Fisioter Bras. 2023;24:(5):661-69
ARTIGO
ORIGINAL
Descrição
e desenvolvimento de um Incentivador Respiratório a Fluxo (Inspiratio)
Description and development of a Flow Breathing
Encourager (Inspiratio)
Alexandre
Jung1, Aline Felicio Bueno Ingrassia2,
Vanessa Simon da Silveira2, Luiz Alberto Forgiarini
Junior3, Alexandre Simões Dias2
1Clínica de Reabilitação Cardíaca
Alexandre Jung, Lajeado, RS, Brasil
2Universidade Federal do Rio Grande do
Sul. Porto Alegre, RS, Brasil
3Universidade Católica de Pelotas (UCPEL),
RS, Brasil
Recebido
em: 18 de junho de 2023; Aceito em: 29 de setembro de 2023.
Correspondencia: Alexandre Jung, alexandrejung31@gmail.com
Como citar
Jung A, ngrassia AFB, Silveira VS, Forgiarini
Junior LA, Dias AS. Descrição e desenvolvimento de um Incentivador Respiratório
a Fluxo (Inspiratio). Fisioter
Bras. 2023;24(5):661-69. doi: 10.33233/fb.v24i5.5491
Resumo
Objetivo: Descrever o desenvolvimento de um
incentivador respiratório a fluxo, denominado Inspiratio.
Métodos: Estudo do tipo transversal. Inspiratio,
desenvolvido por 3 fisioterapeutas, é composto por papel de corpo único, que
pode ter 3 diferentes gramaturas, com dobras horizontais e verticais. As
variáveis mensuradas nos testes foram: Pressão Inspiratória Máxima (PImáx) e Pressão Expiratória Máxima (PEmáx), fluxo, volume e níveis de CO2
exalado (EtCO2). Resultados: O Inspiratio
foi desenvolvido e registrado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial
(INPI). Este dispositivo caracteriza-se por ser de uso individual e
descartável, não necessitando de um processo de esterilização. Foram
desenvolvidas 3 diferentes gramaturas que estão diretamente associadas a
resistência nas vias aéreas assim como pressão dos músculos respiratórios. Conclusão:
O desenvolvimento de equipamentos nacionais contribui com a melhoria em
diversas áreas da saúde, e por isso o Inspiratio é de
grande importância, pois pode ser utilizado por pacientes que são assistidos
por profissionais que atuam nas áreas da terapia intensiva, internação
hospitalar e também na assistência domiciliar.
Palavra-chave: inovação; inspirometria
de incentivo; fisioterapia.
Abstract
Objective: To describe the development of a
respiratory flow incentive, called Inspiratio. Methods:
Cross-sectional study. Inspiratio, developed by three
phisiotherapists, is composed of single-body paper,
and can have three different weights, with horizontal and vertical folds. The
variables measured in the tests were: Maximum Inspiratory Pressure (MIP) and
Maximum Expiratory Pressure (MEP), flow, volume and levels of exhaled CO2
(EtCO2). Results: Inspiratio was
developed and registered at the National Institute of Industrial Property
(INPI). This device is characterized by being single use and disposable, not
requiring a sterilization process. Three different weights were developed that
are directly associated with resistance in the airways as well as pressure of
the respiratory muscles. Conclusion: The development of national
equipment contributes to the improvement in several areas of health, and that
is why Inspiratio is of great importance, as it can
be used by patients who are assisted by professionals who work in the areas of
intensive care, hospitalization and, also, in home care.
Keywords: innovation; incentive spirometry;
physical therapy.
A
Fisioterapia atua numa grande diversidade de situações clínicas como a
imobilidade, período pós-operatório, doenças respiratórias, bem como pode ser
utilizada durante o processo de envelhecimento. A situação mais prevalente são
as complicações pulmonares, pois, nestes casos, ocorre uma redução no volume
pulmonar e diminuição da capacidade residual funcional (CRF) [1]. Esse quadro
pode contribuir para o desenvolvimento da insuficiência respiratória, levando
os pacientes a utilizarem um suporte ventilatório, seja ele invasivo ou não
invasivo [2].
Diante
desta situação clínica, a fisioterapia respiratória é bem indicada, e as
técnicas de terapia de expansão pulmonar são as mais utilizadas [3,4]. Na década
de 70, foi inserido na assistência dos pacientes a inspirometria
de incentivo (II), pois, além de auxiliar no autotratamento
dos indivíduos, contribui para que exista uma interação direta entre os
pacientes e o profissional que orienta o tratamento. Este dispositivo gera um
mecanismo do feedback visual quando o paciente faz uma inspiração máxima e
sustentada, a partir da Capacidade Residual Funcional (CRF) até atingir a
capacidade pulmonar total (CPT). A manobra eleva as pressões transpulmonares, abre os alvéolos colapsados e aumenta a
ventilação de zonas pulmonares pouco ventiladas [5,6].
A
inspirometria de incentivo tem seu emprego muito bem
definido no processo de reabilitação, pois causa uma rápida insuflação
pulmonar, restaura os volumes e as capacidades pulmonares. Sua maior indicação
é no momento pós-operatório de cirurgias cardíacas, torácicas e abdominais, já
que os pacientes apresentam, na sua maioria, complicações pulmonares
decorrentes dos efeitos do procedimento cirúrgico, anestesia e da dor [7]. A
diminuição da mobilidade da parede torácica e da expansão pulmonar faz com que
os indivíduos realizem respirações rápidas e superficiais, podendo também gerar
atelectasias e disfunção pulmonar, o que ocasiona um aumento na morbi-mortalidade e maiores custos ao sistema de saúde
[7,8].
Equipamentos
projetados para estimular inspirações profundas, lentas e sustentadas, com
estímulo visual que funcionam a volume ou a fluxo são os indicados [9]. Pascotini et al. [10] compararam os efeitos da inspirometria de incentivo a
volume e fluxo, sobre a função pulmonar, força muscular respiratória e
mobilidade tóraco-abdominal de idosos saudáveis. Os
autores demonstraram que ambos os incentivadores foram eficazes na melhora da
função pulmonar, força muscular respiratória e mobilidade tóraco-abdominal
em idosos saudáveis, mostrando-se bons aliados da fisioterapia respiratória
nesta população.
Nesse
sentido, os incentivadores respiratórios a fluxo são uma estratégia utilizada
em grande escala, já que apresentam um baixo custo e uma grande praticidade
durante as manobras. No entanto, melhorias e aperfeiçoamentos tecnológico são
necessários para alcançar resultados clínicos mais significativos [11].
Nesse
sentido, o presente estudo tem o objetivo de descrever os processos para o
desenvolvimento de um incentivador respiratório a fluxo, denominado Inspiratio, e, comparar sua efetividade nas variáveis
pressões respiratórias, fluxo e volume e níveis de CO2.
Desenho
do estudo
Este
é um estudo do tipo transversal, realizado no Hospital de Clínicas de Porto
Alegre (HCPA), especificamente no Serviço de Engenharia Biomédica do Hospital,
no período de julho de 2022 a janeiro de 2023.
Desenvolvimento
do Inspiratio
O
Inspiratio foi idealizado e desenvolvido por uma
equipe composta por três fisioterapeutas que apresentavam experiência na área
da Fisioterapia Respiratória. Para os testes de comparação entre os
dispositivos foram incluídos na equipe dois engenheiros biomédicos.
O
dispositivo utilizado é composto por papel de corpo único, e pode ter 3
diferentes gramaturas, com dobras horizontais e verticais, que ao se unirem
formam ângulos que remetem a figura de uma sanfona (Figura 1). Após realizado a
dobradura e a colagem, o dispositivo apresenta orifícios que possibilitam a
entrada e a saída do ar no dispositivo. Após a realização da montagem é
utilizado um bocal no orifício que fica na porção medial do equipamento, com o
objetivo de facilitar o fluxo inspiratório e expiratório (Figura 1). O
dispositivo é composto por: corpo anterior (1); orifício central (2); um corpo
posterior composto pelas dobras (3).
A
resistência inspiratória e expiratória é gerada pelo número de dobras que
compõem o dispositivo e pela gramatura do papel utilizado. Foram analisadas
diferentes gramatura de papel, sendo elas: 205, 215 e 260 g/m2.
Figura
1 - Ilustração do
dispositivo Inspiratio, no plano lateral (1a),
frontal (1b) e com bucal (1c)
Comparação
do Inspiratio com incentivadores de incentivo
Foi
realizada a comparação do Inspiratio com outros
equipamentos que também utilizaram o fluxo como variável de funcionamento. Cada
um destes dispositivos caracterizava-se por três colunas transparentes com
esferas, que se elevam com a manobra ventilatória de inspiração máxima, sendo a
pressão inspiratória obtida descrita em cmH20. O objetivo deste procedimento
foi avaliar a equivalência do equipamento desenvolvido com aparelhos utilizados
no mercado.
Os
dispositivos foram avaliados no Serviço de Engenharia Biomédica do Hospital de
Clínicas de Porto Alegre, e as variáveis mensuradas nos testes foram: Pressão
Inspiratória Máxima (PIMáx) e Pressão
Expiratória Máxima (PEMáx), fluxo, volume
e níveis de CO2 exalado (EtCO2), sendo todos os valores obtidos
registrados em forma de valores e gráficos. Os testes de PIMáx
e PEMáx, foram mensurados através de um Manovacuômetro Digital MVD 300-U (Homed
- São Paulo, Brasil), que realiza leituras inspiratórias e expiratórias. O
fluxo foi mensurado pelo sensor de Fluxo Sensirion
SFM3300-AW (Mouser Brasil, São Paulo, Brasil), e os
níveis de EtCO2, através do Capnógrafo Medlab (Medlab, São Paulo,
Brasil). Cada variável foi obtida com a conexão dos aparelhos a um Tubo-T desenvolvido pelo serviço de Engenharia Biomédica do
HCPA.
Análise
estatística
Foi
utilizada estatística descritiva e inferencial, por meio da descrição das
médias e desvios-padrão (DP) das variáveis e equivalência entre elas.
O
Inspiratio foi desenvolvido e registrado no Instituto
Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Carta Patente Nº BR 102021023052-5.
Um dos objetivos para a criação do dispositivo, foi além de auxiliar na terapia
utilizada, desenvolver aparelho de baixo custo e que fosse descartável, não
necessitando passar por precesso de esterilização.
O
presente dispositivo apresenta a possibilidade de várias configurações, o
fechamento e a abertura da sanfona podem exercitar
também os músculos respiratórios, bem como proporcionar ao paciente um feedback
visual, movimento característico dos incentivadores respiratórios. Suas
variáveis são o tamanho, a gramatura e tipo do papel, e número de sanfonas ou
dobras.
Primeiramente
foi realizada uma análise do volume do equipamento a partir da largura do
mesmo. Na tabela I, foi demonstrado o Volume em centímetros cúbicos contido no
dispositivo nas diversas larguras e nas diferentes dobras (sanfonas). Estas
dobras são responsáveis juntamente com a gramatura do dispositivo pela
resistência imposta a manobra ventilatória. O dispositivo foi analisado em
relação a sua área interna em centímetros cúbicos de acordo com sua largura, 7,
8 e 9 cm.
Tabela
I - Análise de
volume do dispositivo relacionado ao diferente número de dobras (sanfonas)
Em
relação a avaliação das gramaturas utilizadas, foram escolhidas 3 diferentes
gramaturas baseadas na resistência inspiratória gerada, sendo elas:
1 -
Produto infantil (resistência leve) - gramatura de 205 g gerando resistência de
-10 cmH20;
2 -
Produto adulto (resistência moderada) - gramatura de 215 g gerando resistência
de -20 cmH20;
3 -
Produto adulto (resistência alta) - gramatura de 260 g gerando resistência de
-30 cmH20.
Quando
comparado o Inspiratio com 3 diferentes equipamentos
disponíveis no mercado, o mesmo apresentou equivalência em relação as variáveis
Pressão Inspiratória Máxima (PIMáx) e
Pressão Expiratória Máxima (PEMáx), fluxo,
volume e níveis de CO2 exalado (EtCO2).
Este
estudo foi realizado com o objetivo de desenvolver um equipamento de
fisioterapia respiratória para pacientes internados no hospital e na unidade de
terapia intensiva, possibilitando o aprimoramento da função pulmonar dos
pacientes durante o atendimento fisioterapêutico, especialmente na beira do
leito. Outro ponto a ser destacado foi a busca da inovação e do desenvolvimento
tecnológico associados à saúde. Este equipamento é essencial no âmbito
econômico e social, levando em conta as vantagens que proporciona ao
profissional e ao paciente, bem como o impulso tecnológico relacionado a saúde
e a sua acessibilidade.
Um
estudo realizado por Barra et al. [12] demonstraram que há uma crescente
construção de novas tecnologias nas últimas décadas, as quais buscam o
desenvolvimento de ferramentas que possibilitam melhorias no desempenho dos
usuários e nos resultados alcançados pelos pacientes nos mais diversos
contextos, algo semelhante ao dispositivo apresentado em nosso estudo.
Os
inspirômetros de incentivo são equipamentos que
encorajam o paciente, por meio de um feedback visual, pois quando
realizada uma inspiração máxima, numa única tentativa, os volumes pulmonares
aumentam, especialmente no período pós-operatório [13]. Após a realização da
cirurgia, existe um comprometimento da função do sistema respiratório como a hipoventilação, prejuízo da respiração profunda, padrão
respiratório monótono e diminuição da eficácia da tosse [14,15]. Assim, o
desenvolvimento de ferramentas que permitam aprimorar a função muscular
respiratória e melhorar os volumes pulmonares são de grande valia para o
tratamento alcançar o efeito desejado.
Um
importante fator a ser destacado com o desenvolvimento do Inspiratio
foi que além de contribuir com o aumento dos volumes pulmonares pode auxiliar
na força dos músculos respiratórios. Recentemente, Pascotini
et al. [16] compararam a utilização de inspirômetro
de incentivo a fluxo e a volume em idosos e
demonstraram que ambos os incentivadores foram eficazes na melhora da função
pulmonar, força muscular respiratória e mobilidade tóraco-abdominal
em idosos saudáveis, mostrando-se bons aliados da fisioterapia respiratória.
A
literatura é escassa quando se trata dos efeitos da utilização de inspirômetro de incentivo em pacientes saudáveis. Weindler e Kiefer [17] observaram que há um aumento
significativo da PImáx com a utilização de
inspirometro de incentivo a
volume e/ou fluxo no pós-operatório de cirurgia cardíaca e abdominal. Ainda, há
dados na literatura demonstrando um efeito dos dispositivos sobre os volumes
pulmonares e mobilidade tóracoabdominal, porém parece
que o Inspirômetro a fluxo gera uma maior atividade
muscular respiratória [18].
Este
estudo apresenta como ponto positivo a inovação tecnológica em Fisioterapia
assim como o desenvolvimento de um equipamento de baixo custo. Entretanto,
devemos salientar algumas limitações do mesmo, tais como: o presente estudo
visa a avaliação do desenvolvimento do equipamento não sendo o mesmo testado em
pacientes, e ainda, a comparação clínica com diferentes ferramentas
disponíveis. Nosso grupo de pesquisa já vem realizando ambos os estudos e futuramente
poderemos discutir e apresentar tais dados.
O
desenvolvimento de equipamentos nacionais para a área da saúde deve ser
estimulado, e o inspirometro de incentivo apresentado
(Inspiratio) é de grande importância para
profissionais atuantes em unidades de terapia intensiva, bem como aqueles que
atuam na unidade de internação hospitalar, pois contribuiu diretamente com o
aprimoramento da função pulmonar e dos músculos respiratórios dos pacientes.
Conflitos
de interesse
Os
autores declaram não haver conflito de interesse.
Fontes
de financiamento
Não
há fontes de financiamento.
Contribuição
dos autores
Concepção
e desenho da pesquisa:
Jung A, Dias AS; Coleta de dados: Jung A, Ingrassia
AFB, Silveira VS, Dias AS; Análise e interpretação dos dados: Jung A, Ingrassia AFB, Silveira VS, Forgiarini
Junior LA, Dias AS; Análise estatística: Jung A, Forgiarini
Junior LA, Dias AS; Redação do manuscrito: Jung A, Ingrassia
AFB, Silveira VS, Forgiarini Junior LA, Dias AS; Revisão
crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Forgiarini Junior LA, Dias AS