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Didactic prototype demonstrates the effect of intracranial pressure on cerebral perfusion pressure; Protótipo didático demonstra o efeito da pressão intracraniana sobre a pressão de perfusão cerebral

Cassani, Marcus Roberto Magalhães; Guilarducci, Victor Toledo; Hohl, Rodrigo; Mourão Júnior, Carlos Alberto; Nagato, Akinori Cardozo

Revista de Medicina; v. 101 n. 6 (2022); e-196560

Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina 2022-11-29

Acesso online

  • Título:
    Didactic prototype demonstrates the effect of intracranial pressure on cerebral perfusion pressure; Protótipo didático demonstra o efeito da pressão intracraniana sobre a pressão de perfusão cerebral
  • Autor: Cassani, Marcus Roberto Magalhães; Guilarducci, Victor Toledo; Hohl, Rodrigo; Mourão Júnior, Carlos Alberto; Nagato, Akinori Cardozo
  • Assuntos: Proof-Of-Concept Study; Intracranial Pressure; Cerebrovascular Circulation; Biophysics; Estudo De Prova De Conceito; Pressão Intracraniana; Circulação Cerebrovascular; Biofísica
  • É parte de: Revista de Medicina; v. 101 n. 6 (2022); e-196560
  • Descrição: A pressão de perfusão cerebral (PPC) resulta da diferença entre pressão arterial média e pressão intracraniana (PIC). A compreensão dos princípios biofísicos que explicam como a PIC influencia a PPC exigem abstração e podem ser explicados por analogia utilizando protótipos de baixo custo. Objetivo: Apresentar um protótipo didático desenvolvido com materiais recicláveis que mostre a influência da PIC sobre a PPC. Método: Foi construído um protótipo com uma garrafa PET de 200 ml, ultrapassada por 6cm de uma bola de látex (padrão 5:150cm), simulando, respectivamente, o crânio e um vaso cerebral. Uma seringa de 10ml foi conectada ao PET para reduzir o volume do sistema e elevar a pressão no seu interior. Um bulbo de látex, com válvula unidirecional, foi conectado à bola através de um equipo de duplo lúmen, no qual um dos ramos foi utilizado para direcionar fluxo de ar para a bola. Para demonstrar a variação de pressão no interior do PET (∆P1) e da bola de látex (∆P2) foram utilizados dois manômetros aneroides (M1 e M2, respectivamente) conectados com mangueiras de látex. Todas as conexões foram vedadas com silicone. Resultados: A compressão do êmbolo da seringa reduziu o volume do sistema e aumentou ∆P1 = 30mmHg, implicando colapso da bola, elevação da resistência à passagem do fluxo de ar (com um aumento de ∆P2 = 30mmHg em M2) quando o bulbo era pressionado. Uma maior sensação de esforço manual para comprimir o bulbo foi percebida com ∆P1 aumentado. O protótipo permitiu a analogia intuitiva garrafa PET /crânio e bola/ vaso sanguíneo, sendo possível perceber como a elevação da PIC altera a PPC. Conclusão: Protótipos com materiais de baixo custo são ferramentas intuitivas e de fácil acesso que podem ser utilizados para ilustrar didaticamente os fenômenos biofísicos fundamentais da PIC sobre a PPC em humanos.
    Cerebral perfusion pressure (CPP) results from the difference between mean arterial pressure and intracranial pressure (ICP). The comprehension of the biophysical principles that explain how ICP influences CPP dynamics requires abstraction and can be explained by analogy using low-cost prototypes. Objective: To come up with a didactic prototype developed with recyclable materials that shows the influence of ICP on CPP. Method: A prototype was built with a 200 ml PET bottle, overpassed by a 06 cm latex ball (standard: 5:150 cm), simulating respectively, the skull and a single cerebral vessel. A 10 ml syringe was connected to the PET in order to reduce the volume of the system and increase the pressure inside it. A latex bulb, containing an unidirectional valve, was connected to the latex ball through a double-lumen tube, in which, one of the branches was used to direct an airflow to the latex ball. To demonstrate the pressure variation inside the PET (∆P1) and inside the latex ball (∆P2), two aneroid manometers (M1 and M2, respectively), connected with latex hoses, were used. All connections have been sealed with silicone. Results: The syringe plunger compression reduced the system volume and increased ∆P1 = 30mmHg, resulting in a collapsed ball and increased resistance to the air flow (with an increase of ∆P2 = 30 mmHg in M2) when the bulb was pressed. The perceived handgrip effort to compress the bulb was higher when ∆P1 was increased. The prototype allowed a direct intuitive comparison between the PET/skull and the ball/blood vessel, and it was also possible to see how the elevation of the ICP plays an important role in the CPP. Conclusion: Prototypes with low-cost materials are intuitive and easily accessible tools that can be used to didactically illustrate the fundamental biophysical influence of ICP on CPP in humans.
  • Títulos relacionados: https://www.revistas.usp.br/revistadc/article/view/196560/188488; https://www.revistas.usp.br/revistadc/article/view/196560/188487
  • Editor: Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina
  • Data de criação/publicação: 2022-11-29
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Inglês;Português
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