The Effect of Flow-Controlled Ventilation on Mechanical Power in Laparoscopic Surgeries: A Comparative Analysis with Pressure Controlled Volume Guaranteed and Volume Controlled Ventilation

Objective: To compare mechanical power (MP) levels among flow-controlled ventilation (FCV), volume-controlled ventilation (VCV), and pressure-controlled volume-guaranteed ventilation (PCV-VG) during laparoscopic surgery and to test the hypothesis that the stable flow dynamics of FCV would reduce MP.
Methods: Patients were divided into three groups according to the mechanical ventilation modes applied during laparoscopic surgery: PCV-VG (n=15), VCV (n=14), and FCV (n=15). MP was calculated at four timepoints: baseline (T1), post-induction (T2), during CO2 insufflation (T3), and post-insufflation (T4). The primary outcome of the study was the comparison of MP in the FCV mode with MP in the other groups during insufflation. Driving pressure (DP), plateau pressure, and peak airway pressure were also analyzed.
Results: Baseline MP was highest in PCV-VG (6.9 J/min vs. 5.0 J/min in VCV and 5.1 J/min in FCV; p=0.002). During insufflation (T3), MP increased to a similar extent across groups (PCV-VG: 9.4 J/min, VCV: 8.7 J/min, FCV: 8.6 J/min), with PCV-VG showing the smallest relative rise (p<0.001). DP and plateau pressures increased during pneumoperitoneum, but Bonferroni-adjusted comparisons revealed that these were not statistically significant. PCV-VG maintained higher positive end-expiratory pressure (5 vs. 4 cmH2O, p<0.001); however, it did not significantly affect peak pressures.
Conclusions: Contrary to our hypothesis, FCV did not reduce MP more effectively than either VCV or PCV-VG. However, PCV-VG demonstrated better mitigation of insufflation-induced increases in MP, suggesting potential advantages for lung protection during laparoscopy. Further prospective studies are needed to assess clinical outcomes.

Keywords: Respiratory mechanics, mechanical ventilation, laparoscopy, ventilator-induced lung injury

Laparoskopik Cerrahilerde Akış Kontrollü Ventilasyonun Mekanik Güç Üzerindeki Etkisi: Basınç Kontrollü Hacim Garantili ve Hacim Kontrollü Ventilasyon ile Karşılaştırmalı Bir Analiz

Amaç: Bu çalışmanın amacı, laparoskopik cerrahi sırasında akış kontrollü ventilasyon (FCV), volüm kontrollü ventilasyon (VCV) ve basınç kontrollü volüm garantili ventilasyon (PCV-VG) modları arasındaki mekanik güç (MP) düzeylerini karşılaştırmak ve FCV’nin stabil akış dinamiğinin MP’yi azaltacağı hipotezini test etmektir.
Yöntemler: Laparoskopik cerrahi geçiren 44 hasta uygulanan mekanik ventilasyon modlarına göre üç gruba ayrıldı: PCV-VG (n=15), VCV (n=14) ve FCV (n=15). MP dört zaman noktasında hesaplandı: başlangıç (T1), indüksiyon sonrası (T2), CO2 insüflasyonu sırasında (T3) ve insüflasyon sonrası (T4). Çalışmanın birincil sonucu, insüflasyon sırasında FCV modundaki MP’nin diğer gruplarla karşılaştırılmasıydı. Sürücü basınç (DP), plato basıncı ve pik hava yolu basınçları da analiz edildi.
Bulgular: Başlangıç MP değeri PCV-VG grubunda en yüksekti (6,9 J/dk vs. VCV: 5.0, FCV: 5.1 J/dk, p=0,002). İnsüflasyon sırasında (T3), MP tüm gruplarda benzer şekilde arttı (PCV-VG: 9,4, VCV: 8,7, FCV: 8,6 J/dk), ancak PCV-VG en düşük relatif artışı gösterdi (p<0,001). DP ve plato basınçları pnömoperitoneum sırasında arttı, ancak Bonferroni düzeltmesi sonrası gruplar arası fark anlamlı değildi. PCV-VG daha yüksek PEEP seviyeleri sağladı (5 vs. 4 cmH2O, p<0,001), ancak pik basınçları etkilemedi.
Sonuçlar: Hipotezimizin aksine, FCV MP’yi VCV veya PCV-VG'ye göre daha etkili şekilde azaltmadı. Bununla birlikte, PCV-VG’nin insüflasyon kaynaklı MP artışını daha iyi sınırladığı ve laparoskopide akciğer korunumuna katkı sağlayabileceği görüldü. Klinik sonuçları değerlendirmek için ileri prospektif çalışmalara ihtiyaç vardır.

Anahtar Kelimeler: Solunum mekanikleri, mekanik ventilasyon, laparoskopi, ventilatör ilişkili akciğer hasarı