História do ventilador Servo

Em 1965, o Professor Sven Ingelstedt, do Departamento de Fisiologia Clínica, cedeu a um pedido do jovem médico Björn Jonson para desenvolver um novo respirador sob uma diretiva ambígua que Sven formulou como “Os respiradores são controlados por pressão ou volume. Eles devem ser controlados por fluxo. Então, podemos fazer o que quisermos! Obs.: não é possível controlar o fluxo!” A equipe do projeto central foi completada posteriormente pelo anestesista Dr. Lars Nordström e o ambicioso engenheiro elétrico Sven-Gunnar Olsson, empregado pela Elema-Schönander, uma empresa fora de Estocolmo famosa por ter inventado a impressora a jato de tinta de eletrocardiograma (1948) e o marcapasso implantável (1958). O projeto recebeu amplos graus de liberdade e experimentação em um ambiente que fomentou o trabalho em equipe e o empreendedorismo entre instituições.

O ventilador Servo 900 se tornou o primeiro ventilador do mundo a ser controlado por fluxo e capaz de fornecer monitoramento respiratório de parâmetros vitais e o fornecimento de gás. Tratava-se de um dispositivo eletrônico pequeno e silencioso, que permitiria que o médico obtivesse, de modo confiável, os volumes correntes definidos, fornecendo um fluxo preciso para o paciente por meio de seu Sistema de controle Servo rápido, independentemente das alterações na resistência e complacência do sistema respiratório do paciente. O termo ventilador foi introduzido para enfatizar que ele envolvia novos princípios, o que deu aos médicos a possibilidade de fornecer o melhor método de ventilação para cada paciente, incluindo bebês.

O cérebro do ventilador Servo era o exclusivo sistema de controle Servo, o qual, por meio da aplicação de componentes eletrônicos de última geração, contribuiu para se obter uma grande flexibilidade na operação e a escolha de propriedades para os modos de ventilação. Os sensores de pressão e fluxo no circuito de fornecimento de gás do paciente com um volume compressível muito pequeno retornavam informações às unidades de válvula inspiratória e expiratória centenas de vezes por segundo. Alarmes visuais e sonoros eram ativados imediatamente caso os limites predefinidos de pressão das vias aéreas e do volume minuto expiratório fossem excedidos.

Uma verdadeira inovação clínica foram as capacidades de monitoramento integradas do ventilador Servo, em que a Calculadora de Mecânica de Pulmão 940 forneceu seis parâmetros diferentes e serviu como um auxílio na escolha do melhor ajuste do ventilador com base em cada respiração. Uma área de interesse importante foi como ajustar a válvula PEEP externa para obter o melhor efeito no volume pulmonar expiratório final e oxigenação. O ventilador Servo também possibilitou a gravação e exportação de dados, o que o tornou a escolha preferencial de ventilador para pesquisa em ventilação mecânica, verificada pela quantidade crescente de publicações científicas durante a década de 1970.

Na UTI, existia a necessidade de medir continuamente o CO₂como substituto da pressão dos gases arteriais PaCO₂, o que era considerado um procedimento lento e caro. O Analisador de CO₂930 foi o primeiro capnógrafo volumétrico comercial e se baseava na medição da absorção de luz infravermelha em um sensor comercial pequeno e rápido conectado ao ventilador. Isso proporcionava uma concentração de CO₂ do ar expirado no fim da expiração em tempo real, eliminação de CO₂ no minuto final e cálculos de espaço morto. Também houve uma contribuição inestimável na orientação das configurações do ventilador e na compreensão da gravidade de doenças pulmonares, distribuição de gás nos pulmões, circulação e metabolismo.

O sucessor do Servo 900 ficou conhecido como Servo 900B. Ele apresentou um modo de ventilação obrigatória intermitente (IMV), o qual foi sincronizado aos esforços respiratórios do paciente, que, por sua vez, foi encorajado a assumir cada vez mais a carga de trabalho respiratória. Como consequência, o processo de desmame tornou-se menos doloroso física e mentalmente. Além disso, a capacidade da CPAP, os intervalos de configuração estendidos e as “definições verdes” padrão foram implementados no painel frontal. Hospitais do mundo todo começaram a reconhecer que o ventilador Servo não tinha sido projetado exclusivamente para adultos, de modo que, ao contrário dos ventiladores modernos de UTI, também podia auxiliar no manejo de crianças e recém-nascidos.

O Servo 900C, apresentado em 1981 como o “Sistema de ventilador Servo sem limites”, assim como seus antecessores, foi projetado para que seu aprendizado, configuração, posicionamento, limpeza e manutenção fossem fáceis. Ele foi o primeiro ventilador do mercado a realmente poder controlar a pressão das vias aéreas com precisão durante a inspiração e expiração. O controle eletrônico da PEEP e oito modos de ventilação diferentes, que também poderiam ser executados em uma linha de pacientes infantis acentuada, passaram a estar disponíveis. A partir de então, a CPAP poderia ser fornecida por meio do ventilador com supervisão da ventilação por minuto e da troca de CO₂. Um amplo material de treinamento (“The Servo University”), com folhetos de aplicação, painel de demonstração, painel de suporte de cartões de paciente, vídeos e um manual de operação claro e consistente foram partes integrantes do programa ilimitado.

Originalmente chamada de Ventilação com controle de pressão Servo, o fornecimento da pressão inspiratória constante com um padrão de fluxo de desaceleração foi capaz de prolongar o tempo para a troca de gás nos alvéolos, enquanto se esperava a redução do risco de barotrauma em comparação à ventilação controlada por volume tradicional. Um pico de pressão muito alto era comum antes da era atual da ventilação de baixo volume corrente. O controle de pressão também se tornou popular rapidamente para pacientes pediátricos e neonatais sem balão.

Apresentada ao mundo dos cuidados intensivos com o Servo 900C e, com menos de 10 anos após seu início, a ventilação por pressão de suporte tornou-se o novo modo padrão para o desmame. Esse foi um passo importante para permitir que o paciente assumisse um controle maior do tempo do suporte ventilatório, enquanto o ventilador assumia a maior parte do trabalho respiratório. Os engenheiros trabalharam com vários critérios para resolver o problema de temporização e, finalmente, decidiram que o decaimento do fluxo durante uma respiração pressurizada era provavelmente a melhor variável a ser usada. Determinou-se que a terminação respiratória a 25% do fluxo máximo era o nível mais confortável de suporte, conforme indicado por experiência própria. A pesquisa sobre os potenciais benefícios clínicos da pressão de suporte decolou imediatamente e foi um tópico importante em artigos científicos por muitos anos.

A ressonância magnética (RM) foi uma técnica nova e revolucionária de aquisição de imagens que surgiu no início da década de 1980. O ambiente exigido por essa tecnologia foi um desafio para a construção do conjunto de RM e também para os equipamentos que foram criados, uma vez que itens magnéticos poderiam representar um sério risco. Muitos pacientes que potencialmente se beneficiariam de um exame de RM precisaram de ventilação mecânica. O Servo 900C tinha poucas peças magnéticas e foi o primeiro ventilador liberado para uso nesse ambiente. Posteriormente, surgiram outras versões de RM com as últimas gerações de ventiladores Servo.

A série Servo 300 representou um gigante avanço tecnológico, além de um salto para a era do microprocessador, como o primeiro ventilador universal a permitir o tratamento de todas as categorias de pacientes, de adultos a pequenos neonatos prematuros. Ele contava com um sistema de fornecimento de gás totalmente novo e exclusivo com módulos de gás para ar e oxigênio e uma pequena câmara de mistura. O novo sistema de ativação sensível do fluxo com resposta rápida de fluxo despertou muito interesse devido à sua capacidade de reduzir o trabalho de respiração. O Servo 300 também estabeleceu um novo padrão de referência para o fornecimento de volume corrente de até 2 mL.

Em cada ciclo de gerações de ventiladores Servo, havia uma tradição de inventar modos de ventilação que atendessem às crescentes necessidades clínicas do futuro. O Servo 300 lançou um conjunto de modos com volume-alvo; volume controlado com pressão regulada (PRVC) e volume de suporte (VS), em que o princípio fundamental era fornecer o volume definido na pressão inspiratória mais baixa necessária, obtido com base em cada respiração. As UTIs neonatais e pediátricas rapidamente adotaram a ventilação com volume-alvo, pois ficou claro que essa inovação específica ofereceria a transição para além dos modos de ventilação de fluxo contínuo menos precisos e imprevisíveis com limitação de pressão.

O Servo 300 também surgiu em uma versão exclusiva que abordou o crescente interesse na terapia com óxido nítrico (NO), como um potente vasodilatador para melhorar a oxigenação em grupos de pacientes muito graves, incluindo prematuros com hipertensão pulmonar. O fornecimento e o monitoramento de NO foram totalmente integrados, e um terceiro módulo de gás forneceu a dosagem precisa de NO em total sincronia com o fornecimento respiratório. Devido a uma patente exclusiva licenciada para um fabricante de gás sueco para o uso médico de NO para o tratamento da disfunção pulmonar, a produção do sistema de fornecimento Servo 300 NO até então incomparável foi forçada a ser descontinuada.

Na pioneira busca por uma ventilação mais suave e fácil de usar pelo paciente, o próximo passo foi trazer a função Automode, desenvolvida para formar uma ponte entre a ventilação controlada e a ventilação espontânea no processo de desmame precoce. O Automode incorporou três combinações de modos de controle e suporte e foi automaticamente alternado entre um modo e outro, com a supervisão perfeita de um algoritmo de tempo de apneia adaptativa. Os benefícios foram claros: menor necessidade de sedação, menos intervenção do operador e menos alarmes. Foi possível iniciar desmame antes, e a atividade do paciente foi sempre recompensada sem a necessidade de intervenção da equipe. A capa da brochura do Automode passou a indicar progressivamente que “O desmame começa com a intubação”.

Pesquisas com o objetivo de reduzir a incidência de SDRA e a mortalidade marcaram a implementação da Open Lung Tool que, ao usar tendências de parâmetros respiráveis, como conformidade dinâmica e eliminação de CO₂, forneceu uma quantificação do efeito das intervenções, especialmente as manobras de recrutamento alveolares. Por meio de uma abordagem por etapas, incluindo uma titulação decremental de PEEP, agora a configuração de PEEP pode ser personalizada para obter uma oxigenação aprimorada com ventilação na pressão motriz mais baixa possível, com um volume pulmonar homogêneo. A Open Lung Tool também indicava quando os pulmões não eram recrutáveis e outras abordagens deveriam ser consideradas e avaliadas.

Em dezembro de 1999, uma nova dimensão da tecnologia de ventilação foi apresentada na Nature Medicine, em que um grupo liderado pelo Dr. Christer Sinderby, na Universidade de Montreal, descreveu como o progresso na aquisição de sinal e processamento da atividade elétrica do diafragma (Aedi), indicando que ela poderia ser usada para permitir que o centro respiratório do próprio paciente assumisse o controle total do tempo e da magnitude do suporte respiratório fornecido pelo ventilador. O estabelecimento da sincronia total entre paciente e ventilador e o uso de reflexos intrínsecos de proteção pulmonar trouxe uma nova esperança para a ventilação de cuidados intensivos pediátricos e adultos no século XXI. A visão destacou a redução das complicações relacionadas ao ventilador e a facilitação do desmame para reduzir o tempo de internação na UTI e no hospital. Os visionários da Servo perceberam o potencial da tecnologia, a qual foi inicialmente implantada em um protótipo baseado no Servo 300.

Como resultado de uma cooperação inédita com médicos em todo o mundo, o Servo-i foi o primeiro ventilador projetado como uma plataforma móvel e modular, tendo o objetivo de trazer frequentes novas funcionalidades clínicas e atualizações para as frotas de ventiladores já instaladas. A abordagem inovadora do sistema contava com três configurações principais: Infantil, Adulto e Universal. Novos níveis de flexibilidade no posicionamento, manuseio e suporte, durante o transporte intra-hospitalar, foram proporcionados por meio de uma abrangente variedade de acessórios inteligentes e conectividade ininterrupta. A interface do usuário passou a permitir que os usuários escolhessem entre a tela tátil, um botão giratório principal e botões de acesso direto, proporcionando um controle seguro das configurações mais vitais. A tudo isso, foram combinadas até cinco formas de onda de alta resolução codificadas por cores com qualidade de diagnóstico.

A nova cassete expiratória de peça única atendeu às crescentes demandas dos clientes em relação à confiabilidade e ao reprocessamento e introduziu uma nova tecnologia observada pela primeira vez em ventiladores Servo: o ultrassom de tempo de voo. Sua medição ultrarrápida era praticamente independente da composição e umidade do gás. O enorme sucesso do medidor de fluxo ultrassônico também levou ao desenvolvimento de um sensor de oxigênio ultrassônico que era capaz de operar durante toda a vida útil do ventilador. Posteriormente, a tecnologia também foi considerada eficaz para a detecção da mistura de gás heliox de baixa densidade, quando ele passou a ser implementado como o terceiro gás de suprimento do Servo-i.

O Servo-s usou a tecnologia de ponta do seu irmão mais velho Servo-i em um pacote simples e econômico, apresentado sob o slogan “A simplicidade faz sentido”. Ele era adequado para ambientes hospitalares diversos de cuidados ventilatórios e, junto com o Compressor Mini silencioso e compacto, ele foi capaz de fornecer ventilação de alta qualidade, independentemente do gás de parede central. A simplicidade e facilidade do uso, o desempenho de última geração e a confiabilidade para pacientes adultos e pediátricos fizeram do Servo-s um sucesso instantâneo nas economias emergentes do BRIC (Brasil, Rússia, Índia e China), que buscavam dispositivos médicos de alto valor ao modernizar seus sistemas de saúde.

A introdução da NAVA no Servo-i foi uma grande sensação, apresentando os módulos HW e SW de plug-in, bem como o cateter Aedi, que também funciona como tubo de alimentação nasogástrico. Isso coincidiu com o surgimento de artigos científicos que mostravam os efeitos prejudiciais da assincronia entre o paciente e ventilador, os problemas associados devido ao aumento da sedação e as descobertas de que a disfunção diafragmática induzida pelo ventilador era um problema real em pacientes ventilados. Desde então, tem sido demonstrado que, para lidar com esses problemas, a NAVA reduz o tempo de ventilação mecânica^[1] e aumenta o número de dias sem ventilador ^{[1] [2] [3]} ao fornecer ventilação personalizada que protege tanto o pulmão quanto o diafragma.

Como a NAVA é independente de vazamentos quando comparada aos modos de ventilação tradicionais, a aplicação de ventilação não invasiva (NAVA com VNI) foi a etapa natural a ser tomada com a mudança de paradigma no tratamento de grupos de pacientes tradicionalmente tratados com modos mais invasivos. A aplicação crescente da NAVA com VNI em neonatos tem sido enorme, uma vez que seu sucesso se baseia no fato de que ela pode evitar a intubação^[4][5] ou permitir a extubação precoce^[6][7][8] quando comparada aos modos de VNI convencionais, que não são suficientemente sincronizados. Outro grupo de pacientes que se beneficia são os adultos com exacerbação aguda de DPOC, no qual foi demonstrado que a NAVA com VNI reduz as complicações da VNI e pode ser eficaz no manejo do estado dos pacientes e ter melhores resultados.^{[9][10][11][12][13]}

Espera-se que cada nova geração do ventilador Servo transforme a maneira como os ventiladores são percebidos no setor. O Servo-u apresentou com sucesso uma interface de usuário altamente intuitiva, com orientação baseada em contexto e fluxos de trabalho, recomendações e atalhos. O objetivo era facilitar a implementação de estratégias avançadas de ventilação na prática diária por meio de uma maior confiança do usuário. Foram implementados novos e importantes parâmetros de monitoramento, como VT/PBW e pressão motriz, ambos continuamente visualizados no Servo Compass. Foram adicionadas novas opções de proteção pulmonar personalizada e desmame para o tratamento de todas as categorias de pacientes, de neonatos a adultos. Um estudo comparativo da usabilidade do ventilador mostrou níveis mais altos de segurança do paciente e uma experiência superior do usuário ^[14].

O Servo-n foi criado propositalmente como um ventilador neonatal completo para ajudar a fornecer o suporte necessário aos neonatos vulneráveis e, ao mesmo tempo, proteger os pulmões, músculos respiratórios e outros órgãos em desenvolvimento ^[15]. Dedicado exclusivamente a UTIs neonatais e para desenvolver confiança para pais e cuidadores, ele inclui detalhes estéticos como a joaninha verde e a exclusiva exibição FAMÍLIA. Foram adicionados a compensação por vazamento variável em todos os modos invasivos, um sensor de fluxo de fio quente opcional, bem como a possibilidade integrada de executar a terapia de oxigênio de alto fluxo. Tanto o NAVA quanto o NAVA com VNI são, obviamente, modos padrão, nos quais o sinal Aedi contínuo desempenha um papel essencial no monitoramento e gerenciamento da apneia da prematuridade, a fim de evitar a dessaturação e bradicardia ^[15][16][17].

O Servo-air tornou-se o primeiro ventilador Servo acionado por turbina com um poderoso backup de bateria que pode ser substituída durante a operação, facilitando a movimentação pelo hospital sem a necessidade de gás de parede ou de tomadas elétricas. Com sua infinidade de funções Servo legadas e a ventilação não invasiva (VNI) suave e sensível, o Servo-air foi ideal para os cuidados intensivos e intermediários, bem como transporte intra-hospitalar. O Servo-air leva adiante com orgulho o legado do ventilador Servo em termos de qualidade, confiabilidade, desempenho, facilidade de uso e baixo custo de propriedade.

A ventilação de oscilação de alta frequência (HFOV) se tornou um modo de resgate estabelecido para neonatos com falência respiratória refratária ou síndrome do desconforto respiratório grave (RDS). Entre os requisitos-chave para sua integração ao Servo-n, estavam torná-la poderosa por meio da exalação ativa e, ao mesmo tempo, oferecer ao paciente um trabalho respiratório reduzido ^[18]. A tecnologia patenteada implementada é baseada na inércia e depende do controle rápido do fluxo e da sincronização das válvulas inspiratória e expiratória, gerenciada pelo lendário Sistema de controle Servo. Ela proporciona os modos de HFOV controlado por pressão e com volume-alvo. A solução centrada no paciente também tem o suporte do monitoramento opcional do impulso respiratório neural (Aedi) dos bebês, o que significa que o monitoramento respiratório durante esse modo de resgate deixa de ficar na esfera da adivinhação.

Após vários estudos clínicos promissores ^[19][20][21] que utilizaram o Servo-i com a Open Lung Tool para manobras de recrutamento pulmonar por etapas de acordo com a abordagem Open Lung, o antigo sonho de desenvolver um fluxo de trabalho automático finalmente se tornou realidade. O principal benefício de uma abordagem padronizada foi reduzir a enorme variação na prática clínica revelada pelas entrevistas com usuários. A possibilidade de integrar recursos de diagnóstico que poderiam sugerir se o paciente era um “recrutador” ou um “não recrutador” é algo que pode ter um efeito profundo na estratégia de ventilação. A manobra de recrutamento automático por etapas (Auto SRM) guia o usuário facilmente pelo processo de recrutamento, titulação decremental de PEEP, novo recrutamento e personalização pós-recrutamento de PEEP e pressão motriz, com base no Cdyn ideal. Pode-se dar maior foco no encontro do equilíbrio mais adequado entre a mecânica pulmonar, a troca gasosa e a hemodinâmica do paciente.

Nos anos 2010, a manometria esofágica passou por um renascimento científico, mas se descobriu que era de difícil implementação no uso clínico rotineiro, fora do ambiente de pesquisa. Para tornar essa tecnologia mais acessível e mais fácil de entender e para melhorar sua precisão, foi desenvolvida uma visualização diagnóstica para o Servo-u, que apresentou formas de onda de pressão esofágicas (Pes) e transpulmonares (PL), com parâmetros-chave para a avaliação da ventilação controlada e espontânea. Além disso, uma manobra de oclusão automática foi inventada para validar o posicionamento e o enchimento do balão. Essa nova ferramenta para proteção pulmonar personalizada foi amplamente usada durante a pandemia de covid-19, quando foi relatado que ela estava pronta para ser implementada na prática clínica de rotina.

Todo paciente tem desafios especiais. Independentemente de ser um recém-nascido de 300 gramas ou um adulto, alguém que sofra de falência respiratória aguda ou doença pulmonar crônica, as necessidades e complexidades serão diferentes. É por isso que estamos empenhados em inovar em soluções de ventilação personalizada que ajudem a proteger os pulmões e o diafragma, acelerar o desmame e trazer melhores resultados.

O ventilador Servo não é apenas uma maravilha de engenharia. É uma filosofia. Uma mentalidade intrínseca em nosso DNA. Foi essa convicção que motivou nossa busca para descobrir novas técnicas no tratamento de pacientes criticamente enfermos. E é nesse ponto que estamos constantemente evoluindo e reinventando nossas terapias e soluções inovadoras. O objetivo é ajudar no desmame do paciente do ventilador da maneira mais rápida e segura possível. No fim, isso gera melhores resultados para os pacientes e, ao mesmo tempo, são usados menos recursos médicos. Essa é nossa ambição desde o início, além de ser uma forma de se pensar predominante em tudo o que fazemos hoje. Inovação, confiabilidade, qualidade duradoura — fazer mais com menos. Essas são as qualidades que introduzimos em cada um de nossos ventiladores Servo produzidos atualmente. E são as mesmas que definirão os ventiladores Servo do futuro, no mundo imprevisível de hoje. É assim que escrevemos nossa história. E é assim que moldaremos nosso futuro.