Териоря и математическая модель многоуровневой...

16
MLV s obrázkami 1 Теория и математическая модель многоуровневой искусственной вентиляции легких. Multi-level ventilation (MLV) Введение Исходя из основ математического и физического моделирования искусственной вентиляции легких (ИВЛ) можно сказать, что ИВЛ классическим режимом вентиляции режимом вентиляции даже при лучшей оптимализации ИВЛ по частоте и давлению не может у пациента с негомогенной дистрибьюцией газов в легких приводить к оптимальной дистрибьюции в отдельные, но разным способом пораженные компартаменты /1,6/. Различия в постоянных времени отдельных компартаментов в реальных легких и также в легких симулированных на модели, такие большие, что при оптимальной настройке ИВЛ для одного, двух компартаментов, способ вентиляции для других компартаментов (частота, соотношение времен, потоки) является неподходящим или выразительно субоптимальным. Можно сказать, что один единственный режим вентиляции с определенными параметрами: частота вентиляции (f), время вдоха и выдоха (T I : T E ), дыхательный объем (V T ), положительное давление в конце выдоха (PEEP), давление вентиляционной поддержки в режиме ИВЛ, управляемом по давлению (Ppc) и т.п. не может быть у негомогенных легких установлен оптимально для каждого одного, разным способом пораженного компартамента. /2,3,4,5/ Найболее простым теоретическим решением было бы применение для каждого компартамента разной настройки параметров вентиляции, которые были бы оптимальными по отношению к механическим свойствам выбранного компартамента. Так как компартаменты не находятся в одном месте, не является возможным отделить вход в каждый компартамент отдельно, такие условия невозможно технически выполнить./3/ Примером для подходящего применения этого рассуждения является селективная бибронхиальная вентиляция в случае одностороннего повреждения легких (например, контузия одних легких), когда здоровые легкие вентилируем одним режимом и параметрами ИВЛ и пораженные легкие вентилируем другим режимом с другими параметрами настройки.. В этом случае является возможным анатомически отделить поврежденные и неповрежденные компартаменты и физически отделить поток газов, текущий в каждый компартамент (в этом случае здоровыеи больные легкие“). В случае анатомически негомогенного повреждения легких (пневмония, ARDS, bronchiolitis, эдем легких, контузия легких и т.п.) существует количество разным способом пораженных, но биофизически похожих компартаментов, которые анатомически расположены

Upload: vunguyet

Post on 08-Dec-2016

229 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

MLV s obrázkami 1

Теория и математическая модель многоуровневой искусственной вентиляции легких.

Multi-level ventilation (MLV)

Введение

Исходя из основ математического и физического моделирования искусственной вентиляции

легких (ИВЛ) можно сказать, что ИВЛ классическим режимом вентиляции режимом

вентиляции даже при лучшей оптимализации ИВЛ по частоте и давлению не может у

пациента с негомогенной дистрибьюцией газов в легких приводить к оптимальной

дистрибьюции в отдельные, но разным способом пораженные компартаменты /1,6/.

Различия в постоянных времени отдельных компартаментов в реальных легких и также в

легких симулированных на модели, такие большие, что при оптимальной настройке ИВЛ

для одного, двух компартаментов, способ вентиляции для других компартаментов (частота,

соотношение времен, потоки) является неподходящим или выразительно субоптимальным.

Можно сказать, что один единственный режим вентиляции с определенными параметрами:

частота вентиляции (f), время вдоха и выдоха (TI : TE), дыхательный объем (VT),

положительное давление в конце выдоха (PEEP), давление вентиляционной поддержки в

режиме ИВЛ, управляемом по давлению (Ppc) и т.п. не может быть у негомогенных легких

установлен оптимально для каждого одного, разным способом пораженного компартамента.

/2,3,4,5/

Найболее простым теоретическим решением было бы применение для каждого

компартамента разной настройки параметров вентиляции, которые были бы оптимальными

по отношению к механическим свойствам выбранного компартамента. Так как

компартаменты не находятся в одном месте, не является возможным отделить вход в

каждый компартамент отдельно, такие условия невозможно технически выполнить./3/

Примером для подходящего применения этого рассуждения является селективная

бибронхиальная вентиляция в случае одностороннего повреждения легких (например,

контузия одних легких), когда здоровые легкие вентилируем одним режимом и параметрами

ИВЛ и пораженные легкие вентилируем другим режимом с другими параметрами

настройки.. В этом случае является возможным анатомически отделить поврежденные и

неповрежденные компартаменты и физически отделить поток газов, текущий в каждый

компартамент (в этом случае „здоровые“ и „больные легкие“).

В случае анатомически негомогенного повреждения легких (пневмония, ARDS, bronchiolitis,

эдем легких, контузия легких и т.п.) существует количество разным способом пораженных,

но биофизически похожих компартаментов, которые анатомически расположены

MLV s obrázkami 2

диффузионно по всех легких, и не является возможным разделить поток газов в каждый

компартамент отдельно. /1.3/ (Рис.1)

Рис.1 Схема диффузионного повреждения легких.

K1 – здоровые легкие K2 – легко пораженные легкие K3 – средне тяжело пораженные легкие K4 – тяжело пораженные легкие K5 – очень тяжело пораженные легкие

В этих случаях будет вентиляция отдельных компартаментов оптимальной только в тех, для

которых выбрана относительно найболее оптимальная настройка параметров ИВЛ.

Остальные компартаменты будут вентилированы более менее субоптимально.

Для диагностики механических свойств дыхательных органов, как и для аппликации

дыхательных газов имеется только один “сигнальный” и также “мощностной” путь, и

именно трахеа или ЕТ канюла. В конце этого пути можно измерять основыне параметры,

необходимые для диагностики, а именно физические параметры потока газов. Тем же путем

можно применять также ИВЛ. При этом прямо измерять только параметры „потока (Q),

давления (P) и времени (t)“. Все остальные параметры являются параметрами расчитанными.

/3,4/

Вышеприведенные анатомическое и физическое ограничения вызывают проблемы при

диагностике, но и при применении оптимальных параметров ИВЛ для отдeльных

пораженных и сверх этого анатомически негомогенно находящихся компартаментов.

Теория многоуровневой ИВЛ.

Предположим, что у нас математическая мультикомпартаментная модель негомогенных

легких. Статическая податливость была симулирована для каждого компартамента Cst1-5 =

MLV s obrázkami 3

100ml/kPa и сопротивления компартаментов с 0,3 по 15 kPa/l/sek. Постоянные времени (τ),

определяющие „скорость“ отдельных компартаментов находятся в табл.1

Предположим, что мы применяем ИВЛ с соотношением времен TI : TE = 1:1. Потом для

обмена газов в отдельных компартаментах за время 3* τ „оптимальные“ времена

вентиляционного цикла (Tcy) а частот вентиляции указаны в табл.2.

Табл. 1.

Постоянные времени

мультикомпартаментной модели

Компартамент τ(sek) 3 *τ (sek)

K1 0,05 0,15

K2 0,1 0,3

K3 0,4 1,2

K4 1 3

K5 1,5 4,5

Tab.2

Теоретически оптимальные частоты для отдельных компартаментов

Компартаменты 3 *τ (sek) Tcy = TI +TE (sek.) F opt (cykl / min)

K1 0,15 0,3 200

K2 0,3 0,6 100

K3 1,2 2,4 25

K4 3 6 10

K5 4,5 9 6,6

Из таблицы 2 вытекает, что если мы будем легкие вентилировать частотой 200 c/min, будет

оптимально вентилированным только компартамент K1 и остальные будут вентилированы

неоптимально, и в данном случае гиповентилированы. Гиповентиляция будет тем

выразительнее, чем больше τ у него, т.е. чем компартаменты являются „более медленными“

.

MLV s obrázkami 4

Наоборот, если мы будем вентилировать частотой 6-7 d/min, будет компартамент K5

вентилирован оптимально, но субоптимально будут вентилированы остальные

компартаменты.

Субоптимальная вентиляция проявляется как относительная гипервентиляция

/гиповентиляция/ и в случае (volume control) VC (CMV) вентиляции выразительно

увеличится пиковое альвеолярное давление (PAi) в компартаментах с более коротким τ, т.е.

относительно здоровых (вышеуказанная модель), или в компартаментах с низкой

податливостью (ARDS), т.е. в больных.

Если совсем теоретически учесть вышесказанное, потом можно прийти к заключению, что

для оптимального обмена газов каждого одного компартамента будет ИВЛ требовать

симультанной вентиляции пятью различными частотами, или с разными соотношениями

времен TI : TE , дыхательными объемами или давлениями.

Фактически при ИВЛ у нас только один входной элемент, которым является трахеа, или

эндотрахеальная или трахеостомическая канюла, через которую должен вдыхаемый или

выдыхаемый газ протечь. Из этого вытекает также техническое решение и философия

искусственной вентиляции легких с больше количеством уровней давления и частот

вентиляции.

Режимы и настройка параметров времени и давления отдельных уровней ИВЛ должны быть

взаимно совместимыми или также с самостоятельной дыхательной активностью пациента.

Объяснение названий.

Так как многоуровневая вентиляция является новым решением, необходимо объяснить

отдельные понятия, которыми мы будем пользоваться в следующем тексте.

Основной уровень ИВЛ – это понятие определяем как вентиляционный режим,

включительно параметров настройки частоты, соотношения времен, объема или давления,

которые применяются у пациента в качестве основного (например, CMV, PC, PS.). Этот

уровень вентиляции можно назвать – вентиляция на фоне.

Надстроечные уровни – это понятие определяем как вентиляционный режим или его

модификацию, который работает симультанно с вентиляцией на фоне, но и с другими

настроечными параметрами. Таких уровней может быть теоретически больше количество,

причем мы их называем надстроечный уровень с 1 … по n. Эти уровни можно назвать –

вентиляция на фоне. Эти уровни „скрыты“ в основном уровне. Частота надстроечных

уровней обычно выразительно ниже основных уровней.

Модулированные уровни – это понятие мы определяем как вентиляционный мод, который

работает симультанно с основным уровнем, но его частота является существенно выше, чем

частота основного уровня и своей работой модулирует характеристику давления (потока)

основного уровня – основного вентиляционного режима. Он числится к надстроечным

MLV s obrázkami 5

уровням, но предстсвляет их специальный вид. Это специальный способ вентиляции на

фоне. (например, модуляция высокочастотной осцилляционной вентиляцией -VFO).

Рис.2

Основной вентиляционный режим

Надстроечные уровниPEEPh a PEEP

Трехуровневая вентиляция

Модулированный уровень (HFO)

t

P

Основное объяснение математической модели и физических принципов

трехуровневой вентиляции и ее симулирования на негомогенной

мультикомпартаментной модели легких с нормальными суммарными статическими

свойствами (Raw a Cst)

Предполагаем, что пациент вентилирован вентиляционным режимом pressure control

/support/ (PC или PS) выбранными параметрами Ppc = 1 kPa, f = 30 d/min, TI:TE = 1:1. Этот

вентиляционный режим тогда считаем режимом на фоне, или же основным уровнем ИВЛ.

На фоне этого вентиляционного режима аппликуем, например, переменно два

уровня PEEP с параметрами PEEPh (PEEP high) = 1 kPa , PEEP = 0,2 kPa a f PEEPh = 1/3

частоты PC = 10 d./min. Соотношение TI : TE надстроечного уровня пускай 1:1. t.j. (Ti

PEEPhigh) Ti%h = 50%.

Кривая давление/время такой трехуровневой вентиляции схематически изображена на Рис.3

Рис.3

MLV s obrázkami 6

P(kPa)

t ( sek.)

2 4 6 8 10 12 14

2

Ppc = 1kPa выше PEEP high

PEEPh

PEEP

sPC ( f=30, TI : TE = 1:1, Ppc = 1 kPa, PEEP= 0,2 kPa

f PEEPh = 10/min Ti % h = 50%

PEEPh = 1kPa

Te Ti (PC)

t = PEEPh t= PEEP Ti%h = 50% (Ti-h) (Te-h)

Теоретически можно предполагать, что относительно менее пораженные

компартаменты на 5-компартаментной модели легких будут вентилированы лучше с

помощью более высокой частоты, т.е. режимом PC, по сравнению с компартаментом

патологическим, которые будут вентилированы относительно лучше чередованием PEEPh

/PEEP с частотой 10 / min.

Четырехуровневая вентиляция легких на негомогенной мультикомпартаментной

модели с нормальными суммарными статическими параметрами легких.

В предыдущем случае был анализ 3-уровневой вентиляции легких. В слеующем примере мы

будем анализировать 4-уровневую вентиляцию легких.

4-уровневая вентиляция состоит из классической PC вентиляции в сочетании с двумя

уровнями PEEPh1 и PEEPh2, которые на фоне PC вентиляции.

Для примера, который мы будем анализировать, параметры настройки вентилятора

следующие. TI : TE у всех модов 1:1, Ppc = 2 kPa, PEEPh2 = 1,5 kPa, , PEEPh1 = 1 kPa, PEEP

= 0,2 kPa. Частота PC вентиляции будет f = 24 d/min, частота fpeeph2 = 12 d/min, a fpeeph1 =

6 d/min.

Графическое схематическое изображение P/t кривых находится на Рис.4

В течение 4-уровневой вентиляции существуют 4 фазы комбинаций отдельных режимов, как

это изображено на Рис.4

Рис.4

MLV s obrázkami 7

P(kPa)

t (ssek.)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 sek

2

1

Ppc = 2kPa

PEEPh1

PC ( f=24, TI : TE = 1:1, Ppc = 1 kPa, PEEP= 0,2)

PEEP

PEEPh2

T (sec) для PEEPh2

T для PEEPh1

T (sec) для Ppc

Схематическое изображение 4 уровнеой вентиляции PC + 2 уровня PEEPh1 и PEEPh2 +PEEP=0,2

Отдельные фазы определяются чередованием уровней PEEPh1, PEEPh2, PEEP и

чистым Ppc, что, естественно оказывает влияние на отдельные амплитуды давления. В фазе

1 это комбинация PC+PEEPh1+PEEPh2, в фазе 2 это комбинация PC+PEEPh 1, в фазе 3 это

комбинация PC+PEEP и в фазе 4 это значение PEEP вентиляции. После фазы 4 повторяется

фаза 1. Продолжительность всех 4 фаз в нашей модели составляла 10 sek.

Мы расчитали объемное наполнение отдельных компартаментов модели в течение

каждой фазы и сравнивали значения между 4-уровневой вентиляцией и одноуровневой

вентиляцией с f=24 d/min. Похожим способом мы сравнивали максимальное наполнение

отдельного компартамента при 4-уровневой и одноуровневой ИВЛ.

Четырехуровневая вентиляция легких на негомогенной

мультикомпартаментной модели с повышенными значениями сопротивления на

двухкратное значение.

Для сравнения возможных изменений в наполнении отдельных компартаментов при

измененных механических свойствах дыхательных органов мы выбрали 4 уровневую

вентиляцию с параметрами , приведенными в предыдущей главе на модели с двухкратным

сопротивлением (модель R*2). Мы аппликовали этот режим математической моделью у

MLV s obrázkami 8

негомогенной мультикомпартаментной модели с нормальными статическими параметрами и

с параметрами с двухкратным сопротивлением (модель R*2). Мы наблюдали за

наполнением отдельных компартаментов, общим Vt и MV и сравнивали как абсолютные

изменения, так изменения в процентном выражении между объемным наполнением

отдельных компартаментов при классической PC вентиляции и при аппликации 4-уровневой

модели. Условия моделирования были те же самые, как при моделировании ИВЛ на трех

уровнях.

Результаты.

Трехуровневая вентиляция

Изменения наполнения отдельных компартаментов при самой (одноуровневой) PC вентиляции

и при трехуровневой вентиляции изображены на графике 1

График 1

Мы сравнивали

процентное

увеличение

наполнения

компартаментов при

3 уровневой

вентиляции по

сравнению с

одноуровневой PC

вентиляции на

математической модели с вышеуказанными параметрами. Различия в наполнении

отдельных компартаментов и процентные изменения изображены на граф.2

00,020,040,060,080,1

0,120,140,160,180,2

VT (lit.)

K1 K2 K3 K4 K5

Компартаменты

Сравнение объемного наполнения (VT) отдельных компартаментов при PC вентиляции и 3 уровневой вентиляции PC+ два уровня Ph и PEEP

PCV3 уровневая

MLV s obrázkami 9

График 2.

K1 K2 K3 K4 K5

Наполнение компартаментов % %

Компартаменты

Сравнение наполнения компартаментов в % , между PC вентиляцией и 3 уровневой вентиляцией

100 % 70 50 20 0

Из графика 2 вытекает, что при классической PC вентиляции с вышеприведенными

параметрами настройки ИВЛ самый плохой обмен газов в патологических (медленных – с

большим τ) компартаментах мультикомпартаментной негомогенной модели.

В случае применения 3-уровневой ИВЛ в виде соединения PC и PEEPh/PEEP с параметрами,

указанными выше, улучшится дистрибьюция газов именно в патологические

компартаменты, причем разница в компартаментах найхудших (K4 и K5) составляет + 66% и

+100 % по сравнению с моделью классической PC вентиляции. Суммарный минутный объем

вентиляции (MV) изменится приблизительно на 7 %, т.е. при двухуровневой вентиляции

понизится на 7 % по сравнению с PC вентиляцией. Этот факт обусловлен выбранными

параметрами и можно его уменьшить повышением частоты f peeph на 1-2 цикла.

Уже такая простая модель показывает, что является возможным многоуровневой

вентиляцией выразительно оказывать влияние на наполнение отдельных компартаментов,

причем в модели PC пиковое давление немного возрасло.

Моделям можно упрекать, что параметры R и C были линейными, и что при моделировании

пренебрегается сопротивление ET канюлы. Модель расчитывала с идеализированными

прямоугольными формами давлений и пренебрегает возможным влиянием на экспириум

идеальной формы потока и пренебрегает постоянной времени при переходе из одного

режима во второй. Отличия по сравнению с физической моделью не должны быть больше ±

15%.

Четырехуровневая вентиляция

Из графика 3 видно, что объемное наполнение отдлеьных компартаментов в течение

отдельных фаз отличается, что определено соотношением времени наполнения и

постоянной времени компартамента и разницей давления в компартаменте. Найболее

различными результаты в K4 и K5, где видно, что при частоте f = 24 (основной

MLV s obrázkami 10

вентиляционный режим) в отличие от фазы 2 и 3 наполнение компартаментов существенно

ниже.

График 3.

Fáza

1

Fáza

2

Fáza

3

Fáza

4

Kompartment 5

Kompartment 4

Kompartment 3

Kompartment 2

Kompartment 1

0

0,05

0,1

0,15

0,2

Сравнение объемного наполнения отдельных компартаментов в течение чередающихся фаз при 4-уровневой вентиляции

Клинически сказано, в течение 4-уровневой вентиляции происходит улучшение объемного

наполения именно патологических компартаментов.

Если сравнить процентные изменения в наполнении отдельных компартаментов, видно, чти

при сравнении средних значений происходит уменьшение дистрибьюции в направлении в

здоровые компартаменты, при повышении дистрибьюции газов в направлении в

компартаменты, пораженные патологическим процессом. Процентное сравнение средних

значений наполнения компартаментов изображено в графике 4.

MLV s obrázkami 11

График 4

Процентное сравнение среднего объемного наполнения отдельных компартаментов между 4-уровневой и PC вентиляцией.

-8-6-4-202468

101214

Kompartment 1 Kompartment 2 Kompartment 3 Kompartment 4 Kompartment 5

%

Мы сравнивали максимальные различия в наполнении компартаментов между 4-уровневой

и одноуровневой вентиляцией. При этом мы определили, что процентные разницы между

отдельными компартаментами могут быть до 40 % в смысле улучшения дистрибьюции газов

в патологические компартаменты и уменьшения дистрибьюции в компартаменты здоровые.

Результаты изображены на графике 5.

График 5

Процентное сравнение максимальных изменений в объемном наполнении отдельных компартаментов между 4-уровневой и PC

вентиляцией.

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

Kompartment 1 Kompartment 2 Kompartment 3 Kompartment 4 Kompartment 5

%

На графике 5 видно передвижение вентиляции в патологическим процессом пораженные (в

этом случае медленные альвеолярные компартаменты) компартаменты. В численном

выражении по сравнению с одноуровневой вентиляцией (f = 24 d/min) улучшилась объемная

дистрибьюция при 4-уровневой вентиляции максимально на 37%, или понизилась у

здоровых компартаментов на 25% максимально. Абсолютная разница составляет 63 %.

MLV s obrázkami 12

Четырехуровневая вентиляция – негомогенные легкие с двухкратным сопротивлением

Raw при неизмененной Cst.

Результаты наполнения отдельных компартаментов в течение отдельных фаз ИВЛ при 4-

уровневой вентиляции изображены на графике 6

График 6.

Fáza

1

Fáza

2

Fáza

3

Fáza

4

Kompartment 5

Kompartment 4

Kompartment 3

Kompartment 2Kompartment 1

0

0,05

0,1

0,15

0,2

Объ

ем

Сравнение объемного наполнения отдельных компартаментов в течение отдельных фаз ИВЛ при

модели R*2

На графике 6 четко видно, что найбольше наполнение пораженных компартаментов

находится в фазах 2 и 3, причем фаза 4 представляет чистую PC вентиляцию. Из этого идно,

что дистрибьюция газов в направлении в патологическим процессом пораженные

компартаменты будет при 4-уровневой вентиляции выразительно улучшенной по сравнению

с PC вентиляцией (f = 24 d/min).

Мы сравнивали в процентном выражении изменения среднего наполнения отдельных

компартаментов по сравнению с чистой PC вентиляцией. Результаты изображены на

графике 7.

График.7

MLV s obrázkami 13

.

Percentuálne porovnanie priemerných hodnôt zmien objemového plnenia jednotlivých kompartmentov medzi čistou PC ventiláciou a 4 hladinovou

ventiláciou (model R*2).

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Kompartment 1 Kompartment 2 Kompartment 3 Kompartment 4 Kompartment 5

%

Процентное сравнение средних значений изменений объемного наполнения отдельных компартаментов между чистой РС вентиляцией и 4-уровневой вентиляцией (модель R*2)

Из графика 7 видно, что при 4-уровневой вентиляции происходит увеличение среднего

объемного наполнения патологических компартаментов и малое понижение объемного

наполнения относительно здоровых компартаментов. Этот процесс свидетельствует о

редистрибьюции VT в направлении к патологическим процессом пораженным

компартаментам, что можно считать желательным.

Мы сравнивали максимальные различия в наполнении отдельных компартаментов в течение

4-уровневой вентиляции на модели R*2. Результаты процентного выражения между между

PC вентиляцией и 4-уровневой вентиляцией изображены на графике 8.

MLV s obrázkami 14

График 8.

Процентное сравнение максимальных изменений объемного наполнения отдельных компартаментов между собой при PC вентиляции и 4-уровневой вентиляции (модель R*2).

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

Kompartment 1 Kompartment 2 Kompartment 3 Kompartment 4 Kompartment 5

%

Из графика 8 видно, что при сравнении максимальных значений объемного наполнения

отдельных компартаментов происходит в некоторых фазах ИВЛ до 60% -ое нарастание по

сравнению с PC вентиляцией. Наоборот, в некоторых фазах 4-уровневой вентиляции

происходит падение дистрибьюции газов в относительно здоровые компартаменты до 25%.

Общая разница в направлении дистрибьюции в абсолютном выражении составляет до 85 %.

Это значение является больше чем интересной. Ни в одном случае не произошли

существенные изменения минутной вентиляции.

Дискуссия.

Задачей моделирования многоуровневой вентиляции было доказать, что является

возможным поменять объемное наполнение особенно компартаментов, симулирующих

патологическим процессом (медленные компартаменты) пораженные легкие (K4, K5) при

неизмененном пиковом давлении в дыхательных путях и при неизмененной минутной

вентиляции.

У патологическим процессом пораженных компартаментов не является возможным

одноуровневой вентиляцией достигнуть их оптимального или хотя бы лучшего наполнения.

Наоборот, при многоуровневой вентиляции является возможным достигнуть

редистрибьюции газов в направлении в патологический компартамент при одновременном

уменьшении наполнения здоровых компартаментов – уменьшение механической (напорной)

нагрузки здоровых (более быстрых) альвеолярных компартаментов. Вышеприведенная

модель не была оптимализированной и ее задачей было показать, что желаемых изменений

достигается. Чем тяжелее поражение патологических компартаментов в смысле обструкции,

тем относительно большеgo улучшения их наполнения достигнем при многоуровневой

вентиляции./2,3,4/

MLV s obrázkami 15

Для клинического использования результатов вышеприведенных моделей можно

сказать только то, что если при одноуровневой вентиляции диффузионно пораженных

дыхательных органов происходит увеличение легочного шунта из-за неравномерной

дистрибьюции газов в легких, потом даже эта оптимализация такой вентиляции не будет

вести к выразительному улучшению дистрибьюции. /1,2/

При многоуровневой ИВЛ, которая будет сверх этого оптимализированной, имеется

предположение, что дистрибьюция газов в отдельные, но разным способом пораженные

компартаменты, выравнивается, или в лучшем случае улучшится на столько, чтобы

понизились легочные короткие замыкания и улучшился обмен газов в легких. Моделью

можно доказать, что по отношению к типу ИВЛ не меняются пиковые давления в

дыхательных путях органов и минутная вентиляция не меняется больше чем на ± 10 % при

сравнении с классической одноуровневой РС вентиляцией.

При диффузионном мультикомпартаментном повреждении патологическим процессом

легких у каждого компартамента отличающиеся механические свойства и для каждого из

них является оптимальной другая частота вентиляции и соотношение времен TI : TE. /4,5/.

Одноуровневой вентиляцией тогда уже только на основании этого рассуждения нельзя

достигнуть оптимальной дистрибьюции газов.

Заключение:

Многоуровневая вентиляция, симулированная математической моделью показвает, что на

теоретическом уровне является возможным, но,наверное, не идеальным, но в существенной

степени улучшить дистрибьюцию газов и тем самым также вентиляцию патологическим

процессом пораженных (медленных) компартаментов, одновременно снижая

среднееобъемное наполнение (быстрых) „здоровых“ (или патологически с низкой

податливостью) компартаментов. Можно тогда предполагать, что у диффузионного

негомогенного повреждения легочного паренхима будут приводить к улучшенной

дистрибьюции газов в „медленные“ компартаменты и понизится риск баротравмы в

„быстрых“ компартаментах, что помогало бы при осуществлении „нетравматизирующей

вентиляции“, особенно в тяжело поврежденном легочном паренхиме. Эта математическая

симуляция будет требовать реального клинического испытания, которое ответит на до сих

пор неясные вопросы.

MLV s obrázkami 16

Литература:

1. Gattinoni L., a co: Lung стрucture and function in different stages of severe ARDS. J

AMer Med Assoc, 271,1994,стр.1772-1779

2. Mаjek M., Krajciova K., Török P.,: Острый вентиляционный и респирационный

отказ. Медицинский обзор, 46, l997, № 9, стр.219 – 223

3. Török, P и колл.: Оптимализация ИВЛ в течение анестезии. Текущий отчет о

решении исследовательной задачи Минздрава СР № 49/97 за 1998 г. , 68 стр.

4. Török, P., Majek M., Kolnik J.: Является постоянная времени Tau (τ) при

искусственной вентиляции легких постоянной? Теоретическая и физическая

модель. Анестезиология и неотложная забота. 2001, № 6, стр.291-297

5. Török, P., Majek M., Kolnik J.: Является постоянная времени Tau (τ) при

искусственной вентиляции легких постоянной? Теоретическая и физическая

модель. Анестезиология и неотложная забота.. 2001, № 6, стр.298-303

6. West, J.B.: Bioengineering Aspects of the Lung. Marcel Dekker inc. New York, 1977,

585 стр.