Cálculo curva pressão volume P-V

A curva de complacência ou curva pressão-volume (P-V) é uma técnica utilizada com fins diagnósticos para descrever as propriedades mecânicas estáticas do sistema respiratório, tendo sido adaptada aos pacientes das unidades de tratamento intensivo (UTIs) com o objetivo de avaliar o sistema respiratório numa situação extremamente grave. Sua aplicação costuma ser essencialmente reservada a pacientes com insuficiência respiratória aguda (IRA), incluindo pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda (SARA) e lesão pulmonar aguda ou acute lung injury (ALI), situações em que foi proposta como um meio de observar a evolução da gravidade dessa síndrome.
A seguir serão feitas considerações sobre fisiologia, forma, aspectos clínicos e técnicas de obtenção das curvas de complacência na IRA.

Aspectos fisiológicos

O deslocamento do sistema respiratório durante a ventilação necessita se opor a forças resistivas, a forças de inércia e a forças elásticas do referido sistema. Essas forças são exercidas sobre a parede torácica e sobre os pulmões. Elas podem ser produzidas pelos músculos respiratórios, como na ventilação espontânea, por ventilador, como na ventilação controlada, ou por ambos, nos casos de ventilação assistida.
As patologias alveolares ou parenquimatosas causam essencialmente alterações do componente elástico do sistema respiratório, razão pela qual as curvas pressão-volume são normalmente realizadas em condições estáticas que influenciam na relação pressão-fluxo. O sistema respiratório possui igualmente propriedades viscoelásticas, fenômeno esse que corresponde a uma diminuição rápida das forças elásticas de retração para uma mesma pressão. Tais características são observadas facilmente se fizermos uma pausa teleinspiratória e observarmos que, para um mesmo volume pulmonar, a pressão cai em algumas centenas de milissegundos para se equilibrar em um platô (pressão inspiratória final ou pressão de platô). As forças viscoelásticas podem ser consideráveis em pacientes com SARA e devem ser potencialmente consideradas quando se trabalha com as relações pressão-volume.
Essa questão das forças viscoelásticas poderá se manifestar principalmente quando as curvas forem analisadas não por um método totalmente estático como o das oclusões inspiratórias, mas por um método de fluxo contínuo lento.
Um dos problemas de interpretação das curvas pressão-volume do sistema respiratório repousa no fato de que sua análise se baseia na medida da pressão de todo o sistema, dependendo, em parte, das características do pulmão e, em parte, das características da parede. Com efeito, em indivíduos normais, a presença de um ponto de inflexão inferior (Pinfl inf) pode estar presente em decorrência da parede torácica. Além disso, Mergoni et al. mostraram, recentemente, a influência que podia ser atribuída à parede respiratória nos deslocamentos das curvas modificando suas inclinações, ou seja, o valor absoluto da complacência estática, como também os valores das eventuais inflexões observadas sobre a curva.

Forma da curva

Em indivíduos normais, em posição supina, a curva pressão-volume mostra duas inflexões: uma inferior, devido à mecânica da parede torácica quando em baixos volumes pulmonares, e uma superior, devido à hiperdistensão pulmonar em volumes próximos da capacidade pulmonar total.
Em pacientes com SARA, a forma habitual da curva pressão-volume é a de uma relação freqüentemente descrita como sigmoidal, com uma parte inferior correspondente a uma complacência baixa, uma parte linear com uma complacência um pouco menos reduzida e uma parte superior onde a complacência cai novamente. A porção inicial da curva é considerada como a que corresponde à abertura de vias aéreas colabadas. A parte retilínea da curva é considerada como a que reflete o estado do pulmão após recrutamento alveolar e a avaliação de sua inclinação permite quantificar a gravidade do comprometimento pulmonar. Entre a porção inicial e a porção retilínea está o ponto de inflexão inferior, que corresponde ao nível de pressão a partir do qual ocorre esse recrutamento alveolar. A parte superior da curva, que se flete novamente na altura do chamado ponto de inflexão superior (Pinfl sup), pode refletir quer o fim do recrutamento alveolar, quer um nível de hiperdistensão.

Aspectos clínicos

As correlações entre o aspecto da curva e o estado da doença foram bem estabelecidas por Matamis et al. Principalmente as relações entre o ponto de inflexão inferior e a eficácia da pressão expiratória positiva têm sido usadas como uma forma de otimização da regulagem do ventilador. Recentemente, estudos de Amato et al. estimularam o interesse no uso das curvas pressão-volume para o manejo dos pacientes com SARA. Com efeito, esses autores, em estudo prospectivo randomizado, utilizaram a curva pressão-volume para estabelecer os parâmetros ventilatórios e o nível de pressão expiratória final positiva (PEEP) a ser utilizado. Verificaram que o grupo tratado dessa forma e com pequenos volumes correntes, para limitar as pressões de fim de insuflação, apresentou melhora nos parâmetros de oxigenação e na mecânica respiratória, tendo ocorrido redução inicial da mortalidade.
Devido a esses outros possíveis benefícios da compreensão da mecânica respiratória em função das intervenções terapêuticas, torna-se importante, para o manejo de pelo menos alguns pacientes com SARA, a monitorização das curvas pressão-volume. Até o momento as técnicas consagradas (superseringa e oclusões inspiratórias), da forma com que são realizadas, geram problemas e/ou dificultam sua realização rotineira à beira de leito. Por outro lado, as técnicas que utilizam fluxos contínuos, embora mais práticas, ainda não estão devidamente validadas.
Para atingir-se um ponto ideal dever-se-iam desenvolver técnicas para obtenção das curvas pressão-volume que fossem automatizadas, simplificadas e incorporadas aos aparelhos de ventilação mecânica de forma a facilitar seu uso no manejo dos pacientes com SARA.
Os principais objetivos da realização mais rotineira das curvas pressão-volume na SARA seriam calcular e monitorizar a complacência estática do sistema respiratório ao longo da evolução da doença; verificar a presença de um ponto de inflexão inferior e utilizá-lo, quando presente, para estabelecer o valor ideal de PEEP a ser empregado; verificar a presença de um ponto de inflexão superior e adotá-lo, quando presente, como controle das pressões de via aérea a serem utilizadas, numa tentativa de evitar hiperdistensão alveolar.

Técnicas de obtenção das curvas

Várias técnicas têm sido empregadas para obter as curvas pressão-volume:

Técnica de superseringa – É a técnica mais utilizada, mais conhecida e mais antiga, sendo considerada como referência para traçar as curvas pressão-volume estáticas do sistema respiratório em pacientes com IRA. Consiste em insuflar por patamares volumétricos sucessivos até 1,5L ou 2L em inspiração e em desinflar nos mesmos patamares em expiração.
Essa técnica foi largamente popularizada pelos trabalhos de Matamis e Lemaire e permitiu descrever o aspecto da curva em diferentes estágios da doença. Numerosas limitações e artefatos são associados a esse método. Um de seus grandes inconvenientes é a desconexão obrigatória do paciente do ventilador. Um outro problema é o tempo necessário para a realização de toda a curva, pois a manobra de inflação requer 45 a 60 segundos. Além disso, está associada a perda de volume, já que o consumo de oxigênio (O²) no interior do pulmão é mais rápido do que a produção de dióxido de carbono (CO²). Isso faz com que a medida do volume pela seringa seja superestimada e cause alterações principalmente no ramo expiratório da curva. Esse fato foi bem demonstrado por Dall’Ava-Santucci et al., quando compararam o volume medido pelo deslocamento da seringa com mudanças de volume torácico obtidas a partir de pletismografia.

Técnica das oclusões inspiratórias múltiplas – Essa técnica, bastante empregada nas determinações das curvas pressão-volume estáticas, foi introduzida por diferentes autores. Um dos primeiros estudos foi o de Levy et al. que, utilizando um ventilador munido de oclusão teleinspiratória e teleexpiratória e empregando volumes progressivamente crescentes, mostrou que era possível, sob certas condições técnicas, traçar o conjunto da curva pressão-volume.
Desde então, o método tem sido largamente utilizado, com as vantagens de não necessitar desconectar o doente do ventilador e de poder ser realizado a partir de qualquer nível de base, sendo efetuado mais facilmente em PEEP. A principal desvantagem é o longo tempo gasto em sua realização, de aproximadamente 15 minutos, motivo pelo qual é usada em pesquisa, mas torna-se trabalhosa para ser empregada no dia-a-dia à beira do leito.

Técnica de insuflação com fluxo contínuo – Um método alternativo, usando um fluxo contínuo, foi também proposto para determinar a complacência respiratória. Esse método dinâmico, embora introduzido há vários anos, ainda não foi devidamente validado. Baseia-se no princípio de que, quando um fluxo constante penetra nos pulmões, a razão de mudança das pressões é inversamente proporcional à complacência do sistema respiratório. Durante o procedimento, dois segmentos podem ser identificados na curva de pressão da via aérea: a primeira porção da curva de pressão está relacionada às propriedades resistivas do sistema respiratório; a segunda porção, caracterizada por um aumento linear na pressão da via aérea a uma razão inversamente proporcional à complacência, está relacionada às propriedades elásticas do sistema respiratório. Suratt e Owens compararam o método de fluxo contínuo com o estático e demonstraram que os valores de complacência medidos com ambos os métodos eram fortemente correlacionados. A técnica foi novamente testada por Mankikian, usando um fluxo contínuo lento de 1,7L.min–1, sendo que as curvas eram superponíveis às obtidas com a superseringa. Sua principal vantagem era a de não modificar o volume pulmonar antes de efetuar a manobra. Ranieri et al. retomaram a técnica, tendo observado que representava uma ferramenta simples e não invasiva capaz de detectar e predizer os efeitos da PEEP no recrutamento alveolar. Nesse estudo, em que foi adotado um fluxo constante alto, variando de 20 a 60L.min–1, os pontos de inflexão inferior e superior não podiam ser corretamente determinados. Recentemente a técnica foi novamente empregada no trabalho de Servillo et al. Utilizando um fluxo inspiratório constante de 15L.min–1, os autores verificaram que o método era de fácil aplicabilidade e com vantagens práticas. No entanto as curvas assim obtidas eram desviadas para a direita devido às propriedades resistivas e elásticas do sistema respiratório, resultando assim em uma hiperestimação dos pontos de inflexão inferior.

PEEP ideal

O uso da PEEP - pressão expiratória final é uma realidade para se recrutar e manter os alvéolos abertos e assim otimizar a troca gasosa por combater os shunts pulmonares. Contudo, situações especiais como a SARA - Síndrome da Angústia Respiratória do Adulto - necessita de valores específicos de PEEP para recrutar alvéolos sem danificá-los. Na fase inicial da SARA, há um aumento da histerese pulmonar e a parte inferior da curva pressão - volume (P/V) sofre uma inflexão ao qual implica presença de alvéolos colapsados. Estes alvéolos podem ser novamente recrutados se uma PEEP for ofertada, porém, esta PEEP deverá ter um valor suficiente para abrir os alvéolos sem hiperdistendê-los. Para tanto, este valor de PEEP é obtido através da curva P/V construída á beira do leito. O valor de PEEP obtido seria classificado como "the best peep", ou seja, PEEP ideal e o mesmo pode ocupar valores altos como 12, 14 cm H²0.
A associação do PEEP ideal com uma ventilação cuja pressão de pico não seja superior a 40 cm H²0 sugere uma proteção alveolar, onde os alvéolos recrutados se manteriam abertos durante todo o ciclo respiratório, numa condição de máximo repouso possível, evitando-se tanto os colapsos como as hiperdistensões alveolares. Devido a importância de se manter precisamente a pressão de pico mencionada, o volume corrente entregue ao paciente é pequeno, sendo na maioria das vezes em torno de 6ml/kg. Isto se justifica pela baixa complacência pulmonar encontrada. Devido ao exposto, é de fundamental importância o entendimento e a construção da curva pressão volume para que o PEEP ideal seja achado e aplicado numa estratégia ventilatória para minimizar e otimizar a função pulmonar.

Deve-se preceder a curva PxV utilizando-se o envelopamento máximo pulmonar, o que consiste na manutenção da insuflação pulmonar com 30-40 cm H²0, mantida por alguns segundos em pulmões normais. Nos casos de pulmões com deficiência de surfactante serão necessárias pressões ao redor de 50-60 cm H²0.
A curva será plotada diminuindo-se os valores da PEEP, com o registro da seqüência de pressões e volume 4-6ml/Kg.

Plotagem da curva P/V com volume partindo de 400 ml e com incremento de PEEP, partindo de 0 para 25 cmH²O e decremento, de 25 para 0 cmH²O. A junção inferior da curva significa o ponto de inflexão inferior (momento do início do recrutamento), e a junção superior significa o ponto de inflexão superior da curva (momento do limite de hiperdistensão alveolar).

A saber, quando a PEEP está ao redor de 30cm H²0, a pressão de platô estará em torno de 50 cm H²0, portanto acima do limite de stress dos tecidos pulmonares. Esta curva espelha a alça inspiratória da histerese obtida, ou seja, o afastamento dos ramos inspiratórios e expiratórios.
Estudos morfométricos mostram que grande número de alvéolos permanecem fechados junto aos septos pulmonares mesmo nos pulmões normais e que a pressão necessária para expandi-los está acima de 20 cm H²0, observando-se grande melhora da oxigenação arterial acima deste nível de pressão.

Curva Histerese


Lembrando que, ponto de inflexão é a zona de transição, quando os alvéolos são recrutados, dependente de uma pressão crítica de abertura das vias aéreas.
- Nas lesões pulmonares homogêneas (afogamento) produz uma zona de transição bem definida.
- Nas lesões heterogêneas (SARA) produz uma zona de transição bastante suave.

Cálculo da PEEP ideal

Considerações necessárias:

- Sedação e curarização do paciente
- Teste de vazamento das conexões e balão do tubo orotraqueal (TOT)
- Homogeneização da história pulmonar

a) CPAP 35-40 cm H²0
b) 10-15 segundos
c) expiração de 6-10 segundos

Pode ocorrer hipercapnia transitória

1- Método de Volumes Aleatórios

FiO² 100%
ZEEP (PEEP = 0)
FR menor ou igual 10 irpm

seqüência de volumes (ml)

50, 1000, 100, 900, 80, 350, 120, 700, 180, 600, 250, 550, 300, 500, 750, 150, 450, 200, 800 e 350.

Intercalar aos volumes 5 a 10 irpm entre cada teste (volume) com 12ml/Kg com pausa inspiratória menor ou igual 0,5s

1 ciclo teste pausa de pelo menos 1 segundo

Anotar as pressões de platô a cada teste, com seu correspondente volume medido no ventilador ou de preferência com ventilômetro na válvula expiratória.
O ponto de inflexão inferior (Pinfl inf) corresponde ao valor de pressão, onde a tangente da curva aumenta de forma súbita, significando que grande parte dos alvéolos foi recrutada , com aumento conseqüente da complacência pulmonar.
O ponto de inflexão superior (Pinfl sup) representa o limite de distensão pulmonar e conseqüente diminuição da complacência, stress tecidual.

Empregar sempre 1-2 cm H²0 acima da PEEP calculada de ponto de inflexão, para garantir que as pressões de vias aéreas não caiam abaixo da pressão crítica de colabamento, mesmo durante a ventilação assistida.

2- PEEP Progressivo

Homogeneização da história pulmonar.
Ventilação: volume controlado 4-5 ml/Kg.
Pausa inspiratória de 1,0 a 1,5 segundos.
FR menor ou igual a 12.
FiO2 100%.
Fluxo inspiratório 30L/min.
ZEEP.
Aumentar a PEEP de 2 em 2 cmH²0, aguardando 1 minuto a cada novo nível de PEEP.
Medir a complacência no último ciclo de cada patamar.
Interromper o cálculo, quando os valores de complacência começarem a despencar a cada novo incremento da PEEP, ou quando as pressões de platô excederem 45 cm H²0.
A PEEP correspondente à melhor complacência é considerada melhor estimativa de ponto de inflexão.
Caso os valores da complacência se repitam com a mudança da PEEP, o maior valor antes da complacência cair deve ser o escolhido.

OBS: Volumes correntes acima de 5ml/Kg sempre resulta em subestimação da PEEP.


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Ano IX - © Tânia Marchezin - Fisioterapeuta - Franca/SP

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