Класифікація апаратів швл і принцип їх роботи

Відео: принцип роботи самогонного апарату "ТАЙФУН" з дефлегматором | ізбаохотніка.рф

Єдиної і загальновизнаної класифікації апаратів ШВЛ поки не існує. Зазвичай вона передбачає розподіл їх на групи по ряду характерних ознак: виду енергії, яка використовується при роботі вентилятора, способу перемикання фаз дихального циклу, за принципом дії системи сигналізації і т.д. (Табл. 6.1). Крім того, апарати ШВЛ поділяють по призначенню (стаціонарні, транспортні), по конструкції (пересувні, що перевозяться, що переносяться), по типу рушійного механізму (централізоване джерело стисненого газу, внутрішній або зовнішній компресор, хутра та ін.) І т.д.



Таблиця 6.1.

Робоча класифікація апаратів ШВЛ

Основне завдання вентилятора - забезпечити переміщення повітря в легені хворого. Ця мета може бути досягнута шляхом створення негативного тиску в плевральній порожнині або, навпаки, за допомогою позитивного тиску на вході в дихальні шляхи, а також при комбінованому використанні обох способів.

В даний час переважно застосовуються респіратори внутрішнього дії, що подають потік газу до легким хворого. Респіратори зовнішньої дії, які створюють негативний тиск ( «залізні легені», кірасовие респіратори), представляють лише історичний інтерес. Ще один спосіб забезпечення газообміну - електростимуляція дихання, також застосовується нечасто. Принцип його дії полягає в управлінні вентиляцією шляхом періодичного роздратування діафрагмальних нервів або діафрагми електричними імпульсами.

Джерелом живлення сучасних вентиляторів служать електроенергія або стиснений газ. Апарати з електроприводом підключаються до звичайної електромережі (220 В, 50 Гц), електричним батареям або акумуляторів (найчастіше їх використовують в якості альтернативного джерела живлення або в апаратах ШВЛ, призначених для транспортування). Респіратори, що працюють від стисненого газу, називають пневматичними (або з пневматичним приводом). Деякі апарати для створення градієнта тиску використовують енергію стисненого газу, який, однак, подається за допомогою компресора, що працює від електрики. Їх прийнято відносити до апаратів з комбінованим харчуванням. Функціональні можливості останніх досить високі, система управління в них забезпечується за допомогою мікропроцесорного пристрою.

Робота механізмів, що викликають рух газу в легені хворого, регулюється так званої керуючої схемою, яка визначає, який з параметрів буде підтримуватися на заданому рівні (контролюватися) під час вдиху.

Існує чотири основних параметри, які можуть контролюватися під час роботи респіратора: тиск, обсяг, потік і час. Відповідно, з вигляду контрольованого параметра респіратори класифікуються як контрольовані за обсягом, тиску, потоку або часу.

При контролі за тиском респіратор підтримує заданий патерн тиску в дихальному контурі незалежно від характеристик легких хворого. У той же час потік і обсяг в цій ситуації будуть багато в чому визначатися опором легеневої тканини.

У разі керування за обсягом, контролюючий механізм вимірює дихальний обсяг і підтримує задану криву «обсяг-час».

У більшості респіраторів доставляється обсяг контролюється опосередковано, шляхом вимірювання та зміни потоку і инспираторного часу. Вентилятор, таким чином, є контрольованим по потоку (Puritan-Bennet 7200, Bear 1000, Servo ventilator 900C). Обсяг в такій ситуації просто вираховується, при цьому він не залежить від механічних характеристик легких.

При контролі за часом, тиск, а також потік і обсяг залежать від механічних характеристик дихальної системи. Єдиний параметр, який контролюється в цій ситуації, - це инспираторное і експіраторное час. Деякі високочастотні вентилятори є контрольованими за часом.

Процес зміни потоку і тиску за часом може бути відображений графічно. Результуючу фігуру прийнято називати кривою. Під час инспираторной фази вентилятори здатні створювати прямокутну, експонентну, рампообразную і синусоидальную криві. Тип кривої залежить від того, яку з змінних вентилятор контролює. Наприклад, якщо здійснюється контроль тиску, то крива потоку - прямокутна або експоненціальна, при контролі за обсягом - рампообразная або синусоїдальна, при контролі по потоку - прямокутна, синусоїдальна, рампообразная (висхідна чи спадна) або експоненціальна падаюча (рис. 6.1).

Респіратор одномоментно може контролювати тільки один параметр: або тиск в дихальних шляхах, або инспираторную криву обсягу, або криву потоку. Ці параметри, відповідно, і стають керованими.

Мал. 6.1. Принцип управління вентилятором



У дихальному циклі вентилятора розрізняють чотири фази: инспираторную, перемикання з вдиху на видих, експіраторну, перемикання з видиху на вдих. У кожній з них певний показник (параметр, змінна) вимірюється і використовується для початку, підтримки і закінчення фази.

Коли час, тиск, об`єм або потік досягають заданої величини і викликають перехід роботи вентилятора з видиху на вдих, він тригер по одному з цих параметрів. Наприклад, якщо встановлена апаратна частота дихання 12 разів / хв, то дихальний цикл триватиме 5 с (60: 12). Передбачається, що вентилятор після спливу цього строку переключиться на наступний струс період. Дана дія відбувається незалежно від самостійних спроб хворого. В такому випадку можна сказати, що вентилятор тригер по часу.

Якщо вентилятор має можливість фіксувати спробу хворого, зазвичай використовують тріггерованіе по тиску або по потоку. Часто під критичною вентиляцією розуміють саме ті режими, при яких инспираторная фаза ініціюється зусиллям хворого. Наприклад, якщо встановити чутливість тригера на 2 см Н2О, вентилятор буде фіксувати струс зусилля хворого лише тоді, коли тиск в дихальному контурі внаслідок самостійної спроби хворого здійснити вдих зменшиться на 2 см Н2О нижче вихідного (базового) рівня. В цьому випадку відбудеться тріггерованіе по тиску (рис. 6.2), і вдих буде ініційований незалежно від встановленої частоти дихання. Якщо чутливість встановлена невірно, наприклад, занижена, хворий повинен буде докласти більше зусиль, щоб ініціювати инспираторную фазу. Якщо чутливість тригера навпаки завищена, може бути зазначено автоматичне спрацьовування респіратора навіть при відсутності будь-яких спроб з боку хворого.

Відео: принцип роботи самогонний апарат, як все відбувається в самогонному апараті

Рис.6.2. Принцип роботи тригера по тиску



Тріггерованіе по потоку може здійснюватися кількома способами. Наприклад, коли базовий потік внаслідок спроби хворого вдихнути знижується на задану величину. Припустимо, що базовий потік, який проходить через дихальний контур апарату, складає 10 л / хв, а чутливість тригера встановлена на 3 л / хв. Коли вентилятор визначає падіння потоку на 3 л / хв (на виході з дихального контура) від вихідних значень (10 л / хв), він починає инспираторную фазу (рис.6.3). Ця система вимагає менше зусиль при диханні хворого, ніж тріггерованіе по тиску при порівнянних параметрах.

Ініціація вдиху, крім перерахованих вище способів може здійснюватися вручну, внаслідок екскурсій грудної клітки і т.д.

Тріггерованіе по потоку і по тиску порушується в умовах ауто- ПДКВ (рис. 6.4), оскільки при обох тригерних системах хворий дихальним зусиллям повинен подолати рівень ауто-ПДКВ (до рівня базового тиску - зовнішнє ПДКВ або 0), перш ніж апарат зафіксує цю спробу .

Тривалість инспираторной фази визначається часом від початку струс потоку до початку експіраторного потоку. Протягом инспираторной фази респіратор може контролювати тиск, обсяг або потік, проте зазвичай застосовують контроль лише перших двох.

Респіратор, як правило, обмежує значення цих параметрів. Якщо один з них не може перевищувати заздалегідь встановлене значення, прийнято говорити про обмеження по тиску, по потоку і т.д. Важливо відзначити, що, наприклад, в режимі примусової вентиляції легенів, контрольованої по тиску, останнім в инспираторную фазу не може перевищувати заданого значення. Однак досягнення цього тиску не приводить до перемикання з вдиху на видих. Інспіраторна фаза в такому випадку закінчиться після закінчення встановленого часу. Таким чином, обмежений параметр не може перевищити встановленого значення, але він не визначає зміну фаз дихального циклу.

Мал. 6.3. Принцип роботи тригера по потоку

Мал. 6.4. Порушення роботи триггерной системи при розвитку ауто-ПДКВ

Всі сучасні респіратори мають можливість обмеження максимального тиску за допомогою спеціальних запобіжних клапанів. Отже, незалежно від механізму перемикання фаз циклу і контрольованого параметра (контроль за обсягом або по тиску), респіратори забезпечують режими вентиляції, обмежені по тиску. Це оберігає хворого від надлишкового тиску в дихальних шляхах, особливо при використанні режиму вентиляції, що підлягає контролю за обсягом. Зазвичай встановлюють рівень лімітує тиску на 10 см Н2О вище максимального тиску, створюваного при об`ємної вентиляції. Досягнення межі тиску, як правило, супроводжується включенням світлової та аудіо сигналізації. На деяких респіраторах при досягненні гранично допустимого тиску відбувається екстрене перемикання инспираторной фази на експіраторну.

За способом перемикання фаз дихального циклу з вдиху на видих (циклирование) розрізняють респіратори з перемиканням за часом, по потоку, по тиску або за обсягом.

Найбільш часто в якості параметра для перемикання фаз дихального циклу використовується час. При перемиканні за часом фаза вдиху припиняється після закінчення заданого часу вдиху. Апарат обмежує струс потік (або инспираторную фазу, якщо використовується пауза вдиху) заданого часу, після чого відкривається клапан видиху, і починається експіраторная фаза.

У багатьох респіраторах третього покоління при реалізації режимів, контрольованих за обсягом (CMV-VC, SIMV-VC), апарат може вимірювати потік і вираховувати час, необхідний для доставки заданого дихального об`єму. Таким чином, перемикання на видих відбувається після закінчення певного часу. Слід також зазначити, що режими вентиляції, що підлягають контролю згідно тиску (РСV, SIMV-РC), фактично також є тайм-циклічними (тобто обмежувати за часом).

При перемиканні фаз дихального циклу по тиску инспираторная фаза припиняється, коли досягається заданий тиск в дихальних шляхах. Перемикається по тиску вдих закінчується після досягнення заданого тиску в дихальному контурі, незалежно від дихального обсягу, инспираторного часу і потоку. Дихальний обсяг в цій ситуації залежить від розтяжності легких і опору дихальних шляхів. Оскільки доставляється обсяг в такій ситуації мало передбачуваний, режими з перемиканням по тиску рідко використовуються в інтенсивній терапії. Описаний варіант вентиляції можна спостерігати на деяких сучасних респіраторах, коли спрацьовування клапана, що обмежує максимальний тиск, призводить до припинення струс потоку і переключення на видих.

Перемикається за обсягом вдих припиняється після доставки заданого дихального об`єму в легені пацієнта, незалежно від пікового тиску, струс потоку і часу. Саме за таким принципом працюють, наприклад, респіратори РО-5, РО-6, а також інші апарати ШВЛ, призначені в основному для проведення анестезії.

При режимах з перемиканням за обсягом вентилятор не може компенсувати втрати води в системі газу, які можуть бути виявлені шляхом визначення обсягу видихуваного газу. Іноді також помилково вважають, що заданий дихальний обсяг гарантовано доставляється в легені хворого незалежно від опору дихальних шляхів і легенево-торакального комлайнса. Насправді це твердження не зовсім вірно. У инспираторную фазу повітря надходить в дихальний контур і легені хворого, причому розподіл газу багато в чому залежить від їх відносної розтяжності. В середньому вважається, що втрати дихального обсягу в дихальному контурі становлять приблизно 4 мл / см Н2О.

Вдих, перемикається по потоку, припиняється, коли струс потік, створюваний вентилятором, знижується до певної (вибраної) величини, незалежно від дихального обсягу і часу вдиху. Цей спосіб зміни фаз дихального циклу використовується в режимі вентиляції з підтримкою тиском (PSV). Зазвичай перемикання на видих відбувається, коли потік газу зменшується до 25% від максимального струс потоку. Для респіратора це означає, що инспираторное зусилля хворого слабшає, і хворий збирається зробити видих.

Протягом експіраторной фази також контролюється один з параметрів (потік, обсяг, тиск або час). Найбільш часто в експіраторну фазу підтримується заданий тиск, який може бути на рівні атмосферного або позитивним (ПДКВ). Потік також може використовуватися в якості показника, який встановлюється в експіраторну фазу. Наприклад, базовий потік на апараті «Puritan-Bennet 7200» виставляється оператором ( «flow-by»).

Щоб чотири фази повного дихання були виконані, оператор вибирає і встановлює певні функції і регулювальні параметри за допомогою кнопок, рукояток і т.д., розташованих, як правило, на передній панелі респіратора (керуюча панель, призначений для користувача інтерфейс). Іншими словами, за допомогою керуючої панелі оператор визначає, яким чином дихальний цикл буде виконано, тобто встановлює параметри вентиляції (табл.6.2).



Таблиця 6.2

Основні параметри ШВЛ

Инспираторное час (Ti). У хворих, у яких використовується допоміжна вентиляція легенів, бажано, щоб инспираторное час не було великим. Це поліпшить синхронізацію дихання хворого з роботою апарату ШВЛ. Короткий вдих вимагає високого струс потоку, який збільшує пікове тиск в дихальних шляхах, але може незначно впливати на альвеолярне тиск. Подовжуючи час вдиху, можна досягти поліпшення розподілу вентиляції та оксигенації. Однак при цьому може виникнути феномен ауто-ПДКВ, що необхідно враховувати при проведенні вентиляції. Коли використовується тривалий инспираторное час (gt; 1,5 с) часто потрібно седатации і релаксація.

Инспираторное час можна встановити декількома способами. При вентиляції, контрольованої за обсягом, що встановлюється струс потік є принциповою детермінантою часу вдиху і відносини вдиху до видиху. Інші способи установки тривалості инспираторной фази - це безпосередня установка часу вдиху, відносини I: E (або зазначення тривалості вдиху в% до тривалості дихального циклу).

Дихальний обсяг (ДО, VT). Найбільш часто у хворих з відносно здоровими легкими, яким проводиться ШВЛ, рекомендується використовувати дихальний обсяг, рівний 10-15 мл / кг ідеальної маси тіла, тобто дещо більше, ніж при спонтанному диханні. Раніше вважалося, що великий дихальний обсяг необхідний для запобігання ателектазірованіі. Однак на компрометувати легких великий дихальний обсяг може викликати локальне перерозтягнення легеневої тканини і збільшувати ризик баротравми. В даний час широко прийнято використовувати невеликі дихальні обсяги, особливо у хворих з гострим пошкодженням легень (ОПЛ).

Частота дихання (f). Частота дихання підбирається таким чином, щоб забезпечити необхідну хвилинну вентиляцію: VE = VT? f. Зазвичай на початку ШВЛ її встановлюють в межах 8-12 разів / хв. Прийнятний розрахунковий VT може не завжди забезпечувати нормальний рівень РСО2, тому потрібен відповідний моніторинг вентиляції (газовий склад крові, Капнографії).

Форма струс потоку. Для вентиляції, контрольованої за обсягом, найбільш часто використовуються такі форми струс потоку:

- постійний потік (прямокутна форма) -

- регресний потік (рампообразная форма) -

- синусоїдальна форма потоку.

Пікове тиск вище при прямокутному, ніж при спадному потоці, середній тиск і розподіл вентиляції, навпаки, краще при рампообразной формі потоку. Оскільки форма потоку вище на початку вдиху, синхронізація з апаратом ШВЛ краще при спадної формі потоку. Хоча вибір її часто заснований швидше на сформованих стереотипах або можливості доступних вентиляторів, проте визнано, що спадна форма потоку є більш кращою у порівнянні з іншими.

Пауза вдиху також може сприяти поліпшенню розподілу газу. Однак инспираторная пауза має негативний ефект на системну гемодинаміку, особливо якщо значно подовжується час вдиху. При допоміжної вентиляції пауза вдиху не повинна використовуватися, оскільки це часто призводить до рассинхронизации дихання хворого з роботою апарату ШВЛ.

При вентиляції, контрольованої по тиску, форма струс потоку - експонеціально спадна. Швидкість зниження потоку залежить від виставленого тиску і розтяжності легких. При високому опорі потік зменшується повільно. При низькій розтяжності і тривалому часу вдиху потік зменшується досить швидко, і момент, коли він припиняється, може бути досягнутий до закінчення инспираторного часу.

Середній тиск в дихальних шляхах. Безліч корисних і несприятливих ефектів ШВЛ пов`язаний із середнім тиском в дихальних шляхах. Факторами, що впливають на цей тиск, є:

- пікове инспираторное тиск,

- рівень загального ПДКВ (зовнішнє ПДКВ + ауто-ПДКВ),

- I: E відношення вдиху до видиху,

- частота дихання,

- форма струс потоку.

Для того щоб уникнути багатьох ускладнень ШВЛ, бажано не допускати різкого і значного підвищення середнього тиску в дихальних шляхах. Однак в певних ситуаціях (ОПЛ, наприклад) обійтися без цього важко.

Позитивний тиск кінця видиху (ПДКВ, РЕЕР - positive end expiratory pressure). ПДКВ часто використовується в інтенсивної терапії у хворих з гострою дихальною недостатністю. Зазвичай невеликі значення його встановлюють у всіх хворих, яким проводиться ШВЛ. Воно необхідне для збільшення ємності легень, зменшення внутрілегочного шунтування, поліпшення розтяжності легких і оксигенації. У хворих з ГРДС слід використовувати ПДКВ порядку 8-12 см вод. ст., тобто вище рівня, при якому відбувається коллабірованіе альвеол на видиху (перша точка вигину на кривій «обсяг-тиск»).

ПДКВ вище 15 см Н2О застосовують рідко. Такий рівень може бути небезпечний внаслідок перерозтягнення альвеол і негативного впливу на гемодинаміку. ПДКВ слід також обережно використовувати у хворих з одностороннім ураженням легень. У цьому випадку збереження позитивного градієнта тиску в кінці видиху може привести до перерозтягнення більш розтяжних ділянок легких, приводячи до шунтування крові через не вентильовані, менш розтяжні зони.

ПДКВ може бути корисним з точки зору поліпшення роботи тригера при наявності ауто-РЕЕР в процесі вентиляції хворого. Ауто-РЕЕР в такому випадку є додатковим порогом, який повинен бути подоланий до того, як тиск (або потік) зменшиться в дихальних шляхах, щоб тріггеровать вентиляцію. Збільшуючи ПДКВ приблизно до рівня загального (встановлений ПДКВ + ауто-ПДКВ), можна поліпшити здатність хворого ініціювати вдих.

Важливо встановити всі можливі системи тривоги на респіраторі. Найбільш важливою є та система сигналізації, яка виявляє розгерметизацію контура. Ця ситуація діагностується або по зниженню тиску в дихальному контурі, або щодо зменшення обсягу, виміряного на видиху. Чутливість системи тривог повинна бути встановлена таким чином, щоб виявити не тільки явне роз`єднання елементів контуру, але і порівняно невеликі витоку з системи хворий-вентилятор. Сучасні вентилятори, як правило, мають також системою тривог на надлишковий тиск, втрату заданого ПДКВ, частоти дихання, апное та ін.lt; lt; ПопереднєНаступна gt; gt;

Увага, тільки СЬОГОДНІ!