Modelado del sistema respiratorio durante la aplicación de una reanimación cardiovascular

Abstract

[ES] El paro cardíaco es una causa de muerte común en todo el mundo. Para su tratamiento, se utiliza la técnica de reanimación cardiopulmonar, la cual consiste en aplicar compresiones en el pecho y un método de ventilación (pudiendo ser ambas proporcionadas manualmente o automáticamente) para recuperar el normal funcionamiento del corazón.

Un buen modelado del proceso es esencial para poder estudiar los diferentes métodos de reanimación cardiovascular, proporcionando así un mejor entendimiento del proceso en sí y, por lo tanto, favoreciendo el desarrollo de nuevas y mejores técnicas de reanimación cardiovascular.

Este Proyecto tiene como objetivo modelar el sistema respiratorio durante la aplicación de una reanimación cardiopulmonar. Dos métodos de ventilación (insuflación continua de oxígeno, CIO, e insuflación intermitente de oxígeno con desfase controlado, PIIO) son simulados y comparados mediante el uso de dos modelos del sistema respiratorio basados en los modelos eléctricos RIC y Mead.

A pesar de que los modelos desarrollados en el proyecto son simples, consiguen capturar algunas diferencias fisiológicas fundamentales entre los métodos de ventilación observados previamente en estudios realizados sobre cerdos. Para poder tener unos modelos más precisos en los que se observe una diferencia cuantitativa más grande entre los métodos de ventilación, se necesitan más datos en los que basar los efectos de dicha ventilación y de las compresiones en el pecho en el sistema respiratorio.

[EN] Cardiac arrest is a common cause of death. Medical treatment consists of cardiopulmonary resuscitation, comprising chest compressions and ventilation (both of which can be either manually or automatically provided) to recover the normal functioning of the heart.

A good modelling of the process is essential to be able to study different current methods, providing a better understanding of the process itself and, therefore, furthering the developing of new and better cardiopulmonary resuscitation techniques.

This thesis aims to model respiratory mechanics during cardiopulmonary resuscitation. Two different ventilation methods (continuous insufflation of oxygen, CIO, and phase-controlled intermittent intratracheal insufflation of oxygen, PIIO) are simulated and compared in two different simulation models based on the RIC and Mead electrical circuits models.

Although the developed models are simple, they capture some fundamental physiological differences between the ventilation methods, previously observed in porcine studies. To make a reliable quantitative comparison, further data on which to base ventilation and chest compression augmentations of the considered respiratory mechanics models is required.