Analýza ventilačního režimu PSV pro neonatální pacienty

Abstract

Tato práce se věnuje analýze režimu PSV pro neonatální pacienty z hlediska nastavení řídicích ventilačních parametrů Slope a inspiratory flow. Analýza spočívá ve vyhodnocení efektivity eliminace CO2 v závislosti na nastavení řídicích ventilačních parametrů. Hlavním cílem této práce bylo navrhnout a zrealizovat laboratorní experiment, za účelem zjistit konkrétní vliv těchto parametrů na eliminaci CO2 a vytvořit optimální nastavení pro nejefektivnější eliminaci CO2 pro typické patologie. Pro experiment byl využit neonatální ventilátor Babylog VN500 (Dräger, Lüback, Německo), který poskytuje možnost přepínaní mezi těmito parametry. Experiment byl prováděn na dechovém simulátoru ASL 5000 (Ingmar medical, Pittsburgh, USA) se simulovanými typickými patologiemi respirační soustavy novorozence. Pro simulaci patologií byly na ASL 5000 aplikovány mechanické vlastnosti respiračního systému (poddajnost a odpor) při RDS (syndrom dechové tísně), rozvíjejícím se BPD (bronchopulmonální dysplazie) a již ustáleném BPD. Při návrhu experimentu a jeho následném vyhodnocování byla brána v potaz limitace průměrů endotracheálních kanyl a jejich vlivu na vznik turbulentního proudění. Během experimentu byly zaznamenávány hodnoty EtCO2 pacientským monitorem Rad-97 (Massimo, Irvine, USA), z kterých byly vytvořeny křivky v programu Matlab 2017a. Hodnocení efektivity eliminace pak vycházelo z konstant získaných z křivek nárůstu a poklesu koncentrace CO2. Z výsledků experimentu byla jednoznačně určena pro každou patologii hodnota Slope a inspiratory flow, při které docházelo k nejefektivnější eliminaci CO2. Z těchto výsledku vyplývá, že při zvýšení plicní poddajnosti lze využít vyšší hodnoty inspiratory flow a nižší hodnotu Slope pro efektivnější eliminaci CO2. Při zvýšení odporu plic, který není kompenzován i zvýšením poddajnosti je nutné inspiratory flow snížit a Slope zvýšit.

Aim of this thesis is to analyze pressure support ventilation mode for neonatal patients in respect to the setting of control parameters Slope and inspiratory flow. The analysis consists of evaluation of the effectiveness of CO2 elimination with respect to the setting of the control ventilation parameters. The main goal of this work was to design and implement a laboratory experiment to find out the specific effect of these parameters on CO2 elimination and to create the optimal setting for the most efficient elimination of CO2 for the typical pathologies of neonates respiratory system. For the experiment, the Babylog VN500 neonatal ventilator (Dräger, Lüback, Germany) which is able to switch between these control parameters was used. The experiment was performed on breath simulator ASL 5000 (Ingmar medical, Pittsburgh, USA) which simulated typical pathologies of the neonatal respiratory system. Mechanical changes in respiratory compliance and respiratory resistance for RDS (respiratory distress syndrome), developing BPD (bronchopulmonary dysplasia) and established BPD have been set up on ASL 5000 to simulate pathologies. When designing an experiment and its subsequent evaluation, the limitations of the endotracheal cannula diameters and it's effect on turbulent flow, was taken into account. During the experiment, the EtCO2 values were recorded by the pacient monitor Rad-97 (Massimo, Irvine, USA). Measured values were fitted by curve fitting toolbox of the Matlab 2017a software. Estimation of the elimination efficiency was based on the constant obtained from the curves describing the increase and decrease of the CO2 concentration. Results obtained from experiment show that when the compliance increases the higher values of inspiratory flow and lower values of Slope can be used for enhanced efficiency of CO2 elimination. When the resistence of respiratory system is increased and uncompensated by the increase of the compliance, it is neccessary to heighten inspiratory flow and reduce Slope.