Optimalizace nCPAP generátoru MEDIJET

Abstract

V neonatologické a pediatrické klinické praxi je standardně používána neinvazivní metoda umělé plicní ventilace označovaná jako nCPAP. Existuje široká škála nCPAP systémů, které se odlišují z hlediska dechové práce iWOB. Cílem práce je optimalizovat nCPAP generátor MEDIJET pomocí konstrukčních změn tak, aby byla snížena jeho dechová práce iWOB při současném zachování Benvenisteho principu, měření tlaku CPAP a rozhraní v podobě nostril a masek. Generátor MEDIJET byl identifikován z hlediska geometrických rozměrů a konstrukce a dále byl analyzován pomocí metod elektroakustické analogie. Celkem bylo realizováno pět návrhů optimalizace, které byly vytištěny technologií 3D tisku. Dechová práce iWOB návrhů optimalizace byla měřena in vitro pomocí simulátoru plic. Dechová práce iWOB optimalizovaného řešení byla při aplikaci tlaku CPAP 10 cmH2O statisticky významně (??< 0,001) snížena o 47,81 % vzhledem k referenčnímu modelu generátoru. Nevýhodou optimalizovaného řešení je vysoký průtok ventilační směsi a s tím spojené ztráty a hlučnost.

A non-invasive mechanical ventilatory support nCPAP is commonly used in neonatal and pediatric clinical practice. There is variety of nCPAP systems, which differ in terms of ?imposed work of breathing? or iWOB. The aim of this thesis is to optimize the nCPAP generator MEDIJET through design changes in order to reduce the iWOB while maintaining Benveniste?s principle, CPAP pressure measurement and the interface represented by nostrils and masks. Generator MEDIJET was identified in terms of geometrical dimensions and construction and further analyzed using electroacoustic analogy methods. Five variants for optimization were designed as well as printed using 3D printing technology. The iWOB of these optimized models was measured in vitro using breathing simulator. During the application of CPAP 10 cmH2O the optimized solution exhibited statistically significant (??< 0.001) iWOB reduction as much as 47.81% relatively to the reference model of the generator. Disadvantages of the optimized solution are high flow rate of ventilation mixture resulting in higher losses as well as noise.