Воздушный поток и динамическая окружность живота и грудной клетки у взрослых при различных настройках вентиляции с постоянным положительным давлением в дыхательных путях и частоте дыхания

Jun 12, 2023

Научные данные, том 10, Номер статьи: 481 (2023) Цитировать эту статью

195 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Вентиляция с постоянным положительным давлением в дыхательных путях (CPAP) — это обычно назначаемая респираторная терапия, обеспечивающая положительное давление в конце выдоха (PEEP) для облегчения дыхания и предотвращения коллапса дыхательных путей. Установка ПДКВ является предметом жарких дискуссий, поэтому его титрование в первую очередь осуществляется в зависимости от симптомов чрезмерной или недостаточной поддержки. Однако периоды титрования являются интенсивными для клиницистов и могут привести к баротравме или недостаточной оксигенации во время процесса. Разработка методов на основе моделей для более эффективной персонализации CPAP-терапии на основе индивидуальной реакции пациента требует клинических данных о взаимодействии легких и CPAP. С этой целью было проведено исследование по установлению набора данных о взаимодействии легких и CPAP здоровых людей. Давление, поток и дыхательный объем регистрировались наряду с вторичными измерениями динамической окружности грудной клетки и живота, чтобы лучше проверить результаты модели и оценить режимы дыхания, мышечное рекрутирование и усилие. Было включено N = 30 субъектов (15 мужчин; 15 женщин). В исследование были включены астматики и курильщики/вейперы, о которых сообщали сами, что предлагало предварительную оценку любых потенциальных различий в реакции на CPAP от изменений жесткости легких в этих сценариях. Также были записаны дополнительные демографические данные, связанные с функцией легких (пол, возраст, рост и вес).

Бремя хронических респираторных заболеваний увеличивается с ростом загрязнения воздуха и уровня ожирения, а также с глобальной мобильностью и передачей болезней1,2,3,4,5,6,7. В настоящее время диагностика и лечение респираторных заболеваний опираются преимущественно на клинические заключения и тесты, которые можно проводить только в клинических условиях8,9,10,11,12,13,14,15. Следовательно, возможности диагностики и лечения ограничены и позволяют лечить только пациентов с запущенным заболеванием. Нацеливание на хронические заболевания с помощью ранней диагностики для предотвращения или замедления прогрессирования заболевания и, таким образом, снижения социального и экономического бремени потребует увеличения потенциала тестирования, что в настоящее время экономически нецелесообразно, поскольку многие системы здравоохранения уже работают на предельных мощностях16,17,18,19.

Развитие возможностей мониторинга дыхания на дому увеличит возможности тестирования и позволит более эффективно осуществлять дистанционный мониторинг и уход. Значительное улучшение домашнего тестирования также уменьшит нагрузку на систему здравоохранения, связанную с внутрибольничным тестированием. Для реализации домашнего тестирования в эквиваленте клинического тестирования необходимы надежные системы моделирования и мониторинга на основе моделей, способные определять клинически значимые показатели. Первым шагом являются высококачественные наборы респираторных данных для разработки и тестирования этих методов.

Биомеханически вдох обусловлен снижением плеврального давления, создавая градиент давления между атмосферным давлением в ротовых/носовых отверстиях и потоком воздуха в легкие через дыхательные пути20,21. Снижение плеврального давления возникает за счет расширения плевральной полости, преимущественно за счет опускания диафрагмы20,21. Кроме того, сокращение межреберных мышц поднимает грудную клетку, что способствует множественному расширению20,21. Выдох считается преимущественно пассивным при нормальных режимах дыхания. Однако он может активно вырабатываться в случаях повышенной дыхательной потребности/нагрузки за счет эксцентрического движения диафрагмы, принудительно уменьшающего плевральный объем и вытесняющего воздух из легких20,21.

В диагностическом отношении хронические заболевания органов дыхания классифицируют по составу и локализации обструктивных и рестриктивных нарушений8,22. Обструктивные нарушения приводят к закупорке дыхательных путей посредством сужения, воспаления или коллапса и вызывают повышенное сопротивление дыхательных путей8,23,24. Рестриктивные аномалии могут быть внутренними и повышать жесткость легочной ткани за счет рубцевания/фиброза, или внешними и усиливать жесткость грудной клетки в случаях тяжелых ожогов и ожирения3,8,25,26,27. Клинически на потенциальное наличие отклонений в первую очередь указывают наблюдаемые изменения в характере дыхания, пальпации, перкуссии, аускультации и оксиметрии8,28,29,30.