Untersuchung des instationären Massentransports im Tracheobronchialbaum und der peripheren Lunge unter Manipulation der Tubusströmung und bei Hochfrequenzbeatmung zur gezielten Homogenisierung der Ventilation

在Neugeborenen附近的Insbesondere sind bei der mechanischen Beatmung aufgrund der räumlichanisotropen and inhomogenen Eigenschaften der Atemwege einzelne Lungenareale häufigüber- bzw. unterbelüftet，was zu Ventilator-induzierten Lungenverletzungen führt. Ziel designvorgestellten interdisziplinären Forschungsprojektes ist das Verständnis derMassenströme und der Massenvertelung in ventiilerten Lungen und aufbauend darauf dieEntwicklung verbesserVentilationsstrategien zur Homogenisierung der Lungenbelüftungbei Frühgeborenen im klinischen Alltag. Hierzu wurden in der ersten Antragraphase zunächstUntersuchungen zum grundabunden Verständnis der Massenstromvertetilung in denAtemwegen and der periheren Lunge bei gesunder Lunge and bei gezielt künstlichausgeschalteten Lungenarealen durchgeführt.在此，我们将对不均匀肺的物质运输和体外6代模型进行物理学研究，并建立高频率心脏复苏的机制，在体内建立一个四象限结构。该方法建立了粒子图像测速（PIV）的体外模型和四象限阻抗测量（QIM）的建立。Für die zweite Antragsphasewird aufbauend auf den erzielten Erkenntnissen eine Ventilationsstrategie mit begrenzterstochastischer Variation von Beatmungsfrequenzen bzw. Beatmungsdrücken verfolgt（通气带gezielter变异VV），这是通过生物力学特征确定的。这种工作原理是，通过一个在中部的VV测试，预先确定不均匀肺区的共振频率，并通过一个在肺区的共振频率来确定韦尔登的体积，这样就可以确保韦尔登的正常工作。这种韦尔登在体外和体内模型上都是平行的，它们具有保护性的Beatmungsstrategie charakterisiert。

Insbesondere bei Neugeborenen sind bei der mechanischen Beatmung aufgrund der räumlichanisotropen und inhomogenen Eigenschaften der Atemwege einzelne Lungenareale häufigüber- bzw. unterbelüftet, was zu Ventilator-induzierten Lungenverletzungen führt. Ziel deshier vorgestellten interdisziplinären Forschungsprojektes ist das Verständnis derMassenströme und der Massenverteilung in ventilierten Lungen und aufbauend darauf dieEntwicklung verbesserter Ventilationsstrategien zur Homogenisierung der Lungenbelüftungbei Frühgeborenen im klinischen Alltag. Hierzu wurden in der ersten Antragsphase zunächstUntersuchungen zum grundlegenden Verständnis der Massenstromverteilung in denAtemwegen und der peripheren Lunge bei gesunder Lunge und bei gezielt künstlichausgeschalteten Lungenarealen durchgeführt. Hier wurden bereits wesentliche physikalischeErkenntnisse zum Massentransport bei inhomogenen Lungen an dem in-vitro 6-GenerationenModell und zu den Mechanismen der Rekrutierung mit Hilfe der Hochfrequenzbeatmunggewonnen, die in-vivo an einem Vier-Quadranten Aufbau klinisch überprüft wurden. AlsMethoden wurden im in-vitro Modell die Particle-Image Velocimetry (PIV) und imTierversuch die Quadranten-Impedanzmessung (QIM) etabliert. Für die zweite Antragsphasewird aufbauend auf den erzielten Erkenntnissen eine Ventilationsstrategie mit begrenzterstochastischer Variation von Beatmungsfrequenzen bzw. Beatmungsdrücken verfolgt(Ventilation mit gezielter Variation VV), wobei die Begrenzung durch die biomechanischenEigenschaften der einzelnen Lungenabschnitte definiert wird. Die Arbeitshypothese ist, dassdurch eine VV im Mittel eine erfolgreiche Anregung der a-priori unterschiedlichenResonanzfrequenzen der inhomogenen Lungenareale erfolgt und damit eine vollständigeRekrutierung der geschädigten Lunge erzielt werden kann, ohne dass notwendigerweise dermittlere Atemwegsdruck erhöht werden muss. Diese Versuche werden parallel unter gleichenBedingungen am in-vitro als auch am in-vivo Modell durchgeführt und hinsichtlich derWirkungsweise als protektive Beatmungsstrategie charakterisiert.