Computer simulation of non-homogeneous lungs ventilation

• Autorzy: Szczepaniak M. , Dąbrowski M.

Warianty tytułu

PL

Symulacja komputerowa wentylacji płuc o niehomogenicznych własnościach mechanicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A computer model of lung-ventilator system has been developed to simulate distribution of ventilation in non-homogeneous lungs. This 5-element model enables to separate pathologically changed part of the lungs from the healthy one. Two major mechanical parameters of the human respiratory system are taken into account: airways resistance and lung compliance. These parameters are modelled as linear, lumped elements of an analogue electrical circuit in which two sources (ventilator and patient pressures) are also included. Various modes of artificial ventilation and ventilatory assistance can be used in the model, synchronized or synchronized with spontaneous breathing simulation. Biphasic Positive Airway Pressure was used as an example mode of ventilatory assistance in computer simulation. The computer program enables to trace the changes of pressures and volumes in the lungs model, which can be easily identified and can help to assess the influence of applied support for spontaneous breathing on basic ventilatory variabies.

PL

Opracowano komputerowy model układu mechanicznego respirator - płuca w celu symulacji dystrybucji wentylacji w drzewie oskrzelowym o niehomogenicznych własnościach mechanicznych. Ten pięcio-elementowy model pozwala na odseparowanie zdrowej części płuc od patologicznie zmienionej części płuc. W modelu uwzględniono podstawowe parametry mechaniczne układu oddechowego: oporność dróg oddechowych i podatność płuc. Parametry te zostały zamodelowane jako liniowe elementy o stałych skupionych. Tworzą one analog układu elektrycznego, w którym umieszczono również dwa źródła napięciowe symulujące zmiany ciśnień generowanych przez respirator i pacjenta. Zaproponowany model umożliwia symulację różnych metod ciśnieniowego wspomagania oddychania, zsynchronizowanego lub niezsynchronizowanego z oddechem własnym pacjenta. W artykule przedstawiono przykład symulacji wspomagania oddychania metodą Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP). Opracowany program komputerowy umożliwia śledzenie zmian ciśnień i objętości oddechowych w wyróżnionych obszarach płuc. Może on także pomóc w warunkach klinicznych przy ocenie wpływu metody wspomagania na podstawowe zmienne oddechowe.

Słowa kluczowe

EN

BIPAP; computer simulation; lungs model; non-homogeneous lungs; ventilatory assistance

PL

model komputerowy respirator-płuca; wspomaganie oddychania; symulacja komputerowa

• Wydawca: Nałęcz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering of the Polish Academy of Sciences ; Elsevier
• Czasopismo: Biocybernetics and Biomedical Engineering
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 18, no. 3-4
• Strony: 31--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Szczepaniak M.

autor

Dąbrowski M.

• Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering, Warsaw, Poland