Thermodynamics analysis of different methods to induce therapeutic hypothermia after cardiac arrest

Orientador: Carlos Eduardo Keutenedjian MadyDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Um tratamento frequentemente aplicado em pacientes de parada cardiorrespiratória, mas com uma disparidade de técnicas e falta de conhecimento é a hipotermia terapêutica. Com a finalidade de aprofundar os conhecimentos de alguns dos principais métodos e determinar o melhor protocolo segundo as Leis da Termodinâmica, tais técnicas foram aplicadas em um modelo térmico do corpo humano proposto anteriormente na literatura. O programa computacional desenvolvido na literatura foi modificado para atender as condições de um paciente masculino de massa 67 kg sob a aplicação de cada protocolo. Como o foco do tratamento é o tecido cerebral, este foi analisado individualmente. Em seguida, os perfis térmicos e exergéticos do corpo para cada procedimento foram comparados e analisado. Por fim, foi efetuado um levantamento das principais características observadas para então propor um protocolo termodinâmico do procedimento. Dados os resultados obtidos, foi possível observar que apesar do método de refrigeração interna e externa apresentarem resultados satisfatórios, o primeiro fornece uma resposta intensa do modelo enquanto o segundo, demasiadamente lenta. Assim, o terceiro método, que faz uso de técnicas internas e externas concomitantemente, apresenta resultados intermediários, com um melhor controle de temperaturaAbstract: A treatment frequently employed in patients of cardiorespiratory arrest, but has a disparity of techniques as well as lack of knowledge is the therapeutic hypothermia. Aiming to provide a new depth into the most used methods, a previously provided thermodynamic model of the human body was subjected to each of the techniques and the results analyzed according to the Laws of Thermodynamics. This model of the human body was provided in the literature and simulates a male individual of 67 kg, allowing a number of readings that cannot be obtained under normal circumstances. As the main focus of the treatment is the cerebral tissue, its temperature profile was analyzed individually before the profile for the rest of the body. Afterwards, the exergy of the body was calculated and compared. Lastly, the main characteristics of each method was summarized to then provide a final protocol. Given the results obtained, it was possible to conclude that both the internal cooling and external cooling present good results, the first provided an intense response from the model, while the later a slow response. As a result, the cooling that combines both, presents intermediate results and a better capacity of control of the patient¿s temperatureMestradoTermica e FluidosMestra em Engenharia Mecânica88882.435220/2019-01CAPE