Matematisk modellering af pulmonal gasudveksling – validering og applikation til postoperativ hypoksæmi

Ph.d.-afhandlingen er baseret på kliniske studier udført på Anæstesiafdelingen, Aalborg Sygehus, Aalborg.

Afhandlingen beskriver, hvordan matematiske modeller kan bruges til at beskrive pulmonal gasudveksling og klinisk evaluering og applikation af disse modeller.

Del 1 af afhandlingen giver en oversigt over matematiske modeller af pulmonal gasudveksling. Simple modeller med kun en parameter er ikke i stand til at give en adækvat beskrivelse af pulmonal gasudveksling, og komplekse modeller er ikke egnede til klinisk anvendelse på grund af eksperimentel kompleksitet. Det foreslås at modeller med to parametre anvendes. Disse modeller er i stand til at beskrive hvordan nedsat pulmonal gasudveksling kan skyldes såvel shunt som et fald i iltens partialtryk fra alveole til lungekapillær (ΔPO2 ).

Del 2 baserer sig på fire kliniske studier. Studie 1 viser at modellerne med to parametre repræsenterer en signifikant forbedring sammenlignet med den kliniske »guldstandard«, det vil sige beregning af pulmonal shunt. Studiet viser også at patienter efter hjertekirurgi har forhøjet ΔPO2 . Studierne 2 og 3 bekræfter at patienter 2-3 dage efter kirurgi har forhøjet ΔPO2 . Dette antyder en øget sårbarhed over for fald i den alveolære iltfraktion.

Studie 4 viser at parametrene i modellen kan estimeres med sufficient præcision, når man måler arteriel iltsaturation ved hjælp af pulsoxymetri, og at parametrene derfor kan estimeres non-invasivt. Modellerne kan derfor vise sig at være
egnede til rutinemæssig klinisk anvendelse.