Pojemność dyfuzyjna układu oddechowego - badania symulacyjne procesu dyfuzji przez barierę pęcherzykowo-włośniczkową

• Autorzy: Kalicka R. , Słomiński W. , Kuziemski K.

Warianty tytułu

EN

The respiratory system diffusing capacity - the simulative research of the alveolar-capillary membrane diffusing process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Transport tlenu pomiędzy pęcherzykami płucnymi a krwinkami czerwonymi jest istotnym czynnikiem wpływającym na jakość działania układu oddechowego. Dla celów modelowania drogę dyfuzyjną tlenu podzielono na dwa obszary: obszar membrany i obszar erytrocytu. Podział ten zastosowano ze względu na różnice jakości procesu dyfuzji w tych obszarach, co opisano odpowiednimi równaniami dyfuzji. Wykonano symulację procesu dyfuzji dla membrany, erytrocytu i całej drogi dyfuzyjnej. Analiza wyników pozwala na poznanie i lepsze zrozumienie złożonej natury transportu tlenu. Zobrazowano także wpływ zmienności parametrów systemu (tzn. zmiany stanu zdrowia) na jakość wymiany gazowej w układzie oddechowym.

EN

The oxygen transport between the pulmonary alveoli and the erythrocytes is an important factor, which influences the respiratory system. The diffusion way was parted into two segments: the membrane segment and the erythrocyte segment for modeling reasons. They were described by the diffusion equations. It was made because the diffusions across the region of membrane and the region of erythrocyte are different. The simulations for membrane, erythrocyte and diffusion way were made. The application of the simulation of capillary pressure distribution allows better understanding the oxygen transport nature. The analysis of the system' s parameters influence on the gas exchange mechanism was also shown.

Słowa kluczowe

PL

pojemność dyfuzyjna układu oddechowego; droga dyfuzyjna; model krwinki czerwonej; naczynie włośniczkowe; dyfuzja membrany; dyfuzja erytrocytu; jakość wymiany gazowej w układzie oddechowym

EN

respiratory system diffusing capacity; diffusion way; membrane segment; erythrocyte segment; simulations for membrane; simulation for erythrocyte

• Wydawca: Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 12
• Strony: 95--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Kalicka R.

autor

Słomiński W.

autor

Kuziemski K.

• Katedra Inżynierii Biomedycznej Politechnika Gdańska.

Bibliografia

• [1] Kowalski J., Koziorowski A., Radwan L: Ocena czynności płuc w chorobach układu oddechowego, Borgis, Warszawa 2004.
• [2] Meyer M., Schuster K., Schulz H., Mohr M., Piiper J.: Pulmonary diffusing capacities for O2 and CO measured by a rebreathing technique, J. Appl. Physiol. 51, s.1643-1650, 1981.
• [3] Meyer M., Schuster K., Schulz H., Mohr M., Piiper J.: Pulmonary diffusing capacities for nitric oxide and carbon monoxide determined by rebreathing in dogs, J. Appl. Physiol. 68, s.2344-2357, 1990.
• [4] Kuziemski K., Jassem E.: Ocena czynności układu oddechowego w codziennej praktyce lekarskiej, Via Medica Gdańsk 2005.
• [5] Roughton F., Forster R.: Relative importance of diffusion and chemical reaction rates in determining rate of exchange of gases in the human lung, J. Appl. Physiol. 11, s.290-302, 1957.
• [6] Weibel E., Sapoval B., Filoche M.: Design of periphal airways for efficient gas exchange, Respiratory Physiology & Neurobiology 148, s.3-21, 2005.
• [7] Patel S.: Evaluation of resistance of membrane and erythrocytes to oxygen transport in pulmonary capillaries, Respiratory Physiology & Neurobiology 130, s.181-187, 2002.
• [8] Frank A., Chuong C., Johnson R.: A finite-element model of oxygen diffusion in the pulmonary capillaries, J. Appl. Physiol. 82, s.2036-2044, 1997.
• [9] Caro G., Pedley T., Schroter R., Seed W.: The mechanics of the circulation, New York, Oxford Univ. Press, 1978.
• [10] Groebe K., Thews G.: Effects of red cell spacing and red cell movement upon oxygen release under conditions of maximally work skeletal muscle, Adv. Exp. Med. Biol. 248, s.175-185, 1989.
• [11] Press W., Teukolsky S., Vetterling W., Flannery B.: Numerical Recipes in C, Cambridge University Press, 1992.