Cieľ práce: Dokázať, že pri výrazne nehomogénnej distribúcii plynov v ťažko patologicky postihnutých pľúcach je možné viachladinovou UVP zlepšiť distribúciu plynov do pomalých bronchoalveolárnych kompartmentov bez rizikovej zmeny objemového zaťaženia rýchlych kompartmentov. Autor realizoval softvérový matematický model viackompartmentných nehomogénne postihnutých pľúc, ktoré „ventiloval“ novým spôsobom UVP – tzv. trojhladinovou ventiláciou. Viachladinovú ventiláciu definuje ako spôsob (modifikáciu) UVP, pričom základnú hladinu ventilácie tvorí ventilačný režim CMV, PCV, alebo PS (ASB) a nadstavbu, tzv. ventiláciu na pozadí tvorí hladina PEEPh (PEEP high) s meniteľnou frekvenciou a trvaním prechodu medzi jednotlivými hladinami PEEPh/PEEP. Názov a sídlo pracoviska: Oddelenie anestéziológie a intenzívnej medicíny. Materiál a metodika:Viachladinová ventilácia na 3 tlakových úrovniach realizovaná matematickým modelom ako kombinácia tlakovo kontrolovanej ventilácie (PCV) a dvoch úrovní PEEP a (PEEPh). Výsledky: Pri porovnávaní jednohladinovej UVP v režime PC s tzv. trojhladinovou ventiláciou ako kombináciou PC+PEEPh/PEEP autor zistil, že plnenie pomalých kompartmentov sa na modeli výrazne zlepšilo, a to rádove o 50–60 % oproti východzej hodnote. Tento rozdiel v absolútnom vyjadrení u obštrukčných kompartmentov dosahuje 2 až 10-násobok objemu, respektive 1,2–3-násobné zvýšenie MV v kompartmentoch k4 a k5. Záver: Matematickým modelom sa dá preukázať, že aplikácia tzv. trojhladinovej UVP môže viesť k výrazným zmenám v distribúcii plynov v nehomogénne patologickým procesom postihnutom pľúcnom parenchýme. Matematický model si vyžiada klinické overenie, aby boli zodpovedané otázky účinnosti tejto modifikácie UVP.

Objective: Considering the issues of intermittent positive pressure ventilation (IPPV) in non-homogenous pathological lung processes, the author built a mathematical model of tri-compartment non-homogenously injured lungs ventilated with a new mode of IPPV – multi-level ventilation. The author defines multi-level ventilation as a type (modification) of IPPV consisting of background ventilation using the CMV, PCV or PS (ASB) ventilation mode and an added level called “on-background ventilation“ consisting of multiple levels of PEEPh (PEEP high) with variable frequency and duration of transition between individual levels of PEEP. The objective was to prove whether in cases of considerably non-homogenous gas distribution in acute pathological disorders of the lungs it is possible to improve gas distribution into slow broncho-alveolar compartments while only minimally or not at all increasing the volume load of the fast compartments by using the multi-level IPPV. Setting: Department of Anaesthesiology and Intensive Care Unit. Materials and methods: Multi-level ventilation on three pressure levels was carried out by a mathematical model as a combination of pressure-controlled ventilation (PCV) and two levels of PEEP: PEEP (constant) and PEEPh (PEEP high). Results: Comparing single-level IPPV in the PCV mode with the tri-level ventilation (PCV+PEEPh/PEEP), the author found that the loading of the slow compartments in the model was considerably improved by as much as 50–60% in comparison to the baseline value. This difference, in absolute figures, reached as much as a 2–10 times increase in volume, or a 1.2–3 times increase in minute ventilation in compartments k4 and k5. Conclusions: The mathematical model proves that the application of multi-level IPPV can achieve considerable changes in gas distribution in the lung parenchyma affected by a non-homogenous pathological process. The mathematical model requires further verification in the clinical setting to answer questions regarding its efficacy.

OAIM Vranovská nemocnica n o Vranov nad Topľou

Theory and simplified mathematical model of multi-level intermittent positive pressure ventilation

Lit.: 6