Plíce · difuze O₂
Atmosféra → alveolus → plicní kapilára
Sleduj cestu kyslíku od alveolu po mitochondrii. Měň Hb, průtok, oxygenaci a tkáňovou potřebu; sleduj rozdíl mezi dodávkou kyslíku, jeho extrakcí a modelovou skutečnou spotřebou.
Upravené parametry lze vrátit tlačítkem Obnovit.
Nejprve předpověz důsledek. Potom připrav výchozí stav a spusť jedinou změnu. Hlavní animace, výpočty a všechny čtyři grafy se aktualizují společně. Ovládací prvky simulátoru zůstávají dostupné.
Výukové odpovědi vycházejí z týchž rovnic jako hlavní simulátor. Mikrocirkulace, mitochondrie a kritická dodávka jsou didaktické modely, nikoli individuální klinické předpovědi. Při výuce se automaticky nemění hodnoty skryté za klinickým měřením.
PAO₂ je alveolární tlak; PaO₂ arteriální tlak. P50 určuje afinitu Hb.
Stejný kyslík, dvě různá měřítka: obsah v 1 litru krve versus celkový tok za 1 minutu. Podíly jsou vypočteny ze stejné bilance.
Zobrazené hodnoty jsou zaokrouhlené, interní výpočet probíhá bez průběžného zaokrouhlování.
Převážná většina kyslíku je vázaná na Hb, nikoli rozpuštěná v plazmě.
Globální bilanční model: co je přivezeno, kolik se využije a kolik se vrací žilami.
VO₂ je modelově omezena jak metabolickou potřebou, tak dostupnou extrakční kapacitou. Žilní saturace je odhad, nikoli měření SvO₂ či ScvO₂.
Schéma transportních mechanismů, nikoli anatomicky přesné měřítko.
Atmosféra → alveolus → plicní kapilára
Erytrocyt → srdce → tepny
Systémová kapilára → intersticium → buňka
O₂ → dýchací řetězec → ATP
PO₂ v kPa: v modelu atmosférický → inspirovaný → alveolární → arteriální. V klinickém režimu je doložená pouze zadaná PaO₂; tkáň a mitochondrie jsou vždy jen schéma.
Graf lze na telefonu posouvat vodorovně →
V klinickém režimu nejsou známy inspirační a alveolární hodnoty.
Vodorovně parciální tlak O₂ v kPa, svisle saturace Hb v %. Přerušovaná křivka je referenční (pH 7,40; 37 °C; běžné BPG).
Graf lze na telefonu posouvat vodorovně →
Změna P50 posouvá křivku vodorovně. Vyšší P50 znamená nižší afinitu Hb.
Křivka ukazuje VO₂ = min(metabolická potřeba, DO₂ × efektivní extrakční limit). Plošina znamená uspokojenou poptávku; šikmá část nedostatečnou dodávku nebo utilizaci. Bod zlomu je individuální parametr tohoto modelu.
Graf lze na telefonu posouvat vodorovně →
Mez není univerzální klinická kritická DO₂.
Každá lišta reprezentuje celou stejnou DO₂ v ml/min. Horní říká, jakou formou O₂ přichází; dolní, kolik se modelově využije a kolik se vrací žilní krví. Nejde o čtyři vzájemně sečitatelné části.
Toky jsou v ml/min. Obsah CaO₂ (ml O₂/l) je zobrazen samostatně v panelu transportní kapacity.
Srovnání s pevnou referencí: Hb 150 g/l, SaO₂ 98 %, PaO₂ 13,3 kPa a CO 5 l/min. Reference se při změně vstupů nepřepočítává.
Vyjadřuje tlak rozpuštěného O₂. Sám o sobě neudává celkové množství O₂ nesené krví.
Procento obsazení funkčních vazebných míst Hb kyslíkem; samo neříká, kolik je hemoglobinu.
Objem O₂ v jednotce objemu krve – hlavně na Hb, menší část rozpuštěná v plazmě.
Obsah O₂ v krvi násobený průtokem. Ani vysoká DO₂ automaticky nezaručuje dostatečnou buněčnou utilizaci.
Arteriální obsah a dodávka (ml O₂/l krve): Hemoglobin se zadává v g/l a saturace jako zlomek 0–1. CaO₂ = 1,34 × Hb [g/l] × SaO₂ + 0,031 × PaO₂ [mmHg]. Při PaO₂ v kPa je koeficient pro rozpuštěný O₂ přibližně 0,232519 ml O₂/l/kPa (1 kPa = 7,500616827 mmHg). Hb-vázaná složka = 1,34 × Hb × SaO₂, rozpuštěná složka = 0,031 × PaO₂ [mmHg]. Platí DO₂ [ml/min] = CO [l/min] × CaO₂ [ml O₂/l], obdobně se násobením CO převádějí na tok obě složky CaO₂. Koeficient 0,031 je přesný desetinný převod běžného empirického koeficientu obsahu rozpuštěného kyslíku; fyziologicky jde o jeho aproximaci při standardních podmínkách. Referenční stav DO₂ je fixní pro Hb 150 g/l, PaO₂ 13,3 kPa, SaO₂ 98 % a CO 5 l/min. Tkáňovou spotřebu a extrakci popisuje samostatný didaktický model.
Plicní model: PIO₂ = FiO₂ × (PB − PH₂O); PAO₂ = PIO₂ − PaCO₂/RQ, kde PH₂O = 6,266 kPa (47 mmHg při 37 °C). PaO₂ = max(0, PAO₂ − zadaný A–a gradient). Záporné výsledky se omezují na nulu a označují jako nefyzikální vstupy. Je to záměrně zjednodušené přiblížení, především na vzduchu; nepopisuje skutečný shunt, V/Q mismatch ani nelineární chování alveolární rovnice při vysoké FiO₂. Teplotní ovladač mění afinitu Hb; PH₂O v plicním modelu zůstává fixně 47 mmHg při 37 °C i při změně teploty a není výpočtem skutečného tlaku vodní páry u horečky. V klinickém režimu nejsou PIO₂, PAO₂ a A–a gradient z naměřené PaO₂ určovány.
Standardní disociační křivka: Severinghaus (1979), pro HbA v běžných podmínkách, PO₂ v mmHg: SaO₂ = (PO₂³ + 150×PO₂) / (PO₂³ + 150×PO₂ + 23400). P50 referenční křivky určen numericky z 50% saturace. Posun vlivem pH a teploty je přiblížen rovnicí Δlog₁₀(P50) = −0,48×(pH−7,40) + 0,024×(T−37 °C). Aktuální saturace se získává horizontálním škálováním standardní křivky poměrem referenčního a posunutého P50. Jde o empirickou aproximaci: nepopisuje přesně variabilní Bohrův koeficient při různém PO₂ ani přímý nezávislý vliv CO₂.
2,3-BPG: zvyšování koncentrace posouvá disociační křivku doprava. Zde je tento mechanismus reprezentován výslovně zadaným modelovým posunem P50 ±3 mmHg; nejde o vypočtený důsledek změny reálné koncentrace BPG. Jeho vliv na P50 je tak názorný, nikoli kvantitativně validovaný.
Režimy: Klinické vstupy PaO₂ a SaO₂ jsou zachovány beze změny, i pokud se liší od předpokladu modelované křivky. Model nabízí jen kontrolu očekávané saturace HbA; nesoulad může ukazovat na odlišné fyziologické podmínky, dyshemoglobiny, typ Hb, metodiku měření nebo chybu. Ve fyziologickém režimu jsou PaO₂ a SaO₂ odvozeny pouze z plicních a vazebných parametrů, nikoli ručně měnitelné. Rozdíly mezi funkční a frakční saturací či COHb a MetHb zatím nejsou modelovány.
Extrahovaný O₂ a Fickova bilance: Globální model: Eeff = Emax × (1−m) × (1−u), kde Emax je uživatelem zvolená modelová maximální extrakce, m a u jsou kvalitativní ovladače poruch mikrocirkulace a mitochondriální utilizace v rozmezí 0–1. VO₂model = min(VO₂ demand, DO₂ × Eeff). O₂ER = VO₂/DO₂; CvO₂ [ml O₂/l] = CaO₂ [ml O₂/l] − VO₂ [ml/min]/CO [l/min]. Žilní tok O₂ = DO₂ − VO₂, a proto platí přesná bilanční rovnost DO₂ = VO₂ + žilní návrat. Modelový bod závislosti VO₂ na DO₂ leží při VO₂ demand/Eeff, pokud Eeff>0; nejde o univerzální kritickou DO₂ ani klinickou mez. Zvolená multiplikativní závislost na mikrocirkulační a mitochondriální poruše je didaktická, nikoli validovaný klinický vzorec. Neodvozuje laktát, individuální tkáňovou PO₂ ani skutečné množství ATP.
Žilní odhad: CvO₂ je bilanční výsledek. PvO₂ a SvO₂ se modelově odvodí řešením rovnice CvO₂ [ml O₂/l] = 1,34 × Hb [g/l] × S(PvO₂,P50) + 0,031 × PvO₂ [mmHg], kde S je stejná disociační křivka jako na arteriální straně. Předpokládáme HbA bez dyshemoglobinů a stejný parametr P50 na obou stranách; reálná venózní změna pH, PCO₂ a teploty není zahrnuta. Při zjevné nekonzistenci přímo zadané arteriální SaO₂ a PaO₂ je odhad žilní saturace potlačen, zatímco Fickova bilance obsahu zůstává k dispozici. Modelovanou smíšenou žilní SvO₂ nelze zaměňovat za měřenou ScvO₂.
Animace: četnost erytrocytů je symbolická kapacita Hb (neznázorňuje klinicky přesný počet erytrocytů), rychlost pohybu je proporcionální CO a obsazení bodů na erytrocytech znázorňuje vypočtenou/naměřenou arteriální saturaci. Kyslíkové body neodpovídají měřítku koncentrace ani skutečnému difuznímu toku. Tkáňový tok částic a počet symbolů ATP se nyní mění podle modelové VO₂; nejde o měření difuze, mitochondriální PO₂ či skutečné ATP. VO₂/CvO₂ jsou uvedeny jako modelové výsledky, žilní saturace jako odhad z křivky.
Synchronizované grafy: Kyslíková kaskáda počítá atmosférické suché PO₂ = PB×FiO₂, zvlhčené PIO₂ = (PB−47 mmHg)×FiO₂, alveolární PAO₂ a PaO₂ pouze ve fyziologickém režimu. V klinickém režimu je známá jen přímo zadaná PaO₂; chybějící hodnoty se neinterpolují. Kapilára, intersticium, buňka a mitochondrie jsou za arteriálním bodem schématem bez kvantitativní osy: žádné tkáňové PO₂ se neodvozuje z globální DO₂. Graf VO₂–DO₂ používá explicitně didaktický limit Eeff a křivku VO₂ = min(poptávka, DO₂×Eeff); přechod při DO₂=poptávka/Eeff není klinická konstanta. Bilance transportu ukazuje dvě samostatné dekompozice téhož toku DO₂: Hb-vázaný + rozpuštěný O₂ na přítoku a VO₂ + žilní návrat na odtoku (vše v ml/min). Nepřičítají se jako čtyři části a nezaměňují se s CaO₂ v ml O₂/l.
Klinické scénáře: Každá předvolba nastaví kompletní společný stav simulátoru podle výchozího souboru parametrů a následně počítá všemi běžnými rovnicemi a grafy. Klinický režim zachovává přímo zadanou PaO₂ a SaO₂, zatímco ve fyziologickém režimu se odvozují z FiO₂, PaCO₂, A–a gradientu a P50. Hyperdynamický stav a sepse používají uživatelem volené ilustrativní koeficienty extrakce, nikoli klinicky změřenou funkci mikrocirkulace či mitochondrií. Scénář hyperoxie nezahrnuje toxicitu kyslíku a předpoklad neměnného A–a gradientu při změně FiO₂ je pouze názorná aproximace. Scénář není terapie ani predikce individuálního vývoje; jeho přednastavené hodnoty lze měnit.
Výukové otázky: V každé úloze je definován výchozí stav a jedna přesně popsaná změna. Vypočítané hodnoty pro oba stavy pocházejí přímo ze stejných funkcí physiology() a tissuePhysiology() jako ostatní části simulátoru. Klasifikace odpovědi se odvozuje z rozdílu čísel, nikoli z předem napsaného výsledku. U hyperoxie je „mírný“ přírůstek CaO₂ v úloze výslovně vymezen jako 1–30 %. Výukové předvolby nevypovídají o klinicky doporučených cílech, prahových hodnotách nebo individuální reakci pacienta. Zobrazená mitochondriální porucha je kvalifikační modelový parametr, ne zjištěná dysfunkce.
Ověřitelné odborné podklady:
Model je didaktický a není náhradou měření krevních plynů, co-oximetrie ani klinické interpretace. Neumožňuje stanovovat univerzální kritické prahy DO₂, skutečnou mitochondriální funkci ani tkáňovou hypoxii konkrétního pacienta.
Výukový simulátor. Před klinickým použitím je nutné místní ověření a schválení. Model tkáňové extrakce a animace mitochondrií nevypovídají o skutečné regionální perfuzi, tkáňovém PO₂ ani tvorbě ATP konkrétního pacienta.