Diseño de un dispositivo de asistencia ventilatoria temporal de lazo cerrado basado en bolsa válvula-mascarilla / Design of a closed-loop temporary ventilation assistance device based on bag valve mask

Desde inicios del 2020, el mundo se ha visto afectado por la COVID-19 causada por el SARS-CoV-2, que en agosto lo padecen más de 31 millones de pacientes, algunos de los cuales presentan el síndrome de distrés respiratorio, que requiere de ventilación mecánica. Por el alto número de contagios, la disponibilidad de ventiladores para el tratamiento es escasa. Se presenta la descripción de un prototipo de un dispositivo de asistencia ventilatoria temporal de lazo cerrado de bajo costo; el AR_CODEX, basado en una bolsa válvula-mascarilla (BVM), que contribuye al mantenimiento ventilatorio mínimo del paciente durante un tiempo corto en casos donde no hay disponibilidad de ventiladores mecánicos. Para esto, se diseñó y construyó un sistema mecánico ajustable que compresiona la bolsa de ventilación, el cual cuenta con sensores de flujo y presión. Además, se elaboró una interfaz gráfica para un adecuado monitoreo del paciente y un sistema de control para variables como volumen, presión máxima, frecuencia respiratoria y relación inspiración: espiración. Por otro lado, existe un problema de sensibilidad en el sensor de flujo debido a varios factores, como la variación del voltaje en los motores. Adicionalmente, la implementación de un lazo cerrado es importante para compensar variaciones aleatorias en el funcionamiento del dispositivo. Es necesario realizar pruebas en animales para evaluar el correcto funcionamiento de AR_CODEX en seres vivos.

In early 2020, the world has been affected from Covid-19 caused by SARS-CoV-2. By August there were more than 31 million patients, some of them suffering from respiratory distress that requires mechanical ventilation. Due to the rise of infection rates there is no ventilator availability for the treatment. In this work we describe a reduced cost closed loop temporal assisted ventilation device prototype, AR_CODEX. It is based on mask valve bag (BVM from its Spanish initials), contributing to the minimum ventilation maintenance for the patient du-ring a short period of time when there is no mechanical ventilation availability. For this purpose an adjustable mechanical system was designed and built to pressurize the ventilation bag that is equipped with flux and pres-sure sensors. Additionally a graphical interface was developed to include adequate monitoring and controlling system for volume, maximum pressure, respiratory frequency and inhalation/exhalation rate. In addition there is a sensibility issue on the flux sensor due to engine voltage variation. A closed loop implementation is important to overcome aleatory variations during the device operation. It is needed to run AR_CODEX device performance test on animals to evaluate prior to use it directly on human patients.

Comparação entre os sistemas aberto e fechado de aspiração: revisão sistemática / Comparison between open and closed suction systems: a systematic review

OBJETIVOS: Este estudo foi realizado para tentar esclarecer qual sistema de aspiração é mais eficiente. O objetivo foi comparar os sistemas fechado e aberto de aspiração através de revisão sistemática. MÉTODOS: A busca de artigos científicos foi realizada nas bases de dados MedLine, LILACS e Cochrane abrangendo o período entre 1997 e agosto de 2007 utilizando as palavras-chave: endotracheal suction e closed suction. Foram incluídos os estudos que compararam o sistema aberto e fechado de aspiração, realizados em adultos humanos e que eram ensaios aleatórios e controlados. RESULTADOS: Dos 78 artigos encontrados apenas 15 preencheram os critérios e foram detalhados na revisão. Dentre estes, nove artigos comparavam a incidência de pneumonia associada à ventilação mecânica entre os dois sistemas, seis comparavam a saturação de oxigênio, quatro comparavam pressão arterial e freqüência cardíaca, três comparavam volumes pulmonares, dois comparavam remoção de secreção e quatro; custos. Não houve diferença em relação às variáveis comparadas: incidência de pneumonia associada à ventilação mecânica, mortalidade, tempo de unidade de terapia intensiva, tempo de ventilação mecânica, PaCO2, PaO2, pressão arterial média, freqüência cardíaca e remoção de secreção no uso do sistema aberto e fechado de aspiração. Porém, houve sempre diminuição de SpO2 e dos volumes pulmonares com o uso do sistema aberto; e custos maiores na maioria dos trabalhos quando utilizado o sistema fechado. CONCLUSÕES: O sistema fechado de aspiração parece aumentar o risco de colonização, mas traz as vantagens de não diminuir os volumes pulmonares e não acarretar queda de saturação especialmente em pacientes com insuficiência respiratória grave e em uso de níveis mais altos de pressão expiratória final positiva.

OBJECTIVES: This study attempted to identify which is the more effective suction system. The objective was to compare open versus closed suction systems according to a systematic review. METHODS: A search of scientific literature was conducted in MedLine, LILACS and Cochrane between 1997 and August 2007 using the key words: endotracheal suction and closed suction. Included were articles that compared the open and closed suction systems used in adult humans and that were randomized and controlled trials. RESULTS: From the 78 articles identified, only 15 were accepted and described in this review. Nine compared incidence of ventilator-associated pneumonia, six compared oxygen saturation, four compared blood pressure and heart rate, three compared pulmonary volumes, two compared secretion removal and four compared costs. No difference was found in these variables compared: incidence of ventilator associated pneumonia, mortality, intensive care unit length of stay, duration of mechanical ventilation, PaCO2, PaO2, mean blood pressure, heart rate and secretion removal. However, there were always SpO2 and pulmonary volume decreases when using the open suction system; and costs were lower in most of the studies that used the closed suction system. CONCLUSIONS: Closed suction system seems to increase the risk of colonization, but has the advantage of not reducing the pulmonary volumes and not entailing a drop of saturation, especially in patients with severe respiratory failure and in the use of higher levels of positive end expiratory pressure.