1- DESCRIÇÃO

O xlung é um simulador virtual da interação paciente-ventilador pulmonar que incorpora os principais recursos do suporte ventilatório a diferentes configurações de aspectos demográficos, de mecânica respiratória e de troca gasosa pulmonar de pacientes. Sua principal função é auxiliar o processo de ensino-aprendizagem em ventilação mecânica (VM). Assim pode ser usado no treinamento e na formação de estudantes e profissionais de saúde interessados ou envolvidos no suporte ventilatório mecânico de pacientes adultos. Outros usuários potenciais são profissionais de engenharia clínica e da indústria e comércio de ventiladores pulmonares mecânicos e escolas de medicina, enfermagem, fisioterapia e outras áreas afins.

Tem como principal vantagem possibilitar o ensino de aspectos complexos da ventilação mecânica com risco zero de acidentes ou erros, o que não ocorre quando se simula cenários em modelos mecânicos e principalmente quando se ensina sobre o tema no manejo de pacientes reais em insuficiência respiratória. Uma grande utilidade do xlung é permitir a modelagem de diversas características do paciente e dos modos ventilatórios, o que possibilita ao usuário compreender as repercussões dos ajustes do ventilador sobre a troca gasosa e a mecânica respiratória em tempo real, de modo interativo e dinâmico.

Figura 1. Funcionalidades do simulador xlung. Quatro janelas fundamentais são apresentadas: 1- Ventilador pulmonar com os modos ventilatórios; 2-Paciente, 3- Curvas de mecânica pulmonar e 4-Monitorização, gasometria e animação. No centro e topo da tela o botão confirmar deve ser “clicado” para assegurar que as

mudanças em qualquer uma dos ajustes nas janelas do paciente ou do ventilador sejam implementadas.

2- AJUSTES DO PACIENTE

2.1 - Mecânica Pulmonar e Troca gasosa Esta funcionalidade permite que o perfil clínico de um paciente seja configurado para simulação. Este perfil pode ser pré-definido pelo simulador ou modificado de acordo com o desejado pelo usuário, permitindo a configuração de diversos tipos de mecânica pulmonar e de troca gasosa. 2.1.1 – Condição Clínica Este ícone seleciona alguns perfis de mecânica pulmonar já pré-configurados pelo xlung. Ex.: Ao clicar no perfil DPOC e em seguida confirmar, automaticamente o xlung definirá as características do paciente simulado. 2.1.2 – Resistência na via aérea Independente da condição clínica selecionada, este ícone permite a alteração da resistência na via aérea de acordo com o desejado pelo usuário, variando entre valores de 1 a 60 cmH2O/l/s. 2.1.3 – Complacência Pulmonar

Independente da condição clínica selecionada, este ícone permite a alteração da complacência pulmonar variando entre valores de 5 a 200 ml/cmH2O. 2.1.4 – Espaço Morto (VD/VT) Configura o valor da razão entre o espaço morto (VD) e o volume corrente (VT) e varia entre valores de 0,21 a 0,8. O espaço morto pode ser definido como o ar presente na árvore respiratória que não participa das trocas gasosas. A relação VD/VT é um importante índice fisiológico indicativo da adequação da relação ventilação perfusão. 2.1.5 – Shunt Configura a porcentagem do shunt pulmonar e varia entre valores de 2 a 80%. O shunt pode ser definido como a quantidade de sangue que passa do lado venoso para o lado arterial da circulação pulmonar, sem passar pelas áreas ventiladas do pulmão. Ou seja, trata-se do percentual de sangue da circulação pulmonar que não participa da troca gasosa.

2.2 – Dados Demográficos Permite a configuração de alguns dados demográficos do paciente a ser simulado. Ao serem ajustas características como sexo, idade, altura e peso, automaticamente o xlung define logo abaixo o peso ideal do paciente configurado pelo usuário. 2.3 – Esforço Muscular Respiratório Permite os ajustes da pressão muscular respiratória, sua intensidade, frequência e duração do paciente simulado. 2.3.1 – Pmus Configura o valor da pressão negativa gerada pela musculatura inspiratória do paciente, ou seja, o esforço muscular inspiratório do mesmo, variando entre valores de zero (paciente sem drive respiratório) a 50 cmH20. 2.3.2 – f (rpm) Configura a frequência respiratória espontânea do paciente que apresenta esforço muscular.

2.3.3 – Duração Define a duração do esforço muscular inspiratório em segundos (tempo inspiratório neural). 2.4 – Leaks (fuga) Permite simular situações de fuga ou escape aéreo durante a ventilação. A graduação da fuga varia entre valores de zero (sem fuga) até 48 l/min. • Todos os dados do paciente podem ser minimizados no canto superior direito

do quadro permitindo que na tela permaneçam apenas os dados desejados pelo usuário. Para que os dados retornem a tela é necessário clicar no ícone de configurações do paciente que se localiza no canto superior direito da mesma.

• Para que seja alterado qualquer dado é necessário clicar no ícone

“confirmar” que aparecerá em vermelho no canto superior esquerdo da tela

3.0 – AJUSTES DO VENTILADOR Permite configurar ajustes inerentes ao ventilador pulmonar mecânico, como o modo ventilatório e seus respectivos parâmetros. 3.1 – Modos Ventilatórios Dois tipos fundamentais de ciclos respiratórios podem ser definidos na ventilação mecânica. Ciclo controlado: Em que o ventilador “controla” toda a fase inspiratória, ou seja, substitui totalmente o esforço muscular respiratório e o controle neural do paciente. Ciclo assistido: Em que o ventilador apenas auxilia ou assiste a musculatura inspiratória do paciente que se encontra ativa. Obs.: Alguns autores utilizam o termo “ciclo espontâneo” para definir o ciclo que ocorre durante a oferta da pressão de suporte (PS) ou de pressão inspiratória

(IPAP). Em vez disso, o termo assistido será aqui usado para designar também este último tipo de ciclo, mantendo-se uma coerência com a definição acima apresentada e com o emprego da terminologia de ciclo espontâneo apenas para a respiração fisiológica como se verá adiante. Com base nos tipos de ciclos respiratórios que são ofertados ao paciente, 3 modos ventilatórios considerados básicos podem ser reconhecidos, são eles o Assistido/Controlado (A/C, do inglês assist/control), a ventilação com pressão de suporte (PSV) e a ventilação mandatória intermitente sincronizada com PS, modo híbrido entre os dois primeiros (SIMV, do inglês Synchronized Intermitent Mandatory Ventilation). Os modos A/C e SIMV por sua vez apresentam duas variantes: A/C-VCV (Assistido/controlado ciclado a volume), A/C-PCV (Assistido/controlado ciclado a tempo com pressão constante ou controlada) e os modos SIMV-VCV (com ciclagem a volume nos ciclos programados na frequência respiratória do ventilador) e SIMV-PCV (com ciclagem tempo e pressão controlada nos ciclos programados no ventilador). 3.1.1. Modos A/C O modo A/C (assistido controlado) se caracteriza por ofertar ciclos controlados e/ou assistidos a depender dos ajustes de frequência respiratória mínima programada e da frequência do paciente. Como dito anteriormente há dois tipos: o A/C-VCV e o A/C-PCV. 3.1.1.1. – MODO A/C – VCV

Neste modo os ciclos são ofertados com volume controlado ou ciclagem volume, nos quais o volume corrente (volume alcançado ao final da inspiração)

juntamente com o fluxo programado determina o tempo de inspiração. A frequência de operação do ventilador determina o tempo total do ciclo respiratório. O tempo de expiração é determinado pela diferença entre o tempo de inspiração programado e o tempo total do ciclo. A partir destes dados se obtêm o tempo de expiração e a relação inspiração expiração (I:E). A frequência respiratória total será determinada pela ausência ou não de esforços musculares respiratórios do paciente capazes de disparar ciclos respiratórios adicionais aos programados no ajuste de frequência. No segundo caso a presença de ciclos adicionais disparados pelo paciente modifica o tempo total do ciclo respiratório, o tempo expiratório e portanto a relação I:E. Ao ser selecionado este modo ventilatório, o xlung permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros: De ventilação: Volume corrente e frequência respiratória De sincronização: Fluxo e seu tipo de onda (quadrada ou descendente ou rampa), sensibilidade (sendo permitidos ajustes a pressão ou a fluxo), pausa inspiratória e pausa expiratória (nos casos de cálculos da mecânica respiratória). De oxigenação: FIO2 e PEEP. 3.1.2 – A/C – PCV

Seleciona o modo de ventilação mandatória contínua com pressão controlada. Funciona de maneira semelhante ao modo A/C-VCV com a diferença que a pressão nas vias aéreas é mantida constante e igual ao delta de pressão programado mais o valor da PEEP. A ciclagem ocorre a tempo, sendo o tempo inspiratório determinado pelo operador. Ao ser selecionado este modo

ventilatório, o simulador permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros: De ventilação: Pressão (delta acima da PEEP e frequência respiratória) De sincronização: Tempo inspiratório, tempo de subida ou de pressurização, sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa expiratória De oxigenação: FIO2 e PEEP. 3.1.3 – SIMV/VCV

Seleciona a modalidade de ventilação mandatória intermitente sincronizada. Neste modo são computados ciclos mandatórios a uma frequência determinada, assim como nos outros modos de ventilação, porém toda vez que o paciente exerce um esforço respiratório que ultrapasse o nível de sensibilidade programado um novo ciclo respiratório se inicia, mas a janela de tempo determinada pela frequência de operação do ventilador não é zerada. Assim como na ventilação mandatória contínua, o SIMV pode possuir ciclos com volume controlado ou com pressão controlada, desta forma, o modo SIMV/VCV mescla ciclos controlados e assistidos (ciclados a volume) com ciclos espontâneos (gerados pelo paciente assistidos por uma pressão de suporte). Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros: De ventilação: Volume corrente e frequência respiratória. De sincronização: Fluxo e seu tipo de onda, tempo de subida, fim do ciclo, pressão de suporte, sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa expiratória. De oxigenação: FiO2 e PEEP.

3.1.4 – SIMV/PCV

Seleciona a modalidade de ventilação mandatória intermitente sincronizada, neste caso com os ciclos controlados e assistidos (ciclados a pressão) e os ciclos espontâneos (gerados pelo paciente assistidos por uma pressão de suporte). Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros: De ventilação: Pressão e frequência respiratória. De sincronização: Tempo inspiratório, tempo de subida, pressão de suporte, fim do ciclo, sensibilidade (fluxo ou pressão), pausa inspiratória e pausa expiratória. De oxigenação: FiO2 e PEEP. 3.1.5 – CPAP/PSV

Na ventilação espontânea com pressão de suporte somente há a existência de ciclos espontâneos onde o paciente é responsável pó iniciar e concluir o ciclo respiratório. Neste modo ventilatório pode-se configurar a pressão de suporte (PSV) que pode ser definida como uma pressão na fase inspiratória gerada pelo ventilador e mantida até que se atinja um percentual, pré-determinado, do pico de fluxo inspiratório (ciclagem a fluxo), o tempo de subida, que indica o tempo necessário para a pressão na via aérea atingir o valor da pressão de suporte configurada e o fim do ciclo, que determina quando o ciclo respiratório será encerrado com base no valor percentual do pico de fluxo atingido na inspiração. Também, pode-se configurar a pressão de suporte zero, ou seja, todo o trabalho respiratório fica a cargo do paciente e o ventilador fica responsável somente por manter uma pressão positiva durante todo o ciclo respiratório (CPAP). Ao ser selecionado este modo ventilatório, o simulador permite que seja ajustado pelo usuário os seguintes parâmetros: De sincronização: Pressão de suporte, tempo de subida e fim do ciclo. De oxigenação: FiO2 e PEEP. 3.1.6 – Respiração Espontânea

Ao ser selecionado este ícone, será simulado um paciente em respiração espontânea sem nenhum suporte de pressão positiva. Apenas os parâmetros sensibilidade (de sincronização) e FiO2 (de oxigenação) são ajustados. Para que haja ventilação nesta modalidade, é necessário que seja ajustada uma pmus maior do que zero na configuração do esforço muscular do paciente. • Para que seja alterado qualquer dado é necessário clicar no ícone

“confirmar” que aparecerá em vermelho no canto superior esquerdo da tela • Todos os dados do ventilador mecânico podem ser minimizados no canto

superior direito do quadro permitindo que na tela permaneçam apenas os dados desejados pelo usuário. Para que os dados retornem a tela é necessário clicar no ícone dos modos ventilatórios que se localiza no canto superior direito da mesma.

3.2 – Alarmes

Permite a configuração dos alarmes do ventilador mecânico, sendo ajustáveis os seguintes alarmes: volume corrente (mínimo e máximo), pressão na via aérea (mínima e máxima) e frequência respiratória (mínima e máxima). Desta forma, que o volume corrente, a pressão na via aérea e a frequência respiratória cair abaixo do nível programado no alarme mínimo ou subir acima do programado no alarme máximo o xlung emitirá um sinal sonoro e o parâmetro que desencadeou o alarme começa a piscar no quadro de monitorização.

4.0 – GASOMETRIA

A gasometria arterial é um exame complementar fundamental para que seja avaliado as trocas gasosas. Desta forma, o xlung permite a monitorização em tempo real de alguns dados gasométricos para melhor avaliação da distribuição dos gases de acordo com a ventilação fornecida, são eles: PH, PaCO2, PaO2, SaO2 e o índice de oxigenação (relação PaO2/FiO2). De acordo com a configuração do paciente e do ventilador mecânico e seus respectivos parâmetros, os dados gasométricos se alteram e mudam de cor. O vermelho indica distúrbio gasométrico grave, o laranja indica distúrbio gasométrico moderado e o verde indica uma gasometria dentro dos parâmetros de normalidade.

5.0 - MONITOR

A monitorização contínua durante a assistência ventilatória se torna imprescindível para que haja um processo de ventilação de qualidade segura. Embora existam as mais diversas variáveis, cada uma com um objetivo específico, somente uma gama delas se torna indispensável para uma boa avaliação da interação paciente-ventilador. Desta forma, o xlung permite a monitorização em tempo real de dados ventilatórios do paciente como: frequência respiratória (f), pressão de pico (P. pico), tempo inspiratório (T. insp), tempo expiratório (T. exp), relação I:E, volume corrente exalado (VCe) e volume minuto (VE). Os dados são gerados de acordo com a configuração do perfil do paciente e do ajuste do modo e parâmetros ventilatórios.

6.0 – ANIMAÇÃO

É uma ilustração animada de pulmões que se insuflam durante a inspiração e desinsuflam durante a expiração de acordo com o ocorrido durante a simulação em tempo real.

• Abaixo dos quadros de gasometria, monitor e animação há o ícone “exibir” que ao ser clicado permite com que os quadros sejam visualizados na tela ou desapareçam.

7.0 – MONITORIZAÇÃO DAS CURVAS

Permite a visualização em tempo real das curvas de volume corrente, fluxo e pressão na via aérea durante a ventilação de acordo com a configuração do perfil do paciente e dos ajustes do modo e parâmetros ventilatórios. Há ainda a opção de visualização da curva da Pmus (caso o paciente configurado apresente esforço muscular) e da Pressão Alveolar, ao serem selecionados os ícones Pmus e P. Alveolar. As curvas da ventilação podem ser congeladas a qualquer momento da simulação ao ser selecionado o ícone de pausa. Na barra de rolagem ao lado é permitido voltar a simulação e visualizar de forma estática qualquer momento da mesma.

7.1 – Escala Permite que sejam alteradas as escalas de visualização das curvas. Ao clicar no ícone escala, aparecerá um quadro na tela com os limites mínimos e máximos das escalas das curvas de volume, fluxo, pressão e da largura da janela. Após ajustado, é necessário clicar em “ok” para que seja alterado e em seguida minimizar ou fechar o quadro no seu canto superior direito.

8.0 – CONFIGURAÇÃO

8.1 – Idioma No canto superior direito da tela é possível selecionar o idioma entre a versão em português ou inglês do xlung. 8.2 – Capturar Foto Na opção “ferramentas” ou no canto superior direito da tela, o ícone capturara foto permite que durante a simulação seja possível que uma imagem da simulação seja capturada e salva em qualquer pasta do seu computador. 8.3 – Salvar Simulação Na opção ferramentas ou no canto superior direito da tela, esta opção permite que toda sua simulação seja salva como vídeo em alguma pasta do seu computador. 8.4 – Carregar Simulação Esta funcionalidade permite que o usuário possa salvar os dados da sua simulação em um arquivo texto numa pasta local do seu computador e recuperá-los em outro momento para continuar sua simulação do ponto em que parou. 8.5 – Ajuda No ícone ajuda o usuário tem como guia o manual para o operador e um guia de ventilação mecânica.