Monitorização da Função Pulmonar com Tomografia por Impedância Elétrica na Unidade de Terapia Intensiva
September 6th, 2024
A Tomografia de Impedância Elétrica é uma ferramenta de monitoramento de ventilação pulmonar em tempo real, não invasiva e livre de radiação. Ao medir as mudanças de impedância no tórax, ele pode visualizar a distribuição do ar respiração a respiração. Inicialmente destinada ao monitoramento da ventilação, a tomografia por impedância elétrica também pode medir a perfusão por meio de injeção intravenosa de solução salina.
Monitoramos o funcionamento pulmonar com tomografia por eletroimpedância nas unidades de terapia intensiva. Esta técnica traduz variações de impedância ao longo do tempo em imagens topográficas. Isso é útil em um ambiente clínico dinâmico onde as condições do paciente podem evoluir rapidamente.
Tomógrafo de eletroimpedância, ultrassom, tomografia computadorizada e manômetro esofágico estão sendo usados atualmente para monitorar aspectos relacionados aos pulmões. O desafio é colocar corretamente a correia para obter um sinal de alta qualidade e interpretar os dados corretamente. É preciso entender como o sinal se parece em cada condição e, em seguida, fazer uma interpretação abrangente.
Pretendemos entender a doença pulmonar heterogênea, o impacto das posições dos pacientes na mecânica pulmonar, a avaliação do efeito do tratamento e as alterações personalizadas nos parâmetros da ventilação mecânica usando EIT. O EIT é um monitor contínuo, não invasivo, em tempo real, livre de radiação, e nos permite acessar a ventilação regional e a distribuição de perfusão. Os outros métodos de monitoramento pulmonar não puderam fornecer as informações de distribuição regional.
Hoje em dia, o EIT é a única técnica que nos permite acessar a distribuição regional em tempo real. Para começar, instrua o paciente a tomar a posição para medição da parede torácica. Usando uma fita, meça o perímetro torácico entre o quarto e o quinto espaços intercostais e escolha a cinta apropriada entre os diferentes tamanhos.
Cubra a correia do eletrodo com material descartável e gel condutor. Coloque os cintos no quarto e quinto espaços intercostais da parede torácica do paciente, garantindo que não haja sobreposição com os eletrodos. Conecte o sensor de fluxo ao circuito ventilatório próximo à peça em Y e posicione-o com o sensor para cima para evitar acúmulo de fluido ou interferência de sinal.
Conecte o cinto ao dispositivo EIT. Em seguida, conecte o eletrodo de referência a um eletrocardiograma ou eletrodo de ECG. Para pacientes adultos e pediátricos, posicione o eletrodo no abdômen ou no ombro.
Ligue a tomografia de impedância elétrica ou EIT e insira os dados demográficos do paciente. Em seguida, meça a lacuna anterior e preencha os resultados. Inicie o monitoramento na ausência de movimentos do paciente.
O EIT irá gerar duas imagens, a imagem dinâmica e o mapa de ventilação. Em seguida, selecione a ferramenta de titulação PEEP no ícone da tela principal e acesse as opções da ferramenta. Defina intervalos de tempo para mudanças de PEEP durante a titulação para estabilizar a ventilação em cada condição.
Ajuste o valor limite para detecção automática de alteração de PEEP. Pressione iniciar na tela de titulação PEEP para iniciar a contagem regressiva com base no tempo ajustado para as alterações de PEEP. Quando solicitado, ajuste o valor de PEEP no ventilador de acordo com o protocolo.
O dispositivo detectará automaticamente a alteração e iniciará uma nova contagem regressiva. Monitore as alterações de PEEP e, se a detecção automática falhar, pare manualmente e comente o procedimento. Opcionalmente, forneça comentários ou nomeie a titulação e obtenha o gráfico de titulação PEEP.
Primeiro, garanta sedação suficiente do paciente e, se necessário, bloqueio neuromuscular, pois qualquer esforço respiratório pode atrapalhar o procedimento. Para iniciar o procedimento, clique no ícone Iniciar no software EIT. Mude para pressão positiva contínua nas vias aéreas ou modo de ventilação com pressão de suporte com um suporte de pressão de zero centímetros de água.
Injete de forma rápida e consistente 10 mililitros de uma solução salina hipertônica a 7,5% através de um cateter de acesso venoso central na veia jugular interna ou subclávia. Quando a injeção estiver concluída, retorne às configurações regulares de ventilação. Finalmente, obtenha a imagem de profusão reconstruída com base na cinética de primeira passagem do contraste que flui através do coração e dos pulmões.
A imagem dinâmica exibe as mudanças na distribuição de ar em tempo real durante a ventilação, usando variações de cor de azul escuro a branco para mostrar as áreas menos ventiladas, com cinza indicando que não há alteração. A tecnologia EIT permite o monitoramento em tempo real da mecânica pulmonar, apresentando dados sobre a capacidade de resposta da área pulmonar. A TIE também se estende à medição da perfusão pulmonar com a detecção de alterações na impedância sanguínea, especialmente com o uso de solução salina hipertônica intravenosa durante manobras específicas.
Isso ajuda a visualizar e avaliar os padrões de perfusão juntamente com a ventilação. Essa avaliação abrangente auxilia na detecção precoce de patologias pulmonares, como atelectasias, e revela aumento da ventilação no pulmão posterior, que aumentou de 23% para 43% em um paciente.
Visão Geral
A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é uma ferramenta de monitoramento não invasiva e em tempo real para ventilação pulmonar. Ela visualiza a distribuição de ar nos pulmões medindo mudanças de impedância, permitindo uma avaliação dinâmica da função pulmonar.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Biologia
- Imagem Médica
Fundamentos
- A TIE fornece monitoramento em tempo real sem radiação.
- É útil em ambientes de terapia intensiva para avaliação da mecânica pulmonar.
- A técnica ajuda a visualizar a distribuição de ventilação e perfusão.
- Os desafios incluem o posicionamento adequado dos eletrodos e a interpretação dos dados.
Objetivo do Estudo
- Compreender doenças pulmonares heterogêneas.
- Avaliar o impacto do posicionamento do paciente na mecânica pulmonar.
- Avaliar efeitos do tratamento e personalizar parâmetros de ventilação mecânica.
Métodos Utilizados
- Posicionamento do paciente e medição do perímetro torácico.
- Posicionamento dos eletrodos e conexão ao dispositivo de TIE.
- Monitoramento contínuo e ajustes de titulação de PEEP.
- Injeção de solução salina hipertônica para avaliação de perfusão.
Principais Resultados
- A TIE permite a imagem dinâmica das mudanças de ventilação.
- O monitoramento em tempo real auxilia na detecção de patologias pulmonares.
- Visualização dos padrões de perfusão junto com a ventilação.
- Melhor compreensão da responsividade pulmonar e efeitos do tratamento.
Conclusões
- A TIE é uma ferramenta valiosa para o monitoramento pulmonar em tempo real.
- Ela melhora a capacidade de avaliar a distribuição de ventilação e perfusão.
- O uso contínuo pode levar a melhores resultados para os pacientes em cuidados críticos.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Electrical Impedance Tomography (EIT) enables continuous, non-invasive, and radiation-free monitoring of lung ventilation and perfusion in critical care settings. Its real-time, regional imaging capabilities address a key gap in respiratory monitoring, supporting rapid, data-driven decisions for patient management. EIT's quantitative outputs and dynamic visualization are highly relevant for translational research and early-stage respiratory device development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Supports mechanistic de-risking by quantifying regional lung function in heterogeneous disease models.
- Enables functional validation of respiratory targets through real-time assessment of ventilation and perfusion changes.
- Facilitates hypothesis testing on the impact of interventions or patient positioning on lung mechanics.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging outputs for evaluating respiratory interventions in preclinical or translational models.
- Delivers quantitative, spatially resolved data suitable for assay development and screening of ventilatory support strategies.
- Enables rapid assessment of device or compound effects on lung function, supporting scalable evaluation workflows.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by mapping ventilation/perfusion mismatch and regional lung responses.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling bedside-to-bench translation of respiratory metrics.
- Reduces biological risk in advancing respiratory therapies by providing predictive, real-time functional readouts.
Pipeline & Workflow Integration
EIT integrates into the respiratory discovery continuum from early mechanistic studies to preclinical validation, enabling iterative optimization of interventions and device settings.
- Discovery Biology: Quantifies regional lung function to clarify mechanisms and validate respiratory targets.
- Screening: Offers reproducible, quantitative imaging outputs for evaluating intervention efficacy.
- Analytics: Provides real-time, spatially resolved data for statistical comparison of ventilation and perfusion patterns.
- Translational Research: Bridges clinical and preclinical workflows by enabling bedside-relevant functional assessments.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for respiratory monitoring across diverse models and studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence and target validation by reducing ambiguity in lung function assessment.
- Operational Value: Standardizes respiratory monitoring with scalable, reproducible, and non-invasive imaging.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation by providing actionable, real-time data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of respiratory assets and interventions.
Implementation Considerations
- Requires expertise in electrode placement and interpretation of impedance-based imaging.
- Needs access to EIT instrumentation and compatible analytical software.
- Demands cross-team standardization for data acquisition and analysis protocols.
- Adaptable across adult and pediatric models with appropriate belt sizing and positioning.
- Signal quality and interpretation may be affected by patient movement or improper setup.
