액체 환풍기

Liquid ventilator
액체 인공호흡기의 예(Inolivent-5 연구그룹 Inolivent, Université de Sherbrooke)

있다는 점을 제외하고 동물 강의지만 전문가들 clini에 대한 액체 호흡기의 지속적 개발 추천하는 쓰였을지도 모르는breatheable 액체(한 perfluorocarbon)[1]·.[2]액체에 의존은 프로토 타입과 신뢰성 있는 총 액체 환기할 수 있어야 한다 한 액체 호흡기 의료 인공 호흡기와 비슷하다.칼 나도금[3]

기능 및 기술

드라이빙 액체

총액환기(TLV)에서는 액상환기가 PFC의 조수량을 갱신하는 동안 폐에 과불화탄소(PFC) 액체가 완전히 채워진다.액상형 인공호흡기는 펌핑 시스템으로 PFC를 폐 안팎으로 밀어 넣어야 한다.

  • 흡기 단계에서 펌프는 기관에서 양의 주행 압력을 생성하여 PFC의 조수량 삽입을 보장한다.
  • 호기 단계에서 펌프는 기관에서 음의 주행 압력을 생성하여 PFC의 조수량 철수를 보장한다.

펌핑 시스템은 (가장 단순한 액체 인공호흡기에서) 침상 펌프 또는 두 개의 피스톤 펌프(가장 진보된 액체 인공호흡기에서)이다.

PFC 점성 때문에 기도의 헤드 손실은 기도가 붕괴될 수 있는 만료 단계 중 낮은 음의 주행 압력을 필요로 한다.이는 TLV[4] ·의 질식유동현상으로 미세환기가 손상되어 결과적으로 기체교환을 저해한다.[6]이러한 한계를 해결하기 위해 액체 인공호흡기는 펌핑 시스템의 제어를 통합한다.[citation needed]

액상형 인공호흡기 제어

펌핑 시스템을 제어하기 위해 액체 인공호흡기에 컴퓨터를 도입하면 다양한 제어 모드, 모니터링 및 의사결정을[7] 위한 귀중한 데이터가 제공된다.[8]

액상형 인공호흡기는 PFC의 지정된 조석량이 정확하게 전달되고 회수되어야 하기 때문에 항상 볼륨 조절이 가능하다.또한 너무 낮거나 너무 큰 주행 압력이 감지될 때 호기 또는 흡기 단계를 중지해야 하기 때문에 압력 제한이 있다.[9]

그러나 호기 단계 동안 호기 흐름은 개방 루프 컨트롤러 또는 폐쇄 루프 컨트롤러에 의해 명령될 수 있다.

  • 호기 흐름이 개방적으로 제어되는 경우, 초기에는 빠르고 붕괴 발생 위험을 최소화하기 위해 점진적으로 감속한다.[10]· [11]
  • 호기 흐름이 폐쇄 제어될 때, 실시간으로 지정된 주행 압력을 유지하도록 명령된다.이것은 압력 조절 모드 입니다.그러한 접근법은 자동적으로 붕괴 발생을 피한다.[12]

또한 흡기 단계에서는 PFC 흐름의 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어에 의해 볼륨 제어 모드가 실현된다.

산소화 및 가열액

액상형 인공호흡기는 산소2(O)와 의료용 공기로 포화시켜 PFC에서 이산화탄소(CO2)를 제거한다.이 절차는 막 산소 생성기(체외 산소 생성기에 사용되는 기술) 또는 기포 산소 생성기로 수행할 수 있다.[13]

액체 인공호흡기는 PFC를 체온으로 가열한다.이것은 열 교환기를 산소 발생기에 연결하거나 산소 발생기에 통합된 전용 히터를 사용하여 수행된다.[13]

산소발생기와 히터는 증발손실을 제한하기 위해 응축기로 회복되는 PFC 증기를 생산한다(PFC는 온실가스다).

예

액체 인공호흡기의 펌핑 사이클의 예(Inolivent-4, 연구 그룹 Inolivent, Université de Sherbrooke)

액상형 인공호흡기의 예로는 이노리번트-4가 있다.PFC의 산소화, 온도조절, 증발된 PFC의 회수가 가능한 2개의 독립 피스톤 펌프와 통합 유닛으로 구성되어 있다.[13]또한 이 액체 환풍기는 압력 조절 볼륨 조절 환기 모드를 수행하는 환기 사이클의 최적화를 위한 볼륨 및 압력 제어 전략을 포함한다.[12]몸무게 0.5~9kg의 동물 모델에 대한 실험적 연구를 위해 설계되었다.

일반적인 주기는 네 단계로 구성된다.

  1. 흡기 펌프는 폐에 PFC 볼륨(밸브 1 개방, 밸브 2 폐쇄)을 삽입하고, 호기 펌프는 필터를 통해 산소 발생기에 PFC를 밀어 넣는다(밸브 3 폐쇄, 밸브 4 개방).
  2. 흡기 정지(모든 밸브가 닫힘) 동안 폐 용적은 최대값이다.측정된 압력은 PEIP(Positive End-Inspiration Pressure)이다.
  3. 호기 펌프는 폐의 PFC 볼륨(밸브 3 개방, 밸브 4 폐쇄)을 회수하고 흡기 펌프는 탱크로부터 PFC를 끌어낸다(밸브 1 폐쇄, 밸브 2 개방).
  4. 호기 정지(모든 밸브가 닫힘) 동안 폐 용적은 최소값이다.측정된 압력은 양단 팽창 압력(PEEP)이다.

잠재적 응용 프로그램

정상, 성숙, 미성숙 신생아 폐에서 액체 환기의 효능과 안전성을 모두 보여준 연구결과가 나왔다.전반적으로 액체 환기는 가스 교환과 폐 적합성을 향상시키고 통풍으로 인한 폐 손상에 대비하여 폐를 예방한다.[1]

호흡 지지대

연구에 따르면 급성 호흡곤란 증후군(ARDS)에서 액체 환기의 분명한 이점이 있다고 한다.[14]예를 들어, 총액환기는 기존 치료가 실패한 심각한 신생아 호흡곤란 증후군을[15] 가진 신생아에게 사용될 수 있다.대표적으로 뇌내출혈 위험이 높아지고 혈관 크기가 작아 체외막산소화(ECMO)에 기술적 한계가 있는 만기 전 신생아가 있다.

치료용 폐세면

액상형 인공호흡기는 인공호흡기 지지대(무호흡증 없이)의 중단 없이 폐에서 내생성 및 외생성 파편을 씻어내는 치료적 폐세동을 수행할 수 있다.예를 들어, 문헌 데이터는 액체 인공호흡기의 사용을 고려함으로써 메코늄 흡인증후군(MAS)의 치료에 있어 급진적인 변화를 시사한다.그 효능에 대한 실증 실험은 신생아 양에서 수행되었다.[16]· .[17]

급속냉각을 동반한 치료적 저체온증

PFC의 고급 제어온도를 가진 액체형 인공호흡기는 신체의 급속한 냉각을 가능하게 한다.결과적으로 치료용 저체온증은 예상되는 임상적 응용이다.예를 들어, TLV에 의해 만들어진 급속 냉각은 심장과 미토콘드리아 기능을 향상시키거나 토끼의 심장 정지 후 바람직한 신경학적, 심장적 결과를 유도할 수 있다는 연구 결과가 있다.[19]

참고 항목

참조

  1. ^ a b M. R. Wolfson; T. H. Shaffer (2005). "Pulmonary applications of perfluorochemical liquids: ventilation and beyond". Paediatr Respir Rev. 6 (2): 117–27. doi:10.1016/j.prrv.2005.03.010. PMID 15911457.
  2. ^ Kaisers, K., Kelly, K.P., Busch, T. (2003). "Liquid ventilation". British Journal of Anaesthesia. 91 (1): 143–151. doi:10.1093/bja/aeg147. PMID 12821573.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  3. ^ Maria Laura Costantino; Philippe Micheau; Thomas H. Shaffer; Stefano Tredici; Maria R. Wolfson (2009). "Clinical Design Functions: Round table discussions on bioengineering of liquid ventilators". ASAIO J. 55 (3): 206–8. doi:10.1097/MAT.0b013e318199c167. PMID 19282746.
  4. ^ Baba; Brant, D; Brah, SS; Grotberg, J; Bartlett, RH; Hirschl, RB; et al. (2004). "Assessment of the development of choked flow during liquid ventilation". Crit. Care Med. 32 (1): 201–208. doi:10.1097/01.CCM.0000104918.48411.91. PMID 14707580.
  5. ^ Bull; Foley, DS; Bagnoli, P; Tredici, S; Brant, DO; Hirschl, RB; et al. (2005). "Location of Flow Limitation in Liquid Filled Rabbit Lungs". ASAIO J. 51 (6): 781–788. doi:10.1097/01.mat.0000179252.02471.9e. PMID 16340368.
  6. ^ D. Corno; G.B. Fiore; M.L. Costantino (2004). "A mathematical model of neonatal tidal liquid ventilation integrating airway mechanics and gas transfer phenomena". IEEE Trans. Biomed. Eng. 51 (4): 604–611. doi:10.1109/TBME.2004.824144. PMID 15072214.
  7. ^ Sekins; Nugent, L; Mazzoni, M; Flanagan, C; Neer, L; Rozenberg, A; Hoffman, J; et al. (1999). "Recent innovation in total liquid ventilation system and component design". Biomed. Eng. & Tech. 33 (3): 277–284. PMID 10360218.
  8. ^ JL. Heckman; J Hoffman; TH Shaffer; MR Wolfson (1999). "Software for real-time control of a tidal liquid ventilator". Biomedical Instrumentation & Technology. 33 (3): 268–276.
  9. ^ Larrabe; et al. (October 2001). "Development of a time-cycled volume-controlled pressure-limited respirator and lung mechanics system for total liquid ventilation". IEEE Trans Biomed Eng. 48 (10): 1134–44. doi:10.1109/10.951516. PMID 11585037.
  10. ^ R. Robert; P. Micheau; O. Avoine; B. Beaudry; H. Walti (2009). "A Regulator for Pressure Controlled Liquid Ventilation". IEEE Trans. Biomed. Eng. 57 (9): 2267–76. doi:10.1109/TBME.2009.2031096. PMID 19744909.
  11. ^ Tredici; Komori, E; Funakubo, A; Brant, DO; Bull, JL; Bartlett, RH; Hirschl, RB (2004). "A prototype of a liquid ventilator using a novel hollow-fiber oxygenator in a rabbit model". Crit. Care Med. 32 (10): 2104–2109. doi:10.1097/01.CCM.0000142701.41679.1B. PMID 15483421.
  12. ^ a b R. Robert; P. Micheau; H. Walti (2009). "Optimal expiratory volume profile in tidal liquid ventilation under steady state conditions, based on a symmetrical lung model". ASAIO J. 55 (1): 63–72. doi:10.1097/MAT.0b013e3181911821. PMID 19092655.
  13. ^ a b c R. Robert; P. Micheau; S. Cyr; O. Lesur; J.P. Praud; H. Wallti (2005). "A prototype of volume-controlled tidal liquid ventilator using independent piston pumps". ASAIO J. 52 (6): 638–645. doi:10.1097/01.mat.0000249016.31910.11. PMID 17117053.
  14. ^ Wolfson, M. R., R. B. Hirschl; et al. (2008). "Multicenter comparative study of conventional mechanical gas ventilation to tidal liquid ventilation in oleic acid injured sheep". ASAIO J. 54 (3): 256–269. doi:10.1097/MAT.0b013e318168fef0. PMID 18496275.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  15. ^ Hirschl; Pranikoff, T; Gauger, P; Schreiner, RJ; Dechert, R; Bartlett, RH; et al. (1995). "Liquid ventilatory in adults, children, and full-term neonates". Lancet. 346 (8984): 1201–1202. doi:10.1016/S0140-6736(95)92903-7. PMID 7475663.
  16. ^ R. Foust; N. Tran; et al. (1996). "Liquid assisted ventilation: an alternative ventilatory strategy for acute meconium aspiration injury". Pediatr. Pulmonol. 21 (5): 316–22. doi:10.1002/(SICI)1099-0496(199605)21:5<316::AID-PPUL7>3.0.CO;2-K. PMID 8726157. Archived from the original on 2012-10-19.
  17. ^ Avoine; et al. (2011). "Total Liquid Ventilation efficacy in an Ovine Model of severe meconium aspiration syndrome". Critical Care Medicine. 39 (5): 1097–103. doi:10.1097/ccm.0b013e31820ead1a. PMID 21317652.
  18. ^ R. Tissier; N. Couvreur; B. Ghaleh (2009). "Rapid cooling preserves the ischaemic myocardium against mitochondrial damage and left ventricular dysfunction". Cardiovasc. Res. 83 (2): 345–53. doi:10.1093/cvr/cvp046. PMC 2701717. PMID 19196828.
  19. ^ Chenoune; et al. (2011). "Ultrafast and whole-body cooling with total liquid ventilation induces favorable neurological and cardiac outcomes after cardiac arrest in rabbits". Circulation. 124 (8): 9011–11. doi:10.1161/circulationaha.111.039388. PMC 3375236. PMID 21810660.

외부 링크