Seminário - dispositivos de infusão

Seminário – Dispositivos de Infusão e
Circulação extra-corpórea
IA 748 – Instrumentação Biomédica
Professor: Sérgio Muhlen
ANDERSON ALBERTO RAMOS

PARTE 1 – DISPOSITIVOS DE INFUSÃO

• PARTE 1: DISPOSITIVOS DE INFUSÃO
• INTRODUÇÃO
• HISTÓRICO
• CRITÉRIOS DE DESEMPENHO
• APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE INFUSÃO
• TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO
• DIAGRAMA DE BLOCOS
• TIPOS DE MECANISMOS DE INFUSÃO
• CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE INFUSÃO
• ACIDENTES COM BOMBAS DE INFUSÃO

Clinical Engineering – Principles and applications in engineering series, Yadin David, Joseph D. Bronzino, et. Al.
• O sistema circulatório é o caminho
primário do corpo para ambas as
distribuições de oxigênio e outros
nutrientes e a remoção de dióxido de
carbono (CO2) e outros produtos
residuais;
• O ciclo completo para todo o suprimento
de sangue no corpo em um adulto
saudável ocorre em 60 segundos, então
substâncias introduzidas dentro do
sistema circulatório são distribuídas
rapidamente;
Dee Unglaub Silverthorn
INTRODUÇÃO

• As rotas de acesso intra-venosa (IV) e intra-arterial são um caminho eficiente para o
fornecimento de fluído, sangue e medicamentos para os órgãos vitais dos pacientes;
INTRODUÇÃO

Vias Periféricas (mão, braço) Vias Centrais (próximo do
coração)
dos pacientes hospitalizados recebem terapia
de infusão;
• Aproximadamente
• Veias centrais e periféricas são utilizadas para a maioria das infusões:
INTRODUÇÃO

Fornecimento epidural
de anestésicos e
analgésicos;
Fornecimento pela artéria
umbilical (neonatos);
Fornecimento de nutriente
pela artéria (enteral);
INTRODUÇÃO

• Uma variedade de dispositivos pode ser usado para providenciar o fluxo
através do catéter intra-venoso;
• Catéter intravenoso – Indicado para terapias intra-venosas, em infusões curto
período;
INTRODUÇÃO
- Agulha Introdutora: Fabricada em aço inoxidável
AISI 304, bisel trifacetado;
- Catéter: Tubo em fluoroetilenopropileno;
• Características:
- Protetor do cateter: Fabricado em policarbonato
grau médico;

• Um sistema de infusão intra-venoso consiste tipicamente de 3 principais
componentes:
• ;
(1) - Reservatório de
fluído e drogas;
(2) – Sistema de catéter; (3) – Dispositivo de
regulação e/ou geração de
fluxo;
INTRODUÇÃO

1950
40% das drogas
eram
administradas
na forma
intravenosa
60´s
Rochester
introduz
administração
de fluídos
intravenosos
1963
Primeiro dispositivo
automático de infusão –
infusor cronométrico da
Watkins “chronofuser”:
70´s
Introdução da
eletrônica
analógica aliada a
motores C.C.
80´s
Eletrônica digital
(microcontroladores)
aliada a motores de
passo, cronoterapia
90´s
Sensores para
controle em
malha fechada,
algoritmos de
correção e
modelamento do
controle biológico
HISTÓRICO

Avanços das bombas de infusão
EMR70-80’s 2000’s 2010’s1990’s
Bombas básicas
(Fluxo/Tempo)
Bombas com
biblioteca de
drogas
Bombas
inteligentes
(Limites de
concentração)
Bombas
inteligentes,
bombas wireless
com servidor
Bombas com
interoperabilidade
HISTÓRICO

• O sistema de infusão ideal regula a concentração de droga no corpo
para alcançar e manter o resultado esperado;
• Quando o efeito da droga não pode ser monitorado diretamente , é
frequentemente assumido que uma concentração específica sanguínea
ou taxa de infusão alcançará o objetivo terapêutico;
• Embora infusão abaixo do suficiente não providencia a terapia
necessária e infusão acima do suficiente pode produzir sérios efeitos
tóxicos;
• A taxa terapêutica e os riscos associados com a infusão abaixo ou acima
do suficiente são dependentes da droga e paciente;
CRITÉRIOS DE DESEMPENHO

• Infusão via intravenosa de fluídos e eletrólitos frequentemente não
requer uma regulação de alta precisão;
• Pacientes com baixo risco podem geralmente tolerar bem uma
variabilidade de taxa de infusão de + ou - 30% para fluídos;
• Em algumas situações, entretanto, especificamente para pacientes com
restrição de fluídos, ou infusão prolongada abaixo ou acima do
suficiente de fluídos pode comprometer os sistemas renais e
cardiovasculares do paciente;
• A infusão de muitas drogas, especialmente agentes cardioativos
potentes, requerem alta precisão;
• Os critérios de desempenho para o fornecimento de drogas têm
múltiplos fatores: droga, restrição do fluído e risco do paciente. Os
requerimentos necessários precisam ser balanceados entre o custo do
disposito e o impacto da produtividade clinica;
CRITÉRIOS DE DESEMPENHO

• Os dispositivos de infusão ambulatoriais ou de uso geral servem para
introduzir no sistema circulatório de pacientes, líquidos e agentes
farmacológicos por via intravenosa (IV), epidural (na medula nervosa da
coluna vertebral) e, menos frequentemente, intra-arteriais, em
aplicações diversas como:
• Manutenção dos níveis apropriados de fluídos de um paciente durante e após cirurgias;
APLICAÇÕES DOS SISTEMAS DE
INFUSÃO
INFUSÃO

• Os dispositivos de infusão ambulatoriais ou de uso geral servem para
introduzir no sistema circulatório de pacientes, líquidos e agentes
farmacológicos por via intravenosa (IV), epidural (na medula nervosa da
coluna vertebral) e, menos frequentemente, intra-arteriais, em
aplicações diversas como:
• tratamento de queimaduras e controle de desidratação em pacientes pediátricos;
INFUSÃO
INFUSÃO

- Nutrição parenteral (endovenosa) total (TPN) de pacientes;
- Complementa ou substitui
completamente a alimentação
via oral;
- Pacientes: recém-nascidos pré-maturos, pacientes
submetidos a cirurgias gastrointestinais;
- Componentes da nutrição:
Água, glicose, aminoácidos,
lipidios, Na, K, Ca, vitaminas;
- TPN: Oferece todos os
nutrientes essenciais para suprir
as necessidades básicas;
- PPN: Suplemento para
completar a oferta calórica via
enteral ou oral;
INFUSÃO
INFUSÃO

• A administração de drogas, através de pílulas ou injenções, resultam em
flutuações da concentração da droga ao longo do tempo, ou seja, a
concentração pode estar na região não efetiva ou acima da região
terapêutica, o que ocasiona efeitos tóxicos no paciente;
INFUSÃO
INFUSÃO
• Infusão de drogas, em quantidades efetivas e não tóxicas, de forma
contínua (ex. Hormônio do crescimento) ou intermitente (ex.
Antibióticos);

• A infusão contínua de drogas reduz as flutuações e, se a taxa de infusão
for correta, assegura uma ação terapêutica contínua:
Drogas vasoativas,
para controlar
pressão arterial
Anestésicos durante
cirurgias
Quimioterapia para
tratamento de câncer
Agentes indutores de
trabalho de parto
Drogas anti-
arrítmicas
Insulina
Supressores de dor
Hormônios
• A infusão contínua de drogas pode ser usada para aplicação de:
INFUSÃO
INFUSÃO

Equipo com
controle de
fluxo
manual
Controlador
de infusão
Bomba de
infusão
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO

• A pressão de infusão
é a diferença entre a
pressão hidrostática
gerada pela coluna de
líquido no equipo e a
pressão venosa (que
varia em torno de 10
mmHg);
Consiste de um reservatório com o
líquido a ser infundido;
pinça rolete ou chapinha
metálica (grampo) para
comprimir o tubo do equipo e
controlar o fluxo do líquido
para o paciente;
câmara de gotejamento;
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – EQUIPO
COM CONTROLE DE FLUXO MANUAL

VANTAGENS: DESVANTAGENS:
- Baixo custo;
- Simplicidade na operação;
- Imprecisão;
- Fluxo varia no tempo;
- Redução da coluna de líquido;
- Variações da pressão venosa;
- Altura do reservatório;
- Viscosidade e a temperatura
do líquido;

Aplicado em veias periféricas,
região em que a pressão
sanguínea é baixa
Em veias centrais e artérias a
pressão sanguínea é alta, a
pressão gerada pelo sistema de
infusão não ultrapassa a
pressão do sangue
A pressão gerada por esse
sistema de infusão é baixa
Contagem das gotas por
unidade de tempo, possui um
erro inerente ao processo
As características das gotas
variam no tempo
Controle do fluxo
Não possuem alarmes
Monitoração feita pelo
Profissional da saúde

Sistema de infusão
por gravidade com
controlador
semiautomático
Sistema de infusão
por gravidade com
controlador
automático de
infusão
- Equipamento que regula a vazão do
líquido administrado ao paciente pela
pressão positiva gerada pela força da
gravidade;
- A regulação do fluxo é controlada por
uma contagem eletrônica de gotas;
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO –
CONTROLADOR DE INFUSÃO

1 - O operador ajusta o fluxo desejado,
com o grampo;
2 - Na câmara de gotejamento existe um
diodo emissor de luz (LED) de um lado, e
um sensor de luz do outro (foto-
transistor);
3 - O feixe de luz é interrompido pela
passagem de cada gota, enviando um
sinal ao contador de gotas;
4 - Quando a contagem de gotas não
está de acordo com o valor pré-
determinado, o contador de gotas atua
sobre o grampo;
5 - O fluxo é ajustado para o valor
definido pelo operador;
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO –
CONTROLADOR AUTOMÁTICO

Detecta
fluxo
inesperado
Operador
reajusta o
grampo
- Baixo custo;
- Controle;
- Pressão de infusão baixa;
- Pode ocorrer oclusões
no equipo ou na agulha;
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – CONTROLADOR
SEMI-AUTOMÁTICO

• Quando utilizar uma bomba de infusão?
• Características da bomba de infusão?
Maior precisão
e segurança
Infusão por
longo tempo
Necessário
Fluxos maiores
Não depende
de Pressão
gravitacional
Controle
volumétrico
ou não-
volumétrico
Mecanismo de
infusão
peristáltico,
por pistão ou
por seringa
TIPOS DE SISTEMAS DE INFUSÃO – BOMBA
DE INFUSÃO

Oncologia,
tratamentos de
quimioterapia
UTI, administração
contínuas de drogas
cardiovasculares
Unidades de
queimados
Durante e após
cirurgias
Neonatologia,
necessário sistemas
de infusão precisos e
confáveis
Ambulatório,
Terapias intra-
vasculares
Homecare, Terapias
intra-vasculares
DE INFUSÃO

Quando é necessário uma maior
precisão
Volume total a ser infundido não
puder ser ultrapassado
Taxa de administração das drogas
for pré-determinada
Representar um método efetivo
para a segurança do paciente
Terapia intra-arterial, pressão
positiva para vencer a pressão do
vaso sanguíneo
DE INFUSÃO

Embolia (entupimento de vasos)
pulmonar
Nível de concentração da droga
em níveis não-terapêuticos ou
tóxicos
Edema (inchaço) pulmonar, afeta
a função renal e cardíaca
Aumento da possibilidade de
ocorrer uma flebite e
tromboflebite
Infiltrações e extravazamentos no
local da punção, pode causar
necrose
DE INFUSÃO

Circuito de controle: Analógico,
Digital ou microprocessado
Programação da
bomba
Sensor
Alarme
Calcula a dose
da droga
Interface
Motor da bomba
Armazena
informações
Controla Varia a taxa de infusão
Controla
DIAGRAMA DE BLOCOS – CIRCUITO DE
CONTROLE

- Unidade de volume por unidade de tempo (ml/h);
- Controla a vazão do líquido a ser infundido;
- Velocidade de infusão;
- Independente das características do líquido;
CONTROLE VOLUMÉTRICO
TIPOS DE CONTROLE

- Número de gotas por unidade de tempo (gotas/min);
- Controla a quantidade de gotas liberadas e a velocidade de infusão;
- Volume depende do tamanho da gota;
- Varia com o tipo do equipo, da temperatura, da viscosidade e da densidade do líquido;
CONTROLE NÃO-VOLUMÉTRICO
TIPOS DE CONTROLE

- Informa a presença de gotas e sua frequência. Geralmente é um sensor óptico
(par emissor-receptor de LED / fototransistor);
SENSOR DE
GOTEJAMENTO

Sensor de pressão: Geralmente é constituído de um diafragma incorporando um strain-
gauge que faz parte de uma ponte de Wheatstone
SENSOR DE PRESSÃO

Sensor de
pressão
Pressão no ponto de
infusão (intravenoso)
Saída proporcional à
pressão no ponto de
infusão (intravenoso)
É comparado o sinal de saída do sensor de
pressão, com os limites e condições
programados na bomba de infusão
SENSOR DE PRESSÃO

Ponte de
Wheatstone
Diafragma
Proporcional à pressão
aplicada no diafragma
Pressão
Desiquilibra
Sinal elétrico gerado
SENSOR DE PRESSÃO

- Normalmente trata-se de um sensor semelhante ao de gotejamento, mas
podem ser encontrados sensores com princípio ultra-sônico;
Detecta a
presença de
ar na linha
do paciente
Se detecta
bolha na
linha Envia um sinal
para bloqueio
da infusão
Evitar
embolia
SENSOR DE BOLHAS

• A medição pela tecnologia do ultra-som baseia-se no tempo de trânsito (transit time)
que uma onda sonora leva para se deslocar em um meio. O sensor emite uma onda na
faixa de frequência do ultra-som, esse sinal se propaga pelo meio até atingir a
superfície do material, o sinal é refletido de volta para o sensor, pelo tempo decorrido
entre o envio e o recebimento do sinal pelo sensor, pode-se calcular a distância
percorrida pelo mesmo;
SENSOR DE BOLHAS

- Consiste normalmente num teclado para a entrada de dados (programação)
sobre a infusão a ser realizada;
- Os dados incluem vazão, volume máximo a ser infundido, limites de atuação dos
alarmes, etc;
PAINEL DE CONTROLE

- Podem ser displays alfanuméricos (LED ou LCD – cristal líquido);
- Apresentam informações sobre a infusão em andamento: volume total a ser infundido,
vazão (ml/h ou gotas/min), tempo total e tempo restante da infusão, dados sobre
alarmes, etc;
SAÍDA DE DADOS
(DISPLAY)

- Os alarmes principais indicam:
- Bolhas de ar no equipo;
- Fluxo livre;
- Oclusão do equipo;
- Fim de infusão (término do líquido);
- Bateria fraca;
- Garantir uma operação segura, dentro
dos limites de tolerância do paciente;
ALARMES

• Os circuitos de controle atuais (digitais) favorecem muito o uso de
motores de passo para acionar os mecanismos de infusão;
- Motores de passo executam deslocamentos
angulares com grande precisão, a um intervalo de
tempo controlado, fornecido pelo clock do
microcontrolador;
MOTOR

TIPOS DE MECANISMOS
DE INFUSÃO
PERISTÁLTICO SERINGA PISTÃO

- Volume a ser infudido limitado pela capacidade do reservatório;
• Características desse mecanismo:
- Pode ser linear ou rotativo com batente ou rotativo sem batente;
- A faixa de vazão está entre 0,01 e 999 ml/h;
- Esmagamento do equipo;
MECANISMO DE
INFUSÃO - PERISTÁLTICO

• Possui um rotor que pressiona os roletes contra o equipo
MECANISMO DE INFUSÃO -
PERISTÁLTICO ROTATIVO

- O equipo é pressionado contra um ponto fixo (batente
rígido);
- O fluxo é estabelecido após o esmagamento do tubo do
equipo, de acordo com a velocidade do rotor;
- Fluxo livre: rolete não esmaga o tubo;
- Travamento do rotor: Alta pressão do batente sobre o
rotor;
- Baixo custo;
- Sem silicone no equipo;
- Travamento do rotor;
- Não ocorrer esmagamento;
- Fluxo livre
PERISTÁLTICO ROTATIVO COM BATENTE

- Não possui um ponto fixo de esmagamento;
- Possui um trecho de material flexível (geralmente
silicone de grau médico) que é preso sobre o
rotor;
- Os roletes atuam esticando ou esmagando esse
trecho do tubo, ocasionando o fluxo;
- Fatores de escolha para o tubo de silicone: Grau
de pureza, Diâmetro interno do tubo, Espessura da
parede do tubo;
- Instalação do equipo;
- Custo alto;
- Equipo específico;
PERISTÁLTICO ROTATIVO SEM BATENTE

- Possui um conjunto de placas (ou engrenagens)
dispostas em série que pressionam o tubo contra
um batente;
- Ocorre um movimento ondulatório gerado por um
fuso, acionado pelo motor, justaposto às placas;
- O fluído é impulsionado pela pressão aplicada ao
tubo em posições consecutivas;
- Infusão contínua;
- Vários tipos de equipos;
- Fácil instalação do equipo;
- Custo alto;
- Aquisição e manutenção;
- Ruído;
PERISTÁLTICO LINEAR

- O êmbolo é acionado por um motor de passo com
alta redução de velocidade;
- Alta precisão, oferece fluxo contínuo para
pequenos volumes (< 100 ml);
- Utilizada para infusão de medicamentos com
concentração elevada por um longo período de
tempo, aplicações em pediatria e terapia intensiva;
- Simplicidade;
- Alta precisão;
- Alto controle da dose;
- Exatidão depende da geometria;
- Volume da seringa;
MECANISMO DE INFUSÃO – TIPO
SERINGA

- Rotação do motor de passo transmitida a um fuso que movimenta o êmbolo da
seringa;
- Uma mola ou um mecanismo a gás é utilizado para empurrar o êmbolo com força
constante;
- Possibilita uma pressão de infusão constante;
SERINGA

- Infusões simultâneas: Alguns modelos podem possuir duas, quatro ou diversas
seringas permite entrega contínua quando uma seringa esvaziou ou para fornecer
infusões simultâneas;
- O diâmetro da seringa e a velocidade de avanço do êmbolo determinam o fluxo;
- Os fabricantes de bombas especificam os tipos e tamanhos das seringas a serem
utilizadas com os seus modelos para evitar infusão inadequada e problemas com
alarmes;
- seringas utilizadas nestes equipamentos são chamadas seringas perfusoras, e devem
observar conformidade às prescrições da norma ABNT NBR ISO 7886-2:2003;
SERINGA

- Aspectos construtivos: A maioria das bombas pode ser montada em uma haste
suporte para acesso conveniente;
- Incorporam alarmes para chamar a atenção do operador para situações
potencialmente perigosas, tais como seringa vazia (fim da infusão), alta pressão
(oclusão), bateria descarregada, ou mau funcionamento da bomba;
- Não possuem detectores de ar na linha do paciente, baixa probabilidade de infundir
ar no paciente (baixos volumes e vazão);
- Função de droga/dose: Programação automática da infusão a partir da concentração
da droga, dose desejada e o peso do paciente;
- Registros de eventos: Podem ser equipadas com memória que retêm registros de
operação, data e hora em que eles ocorreram, até o completo registro desses dados.
Os eventos mais antigos são apagados, à medida que os novos são armazenados;
SERINGA

- Utiliza um cassete contendo um dispositivo semelhante
a um pistão, e com tubos saindo de dois lados;
- O pistão é acionado pelo motor (normalmente de
passo) e movimentado para dentro e para fora de um
cilindro. O movimento para dentro bombeia fluido do
cassete para o paciente, enquanto o movimento para
fora retira fluido novo do reservatório e promove o
enchimento do cilindro;
- Neste mecanismo de bombeamento, a quantidade de
fluido armazenada no cilindro é infundida de uma só
vez no paciente;
PISTÃO
- Alta precisão;
- Grande fluxo em curto tempo;
- Alto custo do cassete;
- Alto custo do equipo;

CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS DE
INFUSÃO
USO GERAL INSULINA
ANALGÉSICOS
(PCA)
MÚLTIPLOS
CANAIS
IMPLANTÁVEIS ANGIOGRAFIA

- Utilizadas para aplicar com precisão soluções
contendo drogas através de rotas Intravenosa e/ou
Epidurais em procedimentos terapêuticos ou
diagnósticos;
- São usadas em EAS (Estabelecimentos
assistenciais de saúde), ambulâncias e na casa do
paciente;
- A maioria das bombas ambulatoriais são
microcontroladas e alimentadas por bateria, sendo
que alguns modelos permitem programações
complexas de regimes de infusão de mais de uma
droga, possibilitando a cronoterapia;
INFUSÃO: DE USO GERAL

- São bombas para uso ambulatorial específicas
para infusão de insulina em indivíduos portadores de
diabetes tipo I (insulino-dependentes);
- A infusão se dá através de um cateter
subcutâneo inserido na região abdominal. O
reservatório geralmente tem capacidade para 3 ml
de solução, o suficiente para dois dias;
- Tais bombas infundem microvolumes (bolus)
de forma pulsátil, fornecendo um controle
metabólico melhor do que as injeções, porque
infundem insulina de maneira semelhante à de um
pâncreas saudável;
INFUSÃO: DE INSULINA

- Infundem doses de medicamento conforme a
requisição do paciente, isto é permitem que o paciente se
auto-administre doses de analgésicos por via intravenosa,
subcutânea ou epidural;
- Evitar “over dose”: Pode-se ajustar o intervalo
mínimo entre uma infusão e outra (intervalo de bloqueio
do mecanismo). Também são programáveis a dose basal
e o volume da dose extra. O botão de acionamento pode
estar localizado na bomba ou em um cabo junto ao leite
do paciente;
INFUSÃO: DE ANALGÉSICOS (PCA)

- Utilizadas em alguns casos de dores crônicas (como as
causadas por trauma físico e por alguns tipos de câncer, que não
encontram solução nem com doses elevadas de medicação oral,
e em necessário aplicar a droga o mais próximo possível de uma
região específica, para reduzir a dose efetiva;
- O mecanismo de controle e infusão é implantado sob a pele,
por exemplo na região abdominal ou na região lombar, e um
catéter, também implantado, leva a droga até a região alvo;
- Características: Devem ser pequenas e confiáveis. Devem
permitir recarga do reservatório, e a programação e o controle
devem ser feitos externamente, por exemplo, através de ondas
de rádio frequência (RF). A bateria deve permitir uma autonomia
razoável antes da substituição da bomba (cirúrgica);
INFUSÃO: IMPLANTÁVEIS

- Podem ser utilizadas em casos em que as
soluções a ser infundidas estão em mais de
um reservatório;
- Algumas bombas permitem a infusão
simultânea ou intercalada de duas (ou mais)
soluções com taxas e volumes de infusão
diferentes.
- No modo intercalado, para iniciar uma
infusão secundária, é preciso fechar a linha
primária, ajustar a infusão secundária, e
então reabrir a linha primária quando a
infusão secundária terminar (normalmente
indicada por acionamento de alarme
próprio);
INFUSÃO: DE MÚLTIPLOS CANAIS

- Angiografia ou arteriografia é um exame que utiliza contraste radiográfico e
permite visualizar a luz (parte interna) das artérias;
INFUSÃO: PARA ANGIOGRAFIA

- Fluxo livre: pode levar à “over dose” e ocorre normalmente
devido ao mal posicionamento ou escape do equipo e uso
inadequado do equipo;
- Interferência eletromagnética: pode alterar a programação e
portanto o funcionamento da bomba;
- Infecção e necrose: podem ocorrer devido à higienização
insuficiente e/ou deslocamento da agulha no local da infusão;
ACIDENTES MAIS COMUNS BOMBAS DE
INFUSÃO

PARTE 2 – CIRCULAÇÃO
EXTRACORPÓREA

• PARTE 2: CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA
• INTRODUÇÃO
• HISTÓRICO
• DIAGRAMA DE BLOCOS
• COMO A CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA FUNCIONA

Departamento Cirurgia - Serviço de cirurgia cardíaca, FM - UFRJ
INTRODUÇÃO
- As bombas propulsoras são necessárias ao equipamento de perfusão, para impulsionar o
sangue, deslocando-o através do circuito extracorpóreo e do sistema circulatório do
paciente, para assegurar o fornecimento de oxigênio e demais elementos necessários ao
metabolismo dos tecidos;
- As bombas são os únicos componentes geradores de energia mecânica no sistema
extracorpóreo. Essa energia é transmitida ao sangue, através dos mecanismos de propulsão;
- Hemólise: hemo = sangue; lise = quebra) é o rompimento de uma hemácia que libera a
hemoglobina no plasma, ou seja, a hemólise é a destruição dos glóbulos vermelhos do
sangue por rompimento da membrana plasmática com liberação da hemoglobina;
- Anticoagulante: o mais utilizado em CEC é a Heparina que torna o sangue mais fluido e
inibe a formação de trombo ou coágulos;

1813
Von Frey e
Gruber –
Constroem o
1º sistema CEC
artificial
1885
Le Gallois –
Postula o
bombeamento
artificial
1916
Howel e Mclen –
Descobrem a heparína
1953
J. Gibbon – 1ª
cirurgia a céu
aberto com CEC
com sucesso
1957
Hugo Feliposi (SP) –
Primeiros casos com
CEC
1958
E. Zerbine (SP) e
D. de Moraes (RJ)
também realizam
seus primeiros
casos com CEC
HISTÓRICO

PRIMEIRA MÁQUINA DE CIRCULAÇÃO
EXTRACORPÓREA

DIAGRAMA DE BLOCOS – CIRCULAÇÃO
EXTRACORPÓREA

BOMBAS PROPULSORAS

Fundamentos de Circulação Extracorpórea – Maria Helena L. Souza e Décio O. Elias, 2ª Edição
BOMBAS PROPULSORAS
• São capazes de deslocar grandes volumes de sangue, sem
causar danos irreparáveis às células e proteínas;
• Variação do fluxo de 200 ml à 6.000 ml de sangue por minuto;
• Os principais tipos de bombas propulsoras são bombas de
Roletes, bombas Centrífugas e atualmente as bombas Axial;

BOMBAS PROPULSORAS
• Variação do fluxo de 200 ml à 6.000 ml de sangue por minuto;
BOMBAS DE
ROLETES
BOMBAS
CENTRÍFUGAS
BOMBAS
AXIAIS

BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS DE
ROLETES

ROLETES
• CARACTERÍSTICAS:
- De Bakey (1934), ocorre a introdução dessas bombas para
uso em circulação extracorpórea;
- É o tipo de bomba mais utilizado em sistemas de circulação
extracorpórea;
- Pode ser operada eletricamente ou manualmente através de
manivelas acopladas ao eixo dos roletes em caso de falhas
elétricas ou mecânicas;
- O enchimento de fluído no tubo não é passivo, ocorre por
sucção;

ROLETES
• ASPECTOS CONSTRUTIVOS:
- Um segmento de tubo elástico é montado em um leito rígido
em forma de ferradura (caçapa), ocupando um segmento de
círculo com prolongamentos paralelos no qual excursionam
dois cilindros opostos (roletes) equidistantes de um eixo
central;
- A medida que o eixo central gira, os roletes comprimem o
tubo e impulsionam o seu conteúdo;
- Quando um rolete termina uma rotação, o outro já iniciou a
sua, exerce função de válvula unidericional;

ROLETES
• TUBO FLEXÍVEL:
- O tubo flexível é fixado nas duas extremidades do U da
ferradura e também fixados em guias laterais à haste que une
os roletes, essas fixações permitem que o tubo se mantenha
alinhado no seu leito;
- Material: Silicone, poluiretano ou polivinil (devido as suas
propriedades elásticas e de resistência ao restrito), o latex
(natural ou sintético) não é mais utilizado pois sofre corrosão
das paredes internas com o atrito (espalação);

ROLETES
• SISTEMA MICROMÉTRICO QUE EQUIPA OS ROLETES:
- Esse sistema permite o ajuste da porção circular do leito
rígido (afastamento ou aproximação);
- Ponto oclusivo (colapsa internamente o tubo, porém não
comprime as paredes), impede o refluxo do líquido, o rolete
apertado além do P.O. aumenta o traumatismo do sangue,
pode produzir hemólise acentuada;
- O ajuste dos roletes é um processo crítico para o correto
funcionamento da bomba (calibração de roletes);
- Rolete com folga excessiva -> Permite o refluxo,
turbilhamento e hemólise, impulsiona volumes variáveis de
sangue de acordo com a variação da resistência do sistema
arteriolar infundido;

ROLETES
• CALIBRAÇÃO:
- Deve-se calibrar o afastamento ideal do rolete;
- Se contarmos o número de rotações por minuto, sabe-se o
débito cardíaco que a bomba fornece e pode-se ajustar às
necessidades do paciente;
- Calibração de bomba (cálculo do volume impulsionado por
cada rotação da bomba);
Q = RPM x L x Pi x r²
• CÁLCULO DO FLUXO:
Q = fluxo litros/min;
L = Comprim. em metros;
r = ½ do diâm. Interno do
tubo em metros;
Equivale ao volume no tubo de
cilindrico

ROLETES
• VANTAGENS E DESVANTAGENS:
- Simplicidade mecânica;
- Facilidade de construção;
- Segurança de uso;
- Exerce um pressão negativa elevada
no orícificio de entrada para aspirar
o líquido a ser propelido;
- Pode aspirar e bombear ar, gerando
complicações graves;

BOMBAS PROPULSORAS – BOMBAS
CENTRÍFUGAS

CENTRÍFUGAS
- É o segundo tipo de bomba mais utilizado em sistema CEC;
- Atraumática, incapaz de produzir embolias aéreas, caso
ocorra entrada de ar no circuito;
- Foi introduzida no sistema CEC nos anos 70;
- Em procedimentos de longa duração (Assistência circulatória
ou ventilatória) possuem mais vantagens que as bombas de
roletes;

CENTRÍFUGAS
• ASPECTOS CONSTRUTIVOS:
- Possui um conjunto de cones concêntricos, o mais externo (de
policarbonato), contém um oríficio central, de entrada, e um
orifício lateral, de saída, aos quais se adaptam as linhas
correspondentes;
- Cone mais interno: Acoplamento magnético com um rotor
externo que o faz girar a elevadas rotações por minuto;

CENTRÍFUGAS
• PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO:
- A ação de propulsão do sangue é realizada pela adição de
energia cinética produzida pelos giros de um elemento rotor;
- O giro do cone interno faz girar os demais cones. Efeito
semelhante à um “redemoinho”;
- A criação da força centrífuga e sua transmissão ao sangue,
produzem o fluxo do sangue;
- O fluxo do sangue depende diretamente do número de RPM
do cone interno e da variação da resistência vascular periférica
contra a qual a bomba impulsiona o sangue, necessário
fluxômetro acoplado ao sistema;

CENTRÍFUGAS
• DIFICULDADE DE GENERALIZAÇÃO:
- Alto custo dos conjuntos de cones em comparação aos tubos
de silicone de bombas de roletes;
- Possuem mais vantagens que as bombas de roletes, porém
em circulação extracorpórea convencional de curta duração se
equivalem;
- Preferência pelo uso -> Preferência das equipes,
disponibilidade do equipamento e experiência dos
perfusionistas;

AXIAIS

AXIAIS
- São baseadas no princípio do parafuso sem fim criado por
Arquimedes;
- Princípio de Arquimedes: Consiste de um cilindro contendo
uma espiral em seu interior, sistema imerso em lençol d´água,
com os giros do eixo espiral, a água se desloca sobre as lâminas
no interior do cilindro até alcançar a superfície;
- As bombas axiais consistem de um eixo central que sustenta
uma pequena cápsula contendo um motor que faz girar uma
espiral que impulsiona o sangue;
- São mais utilizadas na assistência circulatória prolongada;

DIAGRAMA DE BLOCOS –
RESERVATÓRIO DE CARDIOTOMIA

RESERVATÓRIO DE CARDIOTOMIA
- O Reservatório de cardiotomia é indicado para filtragem, rompimento de bolhas e
armazenamento do sangue em procedimentos de circulação sanguínea extracorpórea.

RESERVATÓRIO VENOSO

RESERVATÓRIO VENOSO
- O Reservatório de Sangue Venoso Adulto é composto
por um filtro desborbulhador de poliuretano, revestido
com uma tela de poliéster com capacidade de retenção
de partículas maiores que 150 µm.
- Manufaturado em policarbonato, possui tampa
intermediária (com os aspiradores) e conector de
entrada venosa rotativos, válvula de segurança anti-
pressurização e preparação para drenagem venosa com
vácuo.

DIAGRAMA DE BLOCOS – OXIGENADOR

DIAGRAMA DE BLOCOS – OXIGENADOR
- O Oxigenador de Membrana é composto por uma câmara de
oxigenação por membrana microporosa, com um trocador de calor
incorporado, constituído de capilares impermeáveis. O produto é
integralmente manufaturado com materiais poliméricos
apropriados para aplicações médico-farmacêuticas e esterilizáveis
em Óxido de Etileno (ETO).
- O Oxigenador de Membrana é indicado para adicionar oxigênio,
remover dióxido de carbono e aquecer/resfriar o sangue durante
procedimentos de circulação sanguínea extracorpórea com
duração de até 6 horas;

DIAGRAMA DE BLOCOS – PERMUTADOR
DE CALOR

DIAGRAMA DE BLOCOS – PERMUTADOR
DE CALOR
- Acessório necessário para manutenção da temperatura do
sangue que flui pelo circuito do sistema extra-corpóreo;
- É constituído por uma serpentina, situada no interior do
reservatório de sangue arterializado dos oxigenadores, na qual
circula água resfriada ou aquecida;
- Permite resfriar o sangue do reservatório e, assim, submeter o
pacient e a níveis controlados de hipotermia e, por último,
restituir a sua temperatura normal ao final da circulação extra-
corpórea;

- Por meio de cânulas e tubos, o sangue venoso (pobre em oxigênio) é drenado do
paciente e levado para um sistema que fará as trocas gasosas, oxigenando esse
sangue e retornando ao organismo por meio de cânulas e tubos, com pressão
gerada pelo sistema e com isso mantendo a perfusão sanguínea em todos os órgãos;
© SC I C VESP - So cie d a d e d e C irurg ia C a rd io va s cula r d o Es ta d o d e Sã o P a ulo
COMO O SISTEMA DE CIRCULAÇÃO
EXTRACORPÓREA FUNCIONA?

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Equipamentos médico-hospitalares e o gerenciamento da manutenção: Capacitação a
distância / Ministério da saúde, Secretaria de Gestão de Investimentos em Saúde, Projeto
REFORSUS. – Brasília, DF: Ministério da Saúde, 2002.
- JOSEPH D. BRONZINO. Clnical Engineering – Principles and Applications in Engineering
Series, 2003.
-SOUZA L. HELENA MARIA & ELIAS O. DÉCIO. Efundamentos de Circulação Extracorpórea,
2006.
www.medtronic.com
https://www.ecri.org/Documents/HPCS_Infusion_Pumps.pdf

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