Risultati: Sistema di Misura in Fibra Ottica

Nei paragrafi 5.4.1 e 5.4.2, sono state descritte delle prove sperimentali dinamiche, condotte con un ventilatore polmonare neonatale tipicamente impiegato nelle unità di terapia intensiva neonatale, atte a verificare le prestazioni di ciascuno dei due sensori in fibra ottica con forme d’onda tipiche della ventilazione polmonare neonatale; tale verifica è stata condotta effettuando un confronto tra le misure ottenute con i sensori in fibra ottica e quelle ottenute mediante l’impiego dei rispettivi sensori di riferimento. Come evidenziato in Fig. 5.10 e Fig. 5.11, poiché le

misure ottenute con i primi sono in accordo con quelle dei secondi, nel presente paragrafo viene descritto l’impiego dei due trasduttori realizzati al fine di effettuare la verifica delle prestazioni di ventilatori polmonari neonatali: pertanto, per effettuare tale verifica, occorre confrontare le misure ottenute mediante i sensori in fibra ottica con i parametri ventilatori impostati sul ventilatore polmonare.

Pertanto, è stato utilizzato il set-up sperimentale mostrato in Fig. 5.9 per condurre contemporaneamente la misura della pressione e del flusso mediante i due sensori in fibra ottica; in particolare, sono state condotte due diverse prove sperimentali, durante le quali i principali parametri del ventilatore polmonare sono stati impostati come segue:

a) modalità di ventilazione: pressione controllata; pressione inspiratoria: 9 cmH2O; pausa inspiratoria: 0.25 s; pressione positiva di fine espirazione: 3 cmH2O; %O2: 21% (Fig. 5.12).

b) modalità di ventilazione: volume controllato (forma d’onda quadra); volume corrente: 30 ml; pausa inspiratoria: 0.25 s; pressione positiva di fine espirazione: 4 cmH2O; %O2: 21% (Fig. 5.13).

Dalle misure ottenute con il sistema di misura in fibra ottica proposto per la misura del flusso e della pressione differenziale si evince quanto segue per ciascuna delle due prove sperimentali.

Fig. 5.12. Misure ottenute mediante il sistema di misura in fibra ottica realizzato durante la prova sperimentale durante la quale i principali parametri del ventilatore polmonare sono stati impostati come indicato al punto (a).

Fig. 5.13. Misure ottenute mediante il sistema di misura in fibra ottica realizzato durante la prova sperimentale durante la quale i principali parametri del ventilatore polmonare sono stati impostati come indicato al punto (b).

Prova a)

Tab. 5.1. Riepilogo delle principali impostazioni del ventilatore polmonare durante la prova a).

Parametro Valore Impostato

modalità di ventilazione pressione controllata pressione inspiratoria 9 cmH2O

pressione positiva di fine espirazione 3 cmH2O

Nella prova condotta con la modalità di ventilazione pressione controllata, è stato impostato un valore di PEEP di 3 cmH2O e, sostanzialmente, un valore di PIP di 12 cmH2O; la prova è stata condotta senza utilizzare il sensore di flusso prossimale in dotazione al ventilatore polmonare Carefusion Avea.

Il sensore di pressione differenziale, di cui è costituito il sistema di misura in fibra ottica, durante la prova ha misurato un valore massimo di pressione differenziale di 11.8 cmH2O durante il secondo atto respiratorio e di 11.4 cmH2O durante gli altri atti respiratori: pertanto l’errore tra il valore di PIP impostato e misurato è rispettivamente del 2% e del 5%.

Lo stesso sensore di pressione differenziale durante la prova ha misurato un valore minimo di pressione differenziale di 2.6 cmH2O durante tutti gli atti respiratori: pertanto l’errore tra il valore di PEEP impostato e misurato è del 13%

Per completezza, si riporta che il sensore di bi-direzionale di flusso, di cui è costituito il sistema di misura in fibra ottica, durante la prova ha rilevato un certo andamento temporale del flusso, la cui integrazione ha fornito un volume corrente di 44 ml.

Dalla prova eseguita con le impostazioni del ventilatore indicate in Tab. 5.1, il sistema di misura in fibra ottica ha rilevato che le prestazioni erogate dal ventilatore polmonare durante la suddetta prova eseguito con la modalità ventilatoria di pressione controllata non si discostano significativamente dai parametri impostati12.

12

Sul manuale operativo del ventilatore polmonare Carefusion Avea, Appendice D, viene indicata che l’accuratezza riferita ai valori di PIP e PEEP impostati è pari a 3.5% o ±2 cmH2O (il valore maggiore tra i due); l’accuratezza riferita ai valori di volume impostati è pari a 20 ml + 10% (quando

Prova b)

Tab. 5.2. Riepilogo delle principali impostazioni del ventilatore polmonare durante la prova b).

Parametro Valore Impostato

modalità di ventilazione volume controllato (forma d’onda quadra) volume corrente 30 ml

pressione positiva di fine espirazione 4 cmH2O

Nella prova condotta con la modalità di ventilazione volume controllato (forma d’onda quadra), è stato impostato un valore di PEEP di 3 cmH2O ed un volume corrente di 30 ml; la prova è stata condotta senza utilizzare il sensore di flusso prossimale in dotazione al ventilatore polmonare Carefusion Avea.

Il sensore di pressione differenziale, di cui è costituito il sistema di misura in fibra ottica, durante la prova ha misurato un valore minimo di pressione differenziale di 3.8 cmH2O durante i vari atti respiratori: pertanto l’errore tra il valore di PEEP impostato e misurato è del 5%.

Il sensore di bi-direzionale di flusso, di cui è costituito il sistema di misura in fibra ottica, durante la prova ha rilevato un certo andamento temporale del flusso, la cui integrazione ha fornito un volume corrente di 34 ml: pertanto l’errore tra il valore di PEEP impostato e misurato è del 13%.

Per completezza, si riporta che il sensore di pressione differenziale durante la prova ha misurato un valore massimo di pressione differenziale di 15.0 cmH2O

Dalla prova eseguita con le impostazioni del ventilatore indicate in Tab. 5.2, il sistema di misura in fibra ottica ha rilevato che le prestazioni erogate dal ventilatore polmonare durante la suddetta prova eseguito con la modalità ventilatoria di volume controllato (forma d’onda quadra) non si discostano

non viene utilizzato il sensore prossimale) e 1 ml + 10% (quando viene utilizzato il sensore prossimale).

significativamente dai parametri impostati caratterizzati da una determinata accuratezza dichiarata dal costruttore12.