Este protocolo descreve uma técnica percutânea minimamente invasiva para a inserção de cateteres pleurais anteriores e posteriores em suínos, permitindo a medição direta da pressão pleural regional sem toracotomia.
Artigo de método
Técnica Percutânea Guiada por Imagem para Medição Direta da Pressão Pleural em um Modelo Suíno
Neste artigo
Resumo
Resumo
A medição da pressão pleural permite avaliação fisiológica avançada, incluindo a partição da mecânica do sistema respiratório em componentes pulmonar e da parede torácica, o cálculo da pressão transpulmonar e a quantificação de gradientes regionais de pressão pleural. Essas informações são essenciais para otimizar a ventilação mecânica, avaliar o impacto de alterações na fisiologia da parede torácica e avançar pesquisas translacionais em lesão pulmonar. No entanto, as técnicas atuais para medição direta da pressão pleural frequentemente exigem implante cirúrgico com abertura torácica de transdutores de pressão pleural por meio de toracotomia, procedimento demorado, de alto risco e que pode comprometer a mecânica da parede torácica. Para superar essas limitações, desenvolvemos uma técnica minimamente invasiva, percutânea e guiada por imagem para colocação de cateter pleural. O procedimento foi realizado em suínos anestesiados e ventilados mecanicamente. Com orientação por ultrassom, uma agulha de Tuohy foi avançada até o espaço pleural, e um pequeno pneumotórax artificial (50–100 mL de oxigênio) foi criado para separar as camadas pleurais. Sobre um fio-guia, um introdutor de bainha de 9 Fr foi posicionado, permitindo o avanço de um cateter com balonete até a pleura anterior. Em seguida, o animal foi posicionado em decúbito semiprono, e um segundo cateter foi inserido dorsalmente após aumento do mesmo pneumotórax com mais 50–100 mL de oxigênio. A colocação foi confirmada por meio de tomografia computadorizada (TC) e traçados fisiológicos. Após a evacuação do pneumotórax e reexpansão pulmonar, a posição foi verificada por imagem. O posicionamento bem-sucedido dos cateteres anterior e posterior foi alcançado em 16 dos 20 animais (80%), o que comprova a viabilidade do procedimento. Os procedimentos sem sucesso ocorreram devido a pneumotórax não intencional durante o acesso pleural anterior ou posicionamento incorreto do cateter anterior fora da região ventral-alvo. Este método oferece uma abordagem menos invasiva e reprodutível para monitoramento direto da pressão pleural regional em modelos de grandes animais. Ao evitar acesso cirúrgico, essa técnica percutânea guiada por imagem é particularmente adequada para protocolos experimentais que investigam mecânica respiratória, fisiologia pulmonar e da parede torácica e ventilação mecânica em pesquisas translacionais.
Introdução
A pressão pleural tem sido amplamente utilizada em estudos experimentais como um indicador-chave da mecânica da parede torácica, ajudando a descrever o comportamento particionado do sistema respiratório e sua interação com o pulmão durante a ventilação mecânica1. Essa variável é essencial para o cálculo da pressão transpulmonar, que representa o determinante primário da tensão pulmonar2. Em lesão pulmonar, a pressão pleural também pode ajudar a descrever a mecânica no final da expiração e fornecer informações sobre o gradiente de pressão superposta, um fenômeno associado à carga atuante nas regiões pulmonares dependentes3,4. Essa distribuição regional de pressão cria diferenças ventro-dorsais na pressão pleural e transpulmonar, que durante a ventilação mecânica controlada são determinadas principalmente pela carga gravitacional e pela gravidade da lesão pulmonar, enquanto durante a respiração espontânea ou assistida, podem ser ainda amplificadas pela atividade regional dos músculos inspiratórios5.
A monitorização direta da pressão pleural não é realizada na prática clínica porque o procedimento é invasivo demais para ser considerado seguro. Por esse motivo, a pressão esofágica (Pes) é comumente utilizada como o melhor substituto da pressão pleural6. No entanto, a Pes é influenciada por diversos fatores que podem afetar sua precisão, incluindo a posição do cateter, a transmissão da pressão avaliada pela razão de Baydur e o modo de ventilação7. O balão esofágico está localizado dentro de uma estrutura complacente, e seu sinal é modificado tanto pela parede esofágica quanto pelos órgãos mediastinais adjacentes. Mesmo pequenas alterações na profundidade ou alinhamento do cateter podem mudar a pressão medida ou a amplitude das suas flutuações tidais8. Além disso, a Pes reflete principalmente a pressão pleural média a dorsal, tornando-a menos representativa das regiões ventrais e do ambiente pleural geral em lesões pulmonares heterogêneas9.
Por essas razões, a medição direta da pressão pleural permanece a abordagem padrão-ouro em fisiologia translacional e experimental10. Vários dispositivos têm sido utilizados para a medição direta da pressão pleural. Sensores pleurais do tipo wafer são frequentemente usados em modelos experimentais11,12, e, em alguns estudos, cateteres com balão esofágico também foram introduzidos no espaço pleural para registrar diretamente a pressão pleural13,14. Apesar da disponibilidade de diferentes ferramentas para medição direta da pressão pleural, sua inserção tradicionalmente exigia toracotomia aberta ou acesso toracoscópico. Essas abordagens são invasivas, requerem expertise cirúrgica avançada, prolongam o preparo do procedimento e interrompem a mecânica normal da parede torácica, alterando significativamente as condições fisiológicas sob investigação.
Neste artigo de método, apresentamos uma nova técnica percutânea para colocar cateteres com balão esofágico no espaço pleural de suínos, visando o monitoramento direto e regional da pressão pleural. Essa abordagem é minimamente invasiva e não requer toracotomia nem treinamento cirúrgico avançado. O acesso pleural anterior é realizado utilizando uma técnica padrão de punção guiada por ultrassom, enquanto a imagem de tomografia computadorizada (TC) é usada para confirmar a colocação do fio-guia e do cateter intrapleurais e auxiliar no planejamento do acesso pleural posterior. O método permite a colocação de cateteres em diferentes regiões da cavidade pleural para avaliação regional da mecânica respiratória particionada. A técnica tem como objetivo reduzir a complexidade e o risco do procedimento, ao mesmo tempo que preserva gravações de alta fidelidade da pressão pleural para pesquisas fisiológicas e translacionais.
Protocolo
Após a aprovação do Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (2020I000073) no Massachusetts General Hospital, Boston, MA, os experimentos foram realizados de março a novembro de 2025 em 20 porcos Yorkshire saudáveis com peso entre 30–40 kg.
ATENÇÃO: Este protocolo cria intencionalmente um pneumotórax e utiliza oxigênio a 100%. Realize o procedimento sob monitorização fisiológica contínua por pessoal treinado em anestesia de grandes animais e acesso pleural, e elimine fontes de ignição durante a insuflação de oxigênio.
1. Preparação dos animais
- Sedate o animal com tiletamina–zolazepam intramuscular (4,4 mg/kg), xilazina (2,2 mg/kg) e atropina (0,04 mg/kg).
- Estabeleça acesso intravenoso e administre fentanil (2 µg/kg) e propofol (2 mg/kg) por via intravenosa para permitir intubação endotraqueal segura.
- Intube o animal e confirme a correta colocação da via aérea verificando expansão torácica bilateral, sons respiratórios bilaterais e presença de uma onda consistente de CO₂ ao final da expiração.
- Inicie ventilação controlada por volume (VCV) com fração de oxigênio inspirado (FiO₂) de 0,4, volume corrente de 10 mL/kg, pressão positiva ao final da expiração (PEEP) de 5 cmH₂O e frequência respiratória de 15–20 respirações/min. Ajuste a frequência respiratória para manter o CO₂ ao final da expiração entre 35 e 45 mmHg.
- Mantenha anestesia e analgesia contínuas durante todo o procedimento com propofol intravenoso (10 mg∙kg-1∙h-1) e fentanil (5 µg∙kg-1∙h-1). Antes da administração de bloqueio neuromuscular, confirme profundidade anestésica adequada avaliando relaxamento da mandíbula, ausência de reflexo palpebral, ausência de resposta de retirada ao aperto interdigital ou no casco e ausência de resposta hemodinâmica à estimulação. Após o bloqueio neuromuscular, monitore a adequação anestésica utilizando variáveis fisiológicas, incluindo frequência cardíaca, pressão arterial e ausência de respostas autonômicas à estimulação do procedimento. Aplique pomada oftálmica após a indução da anestesia para prevenir o ressecamento da córnea.
- Monitore continuamente frequência cardíaca, pressão sanguínea, saturação de oxigênio, CO₂ ao final da expiração e pressões das vias aéreas. Mantenha a frequência cardíaca entre 70 e 140 batimentos/min, pressão arterial média acima de 60 mmHg, saturação de oxigênio acima de 92%, CO₂ ao final da expiração entre 35 e 45 mmHg e pressão máxima nas vias aéreas abaixo de 35 cmH₂O sempre que possível.
- Administre um agente bloqueador neuromuscular (pancurônio 0,1 mg∙kg-1∙h-1) e confirme a ausência de atividade respiratória espontânea antes de iniciar o acesso pleural.
2. Preparação do equipamento
- Prepare o equipamento estéril necessário para acesso pleural guiado por ultrassom e colocação de cateter, conforme listado na Tabela de Materiais.
- Depile, limpe e prepare as superfícies torácicas anterior e posterior em condições estéreis.
3. Acesso pleural percutâneo anterior
- Posicione o animal em posição supina com uma leve rotação para o lado oposto ao local planejado para a inserção do cateter pleural anterior.
- Identifique a linha esternal e a cúpula diafragmática utilizando ultrassom.
- Identifique a cúpula diafragmática por meio de ultrassom, depois mova aproximadamente 5 cm lateralmente e 5 cm cranialmente a partir da linha média ao nível do diafragma para selecionar o local da punção anterior.
- Visualize o espaço pleural anterior com a sonda de ultrassom.
- Insira a agulha de Tuohy com auxílio de ultrassom na margem superior da costela inferior do espaço intercostal selecionado, com a curvatura orientada para cima.
- Avance a agulha em direção à pleura parietal sob orientação de ultrassom em tempo real, utilizando uma abordagem em plano.
- Aplicar pressão positiva suave à seringa enquanto avança 1–2 mm adicionalmente durante uma manobra de pausa ao final da expiração, até que uma súbita perda de resistência indique a entrada no espaço pleural.
- Injecte aproximadamente 50–100 mL de oxigênio a 100% para criar um pequeno pneumotórax artificial anterior. Ajuste o volume final de oxigênio com base nos achados de tomografia computadorizada da expansão do pneumotórax e separação pleural.
- Insira o fio-guia com mola através da agulha e remova a agulha.
- Realize uma tomografia computadorizada para confirmar a colocação correta do fio-guia dentro do espaço pleural, que está ampliado e claramente delimitado pelo pneumotórax artificial.
- Após a confirmação por tomografia, realize uma pequena incisão na pele no local de entrada do fio.
- Avance um introdutor de 9 Fr sobre o fio-guia utilizando a técnica de Seldinger.
- Remova o fio-guia e insira o cateter com balão esofágico na cavidade pleural anterior através do introdutor.
- Infle o balão com o volume de enchimento ideal, determinado a partir de uma curva pressão-volume (PV) do balão in vivo15, para garantir a expansão adequada do balão e transmissão confiável da pressão.
- Conecte o cateter com balão a um transdutor de pressão diferencial externo utilizando um sistema de transmissão de pressão preenchido com ar.
- Zere o transdutor de pressão em relação à pressão atmosférica antes de conectar o cateter para garantir medições precisas de pressão.
- Conecte o transdutor de pressão a um sistema de aquisição de dados e adquira os sinais de pressão utilizando software de aquisição de dados.
- Adquira todos os sinais de pressão com uma frequência de amostragem de 1.000 Hz, sem filtragem digital adicional. Inicie o registro quando for observado um traçado de pressão estável.
4. Acesso pleural percutâneo posterior
- Reposicione o animal em posição semiprona para promover a migração dorsal do ar intrapleural.
- Injecte um volume adicional de 50–100 mL de oxigênio a 100% através do cateter anterior para aumentar o pneumotórax dorsal e facilitar o acesso posterior.
- Realize uma tomografia computadorizada para confirmar a migração dorsal do pneumotórax artificial e identificar a área ideal para punção posterior.
- Marque no tecido cutâneo o local da punção posterior, na metade do caminho entre os processos espinhosos e a linha axilar posterior.
- Insira a agulha de Tuohy perpendicularmente na margem superior da costela inferior do espaço intercostal selecionado, acoplando uma seringa vazia para aspiração contínua.
- Avance a agulha durante uma manobra de pausa ao final da expiração através dos planos musculares, aspirando continuamente até obter ar, confirmando a entrada no pneumotórax dorsal.
- Insira o guia metálico com mola e remova a agulha.
- Realize uma tomografia computadorizada para confirmar a colocação correta do fio guia dentro do espaço pleural, que está ampliado e claramente delimitado pelo pneumotórax artificial.
- Após a confirmação por tomografia computadorizada, realize uma pequena incisão cutânea no local de entrada do fio.
- Avance o introdutor de 9 Fr sobre o fio guia utilizando a técnica de Seldinger.
- Remova o fio guia e insira o segundo balão esofágico na cavidade pleural dorsal através do introdutor.
- Infle o balão com o volume de enchimento ideal, determinado a partir de uma curva de pressão-volume (PV) in vivo do balão, para garantir a expansão adequada do balão e a transmissão confiável da pressão.
- Conecte o cateter ao transdutor de pressão diferencial e verifique a morfologia correta da onda pleural no monitor.
5. Posicionamento final e monitoramento
- Verifique se os parâmetros do ventilador (volume corrente, fluxo inspiratório e pressão das vias aéreas) e os valores hemodinâmicos permanecem estáveis durante e após a colocação do cateter.
- Drene o pneumotórax através dos introdutores posterior e anterior aspirando suavemente o ar intrapleural com uma seringa de 50 mL até que não haja resistência ao dreno. Evite criar pressão negativa excessiva dentro do espaço pleural.
- Fixe ambos os cateteres com balão esofágico à pele com fita adesiva e, em seguida, remova cuidadosamente ambos os introdutores de 9 Fr para prevenir o deslocamento do cateter.
- Realize uma tomografia computadorizada para avaliar a presença de pneumotórax residual. Se houver pneumotórax residual, posicione o animal em decúbito prono e reduza a FiO₂ para 0,25, se clinicamente tolerável, para promover a reabsorção de oxigênio.
- Confirme a ausência de vazamento nas vias aéreas ou pleural comparando os volumes correntes inspirados e expirados e realizando uma pausa inspiratória. Verifique uma pressão de platô estável e o retorno do fluxo a zero.
- Reavalie as formas de onda da pressão pleural anterior e posterior após a remoção dos introdutores. Confirme que a morfologia esperada da forma de onda permanece estável; caso ela se altere, não inicie o registro até que a posição do cateter e a estabilidade da forma de onda sejam reavaliadas.
- Inicie o registro simultâneo da pressão pleural anterior e posterior somente após confirmar a evacuação ou reabsorção do pneumotórax, ventilação e hemodinâmica estáveis, ausência de vazamento contínuo e formas de onda da pressão pleural estáveis.
- Ajuste a ventilação mantendo o volume corrente em 10 mL/kg e reduzindo a PEEP de 5 para 3 cmH₂O. Os valores da pressão pleural no final da expiração foram obtidos durante uma manobra estável de pausa no final da expiração, conforme mostrado na Figura 1.
- No final de cada protocolo experimental, enquanto os animais permaneciam sob anestesia geral, a eutanásia foi realizada pela administração intravenosa de KCl (solução a 7%, 2 mL/kg).
Resultados
A colocação de cateter pleural utilizando a técnica percutânea foi tentada em 20 suínos (Tabela 1). Em 17 animais, um total de 34 cateteres pleurais (17 anteriores e 17 posteriores) foram inseridos. Desses, 33 cateteres (97%) alcançaram a região pleural pretendida, enquanto um cateter anterior entrou na cavidade pleural, mas não alcançou a localização ventral alvo. Assim, a colocação regional correta de ambos os cateteres anteriores e posteriores foi alcançada em 16 dos 17 animais nos quais a inserção do cateter foi realizada (94%), correspondendo a 16 dos 20 animais no total (80%; IC 95%, 56,3%–94,3%).
Rastreamentos representativos da pressão pleural obtidos em procedimentos bem-sucedidos mostraram diferenças claras e fisiologicamente significativas entre os sensores anterior e posterior (Figura 1). O cateter anterior geralmente exibia oscilações cardíacas acentuadas, maiores do que aquelas registradas pelo balão esofágico, refletindo sua proximidade com o coração e o mediastino. Em contraste, os sinais pleurais posteriores mostravam artefatos cardíacos mínimos e formas de onda respiratórias suaves, compatíveis com a região torácica dependente mecanicamente mais estável.
Durante a oclusão ao final da expiração, cateteres corretamente posicionados mostraram um gradiente de pressão pleural reprodutível de dorsal para ventral. A pressão pleural posterior foi consistentemente positiva ao final da expiração, enquanto o sinal anterior variou de negativo a positivo (Tabela 2). O gradiente resultante entre 2 e 7 cmH₂O correspondeu à distribuição esperada da pressão superposta gravitacional em suínos anestesiados e ventilados mecanicamente.
Quatro procedimentos (20%) foram classificados como malsucedidos. Em três animais, o procedimento foi interrompido após o acesso pleural anterior e a colocação do fio-guia, porque a imagem de TC demonstrou um pneumotórax não controlado, devido à punção inadvertida do parênquima pulmonar, indicando perda da aposição pulmão-pleural e impossibilitando a mensuração confiável da pressão pleural. Portanto, a colocação do cateter e a avaliação da onda de pressão não foram realizadas nesses animais. O procedimento malsucedido restante foi devido à colocação anterior fora do alvo: o balão entrou na cavidade pleural, mas não alcançou a região ventral alvo, resultando em uma onda que não apresentava o gradiente anterior–posterior esperado.
A tomografia computadorizada confirmou os achados fisiológicos. Em posicionamentos bem-sucedidos, os cateteres com balão foram visualizados nas regiões pleurais ventral ou dorsal pretendidas, em direta adjacência à pleura parietal (Figura 2). No caso fora do alvo e sem sucesso, a tomografia computadorizada demonstrou uma posição intrapleural do cateter fora da região-alvo. O exame post mortem confirmou ainda mais a posição do cateter e a localização pleural após a conclusão do protocolo (Figura 3).
No geral, esses resultados demonstram que a técnica percutânea produz de forma confiável sinais interpretables de pressão pleural quando é alcançado o posicionamento regional, e que tanto a morfologia da onda quanto a imagem por tomografia computadorizada fornecem indicadores práticos de sucesso ou falha do procedimento.
Figura 1: Formas de onda da pressão pleural e das vias aéreas após a evacuação do pneumotórax. Sinais simultâneos de pressão nas vias aéreas (vermelho), pressão esofágica (azul), pressão pleural anterior (laranja) e pressão pleural posterior (ciano) foram registrados durante ventilação controlada por volume. A região sombreada marca a pausa ao final da expiração utilizada para extrair os valores de pressão ao final da expiração. O traçado posterior mostra oscilações cardiógenas mínimas e valores mais altos ao final da expiração, enquanto o traçado anterior apresenta oscilações cardíacas mais acentuadas e pressão ao final da expiração mais baixa. Durante a pausa, a pressão pleural posterior menos a pressão pleural anterior representa o gradiente vertical de pressão pleural. Abreviação: cmH₂O = centímetros de água. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
Figura 2: Confirmação por tomografia computadorizada do posicionamento do cateter pleural. As setas amarelas indicam o cateter anterior na região pleural ventral, e as setas vermelhas indicam o cateter posterior na região pleural dorsal. São apresentadas imagens de cortes transversais (esquerda e centro) e sagitais (direita) de tomografia computadorizada para os indivíduos P1 e P2. As imagens foram obtidas após o posicionamento dos cateteres e antes da evacuação completa do pneumotórax artificial. A prontidão para gravação foi posteriormente confirmada após a drenagem, com base na expansão restaurada do pulmão e na estabilidade das formas de onda da pressão fisiológica. O posicionamento bem-sucedido foi definido como a localização do cateter dentro da região pleural anterior ou posterior pretendida, com morfologia de onda compatível. Abreviação: CT = tomografia computadorizada. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
Figura 3: Confirmação anatômica post mortem do posicionamento do cateter pleural. O exame torácico realizado ao final do protocolo confirmou a posição do cateter intrapleural. Círculos amarelos indicam o cateter pleural anterior e o círculo verde indica o cateter pleural posterior. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
| Categoria do resultado | Número de animais (n = 20) | Porcentagem (%) | IC 95% (%) | Descrição |
| Posicionamento anterior e posterior bem-sucedido | 16 | 80% | 56,3–94,3 | Os cateteres ventral e dorsal posicionados corretamente nas regiões-alvo |
| Posicionamento intrapleural, mas fora do alvo | 1 | 5% | 0,1–24,9 | Cateter anterior dentro da cavidade pleural, mas não na região-alvo |
| Insucesso devido a pneumotórax não controlado | 3 | 15% | 3,2–37,9 | Procedimento abortado após a colocação do fio-guia devido a pneumotórax não controlado na imagem de TC |
Tabela 1: Resultados procedimentais em 20 sujeitos experimentais. A tabela apresenta cada categoria de resultado, número e porcentagem de animais, intervalo de confiança de 95% e descrição. Abreviações: CI = intervalo de confiança.
| Assunto | Pressão anterior ao final da expiração (cmH₂O) | Pressão posterior ao final da expiração (cmH₂O) | Gradiente vertical (cmH₂O) |
| 1 | -1,2 | 2,5 | 3,7 |
| 2 | -0,2 | 3,1 | 3,3 |
| 3 | -3,0 | 3,0 | 6,0 |
| 4 | 1,6 | 4,9 | 3,3 |
| 5 | 0,1 | 4,5 | 4,4 |
| 6 | -1,7 | 3,2 | 5,0 |
| 7 | 4,1 | 6,4 | 2,3 |
| 8 | -1,2 | 5,6 | 6,8 |
| 9 | -0,8 | 4,7 | 5,5 |
| 10 | 1,1 | 5,7 | 4,7 |
| 11 | -1,1 | 6,1 | 7,2 |
| 12 | -0,9 | 6,5 | 7,4 |
| 13 | -1,6 | 2,8 | 4,4 |
| 14 | 0,3 | 3,5 | 3,1 |
| 15 | 0,6 | 3,6 | 3,0 |
| 16 | 0,1 | 2,9 | 2,8 |
| Média | -0,2 | 4,3 | 4,5 |
| DP | 1,6 | 1,4 | 1,6 |
| Amplitude | -3,0–4,1 | 2,5–6,5 | 2,3–7,4 |
Tabela 2: Valores da pressão pleural ao final da expiração nas regiões anterior e posterior e o gradiente vertical resultante. O gradiente foi calculado como a pressão posterior menos a pressão anterior. As medições foram obtidas durante ventilação controlada a volume com volume corrente de 10 mL/kg e pressão positiva ao final da expiração de 3 cmH₂O. Abreviaturas: PEEP = pressão positiva ao final da expiração; VCV = ventilação controlada a volume.
| Problema | Causa provável | Critérios de reconhecimento | Ação corretiva |
| Evacuação incompleta do pneumotórax artificial | Oxigênio intrapleural residual após a colocação do cateter e reexpansão pulmonar incompleta | Persistência de pneumotórax residual ou apposição pleural incompleta na tomografia computadorizada (TC); valores absolutos de pressão pleural não confiáveis, apesar da preservação das oscilações respiratórias | Reduzir a FiO₂ para 0,25, se tolerado fisiologicamente, posicionar o animal em decúbito prono e aguardar 30 minutos para facilitar a reabsorção do oxigênio. Repetir a aquisição de imagens por TC antes do registro da pressão para confirmar a redução do pneumotórax e a reexpansão pulmonar |
| Pneumotórax descontrolado | Punção inadvertida do parênquima pulmonar durante o acesso pleural | Evidência na TC de pneumotórax grande ou descontrolado; reexpansão pulmonar incompleta; evidência no ventilador de vazamento ou mecânica instável | Não prosseguir com o registro da pressão. Se não for possível obter uma medição confiável da pressão pleural, classificar o procedimento como não bem-sucedido |
| Avanço desviado do cateter | Guiador ou cateter avançados lateralmente ou para fora da região pleural ventral ou dorsal pretendida | A TC mostra posição intrapleural do cateter fora da região-alvo; o traçado não apresenta as diferenças esperadas ântero-posteriores ou gradiente de pressão vertical | Reposicionar o cateter, se viável. Se a região pretendida não puder ser alcançada, classificar a colocação como subótima ou não bem-sucedida |
| Forma de onda pleural anormal | Má posição do cateter, enchimento inadequado do balão, apposição insuficiente entre cateter e pleura, vazamento na conexão ou erro no transdutor/calibração | Traçado plano, ruído excessivo, ausência de oscilações respiratórias, valores absolutos de pressão não fisiológicos ou perda da morfologia esperada do traçado ântero/posterior | Verificar todas as conexões e a calibração do transdutor. Confirmar o volume de enchimento do balão. Reavaliar a posição do cateter por meio de imagem e repetir a avaliação do traçado antes do registro |
| Vazamento persistente na via aérea ou pleura | Punção do parênquima pulmonar ou comunicação persistente entre pleura e via aérea após o acesso | Diferença entre os volumes correntes inspirado e expirado; pressão de platô instável; falha no retorno do fluxo a zero durante a pausa inspiratória | Interromper a aquisição de dados. Reavaliar a mecânica ventilatória e as imagens. Prosseguir apenas se o vazamento for resolvido e os traçados estáveis da via aérea e pleurais forem restaurados |
| Deslocamento do cateter após remoção do introdutor | Movimento do cateter durante a retirada do introdutor ou fixação inadequada à pele | Alteração na morfologia do traçado após a remoção do introdutor; perda das oscilações cardíacas anteriores esperadas; perda do traçado respiratório suave na região posterior; evidência na TC de deslocamento | Fixar o cateter à pele com fita adesiva antes da remoção do introdutor. Reavaliar a morfologia do traçado após a remoção do introdutor. Confirmar a posição por TC se houver suspeita de deslocamento |
| Falha na aspiração de ar | O ar presente no pneumotórax artificial migrou para longe da ponta do introdutor. | Nenhum ar é aspirado ao puxar o êmbolo da seringa, com pressão negativa gerada durante a tentativa de aspiração. | Tentar a aspiração utilizando uma seringa de menor volume. Se isso não for suficiente, realizar imagem por TC para identificar a localização do acúmulo de ar e ajustar a posição do animal adequadamente para trazer o acúmulo de ar próximo à ponta do introdutor. |
Tabela 3: Guia de solução de problemas para a colocação do cateter pleural percutâneo e registro de pressão. Problemas comuns são associados a causas prováveis, critérios de reconhecimento e ações corretivas. Abreviações: CT = tomografia computadorizada; FiO₂ = fração de oxigênio inspirado.
Discussão
Este protocolo percutâneo fornece um método prático e reprodutível para obter medições regionais da pressão pleural sem a necessidade de toracotomia ou acesso toracoscópico. Vários aspectos do procedimento são particularmente importantes para garantir o posicionamento bem-sucedido do cateter e gravações de pressão de alta fidelidade.
Um elemento fundamental da técnica é a punção anterior realizada com orientação direta por ultrassonografia torácica. O ultrassom é utilizado para visualizar claramente a pleura e o espaço intercostal escolhido, fornecendo confirmação em tempo real da trajetória da agulha. Como o procedimento exige manipulação controlada e precisa da agulha ao se aproximar da superfície pleural, empregamos uma agulha de Tuohy aprimorada por ultrassom para melhorar a visibilidade da ponta e minimizar o risco de punção pulmonar inadvertida ou falha ao acessar o espaço pleural16.
A visualização contínua da ponta da agulha é essencial durante toda a sua progressão. Por esse motivo, prefere-se uma abordagem ultra-sonográfica em plano, pois permite a visualização de todo o corpo e da ponta da agulha enquanto ela avança em direção ao espaço pleural, melhorando a precisão do procedimento e reduzindo o risco de punção pulmonar acidental.
O momento correto do avanço da agulha também é essencial. Avançar a agulha durante uma pausa ao final da expiração minimiza o movimento cíclico da superfície pleural associado à ventilação tidal, melhorando assim a precisão e reduzindo a incidência de contato com o parênquima.
O pneumotórax foi criado usando oxigênio puro para facilitar a reabsorção de qualquer gás residual não removido pela aspiração com seringa. Essa reabsorção ocorre por meio do gradiente de difusão de oxigênio entre o espaço pleural e os alvéolos, porque o animal é ventilado com uma FiO₂ abaixo de 1,017. Essa abordagem minimiza o risco de interferência do gás intrapleural residual nas medições de pressão. O volume de oxigênio deve ser suficiente para separar as camadas pleurais e facilitar o avanço seguro do fio guia e do introdutor, evitando o alargamento desnecessário do pneumotórax artificial. Após a colocação completa do cateter, o oxigênio insuflado deve ser totalmente evacuado antes de realizar as medições de pressão.
A posicionamento adequado é necessário para permitir o acesso posterior. Girar o animal para a posição semiprona permite que o bolsão de oxigênio intrapleural se desloque posteriormente, tornando o espaço pleural dorsal acessível por meio de uma punção cega utilizando a mesma técnica de Seldinger usada para a punção anterior. A rotação corporal adequada é essencial para permitir a migração dorsal do bolsão de oxigênio. Rotação insuficiente pode impedir a separação das camadas pleurais posteriores, dificultando a progressão do fio guia, mesmo com planejamento do local de punção assistido por TC.
Após a colocação do cateter, é obrigatória a verificação da integridade do sistema. A ausência de vazamento na via aérea ou pleural é confirmada pela comparação dos volumes correntes inspirados e expirados e pela realização de uma pausa inspiratória. Uma pressão de platô estável juntamente com o retorno do fluxo a zero indica que não há vazamento em curso e que o acesso pleural não cria uma comunicação persistente com a via aérea. Além disso, a morfologia da onda de pressão deve ser avaliada para verificar o funcionamento e posicionamento corretos do cateter. Espera-se que os registros anteriores apresentem oscilações cardíacas mais acentuadas devido à proximidade com o coração e o mediastino, enquanto os registros posteriores geralmente exibem ondas respiratórias mais suaves, com mínima interferência cardíaca. Essas oscilações cardíacas representam uma característica fisiológica esperada e não um artefato do sinal, o que, portanto, apoia o posicionamento correto do cateter na região anterior. O cateter deve ser fixado com segurança à pele com fita adesiva antes da remoção do introdutor, para minimizar o risco de deslocamento. Após a evacuação do pneumotórax artificial e a remoção do introdutor, os traçados de pressão devem ser reavaliados para confirmar que a morfologia da onda permanece inalterada, excluindo assim qualquer deslocamento do cateter nas fases finais do procedimento. Essas verificações estão de acordo com os princípios fundamentais da ventilação mecânica e do monitoramento18. Um guia conciso de solução de problemas para os problemas técnicos mais comuns, causas prováveis, critérios de reconhecimento e ações corretivas é fornecido na Tabela 3.
Uma vantagem importante deste método é que o acesso pleural é obtido por via percutânea, sem abertura do tórax. Abordagens minimamente invasivas são geralmente preferidas quando alcançam o mesmo objetivo experimental, pois reduzem a carga do procedimento e evitam a perturbação desnecessária de estruturas anatômicas19. Neste modelo suíno, a técnica percutânea pode encurtar o tempo de preparação, evitar toracotomia e ajudar a preservar a mecânica nativa da parede torácica, embora nenhuma comparação formal com abordagens baseadas em toracotomia tenha sido realizada.
Este método, contudo, apresenta várias limitações. A colocação bem-sucedida do cateter depende do operador e exige experiência com ultrassonografia torácica, acesso percutâneo à pleura e técnica de Seldinger. A punção inadvertida do parênquima pulmonar durante o acesso pleural representa a principal causa de falha do procedimento, uma vez que o pneumotórax resultante impede a subsequente colocação do cateter. Medições confiáveis de pressão também dependem do enchimento adequado do balão. Tanto o subenchimento quanto o superenchimento dos balões podem alterar as medições de pressão, destacando a importância de determinar o volume ótimo de enchimento antes da aquisição de dados. Assim como em qualquer técnica de medição direta da pressão pleural, a pressão pleural pode ser amostrada apenas no local do cateter e, portanto, reflete a mecânica pleural regional, e não a distribuição de pressão em todo o espaço pleural. Embora o oxigênio insuflado seja aspirado ao final do procedimento, a evacuação completa não pode ser verificada diretamente sem imagens. Assim, o oxigênio intrapleural residual pode permanecer indetectável e influenciar as medições absolutas de pressão pleural. Apesar dessas limitações, os sinais dinâmicos de pressão pleural foram fisiologicamente interpretáveis nas colocações bem-sucedidas.
No geral, este protocolo fornece uma técnica simples, minimamente invasiva e fisiologicamente fundamentada para obter medições regionais da pressão pleural em modelos translacionais. Seu acesso percutâneo e os sinais de pressão regionais tornam-no adequado para estudos que investigam a pressão transpulmonar, a distribuição regional da pressão e outros aspectos mais amplos da mecânica respiratória.
Divulgações
Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pela concessão NIH R01HL177025 e R01HL171199.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Fita adesiva | 3M Tegaderm | 1624W | Fixação do cateter antes do introdutor |
| Aparador de animais | 3M Clipper | 9661L | Remoção de pelos torácicos |
| Atropina (injetável) | Sparhawk Laboratories inc. | NDC:58005-354 | Premedicação intramuscular |
| Scanner de tomografia computadorizada | NeuroLogica | Omnitom Elite PCD; 1-NL5100-060 | Avaliação da posição do fio-guia/cateter e de pneumotórax; |
| Software de aquisição de dados | ADInstruments | LabChart Pro 8.1.31 | Software de Aquisição em 1.000 Hz sem filtragem digital |
| Sistema de aquisição de dados | ADInstruments | ML865 | Para a aquisição da pressão pleural |
| Transdutor de pressão diferencial | Harvard Apparatus / Hugo Sachs | 73-3882 | Transdutor de pressão para registro da pressão pleural |
| Toalha descartável de centro cirúrgico | Cardinal Health | CAT 28700-004 | Preparação do campo estéril (Etapa 2.1) |
| ECG & monitor de oximetria de pulso | Mindray | BeneView T5 | Monitoramento dos Parâmetros Vitais |
| Tubo endotraqueal, 7,0 mm | Teleflex Medical | REF 5-10314 | Intubação endotraqueal |
| Cateter com balão esofágico | Cooper Surgical | REF 47-9005 | Utilizado como cateter de pressão intrapleural (Etapa 2.1) |
| Fentanil (injetável) | Hikma | NDC 0641-6030-01 | Analgésia intravenosa |
| Compressas (esterilizadas) | Medline | REF NON21430LF | Preparação do local (Etapa 2.1) |
| Guiador 0.025" × 33 cm | Teleflex Medical | REF AW-04025 | Para a técnica de Seldinger (Passo 2.1) |
| Bomba de infusão | Smiths Medical | Medfusion 4000 | Entrega contínua de anestésico |
| Bainha introduzidora, 9 Fr | Cordis | REF 402-609X | Para a inserção de cateter intrapleural (Passo 2.1) |
| Ventilador mecânico | Maquet – Getinge | Servo-I, ventilação controlada por volume | |
| Pomada oftálmica | Lodi Veterinary Care | NDC 17033-211-38 | Proteção da córnea após a indução da anestesia |
| Oxigênio 100% (grau médico) | Airgas | N/A | Para pneumotórax controlado |
| Pancurônio (injetável) | Selleck Chemicals | S2497 | Bloqueio neuromuscular |
| Povidona–Solução de iodo | BICCA | CAT 3955-16 | Antissepsia da pele |
| Propofol (injetável) | NorthStar | NDC 16714-977-01 | Indução e manutenção |
| Circuito respiratório (circuito do ventilador) | Medline | REF NON026370 | Circuito padrão |
| Bisturi nº 11 | Bard-Parker | REF 372611 | Para incisão da pele (Passo 2.1) |
| Campo estéril | Medline | REF MDT2168286 | Preparação do campo estéril |
| Luvas estéreis (látex) | Biogel | REF 31280 | Luvas protetoras estéreis |
| Gorro estéril | Halyard | REF 95121 | Jaleco cirúrgico estéril |
| Seringas de 10 mL | Medline | REF SYR110010 | Para aspiração/injeção (Etapa 2.1) |
| Seringas de 50 mL | BD | REF 309680 | Para a aspiração de ar pleural (Etapa 2.1) |
| Tiletamina–zolazepam (injetável) | Virbac | NADA 71805-06 | Telazol; sedação intramuscular |
| agulha de Tuohy, ecogênica 18G × 100 mm | Pajunk | REF 521185-31C | Para punção pleural (Passo 2.1) |
| Sonda de ultrassom (Butterfly iQ+) | Butterfly Network | 950-20002-00 | Utilizado com o aplicativo Butterfly iQ para iPad (Etapa 2.1) |
| Software/aplicativo de ultrassom | Butterfly Network | Butterfly iQ 2.46; iPad 11 iPadOS 26 | Aplicativo Butterfly iQ para iPad |
| Xilazina (injetável) | Cronus Pharma | LLC |
Referências
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