A hipoventilação secundária ao procedimento anestésico é comum na prática anestésica, e, sendo assim, o emprego de técnicas de ventilação mecânica é adotado como forma de minimizar e/ou evitar os efeitos deletérios da hipoventilação. Porém, o uso de ventiladores mecânicos não é isento de risco, e atelectasias podem se formar mesmo quando são utilizados. Para análise em tempo real do pulmão, a técnica de tomografia por impedância elétrica vem sendo empregada em conjunto com outros meios de monitoração, tendo se demonstrado um meio útil de avaliação da ventilação pulmonar de maneira não invasiva, passível de ser utilizada à beira do leito e sem emissão de radiação. Estudos utilizando o tomógrafo de impedância elétrica em cães são escassos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ventilação de cães submetidos à anestesia inalatória e à ventilação mecânica utilizando a técnica de tomografia por impedância elétrica. Foram utilizados onze cães com peso superior a 16 kg e classificados como baixo risco anestésico (ASA I ou II). Os animais receberam acepromazina e meperidina como medicação pré-anestésica, propofol como indutor e isofluorano na manutenção da anestesia. Foram mantidos em ventilação mecânica controlada a pressão, com FiO2 de 0,6 e pressão de pico de 10 cmH2O durante os primeiros 90 minutos de anestesia. Foram então realizadas manobras de recrutamento alveolar e instituição de pressão positiva ao final da expiração (PEEP) de 5 cmH2O, e os animais foram avaliados por mais 35 minutos. Os parâmetros foram avaliados 30, 60 e 90 minutos após a indução da anestesia e 5 e 35 minutos após o recrutamento e instituição da PEEP. Apesar de não ter havido diferença estatisticamente significativa nos parâmetros de oxigenação e distribuição da ventilação, foi visível a melhora clínica e nas curvas de oxigenação e impedância. As curvas de impedância geradas a partir dos dados obtidos pelo tomógrafo de impedância elétrica acompanharam as curvas de melhora na oxigenação. O fato de, no estudo, terem sido utilizados animais hígidos e submetidos à ventilação mecânica e FiO2 de 0,6 desde o início pode ter contribuído para não ter havido melhora estatisticamente significativa, embora clinicamente visível. As manobras de recrutamento utilizadas também foram conservadoras em comparação aos outros trabalhos realizados. Infere-se que, se utilizássemos animais doentes e com FiO2 de 1, poderíamos ter obtido um grau maior de atelectasias nos primeiros 90 minutos de anestesia e/ou, se tivéssemos utilizado manobras de recrutamento menos conservadoras, poderíamos ter obtidos melhora estatisticamente significativa após as manobras e instituição da PEEP. A tomografia de impedância elétrica parece ser um bom meio de monitoração do pulmão em tempo real em cães submetidos à anestesia inalatória. / Hypoventilation secondary to anesthesia is common and, therefore, the use of mechanical ventilation techniques is adopted in order to minimize and/or prevent the deleterious effects of hypoventilation. However, the use of mechanical ventilators has risks, and atelectasis can develop even when they are used. For real-time analysis of the lung, the technique of electrical impedance tomography has been used in conjunction with other means of monitoring, having demonstrated to be useful for assessing pulmonary ventilation in a noninvasively way, and also can be used at the bedside and without radiation emission. There are not many studies using electrical impedance tomography in dogs. The aim of this study was to evaluate the ventilation of dogs subjected to inhalation anesthesia and mechanical ventilation using the technique of electrical impedance tomography. We used eleven dogs weighing more than 16 kg and classified as low anesthetic risk (ASA I or II). The animals were premedicated with acepromazine and meperidine, anesthesia was induced with propofol and maintained with isoflurane. Ventilation was then instituted with FiO2 of 0.6 and peak pressure of 10 cm H2O during the first 90 minutes of anesthesia. Alveolar recruitment maneuvers were realized and pressure positive end- expiratory pressure (PEEP) of 5 cmH2O was initiated. The animals were evaluated for more 35 minutes then. The parameters were measured at 30, 60 and 90 minutes after induction of anesthesia and 5 and 35 minutes after recruitment. Although there was no statistically significant difference in the parameters of oxygenation and ventilation distribution, clinical improvement was visible as was the oxygenation and impedance curves. The impedance curves generated from the data obtained with the electrical impedance tomograph followed the improvement in oxygenation curves. The fact that in this study we used healthy animals undergoing mechanical ventilation with FiO2 of 0.6 right from the beginning, may have contributed to no improvement statistically significant but clinically visible. Recruitment maneuvers used were also conservative in comparison to other papers. We think that, if we used animals and patients with FiO2 of 1, we could have obtained a higher degree of atelectasis in the first 90 minutes of anesthesia and/or, if we had used less conservative recruitment maneuvers, we could have obtained statistically significant improvement after maneuvers and institution of PEEP. The electrical impedance tomography seems to be a good means of real time monitoring the lung of dogs undergoing inhalation anesthesia.

A hipoventilação secundária ao procedimento anestésico é comum na prática anestésica, e, sendo assim, o emprego de técnicas de ventilação mecânica é adotado como forma de minimizar e/ou evitar os efeitos deletérios da hipoventilação. Porém, o uso de ventiladores mecânicos não é isento de risco, e atelectasias podem se formar mesmo quando são utilizados. Para análise em tempo real do pulmão, a técnica de tomografia por impedância elétrica vem sendo empregada em conjunto com outros meios de monitoração, tendo se demonstrado um meio útil de avaliação da ventilação pulmonar de maneira não invasiva, passível de ser utilizada à beira do leito e sem emissão de radiação. Estudos utilizando o tomógrafo de impedância elétrica em cães são escassos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a ventilação de cães submetidos à anestesia inalatória e à ventilação mecânica utilizando a técnica de tomografia por impedância elétrica. Foram utilizados onze cães com peso superior a 16 kg e classificados como baixo risco anestésico (ASA I ou II). Os animais receberam acepromazina e meperidina como medicação pré-anestésica, propofol como indutor e isofluorano na manutenção da anestesia. Foram mantidos em ventilação mecânica controlada a pressão, com FiO2 de 0,6 e pressão de pico de 10 cmH2O durante os primeiros 90 minutos de anestesia. Foram então realizadas manobras de recrutamento alveolar e instituição de pressão positiva ao final da expiração (PEEP) de 5 cmH2O, e os animais foram avaliados por mais 35 minutos. Os parâmetros foram avaliados 30, 60 e 90 minutos após a indução da anestesia e 5 e 35 minutos após o recrutamento e instituição da PEEP. Apesar de não ter havido diferença estatisticamente significativa nos parâmetros de oxigenação e distribuição da ventilação, foi visível a melhora clínica e nas curvas de oxigenação e impedância. As curvas de impedância geradas a partir dos dados obtidos pelo tomógrafo de impedância elétrica acompanharam as curvas de melhora na oxigenação. O fato de, no estudo, terem sido utilizados animais hígidos e submetidos à ventilação mecânica e FiO2 de 0,6 desde o início pode ter contribuído para não ter havido melhora estatisticamente significativa, embora clinicamente visível. As manobras de recrutamento utilizadas também foram conservadoras em comparação aos outros trabalhos realizados. Infere-se que, se utilizássemos animais doentes e com FiO2 de 1, poderíamos ter obtido um grau maior de atelectasias nos primeiros 90 minutos de anestesia e/ou, se tivéssemos utilizado manobras de recrutamento menos conservadoras, poderíamos ter obtidos melhora estatisticamente significativa após as manobras e instituição da PEEP. A tomografia de impedância elétrica parece ser um bom meio de monitoração do pulmão em tempo real em cães submetidos à anestesia inalatória. / Hypoventilation secondary to anesthesia is common and, therefore, the use of mechanical ventilation techniques is adopted in order to minimize and/or prevent the deleterious effects of hypoventilation. However, the use of mechanical ventilators has risks, and atelectasis can develop even when they are used. For real-time analysis of the lung, the technique of electrical impedance tomography has been used in conjunction with other means of monitoring, having demonstrated to be useful for assessing pulmonary ventilation in a noninvasively way, and also can be used at the bedside and without radiation emission. There are not many studies using electrical impedance tomography in dogs. The aim of this study was to evaluate the ventilation of dogs subjected to inhalation anesthesia and mechanical ventilation using the technique of electrical impedance tomography. We used eleven dogs weighing more than 16 kg and classified as low anesthetic risk (ASA I or II). The animals were premedicated with acepromazine and meperidine, anesthesia was induced with propofol and maintained with isoflurane. Ventilation was then instituted with FiO2 of 0.6 and peak pressure of 10 cm H2O during the first 90 minutes of anesthesia. Alveolar recruitment maneuvers were realized and pressure positive end- expiratory pressure (PEEP) of 5 cmH2O was initiated. The animals were evaluated for more 35 minutes then. The parameters were measured at 30, 60 and 90 minutes after induction of anesthesia and 5 and 35 minutes after recruitment. Although there was no statistically significant difference in the parameters of oxygenation and ventilation distribution, clinical improvement was visible as was the oxygenation and impedance curves. The impedance curves generated from the data obtained with the electrical impedance tomograph followed the improvement in oxygenation curves. The fact that in this study we used healthy animals undergoing mechanical ventilation with FiO2 of 0.6 right from the beginning, may have contributed to no improvement statistically significant but clinically visible. Recruitment maneuvers used were also conservative in comparison to other papers. We think that, if we used animals and patients with FiO2 of 1, we could have obtained a higher degree of atelectasis in the first 90 minutes of anesthesia and/or, if we had used less conservative recruitment maneuvers, we could have obtained statistically significant improvement after maneuvers and institution of PEEP. The electrical impedance tomography seems to be a good means of real time monitoring the lung of dogs undergoing inhalation anesthesia.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第20262号 / 医博第4221号 / 新制||医||1020(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 伊佐 正, 教授 松原 和夫, 教授 村井 俊哉 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Ce travail présente une méthodologie efficace pour mesurer le champ de déformation total en 3-D des tissus mous semi-transparents et diffusant la lumière, tels que la cornée de l'œil vertébré. Cela a été obtenu en utilisant la tomographie par cohérence optique couplée avec la corrélation volumique numérique sur des fantômes en caoutchouc de silicone et de la cornée porcine. Des tests de traction et des tests d'inflation postérieure ont été étudiés. Avant ces tests, l'effet du bruit et la décorrélation des speckles due à la déformation sont d'abord étudiés en utilisant des méthodes expérimentales et numériques. Le biais d'interpolation dans les résultats de déformation a été analysé. Deux approches efficaces ont été prises pour réduire le biais d'interpolation. Pour extraire les paramètres constitutifs des mesures de déformation 3-D, la méthode des champs virtuels a été étendue en 3-D. Les champs virtuels définis manuellement et les champs virtuels optimisés par morceaux ont été développés et comparés entre eux. Des efforts ont également été déployés pour corriger les distorsions induites par réfraction dans les reconstructions de la tomographie par cohérence optique. Des tests d'inclinaison des différents fantômes de silicone ont été introduits afin d’évaluer la performance de la méthode pour corriger les reconstructions distordues / This work presents an effective methodology for measuring the depth-resolved 3-D full-field deformation of semitransparent, light scattering soft tissues such as vertebrate eye cornea. This was obtained by performing digital volume correlation on optical coherence tomography volume reconstructions of silicone rubber phantoms and porcine cornea samples. Both the strip tensile tests and the posterior inflation tests have been studied. Prior to these tests, noise effect and strain induced speckle decorrelation were first studied using experimental and simulation methods. The interpolation bias in the strain results has also been analyzed. Two effective approaches have been introduced to reduce the interpolation bias. To extract material constitutive parameters from the 3-D full-field deformation measurements, the virtual fields method has been extended into 3-D. Both manually defined virtual fields and the optimized piecewise virtual fields have been developed and compared with each other. Efforts have also been made in developing a method to correct the refraction induced distortions in the optical coherence tomography reconstructions. Tilt tests of different silicone rubber phantoms have been implemented to evaluate the performance of the refraction correction method in correcting the distorted reconstructions