Pesquisadores brasileiros estão desenvolvendo um sistema computacional para aumentar a oferta de ventiladores pulmonares nos hospitais do país.
Thiago Martins, médico chefe da Unidade de Terapia Intensiva (UTI) do Hospital de Clínicas (HC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), explicou em entrevista ao portal da instituição que os equipamentos podem operar para controlar o volume de ar liberado nos pulmões, a pressão com que ele entra ou ainda identificar se o organismo do paciente tem condições de participar parcialmente da respiração.
É importante lembrar que a forma com que os pulmões reagem aos ventiladores fornece aos profissionais de saúde dados que indicam o comportamento de doenças, além de sinais de recuperação.
O uso incorreto desses ventiladores pode trazer problemas, como o baixo nível de oxigênio no sangue ou até barotraumas.
Fluidodinâmica computacional
É notório que o trabalho de acompanhar todas essas variáveis torna-se mais complicado em um cenário de pandemia, que exige o atendimento de um grande número de pacientes ao mesmo tempo.
Pensando em facilitar essa rotina complicada e também em contribuir com indústrias que adaptaram as suas linhas de produção para fabricar ventiladores pulmonares, os pesquisadores desenvolveram uma modelagem matemática que simula a forma com que o ar liberado por ventiladores se comporta nos pulmões dos pacientes através de recursos da fluidodinâmica computacional, que traduz para a forma digital o comportamento de gases e líquidos.
O responsável pela ideia é o professor Sávio Vianna, da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, que trabalha com sistemas de modelagem computacional. A motivação era criar um sistema que pudesse mostrar aos médicos como cada equipamento pode se comportar nos pacientes.
“Esse sistema pode ajudar, por exemplo, a médicos que sejam chefes de ala de um hospital de campanha que utiliza respiradores. Se houver, por acaso, problemas com os pacientes por saturação de oxigênio ou por barotraumas, esse médico responsável pode entrar em contato com a Unicamp, explicar a situação e pedir a realização de uma simulação. É possível fazer uma simulação, gerar um laudo e enviar para que o profissional identifique a causa do problema para corrigi-la”, explica Sávio Vianna.
Como funciona o software
O software gera imagens em que são simulados fatores como a velocidade e a pressão do ar liberado por um ventilador nos pulmões, indicando as áreas da estrutura pulmonar onde há maior ou menor pressão, por exemplo.
O sistema permite ainda a produção de outros modelos que possam ajudar na previsão de como os ventiladores vão se comportar. Ainda existe a possibilidade de conectar o software em impressoras 3D para imprimir uma estrutura pulmonar e conectá-la ao ventilador, verificando o funcionamento de uma forma ainda mais exata.
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Para os profissionais que estão na linha de frente no combate ao novo coronavírus, modelos desse tipo podem trazer grandes contribuições para a tomada de decisões rápidas e, até mesmo, chegar ao ponto de simular as condições de um pulmão doente.
“As forças que regem a dinâmica respiratória podem ser simuladas. Se considerarmos a resistência pulmonar, a resistência de vias aéreas, complacência pulmonar, a quantidade de ar que entra a cada ciclo respiratório, a quantidade de oxigênio dissolvido no ar, entre outros parâmetros, e criar um modelo matemático que consiga simular todas essas variáveis, conseguiremos algo bem próximo do real”, avalia o médico Thiago Martins.
Ventiladores pulmonares mecânicos de baixo custo
Outra iniciativa, agora de pesquisadores da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), que fazem parte do projeto Inspire, estão desenvolvendo ventiladores pulmonares mecânicos de baixo custo.
O professor Raul Gonzalez Lima explica a importância do equipamento em tempos de pandemia. “É um bombeamento muito bem controlado porque as pressões, as vazões, os volumes que ajudam no tratamento são muito específicos em cada momento do tratamento”.
Os pesquisadores dizem que as peças são fáceis de encontrar no mercado nacional, como motores e válvulas da indústria automobilística. O projeto vai ficar disponível para qualquer indústria interessada e com condições de produzir em série.
Testes já foram realizados
Nos dias 13 e 14 de abril, o ventilador emergencial foi testado em dois animais, sendo considerado aprovado neste primeiro estudo. De 17 a 19 de abril, os testes foram realizados em pacientes.
O ventilador emergencial desenvolvido pelo projeto Inspire foi considerado aprovado nos estudos, inclusive no modo assistido controlado por pressão. Não houve nenhuma intercorrência com os pacientes ventilados.
Entretanto, antes de ser utilizado em hospitais, o projeto ainda precisará de uma certificação do governo federal.
*Esse artigo foi revisado pela equipe médica da PEBMED
Referências bibliográficas:
- Unicamp desenvolve sistema computacional para ventiladores pulmonares. Disponível em: https://www.unicamp.br/unicamp/noticias/2020/04/14/unicamp-desenvolve-sistema-computacional-para-ventiladores-pulmonares
- Pesquisadores em São Paulo desenvolvem ventiladores pulmonares mecânicos de baixo custo. Disponível em: https://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2020/04/03/pesquisadores-em-sao-paulo-desenvolvem-ventiladores-pulmonares-mecanicos-de-baixo-custo.ghtml
- Equipe do projeto INSPIRE divulga comunicado oficial sobre o resultado dos testes do ventilador pulmonar. Disponível em:https://www.poli.usp.br/noticias/destaque-home/22799-equipe-do-projeto-inspire-divulga-comunicado-oficial-sobre-o-resultado-dos-testes-do-ventilador-pulmonar.html
22 mar. 2024 
1 min. 
