Regionale Lungenventilation bei gesunden Probanden ermittelt mittels elektrischer Impedanztomographie
Distribution of ventilation in healthy individuals determined by electrical impedance tomography
by Patrick Braun
Date of Examination:2011-02-28
Date of issue:2011-02-23
Advisor:Prof. Dr. Inez Frerichs
Referee:PD Dr. Lars Lüthje
Referee:Prof. Dr. Patricia Virsik-Köpp
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-945
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Description:Dissertation
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Abstract
English
To determine the effect of age and posture on regional lung ventilation, eight young (26 +/- 1 years, mean +/- S.D.) and eight old (73 +/- 5 years) healthy men were studied by electrical impedance tomography in four body positions (sitting, supine, right and left lateral). The distribution of gas into the right and left lung regions was determined in the chest cross-section during tidal breathing at the resting lung volume, near residual volume and total lung capacity, as well as forced and slow vital capacity maneuvers. In the young, significant posture-dependent changes in gas distribution occurred during resting tidal breathing whereas they were absent in the elderly. In the older subjects, the contribution of the right lung to global ventilation fell with the transition from sitting to supine posture during both full expiration maneuvers. During forced vital capacity, the high flow rate and early airway closure in the dependent lung, occurring at higher volumes in the el! derly, minimized the posture-dependency in gas distribution which was present during the slow maneuver. Our study revealed the significant effect of age on posture-dependent changes in ventilation distribution.
Keywords: Electrical Impedance Tomography; EIT; distribution of ventilation; healthy individual; effects of age; body position
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Zur Bestimmung der Effekte von Alter und Körperlage auf die regionale Lungenventilation wurden acht junge (26 + / - 1 Jahre, Mittelwert + / - SD) und acht alte (73 + / - 5 Jahre), gesunde Männer mittels elektrischer Impedanz-Tomographie in vier verschiedenen Körperlagen (sitzend, liegend, rechte und linke Seitenlage) untersucht. Die Gasverteilung und Ventilation in der rechten und linken Lungenregion wurde in einer transversalen Querschnittsebene, in Höhe der Brustwarzen während normaler Ruheatmung, bei Atmung nahe dem Residualvolumen und bei Atmung im Bereich der totalen Lungenkapazität bestimmt. Es wurde auch untersucht, wie sich der Atemgasfluss auf die regionale Ventilation auswirkt. Dazu wurden die Probanden während forcierter und langsamer Vitalkapazitätsmanöver untersucht. Bei den jungen Probanden zeigten sich während der normalen Spontanatmung eine deutlich lageabhängige Gasverteilungen. Bei den alten Probanden konnte im Bereich der normalen Spontanatmung ! keine Lageabhängige Gasverteilung nachgewiesen werden. Während beider Vitalkapazitätsmanöver nahm bei den älteren Probanden der Anteil, den die rechten Lunge an der Gesamtventilation einnimmt bei einem Lagewechsel von der sitzenden in die liegende Position ab. Bei forcierten Vitalkapazitätsmanövern, führt die hohe Strömungsgeschwindigkeit bei den älteren Probanden zu einem früheren Atemwegsverschluss, in der abhängigen Lungenregion. Dieser Effekt minimiert die Lageabhängigkeit der regionalen Ventilation, die während der langsamen Vitalkapazitätsmanöver nachgewiesen wurde. Die Studie zeigt einen signifikanten Einfluss des Alters auf lageabhängige Verteilung der regionalen Ventilation.
Schlagwörter: Elektrische Impedanztomographie; EIT; regionale Ventilation; gesunde Probanden; Effekte von Alter; Körperlage