Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído

Resistencia al flujo de gases en cánulas de intubación traqueal con extensión modelo diminuido

Resumos

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Tracheal tube length may be shortened just after the cuff probably without noxious influence on airflow resistance. This study aimed at determining the effects of such shortening under different inspiratory flows. METHODS: Flow resistance was measured in tubes with internal diameters of 7; 7.5; 8; 8.5; 9 and 9.5 millimeters. Measurements were undertaken on standard tubes and on those shortened just after the cuff level. Flows were 0.07 liters per second (L.s-1), 0.1; 0.2; 0.33; 0.5 and 1 L.s-1. RESULTS: Resistances were progressively lower for larger internal diameters, but were higher for a same diameter under higher flow, both, in standard and shortened tubes. Shortened tubes showed lower or equal flow resistance as compared to standard tubes with the same diameter. CONCLUSIONS: Resistance has been lower or comparable on shortened tubes as compared to standard tubes.

EQUIPMENTS; MEASUREMENT TECHNIQUES; TRACHEAL INTUBATION

ARTIGO CIENTÍFICO

Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído^*

Resistencia al flujo de gases en cánulas de intubación traqueal con extensión modelo diminuido

Fernando José Gonçalves do Prado^I; Joaquim Edson Vieira, TSA^II; Fábio Ely Martins Benseñor^III

^IME₂ (2002), do CET/SBA do HC da FMUSP

^IIAssistente da Divisão de Anestesiologia; Professor Colaborador da Disciplina de Clínica Geral da FMUSP

^IIIAssistente da Divisão de Anestesiologia, Supervisor, Unidade de Apoio Cirúrgico (UAC), HC - FMUSP

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: O comprimento da porção da cânula de intubação traqueal após o balonete de segurança pode ser reduzido, provavelmente sem influência deletéria na resistência ao fluxo de gases. O objetivo deste estudo foi determinar os efeitos dessa redução sob diferentes regimes de fluxo inspiratório.

MÉTODO: Foram realizadas medidas de resistência fluxo de gases em cânulas com diâmetros internos de 7; 7,5; 8; 8,5; 9 e 9,5 mm. As medidas foram realizadas em cânulas com o comprimento padrão e com comprimento diminuído na altura do balonete de segurança. Os fluxos foram situados a 0,07 litros por segundo (L.s^-1), 0,1; 0,2; 0,33; 0,5 e 1 L.s^-1.

RESULTADOS: As resistências obtidas são progressivamente menores para maiores diâmetros internos, mas maiores para um mesmo diâmetro submetido a fluxo mais intenso, em cânulas com comprimentos padrão ou reduzidos. As cânulas com comprimentos reduzidos têm menor ou igual resistência ao fluxo testado em cânula com igual diâmetro interno.

CONCLUSÕES: As resistências se mostraram menores ou comparáveis nas cânulas de intubação traqueal com comprimento reduzido em relação ao tamanho padrão.

Unitermos: EQUIPAMENTOS: tubo traqueal; INTUBAÇÃO TRAQUEAL; TÉCNICAS DE MEDIÇÃO: resistência do tubo traqueal

RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: La extensión de la porción de la cánula de intubación traqueal después del balón de seguridad puede ser reducida, probablemente sin influencia deletérea en la resistencia al flujo de gases. El objetivo de este estudio fue determinar los efectos de esa reducción sobre diferentes regímenes de flujo inspiratorio.

MÉTODO: Fueron realizadas medidas de resistencia flujo de gases en cánulas con diámetros internos de 7, 7,5, 8, 8,5, 9 y 9,5 milímetros. Las medidas fueron realizadas en cánulas con la extensión modelo y con extensión diminuida en la altura del balón de seguridad. Los flujos fueron situados a 0,07 litros por segundo (L.s^-1), 0,1; 0,2; 0,33; 0,5 y 1 L.s^-1.

RESULTADOS: Las resistencias obtenidas son progresivamente menores para los diámetros internos más grandes, pero más grande para un mismo diámetro sometido a flujo más intenso, en cánulas con extensiones modelo o reducidas. Las cánulas con extensiones reducidas tienen igual resistencia al flujo testado en cánula con igual diámetro interno.

CONCLUSIONES: Las resistencias se mostraron menores o comparables en las cánulas de intubación traqueal con extensión reducida en relación al tamaño patrón (modelo).

INTRODUÇÃO

A intubação orotraqueal não é um procedimento inócuo na prática da anestesia. Permite ventilação controlada para as mais diversas finalidades e pode ser utilizada em anestesia geral e no tratamento de insuficiência respiratória. A sua instalação leva a alterações da mecânica ventilatória que também afetam os sistemas cardiovascular, renal e nervoso central ^1-5.

Estudos que levam em consideração especificamente a resistência ao fluxo de gases durante sua passagem pelas cânulas de intubação orotraqueal e sua quantificação encontram relação direta com diâmetro e comprimento ^6-8. A resistência ao fluxo inspiratório das cânulas de intubação orotraqueal é determinada pela Lei de Poiseuille e os fatores que a regem são seu diâmetro interno, seu comprimento e a pressão do fluxo de gases ⁹. Por outro lado, o comprimento da porção da cânula de intubação traqueal após seu balonete de segurança pode variar de 6 a 8 cm de comprimento em sondas transparentes (Rusch Uruguay Ltda.). A diminuição no comprimento dessa porção pode não ter influência deletéria na resistência ao fluxo de gases, podendo reduzir os riscos de intubação seletiva.

O objetivo deste estudo foi determinar os efeitos da redução do comprimento das cânulas de intubação na porção após o balonete de segurança, utilizadas com maior freqüência em anestesia, sob diferentes regimes de fluxo inspiratório.

MÉTODO

O estudo foi realizado no Laboratório de Biofísica da Disciplina de Anestesiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP). Foram realizadas medidas de resistência do fluxo de gases em cânulas de intubação orotraqueal com diâmetros internos de 7; 7,5; 8; 8,5; 9 e 9,5 mm (Rusch Uruguay Ltda., Montevidéu, Uruguai). As medidas foram realizadas em cânulas com o comprimento padrão e com comprimento diminuído na altura do balonete de segurança. As cânulas de comprimento diminuído foram cortadas perpendicularmente aos seus maiores eixos imediatamente abaixo do ponto de inserção distal dos balonetes. Assim, as cânulas padrão ficaram com o comprimento, medido em centímetros (cm), entre 32,5 (7 e 7,5 mm), 34,5 (8 e 8,5 mm) e 33 (9 e 9,5 mm), enquanto as cânulas diminuídas mediram 30,5; 32,5 e 31,5 cm.

Os fluxos foram gerados e mantidos pelo aparelho de anestesia Linea (Intermed, SP, Brasil). A pressão resistiva gerada nas cânulas foi aferida por um pneumotacógrafo de orifício variável (Bicore CP 100 Respiratory Monitor, Allied Healthcare, CA, USA) com um sensor (Var-Flex^® Flow Transducer, Allied Healthcare, CA, USA) conectado ao sistema circular do aparelho de anestesia entre a peça em "Y" e a cânula traqueal. A resistência das cânulas de intubação foi medida por meio da conexão da porção proximal das cânulas à peça em "Y" do ventilador e sua porção distal deixada aberta para o ambiente, segundo método previamente proposto descrito abaixo ⁷.

Os fluxos aplicados às cânulas foram previamente calibrados (Timeter RT200, Allied Healthcare, CA, USA) e situados a 0,07 litros por segundo (L.s^-1), 0,1; 0,2; 0,33; 0,5 e 1 L.s^-1 (respectivamente 4, 6, 12, 20, 30 e 60 litros por minuto). Os sinais de fluxo e pressão resistiva foram gravados durante um minuto. Os dados analógicos gerados do pneumotacógrafo foram convertidos para o sistema digital numa freqüência de 200 Hz e armazenados em computador pessoal. A determinação das resistências das cânulas foi obtida pela divisão da medida de cinco pressões escolhidas aleatoriamente pelo fluxo de gases correspondente.

Foram estudadas as cânulas de mesmo diâmetro interno com seus comprimentos: padrão ou diminuído, durante a passagem dos diferentes fluxos de gases e comparadas às resistências geradas. Os dados gerados foram submetidos ao teste t de Student e valores de p < 0,05 foram considerados como significativos.

RESULTADOS

As resistências obtidas para as cânulas de intubação endotraqueal são progressivamente menores para maiores diâmetros internos, mas maiores para um mesmo diâmetro submetido a fluxo mais intenso (Tabela I). Apenas nas cânulas com diâmetro entre 8 e 8,5 mm com os fluxos de 0,2 e 0,07 L.s^-1, respectivamente, esta tendência não foi observada.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 2: 212 - 217

Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído

Fernando José Gonçalves do Prado; Joaquim Edson Vieira; Fábio Ely Martins Benseñor

As resistências obtidas para cânulas de intubação endotraqueal também são progressivamente menores para maiores diâmetros internos, mas maiores para um mesmo diâmetro submetido a fluxo mais intenso, sem exceções (Tabela II).

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 2: 212 - 217

Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído

Fernando José Gonçalves do Prado; Joaquim Edson Vieira; Fábio Ely Martins Benseñor

Estas tendências são melhores observadas quando comparados os dois grupos de cânulas e suas resistências. As resistências tendem a diminuir quando as cânulas têm seu comprimento diminuído, apesar de resultados não significantes em algumas das medidas comparadas (Tabela III). De modo geral, as cânulas com comprimentos reduzidos têm menor ou igual resistência ao fluxo testado em cânula com igual diâmetro interno.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 2: 212 - 217

Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído

Fernando José Gonçalves do Prado; Joaquim Edson Vieira; Fábio Ely Martins Benseñor

DISCUSSÃO

Neste estudo, as resistências se mostraram menores ou comparáveis nas cânulas de intubação traqueal com comprimento reduzido em relação ao tamanho padrão.

Resistência ao fluxo expiratório pode resultar no desenvolvimento de PEEP intrínseco, ou intrinsic-positive end-expiratory pressure (PEEPi), com distensão dos alvéolos e piora da mecânica ventilatória ⁵. As resistências aos fluxos de gases inspiratórios são diferentes dos expiratórios em grande parte por causa do fluxo de gases turbulentos gerados na junção da porção distal da cânula e as vias aéreas durante a expiração ⁶. O fluxo de gases inspiratórios é laminar durante seu percurso dentro da cânula, local onde é medido, tornando-se turbulento só após a saída da cânula ⁸. Experimentalmente, é mais reprodutível o padrão do fluxo inspiratório do que o expiratório, por isso a sua escolha neste estudo. Além disso, por ser laminar dentro da cânula de intubação traqueal, o fluxo inspiratório é regido pela Lei de Poiseuille ⁹. Os fluxos de gases frescos e as cânulas de intubação traqueal foram selecionados levando-se em consideração aplicabilidade na prática clínica da anestesia.

Em estudo prévio realizado em nosso meio, a média de volume corrente utilizado foi de 600 ml, com freqüência respiratória em 10 incursões por minuto e fluxo de gases frescos de 2 L.min^-1. Também se observou uma moda de relação de tempo inspiratório:expiratório de 1:2 ³. Com estes dados, pode-se aferir que o fluxo inspiratório teórico utilizado em aparelhos de anestesia possa situar-se próximo de 38 L.min^-1 (0,63 L.s^-1). Para as cânulas testadas, este padrão inspiratório, se situado perto de 0,5 L.s^-1, gera padrões resistivos crescentes quando o diâmetro interno da cânula de intubação é menor ⁷. Os resultados deste estudo quando da utilização de fluxo em 0,5 L.s^-1 mostraram diminuição das resistências para todas as comparações entre cânulas com comprimento padrão e reduzido.

A escolha por utilizar gás fresco, não adicionado de umidade controlada pode resultar em resistências distintas das observadas durante o uso clínico que podem ser maiores decorrentes do acúmulo de umidade na luz das cânulas ⁷. Esse fator não foi considerado neste experimento, dado o interesse da determinação das resistências provocadas exclusivamente pelas cânulas de tamanho padrão e diminuído, mostrando as diferenças que ocorrem pela simples diminuição de seu comprimento. Mesmo não sendo encontradas diferenças significantes entre as resistências para todas as comparações, existe uma clara tendência de diminuição das resistências quando se diminui o comprimento das cânulas na grande maioria dos fluxos de gases testados.

O comprimento anatômico da traquéia pode ser estimado pela altura. De modo geral, a altura em centímetros corrigida pelo fator 0,0846 deduzida de 2,32 pode estimar o comprimento da traquéia, da região glótica até a bifurcação da carina, com valor de regressão r = 0,87 [traquéia = altura x 0,0846 - 2,32] ¹⁰. Esse cálculo simples sugere um comprimento da traquéia entre 10,5 a 13 cm para adultos entre 1,50 a 1,80 m de altura. A simulação de altura por meio desta equação mostrou-se coincidente com medidas verificadas em cadáveres do Serviço de Óbitos de São Paulo (Pearson, r² = 1,00, Tabela IV).

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2004; 54: 2: 212 - 217

Resistência ao fluxo de gases em cânulas de intubação traqueal com comprimento padrão diminuído

Fernando José Gonçalves do Prado; Joaquim Edson Vieira; Fábio Ely Martins Benseñor

As cânulas de intubação traqueal têm comprimento na região do balonete de segurança que pode chegar a 7,5 cm. Esses números relacionados sugerem uma margem de segurança quando da colocação do tubo na traquéia que, no entanto, pode não ocorrer na prática clínica, resultando em intubação seletiva inadvertida. A redução do tamanho padronizado das cânulas tipo Rusch, promovida nesta investigação, não determinou maior resistência aos fluxos de gases utilizados em anestesia. Esse pode ser um interessante fator de segurança para reduzir as possibilidades de intubação seletiva e inadvertida na prática da anestesia clínica.

Ensaios clínicos posteriores com cânulas reduzidas em seu comprimento, utilizando pacientes com função pulmonar preservada e aqueles com padrão de obstrução crônica, podem revelar algum impacto no manuseio da anestesia. As diminuições da resistência nos circuito de ventilação podem ser vantajosas durante ventilação controlada.

Apresentado (Submitted) em 12 de maio de 2003

Aceito (Accepted) para publicação em 30 de julho de 2003.

• 01. Auler Jr JOC, Ruiz Neto PP - Alterações pulmonares da anestesia. Rev Bras Anestesiol, 1992;42:(Supl14):15-24.
• 02. Auler Jr JOC, Slulitel A - Fisiologia Respiratória e Função do Pulmão Durante a Anestesia, em: Lee JM, Auler Jr JOC - Anestesia em Cirurgia Torácica, 1Ş Ed, São Paulo, Roca, 2002;33-56.
• 03. Vieira JE, Silva BAR, Garcia Jr D - Padrões de ventilação em anestesia. Estudo retrospectivo. Rev Bras Anestesiol, 2002;52:756-763.
• 04. Stock MC - Respiratory Function in Anesthesia, em: Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK - Clinical Anesthesia, 4^th Ed, Philadelphia, Lippincott Williams and Wilkins, 2001;791-812.
• 05. Pilbean SP - Physiological Effects and Complications of Positive Pressure Ventilation, em: Pilbean SP - Mechanical Ventilation. Physiological and Clinical Applications, 3^rd Ed, Missouri, Mosby, 1998;140-172.
• 06. Slinger PD, Lesiuk L - Flow resistances of disposable double-lumen, single-lumen and univent tubes. J Cardiothorac Vasc Anesth, 1998;12:142-144.
• 07. Lustosa KC, Schalch E, Vieira JE et al - Resistência ao fluxo de gases através das cânulas de intubação de dupla luz. Rev Bras Anestesiol, 2002;52:700-706.
• 08. Chang HK, Mortola JP - Fluid dynamic factors in tracheal pressure measurement. J Appl Physiol, 1981;51:218-225.
• 09. Torres MLA, Mathias RS - Física e Anestesia, em: Yamashita AM, Takaoka F, Auler Jr JOC et al - Anestesiologia SAESP, 5Ş Ed, São Paulo, Atheneu, 2001;51-68.
• 10. Griscom NT, Wohl MEB - Dimensions of the growing trachea related to body height. Length, anteroposterior and transverse diameters, cross-sectional area, and volume in subjects younger than 20 years of age. Am Rev Respir Dis, 1985;131:840-844.

*

Recebido do (

Received from) Centro de Ensino e Treinamento em Anestesiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  29 Jun 2004
• Data do Fascículo
  Abr 2004

Histórico

• Recebido
  12 Maio 2003
• Aceito
  30 Jul 2003