inhalacje logo 2b
Felix, qui potuit rerum cognoscere causas

DLA LEKARZA

Geometria oskrzeli

Maarten Nieber, Berend Stoel w doniesieniu „Bronchial Tree Analysis. Software Development for the Detection and Assessment of Small Airways Disease in COPD With Multi Slice Computed Tomography”. Netherlands Asthma Foundation EBO 2001, podali wyniki pomiarów elementów anatomicznych drzewa oskrzelowego.

anatomia_031
 

Przyjmując, że tchawica jest zerową generacją podziałów drzewa oskrzelowego można określić liczbę elementów n-tej generacji według wzoru 2n . Na przykład 7 generacja elementów drzewa oskrzelowego będzie liczyć 27=128 elementów. Dzięki dostępnym badaniom naukowym można oszacować objętość pojedynczego elementu składowego danej generacji oraz globalnie objętość i pole powierzchni, jakie dna generacja wnosi do całości układu oddechowego. Pośród 23 generacji drzewa oskrzelowego wyróżnić można pewne szczególne strefy. Od 11 generacji oskrzeliki nie mają elementów chrzęstnych (pasywnych, usztywniających) a w strukturze ściany przewagę mają elementy aktywne (mięśnie ze zdolnością do skurczu) istotne w powstawaniu obturacji. Do 16 generacji w oskrzela są jedynie strefą przewodzenia i dla wymiany gazowej stanowią przestrzeń martwą. Od generacji 17-19, czyli oskrzelików oddechowych – I, II, III rzędu zaczyna się niewielka wymiana gazowa co pozwala na wyodrębnienie strefy pośredniej. Strefę wymiany gazowej tworzą generacje 20-22, czyli przewody pęcherzykowe I,II, III rzędu  oraz generacja 23, czyli woreczki pęcherzykowe.

Na podstawie badań można podjąć próbę wyliczenia objętości i pola powierzchni brył stanowiących sumę elementów dla danej generacji drzewa oskrzelowego. Część danych ekstrapolowano z zachowaniem zasady liniowej proporcjonalności brakujących elementów ciągu wartości.

Kolejnym krokiem było rozwiązanie problemu oszacowania wartości objętości i pola powierzchni dla generacji 20-23. Wychodząc z modelu, który zaproponowali Matthias Ochs, Jens R. Nyengaard, Anja Jung, Lars Knudsen, Marion Voigt, Thorsten Wahlers, Joachim Richter, i Hans Jørgen G. Gundersen w doniesieniu „The Number of Alveoli in the Human Lung”, American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Vol. 169, No. 1 (2004), pp. 120-124. podjęto próbę uzupełnienia danych. Autorzy określili średnią liczbę pęcherzyków płucnych w granicach 480 000 000 (274 000 000 – 790 000 000, CV 37%) a przeciętną średnicę pęcherzyka płucnego na 0,2 mm. Nie wchodząc w szczegóły, pewnym problemem było uzgodnienie liczby elementów, pola powierzchni i objętości dla generacji obejmujących przewody pęcherzykowe i pęcherzyki oddechowe. Wydaje się logiczne, że proste przeliczenie N x  4πr2 dla pola powierzchni kuli oraz  N x  4/3πr3 dla objętości kuli, gdzie N jest liczbą elementów a r promieniem pęcherzyka winno dawać spójne wyniki. Okazuje się jednak, że warunek łącznego, poprawnego wyliczenia zarówno objętości, jak też pola powierzchni spełniony jest jedynie dla wybranego układu danych. W związku z powyższym dokonano analizy możliwych wariantów wyliczeń dla liczby pęcherzyków i ich średnicy.

W tabeli zebrano macierz wyników objętości powstałych przy wykorzystaniu 12 wariantów średnic pęcherzyka płucnego oraz 28 wariantów liczby  pęcherzyków płucnych. Poszukiwano zestawienia, które w możliwie wysokim stopniu godziłoby realistycznie wszystkie istotne  dane, w szczególności uzyskaną pojemność i pole powierzchni obliczone dla generacji 0-19, całkowitą pojemność płuc TLC, objętość zalegającą RV, pojemność życiową VC, liczbę pęcherzyków płucnych, średnicę pęcherzyków płucnych i pole powierzchni dróg oddechowych.

W rezultacie przyjęto, zgodnie z danymi źródłowymi, dla omawianego modelu liczbę 480×106 pęcherzyków płucnych przy zmodyfikowanej średnicy 0,25 mm, uzyskując dla tego układu wartości objętość około 3,93 litra. Zarzutu o dokonanie arbitralnego wyboru nie sposób w pełni odeprzeć, jednak z uwagi na powiązanie pola powierzchni oraz objętości z  kwadratową i sześcienną funkcją długości  promienia kierowano się wyborem dającym szansę na minimalizację marginesu błędu.

UWAGA

Opuszczasz serwis aerozoloterapia.pl

Treści na kolejnych stronach są administrowane przez niezależnego operatora  nie powiązanego z serwisem AEROZOLOTERAPIA.PL

UWAGA

Opuszczasz serwis aerozoloterapia.pl

Treści na kolejnych stronach są administrowane przez niezależnego operatora  nie powiązanego z serwisem AEROZOLOTERAPIA.PL

UWAGA

Opuszczasz serwis aerozoloterapia.pl

Treści na kolejnych stronach są administrowane przez niezależnego operatora  nie powiązanego z serwisem AEROZOLOTERAPIA.PL

UWAGA

Opuszczasz serwis aerozoloterapia.pl

Treści na kolejnych stronach są administrowane przez niezależnego operatora  nie powiązanego z serwisem AEROZOLOTERAPIA.PL