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Avaliação cintilográfica da distribuição e deposição pulmonar de radioaerossol baseada na análise anatômica e efeito da variação do fluxo e aquecimento na deposição pulmonar do radioaerossol através do sistema de alto fluxo com cânula nasal

SILVA, Luciana Alcoforado Mendes da, também é conhecida em citações bibliográficas por: ALCOFORADO, Luciana

Main Author: SILVA, Luciana Alcoforado Mendes da
Other Authors: ANDRADE, Armele de Fátima Dornelas de
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2018
Subjects:
Terapia respiraratória
Aerossóis
Pulmões-doenças
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25517
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spelling ir-123456789-255172019-10-26T04:22:47Z Avaliação cintilográfica da distribuição e deposição pulmonar de radioaerossol baseada na análise anatômica e efeito da variação do fluxo e aquecimento na deposição pulmonar do radioaerossol através do sistema de alto fluxo com cânula nasal SILVA, Luciana Alcoforado Mendes da ANDRADE, Armele de Fátima Dornelas de http://lattes.cnpq.br/9585021816047163 http://lattes.cnpq.br/2911134983219799 Terapia respiraratória Aerossóis Pulmões-doenças SILVA, Luciana Alcoforado Mendes da, também é conhecida em citações bibliográficas por: ALCOFORADO, Luciana Introdução: Vários são os desafios relacionados à aerosolterapia desde a eficácia e efetividade de sua oferta, bem como, busca de novos métodos para análise das imagens adquiridas e a precisão dos locais de deposição da distribuição do aerossol. A deposição do radioaerossol avaliado por meio da cintilografia de inalação pulmonar utilizando sistemas de alto fluxo com cânula nasal (AFCN), em humanos, não é conhecido, assim como, a estimativa da distribuição da deposição do radioaerossol utilizando o conceito de Grayscale por meio da determinação da Voxel Influence Matrix (VIM), fornecendo estimativas mais precisas dos índices de deposição pulmonar. Objetivos: Artigo Original 1- Descrever um novo método para analisar as imagens cintilográficas de deposição do radioaerossol baseado em regiões de interesse (ROIs) anatomicamente derivadas que permite estimar a deposição do radioaerossol nas vias aéreas centrais delimitando-a das demais áreas do pulmão de forma objetiva e sistemática. Artigo Original 2 - Comparar o efeito do fluxo do gás , aquecimento e umidificação na deposição e distribuição do radioaerossol durante a utilização do sistema de HFNC em adultos saudáveis. Materiais e Métodos: Dois artigos foram desenvolvidos a partir da inalação do radioaerossol (99mTc-DTPA, atividade 1mCi e 25 mCi) com 1ml de solução salina a 0,9%. No primeiro, imagens cintilográficas de 15 pacientes com diagnóstico clínico de asma moderada a grave (12 mulheres e 3 homens) foram avaliadas por meio de um software desenvolvido para analisar as imagens cintilográficas e reconstruir os dados em pixels a partir da intensidade da Grayscale. Dois formatos diferentes de ROIs foram delimitadas – anatômico (aROI) e box (bROI) – e estimando valores da razão de contagens periférica e central (P/C) e o índice de penetração do radioaerossol (IPR). No segundo, 23 indivíduos adultos saudáveis de ambos os sexos entre 18 e 65 anos foram randomicamente alocados em três grupos de acordo com o fluxo de oxigênio 10L/min (n = 8), 30L/min (n = 7) e 50L / min (n = 8). Tecnécio-99m marcado com 1mCi foi adicionado a 1ml de soro fisiológico a 0,9% e foi administrado por um nebulizador de membrana (Aerogen Solo, Aerogen Ltd, Galway, Irlanda) acoplado ao umidificador e ofertado através da AFCN. Imagens dos pulmões, das vias aéreas superiores, do estômago e dos componentes do dispositivo foram obtidos com a cintilografia. Resultados: No primeiro estudo, verificou-se que a razão P/C foi influenciada pelo formato dos ROI’s superestimando valores, principalmente para a região central quando comparado aROI e bROI (1,75 ± 0,33 versus 1,19 ± 0,24, p<0,001). Quanto a valores de IPR, não observamos diferenças nas estimativas 2D ao comparar aROI com bROI ( 0,651± 0,125 versus 0,651± 0,131, p= 0,948). Quando comparados IPR 2D e 3D, observou-se que nos ROI’s anatômicos esses valores foram superestimados em 28 vezes e no Box, 36 vezes (p < 0,001). No segundo artigo verificou-se que a deposição nos pulmões foi de 3 a 5 vezes superior ao utilizar o fluxo de 10 L/min quando comparado a 30 e 50 L/min (11,81 ± 4.90 %, 3,76 ± 1.36 % e 2,23 ± 0.81 %, respectivamente; p <0,001). A deposição na cânula nasal foi superior em taxas de fluxos mais elevados (50 L/min- 13,77 ± 3,7%, p <0,001) em comparação com 30 L/min (9,76 ± 2,47 %) e 10 L/min (6,51 ± 2,46 %). No sistema não aquecido, a massa inspirada de aerossol foi semelhante a condição aquecida no fluxo de 10L/min, porém a altos fluxos (30L/min e 50L/min) observou-se uma maior deposição no sistema não aquecido (p = 0,011). Quanto a correlações, uma correlação negativa foi observada entre deposição pulmonar e filtro expiratório e positiva com a cânula. Conclusão: Considerando o primeiro artigo, nossos resultados apontam que a expansão do conceito bidimensional dos ROI’s para o domínio Grayscale através da definição do modelo VIM permitiu uma melhor predição de valores relacionados ao padrão de distribuição da deposição do radioaerossol na árvore traqueobrônquica. No segundo artigo, nossos resultados também sugerem que a administração do aerossol através AFCN é capaz de promover uma efetiva deposição do aerossol a partir de ajustes no fluxo e na umidificação do sistema. CNPq Background: There are several challenges related to aerosol therapy since the efficacy and efectiveness of aerosol delivery, as well as the acquired image analysis and accuracy of the aerosol distribution. Radioaerosol deposition assessed by scintigraphy using High Flow Nasal Cannula (HFNC) in humans have not been known, as the estimated distribution of radio-aerosol using the concept of Voxel Influence Matrix (VIM) providing more precise estimates of the pulmonary deposition indexes. Aims: Original Article 1 – To describe a new method to analysis the scintigraphics images from the radio-aerosol deposition based on anatomically derived regions of interest (ROIs) to allow estimate radio-aerosol deposition on the central airways delimiting it from the other pulmonary areas objectively and systematically. Original Article 2 – To compare the effect of gas flow, heating and humidification on the deposition and distribution of radio-aerosol during the use of HFNC in healthy subjects. Methods: Two articles were developed involving radio-aerosol inhalation (99m Tc-DTPA, activity of 1mCi and 25 mCi). Firstly, scintigraphy images of 15 patients with clinical diagnosis of moderate to severe asthma (12 females and 3 males) were evaluated using a soft ware developed to analyze the scintigraphy images and to reconstruct data in pixels from the intensity of Grayscale. We delimited two different formats of ROIs – anatomical (aROI) and box (bROI) – and estimating values from the ratio of the peripheral and central counts (P/C) and radio-aerosol penetration index (RPI). Secondly, 23 healthy adults from both sexes between 18 to 65 years were randomly allocated into three groups according to the oxygen flow of 10L/min (n=8), 30 L/min (n =7) and 50 L/min (n=8). Technetium-99m labelled with 1 mCi was mixed to 1 mL of 0.9% saline solution and administered through a vibrating mesh nebulizer (Aerogen Solo) coupled to the humidifier and delivered through HFNC. Images of the lungs, upper airways, stomach and devices components were obtained by scintigraphy. Results: In the first study, we verified that P/C ratio was influenced by the ROIs format overestimating values, mainly for central region when comparing aROI and bROI (1.75 ± 0.33 versus 1.19 ± 0.24, p<0.001). Regarding the RPI, we did not observed differences to estimate 2D compared to aROI and bROI (0.651± 0.125 versus 0.651± 0.131, p= 0.948). When comparing RPI 2D and 3D, we observed that anatomical ROIs these values were overestimated 28 fold and 36 fold to the box model. In the second article, pulmonary deposition was 3 to 5 fold higher using flow of 10L/min when compared to 30 and 50 L/min (11.81 ± 4.90, 3.76 ± 1.36 e 2.23 ± 0.81, respectively; p <0,001). Deposition on HFNC was superior using high flows (50L/min- 13.77 ± 3.7 %, p <0.001) in comparison to 30 L/min (9.76 ± 2.47 %) and 10L/min (6.51 ± 2.46 %). Inspired mass of radio-aerosol in the heated system was similar using 10L/min, but when considering the high flows (30L/min e 50L/min), we observed a higher deposition through the unheated system (p = 0.011). For the correlations, we found a negative correlation between lung deposition and expiratory filter, but a positive correlation between lung deposition and HFNC. Conclusion: Considering the first article, our results indicate that the expansion of two-dimensional concept of ROIs for Grayscale domain through the definition of the VIM Model allowed a better prediction values regarding to the radio-aerosol distribution pattern on the tracheobronquial tree. On the other hand, the second study suggested that administration of the radio-aerosol through HFCN is able to deliver clinically relevant dose into the lungs according to the adjustments in the flow and humidification system. 2018-08-09T22:23:32Z 2018-08-09T22:23:32Z 2016-03-07 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25517 por embargoedAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Biologia Aplicada a Saude
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