Optimalizace Demand-flow systému pro podporu spontánního dýchání při vysokofrekvenční oscilační ventilaci

Abstract

V rámci diplomové práce jsem se zaměřil na nápravu nedostatků současné experimentální verze Demand-flow systému pro podporu spontánního dýchání při vysokofrekvenční oscilační ventilaci (HFOV), který je vyvíjen na FBMI ČVUT, a jeho přiblížení skutečným zdravotnickým prostředkům. Analýzou současného systému byly odhaleny nedostatky DFS ve formě hardwarové koncepce, nevyhovujícího grafického uživatelského rozhraní (GUI) a neschopnosti detekce hazardních stavů. Nově navržený DFS je založen na koncepci vestavěných systemů se zabudovaným řídicím počítačem a integruje do své konstrukce také dotykový displej, kterým je systém ovládán a na kterém jsou v přehledném GUI vykreslovány aktu-álně měřené tlakové proměnné. DFS je také nově schopen detekce a ošetření hazardního stavu uvolnění hadičky pro měření tlaku v dýchacím okruhu. Schopnost zkonstruovaného DFS podporovat spontánní dýchání pacienta byla ověřena laboratorní simulací, ve které DFS prokázal potenci kompenzovat simulované spotánní dechy a redukovat navýšený pressure-time produkt iPTP.

Scope of this thesis was to further develop experimental system, which is intended to facilitate spontaneous breathing during high-frequency oscillatory ventilation (HFOV). Analysis of design and construction of the so-called Demand- flow system (DFS) was performed. DFS is based on complicated hardware platform, lacks user-friendly graphical user interface (GUI) and is unable to detect, remedy and report hazardous states. Newly designed system is based on a concept of embedded medical devices. DFS is controlled by program running on microcontroller. Graphical user interface (GUI) was implemented on a small integrated touchscreen. DFS is now capable to detect and remedy hazardous state of failure of measurement of the proximal airway pressure. Alarm is then displayed on the screen. Capability of newly designed DFS to support spontaneous breathing was evaluated. DFS was able to compensate simulated spontaneous breaths and changes in mean airway pressure. DFS also significantly reduced imposed pressure-time product.