PRINCPIOS BSICOS VM_Bonassa

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Princípios Básicos dos Ventiladores Artificiais 
Jorge Bonassa 
Introdução 
Um dos principais objetivos da ventilação mecânica é aliviar total ou parcialmente o 
trabalho respiratório do paciente
85,86
. O trabalho respiratório representa a energia necessária 
para movimentar determinado volume de gás através das vias aéreas e expandir o pulmão, 
permitindo que ocorram as trocas gasosas à nível alveolar
74
. O movimento de gases através 
das via aéreas, tanto durante a inspiração como durante a expiração, irá gerar forças de 
atrito opostas à direção do movimento. A expansão do pulmão irá distender estruturas 
visco-elásticas, envolvendo parede torácica, diafragma, gerando forças de natureza visco-
elásticas. Durante a ventilação espontânea, o paciente deve desenvolver através dos 
músculos respiratórios, uma força inspiratória suficiente para vencer as forças de atrito e as 
visco-elásticas. A ocorrência da patologia pulmonar invariavelmente representa um 
aumento das forças que se opõe ao movimento dos gases, exigindo níveis elevados de 
esforço por parte do paciente, e predispondo a ocorrência da fadiga muscular 
73
. 
Nessa situação, é indicado o uso de equipamentos - ventiladores artificiais - capazes de 
"bombear" os gases para dentro dos pulmões, de forma cíclica, permitindo intervalos para 
que o volume inspirado seja exalado passivamente
72
. Essa forma de ventilação, utilizando 
pressão positiva para bombear o gás para o interior dos pulmões, é a forma mais usual, 
embora existam equipamentos capazes de gerar uma pressão negativa. Na ventilação com 
pressão negativa, a pressão é aplicada ao redor da caixa torácica do paciente, através de 
coletes rígidos, promovendo a expansão do tórax e a inspiração, entretanto essa forma não 
será abordada nesse capítulo. 
O objetivo desse capítulo é apresentar uma análise do ponto de vista funcional dos 
ventiladores artificiais. Para tanto serão apresentados os conceitos básicos envolvidos na 
ventilação mecânica e a descrição funcional dos ventiladores a partir dos modos de 
ventilação. Através da utilização de exemplos numéricos pretende-se fornecer ao leitor um 
guia para o entendimento dos modos de operação dos ventiladores modernos e sua inter-
relação com a mecânica respiratória do paciente. 
 
Conceitos Básicos 
 
Sistema de Ventilação 
A partir de uma representação simplificada do sistema respiratório e de um ventilador 
artificial (Fig. 1), é possível a descrição dos mecanismos básicos envolvidos na ventilação 
mecânica. 
 
Figura 1: Representação esquemática de um ventilador conectado ao paciente. A partir dos controles 
efetuados através do painel de controles e da monitorização realizada pelos transdutores de pressão e fluxo, é 
realizado o controle das válvulas de fluxo e exalação através do circuito de controle do ventilador. O 
ventilador inicia a fase inspiratória abrindo a válvula de fluxo e fechando a válvula de exalação. O paciente é 
representado através das vias aéreas, dos pulmões e da caixa torácica. 
O modelo simplificado de ventilador é constituído por uma válvula de fluxo, uma válvula 
de exalação, transdutores de pressão e fluxo, painel de controles e monitorização e circuito 
de controle
11
. 
A válvula de fluxo do modelo têm a via de entrada ligada à uma fonte de ar e/ou oxigênio. 
A pressão de alimentação das válvulas de fluxo se situa geralmente em torno de 1 a 1,5 
atmosferas. Internamente, uma esfera atuando sobre uma sede, controla a abertura da 
passagem do gás. A posição da esfera em relação à sede define o fluxo inspiratório. O 
movimento da esfera é realizado por um motor de passo controlado através de 
microprocessador. Existem diversos modelos construtivos de válvulas de fluxo disponíveis 
nos ventiladores modernos
27
(Fig.2). 
 
Figura 2: Representação esquemática de diversos modelos contrutivos de válvula de fluxo: A. Um motor de 
passo atuando sobre uma esfera controla a abertura da passagem do fluxo. B. O acionamento da esfera, nesse 
caso, é realizado por um solenóide proporcional. C. Um mecanismo tipo pinça, acionado por motor de passo, 
atua sobre um tubo flexível, controlando a área de passagem do fluxo. D. Uma série de solenóides, calibrados 
com fluxos discretos, obedecendo a relação 2
n
, ao serem acionados (abertos) na combinação apropriada, 
permitem ajustar o fluxo requerido. Por exemplo: fluxo 6L/min = solenóides 2 e 4 L/min acionados; 50L/min 
= solenóides 2, 16 e 32 L/min acionados. 
A saída da válvula de fluxo é ligada ao ramo inspiratório do circuito do paciente. 
A extremidade do ramo expiratório é conectada à válvula de exalação. A atuação de um 
diafragma sobre um bocal controla a abertura e fechamento do ramo expiratório. O 
movimento do diafragma também é realizado por um motor de passo controlado pelo 
microprocessador. Também no caso da válvula de exalação, existem diversas possibilidades 
construtivas, dependendo do ventilador (Fig. 3). 
 
Figura 3: Representação esquemática de diversos modelos contrutivos de válvula de exalação: A. Um motor 
de passo atuando sobre um diafragma flexível controla a abertura do ramo expiratório. B. O acionamento do 
diafragma é realizado por uma bobina eletromagnética. C. Um solenóide comuta as pressões inspiratória e 
expiratória, provenientes de válvulas pneumáticas, que atuam sobre o diafragma. D. Uma bobina 
eletromagnética aciona um mecanismo tipo pinça, que controla a área de passagem de um tubo flexível. 
Os sinais de pressão e fluxo são medidos na saída do "Y" do circuito respiratório, onde é 
conectado o tubo endotraqueal, que se constitui na interface paciente - ventilador. 
A medição de pressão é realizada por um transdutor de pressão, que transforma o sinal 
pneumático em sinal elétrico. Os transdutores de pressão atuais incorporam sensores de 
silício cujas propriedades elétricas são sensíveis à pressão. 
A medição do fluxo pode ser realizada em diversos pontos do sistema. Existem ventiladores 
que realizam a medida de fluxo na saída da válvula de fluxo (fluxo inspiratório), e/ou na 
saída da válvula de exalação (fluxo expiratório). Outros utilizam um sensor junto ao 
paciente, medindo tanto o fluxo inspiratório como expiratório. Os tipos de sensores mais 
utilizados para medição do fluxo são pneumotacógrafos, turbinas e anemômetros de fio 
aquecido 
45
 (Fig.4). 
 
 
Figura 4: Representação esquemática de diversos tipos de sensores de fluxo: A. Nos pneumotacógrafos, a 
passagem do fluxo por uma restrição calibrada, ocasiona uma queda de pressão. Essa queda de pressão, 
proporcional ao fluxo, é medida por um transdutor de pressão diferencial. Nos pneumotacógrafos tipo Fleisch, 
que utilizam um arranjo de tubos de pequeno diâmetro em paralelo, a relação entre o fluxo e a queda de 
pressão P1 - P2 é linear. B. Nos pneumotacógrafos que utilizam uma restrição fixa de maior diâmetro, a 
relação pressão x fluxo aumenta com o fluxo, e exige a linearização através de algorítimos e/ou circuitos 
eletrônicos. C. A utilização de uma lâmina flexível, resultando em uma área variável, aumenta a sensibilidade 
do pneumotacógrafo para baixos fluxos. D. A passagem do gás através de pás fixas direcionadoras de fluxo, 
causa a rotação das pás rotativas da turbina. A rotação é proporcional ao fluxo e/ou volume deslocado. Os 
sensores de turbina apresentam pouca sensibilidade para baixos fluxos, influenciados pelo atrito e inércia, 
sendo mais utilizados para expirometria. E. A passagem do fluxo por um fio de platina aquecido, promove 
uma troca de calor. Através de um circuito de controle, a corrente elétrica através do fio é aumentada de 
forma a manter a temperatura constante. A corrente de realimentação é proporcional ao fluxo. 
A medida de volume é obtida através do sinal de fluxo. O fluxo representa a velocidade 
com que um determinado volume de fluído está sendo movimentado. Realizando-se a 
somatória dos fluxos a cada instante, ou seja,calculando-se a integral do fluxo em relação 
ao tempo, obtém-se o volume deslocado entre os instantes considerados. A integração do 
sinal de fluxo pelo microprocessador fornece o valor dos volumes inspirado e exalado. 
A partir dos controles efetuados através do painel de controles e da monitorização realizada 
pelos transdutores de pressão e fluxo, é realizado o controle das válvulas de fluxo e 
exalação através do circuito de controle do ventilador. 
O paciente é representado através das vias aéreas, dos pulmões e da caixa torácica, cujas 
propriedades mecânicas serão discutidas ao longo deste capítulo. 
A ventilação mecânica é realizada por meio de ciclos ventilatórios, apresentando duas 
fases: inspiratória e expiratória. De forma bastante simples, o ventilador inicia a fase 
inspiratória abrindo a válvula de fluxo e fechando a válvula de exalação. Nessa fase ocorre 
o enchimento dos pulmões com o ventilador exercendo a pressão necessária para vencer o 
atrito nas vias aéreas e expandir os pulmões. O final da fase inspiratória irá coincidir com o 
início da fase expiratória, com o ventilador fechando a válvula de fluxo e abrindo a válvula 
de exalação. Nessa fase ocorre o esvaziamento dos pulmões, sendo que a força motriz é a 
própria pressão no interior dos pulmões, ou seja, via de regra, a exalação é passiva. 
Os sinais de pressão, fluxo e volume podem ser representados graficamente, permitindo 
uma análise detalhada do funcionamento do ventilador (Fig. 5), utilizando um exemplo 
numérico: 
 
Figura 5: Traçados das curvas de Fluxo, Volume e Pressão indicando os principais parâmetros que podem ser 
extraídos da leitura gráfica. Os instantes A e B correspondem ao início da fase inspiratória (abertura da 
válvula de fluxo e fechamento da válvula de exalação) e expiratória (fechamento da válvula de fluxo e 
abertura da válvula de exalação) respectivamente. 
Fluxo (L/min) x Tempo (s): A válvula de fluxo é aberta no instante 1seg. - início da fase 
inspiratória - e o fluxo atinge o valor de 30L/min. O valor positivo indica que o fluxo é 
inspiratório. O fluxo é mantido constante em 30L/min até o instante 2seg. Nesse instante a 
válvula de fluxo é fechada, e o fluxo cai a zero (eixo horizontal). Simultaneamente a 
válvula de exalação é aberta - início da fase expiratória - e o gás no interior dos pulmões é 
exalado pela própria pressão no interior dos pulmões. O fluxo atinge o valor máximo de -40 
L/min. O valor negativo indica que o fluxo é expiratório. À medida que o pulmão esvazia, 
diminui a pressão no seu interior e conseqüentemente o fluxo expiratório. O fluxo 
expiratório zero indica o esvaziamento total dos pulmões no instante 3seg. No instante 4s é 
iniciado um novo ciclo. 
Volume (L) x Tempo (s): No instante 1s é iniciado enchimento dos pulmões através do 
fluxo inspiratório de 30L/min. O volume é definido como a integral do fluxo em relação ao 
tempo e pode ser representado graficamente como a área da curva Fluxo x Tempo
77
. O 
volume inspirado é a área definida entre o a curva de fluxo inspiratório e o eixo do tempo, e 
o exalado a área definida pelo fluxo expiratório. Como nesse caso o fluxo é mantido 
constante, o volume aumenta linearmente, até o valor de 0,5L no instante 2seg. Nesse 
instante, com o fechamento da válvula de fluxo e abertura da válvula de exalação, se inicia 
o esvaziamento dos pulmões, com o volume retornando a zero no instante 3s. Durante a 
exalação o volume diminui de forma exponencial. Caso o volume exalado seja menor que o 
inspirado, a curva não irá retornar a zero, refletindo a diferença entre os dois valores. 
Pressão(cmH2O) x Tempo (s): Com o início do fluxo inspiratório no instante 1s, ocorre um 
aumento abrupto de pressão na via aérea, correspondendo à pressão necessária para vencer 
o atrito e movimentar os gases através das vias aéreas. À medida que ocorre a expansão dos 
pulmões, e a distensão das estruturas visco-elásticas, ocorre um aumento proporcional de 
pressão, necessária para vencer as forças visco-elásticas. A pressão atinge seu valor 
máximo no instante 2 seg., quando ainda existe fluxo inspiratório e os pulmões atingiram o 
volume máximo durante o ciclo. A pressão retorna ao valor inicial - linha de base - durante 
a exalação. A pressão da linha de base, durante a fase expiratória, pode ser mantida acima 
da pressão atmosférica, através do controle da válvula de exalação. Ou seja, a válvula de 
exalação pode permanecer parcialmente fechada, impedindo a saída de todo o volume de 
gás do interior dos pulmões. Nesse caso a pressão expiratória é mantida positiva, PEEP - 
Positive End Expiratory Pressure. 
Através da análise gráfica pode-se determinar, utilizando os dados do exemplo: 
Tempo Inspiratório Tinsp = 2s - 1s = 1s 
Tempo Expiratório Texp = 4s - 2s = 2s 
Relação I : E = 1: Texp/Tinsp = 1: 2/1 = 1 : 2 
Período do ciclo ventilatório Tciclo = Tinsp + Texp = 1s + 2s = 3s 
Freqüência respiratória Freq. = 60s / Tciclo = 60s / 3s = 20 ciclos/minuto 
Fluxo inspiratório máximo = 30L/min 
Fluxo expiratório máximo = 40 L/min 
Volume inspirado Vinsp = 0,5L 
Volume exalado Vexp = 0,5L 
Pressão inspiratória máxima (pico) Pico = 25cmH2O 
Pressão expiratória PEEP = 5 cmH2O 
A partir dessa descrição sucinta do funcionamento do ventilador artificial podem ser 
detalhadas as propriedades do sistema respiratório e sua inter-relação com as variáveis 
envolvidas na ventilação: resistência das vias aéreas e complacência do sistema respiratório 
versus pressão, fluxo e volume. 
 
 
Resistência das vias aéreas 
Resistência através de um tubo 
Para se movimentar um sólido sobre uma superfície, é necessário que a aplicação de uma 
força suficiente para vencer as forças de atrito. Da mesma forma, para que o ar e /ou 
oxigênio se movimente através das vias aéreas é necessário que exista uma diferença de 
pressão positiva na direção do movimento. O fluxo de gás irá se estabelecer em função 
dessa diferença de pressão e o seu sentido será do ponto de maior para o de menor pressão. 
A pressão é a força motriz do fluxo. 
A descrição de um experimento utilizando um tubo endotraqueal, um manômetro ou 
transdutor de pressão e um fluxômetro facilita o entendimento do conceito da resistência
11
 
(Fig. 6). 
 
Figura 6: Representação esquemática do arranjo para medida de resistência de um tubo endotraqueal. Para 
cada fluxo ajustado no fluxômetro, é realizada a medida de pressão na entrada do tubo endotraqueal (ponto A) 
utilizando-se de um manômetro ou transdutor de pressão. 
O fluxômetro está conectado ao tubo endotraqueal, no ponto usualmente conectado ao 
ventilador. Através de um "T" é realizada a medida da pressão nesse mesmo ponto A, 
utilizando-se o transdutor de pressão. A outra extremidade do tubo, ponto B, está aberta, ou 
seja, a pressão no ponto B é a pressão atmosférica. O experimento é conduzido ajustando-se 
diversos fluxos e medindo-se a diferença de pressão entre os pontos A e B. Como a pressão 
no ponto B é a pressão atmosférica (PB =0), a diferença de pressão entre os dois pontos (PA-
PB) é a própria pressão medida pelo transdutor no ponto A PA. Foram obtidos os seguintes 
valores experimentais: 
Fluxo (L/min) PA-PB (cmH2O) 
20 0,5 
40 1,5 
60 3,0 
80 5,0 
100 8,0 
120 11 
Os dados obtidos com esse experimento revelam que: 
As pressões medidas em dois pontos distintos do tubo são diferentes quando existe um 
fluxo através do tubo. A pressão diminui no sentido do fluxo. 
A diferença de pressão entre dois pontos do tubo é maior para fluxos mais elevados. 
A diferença de pressão entre os pontos A e B é a força motriz que movimenta os gases 
através do tubo, vencendo as forças de atrito. 
A relação entre a diferença de pressão entre dois pontos de um tubo, ou via aérea, e o fluxo 
através do mesmo representa a resistência da via aérea Rva entre os dois pontos. 
Rva = (PA-PB)/Fluxo 
PA: Pressão na entrada do tubo endotraqueal (cmH2O)PB: Pressão na saída do tubo endotraqueal (cmH2O) 
Fluxo: Fluxo (L/s) 
Obs. 60L/min = 1L/s 
Para o tubo do experimento pode ser calculada a resistência para cada fluxo ensaiado. 
Rva = (PA-PB)/Fluxo 
Para Fluxo = 20L/min; (PA - PB)= 0,5cmH2O 
20L/min = 20/60L/s = 1/3 L/s 
Rva @ 20L/min = 0,5cmH2O/0,33L/s = 1,5cmH2O/L/s 
Calculando-se Rva para os demais fluxos obtém-se: 
Fluxo (L/min) Rva (cmH2O/L/s) 
20 1,50 
40 2,25 
60 3,00 
80 3,75 
100 4,8 
120 5,5 
Verifica-se que a resistência calculada não é constante, e aumenta com a elevação do fluxo. 
Esse aumento de resistência em função do fluxo é explicado pela natureza do fluxo que se 
estabelece no tubo (Fig. 7). 
 
Figura 7: Representação dos fluxos laminar e turbulento em um tubo. No fluxo laminar, as moléculas dos 
gases movimentam-se em camadas concêntricas. A camada em contato com a parede do tubo apresenta 
velocidade zero, e as demais deslizam entre si, em um movimento ordenado, obedecendo o mesmo sentido e 
direção, alcançando velocidade máxima no centro do tubo, apresentando um perfil parabólico. No fluxo 
turbulento, as moléculas do gás apresentam uma movimentação desordenada, em trajetórias distintas, e o 
perfil de velocidades apresenta-se achatado. 
Para fluxos menores, as moléculas dos gases movimentam-se em camadas concêntricas. A 
camada em contato com a parede do tubo apresenta velocidade zero, e as demais deslizam 
entre si, em um movimento ordenado, obedecendo o mesmo sentido e direção, alcançando 
velocidade máxima no centro do tubo. Esse tipo de fluxo é denominado laminar. Nesse 
caso, as forças de atrito são resultantes do movimento relativo das moléculas do gás, 
resultando em uma espécie de resistência intrínseca do gás, em função da viscosidade do 
gás. 
Com o aumento do fluxo, as moléculas do gás apresentam uma movimentação 
desordenada, em trajetórias distintas. Nesse caso, além da viscosidade, também influem na 
resistência ao fluxo a densidade do gás e o atrito com as paredes do tubo. Esse é o caso 
mais comum, presente inclusive no sistema respiratório. 
No caso de fluxo turbulento, a equação que relaciona a queda de pressão entre dois pontos 
de um tubo e o fluxo através do mesmo é dada por (equação de Rohrer)
9,21,29,70,98
: 
PA-PB = K1.Fluxo + K2. Fluxo
2 
As constantes K1 e K2 representam os componentes da resistência para fluxo laminar e 
turbulento. 
Para o caso do tubo endotraqueal do experimento foram obtidos, através de regressão linear 
os seguintes valores
11
: K1 = 0,6 e K2= 2 
 
Do ponto de vista prático, o mais usual é determinar a resistência a um determinado fluxo. 
Ao se proceder dessa forma deve-se lembrar que o valor da resistência relaciona 
exclusivamente a queda de pressão ao fluxo utilizado. Não é correto determinar-se o valor 
de resistência para um valor de fluxo e utilizá-la indistintamente outros valores. Conforme 
visto para o tubo endotraqueal, é necessária a utilização de diversos pontos na faixa de 
fluxos possíveis para determinar-se uma equação que descreva adequadamente o 
comportamento resistivo da via aérea. 
 
Resistência do sistema respiratório 
A mesma relação entre pressão e fluxo encontrada no tubo endotraqueal é válida para o 
sistema respiratório, ou seja, para as vias aéreas naturais
7,9,21,70
. 
No caso do sistema respiratório, os pontos extremos podem ser considerados como a 
pressão na boca, ou no caso do paciente em ventilação mecânica, a traquéia Ptr, e a pressão 
intrapulmonar a nível alveolar Palv. Conhecendo-se as pressões traqueal e alveolar para um 
determinado fluxo, é possível o cálculo da resistência das vias aéreas do paciente. 
Considerando a fase inspiratória, com um fluxo inspiratório constante, pode ser utilizada a 
fórmula da resistência do tubo endotraqueal, onde PA = Ptr e PB= Palv 
Rva = (Ptr-Palv)/Fluxo 
Por exemplo, se durante a fase inspiratória, com um fluxo de 30L/min, a pressão traqueal 
fosse 15cmH2O e a pressão alveolar 5cmH2O, resultaria: 
30L/min = 30/60 L/s = 0,5 L/s 
Rva = (15-5)cmH2O/0,5L/s = 20cmH2O/L/s 
As mesmas considerações feitas para o tubo endotraqueal em relação ao fluxo laminar e 
turbulento se aplicam para o sistema respiratório. Além disso, nem sempre dispomos de 
fluxo constante. Por exemplo, para estimarmos a resistência expiratória, dispomos de um 
fluxo decrescente, e conseqüentemente irão ocorrer alterações de resistência no decorrer da 
fase expiratória. Devido à natureza elástica das via aéreas, também irão ocorrer alterações 
decorrentes da própria deformação das vias aéreas
4
. 
Apesar da importância das considerações apresentadas, para os objetivos desse capítulo é 
suficiente entender a relação entre os gradientes de pressão e o fluxo ao longo das vias 
aéreas. 
No paciente em ventilação mecânica a pressão é medida antes do tubo endotraqueal. 
Portanto os valores medidos de resistência utilizando-se a pressão inspiratória proximal, 
referida como pressão na via aérea Pva, é na realidade a soma das resistências do tubo 
endotraqueal e das vias aéreas do paciente. 
Rva = Rva.tubo + Rva.paciente = (Pva-Palv)/Fluxo 
A soma das resistências do tubo endotraqueal e do sistema respiratório se constitui na 
própria resistência das vias aéreas Rva. A diferença de pressão entre a entrada do tubo 
endotraqueal e a alveolar (Pva-Palv) é denominada Pressão Resistiva Pres. A resistência 
das vias aéreas pode então ser simplificada: 
Rva = Pres/Fluxo 
Complacência 
Complacência do sistema respiratório 
O aumento do volume pulmonar durante a fase inspiratória ocasiona uma expansão dos 
pulmões e conseqüentemente da parede torácica, distendendo as estruturas elásticas do 
sistema respiratório. Analogamente a um sistema de molas, essa estrutura elástica irá 
exercer uma força contrária e proporcional à deformação, por sua vez proporcional ao 
volume inspirado. Essa força elástica, distribuída pela superfície do pulmão, irá gerar uma 
pressão intrapulmonar positiva. A relação entre o volume inspirado e a variação de pressão 
no interior dos pulmões representa a complacência do sistema respiratório
7,24,70,82
(Fig. 8). 
 
Figura 8: Representação de um arranjo para determinação da relação entre o volume inspirado e a variação de 
pressão no interior dos pulmões, definida como complacência do sistema respiratório. A medida da pressão 
deve ser realizada em condições estáticas (fluxo zero). A curva Pressão x Volume, representa a curva de 
complacência do sistema respiratório (pulmão e parede torácica). A inclinação da curva em um determinado 
ponto determina a complacência para o volume considerado. Pelo traçado do exemplo, observa-se, que para 
volumes baixos a inclinação da curva, ou seja, a complacência, é menor. 
Na presença de pressão expiratória positiva PEEP, a variação de pressão resultante do 
aumento do volume, é a pressão alveolar subtraída do PEEP. 
Csr = Volume/(Palv-PEEP) L/cmH2O 
O aumento de pressão intrapulmonar (Palv - PEEP) devido ao volume inspirado se constitui 
na pressão elástica Pel, relativa ao volume. A complacência do sistema respiratório pode 
então ser simplificada: 
Csr = Volume/Pel 
Por exemplo, se durante a ventilação, com PEEP de 5cmH2O e volume corrente de 0,5 L, a 
pressão alveolar no final da inspiração fosse 15cmH2O, resultaria o seguinte valor de 
complacência: 
Csr = 0,5L /(15-5)cmH2O = 0,05L/cmH2O. 
Ou seja, nesse caso, um aumento de volume de 50ml ocasiona um aumento de 1cmH2O no 
interior dos pulmões. 
Inversamente, considerando a complacência de 0,05L/cmH2O e PEEP 5cmH2O, para um 
volume inspirado de 0,75L, a pressão no interior dos pulmões resultaria: 
Palv = Vol (L) / Crs (L/cmH2O) + PEEP(cmH2O) 
= 0,75L/0,05L/cmH2O = 15 + 5 = 20cmH2O 
Da mesma forma que a resistência, a complacência não apresenta um valor constante. 
Alterações da complacência podem ocorrer em função de uma maior ou menor 
recrutamento alveolar, propiciado, por exemplo, pela utilização da PEEP.A utilização de 
volumes elevados pode causar uma hiperinsuflação dos pulmões, com uma diminuição da 
complacência devido à restrição imposta pela parede torácica. 
 
Complacência do Sistema de Ventilação 
Além da complacência do sistema respiratório, incorporando a parede torácica e os 
pulmões, o próprio ventilador juntamente com o circuito respiratório apresenta uma 
complacência intrínseca, cujo efeito poderá interferir na ventilação mecânica. 
O circuito do ventilador é formado por tubos, muitas vezes flexíveis, e volumes 
compressíveis, como as jarras de umidificação. Nos casos de ventiladores utilizados em 
anestesia, incorporando foles ou bolsas de reinalação, a complacência do sistema de 
ventilação apresenta valores significativos. O efeito dessa complacência intrínseca irá 
depender do modo de ventilação utilizado. Por exemplo, se a modalidade ventilatória 
empregada fornece um volume predeterminado ao paciente, parte desse volume pode ficar 
comprimido no próprio circuito, não participando da ventilação, diminuindo o volume 
corrente efetivo. 
Para se calcular a complacência intrínseca do sistema de ventilação é necessário insuflar 
um volume pré-determinado no interior do circuito, obstruindo todas as suas saídas, e 
verificar a variação de pressão resultante. De forma prática, isso pode ser realizado, 
obstruindo-se a saída do "Y" do circuito e certificando-se que não existam vazamentos, 
selecionando a modalidade ciclada a volume, ajustando-se um volume em torno de 100ml e 
um fluxo de 10L/min, geralmente disponíveis nos ventiladores. Deve-se então observar 
qual a pressão inspiratória Pva obtida no interior do circuito e realizar o cálculo da 
complacência. 
Por exemplo, supondo que a pressão na via aérea ao final da inspiração fosse 20cmH2O, a 
complacência do circuito seria: 
Ccirc = Volume/Pva = 100ml/20cmH2O = 5ml/cmH2O 
Isso significa que durante a ventilação mecânica, 5ml de volume permanecerá no circuito 
para cada 1cmH2O de pressão na via aérea. Ou seja, se durante a ventilação, a pressão 
inspiratória atingisse 15cmH2O, o volume perdido no circuito seria: 
Volume perdido = Ccirc. x Pva = 5ml/cmH2O x 15cmH2O = 75ml 
O efeito da complacência do sistema de ventilação deve ser avaliado principalmente na 
ventilação de pacientes com complacência reduzida, principalmente crianças. Nesse caso, o 
circuito deve ser otimizado, reduzindo-se o comprimento e diâmetro dos tubos, 
empregando-se materiais com pouca distensibilidade e reduzindo-se os volumes 
compressíveis. 
Quando a medida da complacência é efetuada no paciente conectado ao ventilador, é 
importante verificar onde está sendo realizada a medida do volume. 
Se o volume considerado nos cálculos, é o volume medido no ramo expiratório do circuito, 
então a complacência medida incorpora o circuito do paciente. Nesse caso, para se 
determinar a complacência do paciente deve-se descontar do valor obtido a complacência 
do circuito. 
Se o volume utilizado nos cálculos de complacência é medido através de um sensor 
diretamente posicionado na entrada do tubo endotraqueal, então o valor obtido é a própria 
complacência do paciente. 
 
Equação do Movimento 
A partir das definições de resistência e complacência é possível relacionar as propriedades 
do sistema respiratório e do sistema de ventilação com as pressões, fluxos e volumes 
desenvolvidos durante a ventilação. 
Retornando ao modelo do sistema de ventilação (Fig.1), a pressão na via aérea Pva é 
medida na entrada do tubo endotraqueal. Durante a fase inspiratória, considerando-se o 
paciente em ventilação controlada, sem esforço inspiratório, o valor da Pva irá incorporar 
tanto a componente resistiva Pres como a componente elástica Pel 
7,11,13,22,24,49,66,70,82
. 
Considerando que o volume é medido na mesma posição, ou seja, é o volume efetivamente 
inspirado pelo paciente: 
Pva = Pres + Pel + PEEP = Rva . Fluxo + Volume/Csr + PEEP 
A partir dessa equação a curva de pressão pode ser mais bem descrita utilizando-se os 
conceitos de resistência e complacência. 
Considerando como exemplo dois pacientes com mecânicas respiratórias distintas: 
Paciente 1: R1 = 20cmH2O/L/s; C1 = 0,025L/cmH2O 
Paciente 2: R1= 40cmH2O/L/s; C2=0,05L/cmH2O 
Utilizando os mesmos parâmetros ventilatórios do exemplo, Volume 0,5L, Fluxo 
inspiratório constante 30L/min e PEEP 5cmH2O, obtém-se os seguintes traçados de 
pressão (Fig.9): 
 
Figura 9: Traçados das curvas de Fluxo, Volume e Pressão para dois pacientes com mecânicas respiratórias 
distintas. No exemplo foram utilizados fluxo inspiratório (30 L/min) e volume (0,5L) constantes. Pode-se 
observar que apesar de apresentarem o mesmo pico de pressão, as pressões alveolares nos dois pacientes são 
diferentes. Além disso,no paciente 2, devido à uma constante de tempo maior, a exalação occorre de forma 
mais lenta, com o pico de fluxo expiratório menor. 
No instante 1s a válvula de fluxo é aberta, liberando um fluxo de 30L/min através da das 
vias aéreas. Nesse instante, o volume inspirado ainda é zero e a pressão na via aérea: 
Pva = Rva.Fluxo + Volume/Csr + PEEP 
Paciente 1: Pva1= 20cmH2O/L/s . 0,5L/s + 0L / 0,025L/cmH2O + 5cmH2O 
Pva1= 15cmH2O 
Paciente 2: Pva2= 40cmH2O/L/s . 0,5L/s + 0L/ 0,05L/cmH2O + 5cmH2O 
Pva2= 25cmH2O 
No instante 1,5s a válvula de fluxo permanece aberta. Nesse instante o volume inspirado 
atingiu 250ml. Portanto a pressão elástica Pel no interior dos pulmões aumentou. Como o 
fluxo foi mantido constante, e considerando-se que não ocorreram mudanças nas 
resistências das vias aéreas, a pressão resistiva Pres também permaneceu constante. 
Calculando-se a pressão na via aérea para essa nova situação 
Paciente 1: Pva = 20 . 0,5 + 0,25 / 0,025 +5 = 10 + 10 + 5 = 25cmH2O 
Paciente 2: Pva=40 . 0,5 + 0,25 / 0,05 + 5 = 20 + 5 + 5 = 30 cmH2O 
No final da fase inspiratória, no instante 2s, o volume atingiu 0,5L, e a válvula de fluxo 
ainda está aberta: 
Paciente 1: Pva = 20. 0,5 + 0,5/0,025 + 5 = 10 + 20 + 5 = 35cmH2O 
Paciente 2: Pva = 40 . 0,5 + 0,5/0,05 + 5 = 20 + 10 + 5 = 35cmH2O 
Esse exemplo ilustra uma situação onde dois pacientes com mecânicas respiratórias 
distintas, apresentam o mesmo valor de pressão na via aérea Pva ao final da inspiração, ou 
pressão de pico Ppico. Entretanto no Paciente 1 a pressão Ppico é composta de 10cmH2O 
de pressão resistiva e 20cmH2O de pressão elástica, além da PEEP. Ou seja, a pressão 
intrapulmonar no paciente 1 é de 25cmH2O. 
No Paciente 2, a pressão resistiva é de 20cmH2O e a elástica 10cmH2O, resultando em 
uma pressão intrapulmonar de 15cmH2O, inferior à do Paciente 1. 
A simples verificação do pico de pressão Ppico não reflete corretamente os níveis de 
pressão a que efetivamente estão submetidos os alvéolos durante a ventilação. 
O início da fase expiratória ocorre através do fechamento da válvula de fluxo e abertura da 
válvula de exalação. Durante a fase expiratória, supondo uma válvula de exalação ideal, 
que não ofereça resistência ao fluxo, ocorre uma rápida despressurização do circuito, e a 
pressão na via aérea se reduz ao valor da PEEP programada. Nesse instante, inverte-se o 
sentido do fluxo, ou seja, a pressão intrapulmonar é maior que a pressão na via aérea Pva. A 
força motriz do fluxo expiratório é a própria pressão elástica no interior dos pulmões. No 
caso do Paciente 1, a pressão elástica atingiu 20cmH2O, e no paciente 2, 10cmH2O. Essa é 
a pressão disponível para movimentar os gases através das vias aéreas. Supondo que a 
resistência expiratória seja igual à inspiratória, a equação do movimento irá determinar o 
fluxo expiratório no início da expiração: 
Pva=Pres + Pel + PEEP 
Pres = Pel 
Rva.Fluxo exp. = Volume/Csr 
Paciente1: 
Fluxo exp1 = Volume/Csr/Rva = 20cmH2O/20cmH2O/L/s = 1L/s = 60L/min 
Paciente 2: 
Fluxo exp2 = 10cmH2O/40cmH2O/L/s = 0,25L/s = 15L/min 
 
Constante de Tempo 
À medida que ocorre o esvaziamento dos pulmões diminui a pressãoelástica e 
conseqüentemente o fluxo expiratório. O tempo necessário para que o pulmão exale todo o 
volume, irá depender dos valores da complacência e resistência do paciente. Quanto maior 
a complacência, menor a pressão elástica para um determinado volume, e 
conseqüentemente, menor a força motriz para exalação. Por outro lado, quanto maior a 
resistência, menor o fluxo expiratório, para determinada pressão elástica. O produto da 
resistência e complacência define a constante de tempo do sistema respiratório, relacionada 
com o tempo de esvaziamento do pulmão
24,27
: 
T = Rva. Csr (s) 
Calculando-se a constante de tempo para os casos do exemplo: 
Paciente 1: T = 20cmH2O/L/s . 0,025L/cmH2O = 0,5 segundos 
Paciente 2: T = 40cmH2O/L/s . 0,05L/cmH2O = 2 segundos 
 
O esvaziamento do pulmão obedece a uma equação do tipo exponencial. De acordo com 
essa equação, a partir do início da exalação, o volume no interior dos pulmões diminui para 
36,8%, 13,5%, 5% e 1,8% do volume inicial, respectivamente após 1, 2, 3, 4 e 5 constantes 
de tempo (Fig. 10). 
 
Figura 10: Traçados gráficos das curvas de Fluxo , Volume e Pressão, relacionando a constante de tempo com 
os valores de volume e pressão durante a fase expiratória. São representadas as pausas inspiratória e 
expiratória, que permitem a visualização da pressão alveolar no final da inspriação e exalação 
respectivamente. Nos traçado de pressão é representada em linha pontilhada a pressão alveolar. 
Para o paciente 1 o tempo necessário para a exalação completa seria de aproximadamente 
2,5s e para o paciente 2 , 10s. 
Caso não se permitisse tempo suficiente para a exalação, iniciando-se um outro ciclo 
ventilatório, resultaria em uma pressão positiva no interior dos pulmões ao final da 
exalação, referida como auto PEEP ou PEEP intrínseco 
42,62
 . 
 
Medida da Resistência e Complacência no ventilador 
Para que se possa identificar as componentes resistiva e elástica durante a ventilação, os 
ventiladores dispõem de um recurso, a pausa inspiratória, que retarda a abertura da válvula 
de exalação em relação ao momento em que ocorreu o fechamento da válvula de fluxo. 
Durante a pausa inspiratória, não existe fluxo na via aérea (Fluxo =0 e Pres=0), portanto a 
pressão na via aérea Pva, medida pelo ventilador, é a própria pressão intrapulmonar. 
 
Pva = Rva.0 + Volume/Csr + PEEP = Volume/Csr + PEEP = Pel + PEEP 
A pressão da via aérea na pausa é denominada pressão de "plateau" Pplat, e a pressão 
máxima inspiratória, anterior à pausa, pressão de pico Ppico. A diferença entre a pressão de 
pico Ppico e a de plateau Pplat é a pressão resistiva Pres. 
Pausa: Pva = Pplat = Pel + PEEP = Volume/Csr + PEEP; Pres = 0 
Pres = Ppico-Pplat = Rva . Fluxo 
Conhecendo-se Ppico, Pplat, PEEP, fluxo no instante da pausa e volume inspirado é 
possível determinar os valores de complacência e resistência
51,60,70,81,82,93
 (Fig. 11): 
Rva = (Ppico - Pplat)/Fluxo 
Csr = Volume /(Pplat-PEEP) 
 
 
Figura 11: Traçados gráficos representando a pausa inspiratória. Medidndo-se o pico de pressão Ppico, a 
pressão na pausa inpiratória Pplat, a PEEP, o fluxo no instante da pausa e o volume inspirado é possível se 
determinar os valores de complacência e resistência. 
Trabalho Respiratório 
O trabalho mecânico representa a energia requerida para deslocar um corpo, ou fluído, 
vencendo-se as forças opostas ao movimento. No caso da ventilação mecânica, as variáveis 
que determinam o trabalho, são as pressões elásticas e resistivas e o volume. O trabalho 
respiratório pode ser definido pela equação
74
: 
Trabalho respiratório = Área curva PV = 
A representação gráfica do trabalho (integral da pressão em relação ao volume) é a área sob 
a curva da pressão em relação ao volume, ou curva PV, onde podem ser visualizados as 
componentes elástica e resistiva (Fig. 12). 
 
Figura 12: A representação gráfica do trabalho mecânico (integral da pressão em relação ao volume) é a área 
sob a curva da pressão em relação ao volume, ou curva PV, onde podem ser visualizadas as componentes de 
trabalho para vencer as forças elásticas (Wel) e resistivas (Wres). O cálculo do trabalho baseado na pressão 
medida na via aérea (Pva) representa o trabalho realizado pelo ventilador. 
O trabalho mecânico aumenta à medida que são deslocados maiores volumes e/ou são 
requeridas pressões mais elevadas durante a ventilação. Geralmente o trabalho mecânico é 
medido durante a fase inspiratória, já que a exalação usualmente é passiva, e a energia 
utilizada é a própria força elástica do sistema respiratório. Em uma expiração ativa, os 
músculos respiratórios efetivamente irão realizar um trabalho mecânico. Durante a 
ventilação mecânica a fração de trabalho realizado pelo ventilador e pelo paciente irá 
depender do modo de ventilação, das características do ventilador e dos parâmetros 
ajustados durante a ventilação
23,33,37,48,58,59,61,63,64,69,90,94,96
. O cálculo do trabalho baseado na 
pressão medida na via aérea resulta no trabalho realizado pelo ventilador. Para cálculo do 
trabalho realizado pelo paciente é necessária a utilização da pressão pleural (Figura 13), Na 
prática, é utilizada a pressão esofágica Pes, medida através de um meio menos invasivo, a 
introdução de um pequeno balão no esôfago. A pressão esofágica reflete o esforço exercido 
pelos músculos respiratórios durante a inspiração
8,70,74
. 
 
Figura 13: Para medida do trabalho realizado pelo paciente deve ser utilizada a pressão esofágica 
(Pesofágica), que reflete o esforço exercido pelos músculos respiratórios durante a inspiração. Durante a 
inspiração espontânea o trabalho para vencer as forças elásticas (Wel) é definido pela área entre as curvas da 
complacência do pulmão (Cp) e da caixa torácica Cct. 
 
Ciclos e modos de ventilação 
A descrição funcional do ventilador artificial pode ser feita a partir dos modos como são 
controlados os ciclos ventilatórios. Os modos ventilatórios definem a forma como os ciclos 
ventilatórios são iniciados, mantidos e finalizados. O ciclo ventilatório inclui tanto a fase 
inspiratória como a expiratória, entretanto as classificações dos ciclos e dos modos têm se 
baseado principalmente na fase inspiratória. 
Para os objetivos desse capítulo serão definidos e classificados os tipos de ciclos 
ventilatórios e os principais modos de controle, utilizando-se a terminologia usualmente 
utilizada no meio clínico, preterindo-se uma classificação eminentemente técnica. 
 
Ciclos ventilatórios 
Os ciclos ventilatórios podem ser classificados em três tipos: 
Ciclos Controlados 
Ciclos Assistidos 
Ciclos Espontâneos 
Essa classificação leva em conta a forma como os ciclos são iniciados, efetivamente 
controlados e finalizados. 
Os ciclos controlados são iniciados, controlados e finalizados exclusivamente pelo 
ventilador. Os ciclos controlados são iniciados geralmente de acordo com um critério de 
tempo. Por exemplo, ao ser ajustada uma freqüência respiratória de 12 ciclos/minuto, o 
ventilador irá automaticamente iniciar os ciclos controlados a cada 5 segundos. Os ciclos 
controlados também podem ser iniciados por algum critério de "backup". Por exemplo, se o 
ventilador detectar ausência de ciclos respiratórios por um período superior a um tempo 
máximo de apnéia admissível e/ou programado, irá iniciar o ciclo controlado. Outro 
mecanismo de "backup" poderia ser o volume minuto. De qualquer forma, o início do ciclo 
controlado será sempre determinado pelo ventilador. A partir do início do ciclo controlado, 
o ventilador irá determinar a forma de atuação das válvulas de fluxo e exalação de acordo 
com o modo de controle selecionada. O final do ciclo controlado é determinado em função 
do critério específico do modo de ventilação. Por exemplo, o ciclo poderá terminar por 
tempo, ou então ao ser atingido um volume programado. 
Os ciclos assistidos são iniciados pelo paciente, controladose finalizados pelo ventilador. 
Durante a fase de controle dos ciclos assistidos, dependendo da forma como é realizado o 
controle, o ventilador pode permitir que o paciente modifique o ciclo assistido. 
O início do ciclo assistido ("disparo") se dá pelo reconhecimento do esforço inspiratório do 
paciente pelo ventilador. Esse reconhecimento pode se dar basicamente por pressão ou 
fluxo (Figura 14). 
 
Figura 14: A detecção do esforço inspiratório para o início do ciclo ventilatório ("disparo"), pode ser feita 
através de pressão ou fluxo. No disparo por pressão, na ausência de fluxo, o esforço inspiratório do paciente 
(pressão alveolar negativa) é transmitido integralmente à via aérea (condição isométrica), causando a queda 
de pressão. No disparo por fluxo, o esforço do paciente desvia um fluxo contínuo presente na via aérea, 
detectado por um sensor de fluxo. Nesse caso, a pressão alveolar negativa não é transmitida à via aérea, não 
sendo detectada queda de pressão na via aérea. 
No disparo por pressão, é necessário que não exista fluxo na via aérea. Assim, a queda na 
pressão alveolar resultante do esforço inspiratório do paciente é transmitida integralmente à 
via aérea, sendo possível sua detecção através de um transdutor. O sinal do transdutor de 
pressão é comparado com o nível de sensibilidade ajustado, determinando o disparo do 
ciclo. No disparo por fluxo, é necessário que o ventilador mantenha um fluxo contínuo na 
via aérea. A queda de pressão alveolar resultante do esforço do paciente irá determinar o 
gradiente de pressão necessário para desviar o fluxo para o interior dos pulmões. O fluxo 
inspirado é medido por um sensor de fluxo, cujo sinal é comparado com a sensibilidade 
ajustada. O desempenho dos diferentes tipos de disparo irá depender das características 
construtivas de cada ventilador. Uma menor deflexão de pressão na via aérea, no caso do 
disparo por fluxo, não deve ser confundida com uma menor queda de pressão a nível 
alveolar. Existem, entretanto, situações onde a indicação de determinado tipo é mais 
adequada. Por exemplo, na ventilação neonatal onde se utiliza fluxo contínuo, é 
impraticável a utilização de disparo por pressão. 
Após a detecção do esforço inspiratório são acionados os sistemas de controle para abertura 
da válvula de fluxo e fechamento da válvula de exalação. O intervalo entre a detecção do 
esforço e o acionamento do fluxo é um período crítico onde o trabalho respiratório pode 
assumir valores elevados, no caso de uma oferta de fluxo insuficiente no início do ciclo 
46, 
83, 84
. 
A partir do início do ciclo assistido, o controle de término ocorre de forma exatamente igual 
ao verificado nos ciclos controlados. Dependendo da forma de controle disponibilizada pela 
modalidade ventilatória, o ventilador pode ser sensível ao esforço do paciente modificando 
o ciclo assistido. Isso ocorre, por exemplo, nos ciclos assistidos durante a ventilação VAPS 
2,12-15
. Finalmente, os ciclos espontâneos são iniciados pelo paciente, podendo ser 
controlados e finalizados parcial ou totalmente pelo paciente. Os ciclos espontâneos podem 
ser controlados exclusivamente pelo paciente ou podem ser parcialmente assistidos pelo 
ventilador. O ventilador pode manter, por exemplo, um fluxo contínuo no circuito, o 
paciente pode respirar espontaneamente, controlando totalmente a freqüência, o fluxo e o 
volume inspirado
33,37,50
. Outra forma de ciclo espontâneo, parcialmente assistido, ocorre 
quando o ventilador de alguma forma auxilia a inspiração do paciente, aumentando, por 
exemplo, o fluxo e/ou pressão na via aérea em resposta a um esforço espontâneo, como 
ocorre com a Ventilação com Pressão Suporte
44,45,54,55,78
. Nesse caso, o paciente mantém 
um controle parcial sobre o fluxo e volume inspirados e sobre o instante de término do 
ciclo. 
Modos ventilatórios 
Os modos ventilatórios podem ser classificados a partir de dois critérios básicos: 
Tipos de ciclos disponibilizados pela modalidade: Modos Básicos 
Tipo de controle exercido sobre os ciclos: Modos de Controle 
 
 
Modos Básicos 
Geralmente os ventiladores apresentam quatro modos de ventilação, baseados nos tipos de 
ciclos disponibilizados pelo ventilador: Controlado, Assistido, SIMV e CPAP. 
 
Modo Controlado 
Durante o modo controlado, geralmente designado pela sigla CMV (Controlled Mandatory 
Ventilation), o ventilador disponibiliza apenas ciclos controlados, baseados na freqüência 
respiratória programada. A freqüência respiratória pode ser programada diretamente, ou 
derivada de outros parâmetros. 
Por exemplo: 
o ventilador dispõe de controles de tempo inspiratório Tinsp e expiratório Texp: 
Freq.resp = 60s/ (Tinsp + Texp); 
o ventilador dispõe de controle de volume minuto Vmin e volume corrente Vc: 
Freq. Resp. = Vmin/Vc. 
A partir da freqüência respiratória programada, o ventilador irá definir o período entre os 
ciclos controlados. Cada período corresponde a uma "janela" de tempo, onde o ventilador 
irá iniciar um ciclo controlado. Por exemplo, para uma freqüência programada de 12 
ciclos/minuto (Fig.15): 
Janela de tempo = Período T = 60s / Freq. = 60s/12 = 5 segundos 
Nesse caso o ventilador irá iniciar um ciclo controlado coincidindo com o início da "janela" 
de 5 segundos. 
 
Figura 15: No Modo Controlado, o ventilador irá iniciar um ciclo controlado a cada janela de tempo, definida 
a partir da freqüência respiratória programada (Janela = Freq./60s). No modo Assistido/Controlado, o 
ventilador irá iniciar um ciclo assistido na ocorrência do esforço do paciente, reiniciando a contagem da janela 
de tempo (janelas variáveis); ao final da janela, na ausência de esforço, é iniciado um ciclo controlado. No 
modo SIMV, o ventilador mantém as janelas fixas, e permite apenas um ciclo assistido por janela, atendendo 
os demais esforços inspiratórios com ciclos espontâneos. Um ciclo controlado só ocorre após uma janela de 
apnéia, ou após uma janela onde só ocorreu um ciclo controlado. O modo CPAP é um caso particular do 
SIMV, onde a freqüência respiratória é ajustada em zero, permitindo apenas ciclos espontâneos (sem janelas). 
 
Modo Assistido 
No modo assistido o ventilador disponibiliza ciclos controlados e assistidos. Geralmente o 
modo assistido é denominado assistido/controlado, já que o ventilador pode, na ausência de 
esforço inspiratório do paciente, manter os ciclos controlados na freqüência programada. 
Nesse modo é necessária, além da freqüência respiratória, a programação do nível de 
sensibilidade assistida ou "trigger" para reconhecimento do esforço inspiratório do 
paciente. No modo assistido, da mesma forma que no controlado, o ventilador define as 
janelas de tempo baseadas na freqüência respiratória programada. 
Para melhor descrição desse modo, será utilizado como exemplo, uma freqüência 
respiratória de 12 ciclos/minuto, resultando em janelas de 5 segundos, e ciclos controlados 
com tempo inspiratório de 1 segundo. O ventilador envia um ciclo controlado no início da 
primeira janela (Fig. 15). Como o tempo inspiratório do ciclo do exemplo é de 1segundo, 
irão restar 4 segundos para o término da janela. Se durante o tempo remanescente o 
paciente não exibir nenhum esforço, o ventilador irá iniciar uma nova janela com um ciclo 
controlado. Se o paciente, antes de concluída a janela, exercer um esforço reconhecido pelo 
ventilador será iniciado um ciclo assistido e ao mesmo tempo reiniciada a contagem de 
tempo da janela. Novamente, após o término do ciclo assistido, o ventilador irá aguardar o 
término da janela de tempo, para só então, na ausência de esforço inspiratório, iniciar um 
ciclo controlado. Como a contagem da janela é reiniciada a cada ciclo assistido, sua 
duração irá variar de acordo com a própria freqüência respiratória do paciente, que poderá 
exceder a freqüência ajustada. No caso do exemplo, se o paciente exibir esforços 
inspiratórios a cada3 segundos, portanto sistematicamente antes do final da janela de 
tempo, serão enviados 20 ciclos assistidos. Caso contrário, se o paciente entrar em apnéia, o 
ventilador irá iniciar o ciclo controlado em cada janela de 5 segundos, mantendo a 
freqüência programada. 
 
Modo SIMV 
No modo de ventilação intermitente sincronizada, usualmente denominado SIMV 
(Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation), o ventilador disponibiliza os ciclos 
controlados, assistidos e espontâneos. Nesse modo também o ventilador utiliza as janelas de 
tempo. Entretanto, diferente do que ocorre no modo assistido, a contagem da janela de 
tempo não é reiniciada a cada ciclo, dessa forma a duração das janelas se mantém fixa. 
Utilizando como exemplo a mesma freqüência do exemplo anterior, irão resultar janelas de 
5segundos (Fig. 15). O ventilador envia um ciclo controlado iniciando a contagem da janela 
de tempo. Se durante o tempo remanescente da janela, após o ciclo controlado o paciente 
não exibir nenhum esforço, o ventilador irá iniciar uma nova janela com um ciclo 
controlado. Caso contrário, ao detectar o esforço do paciente antes do término da janela, e 
após um ciclo controlado, irá iniciar um ciclo assistido sem, entretanto, reiniciar a 
contagem de tempo da janela. Supondo que ao final do ciclo assistido ainda restasse 2 
segundos para o término da janela. Se nesse intervalo remanescente, após um ciclo 
assistido, o paciente exibir outro esforço inspiratório, o ventilador irá disponibilizar um 
ciclo espontâneo. Outros esforços dentro da mesma janela, também, irão resultar em ciclos 
espontâneos. Ao término dessa é iniciada uma janela consecutiva. Caso tenham ocorrido 
ciclos assistidos e/ou espontâneos na janela anterior, o ventilador não irá iniciar a janela 
enviando um ciclo controlado, mas irá prioritariamente aguardar o esforço do paciente. O 
primeiro esforço do paciente, na nova janela, irá resultar em um ciclo assistido, e os demais 
espontâneos. Outra janela é iniciada ao término da anterior. Como existiram ciclos 
espontâneos, novamente não é enviado nenhum ciclo, e o ventilador permanece aguardando 
o esforço do paciente até o final da janela. Se o paciente não exibiu nenhum esforço na 
janela anterior, a nova janela é iniciada com um ciclo controlado. Como no modo SIMV o 
ventilador prioriza o esforço do paciente, de forma a estimular a ventilação espontânea e 
favorecer o desmame, podem ocorrer períodos relativamente longos de apnéia, para 
freqüências respiratórias baixas. Supondo que tenha sido ajustada no ventilador uma 
freqüência de 6 ciclos/minuto, as janelas resultantes seriam de 10 segundos. Se o paciente 
exercer um esforço inspiratório no início de uma janela, realizando uma apnéia a seguir, o 
ventilador só irá enviar um ciclo controlado após o término da segunda janela consecutiva, 
quando terão decorrido aproximadamente 20segundos. Nesse caso, a programação de 
mecanismos de backup é aconselhável. 
 
Modo CPAP 
No modo CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) o ventilador disponibiliza apenas 
ciclos espontâneos. O modo CPAP é caracterizado pela manutenção de uma pressão 
positiva constante nas vias aéreas. Em alguns ventiladores o modo CPAP é obtido 
programando-se freqüência respiratória zero no modo SIMV. Nesse caso a modo é 
designado SIMV/CPAP. 
Os modos básicos apresentados e os ciclos disponibilizados em cada um são apresentados 
sinteticamente a seguir: 
 Ciclo 
Modo Controlado assistido Espontâneo 
Controlado X 
Assistido/Controlado X x 
SIMV X x x 
CPAP x 
 
Modos de Controle 
Além dos modos básicos anteriormente descritos, os ventiladores apresentam modos 
específicos, como Volume Controlado, Pressão Controlada, Pressão Suporte, VAPS, que se 
referem ao tipo de controle exercido sobre os ciclos ventilatórios. 
Os modos de controle mais comuns são: 
Volume Controlado 
Pressão Controlada 
Pressão Suporte 
VAPS 
Volume Controlado 
O modo de controle Volume Controlado - VC se aplica aos ciclos controlados e assistidos, 
nos modos básicos Controlado, Assistido/Controlado e SIMV. 
Nesse modo, o ventilador controla a válvula de fluxo de forma a manter o fluxo 
programado durante a fase inspiratória, ou seja, o fluxo é o parâmetro controlado ("fixo") e 
a pressão na via aérea é resultante ("livre"). Diversos padrões de fluxo podem ser 
utilizados: constante, acelerado, desacelerado, senoidal 
1,25,41,47,71,79,80
. A equação do 
movimento relaciona os parâmetros controlados (sublinhado) e os resultantes (duplo 
sublinhado). 
Pva = Rva.Fluxo + Volume/Csr + PEEP 
O volume inspirado a cada instante é determinado exclusivamente pelo fluxo. O volume é a 
integral do fluxo no tempo e pode ser representado graficamente pela área do gráfico Fluxo 
x tempo, entre o instante inicial e o instante considerado. O ciclo será finalizado quando o 
volume inspirado atingir o valor de volume controlado programado. 
Fixando os conceitos através de um exemplo numérico (Fig. 16): 
Paciente: Rva 20cmH2O/L/s; Csr 0,05L/cmH2O 
Ventilador: Fluxo = 45L/min constantes; Volume 0,75L, PEEP 5cmH2O 
 
Figura 16: No modo Volume Controlado o ventilador apresenta padrão de fluxo fixo, terminando a fase 
inspiratória ao ser atingido o volume programado. Durante o período de pausa inspiratória é possível 
visualizar a pressão a nível alveolar. A utilização de fluxo controlado decrescente resulta em uma diminuição 
do pico de pressão Ppico, em relação ao fluxo constante. Isso ocorre devido à diminuição da pressão resistiva 
no final da inspiração. 
Durante a fase expiratória, a pressão no interior dos alvéolos está em equilíbrio com a 
pressão da via aérea PEEP 5cmH2O. No início do ciclo, o ventilador fecha a válvula de 
exalação e abre a válvula de fluxo no valor ajustado de fluxo controlado 45L/min (0,75L/s). 
No início da fase inspiratória, quando o volume inspirado é zero, a pressão na via aérea 
será: 
Pva = 20cmH2O/L/s . 0,75L/s + 0/ 0,05L/cmH2O + 5cmH2O 
Pva = 20cmH2O 
No instante inicial, a pressão na via aérea se eleva de 5 para 20cmH2O, como resultado da 
pressão resistiva requerida para movimentar os gases através das vias aéreas. 
Como o fluxo é constante o volume aumenta linearmente. 
Após 1 s: 
Volume = 0,75L/s . 1s = 0,75L 
A pressão na via aérea nesse instante será: 
Pva = (20cmH2O/L/s . 0,75L/s + 0,75L/0,05L/cmH2O + 5cmH2O) 
Pva = (15+15+5)cmH2O = 35cmH2O 
Nesse instante o ventilador terá completado o volume e irá fechar a válvula de fluxo. 
Supondo que tenha sido programada uma pausa inspiratória de 0,5 s, o ventilador irá 
aguardar esse período até abrir a válvula de exalação. No período de pausa, na ausência de 
fluxo (FC(t)=0), a pressão na via aérea - pressão de plateau Pplat - irá refletir a pressão 
intrapulmonar: 
Pplat = (20cmH2O/L/s . 0L/s + 0,75L/0,05L/cmH2O + 5cmH2O) 
Pplat = (0 + 15 + 5) cmH2O = 20cmH2O 
Ao final da pausa o ventilador abre a válvula de exalação permitindo o esvaziamento dos 
pulmões. A exalação geralmente ocorre de forma passiva e obedece à equação de 
esvaziamento do pulmão apresentada anteriormente (Equação do Movimento). 
Supondo, que o fluxo utilizado não fosse constante, mas apresentasse um perfil 
desacelerado, iniciando com 60L/min (1 L/s) e terminando em 30L/min (0,5L/s), o que 
resultaria no mesmo fluxo médio de 45L/min do exemplo anterior. 
Calculando as pressões nos instantes inicial e final: 
instante inicial: Pva = (20cmH2O/L/s . 1L/s + 0L / 0,05L/cmH2O + 5cmH2O) 
Pva = (20cmH2O + 5cmH2O) = 25cmH2O 
instante final: Pva = (20cmH2O/L/s . 0,5L/s + 0,75L/0,05L/cmH2O + 5cmH2O) 
Pva = (10cmH2O + 15cmH2O + 5cmH2O) = 30cmH2O 
Para o mesmo volume e tempo inspiratório, o padrão de fluxo desacelerado resultou em um 
pico menor de pressão. A redução do fluxo no final da inspiração ocasionou uma 
diminuição da componente resistiva da pressão. Observa-se também, que no instante inicial 
a pressão foi maior que no casoanterior, em função de um fluxo inicial mais elevado. 
Dependendo do ventilador, ao se mudar o padrão de fluxo de constante para desacelerado, 
deve-se observar se o novo padrão resultou de um aumento do fluxo inicial e redução do 
final, mantendo-se o fluxo médio constante, ou apenas diminuição do fluxo final. No 
segundo caso, irá ocorrer um aumento do tempo inspiratório, cujo efeito sobre a ventilação 
deve ser considerado (por exemplo, ocorrência de auto-PEEP). 
Os efeitos que podem ser observados nas pressões em função da alteração dos controles do 
ventilador e da mecânica respiratória do paciente em um ciclo no modo VC com padrão de 
fluxo constante e pausa inspiratória (de forma a visualizar a pressão de plateau), são 
apresentados a seguir (Tabela 1): 
Ventilador Paciente Pressões 
Fluxo Volume R C Ppico Pplateau Ppico-
Pplateau 
 ( ) - - -  ( ) -  ( ) 
-  ( ) - -  ( )  ( ) - 
- -  ( ) -  ( ) -  ( ) 
- - -  ( )  ( )  ( ) - 
Tabela 1: Relações entre os parâmetros ajustados no ventilador, a mecânica respiratória do 
paciente e as pressões resultantes no modo Volume Controlado. 
Tomando como exemplo um ciclo onde tenha sido aumentado o fluxo programado, 
mantendo-se inalteradas as demais variáveis, de acordo com a equação do movimento, irá 
ocorrer um aumento da pressão resistiva (Ppico-Pplat) e conseqüentemente da pressão de 
pico Ppico. Como o volume é mantido constante, a pressão elástica se mantém inalterada 
(Pplat). O efeito inverso é observado com a diminuição do fluxo. As demais possibilidades 
estão resumidas na Tabela 1. 
A principal característica do modo VC é a manutenção do fluxo e volume controlados 
independente da impedância (resistência e complacência) do sistema respiratório. Essa 
característica pode trazer alguns inconvenientes durante os ciclos assistidos, quando o 
paciente apresenta esforço inspiratório mais intenso. 
O esforço do paciente representa um termo de pressão negativa Pei no segundo lado da 
equação do movimento: 
 
Pva = Rva.Fluxo + Vol/C + PEEP - Pei 
A forma de controle no modo VC impede que o ventilador altere o fluxo inspiratório em 
função do esforço do paciente.Quando o paciente exerce um esforço, como o fluxo e o 
volume a cada instante permanecem fixos, ocorre uma queda de pressão na via aérea, 
proporcional ao esforço (Fig. 17). 
 
 
Figura 17: No modo Volume Controlado, os ciclos assistidos também apresentam padrão de fluxo fixo. No 
caso de esforços inspiratórios intensos, ocorre uma queda de pressão na via aérea, devido à insuficiência do 
fluxo ofertado pelo ventilador em relação à demanda do paciente. 
O esforço representa a demanda de fluxo do paciente e uma oferta insuficiente de fluxo do 
ventilador, irá resultar em um aumento acentuado do trabalho respiratório do 
paciente
32,65,68,69,84
. Durante os ciclos assistidos no modo VC, o fluxo inspiratório ajustado 
no ventilador deve ser suficiente para atender a demanda do paciente e minimizar as 
incursões negativas de pressão na via aérea
65,69,84,91
. 
 
Pressão Controlada 
O modo de controle Pressão Controlada - VC se aplica aos ciclos controlados e assistidos, 
nos modos básicos Controlado, Assistido/Controlado e SIMV. 
Nesse modo, o ventilador controla a válvula de fluxo de forma a manter a pressão na via 
aérea constante, no valor programado, durante a fase inspiratória. A partir dessa forma de 
controle, a cada instante o fluxo será resultante do nível de pressão controlada PC 
programada e da mecânica respiratória do paciente, ou seja, a pressão na via aérea é o 
parâmetro controlado ("fixo") e o fluxo o parâmetro resultante ("livre")
17,57,67,89
. A equação 
do movimento relaciona os parâmetros controlados (sublinhado) e os resultantes (duplo 
sublinhado). 
Pva = PC = Rva . Fluxo + Volume/Csr + PEEP 
Fluxo = (PC - Volume/Csr - PEEP)/Rva 
O fluxo resultante é proporcional ao gradiente de pressão entre a via aérea e o interior dos 
pulmões e inversamente proporcional à resistência das vias aéreas. No início do ciclo os 
pulmões estão vazios, e o gradiente de pressão e conseqüentemente o fluxo são máximos. À 
medida que ocorre o enchimento dos pulmões, diminui o gradiente de pressão e o fluxo. O 
fluxo será zero quando a pressão no interior dos pulmões atingir o valor da pressão na via 
aérea PC. Isso só irá ocorrer se o tempo inspiratório for suficientemente longo. 
No modo PC o tempo inspiratório é controlado diretamente, ou seja, o ciclo é terminado 
quando for atingido o tempo inspiratório programado. Dessa forma, o volume inspirado 
será resultante dos ajustes da pressão controlada, do tempo inspiratório e da mecânica 
respiratória do paciente. Para entender a dinâmica do ciclo no modo PC, é necessário 
utilizar o conceito da constante de tempo, definida anteriormente. A constante de tempo 
representa o produto da resistência pela complacência, e está relacionado com o tempo 
requerido para que ocorra o enchimento completo do pulmões, ou ainda, para que a pressão 
no interior dos pulmões atinja o mesmo valor da pressão na via aérea, em uma situação de 
equilíbrio. São requeridos os seguintes tempos para que a pressão intrapulmonar e o volume 
inspirado alcancem as porcentagens indicadas de pressão controlada PC e do volume 
máximo possível a essa pressão: 
 
n. const. Tempo % 
1 63 
2 86,5 
3 95 
4 98,2 
5 99,3 
O volume máximo Vol.max é o volume do pulmão quando a pressão intrapulmonar atingir 
o valor da pressão controlada PC: 
 
Vol.max = (PC-PEEP) . Csr 
Fixando os conceitos através de um exemplo numérico (Fig. 18): 
Paciente: Rva 20cmH2O/L/s; Csr 0,05L/cmH2O 
Ventilador: PC 25cmH2O; Tempo inspiratório 1 s, PEEP 5cmH2O 
 
Figura 18: No modo Pressão Controlada o ventilador apresenta fluxo livre, de forma a manter a pressão na via 
aérea constante, e os ciclos são terminados por tempo. O volume inspirado depende dos ajustes da pressão 
controlada, do tempo inspiratório e da mecânica respiratória do paciente. Durante os ciclos assistidos, o 
ventilador aumenta o fluxo proporcionalmente ao esforço do paciente, otimizando o sincronismo. 
Durante a fase expiratória, a pressão no interior dos alvéolos está em equilíbrio com a 
pressão da via aérea PEEP 5cmH2O. No início do ciclo, o ventilador fecha a válvula de 
exalação e abre a válvula de fluxo. Através de algoritmos de controle o ventilador irá 
estabelecer o fluxo requerido para atingir a pressão controlada ajustada PC 25cmH2O. O 
fluxo requerido, no início da fase inspiratória, quando o volume inspirado é zero: 
Fluxo = (PC - Volume/Csr - PEEP)/Rva 
Fluxo = (25cmH2O - 0L / 0,05L/cmH2O - 5cmH2O) / 20cmH2O/L/s 
Fluxo = 20cmH2O /20 cmH2O/L/s = 1L/s = 60L/min 
No instante inicial, o fluxo inspiratório será 60L/min. No próximo instante, com a entrada 
de um volume inicial, ocorre o aumento da pressão no interior dos pulmões, e a 
conseqüente diminuição do fluxo, e assim sucessivamente. 
Através da equação que descreve o enchimento dos pulmões à pressão constante, é possível 
determinar o volume e a pressão no interior dos pulmões no final da inspiração, após 1 s. 
A constante de tempo nesse caso é: 
R.C = 20cmH2O/L/s . 0,05L = 1 s 
Portanto, após 1 segundo, correspondente a 1 constante de tempo, o volume inspirado será 
constante de tempo o volume no seu interior será 63 % do volume máximo em situação de 
equilíbrio. 
Vol max = (25cmH2O - 5cmH2O) . 0,05L/cmH2O = 1L 
Vol insp = 0,63 . Vol max = 0,63 L 
Para esse volume, a pressão elástica, no interior do pulmão será: 
Pel = Palv = Vol insp/Csr+PEEP = 0,63L / 0,05L/cmH2O + 5cmH2O = 12,6cmH2O + 
5cmH2O = 17,6 cmH2O. 
Nesse caso, no final da inspiração, a pressão intrapulmonar no final da inspiração não 
atingiu o valor ajustado de pressão controlada. Para que isso ocorresse, o tempo inspiratório 
deveria ser superior a 3 constantes de tempo, nesse caso, 3 segundos. 
Durante o modo PC, um importante parâmetro de controle é otempo inspiratório, e seu 
ajuste está diretamente relacionado com a mecânica respiratória do paciente. Tempos 
inspiratórios curtos podem ser insuficientes para promover um volume adequado. Por outro 
lado, tempos inspiratórios longos significam, para uma dada freqüência respiratória, tempos 
expiratórios menores. E da mesma forma que o pleno enchimento dos pulmões à pressão 
pretendida demanda no mínimo 3 constantes de tempo, a exalação total do volume 
inspirado também requer no mínimo 3 constantes de tempo, e idealmente 5 constantes de 
tempo. No caso de um tempo expiratório insuficiente, o próximo ciclo inspiratório será 
iniciado com os pulmões ainda mantendo um volume residual do último ciclo, 
caracterizando a presença do auto-PEEP ou PEEP intrínsico
62,42
. 
Os efeitos observados sobre o volume e a pressão alveolar durante o modo PC, em função 
de alterações nos principais parâmetros de controle e na mecânica respiratória do paciente 
são apresentados a seguir (tabela 2). Foi considerado que o tempo inspiratório Tinsp 
ajustado é inferior a 3 constantes de tempo. No caso em que o tempo inspiratório exceder 
esse valor, a pressão alveolar irá praticamente se igualar à pressão controlada. 
Ventilador Paciente 
PC T.INSP R C Volume Palv Ppico-
Pplateau 
 ( ) - - -  ( )  ( )  ( ) 
-  ( ) - -  ( )  ( ) - 
- -  ( ) -  ( )  ( )  ( ) 
- - -  ( )  ( )  ( ) - 
Tabela 2: Relações entre os parâmetros ajustados no ventilador, a mecânica respiratória do 
paciente e os parâmetros ventilatórios resultantes no modo Pressão Controlada. 
Tomando como exemplo um ciclo onde tenha ocorrido um aumento da resistência da via 
aérea do paciente, mantendo-se inalteradas as demais variáveis. O aumento da resistência 
implica no aumento da constante de tempo, e conseqüentemente o enchimento dos pulmões 
se dará de forma mais lenta. Portanto, para o mesmo tempo inspiratório, considerando-se 
que seja inferior a 3 constantes de tempo, irá resultar em uma diminuição do volume 
inspirado e da pressão intrapulmonar. O efeito inverso é observado com a diminuição da 
resistência. As demais possibilidades estão resumidas na Tabela 2. 
A principal característica do modo PC é a dependência entre a mecânica respiratória do 
paciente e o fluxo e volume inspiratórios. Ao manter constante a pressão na via aérea, o 
modo PC previne a ocorrência de pressões elevadas, determinantes no mecanismo de lesão 
pulmonar na presença de diferenças de resistência e complacência a nível alveolar
3, 
26,34,35,39,43,52,53,75,76,87,89
. Em contrapartida, uma deterioração da mecânica respiratória, irá 
resultar em uma diminuição dos volumes inspirados. 
Conforme visto, o modo VC não permite a alteração de fluxo durante os ciclos assistidos 
(fluxo "fixo"), o que pode resultar em aumento de trabalho respiratório do paciente. Como 
no modo PC, o ventilador ajusta automaticamente o fluxo de forma a manter constante a 
pressão na via aérea (fluxo "livre"), o resultado de um esforço inspiratório do paciente é o 
aumento proporcional de fluxo (Fig. 18). Essa forma de controle é bastante adequada à 
natureza dos ciclos assistidos. Considerando, na equação do movimento o esforço do 
paciente Pei, o fluxo inspiratório durante o modo PC será: 
Fluxo = (PC + Pei - Volume/Csr - PEEP)/Rva 
Ou seja, o efeito do esforço inspiratório do paciente é equivalente ao aumento da pressão 
controlada, já que esse esforço irá atuar no sentido de aumentar o gradiente de pressão entre 
a via aérea e o interior dos pulmões. 
Tomando o exemplo numérico anterior, e considerando um esforço inspiratório de 
10cmH2O, resulta um fluxo inicial: 
Fluxo = (25cmH2O + 10cmH2O - 0L / 0,05L/cmH2O - 5cmH2O)/20cmH2O/L/s 
Fluxo = 30cmH2O /20 cmH2O/L/s = 1,5L/s = 90L/min 
O ventilador aumentou o fluxo de 60 para 90L/min no início da inspiração para atender ao 
esforço do paciente, e evitar a queda de pressão na via aérea observada durante os ciclos 
assistidos no modo VC. Assim, o modo PC permite a redução do trabalho respiratório do 
paciente durante os ciclos assistidos, não assegurando, entretanto, o volume corrente
56,67
. 
 
Pressão Suporte 
O modo de controle Pressão Suporte - PS se aplica exclusivamente aos ciclos espontâneos 
nos modos básicos SIMV e CPAP. A modalidade PS pode ser utilizada conjuntamente com 
as modalidades VC ou PC, no modo básico SIMV. 
O tipo de controle exercido sobre os ciclos espontâneos no modo PS é idêntico ao exercido 
sobre os ciclos assistido durante o modo PC, onde a pressão é o parâmetro controlado 
("fixo") e o fluxo o parâmetro resultante ("livre"). Entretanto, diferente do modo PC onde o 
término do ciclo ocorre por tempo, no modo PS o ventilador continuamente monitoriza o 
valor do fluxo inspiratório e termina o ciclo quando for atingido um determinado valor 
mínimo, ou fluxo de corte. Esse valor de fluxo mínimo para término ciclo pode ser um 
valor fixo ou uma porcentagem do fluxo inicial. O tempo inspiratório dos ciclos no modo 
PS será dependente do esforço e da mecânica respiratória do paciente. 
A equação do movimento pode ser colocada em termos de pressão suporte PS e esforço do 
paciente Pei, relacionando os parâmetros controlados (sublinhado) e os resultantes (duplo 
sublinhado): 
Pva = PS = Fluxo/Rva + Volume/Csr + PEEP - Pei 
Fluxo = (PS + Pei - Volume/Csr - PEEP)/Rva 
A pressão suporte atua no sentido de complementar o esforço do paciente, possibilitando 
que sejam vencidas as forças resistivas e elásticas do sistema respiratório e de ventilação. 
Considerando que a soma do esforço inspiratória e da pressão suporte se constitui na força 
motriz do ciclo, para uma determinada demanda inspiratória do paciente, a pressão suporte 
pode ser ajustada para propiciar desde um suporte total (PS 100%, Pei 0%), até a ausência 
de suporte (PS 0%, Pei 100%)
5, 16,19,20,28,30,54,59,92,95
. 
Fixando os conceitos através de um exemplo numérico (Fig. 19): 
Paciente: Rva 20cmH2O/L/s; Csr 0,05L/cmH2O; Esforço inspiratório 10cmH2O 
Ventilador: PS 25cmH2O; PEEP 5cmH2O 
 
Figura 19: O modo de controle Pressão Suporte - PS se aplica exclusivamente aos ciclos espontâneos. O 
ventilador auxilia a inspiração do paciente aumentando a pressão na via aérea, liberando um fluxo livre 
similar ao encontrado no modo Pressão Controlada PC. O ventilador continuamente monitoriza o valor do 
fluxo inspiratório e termina o ciclo quando for atingido um determinado valor mínimo, ou fluxo de corte. O 
tempo inspiratório e volume dos ciclos no modo PS serão dependentes do esforço e da mecânica respiratória 
do paciente. 
Durante a fase expiratória, a pressão no interior dos alvéolos está em equilíbrio com a 
pressão da via aérea PEEP 5cmH2O. Ao detectar o esforço do paciente, o ventilador fecha 
a válvula de exalação e abre a válvula de fluxo. Através de algoritmos de controle o 
ventilador irá estabelecer o fluxo requerido para atingir a pressão suporte ajustada PS 
25cmH2O. O fluxo requerido, no início da fase inspiratória, quando o volume inspirado é 
zero: 
Fluxo = (PS + Pei - Volume/Csr - PEEP)/Rva 
Fluxo = (25cmH2O +10cmH2O - 0L / 0,05L/cmH2O - 5cmH2O) / 20cmH2O/L/s 
Fluxo = 30cmH2O /20 cmH2O/L/s = 1,5L/s = 90L/min 
No instante inicial, o fluxo inspiratório será 90L/min. No próximo instante, com a entrada 
de um volume inicial, ocorre o aumento da pressão no interior dos pulmões, e a 
conseqüente diminuição do fluxo, e assim sucessivamente. 
Caso não se utilizasse a pressão suporte (PS=PEEP), para o mesmo nível de esforço o 
paciente receberia o seguinte fluxo: 
Fluxo = (5cmH2O +10cmH2O - 0L / 0,05L/cmH2O - 5cmH2O) / 20cmH2O/L/s 
Fluxo = 0,5 L/s = 30L/min 
Para manter o fluxo de 90L/min o paciente deveria exercer um esforço inspiratório três 
vezes maior do que o requerido com o uso da pressão suporte. 
Durante os ciclos espontâneos ocorre uma inspiração ativa, o enchimento dos pulmões será 
influenciado tanto pela constantede tempo, conforme durante o modo PC, como pelo 
esforço do paciente. Visualizando-se que o esforço do paciente atua no mesmo sentido do 
aumento da pressão suporte, já que esse esforço reflete em uma diminuição da pressão 
intrapulmonar e conseqüente aumento do gradiente que gera o fluxo, a mesma equação que 
rege o enchimento dos pulmões durante o modo PC se aplica. Entretanto o esforço do 
paciente não se mantém em um valor constante e fixo durante toda a inspiração, o que irá 
influenciar o tempo de enchimento em relação a uma inspiração passiva. 
No caso do exemplo, como o fluxo inspiratório inicial foi de 90 L/min, adotando-se um 
critério de 25% para término do ciclo resultaria: 
Fluxo término = 25% . 90 L/min = 22,5L/min = 0,375L/s 
O volume inspirado irá depender tanto dos níveis de pressão suporte, da mecânica 
respiratória e do esforço inspiratório do paciente. 
Os protocolos clínicos adotam geralmente como pressão suporte mínima o valor de 
5cmH2O, que seria a requerida para vencer as resistências intrínsecas do sistema de 
ventilação. Quando o paciente, conseguir manter a ventilação com esse nível de suporte 
seria possível à retirada do suporte ventilatório
31,40,44,54-56
. 
Os ciclos com pressão suporte apresentam o fluxo, volume e tempo inspiratório totalmente 
dependentes do esforço inspiratório e da mecânica respiratória do paciente. 
 
Os efeitos observados sobre o fluxo, volume e tempo inspiratório durante o modo PS, 
apesar de poderem ser definidos teoricamente com relativa precisão, são influenciados na 
prática pelas características específicas de cada dos ventilador. A seguir são apresentadas 
algumas relações, em função de alterações nos principais parâmetros de controle e na 
mecânica respiratória do paciente (Tabela 3). 
Ventilador Paciente 
PS Esforço R C Fluxo Volume Tinsp 
 ( ) - - -  ( )  ( ) ? 
-  ( ) - -  ( )  ( ) ? 
- -  ( ) -  ( ) ? ? 
- - -  ( )  ( )  ( )  ( ) 
Tabela 3: Relações entre os parâmetros ajustados no ventilador, a mecânica respiratória do 
paciente e os parâmetros ventilatórios resultantes no modo Pressão Suporte. 
O aumento do nível de pressão suporte ou do esforço inspiratório representam um aumento 
tanto no fluxo como no volume inspirados. O tempo inspiratório será predominantemente 
influenciado pela constante de tempo do sistema respiratório e pela duração do esforço 
inspiratório. 
O aumento da resistência diminui o fluxo inspiratório, retardando o enchimento dos 
pulmões. Dependendo do valor de fluxo definido pelo ventilador para término do ciclo, 
poderão ocorrer efeitos distintos sobre o tempo inspiratório e o volume. Se o ventilador 
utilizar uma porcentagem do fluxo inicial para término do ciclo, a diminuição do fluxo 
inicial, irá resultar na diminuição do fluxo de término, com o conseqüente prolongamento, à 
vezes excessivo, do tempo inspiratório. Teoricamente, o prolongamento do tempo 
inspiratório, compensaria de certa forma a diminuição do fluxo, mantendo o volume 
constante. Entretanto na prática o paciente exerce um esforço expiratório, abreviando 
tempos inspiratórios longos. Outras vezes, dependendo do tipo de controle exercido pelo 
respirador, devido ao aumento da resistência da via aérea, ocorre uma pressurização 
repentina do circuito respiratório, observando-se valores significativos de fluxo, que irão 
distender apenas o espaço morto do circuito. A partir desse valor de fluxo inicial, o 
ventilador irá definir um critério de término relativamente elevado, causando um término 
prematuro do ciclo, com diminuição de volume e tempo inspiratório. Existem ventiladores 
onde é possível atenuar o fluxo inspiratório inicial de forma a evitar oscilações de pressão e 
ciclagem prematura do ciclo. A ocorrência de auto-PEEP, decorrente de aumento do tempo 
inspiratório, também contribui para a diminuição de volume. Nos ventiladores onde o 
critério de término é um valor de fluxo fixo, o pico de fluxo inicial não iria interferir na 
duração do ciclo. A duração do tempo inspiratório iria depender do fluxo resultante na via 
aérea, e do valor definido pelo ventilador para término do ciclo. Por exemplo, caso o 
paciente apresente um valor de complacência normal, o fluxo inspiratório irá decair 
lentamente, mantendo-se provavelmente acima do valor de fluxo de término, resultando em 
um prolongamento do tempo inspiratório, e possivelmente manutenção do volume corrente. 
A diminuição da complacência resultaria em uma queda mais acentuada do fluxo, devido à 
elevação mais acentuada da pressão intrapulmonar. O fluxo inicial não seria afetado, já que 
é influenciado basicamente pela resistência. Os efeitos observados nesse caso seriam a 
diminuição do tempo inspiratório e do volume corrente. 
 
Pressão Limitada 
O modo de Pressão Limitada é comumente encontrado nos ventiladores neonatais, e se 
aplica aos ciclos controlados e assistidos, nos ventiladores que permitem a ventilação 
sincronizada (Assistida e/ou SIMV). Nesse modo, o ventilador mantém um fluxo contínuo 
na via aérea através de uma válvula de fluxo ou de um simples fluxômetro
12
. Durante a fase 
expiratória o fluxo contínuo é desviado para o ambiente através da válvula de exalação que 
permanece aberta, ou parcialmente fechada de forma a gerar uma pressão expiratória 
positiva. Os ciclos são iniciados pelo fechamento da válvula de exalação, quando o fluxo 
contínuo é dirigido para o interior dos pulmões. O enchimento dos pulmões se dá de forma 
semelhante ao que ocorre no modo VC, com a pressão na via aérea sendo o parâmetro 
resultante, obedecendo a equação do movimento. 
Pva = Fluxo.Rva + Volume/Csr + PEEP 
No modo VC, a válvula de exalação é fechada a uma pressão de 120cmH2O, e o ciclo é 
terminado quando for atingido o volume programado. Isso significa, que a menos que seja 
ativado um limite de alarme, a pressão na via aérea pode se elevar até 120cmH2O. No 
modo Pressão Limitada, o valor de pressão com que a válvula de exalação é fechada não é 
fixo, mas pode ser ajustado pelo operador, se constituindo em um limite de pressão 
inspiratória. Se durante a fase inspiratória a pressão na via aérea se mantiver abaixo do 
limite ajustado, a válvula de exalação permanecerá fechada, e todo o fluxo ajustado será 
dirigido ao paciente, resultando em um padrão análogo ao encontrado no modo VC. Caso 
contrário irá limitar a pressão na via aérea permitindo que parte do fluxo contínuo escape 
para o ambiente. A partir do instante em que o limite de pressão é atingido, o fluxo 
inspiratório irá diminuir de forma exponencial, com o mesmo padrão apresentado no modo 
PC, de acordo com a equação do movimento. A pressão passa a ser o parâmetro controlado 
e o fluxo e volume os parâmetros resultantes. 
Pva = Plimite = Fluxo.Rva + Volume /C + PEEP 
No modo Pressão Limitada, da mesma forma que no modo PC, o tempo inspiratório é 
controlado diretamente, ou seja, o ciclo é terminado quando for atingido o tempo 
inspiratório programado. O volume inspirado será resultante dos ajustes de fluxo, do limite 
de pressão inspiratória, do tempo inspiratório e da mecânica respiratória do paciente. 
É importante perceber a diferença fundamental entre o modo PC e o Pressão Limitada. No 
primeiro o fluxo é livre, ou seja, o valor ajustado de pressão será necessariamente atingido 
e mantido pelo ventilador através do controle da válvula de fluxo, de forma a adequar a 
oferta de fluxo em situações de demanda variável. No modo Pressão Limitada o fluxo é 
fixo, não sendo necessariamente atingido o valor ajustado como limite de pressão através 
do controle da válvula de exalação. Na presença de esforço inspiratório do paciente, irá 
ocorrer o mesmo efeito observado no modo VC, ou seja, queda de pressão na via aérea e 
aumento do trabalho respiratório (Fig 20). 
 
Figura 20: No modo Pressão Limitada o fluxo é fixo, e o limite de pressão é realizado pela válvula de 
exalação. Na presença