meccanica toraco-polmonare: dalla fisiologia alla misura · meccanica toraco-polmonare: dalla...

35
Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo Appendini Appendini Fondazione “Salvatore Maugeri”, IRCCS, Fondazione “Salvatore Maugeri”, IRCCS, Istituto Scientifico di Veruno, Divisione di Pneumologia Istituto Scientifico di Veruno, Divisione di Pneumologia Veruno (NO), Italy. Veruno (NO), Italy. www.aitfr.com

Upload: lamdung

Post on 15-Feb-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Meccanica Toraco-Polmonare:

dalla fisiologia alla misura

Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini

Fondazione “Salvatore Maugeri”, IRCCS, Fondazione “Salvatore Maugeri”, IRCCS,

Istituto Scientifico di Veruno, Divisione di Pneumologia Istituto Scientifico di Veruno, Divisione di Pneumologia

Veruno (NO), Italy.Veruno (NO), Italy.

www.aitfr

.com

Page 2: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 3: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

VA

VE

VA = VE x (1 – VD/VT)

VE = VT x fwww.a

itfr.co

m

Page 4: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 5: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 6: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 7: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Gastric Pressure

Esophageal Pressure

Airways Opening

Pressure

Ampl.

Ampl.

Ampl.

Ampl.Tracheal Pressure

Pga

Pes

PaoPtr

Respiratory Mechanics - Experimental Setup

Ampl.Tracheal Pressure

Pneumotach

3 CH EMG

Flow

www.aitfr

.com

Page 8: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

ELASTICITA’ – DISTENSIBILITA’

www.aitfr

.com

Page 9: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 10: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 11: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

CURVA P/V STATICA

www.aitfr

.com

Page 12: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

(P2)

(P2)

www.aitfr

.com

Page 13: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 14: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 15: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 16: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

RESISTENZE

www.aitfr

.com

Page 17: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Pπr4

V’=

8ηl

P 8ηl

= R =

V’ πr4www.a

itfr.co

m

Page 18: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 19: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 20: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 21: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 22: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

IPERINFLAZIONE DINAMICA PEEPi PEEPi (Pressione Positiva di Fine Espirazione intrinseca)

www.aitfr

.com

Page 23: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 24: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 25: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 26: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 27: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

www.aitfr

.com

Page 28: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

(P2)

(P2)

www.aitfr

.com

Page 29: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

PawPaw

==

((VVTTxExE + V’+ V’xRxR + + PEEPPEEPii))

==

www.aitfr

.com

Page 30: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

MECCANICA RESPIRATORIA MECCANICA RESPIRATORIA DURANTE RESPIRO SPONTANEO

www.aitfr

.com

Page 31: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Gastric Pressure

Esophageal Pressure

Airways Opening

Pressure

Ampl.

Ampl.

Ampl.

Ampl.Tracheal Pressure

Pga

Pes

PaoPtr

Respiratory Mechanics - Experimental Setup

Ampl.Tracheal Pressure

Pneumotach

3 CH EMG

Flow

www.aitfr

.com

Page 32: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Computed Parameters

• inspiratory time per breath (TI = t2-t1)

• expiratory time per breath (TE = t1*-t2),

• respiratory cycle duration (TT= TI + TE)

A zero crossing algorithm detects the beginning time of the

inspiratory and expiratory phases (t1, t2 respectively). The onset

of Pdi pressure is computed to measure the time (t0) in which

the transpulmonary and the transdiaphragmatic pressures begin

to leave the end expiratory level. (Fig.2)

Reference Points and Parameters

5

10

15

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

1 2 3 4 5 6

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

VT/2

dP3

Flow(L)

PL=Pao-Pes (cmH2O)

Volume (L)

dP0

VT

dP2dP1

dF2 dF1

• respiratory cycle duration (TT= TI + TE)

• duty cycle (TI/TT)

• tidal volume (VT)

• breathing frequency ( f = 60 / TT )

• minute ventilation (V’E = VT x f)

• rapid shallow breathing index (RSB = f / VT)

• PEEPi both on esophageal (PEEPi) and trans-

diaphragmatic (PEEPi,corr) pressure

• Dynamic lung elastance EL,dyn=dP0/VT

• Mean resistance RL = dP1/dF1

• Mean inspiratory resistance RL,insp = (dP2 – dP3)/dF2

• Pressure Time Product on Pdi and Pes (PTPdi and PTPes,

respectively)

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6

-10

-5

0

1 2 3 4 5 6

-20

-15

-10

-5

0

5

10

1 2 3 4 5 6

PEEPi

PEEPi (1,2), Resitive (3), Lung (4) and Chest Wall (5) elastic components of PTPes

5

1 2 3

4

PEEPi,corr

t1 t4 t2 t5

Pdi=Pga-Pes (cmH2O)

t0 t6

Pes (cmH2O)

t1 t2t0 t6

t1*

www.aitfr

.com

Page 33: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

CONCLUSIONICONCLUSIONI

www.aitfr

.com

Page 34: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

PmusPmus == ((VVTTxExE + V’+ V’xRxR + + PEEPPEEPii))

Respiratory workloadRespiratory workload

NORMALS

Inspiratory muscleInspiratory muscleperformanceperformance

NMD

COPD

Aldrich TK, Prezant DJ. 1994Aldrich TK, Prezant DJ. 1994

Ventilatory Ventilatory

failurefailure

www.aitfr

.com

Page 35: Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura · Meccanica Toraco-Polmonare: dalla fisiologia alla misura Lorenzo Lorenzo AppendiniAppendini Fondazione “Salvatore Maugeri”,

Respiratory workloadRespiratory workload

NORMALS

Inspiratory muscleInspiratory muscleperformanceperformance

Pmus = VPmus = VTTxE + V’xR + PEEPxE + V’xR + PEEPii

COPD

NMD

MVMV

MVMV

Pmus + Paw = VPmus + Paw = VTTxE + V’xR + PEEPxE + V’xR + PEEPiiwww.aitfr

.com