由驱动压力引导的机械通风优化了羊模型中的局部肺部生物力学
David Lagier1,2, Congli Zeng3, David W Kaczka4,5
1Experimental Interventional Imaging Laboratory (LIIE), European Center for Research in Medical Imaging (CERIMED), Aix Marseille University, Marseille 13005, France.
在机械通风过程中,优化正极呼气压 (PEEP) 是至关重要的. 找到最小驾驶压力的PEEP (PEEP_DP) 有助于改善肺部生物力学和减少伤害.
科学领域:
- 肺部生物力学 肺部生物力学
- 关键护理医学 关键护理医学
- 医学成像分析 医学成像分析
背景情况:
- 机械通风可以通过过度的压力和应变引起肺损伤,影响急性呼吸困扰综合征患者和全身麻醉患者.
- 全球肺部压力增加,由呼吸系统驱动压力表明,与机械通风患者的死亡率有关.
- 导致本地肺部水平上这种关联的特定生物力学因素和空间异质性尚不清楚.
研究的目的:
- 调查当地生物力学因素及其空间异质性在呼吸机引起的肺损伤中的作用.
- 确定一个最佳的正极端呼气压 (PEEP) 水平,以改善当地的肺部生物力学.
主要方法:
- 采用四维计算机断层扫描 (4DCT) 高声素分辨率 (2.4 mm3) 动态肺部成像.
- 使用多分辨率卷积神经网络进行精确的全肺图像细分.
- 在一系列PEEP水平 (20至2厘米H2O) 的绵羊肺中量化了voxel-wise的肺膨胀和潮性帕伦基马菌株.
主要成果:
- 确定了最小驾驶压力的PEEP (PEEP_DP) 作为优化局部肺生物力学的水平.
- 观察到PEEP_DP以下的非空气化肺质量变化率明显高于PEEP_DP以上的变化率.
- PEEP_DP标志着一个关键值,影响了局部潮菌株的标准偏差,局部菌株的第95百分位和潮过膨胀.
结论:
- 这些发现阐明了肺缩,潮过度膨胀和应变异质的机制,作为呼吸机诱导肺损伤的局部触发因素.
- 该研究提供了对大型动物肺部生物力学的见解,与人类生理学有关.
- 结果表明,将PEEP优化为PEEP_DP可以改善局部肺生物力学,并可能指导临床机械通风策略.
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