Автоматический анализ спирограмм при искусcтвенной вентиляции лёгких

• Автор: Саламонова, Ирина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СГ1ИРОГРАММА. ИСКУССТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЁГКИХ

1Л. Искусственная вентиляция лёгких

1.2. Общие понятия о спирометрии

1.3. Модели системы внешнего дыхания

1.3.1. Двухкомпонентная модель системы внешнего дыхания

1.4. Режимы дыхания при искусственной вентиляции лёгких

1.5. Автоматизация анализа состояния пациента и вычисление параметров

дыхания при искусственной вентиляции лёгких

1.6. Аппараты и системы, обеспечивающие поддержание внешнего дыхания пациента при искусственной вентиляции лёгких
1.7. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ ПАЦИЕНТА ПРИ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЁГКИХ
2.1. Задача вычисления параметров дыхания по спирографическим кривым (потоку, объёму и давлению)
2.2. Электрическая модель системы внешнего дыхания
2.2.1. Электрическая модель при управлении вдохом по объёму (потоку)
2.2.2. Электрическая модель при управлении вдохом подавлению
2.3. Методы оценки параметров внешнего дыхания пациента при ИВ Л, основанные на анализе электрической модели
2.4. Разработка алгоритма вычисления параметров дыхания
2.4.1. Предобработка исходных сигналов
2.4.2. Вычисление значений растяжимости лёгких и сопротивления дыхательных путей
2.4.3. Подбор параметров для реализации алгоритма
2.4.4. Вычисление значений постоянной времени
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ КОМПЛЕКСА СПИРОМЕТРИЧЕСКИХ КРИВЫХ И
ФОРМЫ ПЕТЛИ «ОБЪЁМ-ДАВЛЕНИЕ»
ЗЛ. Описание состояния системы дыхания по комплексу спирометрических кривых
3.1.1. Разработка алгоритма для анализа состояния пациента по спирометрическим кривым
3.2. Динамика формы петли. Почему она важна врачам?
3.3. Вычисление параметров внешнего дыхания по петлям
3.3.1. Петля «объём-давление»
3.3.2. Способы описания формы петель
3.3.3. Алгоритм динамического анализа петель «объём-давление» по их сигнатурам
3.3.4. Результаты экспериментальных исследований
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 1
4.1. Описание съёма и регистрации данных
4.2. Применяемое программное обеспечение - МАТЬАВ
4.3. Результаты вычисления параметров дыхания по спирометрическим кривым 1 1
4.4. Описание состояния системы дыхания по комплексу спирометрических кривых
4.4.1. Описание разработанной программы
4.4.2. Результаты экспериментов
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПОСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы и степень ее разработанности. Аппараты искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ), которыми оснащены все отделения реанимации и интенсивной терапии, наряду с кардиомониторами являются основными жизнеобеспечивающими приборами. Основная функция аппаратов заключается в снабжении лёгких пациента необходимой для дыхания газовой смесью и выводе из них углекислого газа и других компонентов воздушной смеси. Она необходима для сохранения жизни пациентам в тех случаях, когда они не способны дышать самостоятельно. Кроме этого в современных аппаратах ИВЛ необходимо наличие диагностических функций, позволяющих на ранних стадиях обнаруживать развитие состояний, угрожающих жизни пациента. К таким опасным состояниям можно отнести, например, отёк лёгких, обструктивные нарушения в бронхолегочной системе пациента.
Особенно важно проводить раннюю диагностику патологий органов дыхания в ходе непрерывного контроля за состоянием пациента при ИВЛ, в отделении реанимации или в операционной. Такая диагностика основана на автоматическом анализе основных параметров внешнего дыхания, а также обнаружении существенных отклонений в заданных режимах ИВЛ. Например, при увеличении растяжимости лёгких увеличивается дыхательный объём. Причины, вызывающие повышение экспираторного сопротивления (сопротивления на выдохе), включают в себя болезни, приводящие к раннему коллапсу малых дыхательных путей, такие как эмфизема, бронхомаляция, а также прикусывание пациентом эндотрахеальной трубки (эндотрахеальная трубка предназначена для интубации трахеи с целью проведения ИВЛ, подачи кислородно-воздушной смеси или ингаляционного анестетика) во время выдоха. У вентилируемых пациентов существует несколько причин для повышения инспираторного сопротивления (сопротивления на вдохе) в связи с эффектом «шинирования» при использовании вентиляции с положительным давлением и эндотрахеальной трубки, например, прикусывание

1.7. Постановка задач исследования
Основными спирометрическими показателями, отражающими состояние дыхательной системы при ИВ Л являются: растяжимость С, а также
сопротивление дыхательных путей II. Поэтому контроль этих значений является одной из важнейших функций аппаратов ИВЛ.
Цслыо диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов автоматического анализа состояния системы дыхания по спирограммам для обеспечения диагностических функций в аппаратах ИВЛ.
Поэтому для разработки методов поставлены следующие задачи:
«разработка модели системы внешнего дыхания при ИВЛ, позволяющей оценивать её текущее состояние;
«разработка метода и алгоритма оценки показателей ИВЛ в реальном масштабе времени;
• разработка метода и алгоритма для анализа состояния системы дыхания по комплексу спирометрических кривых;
«разработка метода и алгоритма для анализа формы петель, для вычисления параметров петель;
«экспериментальная апробация предложенных методов.