10/12/14 DIAGNÓSTICO DE PATOLOGIAS DO SISTEMA RESPIRATÓRIO DIAGNÓSTICO FUNCIONAL ELEMENTOS FUNCIONAIS ELEMENTOS FUNCIONAIS

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1 EN BASES BIOLOGICAS PARA ENGENHARIA I DIAGNÓSTICO DE PATOLOGIAS DO SISTEMA RESPIRATÓRIO DIAGNÓSTICO FUNCIONAL Professores: Patrícia da Ana Reginaldo Fukuchi Ilka Kato 1 2 ELEMENTOS FUNCIONAIS ELEMENTOS FUNCIONAIS Elementos necessários para a execução das funções do sistema respiratório AVALIAÇÃO DA FUNÇÃO DESTES ELEMENTOS ü Arcabouço toráxico (costela, coluna vertebral, esterno, músculos toráxicos) ü Musculatura respiratória ü Vias aéreas de condução ü Porção respiratória ü Vasos pulmonares DETECÇÃO DE ALTERAÇÕES QUANTIFICAÇÃO 3 DIAGNÓSTICO ACOMPANHAMENTO E CONTROLE TERAPÊUTICO 4 1

2 TESTES DE FUNÇÃO PULMONAR Volumes e capacidade pulmonar Indicações: ü Invescgação de sintomas respiratórios - > tosse, chiado e dispnéia ü Avaliação quanctacva: ü Seguimento evolução da doença ü Avaliação da terapêucca ü Avaliação pré- operatória ü Preparação de cirurgias com ressecção pulmonar ü Avaliação diagnóscca em saúde ocupacional 5 hip:// content/uploads/2012/11/volumes- e- capacidades- pulmonares.png ESPIROMETRIA ESPIROMETRIA ü = medida da respiração ü = mensuração do ar que entra e sai dos pulmões através da boca 2 modalidades de espirômetro: ü Espirômetro volumétrico ü Espirômetro de fluxo Espirômetro volumétrico ü Reservatório de ar isolado da atmosfera ü Paciente conectado ao equipamento por meio de um tubo ü Pressão interna é equilibrada com pressão atmosférica ü Varia seu volume interno dependendo da movimentação respiratória do paciente ü Oscilação produzida no reservatório: registro da variação volumétrica dos pulmões x tempo ü Equipamentos grandes 7 8 2

3 ESPIROMETRIA Espirômetro de fluxo: ü Registram o fluxo de ar que passa através do sensor ü Obtenção de fluxo no tempo ü Portácl - > favorece assessibilidade ao método hip:// 10 ESPIROMETRIA Tipo de sensor de fluxo Transdutores diferenciais de pressão Mecanismo de medição Medição da diferença de pressão (ΔP) entre 2 pontos de um tubo de resistência (R) conhecida por onde o ar passa. Fluxo = ΔP/R Turbinômetros Termistores Contagem da frequencia de rotação de uma pequena hélice no seu interior, na medida em que há passagem de fluxo de ar Medição da intensidade de corrente elétrica necessária para manter constante a temperatura da extremidade de um fio de cobre aquecido, na medida em que perde calor para o fluxo de ar que atravessa o dispositivo 11 3

4 ESPIROMETRIA ESPIROMETRIA Técnica: ü Indivíduo sentado, em repouso ü Uso de bocal bem ajustado e grampo de vedação das narinas (evita escapes) ü Paciente realiza manobras voluntárias dentro de padrões definidos ü Depende da cooperação do paciente ESPIROMETRIA PARÂMETROS OBTIDOS ESPIROMETRIA PARÂMETROS OBTIDOS Manobra da capacidade vital forçada (CVF) ü Execução de uma inspiração rápida e máxima até CPT, seguida da expiração forçada máxima, até acngir o volume residual Manobra da capacidade vital forçada (CVF) - Platô de forma gradual: esvaziamento pulmonar pleno - > diminuição da tensão de recolhimento elásoco pulmonar ü Forçada = uclização plena da musculatura expiratória ü O volume total de ar exalado corresponde à capacidade vital (extensão máxima de variação volumétrica do sist. respiratório) ü Durante a manobra: registro do sinal de volume ou fluxo / tempo - Parada de saída do ar - Término da manobra Fluxo = volume / tempo 15 Volume expiratório forçado do primeiro segundo 16 4

5 ESPIROMETRIA PARÂMETROS OBTIDOS ESPIROMETRIA PARÂMETROS OBTIDOS Determinação do volume expiratório forçado do primeiro segundo (VEF 1 ) ü = acúmulo de volume exalado ao longo do primeiro segundo da manobra de CVF Determinação indireta do fluxo: Fluxo expiratório = ΔV / ΔT (L/s ou L/min) Fluxo instantâneo ü Bastante reproduvvel ü Indicacvo do padrão funcional do indivíduo - > bom marcador quanctacvo de limitação funcional em casos de doença Fluxo médio ü = fluxo expiratório médio do primeiro segundo da expiração forçada ESPIROMETRIA PARÂMETROS OBTIDOS MEDIDAS DE VOLUMES PULMONARES Manobra da capacidade vital forçada (CVF) pico de fluxo expiratório ü Técnicas complementares para obtenção de volumes pulmonares - > classificação de distúrbios venclatórios, seguimento de doenças crônicas = maior nível de fluxo obodo durante a manobra = marcador de intensidade do esforço FEF: Fluxo expiratório forçado - Asma ou bronquite crônica: resistência das vias aéreas - > FEF 19 ü O que se determina: ü CRF: capacidade residual funcional = quancdade de ar que permanece nos pulmões ao final da expiração normal ü VR: volume residual vol. que permanece nos pulmões após expiração forçada ü CPT: capacidade pulmonar total = volume de ar concdo no sist. resp. em inspiração máxima ü CI: capacidade inspiratória = quancdade total de ar que a pessoa pode inspirar ü CV: capacidade vital = volume total exalado durante expiração máxima CPT = CRF + CI VR = CPT - CV 20 5

6 10/12/14 Volumes e capacidade pulmonar TÉCNICAS DILUCIONAIS DILUIÇÃO DO HÉLIO Diluição do hélio ü Uclização de um gás que se mistura com gás alveolar, alterando sua composição - > quancficação deste efeito determina a CRF ü Hélio: não parccipa de reações químicas no organismo e não é captado pelo fluxo sanguíneo alveolar ü Técnica: ü reservatório preenchido com [He] conhecida ü Paciente passa a respirar dentro do sistema fechado a parcr da CRF ü Estabilização da [He] - > mistura homogênea com gás alveolar ü [] equilíbrio - > cálculo do volume dos pulmões antes do teste 22 hip:// content/uploads/2012/11/volumes- e- capacidades- pulmonares.png TÉCNICAS DILUCIONAIS DILUIÇÃO DO HÉLIO Diluição do hélio TÉCNICAS DILUCIONAIS DILUIÇÃO DO HÉLIO ü Tempo de equilíbrio = 4 min (pessoas normais) ü Nas doenças obstrucvas = até 8 min Mark Wilkins. Egan Fundamentos de Terapia Respiratória Marcns e col, Clínica Médica 6

7 TÉCNICAS DILUCIONAIS DILUIÇÃO DO HÉLIO TÉCNICAS DILUCIONAIS LAVAGEM DE NITROGÊNIO ü Princípio para cálculo: o número de moléculas de He antes é igual ao número de moléculas de He no equilíbrio [He] inicial X V 1 = [He] final x (V 1 + CRF) V 1 = volume do reservatório de gás+ circuito de conexão + vávulas 25 Lavagem de nitrogênio (N 2 ) ü Técnica: ü Paciente respira O 2 puro em circuito aberto ü Leitura de [N 2 ] exalado é feita concnuamente ü Sensor de fluxo registra volume corrente ü Progressivamente, N 2 será subsctuído por O 2 no interior do alvéolo, até chegar próximo a zero - > fim do teste ü Análise feita com analisadores ultra- rápidos de N 2 - > determinam a [N 2 ] a cada respiração ü Sensores de fluxo em circuito aberto ü Cálculo: CRF = vol N 2 exalado / [N 2 ] atmosférica vol N 2 exalado x 1,25 26 PLETISMOGRAFIA DE CORPO INTEIRO PLETISMOGRAFIA DE CORPO INTEIRO ü Técnica para mensuração da CRF (capacidade residual funcional) ü Técnica: ü Paciente no interior de uma cabine, com narinas obstruídas ü Respiração monitorizada por sensor de fluxo ü No volume pulmonar expiratório final: aciona- se um obturador, que interrompe a passagem do ar ü 2 comparcmentos gasosos: pulmões x ar no interior da cabine ü Indivíduo é solicitado a realizar inspiração e expiração de pequena amplitude e alta frequência por 3 s contra o obturador fechado ü Variações de volume com amplitude idêncca são produzidas nos 2 comparcmentos : enquanto vol. pulmonar, vol. gás da cabine Plecsmografia para adultos

8 PLETISMOGRAFIA DE CORPO INTEIRO PLETISMOGRAFIA DE CORPO INTEIRO ü Técnica: ü Obturador fechado: variações volumétricas determinam variações na pressão ü Registro por sensor de pressão ü Aplicação da Lei de Boyle: produto pressão x volume é constante P 1 V 1 = P 2 V 2 ü Aplicação da Lei de Boyle: as variações de pressão de uma amostra gasosa ocorrem de maneira inversamente proporcional às variações de volume - > produto pressão x volume é constante ü Conhecendo- se o volume inicial da cabine e a proporção volumétrica entre ela e o pulmão, é possível o cálculo do volume do comparcmento pulmonar ü Conhecendo- se o volume e a pressão inicial da cabine e medindo- se a variação volumétrica do sistema é possível calcular o CRF ü Primeiro se determina o V 2 da cabine: P 1 e V 1 são conhecidos, mede- se P 2 ü ΔV cabine = ΔV pulmão ü Aplicar estes dados para o pulmão: sabe- se P 1, P 2 V 2 = V 1 + ΔV pulmão P 1 V 1 = P 2 V PLETISMOGRAFIA DE CORPO INTEIRO TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR ü Mede o VTG (volume torácico gasoso): corresponde a todas as regiões pulmonares, mesmo as que se comunicam com dificuldade com as vias aéreas centrais ü Vantagens sobre as técnicas dilucionais: ü Menor duração da manobra ü Possibilidade de repecção consecucva de amostras ü Difusão pulmonar = transferência passiva de gás entre os comparcmentos alveolar e sanguíneo, movida por gradiente de pressão ü O 2 : Envolve a travessia da membrana, seguida da interação com os elementos sanguíneos ü Equação de Roughton- Forster: separa a difusão pulmonar total em 2 componentes (difusão pela membrana e pelo capilar)

9 TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR Difusão pelo componente da membrana Difusão pulmonar total Difusão capilar (Volume capilar e coef. de ligação do CO com Hb) ü Teste de difusão pulmonar: determina a eficiência de captação de um gás alveolar pelo sangue capilar pulmonar. ü Uso de CO: mimecza o O 2 ü Técnica: ü Inalação de mistura gasosa de CO (0,3%)- > inspiração profunda e rápida a parcr de VR, acngindo a CPT ü pausa de 10 s em inspiração máxima - > CO que chegou aos alvéolos será captado pelo sangue dos capilares - > decaimento da [CO] alveolar ü Cálculo da difusão: obtenção da [CO] alveolar no início e no final do período de pausa inspiratória TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR Determinação do [CO] alveolar inicial: ü [CO] no inicio da pausa inspiratória é menor que [CO] inalado ü CO inalado vai ser diluído no gás presente no pulmão (VR) ü Avaliação: ü uso de traçador (gás insolúvel na membrana como hélio, neônio ou metano) - não sofre difusão ü Determinação do [CO] alveolar final: amostra de gás alveolar colhida no ar exalado ao final do teste ü Determinação da constante de decaimento (K CO ): a parcr das [CO] alveolar inicial e final da pausa inspiratória ü Mede- se a [ ] expiratória de traçador ü A diluição do gás inspirado - determinação do [CO] alveolar no início da pausa inspiratória (diluição na mesma proporção)

10 TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR TESTE DE DIFUSÃO PULMONAR O Que altera a difusão? Doença Mecanismo Efeito sobre difusão 37 Enfisema pulmonar Fibrose pulmonar Anemia Redução da área de troca gasosa Reduz área de troca e aumenta espessura da membrana Reduz componente capilar para captação de CO diminui Diminui Diminui Posição supina Aumento do retorno venoso Aumenta Após exercício Aumento do retorno venoso Aumenta Hemorragia alveolar Hemácias nos alvéolos aumenta captação de CO aumenta 38 DIAGNÓSTICO POR IMAGEM DIAGNÓSTICO POR IMAGEM Métodos mais frequentemente empregados: ü Radiografia convencional ü Tomografia computadorizada ü Ressonância Magnécca ü Medicina Nuclear ü Tomografia por emissão de pósitrons - PET- CT ü USG

11 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL RADIOGRAFIA CONVENCIONAL ü Ainda é o exame mais frequente ü Vantagens: ü Baixo custo ü Experiência adquirida ao longo dos anos ü Baixa dose de radiação ü Maior disponibilidade ü Facilidade de realização, mesmo na beira do leito 41 Indicações: ü Sinais e sintomas relacionados aos sistemas respiratório e cardiovascular ü Seguimento ü Estadiamento de neoplasias torácicas ü Avaliação pré- operatória de pacientes ü Monitoramento de pacientes com suporte à vida ü Diagnóscco em situações de urgência Incidências: ü Póstero- anterior - > paciente em pé ü Perfil - > paciente em pé ü Ântero- posterior - > sentado ou deitado ex.: crianças ou adultos debilitados 42 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL RADIOGRAFIA CONVENCIONAL Técnica: ü Paciente com inspiração máxima - > o maior volume possível do pulmão é radiografado ü Radiografia em expiração: avalia o aprisionamento aéreo, diagnóscco de pequenos pneumotórax ü Posicionamento: em pé, de costas para o tubo (coração próximo ao chassi, evita magnificação) ü Distância entre foco e chassi: mínimo 1,8 m ü Parâmetros: não exceder 0,3 mgy na pele, tempo de exposição = 40 ms ü Imagem: pulmões devem ficar cinza, visualização dos vasos pulmonares atrás do coração e das vértebras da metade superior da coluna torácica ü Visualização de 4 densidades: ar, gordura, água e cálcio

12 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL RADIOGRAFIA CONVENCIONAL No leito: 45 ü Monitoramento constante - > paciente não precisa ser transportado ü Posicionamento dos pacientes é mais di cil - > posição supina ü Volume sanguíneo pulmonar aumenta ü Exige- se menor quilovoltagem - > diminui definição- > sobreposição ü Maior tempo de exposição - > Imagens borradas ü Menor distância foco- filme - magnificação do coração 46 RADIOGRAFIA DIGITAL RADIOGRAFIA DIGITAL 2 sistemas mais empregados: Chassi com placa de fósforo: ü Chassi convencional é subsctuído por outro que abriga a placa de fósforo em seu interior ü Placa de fósforo: criação de imagem latente - > armazena a energia dos raios- X ü Leitor a laser: transformação da energia em luz - > fotomulcplicador - > sinal digital ü Requer doses maiores de radiação

13 RADIOGRAFIA DIGITAL RADIOGRAFIA DIGITAL 2 sistemas mais empregados: Detector de selênio: ü Placa de selênio é escmulada pelos raios- X - > carga eletrica - > detectores - > formação de imagens ü Selênio: muito absorvedor da radiação - > redução da dose TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA ü Técnica que permite imagens em cortes - > 0,5 a 10 mm de espessura ü Para avaliação do parênquima pulmonar: cortes inferiores a 2 mm ü Alta resolução ü Dose de radiação: 8 msv ( ma) ü Raio X do tórax = 0,15 msv Carcinoma espinocelular Indicações: ü Avaliação de estruturas vasculares - > aneurisma, dissecção da aorta, tromboembolismo pulmonar ü Reconstrução tridimensional de imagens: aproveitamento do contraste endovenoso ü Avaliação de lesões pulmonares ü Estadiamento de neoplasias torácicas

14 10/12/14 TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Pneumotórax 53 hip:// 54 hip:// TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Parâmetros importantes - seleção de janela e nível: ü Nível: seleção do valor de atenuação aproximado da estrutura que se quer analisar Estreitamento de traquéia devido à tuberculose ü Janela: valores da escala de cinza dentro de determinados valores de atenuação, acima e abaixo do nível escolhido ü Atenuação = tons de cinza = unidades Hounsfield (UH) ü Avaliação do pulmão: nível de UH e janela de 1500 UH ü Avaliação do mediascno: nível de UH e janela de UH Marcns e col, Clínica Médica unidades Hounsfield Escala de cinza 56 14

15 TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA RESSONÂNCIA MAGNÉTICA Contraste avaliação de patologias vasculares ü Maior resolução de contraste do que TC (diferença de sinal entre as estruturas) Com contraste Dificuldades: ü Movimentação das estruturas torácicas (bacmentos e respiração) ü Sequências rápidas dentro de uma apnéia em pacientes colaboracvos ü Baixa densidade de íons H + no pulmão normal ü Custo ü Menor disponibilidade Sem contraste RESSONÂNCIA MAGNÉTICA cisto Indicações: ü Avaliação de cardiopacas congênitas ü Avaliação do pericárdio e alterações morfológicas cardíacas - > tumores ü Método de escolha na avaliação de pacientes jovens submecdos a múlcplos exames (radiação não ionizante e contraste menos tóxico) ü Câncer de pulmão (melhor que TC) ü Caracterização de lesões císccas (devido ao seu conteúdo aquoso) ü Tumores neurogênicos

16 MEDICINA NUCLEAR MEDICINA NUCLEAR Indicações: Prova de venolação / perfusão pulmonar (estudo V A /Q) ü Pesquisa de tromboembolismo pulmonar ü Processos inflamatórios ü Processos infecciosos ü Tumores Exames mais comuns: ü Prova de venclação / perfusão pulmonar ü Cinclografia com gálio ü PET- CT ü avaliação da perfusão pulmonar: injeção de macroagregado de albumina com Tc- 99 em veia periférica ü Tomada de 6 imagens de ângulos diferentes dos pulmões: anterior, posterior, laterais esquerda e direita, oblíquas esquerda e direita ü Avaliação da venolação pulmonar: inalação de gás radioacvo de xenônio (Xe 133 ) ou aerosol ligado a Tc 99m. ü Mocvo: embolia pulmonar leva a defeitos de perfusão, mas mantém íntegra a venclação MEDICINA NUCLEAR MEDICINA NUCLEAR Áreas de má perfusão DIAGNÓSTICO DE TROMBOEMBOLISMO PULMONAR Prova de venolação / perfusão pulmonar (estudo V/Q) Indicações: ü Tromboembolismo pulmonar - > defeito de perfusão, mas mantém venclação ü Doenças parenquimatosas pulmonares - > defeitos de venclação e perfusão ü Determinação da função de cada lobo pulmonar individualizadamente - > indicação de lobectomia ü Vantagem: não depende da cooperação do paciente, pode ser feito em pacientes sob venclação mecânica

17 MEDICINA NUCLEAR MEDICINA NUCLEAR CinOlografia com gálio Tomografia por emissão de pósitrons PET- CT ü Injeção endovenosa de citrato de gálio ( 67 G) ü Leitura realizada 24 ou 72 h após ü Urgência diagnóscca: leitura 4h após ü Flúor- desoxiglicose (glicose marcada com flúor- 18 FDG- 18 F) ü TC: Permite localização anatômica ü Acúmulo do radiofármaco em áreas metabolicamente acvas (neoplasias) Indicações: ü Processos inflamatórios e infecciosos ü Pouca sensibilidade Indicações: ü Tumores - > diagnóscco, estadiamento e seguimento ü Câncer de mama e esôfago, câncer de creóide, melanoma ü Caracterização de nódulos pulmonares ü Metástases (pulmonares / ósseas) MEDICINA NUCLEAR Tomografia por emissão de pósitrons PET- CT ü Avaliação: ü Inspeção visual e técnica semi- quanctacva (Standard Uptake Value): ü SUV mais elevado nas neoplasias malignas do que nas lesões benignas ü SUV permite comparar resposta após quimioterapia

18 69 70 ULTRASSONOGRAFIA ULTRASSONOGRAFIA Vantagens: ü Não usa radiação ionizante ü Rápido ü Maior disponibilidade ü Pode ser empregado na beira do leito ü Natureza dinâmica Desvantagens: ü Limitações como costelas e pulmão aerado Algumas indicações: ü Estudo do parênquima pulmonar ü Doenças da pleura - > avaliação e classificação dos derrames pleurais ü Determina quancdades de líquido, ecologia e escmacva de volume ü Guia de intervenções, biópsias, drenagens torácicas ü Visualização, caracterização e diagnóscco de massas mediascnais 71 ü Estudo da mobilidade do diafragma ü Diagnóscco de fraturas dos arcos costais e esterno 72 18

19 ULTRASSONOGRAFIA ULTRASSONOGRAFIA Técnica: ü Frequência do transdutor varia com idade, localização e plano de abordagem ü Neonatos e lactentes: 5 a 10 MHz ü Crianças, adolescentes e adultos: 2 a 4 ou 4 a 7 MHz ü Movimento pleural pode ser avaliado durante inspiração e expiração ü Visualização da super cie pulmonar através dos espaços intercostais ü Pulmão aerado: eco pleural (idencficação dos folhetos parietal e visceral) ULTRASSONOGRAFIA BIBLIOGRAFIA ü Marcns AM et al, Clínica médica, HC FMUSP,