seminário - dispositivos de infusão

Seminário – Dispositivos de Infusão e Circulação extra-corpórea

IA 748 – Instrumentação Biomédica

Professor: Sérgio Muhlen

ANDERSON ALBERTO RAMOS

PARTE 1 – DISPOSITIVOS DE INFUSÃO

• PARTE 1: DISPOSITIVOS DE INFUSÃO

• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO

• CRITÉRIOS DE DESEMPENHO

• APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE INFUSÃO

• TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO

• DIAGRAMA DE BLOCOS

• TIPOS DE MECANISMOS DE INFUSÃO

• CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO

• ACIDENTES COM BOMBAS DE INFUSÃO

Clinical Engineering – Principles and applications in engineering series, Yadin David, Joseph D. Bronzino, et. Al.

• O sistema circulatório é o caminho primário do corpo para ambas as distribuições de oxigênio e outros nutrientes e a remoção de dióxido de carbono (CO2) e outros produtos residuais;

• O ciclo completo para todo o suprimento de sangue no corpo em um adulto saudável ocorre em 60 segundos, então substâncias introduzidas dentro do sistema circulatório são distribuídas rapidamente;

Dee Unglaub Silverthorn

INTRODUÇÃO


• As rotas de acesso intra-venosa (IV) e intra-arterial são um caminho eficiente para o fornecimento de fluído, sangue e medicamentos para os órgãos vitais dos pacientes;

INTRODUÇÃO


Vias Periféricas (mão, braço) Vias Centrais (próximo do coração)

dos pacientes hospitalizados recebem terapia de infusão;

• Aproximadamente

• Veias centrais e periféricas são utilizadas para a maioria das infusões:

INTRODUÇÃO


Fornecimento epidural de anestésicos e analgésicos;

Fornecimento pela artéria umbilical (neonatos);

Fornecimento de nutriente pela artéria (enteral);

INTRODUÇÃO


• Uma variedade de dispositivos pode ser usado para providenciar o fluxo através do catéter intra-venoso;

• Catéter intravenoso – Indicado para terapias intra-venosas, em infusões curto período;

INTRODUÇÃO

- Agulha Introdutora: Fabricada em aço inoxidável AISI 304, bisel trifacetado;

- Catéter: Tubo em fluoroetilenopropileno;

• Características:

- Protetor do cateter: Fabricado em policarbonato grau médico;


• Um sistema de infusão intra-venoso consiste tipicamente de 3 principais componentes:

• ;

(1) - Reservatório de fluído e drogas;

(2) – Sistema de catéter; (3) – Dispositivo de regulação e/ou geração de fluxo;

INTRODUÇÃO


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO








1950

40% das drogas eram

administradas na forma

intravenosa

60´s

Rochester introduz

administração de fluídos

intravenosos

1963

Primeiro dispositivo automático de infusão – infusor cronométrico da Watkins “chronofuser”:

70´s

Introdução da eletrônica

analógica aliada a motores C.C.

80´s

Eletrônica digital (microcontroladores) aliada a motores de passo, cronoterapia

90´s

Sensores para controle em

malha fechada, algoritmos de

correção e modelamento do controle biológico

HISTÓRICO

Avanços das bombas de infusão

EMR 70-80’s 2000’s 2010’s 1990’s

Bombas básicas (Fluxo/Tempo)

Bombas com biblioteca de

drogas

Bombas inteligentes (Limites de

concentração)

Bombas inteligentes,

bombas wireless com servidor

Bombas com interoperabilidade

HISTÓRICO


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO









• O sistema de infusão ideal regula a concentração de droga no corpo para alcançar e manter o resultado esperado;

• Quando o efeito da droga não pode ser monitorado diretamente , é frequentemente assumido que uma concentração específica sanguínea ou taxa de infusão alcançará o objetivo terapêutico;

• Embora infusão abaixo do suficiente não providencia a terapia necessária e infusão acima do suficiente pode produzir sérios efeitos tóxicos;

• A taxa terapêutica e os riscos associados com a infusão abaixo ou acima do suficiente são dependentes da droga e paciente;

CRITÉRIOS DE DESEMPENHO


• Infusão via intravenosa de fluídos e eletrólitos frequentemente não requer uma regulação de alta precisão;

• Pacientes com baixo risco podem geralmente tolerar bem uma variabilidade de taxa de infusão de + ou - 30% para fluídos;

• Em algumas situações, entretanto, especificamente para pacientes com restrição de fluídos, ou infusão prolongada abaixo ou acima do suficiente de fluídos pode comprometer os sistemas renais e cardiovasculares do paciente;

• A infusão de muitas drogas, especialmente agentes cardioativos potentes, requerem alta precisão;

• Os critérios de desempenho para o fornecimento de drogas têm múltiplos fatores: droga, restrição do fluído e risco do paciente. Os requerimentos necessários precisam ser balanceados entre o custo do disposito e o impacto da produtividade clinica;

CRITÉRIOS DE DESEMPENHO


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO









• Os dispositivos de infusão ambulatoriais ou de uso geral servem para introduzir no sistema circulatório de pacientes, líquidos e agentes farmacológicos por via intravenosa (IV), epidural (na medula nervosa da coluna vertebral) e, menos frequentemente, intra-arteriais, em aplicações diversas como:

• Manutenção dos níveis apropriados de fluídos de um paciente durante e após cirurgias;

APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE INFUSÃO



• Os dispositivos de infusão ambulatoriais ou de uso geral servem para introduzir no sistema circulatório de pacientes, líquidos e agentes farmacológicos por via intravenosa (IV), epidural (na medula nervosa da coluna vertebral) e, menos frequentemente, intra-arteriais, em aplicações diversas como:

• tratamento de queimaduras e controle de desidratação em pacientes pediátricos;




- Nutrição parenteral (endovenosa) total (TPN) de pacientes;

- Complementa ou substitui completamente a alimentação via oral;

- Pacientes: recém-nascidos pré-maturos, pacientes submetidos a cirurgias gastrointestinais;

- Componentes da nutrição: Água, glicose, aminoácidos, lipidios, Na, K, Ca, vitaminas;

- TPN: Oferece todos os nutrientes essenciais para suprir as necessidades básicas;

- PPN: Suplemento para completar a oferta calórica via enteral ou oral;




• A administração de drogas, através de pílulas ou injenções, resultam em flutuações da concentração da droga ao longo do tempo, ou seja, a concentração pode estar na região não efetiva ou acima da região terapêutica, o que ocasiona efeitos tóxicos no paciente;



• Infusão de drogas, em quantidades efetivas e não tóxicas, de forma contínua (ex. Hormônio do crescimento) ou intermitente (ex. Antibióticos);


• A infusão contínua de drogas reduz as flutuações e, se a taxa de infusão for correta, assegura uma ação terapêutica contínua:

Drogas vasoativas, para controlar

pressão arterial

Anestésicos durante cirurgias

Quimioterapia para tratamento de câncer

Agentes indutores de trabalho de parto

Drogas anti-arrítmicas

Insulina

Supressores de dor

Hormônios

• A infusão contínua de drogas pode ser usada para aplicação de:




• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO









Equipo com controle de

fluxo manual

Controlador de infusão

Bomba de infusão

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO


• A pressão de infusão é a diferença entre a pressão hidrostática gerada pela coluna de líquido no equipo e a pressão venosa (que varia em torno de 10 mmHg);

Consiste de um reservatório com o líquido a ser infundido;

pinça rolete ou chapinha metálica (grampo) para comprimir o tubo do equipo e controlar o fluxo do líquido para o paciente;

câmara de gotejamento;

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – EQUIPO COM CONTROLE DE FLUXO MANUAL


VANTAGENS: DESVANTAGENS:

- Baixo custo; - Simplicidade na operação;

- Imprecisão; - Fluxo varia no tempo; - Redução da coluna de líquido; - Variações da pressão venosa; - Altura do reservatório; - Viscosidade e a temperatura

do líquido;


Aplicado em veias periféricas, região em que a pressão

sanguínea é baixa

Em veias centrais e artérias a pressão sanguínea é alta, a

pressão gerada pelo sistema de infusão não ultrapassa a

pressão do sangue

A pressão gerada por esse sistema de infusão é baixa

Contagem das gotas por unidade de tempo, possui um

erro inerente ao processo

As características das gotas variam no tempo

Controle do fluxo

Não possuem alarmes

Monitoração feita pelo Profissional da saúde




fluxo manual


Bomba de infusão


Sistema de infusão por gravidade com

controlador semiautomático

Sistema de infusão por gravidade com

controlador automático de

infusão

- Equipamento que regula a vazão do líquido administrado ao paciente pela pressão positiva gerada pela força da gravidade;

- A regulação do fluxo é controlada por uma contagem eletrônica de gotas;

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – CONTROLADOR DE INFUSÃO

1 - O operador ajusta o fluxo desejado, com o grampo;

2 - Na câmara de gotejamento existe um diodo emissor de luz (LED) de um lado, e um sensor de luz do outro (foto-transistor);

3 - O feixe de luz é interrompido pela passagem de cada gota, enviando um sinal ao contador de gotas;

4 - Quando a contagem de gotas não está de acordo com o valor pré-determinado, o contador de gotas atua sobre o grampo;

5 - O fluxo é ajustado para o valor definido pelo operador;

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – CONTROLADOR AUTOMÁTICO

Detecta fluxo

inesperado

Operador reajusta o grampo

- Baixo custo; - Controle;

- Pressão de infusão baixa; - Pode ocorrer oclusões

no equipo ou na agulha;

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – CONTROLADOR SEMI-AUTOMÁTICO



fluxo manual


Bomba de infusão


• Quando utilizar uma bomba de infusão?

• Características da bomba de infusão?

Maior precisão e segurança

Infusão por longo tempo

Necessário Fluxos maiores

Não depende de Pressão

gravitacional

Controle volumétrico

ou não- volumétrico

Mecanismo de infusão

peristáltico, por pistão ou por seringa

TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – BOMBA DE INFUSÃO

Oncologia, tratamentos de quimioterapia

UTI, administração contínuas de drogas

cardiovasculares

Unidades de queimados

Durante e após cirurgias

Neonatologia, necessário sistemas

de infusão precisos e confáveis

Ambulatório, Terapias intra-

vasculares

Homecare, Terapias intra-vasculares


Quando é necessário uma maior precisão

Volume total a ser infundido não puder ser ultrapassado

Taxa de administração das drogas for pré-determinada

Representar um método efetivo para a segurança do paciente

Terapia intra-arterial, pressão positiva para vencer a pressão do

vaso sanguíneo


Embolia (entupimento de vasos) pulmonar

Nível de concentração da droga em níveis não-terapêuticos ou

tóxicos

Edema (inchaço) pulmonar, afeta a função renal e cardíaca

Aumento da possibilidade de ocorrer uma flebite e

tromboflebite

Infiltrações e extravazamentos no local da punção, pode causar

necrose



• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO








DIAGRAMA DE BLOCOS

Circuito de controle: Analógico, Digital ou microprocessado

Programação da bomba

Sensor

Alarme

Calcula a dose da droga

Interface

Motor da bomba

Armazena informações

Controla Varia a taxa de infusão

Controla

DIAGRAMA DE BLOCOS – CIRCUITO DE CONTROLE

- Unidade de volume por unidade de tempo (ml/h);

- Controla a vazão do líquido a ser infundido;

- Velocidade de infusão;

- Independente das características do líquido;

CONTROLE VOLUMÉTRICO

TIPOS DE CONTROLE

- Número de gotas por unidade de tempo (gotas/min);

- Controla a quantidade de gotas liberadas e a velocidade de infusão;

- Volume depende do tamanho da gota;

- Varia com o tipo do equipo, da temperatura, da viscosidade e da densidade do líquido;

CONTROLE NÃO-VOLUMÉTRICO

TIPOS DE CONTROLE

DIAGRAMA DE BLOCOS

- Informa a presença de gotas e sua frequência. Geralmente é um sensor óptico (par emissor-receptor de LED / fototransistor);

SENSOR DE GOTEJAMENTO

DIAGRAMA DE BLOCOS

Sensor de pressão: Geralmente é constituído de um diafragma incorporando um strain- gauge que faz parte de uma ponte de Wheatstone

SENSOR DE PRESSÃO

Sensor de pressão

Pressão no ponto de infusão (intravenoso)

Saída proporcional à pressão no ponto de infusão (intravenoso)

É comparado o sinal de saída do sensor de pressão, com os limites e condições programados na bomba de infusão

SENSOR DE PRESSÃO

Ponte de Wheatstone

Diafragma

Proporcional à pressão aplicada no diafragma

Pressão

Desiquilibra

Sinal elétrico gerado

SENSOR DE PRESSÃO

DIAGRAMA DE BLOCOS

- Normalmente trata-se de um sensor semelhante ao de gotejamento, mas podem ser encontrados sensores com princípio ultra-sônico;

Detecta a presença de ar na linha

do paciente

Se detecta bolha na

linha Envia um sinal para bloqueio

da infusão

Evitar embolia

SENSOR DE BOLHAS

• A medição pela tecnologia do ultra-som baseia-se no tempo de trânsito (transit time) que uma onda sonora leva para se deslocar em um meio. O sensor emite uma onda na faixa de frequência do ultra-som, esse sinal se propaga pelo meio até atingir a superfície do material, o sinal é refletido de volta para o sensor, pelo tempo decorrido entre o envio e o recebimento do sinal pelo sensor, pode-se calcular a distância percorrida pelo mesmo;

SENSOR DE BOLHAS

DIAGRAMA DE BLOCOS

- Consiste normalmente num teclado para a entrada de dados (programação) sobre a infusão a ser realizada;

- Os dados incluem vazão, volume máximo a ser infundido, limites de atuação dos alarmes, etc;

PAINEL DE CONTROLE

DIAGRAMA DE BLOCOS

- Podem ser displays alfanuméricos (LED ou LCD – cristal líquido);

- Apresentam informações sobre a infusão em andamento: volume total a ser infundido, vazão (ml/h ou gotas/min), tempo total e tempo restante da infusão, dados sobre alarmes, etc;

SAÍDA DE DADOS (DISPLAY)

DIAGRAMA DE BLOCOS

- Os alarmes principais indicam:

- Bolhas de ar no equipo;

- Fluxo livre;

- Oclusão do equipo;

- Fim de infusão (término do líquido);

- Bateria fraca;

- Garantir uma operação segura, dentro dos limites de tolerância do paciente;

ALARMES

DIAGRAMA DE BLOCOS

• Os circuitos de controle atuais (digitais) favorecem muito o uso de motores de passo para acionar os mecanismos de infusão;

- Motores de passo executam deslocamentos angulares com grande precisão, a um intervalo de tempo controlado, fornecido pelo clock do microcontrolador;

MOTOR

DIAGRAMA DE BLOCOS


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO








TIPOS DE MECANISMOS DE INFUSÃO

PERISTÁLTICO SERINGA PISTÃO

- Volume a ser infudido limitado pela capacidade do reservatório;

• Características desse mecanismo:

- Pode ser linear ou rotativo com batente ou rotativo sem batente;

- A faixa de vazão está entre 0,01 e 999 ml/h;

- Esmagamento do equipo;

MECANISMO DE INFUSÃO - PERISTÁLTICO

• Possui um rotor que pressiona os roletes contra o equipo

MECANISMO DE INFUSÃO -PERISTÁLTICO ROTATIVO

- O equipo é pressionado contra um ponto fixo (batente rígido);

- O fluxo é estabelecido após o esmagamento do tubo do equipo, de acordo com a velocidade do rotor;

- Fluxo livre: rolete não esmaga o tubo;

- Travamento do rotor: Alta pressão do batente sobre o rotor;

- Baixo custo; - Sem silicone no equipo;

- Travamento do rotor; - Não ocorrer esmagamento; - Fluxo livre

MECANISMO DE INFUSÃO -PERISTÁLTICO ROTATIVO COM BATENTE

- Não possui um ponto fixo de esmagamento;

- Possui um trecho de material flexível (geralmente silicone de grau médico) que é preso sobre o rotor;

- Os roletes atuam esticando ou esmagando esse trecho do tubo, ocasionando o fluxo;

- Fatores de escolha para o tubo de silicone: Grau de pureza, Diâmetro interno do tubo, Espessura da parede do tubo;

- Instalação do equipo;

- Custo alto; - Equipo específico;

MECANISMO DE INFUSÃO - PERISTÁLTICO ROTATIVO SEM BATENTE

- Possui um conjunto de placas (ou engrenagens) dispostas em série que pressionam o tubo contra um batente;

- Ocorre um movimento ondulatório gerado por um fuso, acionado pelo motor, justaposto às placas;

- O fluído é impulsionado pela pressão aplicada ao tubo em posições consecutivas;

- Infusão contínua; - Vários tipos de equipos; - Fácil instalação do equipo;

- Custo alto; - Aquisição e manutenção; - Ruído;

MECANISMO DE INFUSÃO - PERISTÁLTICO LINEAR

- O êmbolo é acionado por um motor de passo com alta redução de velocidade;

- Alta precisão, oferece fluxo contínuo para pequenos volumes (< 100 ml);

- Utilizada para infusão de medicamentos com concentração elevada por um longo período de tempo, aplicações em pediatria e terapia intensiva;

- Simplicidade; - Alta precisão; - Alto controle da dose;

- Exatidão depende da geometria; - Volume da seringa;

MECANISMO DE INFUSÃO – TIPO SERINGA

- Rotação do motor de passo transmitida a um fuso que movimenta o êmbolo da seringa;

- Uma mola ou um mecanismo a gás é utilizado para empurrar o êmbolo com força constante;

- Possibilita uma pressão de infusão constante;


- Infusões simultâneas: Alguns modelos podem possuir duas, quatro ou diversas seringas permite entrega contínua quando uma seringa esvaziou ou para fornecer infusões simultâneas;

- O diâmetro da seringa e a velocidade de avanço do êmbolo determinam o fluxo;

- Os fabricantes de bombas especificam os tipos e tamanhos das seringas a serem utilizadas com os seus modelos para evitar infusão inadequada e problemas com alarmes;

- seringas utilizadas nestes equipamentos são chamadas seringas perfusoras, e devem observar conformidade às prescrições da norma ABNT NBR ISO 7886-2:2003;


- Aspectos construtivos: A maioria das bombas pode ser montada em uma haste suporte para acesso conveniente;

- Incorporam alarmes para chamar a atenção do operador para situações potencialmente perigosas, tais como seringa vazia (fim da infusão), alta pressão (oclusão), bateria descarregada, ou mau funcionamento da bomba;

- Não possuem detectores de ar na linha do paciente, baixa probabilidade de infundir ar no paciente (baixos volumes e vazão);

- Função de droga/dose: Programação automática da infusão a partir da concentração da droga, dose desejada e o peso do paciente;

- Registros de eventos: Podem ser equipadas com memória que retêm registros de operação, data e hora em que eles ocorreram, até o completo registro desses dados. Os eventos mais antigos são apagados, à medida que os novos são armazenados;


- Utiliza um cassete contendo um dispositivo semelhante a um pistão, e com tubos saindo de dois lados;

- O pistão é acionado pelo motor (normalmente de passo) e movimentado para dentro e para fora de um cilindro. O movimento para dentro bombeia fluido do cassete para o paciente, enquanto o movimento para fora retira fluido novo do reservatório e promove o enchimento do cilindro;

- Neste mecanismo de bombeamento, a quantidade de fluido armazenada no cilindro é infundida de uma só vez no paciente;

MECANISMO DE INFUSÃO – TIPO PISTÃO

- Alta precisão; - Grande fluxo em curto tempo;

- Alto custo do cassete; - Alto custo do equipo;


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO








CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO

USO GERAL INSULINA ANALGÉSICOS

(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS

IMPLANTÁVEIS ANGIOGRAFIA

- Utilizadas para aplicar com precisão soluções contendo drogas através de rotas Intravenosa e/ou Epidurais em procedimentos terapêuticos ou diagnósticos;

- São usadas em EAS (Estabelecimentos assistenciais de saúde), ambulâncias e na casa do paciente;

- A maioria das bombas ambulatoriais são microcontroladas e alimentadas por bateria, sendo que alguns modelos permitem programações complexas de regimes de infusão de mais de uma droga, possibilitando a cronoterapia;

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: DE USO GERAL



(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS


- São bombas para uso ambulatorial específicas para infusão de insulina em indivíduos portadores de diabetes tipo I (insulino-dependentes);

- A infusão se dá através de um cateter subcutâneo inserido na região abdominal. O reservatório geralmente tem capacidade para 3 ml de solução, o suficiente para dois dias;

- Tais bombas infundem microvolumes (bolus) de forma pulsátil, fornecendo um controle metabólico melhor do que as injeções, porque infundem insulina de maneira semelhante à de um pâncreas saudável;

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: DE INSULINA



(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS


- Infundem doses de medicamento conforme a requisição do paciente, isto é permitem que o paciente se auto-administre doses de analgésicos por via intravenosa, subcutânea ou epidural;

- Evitar “over dose”: Pode-se ajustar o intervalo mínimo entre uma infusão e outra (intervalo de bloqueio do mecanismo). Também são programáveis a dose basal e o volume da dose extra. O botão de acionamento pode estar localizado na bomba ou em um cabo junto ao leite do paciente;

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: DE ANALGÉSICOS (PCA)



(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS


- Utilizadas em alguns casos de dores crônicas (como as causadas por trauma físico e por alguns tipos de câncer, que não encontram solução nem com doses elevadas de medicação oral, e em necessário aplicar a droga o mais próximo possível de uma região específica, para reduzir a dose efetiva;

- O mecanismo de controle e infusão é implantado sob a pele, por exemplo na região abdominal ou na região lombar, e um catéter, também implantado, leva a droga até a região alvo;

- Características: Devem ser pequenas e confiáveis. Devem permitir recarga do reservatório, e a programação e o controle devem ser feitos externamente, por exemplo, através de ondas de rádio frequência (RF). A bateria deve permitir uma autonomia razoável antes da substituição da bomba (cirúrgica);

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: IMPLANTÁVEIS



(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS


- Podem ser utilizadas em casos em que as soluções a ser infundidas estão em mais de um reservatório;

- Algumas bombas permitem a infusão simultânea ou intercalada de duas (ou mais) soluções com taxas e volumes de infusão diferentes.

- No modo intercalado, para iniciar uma infusão secundária, é preciso fechar a linha primária, ajustar a infusão secundária, e então reabrir a linha primária quando a infusão secundária terminar (normalmente indicada por acionamento de alarme próprio);

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: DE MÚLTIPLOS CANAIS



(PCA)

MÚLTIPLOS CANAIS


- Angiografia ou arteriografia é um exame que utiliza contraste radiográfico e permite visualizar a luz (parte interna) das artérias;

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO: PARA ANGIOGRAFIA


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO








- Fluxo livre: pode levar à “over dose” e ocorre normalmente devido ao mal posicionamento ou escape do equipo e uso inadequado do equipo;

- Interferência eletromagnética: pode alterar a programação e portanto o funcionamento da bomba;

- Infecção e necrose: podem ocorrer devido à higienização insuficiente e/ou deslocamento da agulha no local da infusão;

ACIDENTES MAIS COMUNS BOMBAS DE INFUSÃO

PARTE 2 – CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA

• PARTE 2: CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA

• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO


• COMO A CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA FUNCIONA

Departamento Cirurgia - Serviço de cirurgia cardíaca, FM - UFRJ

INTRODUÇÃO

- As bombas propulsoras são necessárias ao equipamento de perfusão, para impulsionar o sangue, deslocando-o através do circuito extracorpóreo e do sistema circulatório do paciente, para assegurar o fornecimento de oxigênio e demais elementos necessários ao metabolismo dos tecidos;

- As bombas são os únicos componentes geradores de energia mecânica no sistema extracorpóreo. Essa energia é transmitida ao sangue, através dos mecanismos de propulsão;

- Hemólise: hemo = sangue; lise = quebra) é o rompimento de uma hemácia que libera a hemoglobina no plasma, ou seja, a hemólise é a destruição dos glóbulos vermelhos do sangue por rompimento da membrana plasmática com liberação da hemoglobina;

- Anticoagulante: o mais utilizado em CEC é a Heparina que torna o sangue mais fluido e inibe a formação de trombo ou coágulos;


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO



1813

Von Frey e Gruber –

Constroem o 1º sistema CEC

artificial

1885

Le Gallois – Postula o

bombeamento artificial

1916

Howel e Mclen – Descobrem a heparína

1953

J. Gibbon – 1ª cirurgia a céu

aberto com CEC com sucesso

1957

Hugo Feliposi (SP) – Primeiros casos com

CEC

1958

E. Zerbine (SP) e D. de Moraes (RJ) também realizam

seus primeiros casos com CEC

HISTÓRICO


PRIMEIRA MÁQUINA DE CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO




DIAGRAMA DE BLOCOS – CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA


BOMBAS PROPULSORAS

Fundamentos de Circulação Extracorpórea – Maria Helena L. Souza e Décio O. Elias, 2ª Edição

BOMBAS PROPULSORAS

• São capazes de deslocar grandes volumes de sangue, sem causar danos irreparáveis às células e proteínas;

• Variação do fluxo de 200 ml à 6.000 ml de sangue por minuto;

• Os principais tipos de bombas propulsoras são bombas de Roletes, bombas Centrífugas e atualmente as bombas Axial;


BOMBAS PROPULSORAS


BOMBAS DE ROLETES

BOMBAS CENTRÍFUGAS

BOMBAS AXIAIS


BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS DE ROLETES



• CARACTERÍSTICAS:

- De Bakey (1934), ocorre a introdução dessas bombas para uso em circulação extracorpórea;

- É o tipo de bomba mais utilizado em sistemas de circulação extracorpórea;

- Pode ser operada eletricamente ou manualmente através de manivelas acopladas ao eixo dos roletes em caso de falhas elétricas ou mecânicas;

- O enchimento de fluído no tubo não é passivo, ocorre por sucção;



• ASPECTOS CONSTRUTIVOS:

- Um segmento de tubo elástico é montado em um leito rígido em forma de ferradura (caçapa), ocupando um segmento de círculo com prolongamentos paralelos no qual excursionam dois cilindros opostos (roletes) equidistantes de um eixo central;

- A medida que o eixo central gira, os roletes comprimem o tubo e impulsionam o seu conteúdo;

- Quando um rolete termina uma rotação, o outro já iniciou a sua, exerce função de válvula unidericional;



• TUBO FLEXÍVEL:

- O tubo flexível é fixado nas duas extremidades do U da ferradura e também fixados em guias laterais à haste que une os roletes, essas fixações permitem que o tubo se mantenha alinhado no seu leito;

- Material: Silicone, poluiretano ou polivinil (devido as suas propriedades elásticas e de resistência ao restrito), o latex (natural ou sintético) não é mais utilizado pois sofre corrosão das paredes internas com o atrito (espalação);



• SISTEMA MICROMÉTRICO QUE EQUIPA OS ROLETES:

- Esse sistema permite o ajuste da porção circular do leito rígido (afastamento ou aproximação);

- Ponto oclusivo (colapsa internamente o tubo, porém não comprime as paredes), impede o refluxo do líquido, o rolete apertado além do P.O. aumenta o traumatismo do sangue, pode produzir hemólise acentuada;

- O ajuste dos roletes é um processo crítico para o correto funcionamento da bomba (calibração de roletes);

- Rolete com folga excessiva -> Permite o refluxo, turbilhamento e hemólise, impulsiona volumes variáveis de sangue de acordo com a variação da resistência do sistema arteriolar infundido;



• CALIBRAÇÃO:

- Deve-se calibrar o afastamento ideal do rolete;

- Se contarmos o número de rotações por minuto, sabe-se o débito cardíaco que a bomba fornece e pode-se ajustar às necessidades do paciente;

- Calibração de bomba (cálculo do volume impulsionado por cada rotação da bomba);

Q = RPM x L x Pi x r²

• CÁLCULO DO FLUXO:

Q = fluxo litros/min; L = Comprim. em metros; r = ½ do diâm. Interno do tubo em metros;

Equivale ao volume no tubo de cilindrico



• VANTAGENS E DESVANTAGENS:

- Simplicidade mecânica; - Facilidade de construção; - Segurança de uso;

- Exerce um pressão negativa elevada no orícificio de entrada para aspirar o líquido a ser propelido;

- Pode aspirar e bombear ar, gerando complicações graves;


BOMBAS PROPULSORAS


BOMBAS DE ROLETES

BOMBAS CENTRÍFUGAS

BOMBAS AXIAIS


BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS CENTRÍFUGAS




- É o segundo tipo de bomba mais utilizado em sistema CEC;

- Atraumática, incapaz de produzir embolias aéreas, caso ocorra entrada de ar no circuito;

- Foi introduzida no sistema CEC nos anos 70;

- Em procedimentos de longa duração (Assistência circulatória ou ventilatória) possuem mais vantagens que as bombas de roletes;



• ASPECTOS CONSTRUTIVOS:

- Possui um conjunto de cones concêntricos, o mais externo (de policarbonato), contém um oríficio central, de entrada, e um orifício lateral, de saída, aos quais se adaptam as linhas correspondentes;

- Cone mais interno: Acoplamento magnético com um rotor externo que o faz girar a elevadas rotações por minuto;



• PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO:

- A ação de propulsão do sangue é realizada pela adição de energia cinética produzida pelos giros de um elemento rotor;

- O giro do cone interno faz girar os demais cones. Efeito semelhante à um “redemoinho”;

- A criação da força centrífuga e sua transmissão ao sangue, produzem o fluxo do sangue;

- O fluxo do sangue depende diretamente do número de RPM do cone interno e da variação da resistência vascular periférica contra a qual a bomba impulsiona o sangue, necessário fluxômetro acoplado ao sistema;



• DIFICULDADE DE GENERALIZAÇÃO:

- Alto custo dos conjuntos de cones em comparação aos tubos de silicone de bombas de roletes;

- Possuem mais vantagens que as bombas de roletes, porém em circulação extracorpórea convencional de curta duração se equivalem;

- Preferência pelo uso -> Preferência das equipes, disponibilidade do equipamento e experiência dos perfusionistas;


BOMBAS PROPULSORAS


BOMBAS DE ROLETES

BOMBAS CENTRÍFUGAS

BOMBAS AXIAIS


BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS AXIAIS


BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS AXIAIS


- São baseadas no princípio do parafuso sem fim criado por Arquimedes;

- Princípio de Arquimedes: Consiste de um cilindro contendo uma espiral em seu interior, sistema imerso em lençol d´água, com os giros do eixo espiral, a água se desloca sobre as lâminas no interior do cilindro até alcançar a superfície;

- As bombas axiais consistem de um eixo central que sustenta uma pequena cápsula contendo um motor que faz girar uma espiral que impulsiona o sangue;

- São mais utilizadas na assistência circulatória prolongada;


DIAGRAMA DE BLOCOS – RESERVATÓRIO DE CARDIOTOMIA


DIAGRAMA DE BLOCOS – RESERVATÓRIO DE CARDIOTOMIA

- O Reservatório de cardiotomia é indicado para filtragem, rompimento de bolhas e armazenamento do sangue em procedimentos de circulação sanguínea extracorpórea.


DIAGRAMA DE BLOCOS – RESERVATÓRIO VENOSO


DIAGRAMA DE BLOCOS – RESERVATÓRIO VENOSO

- O Reservatório de Sangue Venoso Adulto é composto por um filtro desborbulhador de poliuretano, revestido com uma tela de poliéster com capacidade de retenção de partículas maiores que 150 µm.

- Manufaturado em policarbonato, possui tampa intermediária (com os aspiradores) e conector de entrada venosa rotativos, válvula de segurança anti-pressurização e preparação para drenagem venosa com vácuo.


DIAGRAMA DE BLOCOS – OXIGENADOR


DIAGRAMA DE BLOCOS – OXIGENADOR

- O Oxigenador de Membrana é composto por uma câmara de oxigenação por membrana microporosa, com um trocador de calor incorporado, constituído de capilares impermeáveis. O produto é integralmente manufaturado com materiais poliméricos apropriados para aplicações médico-farmacêuticas e esterilizáveis em Óxido de Etileno (ETO).

- O Oxigenador de Membrana é indicado para adicionar oxigênio, remover dióxido de carbono e aquecer/resfriar o sangue durante procedimentos de circulação sanguínea extracorpórea com duração de até 6 horas;


DIAGRAMA DE BLOCOS – PERMUTADOR DE CALOR


DIAGRAMA DE BLOCOS – PERMUTADOR DE CALOR

- Acessório necessário para manutenção da temperatura do sangue que flui pelo circuito do sistema extra-corpóreo;

- É constituído por uma serpentina, situada no interior do reservatório de sangue arterializado dos oxigenadores, na qual circula água resfriada ou aquecida;

- Permite resfriar o sangue do reservatório e, assim, submeter o pacient e a níveis controlados de hipotermia e, por último, restituir a sua temperatura normal ao final da circulação extra-corpórea;


• INTRODUÇÃO

• HISTÓRICO



- Por meio de cânulas e tubos, o sangue venoso (pobre em oxigênio) é drenado do paciente e levado para um sistema que fará as trocas gasosas, oxigenando esse sangue e retornando ao organismo por meio de cânulas e tubos, com pressão gerada pelo sistema e com isso mantendo a perfusão sanguínea em todos os órgãos;

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COMO O SISTEMA DE CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA FUNCIONA?

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- Equipamentos médico-hospitalares e o gerenciamento da manutenção: Capacitação a distância / Ministério da saúde, Secretaria de Gestão de Investimentos em Saúde, Projeto REFORSUS. – Brasília, DF: Ministério da Saúde, 2002. - JOSEPH D. BRONZINO. Clnical Engineering – Principles and Applications in Engineering

Series, 2003. -SOUZA L. HELENA MARIA & ELIAS O. DÉCIO. Efundamentos de Circulação Extracorpórea,

2006.


www.medtronic.com https://www.ecri.org/Documents/HPCS_Infusion_Pumps.pdf

seminário - dispositivos de infusão

Health & Medicine