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Efecto de las fuerzas viscoelásticas, friccionales e inerciales en la potencia mecánica pulmonar

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dc.contributor.advisorMontagut Ferizzola, Yeison Javier
dc.contributor.advisorJiménez Posada, León Darío
dc.contributor.authorPalacio Sánchez, Andrés Felipe
dc.date.accessioned2024-07-25T16:23:32Z
dc.date.available2024-07-25T16:23:32Z
dc.date.issued2024
dc.description93 páginasspa
dc.description.abstractRESUMEN: la ventilación mecánica es crucial en el manejo de la insuficiencia respiratoria y puede inducir la lesión pulmonar inducida por ventilador (ventilator-induced lung injury, VILI) si no se administra correctamente. La comprensión de la potencia mecánica pulmonar, definida como la energía transferida al sistema respiratorio por unidad de tiempo, es esencial para minimizar este riesgo. Este estudio evalúa cómo la resistencia en la vía aérea, la compliance y las fuerzas viscoelásticas e inerciales afectan la potencia mecánica y, consecuentemente, el riesgo de VILI. Se empleó una metodología de simulación computacional para explorar la relación entre la potencia y los factores mecánicos pulmonares mencionados. Se realizaron múltiples simulaciones variando la resistencia en la vía aérea, la compliance y las propiedades viscoelásticas e inerciales, evaluando su impacto en la potencia mecánica, así como en los niveles de estrés y strain pulmonar. Los resultados revelaron que, aunque la resistencia en la vía aérea y las fuerzas viscoelásticas tienen un impacto claro en la potencia mecánica (r = 0.385 y r = 0.648, respectivamente), su influencia en los niveles de estrés y strain es limitada. Inversamente, la compliance mostró una relación negativa significativa con la potencia mecánica —r correlación negativa significativa—, indicando que, a mayor compliance, menor es la potencia aplicada. Este factor también tuvo el efecto más pronunciado en la reducción del strain pulmonar, con una fuerte correlación negativa (r = –1.00) y una influencia significativa en la reducción del estrés pulmonar (r = –0.878). La sensibilidad y la especificidad para detectar condiciones lesivas fueron analizadas utilizando los resultados de las simulaciones computacionales. Según la ecuación propuesta, se reveló que la potencia mecánica no identificó correctamente ningún caso lesivo basado en los criterios definidos de estrés y strain. Este resultado era esperado, ya que las simulaciones no alcanzaron valores que cumplieran con los criterios definidos para el estrés y el strain, y, por tanto, se anticipaba una baja sensibilidad debido a la ausencia de simulaciones que demostraran un compromiso significativo de ellos. La especificidad, del 50 %, indicó que la medida fue moderadamente efectiva en identificar correctamente las condiciones no lesivas. Este estudio aporta evidencia importante sobre cómo diversos factores mecánicos influencian la potencia mecánica y su rol en el desarrollo de la VILI, subrayando la importancia de ajustar cuidadosamente la configuración de la ventilación mecánica para mitigar el riesgo de lesión pulmonar. Los hallazgos sugieren nuevas direcciones para futuras investigaciones y la optimización de las prácticas de ventilación mecánica en pacientes críticamente enfermos.spa
dc.description.abstractABSTRACT: mechanical ventilation is crucial in managing respiratory failure and can induce ventilator-induced lung injury (VILI) if not administered correctly. Understanding pulmonary mechanical power, defined as the energy transferred to the respiratory system per unit of time, is essential to minimize this risk. This study evaluates how airway resistance, compliance, and viscoelastic and inertial forces affect mechanical power and, consequently, the risk of VILI. A computational simulation methodology was employed to explore the relationship between mechanical power and these pulmonary mechanical factors. Multiple simulations were conducted, varying airway resistance, compliance, and viscoelastic and inertial properties, assessing their impact on mechanical power, as well as on pulmonary stress and strain levels. The results revealed that while airway resistance and viscoelastic forces have a clear impact on mechanical power (r = 0.385 and r = 0.648, respectively), their influence on stress and strain levels is limited. Conversely, compliance showed a significant negative relationship with mechanical power (significant negative correlation), indicating that higher compliance results in lower power. This factor also had the most pronounced effect on reducing pulmonary strain, with a strong negative correlation (r = –1.00), and a significant influence on reducing pulmonary stress (r = –0.878). Sensitivity and specificity for detecting injurious conditions were analyzed using the results of the computational simulations. It was revealed that mechanical power, according to the proposed equation, did not correctly identify any injurious cases based on the defined criteria for stress and strain. This result was expected, as the simulations did not reach values that met the defined criteria for stress and strain, therefore, low sensitivity was anticipated due to the absence of simulations demonstrating significant stress and strain compromise. The specificity was 50%, indicating that the measure was moderately effective in correctly identifying non-injurious conditions. This study provides important evidence on how various mechanical factors influence mechanical power and its role in the development of VILI, emphasizing the importance of carefully adjusting the settings of mechanical ventilation to mitigate the risk of lung injury. The findings suggest new directions for future research and the optimization of mechanical ventilation practices in critically ill patients.eng
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Biomédica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://repository.eia.edu.co/handle/11190/6739
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad EIA
dc.publisher.facultyEscuela de Ciencias de la Vida
dc.publisher.placeEnvigado (Antioquia, Colombia)
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Biomédica
dc.rightsDerechos Reservados - Universidad EIA, 2024
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.subject.proposalVentilación mecánicaspa
dc.subject.proposalLesión pulmonar inducida por ventilador (VILI)spa
dc.subject.proposalPotencia mecánica pulmonarspa
dc.subject.proposalPropiedades viscoelásticasspa
dc.subject.proposalEstrategias de ventilaciónspa
dc.subject.proposalMechanical ventilationeng
dc.subject.proposalVentilator-induced lung injury (VILI)eng
dc.subject.proposalPulmonary mechanical powereng
dc.subject.proposalViscoelastic propertieseng
dc.subject.proposalVentilation strategieseng
dc.titleEfecto de las fuerzas viscoelásticas, friccionales e inerciales en la potencia mecánica pulmonarspa
dc.typeTrabajo de grado - Maestría
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.contentText
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TM
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dspace.entity.typePublication
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