Využití elektrické impedanční tomografie pro měření dynamické hyperinflace plic při vysokofrekvenční oscilační ventilaci
Use of electrical impedance tomography to measure dynamic lung hyperinflation during high-frequency oscillatory ventilation
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Václav Ort
Vedoucí práce
Roubík Karel
Oponent práce
Penhaker Marek
Studijní obor
Biomedicínská a klinická technikaStudijní program
Biomedicínská a klinická technika (4)Instituce přidělující hodnost
katedra biomedicínské technikyObhájeno
2023-06-19Práva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Vysokofrekvenční oscilační ventilace (HFOV) je nekonvenční ventilační technikou s potenciálně protektivním účinkem na respirační systém. Několik studií provedených na laboratorních modelech, zvířatech i lidech dokumentuje stav respiračního systému, při kterém se střední alveolární tlak významně liší od středního tlaku v dýchacích cestách. Tento stav se nazývá dynamická hyperinflace plic. Cílem této studie je vytvořit a verifikovat metodu měření rozdílu mezi středním alveolárním tlakem a tlakem v dýchacích cestách i regionálního rozložení tohoto tlakového gradientu pomocí elektrické impedanční tomografie. Pomocí této metody dále zjistit vliv vybraných ventilačních parametrů na vznik a velikost dynamické hyperinflace. Studie byla provedena na 11 samicích prasete domácího v celkové anestezii ventilovaných vysokofrekvenční oscilační ventilací. Byl navržen měřicí a kalibrační manévr založený na injekci definovaného objemu plynu do uzavřeného respiračního systému zvířete umožňující přepočítat bioimpedanci hrudníku na alveolární tlak. Pomocí této metody byla změřena velikost dynamické hyperinflace při třech různých úrovních nastaveného středního tlaku v dýchacích cestách (12 cmH2O, 18 cmH2O a 24 cmH2O) a dvou různých hodnotách poměru inspiračního a exspiračního času (1:1 a 1:2). Pro ověření metody bylo měření velikost dynamické hyperinflace provedeno simultánně také s použitím ezofageálního balónku. Výsledky měření dynamické hyperinflace pomocí elektrické impedanční tomografie velmi dobře korelovaly s výsledky měření provedených s využitím ezofageálního balónku. Dynamická hyperinflace byla naměřena ve všech pokusných zvířatech při poměru inspiračního a exspiračního času 1:1. Navíc byl změřen i opačný stav, nazvaný dynamická hypoinflace, u všech zvířat při poměru inspiračního a exspiračního času 1:2. Obdobné výsledky byly zjištěny při měření na laboratorních modelech respiračního systému. Dále bylo s využitím vytvořené metody zjištěno, že regionální rozložení dynamické hyperinflace se neshoduje s regionálním rozložením ventilace v tomografické rovině hrudníku. High-frequency oscillatory ventilation (HFOV) is an unconventional ventilation technique with a potentially protective effect on the respiratory system. Several studies conducted in laboratory models, animals and humans have documented a respiratory system condition in which mean alveolar pressure differs significantly from mean airway pressure. This condition is referred to as dynamic pulmonary hyperinflation. The aim of this study is to develop and verify a method to measure the difference between mean alveolar pressure and airway pressure as well as the regional distribution of this pressure gradient using electrical impedance tomography. Furthermore, using this method, to determine the influence of selected ventilatory parameters on the development and magnitude of dynamic hyperinflation. The study was performed on 11 female domestic pigs under general anesthesia ventilated with high-frequency oscillatory ventilation. A measurement and calibration maneuver based on the injection of a defined volume of gas into the animal's occluded respiratory system was designed to allow conversion of chest bioimpedance to alveolar pressure. Using this method, the magnitude of dynamic hyperinflation was measured at three different levels of set mean airway pressure (12 cmH2O, 18 cmH2O and 24 cmH2O) and two different values of inspiratory to expiratory time ratio (1:1 and 1:2). To validate the method, dynamic hyperinflation measurements were also performed simultaneously using an oesophageal balloon. The results of the dynamic hyperinflation using electrical impedance tomography measurements correlated very well with the results of the measurements made using the esophageal balloon. Dynamic hyperinflation was measured in all experimental animals at an inspiratory to expiratory time ratio of 1:1. In addition, the opposite condition, dynamic hypoinflation, was also measured in all animals at an inspiratory to expiratory time ratio of 1:2. Similar results were found in laboratory models of the respiratory system. Moreover, the developed method determined that the regional distribution of dynamic hyperinflation did not correspond to the regional distribution of ventilation in the tomographic plane of the thorax.