Респираторы и тревожная сигнализация при разгерметизации

Функция респираторов (аппаратов ИВЛ) — создание градиента давления между проксимальными дыхательными путями и альвеолами. Анестезиологические респираторы являются структурным компонентом наркозного аппарата. Старые респираторы работали как генераторы отрицательного давления вокруг грудной клетки (например, "железные легкие"), в противоположность им современные модели создают положительное давление в верхних дыхательных путях. Дыхательный цикл респиратора состоит из четырех фаз: вдох, период между вдохом и выдохом, выдох, период между выдохом и вдохом. Респираторы классифицируют в зависимости от различных характеристик фаз дыхательного цикла.

Во время вдоха респираторы генерируют дыхательный объем, подавая поток газа по градиенту давления. На всем протяжении дыхательного цикла вне зависимости от механических свойств легких сохраняется либо постоянное давление (генераторы постоянного давления), либо постоянная скорость потока (генераторы постоянного потока) (рис. 4-10A и 4-10Б). Генераторы переменного давления и потока характеризуются непостоянным давлением и потоком на протяжении одного цикла, но характер их изменений стереотипно повторяется в каждом цикле. Например, респиратор, который генерирует синусоидальный поток, должен быть отнесен к генераторам переменного давления и потока (рис. 4-10B). Повышение сопротивления дыхательных путей или снижение растяжимости легких будет сопровождаться увеличением пикового давления вдоха, но скорость потока, генерируемая этим типом респиратора, меняться не будет.

Фаза вдоха завершается по достижении установленного времени, давления вдоха или дыхательного объема, поэтому респираторы также классифицируют по способу переключения с фазы вдоха на фазу выдоха. В респираторах с переключением по времени дыхательный объем и пиковое давление

Рис. 4-10. Графики давления, объема и потока в зависимости от типа респиратора

вдоха варьируются в зависимости от растяжимости легких. Дыхательный объем зависит от заданных установок продолжительности вдоха и скорости ин-спираторного потока (например, респиратор Айр-шельда). В респираторах с переключением по давлению фаза вдоха заканчивается при достижении заданного давления в дыхательных путях. Если утечки в дыхательном контуре существенно снижают пиковое давление, то респиратор этого типа может неопределенно долго оставаться в фазе вдоха. Однако небольшие утечки не вызывают значительного снижения дыхательного объема, так как переключения на выдох не произойдет до достижения заданной величины давления. Поскольку в респираторах с переключением по давлению используется эффект Вентури (т. е. подсасывается воздух), то увеличение потока достигается ценой снижения фракционной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси (например, так происходит в компактных моделях респиратора Bird для лечения перемежающимся положительным давлением в дыхательных путях). В респираторах с переключением по объему продолжительность фазы вдоха и давление в дыхательных путях колеблются в зависимости от достижения заданного объема (параллельно с этим обычно существует ограничение по давлению). Многие анестезиологические респираторы — это респираторы с ограничением по объему, но с переключением по времени (например, респиратор Drager AV-E).

В фазе выдоха при использовании большинства респираторов давление в дыхательных путях снижается до уровня атмосферного. Поэтому поток из легких носит пассивный характер и зависит главным образом от сопротивления дыхательных путей и растяжимости легких. Положительное давление в конце выдоха можно обеспечить, создав препятствие выдоху. Некоторые респираторы старых моделей генерируют отрицательное давление выдоха. В настоящее время отрицательное давление на выдохе практически не используют в связи с риском преждевременного экспираторного закрытия дыхательных путей.

Следующая фаза вдоха обычно начинается после определенного заданного временного интервала (принудительная ИВЛ), но в некоторых аппаратах эта фаза инициируется отрицательным давлением, создаваемым самостоятельным вдохом больного (вспомогательная ИВЛ). Перемежающаяся принудительная ИВЛ дает возможность больному самостоятельно дышать в промежутках между принудительными вдохами. В отличие от вспомогательной или принудительной ИВЛ, при перемежающейся принудительной ИВЛ во время самостоятельного вдоха в дыхательные пути не всегда поступает объем, соответствующий заданному дыхательному объему. При синхронизированной перемежающейся принудительной ИВЛ попытка самостоятельного вдоха запускает принудительный вдох, что предотвращает "борьбу" больного с респиратором.

Между устройством анестезиологических респираторов многих типов существует сходство. Дыхательный объем подается воздуходувным комплексом, состоящим из резиновых мехов и прозрачного пластмассового колпака. Предпочтительнее использовать поднимающиеся (стоячие) мехи, так как они привлекают внимание персонала, спадаясь при разгерметизации контура (рис. 4-11). В отличие от них опускающиеся (висячие) мехи продолжают наполняться под действием силы тяжести, даже если они не соединены с дыхательным контуром (см. рис. 4-11).

В респираторе мехи выполняют ту же функцию, что дыхательный мешок — в дыхательном контуре. По пневмоприводу респиратора кислород под давлением (см. рис. 4-2) поступает в пространство между внутренней стенкой колпака и наружной стенкой мехов. Нарастающее давление сжимает гофрированные мехи, проталкивая газовую смесь в дыхательный контур. Таким образом, внутри респиратора расположены два отдельных контура, разделенных стенками мехов: наружный контур, в котором находится кислород под высоким давлением, приводящий в действие респиратор, и внутренний контур, соединенный с дыхателъным контуром наркозного аппарата.

Расход кислорода, необходимый для работы пневмопривода респиратора, равен, как минимум, минутному объему дыхания. Например, если поток свежего газа (кислорода) составляет 2 л/мин и респиратор подает в дыхательный контур б л смеси в 1 мин, то расход кислорода на работу пневмопривода составит не менее 8 л/мин. Об этом не следует забывать, когда стационарная система газоснабжения по каким-либо причинам выходит из строя и используются кислородные баллоны.

Электронные блоки управления современных анестезиологических респираторов позволяют в широких пределах манипулировать дыхательными объемами, пиковым давлением вдоха, частотой дыхания, инспираторными паузами, соотношением фаз вдоха и выдоха, перемежающимися вдохами, положительным давлением в конце выдоха. Работа этих респираторов невозможна без кислорода под давлением (для пневмопривода дыхательных мехов) и электрообеспечения (часто с батарейным источником питания) для электронного блока управления.

Рис. 4-11. Два типа мехов, применяемых в респираторах наркозных аппаратов. Если утечка превышает поток свежего газа, то поднимающиеся мехи (А) спадаются, тогда как опускающиеся мехи (Б) заполняются и продолжают функционировать. Штриховкой обозначен внешний кислородный контур (пневмопривод), который обеспечивает работу респиратора и закрывает предохранительный клапан во время вдоха. Пневмопривод работает от сжатого кислорода, находящегося под высоким давлением. Незаштрихованный газ в полости мехов — это часть дыхательного контура

Тревожная сигнализация — неотъемлемый элемент анестезиологического респиратора. Когда респиратор работает, ни в коем случае нельзя отключать тревожную сигнализацию разгерметизации. Рассоединение элементов дыхательного контура (разгерметизация) — главная причина анестезиологических осложнений — обнаруживает себя снижением пикового давления в контуре. В респираторе имеются и другие системы тревоги, которые сигнализируют о чрезмерном увеличении давления в дыхательных путях, низком давлении в кислородной магистрали или неспособности респиратора обеспечить заданный МОД.

Когда респиратор работает, то предохранительные клапаны реверсивного контура следует закрыть или функционально вывести из контура. Анестезиологические респираторы обычно имеют свои собственные предохранительные клапаны, которые остаются закрытыми во время вдоха, что обеспечивает генерацию положительного давления. Когда в фазе выдоха мехи вентилятора заполняются, то давление в контуре возрастает и предохранительные клапаны респиратора открываются. Зали-пание этого клапана приводит к резкому подъему давления в дыхательных путях. И наоборот, если предохранительные клапаны дыхательного контура не полностью закрыты или не отключены функционально, то давление в дыхательных путях может быть недостаточно высоким для обеспечения ИВЛ. Поскольку предохранительные клапаны респиратора во время вдоха закрыты, то к заданному дыхательному объему добавляется поток свежего газа из контура и к больному поступает этот суммарный объем. Например, если поток свежего газа составляет 6 л/мин, соотношение вдоха и выдоха — 1 : 2, частота дыхания — 10/мин, то к каждому заданному дыхательному объему будет добавляться еще 200 мл:

(6000 мл/мин) х (33 %)/ 10/мин ? 200 мл/мин.

Таким образом, увеличение потока свежего газа увеличивает МОД. Более того, в фазу вдоха не следует включать экстренную подачу кислорода, так как предохранительный клапан респиратора закрыт и всплеск давления в контуре обязательно будет передаваться на легкие больного.

При утечке в мехах высокое давление из пневмопривода передается на дыхательные пути больного, что чревато баротравмой легких. Эту неисправность можно выявить по более высокой, нежели предполагаемая, фракционной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси. Неправильное присоединение шлангов респиратора к наркозному аппарату и дыхательному контуру может вызвать гипоксическое повреждение головного мозга. Другие неисправности в работе респиратора включают нарушение электроснабжения, обструкцию потока, электромагнитную интерференцию и дисфункцию клапанов.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!