使用呼吸机的意外后果

使用呼吸机的意外后果
人工呼吸机(左)造成的压力更大,而当同一只肺自然呼吸时,张力更小。图源:莫娜·埃斯坎达里/加州大学圣地亚哥分校

突破性的研究解决了肺部医学中一个长期存在的问题,即现代呼吸机是否会过度拉伸肺组织。他们做的事。

加州大学河滨分校研究人员的这些前沿发现最近发表在美国呼吸与重症监护医学杂志.它们证明了我们自然呼吸和呼吸机让我们呼吸的主要区别。这些结果至关重要,特别是在COVID-19大流行和急于建造呼吸机的背景下。

领导这项研究的UCR机械工程助理教授兼医学院呼吸中心的莫娜·埃斯坎达里说:“使用新技术,我们观察到呼吸机可能会过度扩张肺部的某些区域。”这些结果为……的下降提供了解释病人在机器上花费的时间越长,他们的健康体验就越好,特别是在疾病的情况下。

埃斯坎达里的bMECH实验室开创了一项研究肺呼吸的技术。在他们实验室设计的定制呼吸机上,研究人员模拟了自然呼吸和人工呼吸。然后,他们使用多个快速收集的摄像机,观察参与两种呼吸的独立肺部,,一种称为数字图像相关的方法。

埃斯坎达里说:“我们的装置允许我们用一个按钮开关在同一个肺上模拟生理呼吸和人工呼吸。”“我们的呼吸机与数字图像相关性的独特结合,让我们对肺部特定区域与整体协调工作的方式有了前所未有的了解。”

利用他们的创新方法将这两个系统连接起来,UCR的研究人员收集了证据,证明自然呼吸可以拉伸肺的某些部分,只有25%,而在呼吸时,这些相同的区域可以拉伸到60%

使用呼吸机的意外后果
莫娜·埃斯坎达里,加州大学河滨分校bMECH实验室的首席研究员。图源:Jonathan Alcorn/UCR

传统上,学者们将肺建模为气球,或者他们所说的薄壁压力容器,在这种容器中,吸入空气和抽出空气在机械上是等效的。

为了解释他们在这项研究中观察到的现象,研究人员建议从薄壁压力容器模型转向厚壁模型。与薄壁压力容器理论不同,厚壁模型解释了由呼吸机将空气推入和自然呼吸将空气拉入引起的气道中不同程度的压力。这有助于解释在生理呼吸过程中,气道如何更活跃,空气如何更均匀地分布在肺中。

铁肺是在20世纪40年代末小儿麻痹症爆发期间使用的巨大呼吸机,它的作用更像人类的胸腔,像自然的那样扩大肺。这会产生真空效应,将空气吸入肺部。虽然这种作用对肺部来说比较温和,但这些庞大的系统阻碍了对肺部其他器官的监测

相比之下,现代呼吸机更加便携,护理人员更容易使用。然而,它们将空气推入分布不均匀的肺部,使某些部位过度拉伸,随着时间的推移导致肺部健康状况下降。

虽然医院不太可能重新使用铁肺模型,但有可能对现代机器进行改造,以减少伤害。

“现在我们知道了空气输送到肺部时的过度压力,我们的问题就变成了如何通过模拟自然环境来改善通风策略埃斯坎达里说。

更多信息:Samaneh satari等,局部和整体肺力学特征的正负压通气,美国呼吸与重症监护医学杂志(2022)。DOI: 10.1164 / rccm.202111 - 2480摄氏度
引用:使用呼吸机的意外后果(2022年11月3日)检索于2022年11月7日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-11-unintended-consequences-ventilator.html
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