Časová konštanta pri umelej ventilácii pľúc - teoretický a fyzikálny model

Anest. intenziv. Med. 2001;12(6):291-294

Časová konštanta pri umelej ventilácii pľúc - teoretický a fyzikálny modelČlánky

P. Török, M. Májek, J. Kolník: Oddelenie anestéziológie a intenzívnej medicíny, NsP Vranov nad Topľou, primár MUDr. Pavol Török, CSc. Klinika anestéziológie a intenzívnej medicíny, SPAM Bratislava, prednosta doc. MUDr. Milan Májek, CSc. Chirana-Medical, Stará Turá, vedúci vývoja DaNT i

Autori v práci opisujú metodický postup a výsledky matematického a fyzikálneho modelovania, merania a výpočtu časových konštánt dýchacíchorgánov (t) pri umelej ventilácii pľúc. Pri modelovaní zistili, že teoreticky vypočítaná časová konštanta tstat ako násobok poddajnosti (Cst) a odporudýchacích ciest (Raw) nesúhlasí s meranými hodnotami. Podrobnou analýzou priebehu inspíria a hlavne exspíria došli k záverom, že statická časovákonštanta tstat, vypočítaná zo statických veličín sa počas priebehu inspíria i exspíria mení v samotnom jednom ventilačnom cykle a že t1>t2>t3.Teoreticky by mali byť časové konštanty rovnaké (tstat1 = tstat2 = tstat3). Zistili závislosť medzi zmenami prietočného odporu ventilačného systému,vrátane odporu endotracheálnej kanyly a dýchacích orgánov (REsys) a zmenami časovej konštanty. Záverom konštatujú, že teoreticky a matematickyzdôvodniteľná konštantnosť časových konštánt t vo fyzikálnom modeli a v klinike neplatí práve pre nelinearitu odporov ventilačného systému, na ktorýje pacient počas UVP pripojený. Pre klinickú prax umelo ventilovaného pacienta je teória konštantnosti prvých troch t neudržateľná a časová konštantanie je konštantou, ale dynamicky sa meniacou veličinou, nazvali ju dynamická časová konštanta tdyn.

Klíčová slova: UVP; statická časová konštanta; časová dynamická konštanta

Time Constant Tau (t) during Mechanical Ventilation: Theoretical and Physical Model

The authors describe methodic approach and clinical results of mathematical and physical model, measurements and calculations of time constantsof respiratory organs (t) during mechanical ventilation of the lungs. During modelling they found out that theoretically calculated time constant tstatas outcome of multiplication of compliance (Cst ) and respiratory tract resistance (Taw) does not equal the measured values. Detailed analysis ofinspiratory phase and especially expiratory phase revealed that static time constant tstat derived from static components changes during one ventilationcycle in inspiratory and expiratory phases, and that t1 > t2 > t3. Theoretically, time constant should be equal (tstat1 = tstat2 = tstat3). There was founda correlation between changes of flow resistance of ventilation system including endotracheal tube resistance and respiratory organ resistance (REsys)and changes of time constant. In conclusion, theoretic and mathematic reasoning for constancy of time constants t are not valid for physical modeland clinical setting. The reason for this could be seen in non-linearity of ventilation system resistances to which patient is connected during mechanicalventilation. In clinical practice, the theory of constancy of first three t is not applicable to mechanically ventilated patient. Time constant is not a constantbut dynamically changing characteristic which was denominated as dynamic time constant tdyn.