nitrates and Vitamin C. We also conducted to measure damage to proteins (carbonylation) and lipids as malonaldehyde (MDA). Results: It was found that 38% of weaning failure. Before spontaneus breathing trial, these weaning failure patients already present, in the plasma, higher oxidative damage in lipids (molondialdehyde: 0.39 µmol/L in weaning failure vs. 0.16 µmol/L in weaning success); higher antioxidant level (Vitamin C: 1.78 µmol/L in weanin failure vs. 0.81 µmol/L in weaning success); and decreased nitric oxide concentration (nitrite: 1.66 mmol NaNO2/g protein in weaning failure vs. 2.29 mmol NaNO2/g protein in weaning success). The differences between weaning failure and weaning success patients remained during and after weaning trial. Conclusion: Plasmatic higher lipid oxidative damage and higher Vitamin C as well as lower nitric oxide concentration are related to weaning failure from mechanical ventilation.

Introdução: O grande desafio da descontinuação da VM esta em identificar corretamente os pacientes aptos a extubação com sucesso. O índice de respiração rápida e superficial (IRRS) tem sido o mais utilizado dentro desse processo em pacientes de unidade de terapia intensiva (UTI). Objetivos: O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho do ponto de corte, medidas seriadas e melhor método de obtenção do IRRS em predizer o insucesso de extubação para pacientes graves sob VM prolongada com fatores de risco para falha de extubação. Métodos: Estudo prospectivo, incluindo pacientes com 72h ou mais de ventilação mecânica (VM), prontos para o desmame, de acordo com critérios clínicos. O IRRS foi obtido diariamente, a partir do primeiro dia de desmame, com o paciente recebendo suporte ventilatório (IRRS_MIN) (PS 5cmH2O e PEEP 5cmH2O) e pelo ventilômetro em respiração espontânea (IRRS_ESP). Para os pacientes que passaram pelo processo de desmame com sucesso e foi indicada a extubação, o IRRS foi obtido anteriormente ao teste de respiração espontânea (TRE) através do ventilômetro (IRRS_PRE_TUBO_T), e em seguida colocado em TRE por 30 min. Após 30 min se o paciente não apresentou sinais de intolerância a desconexão da VM, o IRRS foi obtido em respiração espontânea (IRRS_PÓS_TUBO_T) e o paciente foi prontamente extubado. Os resultados foram analisados agrupando os pacientes de acordo com o desfecho do desmame: Grupo traqueostomia (GT); Grupo insucesso de extubação (GI), Grupo sucesso de extubação (GS). Resultados: 45 pacientes finalizaram o estudo, sendo 15 (33%) do GT, 11 (37%) do GI e 19 (63%) do GS. Fatores como tempo de intubação, tempo para iniciar o desmame e tempo de desmame foram maiores nos grupos GT e GI (p<0,05). Um novo ponto de corte foi calculado para essa população ( 74 ciclos/min/L), com especificidade de (0,64) e valor preditivo negativo de (0,54), que melhor identificou os pacientes com falha de extubação (FE). Quanto ao método de obtenção, em todos os grupos, o IRRS_MIN foi menor (GT=68,60 ± 35,16; GI=38,64 ± 12,31; GS=34,79 ±14,67) quando comparado ao IRRS_ESP (GT=141,60 ± 70,13; GI=80,09 ± 20,71; GS=60,95 ± 24,64) (p<0,05). As medidas diárias do IRRS apresentaram oscilações no GT, enquanto que nos GS e GI houve uma tendência de melhora. O IRRS_POS_TUBO_T quando comparado a IRRS_PRE_TUBO_T aumentou no GS e GI (GS: 60.95±24.64 e 69.79±22.67; GI: 80.09±20,71 e 87,09±13,28), com valores menores para o GS (p<0,5). As medidas obtidas em respiração espontânea, com o novo ponto de corte e após 30 minutos de TRE identificaram a FE em 90% dos pacientes. Conclusão: Em pacientes graves, as medidas do IRRS em respiração espontânea, com ponto de corte 74 ciclos/min/L e após o TRE melhora a identificação dos pacientes que poderão evoluir com falha de extubação. / Introduction: One of the challenges in the discontinuation of mechanical ventilation (MV) is ability to correctly identify patients able for a successfully extubation. The Rapid Shallow Breathing Index (IRRS) has been widely used in this process in patients of intensive care unit (ICU). Objectives: The aim of this study was to evaluate the performance of the cutting point, serial measurements and best method of obtaining the IRRS in predicting extubation failure in critically ill patients for prolonged MV and with risk factors for extubation failure. Methods: Prospective study, including patients with 72h or more of MV, ready for weaning according to clinical criteria. The IRRS was daily obtained since the first day of weaning, with the patient receiving ventilatory support (IRRS_MIN) (PS 5cmH2O 5cmH2O and PEEP) and spontaneous breathing in the spirometer (IRRS_ESP). For patients who have gone successfully through the process of weaning and the extubation was indicated, the IRRS was obtained prior to the Spontaneous Breathing Test (SBT) through the spirometer (IRRS_PRE_TUBO_T) and then placed on SBT for 30 min. After 30 minutes, if the patient showed no signs of intolerance to disconnect the VM, the IRRS was obtained in spontaneous breathing (IRRS_PÓS_TUBO_T) and the patient was readily extubated. The results were analyzed by grouping patients according to the outcome of weaning, Tracheostomy Group (TG), Unsuccess Extubation Group (UEG), Success Extubation Group (SEG). Results: 45 patients finished the study, 15 (33%) of TG, 11 (37%) of UEG and 19 (63%) of SEG. Factors such as intubation time, time to start weaning and weaning time were higher in UEG and TG groups (p <0.05). A new cut-off point was calculated for this population ( 74 breaths/min/L), with a specificity of 0.64 and negative predictive value of 0.54, which best identified patients with extubation failure (EF). Regarding the method for obtaining the IRRS, IRRS_MIN was lower (TG=68,60 ± 35,16; UEG=38,64 ± 12,31; SEG=34,79 ±14,67) compared to IRRS_ESP) (TG=141,60 ± 70,13; UEG=80,09 ± 20,71; SEG=60,95 ± 24,64) (p<0,05) in all groups. The daily measurements of the IRRS showed oscillations in UEG, while there was a trend decrease in the SEG and SEG. The IRRS_POS_TUBO_T increased in the SEG and UEG compared to IRRS_PRE_TUBO_T (SEG: 60.95 ± 24.64 and 69.79 ± 22.67, UEG 80.09 ± 20.71 and 87.09 ± 13.28), with lower values for UEG (p <0.5). The measurements obtained in spontaneous breathing identified the EF in 90% of patients when using the new cut-off point and after 30 minutes of SBT. Conclusion: In critically ill patients, the measures of IRRS in spontaneous breathing, with a cutoff 74 breaths/min/L and after SBT improves the identification of patients who may evolve with extubation failure.

Ao contrário dos indicadores estáticos, como a pressão venosa central e a pressão de oclusão da artéria pulmonar, a variação da pressão de pulso arterial tem se mostrado um indicador hemodinâmico preciso para a determinação da responsividade à administração de fluido. Objetivo: Este estudo objetivou mensurar a variação da pressão de pulso em cadelas mecanicamente ventiladas submetidas a expansão volêmica durante procedimento cirúrgico eletivo (ovário-salpingo-histerectomia) e determinar a relação deste indicador com os dados hemodinâmicos obtidos por meio do exame ecodopplercardiográfico transesofágico. Material e método: Quinze cadelas foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos: sem pressão positiva ao final da expiração (GI - ZEEP, n = 7) e com pressão positiva ao final da expiração de 5cmH2O (GII - PEEP, n = 8). As avaliações hemodinâmicas incluindo freqüência cardíaca (FC), pressão arterial média invasiva (PaM), variação da pressão de pulso (VPP), pressão venosa central (PVC), volume sistólico (VE), índice cardíaco (IC), velocidade do fluxo aórtico (VFA) e gradiente de pressão do fluxo aórtico (Grad); análise de gases sangüíneos e parâmetros do sistema respiratório incluindo freqüência respiratória (FR) e pressão de pico inspiratória (PIP), foram mensuradas antes da aplicação da PEEP em cadelas do GII (M0); imediatamente antes (M1) e cinco minutos após (M2) a expansão volêmica com 10ml/Kg de solução de Ringer Lactato. Os grupos e tempos foram comparados por meio da análise de variância (ANOVA) seguida do teste de Tukey, com nível de significância de 5%. Resultados: A utilização da PEEP ocasionou um significante aumento dos seguintes parâmetros: VPP (M0 - 9.5 ± 2.92 vs M1 - 12.1 ± 2.19, P < 0.05); PVC ( 4.9 ± 2.47 vs 6.5 ± 2.73, P < 0.05); PIP (9.9 ± 1.36 vs 13.0 ± 2.2, P < 0.05) e PaO2 (336.5 ± 64.04 vs 373.6 ± 97.82, P < 0.05). Os animais do GI apresentaram um significante aumento dos seguintes parâmetros depois da expansão volêmica: VE (25.4 ± 3.92 vs 19.1 ± 3.22, P < 0.05), IC (3.8 ± 0.99 vs 2.4 ± 0.47, P < 0.05), VFA (93.8 ± 17.60 vs 74.5 ± 14.66, P < 0.05) e Grad (3.6 ± 1.30 vs 2.3 ± 0.92, P < 0.05). Alterações significativas também foram observadas nos seguintes parâmetros do GII depois da expansão volêmica: PaM (108.6 ± 20.6 vs 96.9 ± 19.97, P < 0.05), VPP (5.2 ± 1.8 vs 12.1 ± 2.19, P < 0.05), VE (26.6 ± 8.18 vs 20 ± 5.15, P < 0.05), IC (3.6 ± 0.90 vs 2.4 ± 0.56, P < 0.05), VFA (97.6 ± 25.49 vs 83.6 ± 24.12, P < 0.05) e Grad (4.0 ± 2.01 vs 3.0 ± 1.64, P < 0.05). Quando comparado M1 do GI e do GII, diferença significativa foi observada com a VPP (7.1 ± 1.64 vs 12.1 ± 2.19, P < 0.05). A FR foi maior no GII quando comparada ao GI (FR GII M1 e GII M2 - 16.9 ± 1.36 vs GI M1 - 14.9 ± 1.35 e GI M2 - 15.3 ± 1.5, P < 0.05). PIP foi também maior no GII quando comparada ao GI (GII M1 - 13.0 ± 2.20 vs GI M1 - 7.3 ± 2.21; GII M2 - 13.4 ± 2.50 vs GI M2 - 7.7 ± 2.14, P < 0.05). Conclusão: Este estudo mostrou que a variação da pressão de pulso é um índice adequado para avaliar o estado hemodinâmico durante a instituição de PEEP, sendo a avaliação ecodopplercardiográfica transesofágica uma excelente técnica de monitoração do estado hemodinâmico nos pacientes submetidos a procedimento cirúrgico. / Contrary to static parameters such as central venous pressure and pulmonary capillary wedge pressure, pulse pressure variation has proven itself as an accurate hemodynamic tool for the determination of fluid responsiveness. Objective: To measure pulse pressure variation in mechanically-ventilated bitches submitted to volume load during elective surgery (ovariohysterectomy) and to determine its relationship with hemodynamic parameters obtained with transesophageal Doppler echocardiography. Material and Methods: Fifteen bitches were randomly distributed between two groups: with zero end-expiratory pressure (GI - ZEEP, n=7) and with positive end-expiratory pressure of 5cmH2O (GII - PEEP, n=8). Hemodynamic evaluations including heart rate (HR), invasive mean arterial pressure (MAP), pulse pressure variation (PPV), central venous pressure (CVP), stroke volume (SV), cardiac index (CI), aortic blood flow velocity and aortic flow pressure gradient; blood-gas analysis and ventilatory parameters including respiratory rate (RR) and peak inspiratory pressure (PIP), were measured before employment of PEEP in bitches from GII (M0); immediately before (M1) and five minutes after (M2) volume expansion using 10ml/Kg lacted Ringers solution. Statistical analysis was based on ANOVA for repeated measures followed by Turkeys t-test with significance level of 0.05. Results: The use of PEEP induced a significant increase in the following parameters: PPV (M0 - 9.5 ± 2.92 vs M1 - 12.1 ± 2.19, P < 0.05); CVP ( 4.9 ± 2.47 vs 6.5 ± 2.73, P < 0.05); PIP (9.9 ± 1.36 vs 13.0 ± 2.2, P < 0.05) and PaO2 (336.5 ± 64.04 vs 373.6 ± 97.82, P < 0.05). Animals in GI presented a significant increase in the following parameters after fluid load: SV (25.4 ± 3.92 vs 19.1 ± 3.22, P < 0.05), CI (3.8 ± 0.99 vs 2.4 ± 0.47, P < 0.05), aortic blood flow velocity (93.8 ± 17.60 vs 74.5 ± 14.66, P < 0.05) and aortic flow pressure gradient (3.6 ± 1.30 vs 2.3 ± 0.92, P < 0.05). Statistical significance of the following parameters were observed in GII after fluid load: MAP (108.6 ± 20.6 vs 96.9 ± 19.97, P < 0.05), PPV (5.2 ± 1.8 vs 12.1 ± 2.19, P < 0.05), SV (26.6 ± 8.18 vs 20 ± 5.15, P < 0.05), CI (3.6 ± 0.90 vs 2.4 ± 0.56, P < 0.05), aortic blood flow velocity (97.6 ± 25.49 vs 83.6 ± 24.12, P < 0.05) and aortic flow pressure gradient (4.0 ± 2.01 vs 3.0 ± 1.64, P < 0.05). When comparing M1 of GI and GII, a statistical significant difference was observed with PPV (7.1 ± 1.64 vs 12.1 ± 2.19, P < 0.05). Respiratory rate was greater in GII than in GI (RR GII M1 and GII M2 - 16.9 ± 1.36 vs GI M1 - 14.9 ± 1.35 and GI M2 - 15.3 ± 1.5, P < 0.05). Peak inspiratory pressure was also greater in GII than in GI (GII M1 - 13.0 ± 2.20 vs GI M1 - 7.3 ± 2.21; GII M2 - 13.4 ± 2.50 vs GI M2 - 7.7 ± 2.14, P < 0.05). Conclusion: This study showed that the pulse pressure variation is an adequate indicator to evaluate the hemodynamic status during PEEP application, being the transesophageal Doppler echocardiography evaluation a great tool in monitoring the hemodynamic status in patients undergoing surgery.

Chez un patient, les muscles respiratoires sont mis au repos lors de la défaillance de la fonction respiratoire, que cette défaillance soit involontaire (maladie, accident…) ou volontaire (anesthésie générale). Le patient est alors relié à un ventilateur artificiel, machine qui se charge de le faire respirer. Il existe de très nombreux types de ventilateurs artificiels, de qualité inégale, et chaque dispositif propose de multiples réglages pour ventiler le patient : les modes ventilatoires. Ces machines et leurs modes ventilatoires sont commercialisés et utilisés quotidiennement, mais très peu ont été évalués en situation clinique et leurs performances restent à démontrer. L'interaction de ces modes ventilatoires avec les muscles respiratoires du patient est ainsi actuellement méconnue. Dans ce travail, premièrement nous avons fait un état des lieux des pratiques de la ventilation mécanique en médecine péri-opératoire (patients au bloc opératoire et réanimation) ; secondairement, nous avons évalué sur banc d'essai au laboratoire les performances techniques des ventilateurs d'anesthésie et de réanimation de dernière génération dans des conditions statiques (ventilation contrôlée dans différentes conditions de pathologies pulmonaires) et dans des conditions dynamiques (ventilation spontanée assistée dans différentes situations de sevrage ventilatoire) et établi des critères de choix d'un ventilateur ; dans une troisième partie nous avons analysé chez le patient de réanimation au cours du sevrage de la ventilation mécanique le fonctionnement et le comportement des modes ventilatoires les plus évolués (Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA), Proportionnal Adaptive Ventilation + (PAV+), Adaptative Support Ventilation (ASV), Intellivent, Noisy-PSV) en comparaison avec le mode de référence qu'est la Ventilation Spontanée en Aide Inspiratoire (Pressure Support Ventilation). Finalement, nous présentons les perspectives de recherche et bénéfices potentiels attendus issus de ces études à travers nos projets de travaux expérimentaux et cliniques. / In case of respiratory failure, the patient's respiratory muscles are put at rest. The patient is then linked to an artificial ventilator, which makes him breath. There are a huge number of artificial ventilators, of varying quality, and each device offers many different settings : the ventilatory modes. These devices and their ventilatory modes are marketed and used daily, but few of them have ever been evaluated in a clinical situation and their performances still need to be proven. Interactions between these ventilatory modes and respiratory muscles are presently unknown. In this work, we first made an inventory of mechanical ventilation in peri-operative medicine (patients in operating rooms and in intensive care units). Then, we evaluated on a bench test the technical performances of the latest generation of anesthesia and intensive care ventilators, in static conditions (controlled ventilation in different pathologic pulmonary conditions) and in dynamic conditions (assisted spontaneous breathing in different weaning situations), and we established criteria to check before choosing a ventilator. Third, we analysed the behaviour of several advanced ventilatory modes (Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA), Proportional Assist Ventilation Plus (PAV+), Adaptive Support Ventilation (ASV), Intellivent, Noisy-PSV) during ventilator weaning of intensive care patients compared to the reference weaning mode : Pressure Support Ventilation. Finally, we present research perspectives and potential benefits from our studies through our experimental and clinical project.

L’aérosolthérapie est une pratique ancienne de plusieurs siècles. Progressivement l’administration inhalée de bronchodilatateurs et de corticoïdes s’est imposé comme le traitement au long cours de référence des maladies pulmonaires obstructives. Plus récemment de nouvelles molécules, comme les antibiotiques ou les mucomodulateurs, ont été administrées avec succès par voie inhalée, particulièrement chez les patients atteints de mucoviscidose. Alors que ces succès de l’aérosolthérapie ont été obtenus chez les patients en ventilation spontanée et traités essentiellement dans le contexte ambulatoire, les données sont beaucoup plus parcellaires concernant l’aérosolthérapie chez les patients admis en réanimation et plus particulièrement ceux soumis à la ventilation artificielle. Néanmoins, l’effet physiologique des bronchodilatateurs et des corticoïdes a été documenté chez les patients soumis à la ventilation artificielle et plusieurs études expérimentales et de recherche clinique [ont] documenté la faisabilité de l’antibiothérapie inhalée chez ces patients. Cinq travaux ont été réalisés dans le cadre de la thèse, faisant appel à des méthodes de recherche expérimentale sur banc, d’expérimentation animale, de recherche clinique et épidémiologique concernant l’aérosolthérapie en réanimation. Les deux premiers travaux ont consisté en une enquête internationale par voie électronique auprès des huit cents médecins exerçant en réanimation et d’une étude prospective observationnelle durant deux semaines dans quatre-vingts services de réanimation. Les résultats principaux de ces travaux sont que l’aérosolthérapie était très fréquente en réanimation et concernait près d’un quart des patients. Les molécules administrées étaient essentiellement des bronchodilatateurs et des corticoïdes, mais l’antibiothérapie inhalée était également pratiquée. […] L’aérosolthérapie est apparue comme bien tolérée à court terme […]. Le troisième travail a consisté en une évaluation sur banc des systèmes de nébulisation pneumatique synchronisée intégrés dans quatre ventilateurs de réanimation. Les résultats principaux de ce travail sont que ces systèmes permettaient un bon contrôle du volume courant délivré au patient durant la nébulisation ; en revanche la synchronisation inspiratoire n’était pas optimale […]. Le quatrième travail a consisté en une étude clinique évaluant la pharmacocinétique sérique de l’amikacine après son administration inhalée à forte dose chez vingt-deux patients soumis à la ventilation artificielle et atteints de pneumonie nosocomiale. L’administration était réalisée à l’aide d’un système de nébulisation pneumatique innovant, adapté à la ventilation artificielle. Le résultat principal de ce travail a été que la nébulisation de 60 mg/Kg d’amikacine s’est avéré faisable chez le patient sous ventilation artificelle et que les concentrations sériques observées étaient inférieures à celles observées après perfusion intraveineuse. […] Enfin, le dernier travail a consisté en une étude animale comparant la pharmacocinétique sérique de l’amikacine après administration intraveineuse, nébulisation et aérosolisation in situ à l’extrémité de la sonde d’intubation de porcelets soumis à la ventilation artificielle avec des poumons non infectés. Le principal résultat est que l’aérosolisation in situ a permis d’administrer de grandes quantitiés d’amikacine en très peu de temps. Néanmoins, les concentrations intra-parenchymateuses étaient très hétérogènes après aérosolisation in situ et fréquemment faibles […]. / Aerosoltherapy is a centuries-old practice. Inhaled bronchodilatators and corticosteroids have become the long-term treatment of choice for obstructive lung diseases. More recently, new molecules, such as antibiotics or mucus modulators have been successfully administrated by inhalation, particularly in patients with cystic fibrosis. While the success of aerosoltherapy were obtained in patients breathing spontaneously and essentially treated in the outpatient setting, data are much scarcer concerning aerosoltherapy in patients admitted to intensive care and especially those undergoing mechanical ventilation. Nevertheless, the physiological effects of bronchodilators and corticosteroids have been documented in patients undergoing mechanical ventilation and several experimental and clinical researches documented the feasibility of inhaled antibiotic therapy in these patients. The thesis comprises five works carried out using methods of experimental bench research, animal experimentation so as clinical and epidemiological research concerning aerosoltherapy in the intensive care setting. The first two works consisted of an international electronic survey among eight hundred physicians working in intensive care and a two-week prospective cross-sectional study in eighty intensive care units. The main results of those works are that aerosoltherapy appeared very common in the intensive care unit and concerned about a quarter of all admitted patients. The molecules administrated were essentially bronchodilatators and corticosteroids, but inhaled antibiotic therapy was also practiced. Although implementation of aerosoltherapy, especially during mechanical ventilation, appeared frequently at odds with optimal practice, or even dangerous, it was well tolerated in the short term since only a hundred side effects were observed during the nine thousand aerosol administrations collected in the prospective study. The third work evaluated, in a bench model of mechanical ventilation, synchronized pneumatic nebulization systems integrated in four intensive care ventilators. The main results of this work are that these systems provided good control of the tidal volume during nebulization ; however inspiratory synchronization was not optimal since a significant proportion of nebulization occurred during expiration, due ti gas compression/decompression upstream of the nebulizer. The fourth work consisted of a clinical study evaluating serum pharmacokinetics of amikacin after high dose inhalation in twenty-two patients undergoing mechanical ventilation and suffering nosocomial pneumonia. Administration was carried out using an innovative pneumatic nebulization system adapted to mechanical ventilation. The main result of this work was that nebulization of 60 mg / kg of amikacin proved feasible in patients on mechanical ventilation and serum concentrations observed were lower than those observed after intravenous infusion. An increase in the dose and / or the yield of the nebulization system may be considered to promote greater lung deposition in order to favour improved efficacy. The presence or absence of a heated humidifier did not influence the results, thus allowing considering active humidification during prolonged nebulization within a high-dose strategy. Finally, the last work was an animal study comparing serum pharmacokinetics of amikacin after intravenous administration, nebulization and in situ aerosolisation at the end of the endotracheal tube in piglets with healthy lungs undergoing mechanical centilation. The main results are that in situ aerosolisation allowed administrating large amounts of amikacin in a very short time. Nevertheless, intra-parenchymal concentrations were very heterogeneous after in situ aerosolisation and often low, while nebulization allowed observing globally more homogeneous concentrations. Immuno-histological amikacin staining allowed observing lung deposition of amikacin at the tissue level.