Resistência ao fluxo de gases através das cânulas de intubação de dupla luz

Resistencia al flujo de gases através de las cánulas de intubación de dupla luz

Airflow resistance of double-lumen tracheal tubes

ARTIGO CIENTÍFICO

Resistência ao fluxo de gases através das cânulas de intubação de dupla luz ^*

Airflow resistance of double-lumen tracheal tubes

Resistencia al flujo de gases através de las cánulas de intubación de dupla luz

Klaus Carvalho Lustosa ^I; Eric Schalch ^I; Joaquim Edson Vieira, TSA ^II; Fábio Ely Martins Benseñor ^III

^IME₂ do CET/SBA, HCFMUSP

^IIMédico Assistente da Divisão de Anestesia, Professor Colaborador, Disciplina de Clínica Geral do HCFMUSP

^IIIMédico Assistente da Divisão de Anestesia, Supervisor, Unidade de Apoio Cirúrgico (UAC), HCFMUSP

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RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: As cânulas de dupla luz podem impor resistências distintas ao fluxo. Esta disparidade pode acarretar ventilação pulmonar não homogênea. O objetivo deste trabalho é comparar o padrão resistivo da cânula de intubação de dupla luz 37 FR com o das cânulas convencionais, utilizadas em nosso meio, quando submetidas a fluxos diferentes.

MÉTODO: Foram utilizadas cânulas de intubação orotraqueal com diâmetros internos de 7, 7,5, 8 e 8,5 mm e de dupla luz 37 FR. Os fluxos foram gerados e mantidos por aparelho de anestesia. A pressão resistiva gerada nas cânulas foi aferida por um pneumotacógrafo de orifício variável e convertida para sistema digital. As resistências foram obtidas dividindo-se as pressões medidas pelos fluxos empregados. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e comparados pelo teste de Tukey.

RESULTADOS: Foram registradas cinco medidas obtidas aleatoriamente. Todas as cânulas estavam abertas para o meio-ambiente. Resistências estão em cmH₂O.L^-1_.s^-1. A resistência aumenta de forma linear com elevação do fluxo. A cânula 37 FR dupla luz mostrou padrão resistivo semelhante ao da cânula com diâmetro interno de 7,5 mm. A oclusão dos ramos da sonda 37 FR eleva significativamente a resistência ao fluxo. Os fluxos de 0,1 a 0,2 L.s^-1 resultaram em pressões resistivas semelhantes para uma mesma sonda de intubação, exceto para cânula 7 mm ou para a 37 FR com oclusão (p < 0,001).

CONCLUSÕES: Os padrões resistivos da cânulas 37 FR e 7,5 mm mostraram-se bastante próximos. A oclusão de algum ramo da sonda de dupla luz eleva significativamente a resistência, mas de modo indistinto entre ambos ramos para fluxos abaixo de 0,5 L.s^-1. Os resultados do presente estudo sugerem a redução de fluxos inspiratórios como parâmetro para diminuir a resistência do sistema de ventilação, quando um dos lumens de um tubo de dupla luz for obstruído.

Unitermos: ANESTESIA; EQUIPAMENTOS: tubo traqueal de dupla luz

SUMMARY

BACKGROUNG AND OBJECTIVES: Double lumen tubes may determine different flow resistances. This disparity may result in non-homogeneous ventilation. This study aimed at comparing the resistive pressure of 37 FR double lumen tubes to distinct flows as compared to conventional adult tracheal tubes.

METHODS: Tracheal tubes with internal diameters of 7; 7.5; 8 and 8.5 millimeters (mm) and 37 FR double lumen tubes were tested. Flows were generated and maintained by a conventional anesthesia ventilator. Resistive pressure generated in the tubes was measured by a variable inlet pneumotachograph and converted to a digital system. Resistances were obtained by dividing measured pressures by flows. Data were submitted to analysis of variance (ANOVA) and Tukey’s test.

RESULTS: Five independent measurements were obtained. All tubes were opened to the environment. Resistances are shown in cmH₂O.L^-1.s^-1. Resistance is linearly increased with increased flow. The 37 FR tube had a resistive pattern similar to the 7.5 mm tracheal tube. The occlusion of any double lumen branch significantly increases flow resistance. Flows set at 0.1 L.s^-1 to 0.2 L.s^-1 resulted in similar resistive pressures for all tubes, except for the 7 mm or the occluded 37 FR tube (p < 0.001).

CONCLUSIONS: Resistive patterns of 37 FR and 7,5 mm tubes were very similar. Any double lumen branch occlusion significantly increases resistance, however in a similar way for both branches for flows below 0.5 L.s^-1. These results suggest the use of low inspiratory flow to minimize ventilatory system resistive pressure when any branch of a double-lumen tube is occluded.

Key Words: ANESTHESIA; EQUIPMENTS: double lumen tracheal tube

RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: Las cánulas de dupla luz pueden imponer distintas resistencias al flujo. Esta disparidad puede ocasionar ventilación pulmonar no homogénea. El objetivo de este trabajo es comparar el patrón resistivo de la cánula de intubación de dupla luz 37 FR con las cánulas convencionales, utilizadas en nuestro medio, cuando sometidas a flujos diferentes.

MÉTODO: Fueron utilizadas cánulas de intubación orotraqueal con diámetros internos de 7, 7,5, 8 y 8,5 mm y de dupla luz 37 FR. Los flujos fueron generados y mantenidos por aparato de anestesia. La presión resistiva generada en las cánulas fue aferida por un pneumotacógrafo de orificio variable y convertida para sistema digital. Las resistencias fueron obtenidas dividiéndose las presiones medidas por los flujos empleados. Los datos fueron sometidos a un análisis de variancia (ANOVA) y comparados por el test de Tukey.

RESULTADOS: Fueron registradas cinco medidas obtenidas aleatoriamente. Todas las cánulas estaban abiertas para el medio-ambiente. Resistencias están en cmH₂O.L^-1.s^-1. La resistencia aumenta de forma linear con elevación del flujo. La cánula 37 FR dupla luz mostró patrón resistivo semejante al de la cánula con diámetro interno de 7,5 mm. La oclusión de los ramos de la sonda 37 FR eleva significativamente la resistencia al flujo. Los flujos de 0,1 a 0,2 L.s^-1 resultaron en presiones resistivas semejantes para una misma sonda de intubación, excepto para cánula 7 mm o para la 37 FR con oclusión (p < 0,001).

CONCLUSIONES: Los patrones resistivos de las cánulas 37 FR y 7,5 mm se mostraron bastante próximos. La oclusión de algún ramo de la sonda de dupla luz eleva significativamente la resistencia, más de modo indistinto entre ambos ramos para flujos abajo de 0,5 L.s^-1. Los resultados del presente estudio sugieren la reducción de flujos inspiratorios como parámetro para disminuir la resistencia del sistema de ventilación, cuando uno de los lúmenes de un tubo de dupla luz es obstruido.

Introdução

O grande progresso da cirurgia torácica atualmente se deve ao melhor entendimento da fisiologia do paciente com o tórax aberto. Nos primórdios da especialidade a barreira a ser transposta foi o acesso à cavidade torácica, uma vez que pneumotórax em um paciente em respiração espontânea pode causar a morte ¹. Esse problema foi resolvido com a introdução da ventilação mecânica com pressão positiva, através dos tubos traqueais de luz simples.

A técnica de ventilação monopulmonar com tubos de dupla luz permite melhor acesso à cavidade torácica. A utilização destes tubos permite melhor apresentação cirúrgica, facilitando o trabalho do cirurgião, diminuição do trauma pulmonar e melhores técnicas de assistência ventilatória dos pacientes admitidos nas unidades de terapia intensiva. No entanto, sua utilização apresenta desvantagens também, que são o trauma de traquéia, edema de laringe, hipoxemia secundária e o aumento excessivo da resistência ao fluxo aéreo ^2,3.

As cânulas de dupla luz tipo Robertshaw aparentemente têm menor resistência ao fluxo que suas correlatas, Carlens ou White. Ainda mais, estas últimas podem apresentar resistências distintas ao fluxo medido nos orifícios lateral e inferior do ramo direito das cânulas. Este tipo de disparidade pode, eventualmente, acarretar ventilação não homogênea ⁴. No entanto, em situações clínicas, aparentemente não existe redução de fluxo para as cânulas de dupla luz atualmente utilizadas ⁵.

Os filtros bacterianos são muitas vezes associados à utilização de cânulas de dupla luz, particularmente com o intuito de proteger os ramos do ventilador e monitores de contaminação por secreção oriunda das vias aéreas do paciente.

O objetivo deste trabalho é comparar o padrão resistivo da cânula de intubação de dupla luz 37 FR com as cânulas convencionais, utilizadas em nosso meio, quando submetidas a fluxos diferentes. Também serão observadas as propriedades resistivas do filtro bacteriano para uso em sonda de intubação orotraqueal.

Método

Foram utilizadas cânulas de intubação orotraqueal com diâmetros internos de 7, 7,5, 8 e 8,5 mm e de dupla luz 37 FR (Mallinckrodt, St. Louis, MO). O filtro disponibilizado foi o Thermovent BVF 100/584/100 (Portex, UK). Os fluxos foram gerados e mantidos pelo aparelho de anestesia Linea (Intermed, São Paulo, Brasil). A pressão resistiva gerada nas cânulas foi aferida por um pneumotacógrafo de orifício variável (Bicore CP100 Respiratory Monitor, Allied Healthcare, USA) conectado ao sistema circular do aparelho de anestesia.

O tubo de dupla luz permite que um ou ambos os pulmões possam ser ventilados simultânea ou separadamente, sendo utilizados em cirurgia torácica. A cânula testada tem o ramo esquerdo dirigida para o brônquio e o ramo direito traqueal. O material utilizado para sua construção é o mesmo plástico semi-rígido das cânulas de luz simples.

Os fluxos aplicados às cânulas foram previamente calibrados para uma referência padrão (Timeter RT200, Allied Healthcare, USA) e situados em 0,1 litros por segundo (L.s^-1), 0,2, 0,3, 0,5 e 0,83 L.s^-1 (respectivamente 6, 12, 18, 30 e 50 litros por minuto). Os dados analógicos adquiridos do pneumotacógrafo por um sensor (Var-Flex, Allied Healthcare, USA) foram convertidos para o sistema digital pela utilização de uma placa A/D numa freqüência de 200 Hz e de seu software Aqdados e armazenados em computador pessoal.

As resistências foram obtidas dividindo-se as pressões medidas pelos fluxos empregados. Foram comparadas as resistências para diferentes fluxos em cânulas de mesmo diâmetro e para o mesmo fluxo entre diferentes tubos. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e comparados pelo teste de Tukey. Foi considerado p < 0,05 como significativo entre os grupos, para a = 0,05 e b = 0,80.

Resultados

As resistências foram registradas em cinco medidas obtidas aleatoriamente para cânulas e fluxos. Todas as cânulas estavam abertas para o meio-ambiente. A de dupla luz 37 FR foi testada para ambas as vias, simultaneamente, ou para cada uma isoladamente com seu ramo lateral ocluído. A tabela I mostra as médias e os desvios padrões das resistências obtidas para resistências em cmH₂O.L^-1.s^-1.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2002; 52: 6: 700 - 706

Resistência ao Fluxo de Gases Através das Cânulas de Intubação de Dupla Luz

Klaus Carvalho Lustosa, Eric Schalch, Joaquim Edson Vieira, Fábio Ely Martins Benseñor

A cânula 37 FR dupla luz mostrou padrão resistivo semelhante ao da cânula com diâmetro interno de 7,5 mm para todos os fluxos testados, porém sem significância estatística (2,00 ± 0,08 vs 2,18 ± 0,12, Fluxo de 0,1 L.s^-1; 1,88 ± 0,13 vs 2,47 ± 0,07, 0,2 L.s^-1; 3,61 ± 0,39 vs 3,45 ± 0,36, 0,3 L.s^-1; 4,78 ± 0,17 vs 4,60 ± 0,15, 0,5 L.s^-1 e 6,58 ± 0,31 vs 7,02 ± 0,47, 0,83 L.s^-1). A resistência aumenta de forma linear com elevação do fluxo, mas se reduz em cânulas de maior diâmetro interno submetidas ao mesmo fluxo. A oclusão dos ramos da sonda 37 FR eleva significativamente sua resistência. As resistências apresentadas pelo filtro foram crescentes com aumento do fluxo, porém sem significância estatística. No entanto, o fluxo de 0,83 L.s^-1 impõe resistência significativa quando comparada às oferecidas pelo filtro sob menores fluxos (p < 0,001).

A oclusão dos ramos gerou aumento linear mais acentuado da resistência, ainda proporcional ao fluxo. No entanto, não se observaram diferenças significativas entre os ramos para fluxos com 0,1 L.s^-1 (5,28 ± 0,26 D, 5,28 ± 0,36 E), 0,2 L.s^-1 (7,75 ± 0,36 D, 7,97 ± 0,21 E) e 0,3 L.s^-1 (10,33 ± 0,90 D, 10,76 ± 0,94 E), mas foram observadas diferenças significativas para fluxos de 0,5 L.s^-1 (14,09 ± 0,49 D, 14,81 ± 0,47 E) e 0,83 L.s^-1 (20,04 ± 0,48 D, 21,58 ± 0,04 E).

Os fluxos de 0,1 e 0,2 L.s^-1 resultaram em resistência à passagem em níveis semelhantes para uma mesma sonda de intubação, exceto para cânula de 7 mm (p < 0,001) em que o fluxo de 0,2 L.s^-1 determina maior resistência quando comparado ao fluxo de 0,1 L.s^-1. Na sonda 37 FR com oclusão esquerda ou direita, o fluxo de 0,2 L.s^-1 promove maior resistência quando comparado ao fluxo de 0,1 L.s^-1 (p < 0,001). Todas as medidas de resistência para os fluxos acima de 0,2 L.s^-1, para uma mesma cânula, foram significativamente diferentes quando comparados com os fluxos imediatamente inferiores.

Discussão

Nesta investigação, os padrões resistivos da cânulas 37 FR e 7,5 mm mostraram-se bastante próximos. A oclusão de algum ramo da sonda de dupla luz eleva significativamente a resistência, mas de modo indistinto em ambos os ramos para fluxos abaixo de 0,5 L.s^-1.

O uso da sonda tipo 37 FR com os ramos abertos sugere o uso de tempo inspiratório e volume corrente ajustado no ventilador para gerar um fluxo igual ou menor que 0,5 L.s^-1. Tal procedimento faz-se necessário pelo fato de os aparelhos de anestesia habitualmente empregados não disporem de controle para ajuste direto do fluxo. O uso destes valores como referência no ajuste do ventilador pode auxiliar a manter a resistência da cânula próxima aos níveis clinicamente mais utilizados, além de pouco interferir com os fluxos de gases frescos utilizados. Para cálculo do fluxo inspiratório utilizado pode ser observado um exemplo clínico em que um paciente anestesiado recebe um volume corrente de 600 ml, com freqüência respiratória de 10 incursões por minuto, relação tempo inspiratório: expiratório de 1:2 e fluxo de gases frescos (FGF) de 2 L.min^-1 (0,033 L.s^-1). O volume corrente será acrescido do FGF durante o tempo inspiratório, o que determina nessa situação teórica um volume corrente de 633 ml e fluxo de 0,63 L.s^-1. É preciso lembrar que nem todos os aparelhos de anestesia somam o FGF ao volume corrente determinado.

Em levantamento prévio realizado nesta Instituição, a média do volume corrente utilizado situou-se em 600 ml, com freqüência respiratória em 10 incursões por minuto e fluxo de gases frescos em 2 L.min^-1. Também se observou uma moda para relação de tempo inspiratório e expiratório em 1:2 ⁶. Com estes dados, pode-se inferir que o fluxo inspiratório teórico utilizado em aparelhos de anestesia em procedimentos anestésico-cirúrgicos no centro cirúrgico do HCFMUSP situa-se próximo a 38 L.min^-1. Para as cânulas testadas, este fluxo inspiratório, se situado próximo ao de 0,5 L.s^-1, gera padrões resistivos crescentes quando o diâmetro interno da cânula de intubação é menor.

A oclusão de qualquer ramo pode recomendar redução de fluxos situados acima de 30 L.min^-1. Nessa situação, o padrão resistivo observado (14,09 ou 14,81 cmH₂O.L^-1.s^-1) situou-se em pelo menos 3 vezes aquele observado para a própria cânula 37 FR (4,78) ou para sonda com diâmetro interno 7,5 mm (4,60). A despeito de não se observarem diferenças na resistência entre os ramos para fluxos de até 0,3 L.s^-1, sua oclusão pode acarretar interferência na resistência total do sistema. Fluxo acima deste considerado pode ocasionar ainda maior interferência.

O filtro impõe resistência quando há associação em série com as sondas de intubação. Essa resistência pode ser limitante para sondas com maior diâmetro (8 e 8,5 mm) em baixo fluxo (0,1 e 0,2 L.s^-1), quando a resistência pode ser menor que a observada para o filtro (Tabela I). No entanto, a elevação do fluxo inspiratório não altera o padrão imposto pelos filtros, como observado na figura 1.

Revista Brasileira de Anestesiologia, 2002; 52: 6: 700 - 706

Resistência ao Fluxo de Gases Através das Cânulas de Intubação de Dupla Luz

Klaus Carvalho Lustosa, Eric Schalch, Joaquim Edson Vieira, Fábio Ely Martins Benseñor

Existe a possibilidade das resistências observadas neste experimento mostrarem-se alteradas durante o uso clínico decorrente do acúmulo de umidade. O estreitamento da luz das cânulas pode ser discreto, mas causando eventual interferência nas medidas de resistência. No entanto, neste trabalho foi utilizado gás fresco, não adicionado de umidade controlada, para determinação da resistência provocada exclusivamente pela sonda.

Nesta investigação não foram medidas as resistências para maiores séries de possíveis fluxos, tampouco foram estudadas as pressões geradas em outras sondas com calibres acima de 8,5 mm ou abaixo de 7 mm de diâmetro. A sonda de dupla luz utilizada foi a 37 FR. O motivo para esta limitação decorre do fato destas sondas serem as mais largamente utilizadas em serviços de anestesia. A partir dos dados aferidos, é possível prever que sondas de maior calibre possam oferecer menor resistência. Caso as condições anatômicas ou clínicas permitam, o anestesiologista observará menor resistência ao utilizar sondas de dupla luz com maior diâmetro interno. Por outro lado, sondas menores seguramente impõem maior cuidado no ajuste do fluxo inspiratório para reduzir perda de ventilação pela dissipação da pressão resistiva na cânula.

As resistências observadas neste estudo diferiram do encontrado por Hannallah e col. em investigação utilizando sondas de dupla luz 35, 37, 39 e 41 FR. As resistências encontradas em nosso meio foram maiores para cânulas com diâmetro externo comparável sob fluxos aproximados ⁷. No entanto, em nosso estudo não foram observadas diferenças entre os ramos direito e esquerdo da cânula 37 FR para todos os fluxos estudados. Estas diferenças entre as resistências encontradas entre cânulas possivelmente comparáveis podem ser decorrentes de métodos ou sondas utilizadas.

A resistência aumenta para fluxos inspiratórios elevados. O padrão de comparação da sonda de dupla luz com ambos ramos abertos pode ser considerado a resistência oferecida pela cânula com 7,5 mm de diâmetro interno. O filtro bacteriano acoplado em série com estas sondas tem resistência invariável com fluxo, porém pode aumentar a do sistema de ventilação quando associado a sondas de maior calibre em baixo fluxo. Finalmente, os resultados sugerem a redução de fluxos inspiratórios como parâmetro para minimizar a resistência do sistema de ventilação.

Apresentado (Submitted) em 03 de janeiro de 2002

Aceito (Accepted) para publicação em 25 de abril de 2002

Referências bibliográficas

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• 05. Slinger PD, Lesiuk L - Flow resistances of disposable double-lumen, single-lumen, and univent tubes. J Cardiothorac Vasc Anesth, 1998;12:142-144.
• 06. Silva BAR, Garcia Jr D, Vieira JE - Ventilação mecânica em procedimentos anestésico-cirúrgicos. Rev Bras Anestesiol, 2001;51:(Supl 27):CBA135A.
• 07. Hannallah MS, Miller SC, Kurzer SI et al - The effective diameter and airflow resistance of the individual lumens of left polyvinyl chloride double-lumen endobronchial tubes. Anesth Analg, 1996;82:867-869.

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Recebido do (

Received from) Centro de Ensino e Treinamento da Disciplina de Anestesiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. (HCFMUSP)

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Maio 2003
• Data do Fascículo
  Nov 2002

Histórico

• Aceito
  25 Abr 2002
• Recebido
  03 Jan 2002