Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
ГоловнаМедицинаІнтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога
« Попередня Наступна »
Полушин Ю.С. (Ред). Керівництво з анестезіології та реаніматології, 2004 - перейти до змісту підручника

Класифікація апаратів ШВЛ і принцип їх роботи

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, способом перемикання фаз дихального циклу, за принципом дії системи сигналізації і т.д. (Табл. 6.1). Крім того, апарати ШВЛ поділяють за призначенням (стаціонарні, транспортні), по конструкції (пересувні, що перевозяться, що переносяться), по типу рушійного механізму (централізоване джерело стисненого газу, внутрішній або зовнішній компресор, хутра тощо) 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 внутрішньої дії, що подають потік газу до легких хворого. Респіратори зовнішнього 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 акумуляторам (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 живленням. Функціональні можливості останніх вельми 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, об'єм, потік і час. Відповідно, по виду контрольованого параметра респіратори класифікуються як контрольовані за обсягом, тиску, потоку або часу.

При контролі по тиску респіратор підтримує заданий патерн тиску в дихальному контурі незалежно від характеристик легких хворого. Водночас потік і обсяг у цій ситуації будуть багато в чому визначатися импедансом легеневої тканини.

У разі управління 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 кривої. Під час інспіраторной фази вентилятори здатні створювати прямокутну, експонентну, рампообразную і синусоїдальну криві. Тип кривої залежить від того, яку з змінних вентилятор контролює. Наприклад, якщо здійснюється контроль тиску, то крива потоку - прямокутна або експонентна, при контролі за обсягом - рампообразная або синусоїдальна, при контролі по потоку - прямокутна, синусоїдальна, рампообразная (висхідна або спадна) або експонентна падаюча (рис. 6.1).

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





Рис. 6.1. Принцип управління вентилятором



У дихальному циклі вентилятора розрізняють чотири фази: інспіраторную, 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 по закінченні цього часу переключиться на наступний інспіраторний період. Дана дія відбувається незалежно від самостійних спроб хворого. У такому випадку можна сказати, що вентилятор тригер за часом.

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





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 контуру) від вихідних значень (10 л / хв), він починає інспіраторную фазу (рис.6.3). Ця система вимагає менше зусиль при диханні хворого, ніж тріггерованіе щодо 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 інспіраторной фази визначається часом від початку струс потоку до початку експіраторного потоку. Протягом інспіраторной фази респіратор може контролювати тиск, об'єм 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, останнє в інспіраторную фазу не може перевищувати заданого значення. Проте 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.



Рис. 6.3. Принцип роботи тригера по потоку

Рис. 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 об'ємом або по тиску), респіратори забезпечують режими вентиляції, обмежені по тиску. Це охороняє хворого від надлишкового тиску в дихальних шляхах, особливо при використанні режиму вентиляції, контрольованого 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 інспіраторной 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 об'ємом.

Найбільш часто як параметр для перемикання фаз дихального циклу використовується час. При перемиканні за часом фаза вдиху припиняється після закінчення заданого часу вдиху. Апарат обмежує струс потік (або інспіраторную фазу, якщо використовується пауза вдиху) заданим часом, після чого відкривається клапан видиху, і починається експіраторна 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, контрольовані по тиску (РСV, SIMV-РC), фактично також є тайм-циклічними (тобто обмежує за часом).

При перемиканні фаз дихального циклу по тиску инспираторная фаза припиняється, коли досягається заданий тиск в дихальних шляхах. Перемикаємий по тиску вдих закінчується по досягненні заданого тиску в дихальному контурі, незалежно від дихального обсягу, инспираторного часу і потоку. Дихальний обсяг в цій ситуації залежить від розтяжності легень 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, обмежує максимальний тиск, призводить до припинення струс потоку і переключенню на видих.

Перемикаємий за обсягом вдих припиняється після доставки заданого дихального обсягу 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 можливі витоки 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 інспіраторную фазу повітря надходить в дихальний контур і легені хворого, причому розподіл газу в чому залежить від їх відносної розтяжності. У середньому вважається, що втрати дихального обсягу в дихальному контурі складають 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 як показник, 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, користувальницький інтерфейс). Іншими словами, за допомогою керуючої панелі оператор визначає, яким чином дихальний цикл буде виконаний, 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 піковий тиск в дихальних шляхах, але може незначно впливати на альвеолярне тиск. Подовжуючи час вдиху, можна досягти покращення розподілу вентиляції та оксигенації. Однак при цьому може виникнути феномен ауто-ПДКВ, що необхідно враховувати при проведенні вентиляції. Коли використовується тривалий инспираторное час (> 1,5 с) часто потрібно седатации і релаксація.

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

  Дихальний об'єм (ДО, VT). Найбільш часто у хворих з відносно здоровими легкими, яким проводиться ШВЛ, рекомендується використовувати дихальний об'єм, рівний 10-15 мл / кг ідеальної маси тіла, тобто дещо більше, ніж при спонтанному диханні. Раніше вважалося, що великий дихальний об'єм 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 ушкодженням легенів (ОПЛ).

  Частота дихання (f). Частота дихання підбирається таким чином, щоб забезпечити необхідну хвилинну вентиляцію: VE=VT? f. Зазвичай на початку ШВЛ її встановлюють у межах 8-12 разів / хв. Прийнятний розрахунковий VT може не завжди забезпечувати нормальний рівень РСО2, тому потрібно 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.

  Піковий 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 можливостях 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 негативним ефектом 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 легенів. При високому опорі потік убуває повільно. При низькій розтяжності і тривалому часу вдиху потік убуває 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 ставлення 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. Проте в певних ситуаціях (ОПЛ, наприклад) обійтися без цього важко.

  Позитивний тиск кінця видиху (ПДКВ, РЕЕР - positive end expiratory pressure). ПДКВ часто використовується в інтенсивній 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 легень 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 легенів, приводячи до шунтування крові через невентильовані, 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 подолана 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 щодо зниження 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, володіють також системою тривог на надлишковий тиск, втрату заданого ПДКВ, частоти дихання, апное та ін 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Класифікація апаратів ШВЛ і принцип їх роботи"
  1.  Грижа стравохідного отвору діафрагми
      Вперше опис грижі стравохідного отвору діафрагми (ПОД) зроблено Морганьи ще в 1768 році. За даними сучасних авторів даний патологічний стан за своєю поширеністю успішно конкурує з дуоденальномувиразками, хронічний холецистит та панкреатит. При аналізі частоти захворюваності в залежності від віку встановлено, що даний стан зустрічається у 0,7% всіх
  2.  Набутих вад серця
      Набуті вади серця є одним з найбільш поширених захворювань. Вражаючи людей різних вікових груп, вони призводять до стійкої втрати працездатності та представляють серйозну соціальну проблему. Незважаючи на достатню вивченість клінічної картини, помилки в діагностиці цих вад зустрічаються досить часто. Тим часом вимоги до правильної діагностики надзвичайно
  3.  Хронічна серцева недостатність
      Спроби дати повноцінне визначення даному стану робилися протягом декількох десятиліть. У міру розвитку медичної науки змінювалися уявлення про сутність серцевої недостатності, про причини призводять до її розвитку, патогенетичних механізмах, процеси, які відбуваються в самій серцевому м'язі і різних органах і тканинах організму в умовах неадекватного кровопостачання
  4.  ВАГІТНІСТЬ І ПОЛОГИ ПРИ СЕРЦЕВО-СУДИННИХ ЗАХВОРЮВАННЯХ, анемії, захворюваннях нирок, цукровому діабеті, вірусному Гіпатії, ТУБЕРКУЛЬОЗ
      Одне з найважчих екстрагенітальних патологій у вагітних є захворювання серцево-судинної системи, і основне місце серед них займають вади серця. Вагітних з вадами серця відносять до групи високого ризику материнської та перинатальної смертності та захворюваності. Це пояснюють тим, що вагітність накладає додаткове навантаження на серцево-судинну систему жінок.
  5.  Пошкодження структурних елементів репродуктивної системи: вплив на реалізацію функції
      Репродуктивна система, як будь-яка істинна система, характеризується стійкою структурою, взаємодією складових її елементів і певними зв'язками з іншими системами організму. Ці властивості роблять можливим передбачення причин порушення у функціонуванні системи та розробку адекватних схем діагностики і корекції. Виходячи з принципів структури і регуляції репродуктивної системи
  6.  Легенева серце
      ЛЕГЕНЕВІ СЕРЦЕ (ЛЗ) - це клінічний синдром, обумовлений гіпертрофією і / або дилатацією правого шлуночка, що виникла в результаті гіпертензії в малому колі кровообігу, яка в свою чергу розвивається внаслідок захворювання бронхів і легенів, деформації грудної клітки або поразки легеневих судин. Класифікація. Б.Є. Вотчал (1964) пропонує класифікувати легеневе серце по 4
  7.  Лікувальний ефект контрацептивних гормонів
      Дисфункціональні маткові кровотечі У тому випадку, якщо маткова кровотеча виникає в результаті порушення циклічної продукції гормонів яєчниками при відсутності будь-якої органічної патології, його називають дисфункціональним маточним кровотечею (ДМК). За визначенням ряду авторів, ДМК - це «діагноз виключення», який можна поставити тільки в тому випадку, якщо після ретельного
  8.  ЕТІОПАТОГЕНЕЗ, КЛІНІКА І ДІАГНОСТИКА гипе-РАНДРОГЕНІІ
      Стероїд-продукують залози, до яких відносяться статеві залози і надниркові залози, мають спільне ембріональний походження, формуючись з урогенітального гребінця. У результаті складного процесу диференціювання кожна залоза спеціалізується на домінуючому синтезі андрогенів, естрогенів або кортикостероїдів. Характер стероїдогенезу в них детермінований набором різних ферментів. Визначальним
  9.  Клініка і діагностика ПМС
      Перебіг ПМС характеризується індивідуальним різноманітністю клінічних проявів і властивою у всіх випадках циклічністю, тобто маніфестацією симптоматики в II фазу МЦ, яку, за визначенням Катаріни Дальтон, ще називають "параменструумом". У цьому контексті слід зазначити, що комплекс розглянутих симптомів може проявлятися періодично і у жінок, які не менструюють або
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека