Stima della portata media cardiaca da dati di ventilazione meccanica

L’elaborato si basa su un recente studio di ricerca [Sundaresan e coll. BioMedical Engineering OnLine 2010, 9:80], il cui obiettivo è quello di determinare la relazione che lega la pressione positiva di fine espirazione (PEEP) e la cardiac output (CO) in pazienti sottoposti a ventilazione meccanica. Nella prima parte sono presenti richiami di fisiologia e anatomia del sistema respiratorio, ponendo particolare attenzione agli scambi gassosi che avvengono tra sangue e aria a livello alveolare. Nel corpo centrale si descrivono i modelli matematici per la meccanica polmonare e la diffusione dei gas respiratori. Il primo risulta utile nel prevedere le unità di alveoli reclutabili in funzione della PEEP applicata, valutando le pressioni di soglia di apertura e chiusura necessarie rispettivamente al reclutamento e dereclutamento. Il secondo invece consente di determinare il livello di shunt polmonare e la resistenza alla diffusione al variare della frazione inspirata di O2 (FiO2) e data una CO iniziale. Infine, si combinano gli effetti di entrambi per verificare attraverso un unico modello la fattibilità del procedimento ideato, prima che questo sia applicabile clinicamente. In particolare, a partire dai valori iniziali di CO e di shunt polmonare, si è in grado successivamente di tenere traccia della variazione della CO a seconda del livello di PEEP applicato, secondo la relazione per cui un aumento di PEEP sia strettamente legato all’aumento di volume polmonare reclutato. Inoltre, il modello potrebbe essere utilizzato per prevedere il livello ottimale di PEEP applicabile in modo da garantire un adeguato livello degli scambi gassosi evitando una caduta eccessiva di CO, che può provocare danni emodinamici. Al fine di stabilire la miglior terapia possibile in base alle esigenze del paziente, il modello proposto costituisce certamente una buona base di partenza per future applicazioni cliniche volte ad approfondire la relazione fra caduta di CO e aumento di PEEP.