Analýza proudění ventilační směsi novorozeneckými resuscitačními systémy typu rPAP a T-piece

Lucie Novotná

Master's thesis

Analysis of the Flow of the Ventilation Mixture Through Neonatal Resuscitation Systems of the rPAP and T-piece type

Abstract:

Při stabilizaci a resuscitaci novorozence je důležité zajistit dostatečné zvlhčení a ohřátí ventilační směsi, aby bylo dosaženo správné normotermické hladiny. V klinické praxi jsou v současné době používány dva typy resuscitačních systémů — rPAP a tzv. T-piece systém. Cílem této práce bylo analyzovat proudění ventilační směsi novorozeneckými resuscitačními systémy typu rPAP a T-piece a analyzovat vývoj teplot a vlhkosti ventilační směsi. Hlavním zjištěním práce je identifikace fenoménu přisávání okolního vzduchu u generátoru rPAP, který představuje cca 30% navýšení průtoku oproti nastavené hodnotě. Při analýze vývoje teploty a vlhkosti ventilační směsi bylo zjištěno, že dochází k rozdílům požadovaných parametrů. Teplota směsi v systému rPAP je v průměru 25,7 °C a relativní vlhkost 40 %. Teplota při eliminování fenoménu přisávání vzduchu z okolí v systému rPAP byla statisticky významně vyšší v časech od 8. minuty po spuštění systému, vlhkost byla statisticky významně vyšší od 2. minuty po spuštění systému. Práce porovnává vliv nastaveného vstupního průtoku na výstupní části trubice směrem k novorozenci pro systémy T-piece a rPAP. V případě rPAP se blíže zkoumá proudění otevřené a uzavřené struktury ventilačního aplikátoru. Při zamezení přisávání jsou výsledky podobné systému T piece pro teplotu v rozdílu o 2 °C nižší, vlhkost se shoduje. Fenomén přisávání byl potvrzen SW simulací.

Abstract:

During stabilisation and resuscitation of the newborn, it is important to assure sufficient humidification and warming of the ventilation mixture to achieve the correct normothermic level. In clinical practice, two types of resuscitation systems are currently used — the rPAP and the so-called T-piece system. The aim of this study was to analyse the flow of the ventilation mixture through newborn resuscitation systems of the rPAP and T-piece type and to analyse the progress of the temperatures and humidity of the ventilation mixture. The main finding of the work is the identification of the ambient air admixture phenomenon in the rPAP generator, which represents about 30% increase in flow rate compared to the set value. When analysing the progress of the temperature and humidity of the ventilation mixture, it was found that there are differences in the required parameter. The temperature of the mixture in the rPAP system is on average 25,7 °C and the relative humidity is 40 %. When the ambient air entrainment phenomenon was eliminated in the rPAP system, the temperature was statistically significantly higher from the 8th minute after system start-up, and the humidity was statistically significantly higher from the 2nd minute after system start-up. This paper compares the effect of the set inlet flow rate at the outlet of the tube towards the newborn for the T-piece and rPAP systems. In the case of rPAP, the flow of the open and closed structure of the ventilation applicator is examined more closely. When adherence is avoided, the results are similar to the T-piece system for a temperature in an average difference of 2 °C lower, and the humidity matches. The air entrainment phenomenon was confirmed by SW simulation.

Keywords

Resuscitační systém, T-piece, rPAP, proudění, resuscitace a stabilizace novorozence

Keywords

Resuscitation system, T-piece, rPAP, flow, resuscitation and stabilization of the newborn

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2022
• Supervisor: Marek Penhaker
• Reader: Petr Kudrna, Petr Kudrna

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Biomedicínské inženýrství