Proposta de uma nova arquitetura de ventilador pulmonar mecânico parapequenos animais

• Autor(a) principal: Artur Fonseca Bornachi
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AHGNQL
• topic: Pequenos animais; Modelagem de sistemas; Ventiladores mecânicos; Válvulas on-off; Veterinária de pequenos animais; Respiradores (Medicina); Engenharia elétrica; Valvulas

Ventiladores mecânicos são amplamente utilizados na pesquisa experimental em pequenos animais, tanto para estudos específicos sobre doenças pulmonares quanto para experimentos com diferentes finalidades em que seja necessário o procedimento de anestesia. Osequipamentos existentes para tal aplicação baseiam-se na tecnologia de pistão servocontrolado, que apresenta limitações em relação aos modernos ventiladores clínicos no estabelecimento de determinados modos de ventilação, como por exemplo, ventilação em pressão controlada. Este trabalho propõe uma nova arquitetura e modelo numérico de ventilador com o objetivo principal de gerar perfis de pressão e vazão de modos estabelecidos de ventilação clínica. A arquitetura contém uma válvula solenoide on-off para controle depressão ou vazão inspiratória por uma estratégia baseada em modos deslizantes, aliada a um sistema pneumático capaz de filtrar oscilações de alta frequência durante o escoamento. Uma arquitetura inicial considera chaveamento da válvula e esvaziamento de um reservatório para a atmosfera, além do estabelecimento da PEEP (positive end-expiratory pressure) por coluna dágua. Em uma modificação da arquitetura, adiciona-se a possibilidade de recuperação dos gases e de gerar a PEEP de forma automática. Simulações numéricas da dinâmica do sistema foram realizadas para as duas arquiteturas com o intuito de determinar os requisitos mínimos em termos do tempo de resposta das válvulas, desempenho devido à transferência de dados em tempo contínuo e discreto, e a robustez do sistema a ruídos de medição. Resultados satisfatórios no modo controlado à pressão foram obtidos na arquitetura modificada, considerando-se válvulas com tempo de resposta mínimo de 2 ms, configuração analógica ou digital (com frequência de amostragem de 1 kHz) e robustez a erros de medição de até 0,75 cmH2O. No modo controlado a volume, verificaram-se menores erros na Arquitetura Inicial, mas também a Arquitetura Modificada possibilita resultados adequados, com a vantagem de evitar desperdício dos gases.