ABSTRACT Objective: To assess whether the use of ELMO, a helmet for noninvasive ventilation created in Brazil, had a positive impact on the prognosis of patients with hypoxemic respiratory failure caused by severe COVID-19. Methods: This is a retrospective study of 50 critically ill COVID-19 patients. Epidemiological, clinical, and laboratory data were collected on ICU admission, as well as before, during, and after ELMO use. Patients were divided into two groups (success and failure) according to the outcome. Results: ELMO use improved oxygenation parameters such as Pao2, Fio2, and the Pao2/Fio2 ratio, and this contributed to a gradual reduction in Fio2, without an increase in CO2, as determined by arterial blood gas analysis. Patients in the success group had significantly longer survival (p < 0.001), as determined by the Kaplan-Meier analysis, less need for intubation (p < 0.001), fewer days of hospitalization, and a lower incidence of acute kidney injury in comparison with those in the failure group. Conclusions: The significant improvement in oxygenation parameters, the longer survival, as reflected by the reduced need for intubation and by the mortality rate, and the absence of acute kidney injury suggest that the ELMO CPAP system is a promising tool for treating ARDS and similar clinical conditions.

RESUMO Objetivo: Avaliar se o uso do ELMO, um capacete para ventilação não invasiva criado no Brasil, teve impacto positivo no prognóstico de pacientes com insuficiência respiratória hipoxêmica por COVID-19 grave. Métodos: Estudo retrospectivo com 50 pacientes críticos com COVID-19. Dados epidemiológicos, clínicos e laboratoriais foram coletados na admissão na UTI e antes, durante e após o uso do ELMO. Os pacientes foram divididos em dois grupos (sucesso e falha) de acordo com o desfecho. Resultados: O uso do ELMO melhorou parâmetros de oxigenação como Pao2, Fio2 e relação Pao2/Fio2, e isso contribuiu para uma redução gradual da Fio2, sem aumento do CO2, conforme determinado pela gasometria arterial. Os pacientes do grupo sucesso apresentaram sobrevida significativamente maior (p < 0,001), conforme determinado pela análise de Kaplan-Meier, menor necessidade de intubação (p < 0,001), menos dias de hospitalização e menor incidência de lesão renal aguda em comparação com os do grupo falha. Conclusões: A significativa melhora nos parâmetros de oxigenação, a maior sobrevida, refletida pela menor necessidade de intubação e pela taxa de mortalidade, e a ausência de lesão renal aguda sugerem que o sistema ELMO CPAP é uma ferramenta promissora para o tratamento da SDRA e de condições clínicas semelhantes.

RESUMO Objetivo: Avaliar a viabilidade do uso de uma nova interface do tipo capacete para CPAP, denominada ELMO, para o tratamento da insuficiência respiratória aguda (IRpA) hipoxêmica por COVID-19 fora da UTI. Métodos: Estudo de prova de conceito envolvendo pacientes com IRpA hipoxêmica moderada a grave secundária à COVID-19, internados na enfermaria geral de um hospital público. A intervenção consistiu na aplicação de CPAP por meio da interface ELMO integrada a fluxômetros de oxigênio e ar comprimido (30 L/min cada) e a uma válvula de PEEP (níveis de CPAP = 8-10 cmH2O), formando o sistema ELMOcpap. Os pacientes foram monitorados quanto a parâmetros cardiorrespiratórios, eventos adversos e conforto. Resultados: Dez pacientes completaram o protocolo do estudo. O sistema ELMOcpap foi bem tolerado, sem efeitos adversos relevantes. Seu uso foi viável fora da UTI por tempo prolongado e mostrou-se bem-sucedido em 60% dos pacientes. Uma CPAP de 10 cmH2O com fluxo total de gás de 56-60 L/min melhorou a oxigenação após sessões de ELMOcpap de 30-60 min, permitindo redução significativa da FIO2 estimada (p = 0,014) e aumento da PaO2/FIO2 estimada (p = 0,008) na primeira hora, sem reinalação de CO2. Conclusões: O uso do ELMOcpap mostrou-se viável e eficaz no fornecimento de CPAP de alto fluxo a pacientes com IRpA hipoxêmica por COVID-19 fora da UTI. Não houve nenhum efeito adverso importante, e o ELMO foi considerado confortável. As sessões de ELMOcpap melhoraram significativamente a oxigenação, reduzindo a FIO2 sem reinalação de CO2. A taxa global de sucesso foi de 60% neste estudo piloto, e novos ensaios clínicos devem ser realizados. (ClinicalTrials.gov identifier: NCT04470258 [http://www.clinicaltrials.gov/])

ABSTRACT Objective: To assess the feasibility of using a new helmet interface for CPAP, designated ELMO, to treat COVID-19-related acute hypoxemic respiratory failure (AHRF) outside the ICU. Methods: This was a proof-of-concept study involving patients with moderate to severe AHRF secondary to COVID-19 admitted to the general ward of a public hospital. The intervention consisted of applying CPAP via the ELMO interface integrated with oxygen and compressed air flow meters (30 L/min each) and a PEEP valve (CPAP levels = 8-10 cmH2O), forming the ELMOcpap system. The patients were monitored for cardiorespiratory parameters, adverse events, and comfort. Results: Ten patients completed the study protocol. The ELMOcpap system was well tolerated, with no relevant adverse effects. Its use was feasible outside the ICU for a prolonged amount of time and was shown to be successful in 60% of the patients. A CPAP of 10 cmH2O with a total gas flow of 56-60 L/min improved oxygenation after 30-to 60-min ELMOcpap sessions, allowing a significant decrease in estimated FIO2 (p = 0.014) and an increase in estimated PaO2/FIO2 ratio (p = 0.008) within the first hour without CO2 rebreathing. Conclusions: The use of ELMOcpap has proven to be feasible and effective in delivering high-flow CPAP to patients with COVID-19-related AHRF outside the ICU. There were no major adverse effects, and ELMO was considered comfortable. ELMOcpap sessions significantly improved oxygenation, reducing FIO2 without CO2 rebreathing. The overall success rate was 60% in this pilot study, and further clinical trials should be carried out in the future. (ClinicalTrials.gov identifier: NCT04470258 [http://www.clinicaltrials.gov/])

ABSTRACT Objective: To evaluate the influences of respiratory muscle efforts and respiratory rate setting in the ventilator on tidal volume and alveolar distending pressures at end inspiration and expiration in volume-controlled ventilation and pressure-controlled ventilation modes in acute respiratory distress syndrome. Methods: An active test lung (ASL 5000™) connected to five intensive care unit ventilators was used in a model of acute respiratory distress syndrome. Respiratory muscle efforts (muscle pressure) were configured in three different ways: no effort (muscle pressure: 0cmH2O); inspiratory efforts only (muscle pressure:-5cmH2O, neural inspiratory time of 0.6s); and both inspiratory and expiratory muscle efforts (muscle pressure:-5/+5cmH2O). Volume-controlled and pressure-controlled ventilation modes were set to deliver a target tidal volume of 420mL and positive end-expiratory pressure of 10cmH2O. The tidal volume delivered to the lungs, alveolar pressures at the end of inspiration, and alveolar pressures at end expiration were evaluated. Results: When triggered by the simulated patient, the median tidal volume was 27mL lower than the set tidal volume (range-63 to +79mL), and there was variation in alveolar pressures with a median of 25.4cmH2O (range 20.5 to 30cmH2O). In the simulated scenarios with both spontaneous inspiratory and expiratory muscle efforts and with a mandatory respiratory rate lower than the simulated patient's efforts, the median tidal volume was higher than controlled breathing. Conclusion: Adjusting respiratory muscle effort and pulmonary ventilator respiratory rate to a value above the patient’s respiratory rate in assisted/controlled modes generated large variations in tidal volume and pulmonary pressures, while the controlled mode showed no variations in these outcomes.

RESUMO Objetivo: Avaliar a influência dos esforços musculares respiratórios e do ajuste da frequência respiratória no ventilador sobre o volume corrente e as pressões de distensão alveolar ao final da inspiração e expiração com ventilação sob os modos controle por volume e controle por pressão na síndrome do desconforto respiratório agudo. Métodos: Utilizou-se um simulador mecânico de pulmão (ASL 5000™) conectado a cinco tipos de ventiladores utilizados em unidade de terapia intensiva, em um modelo de síndrome do desconforto respiratório agudo. Os esforços musculares respiratórios (pressão muscular) foram configurados de três formas distintas: sem esforço (pressão muscular: 0cmH2O), apenas esforços inspiratórios (pressão muscular: - 5cmH2O, tempo inspiratório neural de 0,6 segundos) e esforços musculares inspiratórios e expiratórios (pressão muscular:-5/+5cmH2O). Foram configuradas ventilação sob os modos controle por volume e ventilação com controle por pressão para oferecer um volume corrente de 420mL e pressão positiva expiratória final de 10cmH2O. Avaliaram-se o volume corrente fornecido aos pulmões, as pressões alveolares no final da inspiração e as pressões alveolares no final da expiração. Resultados: Quando disparado pelo paciente simulado, o volume corrente mediano foi 27mL menor do que o volume corrente ajustado (variação-63 a +79mL), e ocorreu uma variação nas pressões alveolares com mediana de 25,4cmH2O (faixa de 20,5 a 30cmH2O). Nos cenários simulados com esforço muscular tanto inspiratório quanto expiratório e com frequência respiratória mandatória inferior à dos esforços do paciente simulado, o volume corrente mediano foi maior com ventilação controlada. Conclusão: O ajuste do esforço muscular respiratório e da frequência respiratória no ventilador em um valor acima da frequência respiratória do paciente nos modos de ventilação assistida/controlada gerou maiores variações no volume corrente e nas pressões pulmonares, enquanto o modo controlado não mostrou variações nesses desfechos.

RESUMO Objetivo: Avaliar a associação da ventilação mecânica (VM) protetora, com base no VT e na pressão de distensão máxima (PDM), com a mortalidade em pacientes com fator de risco para SDRA. Métodos: Este estudo de coorte prospectivo foi conduzido em uma UTI e incluiu 116 pacientes em VM que apresentavam pelo menos um fator de risco para o desenvolvimento de SDRA. Os parâmetros ventilatórios foram coletados duas vezes ao dia durante sete dias, e os pacientes foram divididos em dois grupos (VM protetora e VM não protetora) com base na PDM (diferença entre pressão máxima de vias aéreas e PEEP) ou no VT. Os desfechos foram mortalidade em 28 dias, mortalidade na UTI e mortalidade hospitalar. Os fatores de risco associados com a adoção da VM não protetora também foram avaliados. Resultados: A VM não protetora com base no VT e na PDM ocorreu em 49 (42,2%) e em 38 (32,8%) dos pacientes, respectivamente. A regressão multivariada de Cox mostrou que a VM protetora com base na PDM associou-se a menor mortalidade hospitalar (hazard ratio = 0,37; IC95%: 0,19-0,73) e em UTI (hazard ratio = 0,40; IC95%, 0,19-0,85), após ajuste para idade, Simplified Acute Physiology Score 3, uso de vasopressor e valores basais de PaO2/FiO2, PEEP, pH e PaCO2. Essas associações não foram observadas quando a VM não protetora foi baseada no VT. Conclusões: A PDM parece ser uma ferramenta útil, melhor do que o VT, para o ajuste da VM em pacientes sob risco para SDRA.

ABSTRACT Objective: To evaluate the association that protective mechanical ventilation (MV), based on VT and maximum distending pressure (MDP), has with mortality in patients at risk for ARDS. Methods: This was a prospective cohort study conducted in an ICU and including 116 patients on MV who had at least one risk factor for the development of ARDS. Ventilatory parameters were collected twice a day for seven days, and patients were divided into two groups (protective MV and nonprotective MV) based on the MDP (difference between maximum airway pressure and PEEP) or VT. The outcome measures were 28-day mortality, ICU mortality, and in-hospital mortality. The risk factors associated with the adoption of nonprotective MV were also assessed. Results: Nonprotective MV based on VT and MDP was applied in 49 (42.2%) and 38 (32.8%) of the patients, respectively. Multivariate Cox regression showed that protective MV based on MDP was associated with lower in-hospital mortality (hazard ratio = 0.37; 95% CI: 0.19-0.73) and lower ICU mortality (hazard ratio = 0.40; 95% CI: 0.19-0.85), after adjustment for age, Simplified Acute Physiology Score 3, and vasopressor use, as well as the baseline values for PaO2/FiO2 ratio, PEEP, pH, and PaCO2. These associations were not observed when nonprotective MV was based on the VT. Conclusions: The MDP seems to be a useful tool, better than VT, for adjusting MV in patients at risk for ARDS.

RESUMO A assincronia pacie nte-ventilador (APV) é um desacoplamento entre o paciente, em relação a demandas de tempo, fluxo, volume e/ou pressão de seu sistema respiratório, e o ventilador, que as oferta durante a ventilação mecânica (VM). É um fenômeno comum, com taxas de incidência entre 10% e 85%. A APV pode ser devida a fatores relacionados ao paciente, ao ventilador ou a ambos. Os tipos de APV mais comuns são as de disparo, como esforço ineficaz; autodisparo e duplo disparo; as de ciclagem (tanto prematura quanto tardia); e as de fluxo (insuficiente ou excessivo). Cada um desses tipos pode ser detectado pela inspeção visual das curvas de volume-tempo, fluxo-tempo e pressãotempo na tela do ventilador mecânico. Estratégias ventilatórias específicas podem ser adotadas, em combinação com a abordagem clínica do paciente, como controle de dor, ansiedade, febre, etc. Níveis profundos de sedação devem ser evitados sempre que possível. A APV se associa a desfechos indesejados, tais como desconforto, dispneia, piora da troca gasosa, aumento do trabalho da respiração, lesão muscular diafragmática, prejuízo do sono, aumento da necessidade de sedação e/ou de bloqueio neuromuscular, assim como aumento do tempo de VM, de desmame e de mortalidade. A ventilação proporcional assistida e a ventilação assistida com ajuste neural são modalidades de suporte ventilatório parcial que reduzem a APV e têm se mostrado promissoras. Este artigo revisa a literatura acerca da APV abordando seus tipos, causas, métodos de avaliação, suas potenciais implicações no processo de recuperação de pacientes críticos e estratégias para sua resolução.

ABSTRACT Patient-v entilator asynchrony (PVA) is a mismatch between the patient, regarding time, flow, volume, or pressure demands of the patient respiratory system, and the ventilator, which supplies such demands, during mechanical ventilation (MV). It is a common phenomenon, with incidence rates ranging from 10% to 85%. PVA might be due to factors related to the patient, to the ventilator, or both. The most common PVA types are those related to triggering, such as ineffective effort, auto-triggering, and double triggering; those related to premature or delayed cycling; and those related to insufficient or excessive flow. Each of these types can be detected by visual inspection of volume, flow, and pressure waveforms on the mechanical ventilator display. Specific ventilatory strategies can be used in combination with clinical management, such as controlling patient pain, anxiety, fever, etc. Deep sedation should be avoided whenever possible. PVA has been associated with unwanted outcomes, such as discomfort, dyspnea, worsening of pulmonary gas exchange, increased work of breathing, diaphragmatic injury, sleep impairment, and increased use of sedation or neuromuscular blockade, as well as increases in the duration of MV, weaning time, and mortality. Proportional assist ventilation and neurally adjusted ventilatory assist are modalities of partial ventilatory support that reduce PVA and have shown promise. This article reviews the literature on the types and causes of PVA, as well as the methods used in its evaluation, its potential implications in the recovery process of critically ill patients, and strategies for its resolution.

RESUMO Objetivo: Comparar a incidência e a intensidade de efeitos adversos agudos e a variação da temperatura da pele da face através da termografia após a aplicação de ventilação não invasiva (VNI). Métodos: Foram incluídos 20 voluntários sadios, de ambos os gêneros, submetidos à VNI com máscara oronasal por 1 h e divididos aleatoriamente em dois grupos de acordo com o modo ventilatório: bilevel positive airway pressure (BiPAP) ou continuous positive airway pressure (CPAP). A termografia da face foi realizada para determinar a temperatura na região de contato da máscara e no dorso do nariz em momentos diferentes. Os voluntários preencheram um questionário de efeitos adversos após a retirada da VNI. Resultados: A incidência e a intensidade dos efeitos adversos agudos foram maiores naqueles submetidos a BiPAP em relação aos submetidos a CPAP (16,1% vs. 5,6%). A análise termográfica evidenciou um esfriamento significativo da pele facial nas duas regiões de estudo imediatamente após a retirada da máscara. Os efeitos adversos agudos em maior intensidade ocorreram predominantemente no grupo de participantes cuja redução da temperatura média no dorso do nariz foi menor (14,4% vs. 7,2%). A análise visual termográfica de zonas de esfriamento e aquecimento na face identificou regiões de hipoperfusão ou hiperemia reativa. Conclusões: O uso do modo BiPAP associou-se a maior incidência e intensidade de efeitos adversos agudos associados à VNI. Houve associação entre efeitos adversos agudos e menor esfriamento da pele do dorso do nariz imediatamente após a retirada da máscara. A termografia cutânea pode ser uma ferramenta adicional na detecção de efeitos adversos na pele da face associados ao uso da VNI.

ABSTRACT Objective: To compare the incidence and intensity of acute adverse effects and the variation in the temperature of facial skin by thermography after the use of noninvasive ventilation (NIV). Methods: We included 20 healthy volunteers receiving NIV via oronasal mask for 1 h. The volunteers were randomly divided into two groups according to the ventilatory mode: bilevel positive airway pressure (BiPAP) or continuous positive airway pressure (CPAP). Facial thermography was performed in order to determine the temperature of the face where it was in contact with the mask and of the nasal dorsum at various time points. After removal of the mask, the volunteers completed a questionnaire about adverse effects of NIV. Results: The incidence and intensity of acute adverse effects were higher in the individuals receiving BiPAP than in those receiving CPAP (16.1% vs. 5.6%). Thermographic analysis showed a significant cooling of the facial skin in the two regions of interest immediately after removal of the mask. The more intense acute adverse effects occurred predominantly among the participants in whom the decrease in the mean temperature of the nasal dorsum was lower (14.4% vs. 7.2%). The thermographic visual analysis of the zones of cooling and heating on the face identified areas of hypoperfusion or reactive hyperemia. Conclusions: The use of BiPAP mode was associated with a higher incidence and intensity of NIV-related acute adverse effects. There was an association between acute adverse effects and less cooling of the nasal dorsum immediately after removal of the mask. Cutaneous thermography can be an additional tool to detect adverse effects that the use of NIV has on facial skin.

INTRODUÇÃO: Dentre as doenças que afetam a população mundial, destaca-se a preocupação com a Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC), que, segundo a Organização Mundial de Saúde, pode se constituir na terceira causa de morte mais importante em todo mundo no ano de 2030. Visando contribuir com o auxílio ao diagnóstico médico, esta pesquisa centraliza seus esforços na etapa de segmentação dos pulmões, visto que esta é a etapa básica de sistema de Visão Computacional na area de pneumologia. MÉTODOS: Este trabalho propõe um novo método de segmentação dos pulmões em imagens de Tomografia Computadorizada (TC) do tórax chamado de Método de Contorno Ativo (MCA) Crisp Adaptativo 2D. Este MCA consiste em traçar automaticamente uma curva inicial dentro dos pulmões, que se deforma por iterações sucessivas, minimizando energias que atuam sobre a mesma, deslocando-a até as bordas do objeto. O MCA proposto é o resultado do aperfeiçoamento do MCA Crisp desenvolvido previamente, visando aumentar a sua exatidão, diminuindo o tempo de análise e reduzindo a subjetividade na segmentação e análise dos pulmões dessas imagens pelos médicos especialistas. Este método por iterações sucessivas de minimização de sua energia, segmenta de forma automática os pulmões em imagens de TC do tórax. RESULTADOS: Para sua validação, o MCA Crisp Adaptativo é comparado com os MCAs THRMulti, THRMod, GVF, VFC, Crisp e também com o sistema SISDEP, sendo esta avaliação realizada utilizando como referência 24 imagens, sendo 12 de pacientes com DPOC e 12 de voluntários sadios, segmentadas manualmente por um pneumologista. Os resultados obtidos demonstram que o método proposto é superior aos demais. CONCLUSÃO: Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir que este método pode integrar sistemas de auxílio ao diagnóstico médico na área de Pneumologia.

INTRODUCTION: Among the diseases that affect the world's population, there is concern about Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), that, according to the World Health Organization, could be the leading cause of death worldwide by the year 2030. Aiming to contribute to aid medical diagnosis, this research focuses its efforts on the segmentation of the lungs, since this is the basic step system in the area of Computer Vision pulmonology. METHODS: This paper proposes a new method for segmentation of lung images in Computed Tomography (CT) of the chest called Active Contour Method (MCA) Crisp Adaptive 2D. This MCA is to draw a curve starting inside an object of interest. This curve is deformed by successive iterations, minimizing energies that act on it, moving it to the edges of the object. The MCA is the improvement of the proposed MCA Crisp previously developed, aiming to increase the accuracy, decreasing analysis time and reducing the subjectivity in the segmentation and analysis of the lungs of these images by pulmonologists. This method is automatically initialized in the lungs and on successive iterations to minimize this energy, this MCA automatically targets the lungs in chest CT images. RESULTS: To evaluate the proposed method, the MCA Adaptive Crisp is compared with MCAs THRMulti, THRMod, GVF, VFC, Crisp and also with the system SISDEP, this assessment is performed using reference images 24, 12 COPD patients and 12 volunteers healthy, manually segmented by a pulmonologist. The results show that the proposed method is superior to the others. CONCLUSION: Based on the results, it can be concluded that this method can integrate systems aid in the medical diagnosis of Pulmonology.

A estenose brônquica pode comprometer a ventilação pulmonar regional devido a limitações anormais e assimétricas ao fluxo aéreo. A tomografia de impedância elétrica (TIE) é uma técnica que possibilita a avaliação da ventilação pulmonar regional por imagem e, portanto, pode complementar a avaliação funcional dos pulmões. Relatamos o caso de uma paciente com estenose brônquica unilateral à esquerda, pós-tuberculose, em que se avaliou a ventilação pulmonar regional através da TIE, relacionando-a com a cintilografia de ventilação/perfusão. Foram estudados os efeitos das mudanças posturais e da aplicação de continuous positive airway pressure (CPAP, pressão positiva contínua nas vias aéreas) nasal, uma vez que a paciente usava esse tratamento para síndrome da apneia obstrutiva do sono. A TIE demonstrou distribuição heterogênea da ventilação pulmonar regional com maior ventilação no pulmão direito, sendo essa distribuição influenciada pelas mudanças de decúbitos e pela aplicação de CPAP. A análise da ventilação pulmonar regional pela TIE se mostrou similar aos achados da cintilografia pulmonar de ventilação com a vantagem de possibilitar uma avaliação dinâmica e sem exposição à radiação.

Bronchial stenosis can impair regional lung ventilation by causing abnormal, asymmetric airflow limitation. Electrical impedance tomography (EIT) is an imaging technique that allows the assessment of regional lung ventilation and therefore complements the functional assessment of the lungs. We report the case of a patient with left unilateral bronchial stenosis and a history of tuberculosis, in whom regional lung ventilation was assessed by EIT. The EIT results were compared with those obtained by ventilation/perfusion radionuclide imaging. The patient was using nasal continuous positive airway pressure (CPAP) for the treatment of obstructive sleep apnea syndrome. Therefore, we studied the effects of postural changes and of the use of nasal CPAP. The EIT revealed heterogeneous distribution of regional lung ventilation, the ventilation being higher in the right lung, and this distribution was influenced by postural changes and CPAP use. The EIT assessment of regional lung ventilation produced results similar to those obtained with the radionuclide imaging technique and had the advantage of providing a dynamic evaluation without radiation exposure.

A doença pulmonar por metal duro é uma pneumonia intersticial por células gigantes relacionada com a exposição à poeira composta por metais duros. Neste artigo é relatado o caso de um profissional da indústria petrolífera, diagnosticado com doença pulmonar por metal duro com base na documentação clínica, radiológica, funcional pulmonar e anatomopatológica.

Hard metal lung disease, which manifests as giant cell interstitial pneumonia, is caused by exposure to hard metal dust. We report the case of an oil industry worker diagnosed with hard metal lung disease. The diagnosis was based on the clinical, radiological and anatomopathological analysis, as well as on pulmonary function testing.