Megaesôfago chagásico : modelagem, análise dinâmica e proposta de tratamento por indução artificial de ondas peristálticas

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo da dinâmica do comportamento do esôfago humano na Doença de Chagas e propõe um método de tratamento por meio de uma manta esofágica indutora de ondas peristálticas artificiais. Inicialmente, um modelo Bond Graph foi proposto para visualização e compreensão dos parâmetros que influenciam a dinâmica do processo de ingestão do alimento e a movimentação do bolo alimentar desde a boca até o fim do esôfago. O sistema foi modelado nos domínios hidráulico, mecânico translacional e rotacional. O modelo de ordem 10 foi excitado com uma entrada em degrau e um impulso unitário para caracterização do sistema no domínio do tempo. Porém, o modelo apresentou-se não controlável, não permitindo que se aplique a teoria de controle. Dessa forma, dois modelos massa-mola-amortecedor foram propostos para modelar o comportamento da passagem do alimento pelo esôfago a partir da atuação das ondas de contração peristáltica. De acordo com os resultados obtidos no Modelo Matemático I, o deslocamento do alimento no megaesôfago chagásico Grau II (6cm dilatado) é equivalente apenas a 6.25% do deslocamento quando o órgão é saudável. Além disso, a velocidade praticamente nula e uma alta constante de amortecimento decorrente da aperistalse implica em um resposta de deslocamento sem retornar ao seu estado inicial, comprovando os efeitos de retenção do bolus no esôfago e a não possibilidade da passagem do alimento pelo esfíncter inferior esofágico em direção ao intestino. No Modelo Matemático II, o megaesôfago chagásico também apresentou dinâmica alterada quando comparada com o esôfago saudável. A resposta do sistema quando excitado por uma entrada degrau foi altamente oscilatória e com decaimento progressivo da amplitude. Por fim, o conceito de Controle Orgânico é introduzido e uma proposta de controlador com base no Modelo Matemático I é apresentada para reversão do quadro de aperistaltismo no esôfago quando acometido pela Doença de Chagas.