Modelowanie stanu mechaniki układu oddechowego u osób otyłych

• Autorzy: Redlarski G. , Jaworski J.

Warianty tytułu

EN

Modeling of respiratory mechanics in obesity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem publikacji jest przedstawienie propozycji modelowania i zasad wizualizacji zmian w mechanice układu oddechowego, u osób z nadwagą lub otyłością. W badaniach wykorzystano 16-elementowy model elektryczny układu oddechowego. Dobór wartości parametrów modelu odbywał się na podstawie wiedzy dostępnej w literaturze medycznej. Opracowanie może być szczególnie przydatne inżynierom dokonującym wstępnej weryfikacji nowo opracowywanych systemów medycznych lub na etapie dokonywania przeglądów okresowych aparatury medycznej.

EN

The subject of the publication is a proposal of approach to modeling and visualization of changes in pulmonary mechanics, for people impaired by obesity or serious overweight. Previously developed models of the patient respiratory system were based on parameter identification of the considered models with the help of the measured data [3]. In this paper the modeling procedures basing on the basic medical knowledge in the field of clinical obesity (BMI> 35) are proposed. In the research a 16-coefficient electrical model of the respiratory system (Fig. 1), presented previously in [8], was used Most of lesions causing the changes in parameter values, described in Section 2, simulate the changes in mechanics of respiratory tract and lungs. The range and nature of the changes in the model parameter values are the subject of Section 3. The results of simulations of the respiratory volume (Fig. 3) and the flow (Fig. 4) are presented in Section 4. Moreover, the result of respiratory mechanics examination obtained by FOT is shown in Fig. 6. The presented time courses are consistent with the results available in the medical literature, obtained as a result of the medical examinations (Fig. 5). That proves the legitimacy of the presented approach and demonstrates the functionality of lesions modeling based on basic medical knowledge. This approach may be particularly useful for engineers providing preliminary verification of newly developed medical systems or at the stage of servicing the medical equipment.

Słowa kluczowe

PL

nadwaga; otyłość; mechanika układu oddechowego; układ oddechowy

EN

obesity; respiratory mechanics; respiratory system

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 3
• Strony: 266--269
• Opis fizyczny: Biobliogr. 16 poz, rys., tab., wzory, wykresy

Twórcy

autor

Redlarski G.

• Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk
• UWM w Olsztynie, Oczapowskiego 2, 10-001 Olsztyn

autor

Jaworski J.

• Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Weinberger S. E., Cockrill B. A., Mandel J.: Choroby płuc, Elsevier Urban&Partner, Wrocław 2008.
• [2] Redlarski G., Jaworski J.: A New Approach to the Modeling of Selected Human Respiratory System Diseases, Directed to Computer Simulations. Materiał wysłany z propozycją opublikowania w czasopiśmie Computers in Biology and Medicine.
• [3] Tomalak W.: Wybrane aspekty badania mechaniki oddychania i modelowania systemu oddechowego przy użyciu techniki oscylacji wymuszonych, Praca na stopień doktora habilitowanego, IGiCP.ZP, Rabka 1998.
• [4] Cauberghs M., Van de Woestijne K. P.: Mechanical properties of the upper airway, Journal of Applied Physiology 1983 55:335-342.
• [5] Carvalho A. R., Zin W. A.: Respiratory Mechanics: Principles, Utility and Advances, w: A. Gullo (Ed.).: Anaesthesia, Pharmacology, Intensive Care and Emergency Medicine A.P.I.C.E., s. 33-46, Springer-Verlag Italia, Milan 2011.
• [6] Ritz T. et al.: Guidelines for mechanical lung function measurements in psychophysiology, Psychophysiology 2002 39:546–567.
• [7] Bachofen H., Scherrer M.: Lung Tissue Resistance in Diffuse Interstitial Pulmonary Fibrosis, The Journal of Clinical Investigation 1967 46:133-140.
• [8] Piwowar P.: Pomiar mechanicznych parametrów dróg oddechowych metodą wymuszania krótkotrwałych, ujemnych impulsów ciśnienia, Rozprawa doktorska, AGH, Kraków 2006.
• [9] Peslin R., Duvivier C., Jardin C.: Upper airway walls impedance measured with head plethysmograph, Journal of Applied Physiology 1984 57:596-600.
• [10] Tomalak W., Peslin R., Duvivier C.: Respiratory tissue properties derived from flow transfer function in healthy humans, Journal of Applied Physiology 1997 82:1098-1106.
• [11] Peslin R.: Computer simulation of respiratory impedance and flow transfer functions during high frequency oscillations, British Journal of Anaesthesia 1989 63:91-94.
• [12] Rotger M., Peslin R., Duvivier C., Navajas D., Gallina C.: Density dependence of respiratory input and transfer impedances in humans, Journal of Applied Physiology 1988 65:928-933.
• [13] Pelosi P. et al.: Total Respiratory System, Lung, and Chest Wall Mechanics in Sedated-Paralyzed Postoperative Morbidly Obese Patients, CHEST 1996; 109:144-151.
• [14] Rabec C., de Lucas Ramos P., Veale D.: Respiratory Complications of Obesity, Archivos de Bronconeumologia 2011; 47(5):252-261.
• [15] Redlarski G., Jaworski J., Tojza P.: An application supporting the educational process of the respiratory system obstructive diseases detection, Pomiary Automatyka Robotyka 2013; 192(2): 230-233.
• [16] Yap J. C., Watson R. A., Gilbey S., Pride N. B.: Effects of posture on respiratory mechanics in obesity, Journal of Applied Physiology 1995; 79(4): 1199-1205.