Μελέτη μηχανικού ισοδυνάμου (μοντέλου) της ήρεμης αναπνοής με έμφαση στη συνδυαστική ανάλυση του όγκου, της ροής και της επιτάχυνσης

Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που παρουσιάζει μια νέα μέθοδο αξιολόγησης της αναπνευστικής μηχανικής κατά την αναπνοή ηρεμίας.Αναπτύξαμε ένα μαθηματικό μοντέλο που εφαρμόζεται σε πραγματικό περιβάλλον κατά την ήρεμη αναπνοή. Μετρήθηκε η συνολική αναπνευστική αντίσταση, απαιτώντας ελάχιστη συνεργασία με τον ασθενή, ενώ τα αποτελέσματά μας επικυρώθηκαν με αποδεκτή επαναληψιμότητα σε υγιή και άτομα με αναπνευστικές διαταραχές.Η νέα μέθοδος πέτυχε να συλλάβει διακριτές αλλοιώσεις της εισπνευστικής και εκπνευστικής συνιστώσας της αντίστασης που επιτρέπουν τη διαφοροποίηση μεταξύ ενός αποφρακτικού και περιοριστικού συνδρόμου. Επιπλέον, καθώς απαιτεί μόνο αναπνοή κατά την ηρεμία, προσφέρει μια εύκολη εναλλακτική για τη μέτρηση της συνολικής αντίστασης, ειδικά για ασθενείς που δεν μπορούν να υποβληθούν στις κλασσικές μεθόδους ελέγχου αναπνευστικής λειτουργίας.Παρατηρήθηκαν τρία διαφορετικά πρότυπα αντίστασης, που αντιστοιχούν στις υγιείς, αποφρακτικές και περιοριστικές ομάδες. Σε υγιή άτομα, η συνολική αναπνευστική αντίσταση, συμπεριλαμβανομένων των αεραγωγών, του πνευμονικού ιστού και του θωρακικού τοιχώματος,αυξήθηκε ελαφρώς κατά την εισπνοή. Το αντίθετο αποτέλεσμα παρατηρήθηκε σε ασθενείς με αποφρακτικές ασθένειες όπως το άσθμα ή η ΧΑΠ, όπου το Rtot της εκπνοής ήταν αυξημένο. Αυτό μπορεί λογικά να αποδοθεί στην αυξημένη αντίσταση των υπό στένωση αεραγωγών σε αυτούς τους ασθενείς (δηλαδή αυξημένη Raw). Αντίθετα, ασθενείς με περιοριστικές ασθένειες όπως διάμεση πνευμονοπάθεια ή σύνδρομο υποαερισμού παχυσαρκίας εμφάνισαν αυξημένο εισπνευστικό Rtot που μπορεί να αποδοθεί στις αυξημένες ιδιότητες αντίστασης του πνευμονικού ιστού (RL) ή του θωρακικού τοιχώματος (Rcw), αντίστοιχα.Τα αποτελέσματά μας συνάδουν με τα ευρήματα προηγούμενων μελετών που αντικατοπτρίζουν τις κύριες παθοφυσιολογικές αλλαγές στις αποφρακτικές και περιοριστικές διαταραχές. Όπως ήταν αναμενόμενο, οι αποφρακτικοί ασθενείς παρουσιάζουν αύξηση του Rex, αντανακλώντας κυρίως την αύξηση της αντίστασης στην εκπνευστική ροή των αεραγωγών (Raw). Ο Rex και ο Raw της αποφρακτικής ομάδας συσχετίστηκαν θετικά στην ανάλυσή μας. OBJECTIVE: Determining the respiratory system’s mechanical properties with minimal patient effort has been an important field of investigation addressing patients unable to perform pulmonary function testing in light of the preventive measures due to the recent pandemic. The current study aimed to present an alternative method for total respiratory resistance measurement during tidal breathing, compare it with airway resistance (Raw), measured by body plethysmography, and validate the procedure in three groups of subjects with normal, constrictive and obstructive respiratory patterns in spirometry. PATIENTS AND METHODS: We developed an alternative method of assessing total respiratory resistance during quiet breathing. After manufacturing the appropriate hardware apparatus, we applied a steady extrinsic resistance(ΔR) for 100-200 m/s during tidal breathing. Αtheoretical mathematical model allowed measurement of total respiratory resistance (Rtot)during inspiration (Rin) and expiration (Rex).To validate the method, 15 individuals were enrolled and assigned to the normal, obstructive and restrictive groups based on their spirometry patterns. All groups participated in two measurements, the plethysmographic and novel methods. Finally, respiratory resistance measurements were compared between groups and methods.RESULTS: The method was successfully developed, and Rtot measurements were recorded in normal subjects and obstructive and restrictive subjects. Mean Rin and mean Rex were 4.99 cm H2O/L/sec and 4.42 cmH2O/L/sec in the healthy, 4.87 cm H2O/L/sec, and 6.63 cm H2O/L/sec in the obstructive and5.97 cm H2O/L/sec and 4.12 cm H2O/L/sec in the restrictive group, respectively. Rex was notably higher than Rin in the obstructive group and was positively correlated with Raw (p