A ventilação mecânica é uma terapia de suporte vital para o tratamento de pacientes com insuficiência respiratória aguda. É uma modalidade muito comum nas unidades de terapia intensiva e, de fato, o advento de seu uso marcou o início das modernas unidades de terapia intensiva (UTI). O interesse pela ventilação mecânica aumentou acentuadamente com o advento da pandemia causada pelo novo coronavírus (1).
É atribuído ao renomado médico grego Galeno a importância do estudo das estruturas (anatomia). Ele também estudou e postulou que a respiração era necessária para manter a circulação (ou seja, o ato físico de respirar fazia o coração bater). Durante os próximos 1.500 anos, não houve essencialmente nenhum avanço em nossa compreensão da ventilação, nem tampouco em qualquer uma das ciências; há uma boa razão para que grande parte dessa era tenha sido chamada de Idade das Trevas. No entanto, Andreas Vesalius mudou tudo isso em meados do século XVI (2).
Em 1543, Vesalius publicou um brilhante tratado de anatomia intitulado “De Humani Corporis Fabrica”, que provavelmente teve a primeira referência definitiva à ventilação com pressão positiva como a conhecemos hoje (3):
“Mas para que seja restituída a vida ao animal, deve-se tentar uma abertura no tronco da traqueia, na qual deve ser colocado um tubo ou pedaço de bambu; você então soprará nele, para que o pulmão possa subir novamente e respirar.”
Isso descreve essencialmente o que fazemos atualmente em uma UTI quando realizamos uma traqueostomia, inserimos um tubo endotraqueal e aplicamos ventilação com pressão positiva. Essa foi uma demonstração dramática do poder da ventilação mecânica, mas foi essencialmente esquecida por um século e não foi incorporada à prática médica por vários séculos (3). Outros grandes nomes da ciência também fizeram experimentos no intuito de desvendar os mistérios da respiração como Robert Hooke e Lavoisier.
Origens da Ventilação de pressão negativa (final do século 19 a 1950)
No final do século 19, foram desenvolvidos ventiladores baseados amplamente em princípios fisiológicos aceitos para a época. Essencialmente, a ventilação era fornecida usando pressão subatmosférica fornecida ao redor do corpo do paciente para substituir ou aumentar o trabalho realizado pelos músculos respiratórios. Em 1864, Alfred Jones inventou um destes primeiros dispositivos que envolviam todo o corpo Figura 1 (4).
Figura 1: O paciente se sentava em uma caixa que envolvia totalmente seu corpo do pescoço para baixo. O sistema possuia um êmbolo, que servia para diminuir a pressão na caixa, que provocava a inspiração; o inverso produzia a expiração. Figura reproduzida a partir da referência 4.
Em 1876, Alfred Woillez construiu o primeiro pulmão de ferro funcionante, que chamou de “espiróforo” (5). Foi proposto colocar esses ventiladores ao longo do rio Sena para ajudar as vítimas de afogamento. O primeiro pulmão de ferro a ser amplamente utilizado foi desenvolvido em Boston por Drinker e Shaw em 1929 e usado para tratar pacientes com poliomielite - Figura 2 (6).
Figura 2: Esta fotografia histórica de 1960 retrata uma enfermeira cuidando de uma vítima de uma epidemia de pólio em Rhode Island, que estava dentro de um respirador de Emerson, também conhecido como 'pulmão de ferro'. Dispositivos como esses eram usados por pacientes com pólio cuja capacidade de respirar estava paralisada devido a esta doença viral incapacitante. Por: CDC, Cortesia: Public Health Image Library. Foto de Domínio Público.
Origens da Ventilação de pressão positiva (década de 1950 até o presente)
O ressurgimento da poliomielite marcou um divisor de águas na história da ventilação mecânica. Antes dessa época, acreditava-se que a ventilação mecânica tinha alguma utilidade, mas não era amplamente usada. Posteriormente, os benefícios da ventilação foram dramáticos e óbvios, levando ao seu uso generalizado em todo o mundo (7).
A epidemia de Pólio em Copenhagen nos anos 50 teve uma mortalidade excessivamente (> 80%). Na época, a maioria dos médicos acreditava que os pacientes estavam morrendo de insuficiência renal causada por uma viremia sistêmica avassaladora.
Bjorn Ibsen, um anestesiologista treinado em Boston no laboratório de Beecher, percebeu que esses sintomas não eram causados por insuficiência renal, mas por insuficiência respiratória. Como tal, ele recomendou traqueostomia e ventilação com pressão positiva. O médico-chefe do hospital, inicialmente rejeitou essa abordagem, mas logo cedeu quando Ibsen demonstrou sua eficácia. A mortalidade caiu drasticamente - de 87% para aproximadamente 40%, quase da noite para o dia (8).
Cuidar de todos esses pacientes era um grande problema logístico, pois não havia ventiladores de pressão positiva, de modo que os pacientes tinham que ser “ensacados”. No auge da epidemia, 70 pacientes estavam sendo ventilados manualmente ao mesmo tempo. No total, ao final da epidemia, cerca de 1.500 alunos forneceram ventilação manual por um total de 165.000 horas. Uma abordagem para o desafio logístico era cuidar de todos esses pacientes em um único local. Isso levou às primeiras UTIs como as conhecemos hoje (8).
Nos últimos 60 anos, muitos aspectos técnicos dos ventiladores melhoraram drasticamente em relação ao fornecimento de fluxo, válvulas de expiração, uso de microprocessadores, melhor disparo, melhor fornecimento de fluxo e o desenvolvimento de novos modos de ventilação (por exemplo, ventilação assistida proporcional [PAV] e assistência ventilatória ajustada neuralmente [NAVA], etc.).
Muitas dessas melhorias nos forneceram ventiladores e cuidados muito melhores para os pacientes ventilados mecanicamente, mas os principais avanços recentes na VM não estão relacionados a essas melhorias, mas ao nosso melhor entendimento da fisiopatologia da ventilação, tanto as boas quanto as ruins (8).
A pandemia do novo coronavírus é um novo desafio para os sistemas de cuidados intensivos em todo o mundo. Ter suporte e acesso a um bom (e confiável) treinamento em ventilação mecânica deve ser mandatório nos próximos anos para todos os profissionais de saúde envolvidos em cuidados dentro da UTI. A prestação de cuidados intensivos adequados para insuficiência respiratória aguda é a pedra angular para salvar a vida dos pacientes.
Leia mais: Pneumonia associada à ventilação mecânica: como prevenir?
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Roberta Fittipaldi é colaboradora da Academia Médica e professora do curso Ventilação Mecânica On-line, uma um curso para se manter atualizado e ainda aprender de vez Ventilação Mecânica, com o intuito de melhorar a qualidade e segurança do paciente, intensivo ou não, que necessita de suporte ventilatório.
É também doutora em Ventilação Mecânica pela FMUSP, especialista em Educação Medica pela Harvard TH Chan e médica intensivista das UTIs respiratórias do HIAE e Incor.
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Texto elaborado por Diego Arthur Castro Cabral
Referências
Slutsky, A. S. (2015). History of mechanical ventilation. From Vesalius to ventilator-induced lung injury. American journal of respiratory and critical care medicine, 191(10), 1106-1115.
Sternbach GL, Varon J, Fromm RE, Sicuro M, Baskett PJ. Galen and the origins of artificial ventilation, the arteries and the pulse. Resuscitation 2001;49:119–122.
Vesalius ADe humani corporis fabrica. 1543.
Jones AF, inventor; Improvement in vacuum apparatus for treating diseases. U.S. patent 44,198 A. September 13, 1864.
Emerson JH, Loynes JA. The evolution of iron lungs: respirators of the body-encasing type. Cambridge: JH Emerson & Company; 1958.
Drinker P, Shaw LA. An apparatus for the prolonged administration of artificial respiration: I. A design for adults and children. J Clin Invest 1929;7:229–247.
Sykes MK, Bunker JP. The anaesthetist and the fever hospital. In: Sykes MK, Bunker JP, editors. Anaesthesia and the practice of medicine: historical perspectives. London: The Royal Society of Medicine Press Ltd. 2007. pp. 161–171.
Lassen HC. A preliminary report on the 1952 epidemic of poliomyelitis in Copenhagen with special reference to the treatment of acute respiratory insufficiency. Lancet 1953;261:37–41.