Device for simulation of restrictive pathologies in healthy subjects with non-invasive mechanical ventilation
RESUMEN: La evaluación de la mecánica ventilatoria en pacientes ventilados mecánicamente permite ajustar su tratamiento en las unidades de cuidados intensivos en términos del ajuste del modo ventilatorio y sus parámetros asociados. Sin embargo, solo con maniobras obstructivas es posible estimar pará...
- Autores:
-
Urrego Higuita, David Alexander
Vallejo Aristizábal, Andrés Felipe
Hernández Valdivieso, Alher Mauricio
- Tipo de recurso:
- Article of investigation
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/9564
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10495/9564
- Palabra clave:
- Patología
Pathology
Respiración artificial
Artificial respiration
Repiradores
Respirators
Sistemas de control
- Rights
- openAccess
- License
- Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 Colombia (CC BY-NC-SA 2.5 CO)
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Dispositivo para simulación de patologías restrictivas en sujetos sanos ventilados mecánicamente de manera no invasiva |
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RESUMEN: La evaluación de la mecánica ventilatoria en pacientes ventilados mecánicamente permite ajustar su tratamiento en las unidades de cuidados intensivos en términos del ajuste del modo ventilatorio y sus parámetros asociados. Sin embargo, solo con maniobras obstructivas es posible estimar parámetros como la compliancia y la resistencia respiratorias en ventilación espontánea. Una de las limitaciones más importantes en el desarrollo de técnicas de estimación no obstructivas de la mecánica ventilatoria es que se trata de un sistema no estacionario y la variación de sus parámetros está sujeta a la variabilidad del patrón ventilatorio. Este artículo tiene como objetivo presentar y evaluar un dispositivo que permita modificar artificialmente la distensibilidad torácica de un sujeto sano, lo cual permitirá registrar en un futuro una base de datos útil para el desarrollo de técnicas de estimación de la mecánica ventilatoria. El dispositivo se conformó por una coraza, una bomba y un controlador que permite variar la presión al interior de la coraza, la cual fue ubicada en el pecho y abdomen de los voluntarios para cambiar la distensibilidad de manera controlada. 5 voluntarios participaron en la avaluación del dispositivo, consiguiendo cambios porcentuales de 34,5 ± 9,4% respecto a su valor en reposo para una presión de 10 cmH2O y cambios de 46,8 ± 5,7% para la máxima presión de 20 cmH2O. Se logró diseñar un dispositivo que permitiera modificar artificialmente la distensibilidad torácica de manera comparable para cualquier sujeto sano. Palabras claves: Mecánica ventilatoria, compliancia torácica, enfermedades restrictivas, sistemas de control. |
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Urrego Higuita, David AlexanderVallejo Aristizábal, Andrés FelipeHernández Valdivieso, Alher Mauricio2018-06-01T13:04:04Z2018-06-01T13:04:04Z2018I. C. Muñoz-Ortega, D. A. Urrego-Higuita, A. F. Vallejo-Aristizábal and A. M. Hernández-Valdivieso, "Device for simulation of restrictive pathologies in healthy subjects with non-invasive mechanical ventilation," Revista Facultad de Ingeniería, no. 86, pp. 19-26, 2018.0120-6230http://hdl.handle.net/10495/956410.17533/udea.redin.n86a032422-2844RESUMEN: La evaluación de la mecánica ventilatoria en pacientes ventilados mecánicamente permite ajustar su tratamiento en las unidades de cuidados intensivos en términos del ajuste del modo ventilatorio y sus parámetros asociados. Sin embargo, solo con maniobras obstructivas es posible estimar parámetros como la compliancia y la resistencia respiratorias en ventilación espontánea. Una de las limitaciones más importantes en el desarrollo de técnicas de estimación no obstructivas de la mecánica ventilatoria es que se trata de un sistema no estacionario y la variación de sus parámetros está sujeta a la variabilidad del patrón ventilatorio. Este artículo tiene como objetivo presentar y evaluar un dispositivo que permita modificar artificialmente la distensibilidad torácica de un sujeto sano, lo cual permitirá registrar en un futuro una base de datos útil para el desarrollo de técnicas de estimación de la mecánica ventilatoria. El dispositivo se conformó por una coraza, una bomba y un controlador que permite variar la presión al interior de la coraza, la cual fue ubicada en el pecho y abdomen de los voluntarios para cambiar la distensibilidad de manera controlada. 5 voluntarios participaron en la avaluación del dispositivo, consiguiendo cambios porcentuales de 34,5 ± 9,4% respecto a su valor en reposo para una presión de 10 cmH2O y cambios de 46,8 ± 5,7% para la máxima presión de 20 cmH2O. Se logró diseñar un dispositivo que permitiera modificar artificialmente la distensibilidad torácica de manera comparable para cualquier sujeto sano. Palabras claves: Mecánica ventilatoria, compliancia torácica, enfermedades restrictivas, sistemas de control.ABSTRACT: The respiratory mechanics assessment in patients with mechanical ventilation allows to adjust the treatment in intensive care units related to the ventilatory mode and parameters of mechanical ventilator settings. However, to estimate the compliance and respiratory resistance in spontaneous ventilation is only possible with obstructive maneuvers or invasive techniques. One of the most important limitations to develop new techniques for respiratory mechanics estimation is the non-stationary characteristic of the system and the variability of parameters according to the variability of the breathing pattern. The aim of this article is to present and evaluate a device that allows artificially modify the thoracic compliance of a healthy subject, which will make possible to register in the future a useful database for the development of techniques for estimating ventilatory mechanics. The device was formed by a cuirass, a pump and a controller that allows to vary the pressure inside the cuirass, which was placed in the chest and abdomen of the volunteers to change compliance in a controlled manner. 5 volunteers participated in the performance test of the device, achieving percentage changes of 34.5 ± 9.4% respecting their resting value for a pressure of 10 cmH2O and changes of 46.8 ± 5.7% for the maximum pressure of 20 cmH2O. It was possible to design a device that allowed to artificially modify thoracic compliance in a comparable way for any healthy subject. KEYWORDS: Respiratory mechanics, thoracic compliance, restrictive diseases, control systems.7application/pdfengUniversidad de Antioquia, Facultad de IngenieríaGrupo de Investigación en Bioinstrumentación e Ingeniería Clínica (GIBIC)Medellín, Colombiainfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1https://purl.org/redcol/resource_type/ARTArtículo de investigaciónhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a86Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 Colombia (CC BY-NC-SA 2.5 CO)info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/PatologíaPathologyRespiración artificialArtificial respirationRepiradoresRespiratorsSistemas de controlDevice for simulation of restrictive pathologies in healthy subjects with non-invasive mechanical ventilationDispositivo para simulación de patologías restrictivas en sujetos sanos ventilados mecánicamente de manera no invasivaRev. Fac. Ing. Univ. AntioquiaRevista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia192686CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/9564/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/9564/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfLicenciaapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/9564/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/9564/5/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD55ORIGINALMunozIsabel_2018_DeviceSimulationRestrictive.pdfMunozIsabel_2018_DeviceSimulationRestrictive.pdfArtículo de investigaciónapplication/pdf3347455http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/9564/1/MunozIsabel_2018_DeviceSimulationRestrictive.pdf557429a5073c492d2ff2a22387a272ddMD5110495/9564oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/95642021-06-04 16:09:02.97Repositorio Institucional Universidad de Antioquiaandres.perez@udea.edu.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 |