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0 COLÉGIO TÉCNICO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS TRABALHO DE BIOQUÍMICA GASOMETRIA BÁRBARA TEMPONI BELO HORIZONTE 2017 1 COLÉGIO TÉCNICO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS TRABALHO DE BIOQUÍMICA GASOMETRIA BÁRBARA TEMPONI Trabalho apresentado à disciplina de Bioquímica do Ensino Técnico/Médio do Colégio Técnico da Universidade Federal de Minas Gerais - Coltec UFMG, como requisito parcial para avaliação trimestral. Professora: Cláudia Natália BELO HORIZONTE 2017 2 SUMÁRIO 1...........INTRODUÇÃO...................................................................................3 2..........DESENVOLVIMENTO........................................................................3 2.1. Amostra utilizada...............................................................................4 2.2. Preparação para o exame ................................................................4 2.3. Realização do exame .......................................................................5 2.3.1. Técnica..........................................................................................5 2.3.1.1. Riscos e efeitos colaterais........................................................6 2.3.2. Cuidados com a amostra...................................................................7 2.3.3. Funcionamento dos Gasômetros...................................................7 2.3.4. Fatores de erros.............................................................................9 2.3.4.1. Erros na Amostra .....................................................................9 2.3.4.2. Erros operacionais e instrumentais...........................................9 2.3.4.3. Interferentes .............................................................................10 2.4. Parâmetros avaliados........................................................................10 2.5. Resultados e distúrbios....................................................................11 2.6. Mecanismos compensatórios na acidose e alcalose.....................13 3...........DISCUSSÃO.......................................................................................14 4……....REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................15 3 1.INTRODUÇÃO O presente trabalho é referente ao tema “Gasometria” da matéria de bioquímica do Curso Técnico em Análises Clínicas. Uma gasometria é um teste que possibilita calcular os níveis de oxigênio, dióxido de carbono, assim como outras substâncias no sangue. Dependendo do tipo de via pela qual se extraia a amostra, podemos encontrar gasometrias venosas, nas quais se obtém o sangue de uma veia, ou gasometrias arteriais, nas quais se recolhe o sangue de uma artéria, geralmente do pulso radial. A utilidade deste teste é que, graças à informação do sangue coletado, é possível detectar alterações que podem comprometer a saúde do paciente, como, por exemplo, alterações no metabolismo renal, acidose, hiperventilação ou insuficiência respiratória. 2. DESENVOLVIMENTO A gasometria consiste na leitura do pH e das pressões parciais de O2 e CO2 em uma amostra de sangue. Também podem ser dosados os níveis de sódio, potássio, cálcio iônico e cloreto, dependendo do gasômetro utilizado. A leitura é obtida pela comparação desses parâmetros na amostra com os padrões internos do gasômetro. Exemplos de gasômetros A avaliação do estado ácido-básico do sangue é feita na grande maioria dos doentes que são atendidos em UTI. Qualquer que seja a doença de base, essa 4 avaliação é fundamental, pois, além dos desvios do equilíbrio ácido-base propriamente dito, pode fornecer dados sobre a função respiratória e sobre as condições de perfusão tecidual. 2.1. Amostra utilizada Para avaliação do desempenho pulmonar, deve ser sempre obtido sangue arterial, já que esse tipo de amostra informará a respeito da hematose e permitirá o cálculo do conteúdo de oxigênio que está sendo oferecido aos tecidos. No entanto, se o objetivo for avaliar apenas a parte metabólica, isso pode ser feito através de uma gasometria venosa. 2.2. Preparação para o exame O paciente precisará responder um breve questionário antes da realização da gasometria arterial. É preciso que se respondam questões como uso de medicamento, problemas respiratórios, problemas cardíacos ou problemas renais, se possui apneia do sono e uso de oxigenoterapia, por exemplo. Pessoas com cicatrizes de dissecação arterial em locais como dobras de cotovelos ou pulsos devem informar tal condição. Caso sinta frequentemente cansaço, falta de ar, tonteira ou apresente cianose o paciente também deve informar ao profissional. Antes de entrar na sala específica para a coleta do sangue a pessoa precisa repousar no mínimo 15 minutos. Tendo feito algum tipo extra de esforço físico é necessário que se aguarde no mínimo 30 minutos antes da punção, para que 5 os resultados não saiam deturpados. Portanto, indivíduos que irão caminhar até o local do exame precisam chegar com certa antecedência, de forma a permitir um repouso para o corpo antes do procedimento. 2.3. Realização do exame O exame é realizado por meio da coleta de uma amostra de uma artéria ou veia. Utilizando uma agulha pequena, a amostra pode ser coletada da artéria radial no punho ou da artéria femoral na virilha ou da artéria braquial no braço. A leitura é obtida pela comparação desses parâmetros na amostra com os padrões internos do gasômetro. 2.3.1. Técnica A coleta de sangue arterial para análise pode ser feita por punção direta ou colocação de cateter arterial. Em qualquer caso deve-se considerar que a invasão da luz arterial pode provocar espasmo, formação de trombo intramural 6 ou aparecimento de hematoma periarterial. Portanto, recomenda-se avaliar a circulação colateral. A prova de Allen se constitui num método simples e confiável para comprovar a circulação colateral ao nível da artéria radial. Durante o teste de Allen, o funcionário palpa e aplica pressão sobre as artérias radial e cubital no punho, usando três dedos em cada artéria, o que obstrui o fluxo de sangue para a mão. Isso fará com que a palma fique pálida. Quando as artérias são libertadas, a pele vai ficar vermelha ou rosa. Se a pele ficar vermelha durante cinco segundos, isso indica uma diminuição do fluxo de sangue para as mãos e a necessidade de ser escolher um local de punção diferente. Para a coleta na artéria radial, utiliza-se a seguinte técnica: 1. Palpação e localização do pulso radial junto ao punho e próximo ao processo estilóide do radio; 2. Antisepsia do local; 3. Introduzir o bisel voltado para cima, num ângulo de 60 a 90° em relação à artéria radial, aprofundando a agulha até que haja fluxo fácil de sangue na seringa; 4. Compressão do local por 5 a 10minutos. 2.3.1.1 Riscos e efeitos colaterais Quando a técnica da coleta é seguida rigorosamente, é muito difícil que haja complicações decorrentes de tal exame. A coleta do sangue arterial é mais dolorosa do que a do sangue venoso e pode ocorrer a formação de hematomas e haver um leve sangramento após a punção,principalmente quando a pessoa já possui distúrbios de coagulação ou quando a compressão no local não é adequada. Caso a artéria femoral seja puncionada mais em cima do ligamento inguinal o sangramento é pior e pode acabar se dirigindo para o retroperitônio, provocando perdas consideráveis de sangue. Como demonstrado por estudos¹, o estímulo doloroso causado pela coleta de gasometria nos recém-nascidos gerou variações de todos os parâmetros fisiológicos, como frequência cardíaca, frequência respiratória, pulso e saturação de oxigênio. 7 2.3.2. Cuidados com a amostra Após a coleta do sangue arterial, ainda há atividade metabólica nas células sanguíneas, acarretando no aumento da pressão parcial de gás carbônico. Além disso, pode ocorrer a difusão de oxigênio através das paredes da seringa o que gera queda da pressão parcial de oxigênio. A escolha da seringa pode influenciar na analise final da gasometria. Estudos mostram que os gases tendem a serem menos difusíveis com o uso da seringa de vidro. Tais seringas também apresentam vantagens sobre as de plástico, pela maior facilidade para a coleta da amostra devido ao enchimento espontâneo do seu lúmen após a punção, enquanto seringas de plástico normalmente necessitam de sucção para seu enchimento. Na tentativa de diminuir o metabolismo das células sanguíneas, o uso de um recipiente com gelo para guardar as amostras antes de serem levadas para análise é uma medida a ser adotada. Entretanto se a amostra for levada imediatamente para a análise, tal ação pode ser dispensada. 2.3.3. Funcionamento dos Gasômetros As dosagens são normalmente realizadas de forma automatizada pelos gasômetros, que avaliam os diferentes parâmetros através de eletrodos. Para explicar seu funcionamento, será usado como exemplo o analisador de gases sanguíneos ABL5 da Radiometer Copenhagen. O ABL5 é de fácil uso, em que basta abrir a entrada da aspiração da amostra no analisador. Foi projetado para efetuar dosagens no sangue humano medindo os seguintes parâmetros: pH; (pCO2) pressão parcial de dióxido de carbono; e (pO2) pressão parcial de oxigênio. Isso é feito através dos seguintes eletrodos: 8 Eletrodo de Referência E111: Este eletrodo é utilizado como referência para o eletrodo de pH G707. Sua função é basicamente, manter um potencial constante relativamente à amostra, independente da concentração desta. A solução saturada de KCl que passa através da membrana porosa serve como ponte salina, estabelecendo o contato entre o eletrodo de referência e a amostra. A junta de membrana entre a solução de KCl e a amostra é um tipo de junta estável é fiável. Eletrodo de pH G707: Quando em contato com uma amostra, a diferença potencial é desenvolvida ao longo da membrana de vidro. A magnitude da diferença potencial é proporcional á diferença de pH entre as duas soluções. A diferença permuta de íons em cada superfície da membrana. A permuta de íons é feita entre os íons de hidrogênio da solução em contato com essa superfície, a respectiva extensão é determinada pela concentração de H+ ( mais precisamente, a atividade) em cada solução. Se a concentração de H+ de ambas as soluções for idêntica, a diferença potencial ao longo da membrana de vidro será teoricamente igual a 0 volts. Eletrodo de pCO2 E808: O Eletrodo de pCO2 é basicamente um eletrodo de pH ao qual foi adicionado uma membrana de silicone, essa membrana permite apenas a passagem das moléculas não carregadas de CO2, O2 e N2. Íons carregados, tais como H+ , não passarão, consequentemente o CO2 dissolvido da amostra difundir-se-á na camada fina do eletrólito de bicarbonato até se atingir um equilíbrio. O pH do eletrólito alterar-se-á a medida que se dissolve maior quantidade de gás de CO2 no eletrólito. A medida que o pH no eletrólito se altera, a tensão sobre a membrana de vidro sensível ao pH e entre o fio de Ag/AgCl e a banda de referência de Ag/AgCl também se altera, devido as alterações de potencial ao longo da membrana de vidro. A alteração de calibração do pH é convertida numa leitura de pCO2, através da a uma curva de calibração linear que relaciona o logarítimo de pCO2 com o pH. Visto as moléculas carregadas não poderem atravessar a membrana, a alteração de pH dever-se-á exclusivamente ao gás de CO2 que se difunde no eletrólito. Eletrodo de pO2 E909: O oxigênio da amostra difunde-se, através da membrana, na solução de eletrólito e é reduzido no catodo, produzindo assim uma corrente entre o anodo e o catodo, que é proporcional á tensão do oxigênio. O circuito é completado no ânodo, onde a prata é oxidada. Na presença de Pt negra, que cobre a parte interior da membrana de propileno, o peróxido de hidrogênio decompõe-se imediatamente: 2H2O2 → 2H2 + O2 Isso resulta num eletrólito mais rápido e mais estável. O diâmetro extremamente pequeno do catodo de platina limita o consumo de oxigênio 9 durante a medição. Consequentemente, é gerada apenas uma pequena corrente medica em picoamperes. A corrente depende da reação no catodo. A redução de O2 é limitada pela difusão através da membrana que cobre o catodo. 2.3.4. Fatores de erros na determinação dos gases sanguíneos Como qualquer técnica de laboratório, a gasometria também é susceptível a erros, seja por alterações ou mau funcionamento do equipamento como por falhas humanas na coleta e manuseamento do equipamento. A liberação de resultados errôneos, além de gerar um prognóstico incorreto, também atrapalha a detecção e acompanhamento de patologias, o que evidencia a necessidade de atenção do operador durante a prática, de modo a minimizar a ocorrência de possíveis erros. 2.3.4.1. Erros na Amostra 1. Sangue proveniente de paciente errado (identificação incorreta) ; 2. Sangue proveniente de pacientes durante trocas na terapia de ventilação ou durante o período de hiperventilação induzida pelo estresse do paciente; 3. Transporte: falha em colocar a amostra em banho de gelo ( tempo > 30 min); 4. Atraso na leitura da amostra (máximo 60 min); 5. Bolhas de ar na seringa ou seringa sem vedação da agulha ( ≥ 10% do volume da amostra pode aumentar o valor do pO 2 em cerca de 11mmHg); 6. Quantidade excessiva de heparina (pode reduzir o valor da pCO 2 em cerca de 40% e pode alterar o pH); 7. Volume insuficiente de sangue ou sangue coagulado; 8. Mistura insuficiente após a introdução no analisador. 2.3.4.2. Erros operacionais e instrumentais 1. Uso de tampões contaminados ou vencidos; 2. Contaminação bacteriana da câmara do eletrodo; 3. Bolha de ara sobre a membrana do eletrodo; 4. Proteínas sobre a membrana; 5. Calibração incorreta devido a baixa pressão no tanque, buraco no tubo transportador dos gases de calibração do analisador, conexão incorreta do tanque do gás de calibração, calibração incorreta do tampão, perda de saturação da solução de KCl (sua dissolução completa pode introduzir pequenas mudanças que baixam lentamente os resultados do pH), dentre outros. 10 A maioria dos erros é resolvida com manutenção adequada ou detectável pelo controle de qualidade. 2.3.4.3. Interferentes 1. Níveis elevados de COHb e MetHb aumentam o resultado de Saturação da pO 2; 2. Valores de Bilirrubinas acima de 10mg/dL interferem no resultados de Saturação da Po2; 3. Soluções lipídicas acima de 50 mg/dL interferem no resultados de Saturação da pO 2; 4. Amostras hemolisadas interferem no resultados de Saturação da pO2; 5. Amostras diluídas interferem no resultados de Saturação da pCO2. 2.4. Parâmetros avaliados 1. Pressão parcial de oxigênio (PaO2): mede a pressão de oxigênio dissolvido no sangue e como o oxigênio é capaz de se mover a partir do espaçoaéreo dos pulmões para o sangue. A PaO2 exprime a eficácia das trocas de oxigênio entre os alvéolos e os capilares pulmonares, e depende diretamente da pressão parcial de oxigênio no alvéolo, da capacidade de difusão pulmonar desse gás, da existência de Shunt anatômicos e da reação ventilação / perfusão pulmonar. Alterações desses fatores constituem causas de variações de PaO2. 2. Pressão parcial de dióxido de carbono (PaCO2): mede a quantidade de dióxido de carbono que é dissolvido no sangue, e como o dióxido de carbono é capaz de se mover para fora do corpo. A pressão parcial de CO2 do sangue arterial exprime a eficácia da ventilação alveolar, sendo praticamente a mesma do CO2 alveolar, dada a grande difusibilidade deste gás. Seus valores normais oscilam entre 35 a 45 mmHg. Se a PaCO2 estiver menor que 35 mmHg, o paciente está hiperventilando, e se o pH estiver maior que 7,45, ele está em Alcalose Respiratória. Se a PCO2 estiver maior que 45 mmHg, o paciente está hipoventilando, e se o pH estiver menor que 7,35, ele está em Acidose Respiratória. 3. pH: mede íons de hidrogênio (H +) no sangue. O pH do sangue fica geralmente entre 7,35 e 7,45. Um pH inferior a 7,0 é chamado ácido e um pH maior do que 7,0 é chamada básico (alcalino). Sendo assim, o sangue deve ter um pH ligeiramente básico. A alimentação e a atividade física produzem desvios do pH que são prontamente compensados, quando as funções respiratória e renal são adequadas. Em determinados estados patológicos ou em certas alterações pulmonares ou renais, a produção de ácidos ou a retenção de bases no 11 organismo, podem ser tão intensos que os mecanismos de compensação se tornam incapazes de manter o equilíbrio adequado. 4. Bicarbonato (HCO3): bicarbonato é um produto químico que impede o pH do sangue de se tornar muito ácido ou básico. As alterações na concentração de bicarbonato no plasma podem desencadear desequilíbrios ácido-básicos por distúrbios metabólicos. Se o HCO3- estiver maior que 28 mEq/L com desvio do pH > 7,45, o paciente está em Alcalose Metabólica. Se o HCO3- estiver menor que 2 mEq/L com desvio do pH < 7,35, o paciente está em Acidose Metabólica. 5. Valores de conteúdo de oxigênio (O2CT) e saturação de oxigênio (O2Sat): o primeiro mede a quantidade de oxigênio no sangue daquela amostra, já o segundo mede quantas hemoglobinas (células dos glóbulos vermelhos) estão transportando oxigênio (O2). 2.5. Resultados e distúrbios Resultados anormais da gasometria podem indicar que o paciente não está recebendo oxigênio suficiente, que não está eliminando dióxido de carbono em quantidade adequada, que há um problema na função renal ou que há um problema metabólico. Resultados normais da PO2 indicam que a pessoa está recebendo oxigênio suficiente. Alterações também podem ocorrer em certos processos, como em intubações orotraqueal no atendimento pré-hospitalar². 12 Os diferentes distúrbios: Acidose metabólica: esta é, provavelmente, a mais séria desordem acido- básica. Podem ser causadas por um excesso de ácidos, como no acumulo de lactato, que se relaciona com estados de distribuição inadequada de oxigênio nos tecidos, e no acumulo de cetoácidos, que ocorre na cetoacidose diabética, pela perda de bicarbonato pelo intestino delgado ou rins, pela ingestão de venenos ou drogas, dentre outros. Acidose respiratória: o problema primário é o aumento da PaCO2 como resultado da hipoventilação alveolar, em razão do inadequado volume-minuto (como num paciente fraco ou cansado), ou do aumento do espaço morto (como na doença pulmonar obstrutiva crônica grave). Frequentemente, estas causas ocorrem em combinação. Devido ao mecanismo de compensação, que será explicado no tópico seguinte deste trabalho, o nível de bicarbonato no plasma pode ser útil na diferenciação aguda da acidose respiratória crônica. No estado agudo, o bicarbonato está normal, enquanto no estado crônico está aumentado.. Alcalose metabólica: pode ser causada pelo excesso de bicarbonato (sempre iatrogênico) ou pela perda de ácido (do estomago ou dos rins). No estomago, perde-se ácido em casos de obstrução do trato gastrointestinal superior ou íleo; litros de líquidos podem ser perdidos diariamente. Já nos rins, a causa mais comum de perda de ácidos é a hipocalemia (baixa quantidade de potássio na corrente sanguínea). Alcalose respiratória: aqui o problema primário é uma paCO2 baixa, que é sempre resultado da hiperventilação. Isso pode ocorrer numa pessoa respirando espontaneamente, que está ansiosa, com dor ou que tem distúrbio respiratório (as causas incluem asma, pneumonia, embolo pulmonar, e síndrome do desconforto respiratório no adulto). A alcalose respiratória pode também ser vista em paciente ventilado mecanicamente, que recebe um grande volume-minuto ou que esta taquipneico. 13 2.6. Mecanismos compensatórios na acidose e alcalose Na acidose respiratória, a persistente elevação da pressão parcial de CO2 repercute a nível renal e, após um período de 12 a 48 horas, já se consegue detectar uma diminuição da eliminação renal de HCO3-, com maior eliminação de H+ na urina. O aumento da reabsorção renal de HCO3- constitui o principal mecanismo de compensação renal à acidose hipercápnica. O HCO3-, elevando-se no sangue, tenderá a normalizar o pH. A acidose respiratória compensada apresentará pH normal ou próximo do normal, PCO2 elevada e HCO3-. Numa insuficiência pulmonar, devido a hipoxia ou ao aumento de trabalho muscular respiratório, a produção de ácido láctico pode estar aumentada, e este é tamponado no plasma pelo bicarbonato, com consequente diminuição dos seus níveis, diminuindo ainda mais o pH e levando a uma Acidose Mista. Na hipocapnia (diminuição de dióxido de carbono no sangue) de longa duração, a eliminação renal de bicarbonato está aumentada, levando a correção do pH do sangue. A alcalose respiratória compensada apresentará um pH normal ou próximo do normal com níveis de bicarbonato baixos. A associação de alcalose respiratória e alcalose metabólica, Alcalose Mista, é frequente em pacientes com insuficiência respiratória quando hiperventilados mecanicamente, e ocorrem perdas de suco gástrico ou uso de diuréticos. Na acidose metabólica, a compensação ocorrerá pela hiperventilação alveolar secundária ao aumento de H+ no plasma e no líquor, levando a uma diminuição da PCO2. Essa hiperventilação tenderá a corrigir o pH do sangue. Na alcalose metabólica, o mecanismo de compensação não é tão eficiente. Embora o aumento de HCO3-no líquor deprima a respiração, sua passagem pela barreira liquórica é muito lenta. Daí o fato de que a depressão respiratória não ser observada com frequência na clínica. 14 3. DISCUSSÃO Além de ser amplamente disponível e de baixo custo, a gasometria fornece, como supracitado, informações que auxiliam o diagnóstico e tratamento de várias patologias, tanto humanas como de outros animais. Além disso, é uma técnica amplamente usada em pesquisas, como para avaliar Parâmetros clínicos e hemogasométricos de equinos durante prova de vaquejada4, para monitoramento da saúde de potros nascidos de éguas com placentite, para estudo da gasometría arterial em adultos clinicamente saudáveis a 3350 metros de altitude5, para avaliar a influência do local de inserção do dreno pleural, de PVC atóxico, na função pulmonar6 e para determinar a utilidade do índice de oxigenação arterial como ponto para avaliar o estado de oxigenação arterial em pacientes com sépsis respiratória que foram ventilados7.15 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Andréa Lopes Barbosa, Maria Vera Lúcia Moreira Leitão Cardoso. Alterações nos parâmetros fisiológicos dos recém-nascidos sob oxigenoterapia na coleta de gasometria. Acta paul. enferm. vol.27 no.4 São Paulo Aug. 2014 2. 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