Resumo - Objetivo: O objetivo deste estudo é desenvolver um modelo matemático de baixa ordem para a troca de gases respiratórios para o projeto e avaliação de sistemas de ventilação mecânica e oxigenação controlados por laço fechado fisiológico (PCLC), particularmente em condições de síndrome do desconforto respiratório agudo (ARDS). ABORDAGEM: Dados experimentais de 11 suínos submetidos a ARDS seguidos de hemorragia foram utilizados para derivar o modelo matemático. Os animais foram ventilados usando um sistema PCLC que regulava a fração de oxigênio inspirada (FiO2), a pressão positiva ao final da expiração (PEEP) e outros parâmetros de ventilação. O modelo matemático considera a taxa de produção de dióxido de carbono metabolicamente (V ̇CO2), FiO2 e PEEP como entradas e gera pressão de CO2 ao final da expiração (PetCO2), pressão arterial de oxigênio (PaO2) e saturação de oxigênio (SaO2) como saídas. PRINCIPAIS RESULTADOS: O modelo matemático reproduziu com precisão a dinâmica observada da troca gasosa em condições de ARDS, capturando de forma eficaz o comportamento do O2 e CO2 em resposta aos parâmetros de ventilação controlados. SIGNIFICADO: O presente estudo foca no desenvolvimento e calibração do modelo matemático usando dados experimentais. Os resultados atuais suportam sua utilidade na simulação da troca de gases respiratórios sob condições de lesão pulmonar. SIGNIFICADO: Este modelo matemático de baixa ordem pode oferecer uma ferramenta promissora para avaliar e projetar ventilação mecânica e oxigenação PCLC, com aplicações potenciais no desenvolvimento de controladores e seus testes pré-clínicos.
Dashti et al. (Qui,) estudaram esta questão.