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Fisioterapeuta. Especialista em Fisioterapia Respiratória pela Associação Brasileira de Fisioterapia Cardiorrespiratória e Fisioterapia em Terapia Intensiva (ASSOBRAFIR) e pelo Conselho Federal de Fisioterapia e Terapia Ocupacional (COFFITO). Especialista em Kinesiologia Cardiorrespiratória pelo Sanatorio Güemes (Buenos Aires, Argentina). Pós-Doutorado, Doutorado e Mestrado em Fisiologia e Farmacologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Pós-Doutorado pelo Anesthesia Center for Critical Care Research, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School (EUA). Professora adjunta e Pesquisadora do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG).

2a edição

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MACHADO | BASES DA FISIOTERAPIA RESPIRATÓRIA. Amostras de páginas não sequenciais e em baixa resolução. Copyright© 2018 Editora Guanabara Koogan Ltda.

Maria da Glória Rodrigues Machado

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Nas últimas décadas, a Fisioterapia revelou grandes resultados da pesquisa básica e clínica, contribuindo de maneira importante para a fundamentação da atuação do fisioterapeuta. Bases da Fisioterapia Respiratória | Terapia Intensiva e Reabilitação, mantém, nesta 2a edição, o objetivo desafiador de fornecer conteúdo integrado de conceitos básicos e prática clínica, apresentar uma revisão precisa sobre fisiopatologia, métodos diagnósticos e terapia em diversas entidades clínicas e cirúrgicas, bem como delinear as perspectivas na área de fisioterapia respiratória. Esta edição, atualizada e ampliada, só foi possível devido à sua grande aceitação na comunidade acadêmica. O livro é composto de seis partes. A primeira aborda os aspectos anatomofuncionais e as principais técnicas de avaliação dos músculos respiratórios, os quais se apresentam alterados em várias doenças respiratórias. A segunda parte apresenta abordagem teórica e prática dos diferentes recursos, técnicas e procedimentos utilizados em fisioterapia respiratória. A terceira é dedicada à assistência ao paciente crítico, clínico ou cirúrgico, e a quarta abrange a fisiopatologia, os métodos diagnósticos e a reabilitação de pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), cuja alta prevalência na população brasileira e mundial faz dela um tema substancial. A quinta parte é dedicada à fisioterapia cardiovascular, com abordagem aos novos rumos da ventilação não invasiva em cardiologia e a fisiopatologia, os métodos diagnósticos e o tratamento da doença venosa crônica e da doença arterial obstrutiva periférica (DAOP). Por último, é apresentado o envolvimento do estresse oxidativo na fisiopatologia das principais doenças respiratórias, bem como os aspectos moleculares da ação dos fármacos. Esse conteúdo oferece uma visão atualizada da fisioterapia respiratória em seus diferentes campos de atuação, além de uma perspectiva sobre os rumos da especialidade. Agradeço à Editora Guanabara Koogan, selo integrante do GEN | Grupo Editorial Nacional, e em especial a Dirce Laplaca Viana, Marcelo Nardeli, Tamiris Prystaj e Christina Louise Noren, pela confiança e pelo comprometimento em todas as etapas para a publicação desta obra. Agradeço também à minha família, por entender que meus longos períodos de ausência foram dedicados à construção do saber e a uma assistência cada vez mais digna e qualificada aos nossos pacientes. Este livro foi escrito por várias mãos, envolvendo pesquisadores e profissionais de diversas partes do Brasil e do exterior. Agradeço imensamente a todos pelo empenho e dedicação, por não terem medido esforços para compartilhar conhecimentos, experiências e condutas, contribuindo na criação de uma base científica sólida para melhor assistência aos nossos pacientes. Maria da Glória Rodrigues Machado

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Apresentação à 2a edição

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É um prazer e uma honra discorrer, em poucas linhas, sobre a nova edição do livro Bases da Fisioterapia Respiratória | Terapia Intensiva e Reabilitação, que representou a realização de um sonho difícil, conforme declarou a autora na 1a edição. O conteúdo mantém sua qualidade essencial, agora abordando os benefícios da incorporação tecnológica na fisioterapia respiratória e enriquecido pelo amadurecimento intelectual e curricular da Professora Maria da Glória Rodrigues Machado. Da edição anterior para esta, a participação da nobre profissão das Ciências da Saúde – a fisioterapia – tornou-se essencial na conduta e na terapêutica de dezenas de situações e doenças clínicas e cirúrgicas, em um espectro de ação amplo e com resultados positivos que comprovam de maneira definitiva sua importância e eficácia. Nossa querida Maria da Glória, grande amiga, com seu esforço ilimitado, incorporou à sua formação, já muito rica, projetos de pesquisa de grande importância acadêmica. É evidente que, com sua competência, aliada à incorporação de novos conhecimentos e à experiência que a vida traz, Maria da Glória se tornou uma pessoa mais profunda cientificamente e doce no humanismo, na sensibilidade e na arte da docência, que pratica com maestria no ensino superior. Mestre e professora, Maria da Glória trouxe com grandeza todo esse cabedal, a fim de enriquecer também nossa querida Fundação Educacional Lucas Machado, mantenedora da Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG), onde se formou e na qual, desde então, deixa sua marca. Desejo enorme sucesso a esta nova edição, mais aprofundada e rica cientificamente, que persiste em sua tradicional ternura. Rogo muitos anos de vida, saúde, paz e competência científica, para continuar abrilhantando e enriquecendo o nome de nossa instituição. Você é indispensável para nós. Com certeza, todos os profissionais que usufruírem do conteúdo desta nova edição beneficiarão inestimavelmente seus pacientes. Um abraço afetuoso e mais sucesso, para engrandecer sua brilhante carreira. Wagner Eduardo Ferreira Presidente do Conselho Diretor da Fundação Educacional Lucas Machado, mantenedora da Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais e da Pós-Graduação Ciências Médicas de Minas Gerais.

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Prefácio à 2a edição

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Parte 1 | Aspectos Anatomofuncionais e Avaliação dos Músculos Respiratórios....................1

10. Aspiração Endotraqueal......................................................105 Maria da Glória Rodrigues Machado e Solange Gelmini Araújo

1. Aspectos Morfofuncionais do Sistema Respiratório | Uma Visão Comparada do Neonato, da Criança e do Adulto......................................... 3 Leonardo Silva Augusto, Grazielle Caroline da Silva e Maria da Glória Rodrigues Machado

11. Diferentes Modos de Utilização da PEEP como Recurso Fisioterapêutico....................................................117 Ada Clarice Gastaldi, Hugo Pereira Goretti e Maria da Glória Rodrigues Machado

2. Anatomia e Função dos Músculos Respiratórios.........21 Maria da Glória Rodrigues Machado 3. Avaliação e Equações Preditivas das Pressões Respiratórias Máximas...........................................................31 Maria da Glória Rodrigues Machado, Solange Gelmini Araújo e Betânia Luiza Alexandre 4. Avaliação da Endurance dos Músculos Respiratórios..........................................................41 Rafael Mesquita, Vanessa Suziane Probst e Fabio Pitta 5. Avaliação Ultrassonográfica do Diafragma....................49 Antonio Vieira Machado, Maria de Fátima Lobato Vilaça e Maria da Glória Rodrigues Machado 6. Radiologia do Diafragma......................................................59 João Paulo Kawaoka Matushita, Julieta S. Matushita, João Paulo Kawaoka Matushita Junior e Cristina S. Matushita

Parte 2 | Recursos, Técnicas e Procedimentos em Fisioterapia Respiratória ................................69 7. Padrões Respiratórios Anormais e Terapêuticos..........71 Maria da Glória Rodrigues Machado 8. Técnicas Modernas de Higiene das Vias Aéreas...........81 Simone Nascimento Santos Ribeiro, Luana Souto Barros, Jocimar Avelar Martins e Maria da Glória Rodrigues Machado 9. Técnicas de Depuração de Secreção Brônquica Não Assistidas | Ciclo Ativo da Respiração e Drenagem Autógena..............................................................97 Hilda Angélica Iturriaga Jimenez

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12. Mecanismos Fisiológicos e Recomendações para o Uso dos Incentivadores Inspiratórios...............129 José Felippe Pinho da Silva, Rosária Dias Aires e Maria da Glória Rodrigues Machado 13. Breath Stacking | Incentivo à Inspiração em Pacientes Não Cooperativos..............................................141 Rosária Dias Aires, José Felippe Pinho da Silva e Maria da Glória Rodrigues Machado 14. Treinamento dos Músculos Respiratórios.....................147 Karina Couto Furlanetto, Leila Donária, Mahara Proença e Fabio Pitta 15. Terapêutica Inalatória..........................................................155 Amèle Dornelas de Andrade, Patrícia Érika de Melo Marinho, Valdecir Castor Galindo Filho, James B. Fink e Maria da Glória Rodrigues Machado

Parte 3 | Fisioterapia em Terapia Intensiva....... 181 16. Fisiopatologia, Diagnóstico e Tratamento da Insuficiência Respiratória Aguda.....................................183 Maria da Glória Rodrigues Machado e Cristino Carneiro Oliveira 17. Gasometria Arterial...............................................................193 José Carlos Serufo, Luiz Lobato, Natalice Sousa de Oliveira e Lucimara Vidal 18. Oxigenoterapia em Situações Agudas e Crônicas.....201 Gisele do Carmo Leite Machado Diniz e Maria da Glória Rodrigues Machado 19. Assistência Multiprofissional ao Paciente com Via Aérea Artificial........................................................221 Eduardo Machado Rossi Monteiro, Ana Paula Ferreira Rocha de Carvalho, Helder Cassiano Gonçalves Mota e Maria da Glória Rodrigues Machado

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Sumário

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Bases da Fisioterapia Respiratória  |  Terapia Intensiva e Reabilitação  xxi

21. Modos Ventilatórios Convencionais e Não Convencionais...............................................................239 Maria da Glória Rodrigues Machado, Flavia Cardoso Schaper Magalhães, Jorge Bonassa e Walter Araujo Zin 22. Mecânica Respiratória e Monitorização do Paciente Ventilado Mecanicamente.........................255 Maria da Glória Rodrigues Machado, Shirley Lima Campos, Caio César Araújo Morais, Armèle Dornelas de Andrade e Walter Araujo Zin 23. Extubação e Desmame do Suporte Ventilatório........273 Gisele do Carmo Leite Machado Diniz, Maria da Glória Rodrigues Machado e Walter Araujo Zin 24. Fisiopatologia e Ventilação Mecânica na Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo..........283 Maria da Glória Rodrigues Machado, Daniel da Cunha Ribeiro e Erica Aranha Suzumura 25. Recrutamento Alveolar na Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo.....................................293 Cynthia dos Santos Samary, Cíntia Lourenço Santos e Marcelo Gama de Abreu 26. Manejo do Paciente com Oxigenação Extracorpórea por Membrana e Assistência Fisioterapêutica...............................................305 Flávia Baggio Nerbass e Vanessa Alves Guimarães Borges 27. Ventilação Mecânica em Pacientes Obesos | Alterações Hormonais e Ajustes Ventilatórios............317 Pedro Leme Silva, Paolo Pelosi e Patricia Rieken Macêdo Rocco

32. Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde e Elaboração do Diagnóstico Fisioterapêutico em UTI.............................367 Daniel da Cunha Ribeiro e Bruno Prata Martinez 33. Papel do Fisioterapeuta no Transporte de Paciente Crítico................................................................375 Erica Albanez Giovanetti e Leny Vieira Carvalheiro

Parte 4 | Fisiopatologia, Métodos Diagnósticos e Reabilitação de Pacientes com DPOC.............................................. 381 34. Alterações Estruturais e Funcionais do Sistema Respiratório e Comorbidades do Paciente com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica...........................383 Maria da Glória Rodrigues Machado, Aline Cândida Bastos e Luciana de Carvalho Lopes Orlandi 35. Métodos Diagnósticos e Avaliação da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica segundo a Classificação Internacional de Funcionalidade...........397 Luciana de Carvalho Lopes Orlandi, Maria da Glória Rodrigues Machado e José R. Jardim 36. Métodos de Avaliação e Treinamento dos Membros Superiores............................................................421 Marcelo Velloso, Isabela M. B. Sclauser Pessoa e Vanessa Pereira de Lima 37. Técnicas de Conservação de Energia para Pneumopatas..........................................................................429 Anne Marise Koenig e Marcelo Velloso 38. Causas de Desnutrição e Avaliação Nutricional do Paciente com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica............................................439 Cláudia Marotta Neves Alves e Maria da Glória Rodrigues Machado

28. Reabilitação na Unidade de Terapia Intensiva............323 Rik Gosselink, Alessandra Choqueta de Toledo Arruda e Fabio Pitta

39. Asma e Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica | Similaridades, Diferenças e Sobreposição....................443 Giselle Santos Magalhães, Maria José CampagnoleSantos e Maria da Glória Rodrigues Machado

29. Fisioterapia Respiratória no Pré e no Pós-Operatório de Cirurgia Cardíaca..............................329 Maria da Glória Rodrigues Machado e Letícia Braga Ribeiro Zocrato

40. Reabilitação Pulmonar.........................................................455 Nidia A. Hernandes, Graciane Laender Moreira e Fabio Pitta

30. Fisioterapia Respiratória em Pacientes Neurológicos e Neurocirúrgicos.......................................347 Betânia Luiza Alexandre, Christiano Altamiro Coli Nogueira e Maria da Glória Rodrigues Machado 31. Fisioterapia Respiratória no Pré e no Pós-Operatório de Cirurgias Abdominais.....................................................359 Maria da Glória Rodrigues Machado e Solange Ribeiro

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41. Fisioterapia nos Distúrbios Respiratórios do Sono....465 Flávia Baggio Nerbass

Parte 5 | Fisioterapia Cardiovascular................. 473 42. Novos Rumos da Ventilação Não Invasiva em Cardiologia...............................................................................475 Louise Helena Rodrigues Gonçalves e Marcio A. de Oliveira

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20. Efeitos Hemodinâmicos da Ventilação Mecânica.............................................................233 Maria da Glória Rodrigues Machado

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xxii  Bases da Fisioterapia Respiratória  |  Terapia Intensiva e Reabilitação

Parte 6 | Fisiopatologia e Tratamento das Doenças Respiratórias........................................... 501

44. Fisiopatologia, Métodos Diagnósticos e Tratamento da Doença Venosa Crônica........................489 Marcelle Xavier Custódio, Carlos Henrique Xavier, Daniel Mendes Pinto e Maria da Glória Rodrigues Machado

46. Equilíbrio Redox na Fisiopatologia das Doenças Respiratórias.........................................................517 Luciano dos Santos Aggum Capettini

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45. Aspectos Moleculares da Ação de Fármacos no Sistema Respiratório......................................................503 Bruno Almeida Rezende

Índice Alfabético.................................................................... 529

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43. Fisiopatologia, Métodos Diagnósticos e Tratamento da Doença Arterial Obstrutiva Periférica...................................................................................479 Marcelle Xavier Custódio, Carlos Henrique Xavier, Daniel Mendes Pinto e Maria da Glória Rodrigues Machado

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Leonardo Silva Augusto  •  Grazielle Caroline da Silva  •  Maria da Glória Rodrigues Machado

Introdução O desenvolvimento da Pediatria nas últimas décadas vem transformando a visão de muitos profissionais, principalmente em relação à atuação clínica. Esse avanço tem produzido conhecimentos que destacam as importantes diferenças na anatomia e na fisiologia da criança em relação ao adulto. Por conta dessas características, um estudo comparado se faz necessário para a melhor compreensão dos mecanismos fisiológicos e do desenvolvimento das principais doen­ças pulmonares que afetam neonatos, crianças e adultos. Tal conhecimento contribuirá de maneira significativa para uma melhor atuação de fisioterapeutas e outros profissionais da área de saú­de.

Embriogênese do sistema respiratório As fases do desenvolvimento humano, após a concepção, podem ser divididas em dois perío­dos: embrionário e fetal. Durante cada um deles, o sistema respiratório se desenvolve desde uma cavidade repleta de líquido sem função específica até assumir importantes funções, como a troca gasosa, na hora do nascimento. De modo geral, o desenvolvimento e as modificações no sistema respiratório podem ser divididos em perío­dos embrionário e fetal.

Perío­do embrionário Estende-se da 3a a 7a semanas de gestação. O pulmão fetal humano origina-se como um divertículo ventral que surge do sulco laringotraqueal do endoderma (Figura 1.1), o qual é separado na região dorsoventral do esôfago primitivo para formar a traqueia primitiva, e lateralmente aos dois brônquios primários. O botão pulmonar primitivo, que se origina do mesoderma esplâncnico, é induzido a se ramificar originando posteriormente a árvore respiratória. Este botão pulmonar

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primitivo é revestido por epitélio derivado do endoderma, que se diferencia em células das vias condutoras e respiratórias. As células em torno das vias aéreas primitivas dão origem a vasos sanguí­neos, ­músculo liso, cartilagem e outros tecidos conjuntivos do pulmão.

Perío­do fetal Pode ser dividido em estágios que variam de acordo com a semana de gestação. Estágio pseudoglandular. Neste estágio, que se estende da 7a até a 17a semana de gestação, há rápida proliferação das vias aéreas primitivas, com a formação dos bronquíolos segmentares, além de estruturas linfáticas pulmonares, epitélio das vias aéreas principais e das células produtoras de muco, finalizando com a formação dos bronquíolos terminais e vasos pulmonares a eles associados (Figura 1.2). De acordo com Moore et al. (2012), este estágio recebe o nome pseudoglandular em virtude da aparência histológica do pulmão, que, na secção transversal, consiste em estruturas ­oculares de tipo tubular (glândulas) cercadas por aglomerados de células mesenquimais. Durante esse perío­do, começam a se formar cartilagem em torno das vias aéreas de maior calibre e ­músculo liso em torno das vias aéreas e vasos sanguí­neos principais. Estágio canicular. Estende-se da 16ª semana até a 24ª semana de gestação. A luz dos brônquios e dos bronquíolos terminais torna-se maior e o tecido pulmonar fica altamente vascularizado. Inicia-se, neste estágio, a formação dos bronquíolos respiratórios e do ácino imaturo. O ácino, unidade de troca gasosa associada a um único bronquíolo terminal, é formado por ductos alveolares, sacos alveolares e alvéo­los. Nesta fase, formam-se os lóbulos primitivos dos pulmões, apresentando de três a cinco brônquios terminais (como pode ser ­visua­lizado

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Aspectos Morfofuncionais do Sistema Respiratório | Uma Visão Comparada do Neonato, da Criança e do Adulto

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4  Parte 1  •  Aspectos Anatomofuncionais e Avaliação dos Músculos Respiratórios

Traqueia (endoderma)

Mesênquima

Esôfago (endoderma) Mesênquima Botões brônquicos (endoderma)

Septo traqueoesofágico

Intestino anterior

Botões brônquicos Esôfago

Traqueia

Divertículo respiratório

Brotos pulmonares

Figura 1.1 Representação da formação do broto laringotraqueal e do esôfago. A partir do broto laringotraqueal, há a formação e a diferenciação do esôfago, da traqueia primitiva e de botões pulmonares primitivos que posteriormente darão origem à árvore respiratória. O tecido que envolve as vias aéreas primitivas originará vasos sanguí­neos, ­músculo liso, cartilagem e outros tecidos conjuntivos do pulmão. Adaptada de Deutsch e Pinar (2002) e Moore e Persaud (2003). Brônquio primário

Brônquio subsegmentar Mesênquima

Botões terminais

Miofibroblastos Brônquio subsegmentar

Brônquio lobar

Brônquio segmentar

Bronquíolo terminal

Mesênquima

Figura 1.2 Representação do desenvolvimento pulmonar durante o perío­do pseudoglandular com a proliferação das vias aéreas primitivas, formação dos bronquíolos segmentares, estruturas linfáticas pulmonares, epitélio das vias aéreas principais, das células produtoras de muco, formação dos bronquíolos terminais e vasos pulmonares a eles associados. Adaptada de Deutsch e Pinar (2002).

na Figura 1.3) e, ao fim de 27  semanas, aproximadamente 25 mil  bronquíolos terminais. Os pneumócitos tipos I e II começam a se diferenciar e a multiplicar entre 20 e 22 semanas de gestação, e os capilares pulmonares se desenvolvem na superfície dos ácinos. Concentrações de surfactante imaturo começam a aparecer no fluido pulmonar. As artérias e as veias pulmonares seguem o desenvolvimento das ramificações das vias aéreas. Os fetos nascidos durante este perío­do podem sobreviver sob cuidados intensivos. Estágio sacular terminal. Com início na 28a semana de gestação, este estágio tem grande duração, indo até o nascimento.

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Nele, os sáculos terminais (futuros ductos alveolares e alvéo­ los) aumentam em número, além de seu epitélio se tornar mais delgado e os capilares começarem a se projetar dentro dos alvéo­los em desenvolvimento (Figura 1.4). De acordo com Boyden (1974), cada ácino originado por um bronquíolo terminal apresenta de três a quatro bronquíolos respiratórios. O contato entre as células epiteliais e endoteliais forma a barreira alveo­locapilar, possibilitando as trocas gasosas. Com 26 semanas, os sacos terminais são revestidos pelos pneumócitos tipo I, entre os quais estão dispersos os pneumócitos tipo II, que secretam surfactante.

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Septo traqueoesofágico

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Maria da Glória Rodrigues Machado

Introdução Os ­músculos respiratórios, do ponto de vista embriológico, morfológico e funcional, são considerados m ­ úsculos esqueléticos, cuja principal função é deslocar a parede do tórax de maneira rítmica, para possibilitar a ventilação pulmonar e manter os gases sanguí­neos arteriais dentro dos limites normais. Comparados aos m ­ úsculos esqueléticos periféricos, os ­músculos respiratórios se caracterizam por maior resistência à fadiga, fluxo sanguí­neo aumentado, maior capacidade oxidativa e densidade capilar mais elevada. Em razão da maior demanda funcional, o ­músculo diafragma é mais ativo que os ­músculos esqueléticos. Em comparação ao duty cycle (relação entre o tempo ativo e inativo do músculo) em torno de 14% do ­músculo sóleo, o duty cycle do diafragma está em torno de 32 a 40%. Além disso, diferentemente dos ­músculos esqueléticos, o controle das funções dos ­músculos respiratórios é voluntário e automático. A posição de repouso dos ­músculos respiratórios é determinada pelo equilíbrio entre as forças de recolhimento elástico dos pulmões e da parede torácica. A capacidade residual funcional, ou seja, no final de uma expiração normal, a soma das forças de recolhimento elástico dos pulmões e da parede torácica é igual a zero. Nesse ponto, os m ­ úsculos respiratórios estão em repouso. Os efeitos mecânicos da ativação da fibra ­muscular, em diferentes re­giões do diafragma, dependem das origens e inserções dessas fibras e das diferentes cargas impostas pela caixa torácica e abdominal. As impedâncias mecânicas oferecidas pelos pulmões e pela parede torácica durante a respiração são vencidas pelo trabalho desenvolvido pelos ­músculos inspiratórios. A energia potencial armazenada nas estruturas elásticas durante a inspiração normalmente é suficiente para superar a resistência ao fluxo aé­reo durante a expiração. Trabalho mecânico expiratório adicional é necessário quando as propriedades mecânicas do aparelho respiratório se encontram alteradas por alguma doen­ça, ou durante a expiração forçada. Um comparativo entre homens e mulheres demonstrou que as mulheres apresentam menor dimensão radial da caixa torácica e maior inclinação das costelas. O comprimento diafragmático é menor, e a posição diafragmática em relação à coluna é semelhante à do homem. As mulheres exibiram maior contribuição da caixa torácica durante a respiração basal, em comparação aos homens, provavelmente pela vantagem mecânica conferida aos

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­ úsculos em razão da maior inclinação das costelas. Esses rem sultados sugerem um crescimento desproporcional da caixa torácica em relação ao volume nas mulheres.

Mecânica do sistema respiratório Depende da interação entre pulmões, tórax, diafragma e abdome, como mostrado na Figura 2.1. A parede do tórax é dividida em caixa torácica (CT), diafragma e compartimento abdominal. A caixa torácica que está aposta aos pulmões é chamada de caixa torácica pulmonar

Músculos da caixa torácica

Esqueleto ósseo

Ppl p CTpul Tendão central

CTab Diafragma costal

Ppla b

Diafragma crural

Parede anterior do abdome

Figura 2.1 Modelo mecânico demonstrando a interação entre pulmões, tórax, diafragma e abdome. A parede do tórax é dividida em caixa torácica (CT), diafragma e compartimento abdominal. A caixa torácica que está aposta aos pulmões é chamada de caixa torácica pulmonar (CTpul); e a região aposta ao abdome, caixa torácica abdominal (CTab). A cavidade abdominal é dividida em duas partes: a porção do diafragma em contato com a CT (CTab) e a parede ventral abaixo da CT. Ppl p: pressão pleural pulmonar; Ppla b: pressão pleural abdominal. Adaptada de Ward et al. (1992).

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Anatomia e Função dos Músculos Respiratórios

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22  Parte 1  •  Aspectos Anatomofuncionais e Avaliação dos Músculos Respiratórios

B

A relação comprimento-tensão dos ­músculos respiratórios e dos ­músculos esqueléticos dos membros é similar. O comprimento ótimo do diafragma depende do volume pulmonar e ocorre ligeiramente abaixo da CRF (Figura 2.2). O encurtamento (doen­ça pulmonar obstrutiva crônica) e o estiramento (obesidade) do diafragma podem reduzir sua força. A curva que representa a fre­quência de estimulação e força durante atividades diá­rias demonstra que a fre­quência de ativação do nervo frênico é aproximadamente 10 a 30 Hz. À fre­quência de estimulação entre 50 e 100 Hz, observa-se um platô, e fre­quências mais elevadas podem ser sustentadas por poucos segundos. Durante a hiperinsuflação e a fadiga, a curva desvia-se para a direita (Figura 2.3). A curva que representa a velocidade de contração e força demonstra que a velocidade de contração diminui quando a carga sobre os ­músculos respiratórios aumenta. Em contraposição, a velocidade de encurtamento é máxima na ausência de sobrecarga dos ­músculos respiratórios (Figura 2.4).

Músculos respiratórios Diafragma Consiste em três partes anatômica e funcionalmente distintas: 1. As fibras costais, que se originam da margem do esterno e das seis últimas costelas 2. As fibras crurais, que se originam da coluna lombar 3. O tendão central, local de inserção das fibras costais e crurais. Em virtude da inervação, da origem embriológica e de ações diferentes sobre a caixa torácica, as partes costal e crural podem ser consideradas dois músculos distintos, com origens anatômicas diferentes dividindo uma inserção comum, o centro tendíneo. A disposição anatômica do diafragma e sua relação com a CT e o abdome explicam a sua ação mecânica. A porção cilíndrica que opõe a CTab constitui a “zona de aposição” diafragmática, e a cúpula corresponde ao tendão central (Figura 2.5).

A

100

Repouso

100

C

80 Força (% máxima)

Força (% máxima)

80

60

40

60

40

20

20

0

Fadiga

40

60

80

100

120

Comprimento (%)

Figura 2.2 Curva comprimento-tensão do diafragma normal (A), na hiperinsuflação crônica (B) e na fadiga (C). Adaptada de Epstein (1994).

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0

20

40

60

80

100

Frequência de estimulação

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(CTpul); e a região aposta ao abdome, caixa torácica abdominal (CTab). As duas partes da caixa torácica podem ser consideradas compartimentos diferentes, em virtude das diferenças anatômicas entre elas e da ação de distintos m ­ úsculos sobre elas. Os ­ músculos inspiratórios, escalenos e paraesternais agem quase exclusivamente sobre a CTpul. Ao final da expiração normal, a ­área aposta do diafragma à CT estende-se cranialmente no nível do apêndice xifoide, tornando a ação do diafragma quase exclusiva à CTab. A cavidade abdominal é dividida em duas partes: a porção do diafragma em contato com a CT (CTab) e a parede anterior do abdome. Os ­músculos respiratórios apresentam diferentes tipos de fibras, que determinam a variação de respostas contráteis possíveis. As fibras tipo I possibilitam trabalho contrátil sustentado, de baixa intensidade. Ao contrário, as fibras tipo II atuam em situações que necessitam de trabalho de alta intensidade e por curtos perío­dos, como no exercício e na tosse. A composição das fibras pode mudar com o tempo, em resposta a diversos fatores. A idade, a desnutrição e o desuso resultam em atrofia, e o treinamento e o aumento da carga respiratória resultam em adaptação celular, com melhora da capacidade oxidativa. Reduções de força e endurance dos ­músculos respiratórios podem ocorrer em resposta à atrofia das fibras tipos I e II, respectivamente. A força contrátil promovida pelos ­músculos depende do seu comprimento em repouso, da frequência de estimulação, da velocidade de contração, da massa muscular e da vantagem mecânica. A função contrátil pode ser dividida em força – que depende do número de unidades contráteis – e endurance, que depende da densidade capilar e mitocondrial e da capacidade enzimática oxidativa. A força é aumentada pelo recrutamento adicional de unidades motoras ou por aumento da taxa de disparo de unidades in­di­vi­duais, promovidas por contração de baixa e alta intensidade, respectivamente.

Figura 2.3 Curva força-fre­quência dos ­músculos respiratórios em situação normal e na fadiga contrátil de baixa fre­quência. Adaptada de Epstein (1994).

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Capítulo 2  •  Anatomia e Função dos Músculos Respiratórios  25

Escalenos Os ­músculos escalenos estendem-se dos processos transversos das cinco últimas vértebras cervicais à superfície superior da primeira (escaleno anterior e medial) e segunda costelas (escaleno posterior). Sua inervação é feita pelos nervos C4 a C8. Histoquimicamente, esse ­músculo é composto de 59% de fibras tipo I, 22% de fibras tipo IIa e 17% tipo IIb. A contração unilateral desse ­músculo determina inclinação e rotação da coluna para o lado da contração. A contração simétrica dos escalenos determina flexão da coluna cervical sobre a coluna dorsal e uma hiperlordose se o ­músculo longo do pescoço, músculo pré-vertebral, não estiver contraí­do. Com a retificação e a rigidez da coluna cervical pelo m ­ úsculo longo do pescoço, a contração simétrica desses ­músculos promove flexão da coluna cervical sobre a coluna dorsal quando toma apoio sobre as inserções das costelas. Agindo como ­músculo respiratório, o escaleno eleva as duas primeiras costelas quando toma apoio sobre suas inserções cervicais. Estudos recentes têm documentado a presença de atividade elétrica nos m ­ úsculos escalenos durante a inspiração basal, nas posições supina e ortostática. Esses achados suportam o conceito de que esses ­músculos são motores primários, e não acessórios da inspiração, como se pensava. Em pacientes tetraplégicos com comprometimento dos ­músculos escalenos, a ação do diafragma sobre a caixa torácica superior tem um efeito expiratório. O mesmo acontece em pessoas normais, quando respiram usando seletivamente o diafragma. Essas observações sugerem que os m ­ úsculos escalenos são importantes ­músculos inspiratórios e que sua contração contribui para a expansão da caixa torácica superior. A hiperinsuflação na DPOC aumenta a CRF com consequente encurtamento do diafragma e de outros m ­ úsculos respiratórios. O encurtamento afeta a relação comprimento-tensão do ­músculo, o que é determinante na sua contratilidade. Os ­músculos escalenos encurtam-se pouco quando o volume pulmonar se torna aumentado, mantendo a efetividade mecânica, mesmo com volumes pulmonares relativamente altos.

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Esternocleidomastói­deo Esse ­músculo estende-se do manúbrio esternal e da parte medial da clavícula até o processo mastoide e osso occipital. É inervado pelo 11o par craniano (nervo acessório) e pelo segundo e terceiro nervos cervicais. Sua ação unilateral determina um movimento triplo, associando rotação da cabeça para o lado oposto à sua contração, inclinação para o lado da contração e extensão. A contração simultânea dos dois ­músculos depende do estado de contração de outros ­músculos da coluna cervical. Com a coluna cervical não rígida, a contração bilateral promove a hiperlordose da coluna cervical, com extensão da cabeça. De modo contrário, com a coluna cervical rígida e retilínea, pela contração dos ­músculos pré-vertebrais, a contração simultânea do esternocleidomastói­deo acarreta flexão da cabeça para a frente. O esternocleidomastói­ deo é considerado um ­ músculo acessório porque ele não está ativo durante a respiração basal. Sua contração eleva o esterno e o primeiro par de costelas, aumentando o diâ­me­tro da CT superior. É ativado a altos volumes pulmonares ou quando existe demanda ventilatória aumentada e em tetraplégicos, com comprometimento dos demais ­músculos inspiratórios. Em contraste com o que se pensava anteriormente, a maioria dos pacientes estáveis com DPOC não utiliza o esternocleidomastói­deo durante a respiração basal na posição sentada ou supina.

Músculos intercostais Os m ­ úsculos intercostais externos estendem-se dos tubérculos costais, dorsalmente, às junções costocondrais, ventralmente. Suas fibras dirigem-se obliquamente, no sentido caudal e ventral, da costela superior para a inferior. Os m ­ úsculos intercostais internos estendem-se do esterno aos ângulos das costelas, dorsalmente. Suas fibras dirigem-se obliquamente, em direção caudal e dorsal, da costela superior para a inferior. A porção ventral e dorsal dos espaços intercostais contém somente uma camada m ­ uscular. Ventralmente, entre o esterno e as junções condrocostais, existem somente fibras dos m ­ úsculos intercostais internos ou paraesternais. Dorsalmente, encontra-se o m ­ úsculo levantador da costela, derivado dos intercostais externos, que se estendem do processo transverso da vértebra ao ângulo da costela caudalmente. Os ­músculos intercostais internos intercartilaginosos e intercostais externos são considerados inspiratórios, e os intercostais internos inter­ósseos expiratórios. Quando os ­músculos paraesternais estão paralisados, predomina a expansão abdominal durante a inspiração. Diferentemente do diafragma, o comprimento ótimo desses ­músculos ocorre mais perto da CPT que da CRF. Isso possibilita a esses m ­ úsculos trabalharem em uma ampla faixa de volume pulmonar. Ambas as camadas dos intercostais são inervadas pelos nervos intercostais de T1 a T12. Por causa das funções diferentes, as características morfológicas desses músculos também são diferentes. A ocorrência de fibras tipo I é a mesma para todos os intercostais, ou seja, 62%. Os intercostais internos inter­ósseos apresentam 35% e 1% de fibras tipo IIa e de fibras tipo IIb, respectivamente. Os intercostais externos e intercartilaginosos (paraesternais) apresentam 22% e 19% de fibras tipos IIa e IIb, respectivamente. A contração dos ­músculos intercostais estabiliza o gradil costal quando a pressão intrapleural é reduzida ou aumentada,

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Estudos em humanos demonstram que o diafragma também exerce importante papel na estabilização da coluna durante o equilíbrio e a execução de tarefas. A postura em pé requer controle proprioceptivo do tornozelo, do joelho, do quadril e da coluna, definido como controle multissegmentar. Recentemente, Jassens et al. (2013) demonstraram que pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), principalmente aqueles com fraqueza dos músculos inspiratórios, apresentaram aumento da dependência de sinais proprioceptivos do tornozelo e reduziram os sinais proprioceptivos dos ­músculos das costas durante o controle do equilíbrio, resultando em redução da estabilidade postural. Essa estratégia de maior dependência de sinais proprioceptivos do tornozelo sugere que a fraqueza dos m ­ úsculos inspiratórios contribui para o prejuí­zo do controle postural proprioceptivo, resultando em taxas mais elevadas de quedas nesta população. O duplo papel dos m ­ úsculos respiratórios deve ser considerado nesse contexto. Quando a demanda respiratória aumenta, sua função postural pode tornar-se prejudicada e resultar em efeito negativo sobre o controle postural. Outra explicação para o controle alterado da postura em pacientes com DPOC pode ser atribuí­da à hiperinsuflação, que, além de provocar fraqueza dos m ­ úsculos respiratórios, projeta o esterno anteriormente, causando a perda da mobilidade toracolombar.

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Maria da Glória Rodrigues Machado  •  Solange Gelmini Araú­jo • Betânia Luiza Alexandre

Introdução A medida das pressões respiratórias máximas, geradas duran­ te o esforço de inspiração (PImáx) e expiração (PEmáx) máximas contra a via aérea ocluí­da, representa um procedimento im­ portante para a avaliação funcional dos m ­ úsculos respiratórios. A PImáx, método simples, reprodutível e não invasivo, é in­ fluenciada por sexo, idade, volume pulmonar e comprimento de repouso dos ­músculos inspiratórios (antes da medida), po­ sição e cooperação do in­di­ví­duo e variação da técnica empre­ gada. Entretanto, a dificuldade do uso de uma técnica padro­ nizada dificulta a comparação entre vários estudos rea­li­zados. As principais indicações da medida de PImáx são:

• Quantificar, por medidas sequenciais, a progressão da fra­ queza dos m ­ úsculos inspiratórios em pacientes com doen­ ças neuro­muscula­res • Avaliar, com outros parâmetros fisiológicos, o desmame da ventilação mecânica • Estabelecer carga para treinamento específico dos m ­ úsculos inspiratórios • Avaliar a sobrecarga dos ­músculos inspiratórios pela rela­ ção entre PI (pressão inspiratória gerada durante a inspira­ ção basal) e a PImáx • Estimar a fadiga dos ­músculos respiratórios utilizando-se o produto das relações PI/PImáx e o tempo inspiratório (TI)/ duração total do ciclo respiratório (TTOT) denominado índi­ ce tempo/pressão (ITP = PI/PImáx × TI/TTOT).

­ úsculos expiratórios. Sua re­ A PEmáx avalia a força dos m dução pode aumentar o volume residual, diminuir o pico de fluxo expiratório e, consequentemente, a tosse. Nesse caso, os resultados podem ser erroneamente interpretados como obs­ trução das vias aéreas. Similarmente à PImáx, a PEmáx também pode ser utilizada para estabelecer carga de treinamento es­ pecífico dos ­músculos expiratórios. Várias equações de refe­ rência da normalidade encontram-se disponíveis na literatura para o cálculo dos valores previstos da PImáx e da PEmáx. Além das pressões respiratórias máximas, vários outros testes podem ser utilizados para avaliar a função dos m ­ úsculos respiratórios, como a medida da pressão inspiratória nasal

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durante o fungar/farejar (sniff nasal inspiratory pressure – SNIP), a medida da pressão esofágica durante o fungar/farejar (sniff esophageal pressure, sniff – Pes) e a medida da pressão transdiafragmática durante o fungar/farejar (sniff transdiaphragmatic pressure, sniff – Pdi). Os dois últimos são con­ siderados mais precisos e reprodutivos. Entretanto, para a execução dos dois últimos testes, é necessário colocar balão esofágico e, para a medida da pressão diafragmática, também o balão gástrico. Além desses testes volutivos, os quais dependem da cola­ boração do paciente, existem os não volutivos, como: a esti­ mulação elétrica ou eletromagnética do(s) nervo(s) frênico(s) na altura do pescoço. No caso da estimulação elétrica, pode ser feita a medida simultânea da pressão transdiafragmática durante a contração brusca do diafragma (twitch transdiaphragmatic pressure, “twitch” – PDI), e eventual registro ele­ tromiográfico da contração diafragmática e medida do tempo de condução pelo nervo. A descrição desses testes está fora do escopo deste capítulo.

Definição A maior pressão capaz de ser gerada durante esforços de ins­ piração (pressão inspiratória máxima – PImáx) ou expiração (pressão expiratória máxima – PEmáx) contra uma via aérea completamente ocluí­da é considerada índice de força dos ­músculos respiratórios.

Indicações Os ­músculos respiratórios são responsáveis diretos pelo ade­ quado funcionamento do sistema respiratório. Em diferentes situações patológicas, podem ocorrer alterações da força con­ trátil desses m ­ úsculos que, dependendo da intensidade e da quantificação, podem ser classificadas em fraqueza, fadiga ou falência ­muscular respiratória. A mensuração das pressões dos ­músculos respiratórios (PImáx, PEmáx, sniff) possibilita o diagnóstico de insuficiên­cia respiratória por falência ­muscular e o diagnóstico precoce de fraqueza dos ­músculos respiratórios, contribuindo para que o profissional estabeleça o protocolo de treinamento físico geral

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Avaliação e Equações Preditivas das Pressões Respiratórias Máximas

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32  Parte 1  •  Aspectos Anatomofuncionais e Avaliação dos Músculos Respiratórios

Importância da padronização da técnica Na prática clínica, medidas de pressões respiratórias máximas são rea­li­zadas em um mesmo paciente, de maneira seriada, em várias situações. A falta de padronização da técnica pode culminar na obtenção de resultados falsos e na interpretação inapropriada dos resultados. Uma medida que subestime os valores da PImáx pode pro­ longar a permanência do paciente em ventilação mecânica. Quadro 3.1 Indicações e contraindicações para as medidas de pressões respiratórias máximas. Indicações Avaliar a força dos ­músculos respiratórios em pacientes saudáveis ou com doen­ças pulmonares e/ou neuro­muscula­res Avaliar a capacidade ventilatória e o desenvolvimento de insuficiên­cia respiratória Prever retirada do suporte ventilatório Verificar o grau de anormalidade e monitorar a progressão de doen­ça dos ­músculos respiratórios

Além disso, a ausência de um protocolo normatizado dificulta a comparação entre os diversos trabalhos publicados.

Técnica convencional A maneira mais simples de avaliar a força dos ­músculos res­ piratórios é medir as pressões geradas na boca quando o in­di­ ví­duo rea­li­za esforços máximos contra uma via aérea ocluí­da. A medida pode ser feita com manovacuômetro analógico ou digital. Como o maior valor de PImáx acontece rapidamente e pode ser perdido em um mostrador analógico, a preferência é para a utilização de aparelhos digitais. A Figura 3.1 apresen­ ta um desenho esquemático do aparelho utilizado por Black e Hyatt para medidas das pressões respiratórias máximas. O sistema era constituí­do por um tubo metálico com a extre­ midade distal fechada, conectada a 2 manômetros aneroides. A medida da PImáx é feita geralmente com o paciente senta­ do, com ou sem clipe nasal. Os in­di­ví­duos precisam ser cons­ cientizados sobre o modo exato de rea­li­zação do teste. Para a avaliação da PEmáx, o paciente é orientado a inspirar, até a capacidade pulmonar total (CPT), e a rea­li­zar um esforço ex­ piratório sustentado até o volume residual (VR). Na medida de PImáx, o in­di­ví­duo deve expirar até o VR e, em seguida, rea­ li­zar um breve e poderoso esforço inspiratório até a CPT. Al­ guns estudos avaliam a medida de PImáx a partir da capacidade residual funcional (CRF), e não do VR. A análise das curvas entre volume pulmonar e pressão al­ veolar durante esforços inspiratórios e expiratórios em condi­ ções estáticas, isto é, com fluxo igual a zero, demonstrou que as pressões inspiratórias são maiores em volumes próximos do VR, e as pressões expiratórias são maiores em volumes próximos da CPT. Em volumes pulmonares próximos aos ex­ tremos (VR ou CPT), as variações das pressões máximas são menores, em conse­quência das pequenas variações do volume gasoso pulmonar que podem ocorrer em medidas repetidas, aumentando, assim, a reprodutibilidade dos resultados. A medida da PImáx, rea­li­zada a partir da CRF, apresenta a vantagem de não sofrer interferências da pressão de recolhi­ mento elástico do sistema respiratório (Psr = pressão de reco­ lhimento elástico dos pulmões e da parede torácica). À CRF, essa pressão de recolhimento elástico corresponde a zero.

Verificar a necessidade de utilização de ventilação mecânica invasiva ou não invasiva Comparar a função dos ­músculos respiratórios no pré e no pósoperatório

Peça bucal

Acompanhar a resposta à reabilitação ­muscular respiratória Avaliar a tosse Contraindicações Hipertensão arterial não controlada Pneumotórax Angina instável Aneurisma de aorta e cerebral Problemas agudos da orelha média Infarto agudo do miocárdio Fístulas pleurocutâ­neas ou pulmonares Hérnias abdominais Glaucoma ou descolamento de retina

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e, em par­ticular, da m ­ usculatura respiratória. Em unidades de terapia intensiva (UTI), auxilia na avaliação da mecânica res­ piratória e na indicação de ventilação mecânica, desmame do respirador e extubação do paciente. A medida de PImáx relaciona-se com a capacidade ventila­ tória e com o desenvolvimento da insuficiên­cia respiratória. A PImáx torna-se comprometida em distúrbios neuro­muscula­ res, lesões da ­musculatura respiratória (diafragma e ­músculos acessórios), hiperinsuflação pronunciada e malformação to­ rácica grave. A PEmáx é importante para o diagnóstico de distúrbios neuro­muscula­res. Uma redução da PEmáx pode aumentar o volume residual e reduzir o pico de fluxo expiratório, inter­ pretado erroneamente como obstrução de vias aéreas. A PEmáx contribui para a avaliação da tosse eficaz e, consequentemente, da capacidade de eliminar secreções de vias aéreas. O Quadro 3.1 mostra as indicações e as contraindicações para a avaliação das pressões respiratórias máximas.

Figura 3.1 Representação esquemática do aparelho para medidas de pressões respiratórias máximas utilizado por Black e Hyatt. Adaptada de Black e Hyatt (1969).

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Bases da Fisioterapia Respiratória

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