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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83267| Tipo: | Tese |
| Título : | Redução da reinalação de dióxido de carbono com adição de vazamentos expiratórios intencionais em ventilação mecânica com o capacete ELMO®: um estudo cruzado com ventiladores de circuito único e duplo |
| Autor : | Tomaz, Betina Santos |
| Tutor: | Pereira, Eanes Delgado Barros |
| Co-asesor: | Holanda, Marcelo Alcantara |
| Palabras clave en portugués brasileño: | Ventiladores Mecânicos;Pressão positiva contínua nas vias aéreas;Dióxido de Carbono;Ventilação não invasiva |
| Palabras clave en inglés: | Continuous Positive Airway Pressure;Noninvasive Ventilation;Ventilators, Mechanical;Carbon Dioxide |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA::CLINICA MEDICA |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | TOMAZ, Betina Santos. Redução da reinalação de dióxido de carbono com adição de vazamentos expiratórios intencionais em ventilação mecânica com o capacete ELMO®: um estudo cruzado com ventiladores de circuito único e duplo. 2025. 130 f. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/83267. Acesso em: 03 nov. 2025. |
| Resumen en portugués brasileño: | O suporte ventilatório com capacete (SVC) pode ser realizado por meio de sistemas de CPAP (do inglês Continuous Positive Airway Pressure) com fluxos de gás contínuo (H-CPAP Flow) ou com ventiladores mecânicos (H-VNI). Uma limitação frequentemente observada nesse tipo de interface é a reinalação de dióxido de carbono (CO₂), que pode comprometer a eficácia do suporte ventilatório. Nossa hipótese foi de que a adição de vazamentos de ar elevados posicionados na porta expiratória do SVC reduziria a reinalação de CO₂ tanto no H-CPAP quanto no H-NIV, sem causar despressurização significativa das vias aéreas. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de vazamento elevado na porta expiratória sobre a reinalação de CO₂, pressurização das vias aéreas, conforto e assincronias paciente–ventilador em quatro configurações de SVC. Trata-se de um estudo fisiológico randomizado, cruzado, com dez voluntários saudáveis submetidos a quatro estratégias de SVC: H-CPAP Flow, H-CPAP e H-VNI com ventilador mecânico portátil de circuito único, e H-VNI com ventilador mecânico de unidade de terapia intensiva (UTI) de circuito duplo. A interface usada foi o capacete ELMO®, e cada configuração foi testada com vazamento mínimo e, em seguida, com a adição de vazamento elevado na porta expiratória, até o maior valor sem comprometer de forma significativa a interação paciente–ventilador. O desfecho primário foi a pressão de CO₂ inspirado (PiCO₂), enquanto os desfechos secundários incluíram a pressão transcutânea de CO₂ (PtcCO₂), padrão respiratório, pressão intra-capacete, desconforto geral, sonoro, térmico e respiratório, e assincronias paciente–ventilador. A adição de vazamentos de ar intencionais elevados, com média de 58 L/min no ventilador portátil e 84,68% no ventilador de UTI, resultou em uma redução significativa da PiCO₂ em todas as configurações (p < 0,001), com a maior redução observada no H-VNI com circuito duplo (5,70 ± 0,59 vs. 0,38 ± 0,14 mmHg; p < 0,001). A PtcCO₂ permaneceu dentro dos limites normais. O H-VNI com circuito duplo também promoveu redução da frequência respiratória e aumento do tempo expiratório, quando comparado ao H-CPAP Flow e ao H-CPAP com circuito de membro único, respectivamente, sem incremento no desconforto. Mesmo sob vazamento elevado, a pressão expiratória foi mantida sem queda significativa; no entanto, observou-se redução da pressão inspiratória de pelo menos 2 cmH₂O nas configurações com H-VNI. Os escores de desconforto permaneceram baixos em todas as configurações. Embora o índice de assincronia tenha sido mais elevado no H-VNI com circuito duplo (10,3 ± 3,6%) sob vazamento elevado, não houve significância estatística. A introdução de vazamentos expiratórios elevados no capacete ELMO® reduziu significativamente a reinalação de CO₂ nas configurações H-CPAP e H-VNI com ventiladores mecânicos, sem comprometer a ventilação, o conforto ou a sincronia paciente–ventilador. |
| Abstract: | Helmet ventilatory support (HVS) can be delivered using continuous gas flow CPAP systems (H-CPAP Flow) or mechanical ventilators (H-NIV). A common limitation of this interface is the rebreathing of carbon dioxide (CO₂), which may impair the effectiveness of ventilatory support. We hypothesized that the addition of high intentional air leaks positioned at the expiratory port of the HVS would reduce CO₂ rebreathing in both H-CPAP and H-NIV, without causing significant airway depressurization. This study aimed to evaluate the effects of introducing high expiratory leaks on CO₂ rebreathing, airway pressurization, patient comfort, and patient–ventilator asynchronies across four HVS configurations. This was a randomized, crossover physiological study involving ten healthy volunteers exposed to four HVS strategies: H-CPAP Flow; H-CPAP and H-NIV with a portable single-limb ventilator; and H-NIV with an intensive care unit (ICU) dual-limb ventilator. The interface used was the ELMO® helmet, and each configuration was tested with minimal leakage, followed by the addition of intentional high leakage at the expiratory port up to the highest level that did not significantly impair patient–ventilator interaction. The primary outcome was inspired CO₂ pressure (PiCO₂), and secondary outcomes included transcutaneous CO₂ pressure (PtcCO₂), breathing pattern, intra-helmet pressure, overall, acoustic, thermal, and respiratory discomfort scores, as well as patient–ventilator asynchrony. The addition of high intentional leakage, averaging 58 L/min with the portable ventilator and 84.68% with the ICU ventilator, resulted in a significant reduction in PiCO₂ across all configurations (p < 0.001), with the greatest reduction observed in the H-NIV dual-limb configuration (5.70 ± 0.59 vs. 0.38 ± 0.14 mmHg; p < 0.001). PtcCO₂ remained within normal limits. H-NIV with a dual-limb circuit also reduced respiratory rate and increased expiratory time when compared to H-CPAP Flow and H-CPAP with a single-limb circuit, respectively, without increasing discomfort. Even under high leak conditions, expiratory pressure was preserved without a significant drop. However, a reduction in inspiratory pressure of at least 2 cmH₂O was observed in the H-NIV configurations. Discomfort scores remained low in all configurations. Although the asynchrony index was higher in the H-NIV dual-limb configuration (10.3 ± 3.6%) under high leak, the difference was not statistically significant. The introduction of high expiratory leaks in the ELMO® helmet significantly reduced CO₂ rebreathing in both H-CPAP and H-NIV configurations using mechanical ventilators, without compromising ventilation, comfort, or patient–ventilator synchrony. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83267 |
| ORCID del autor: | https://orcid.org/0000-0002-2523-7296 |
| Lattes del autor: | http://lattes.cnpq.br/1667466188905951 |
| ORCID del tutor: | https://orcid.org/0000-0002-4414-3164 |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/1517783578435444 |
| Lattes del co-asesor: | http://lattes.cnpq.br/4091972080928881 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | DMC - Teses defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
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