Аппараты для искусственной и вспомогательной вентиляции легких (респираторы)

Единая классификация респираторов до настоящего време­ни не разработана. На практике принято осуществлять их группировку по ряду характерных признаков: способу дейст­вия, виду энергии, используемой при работе аппарата, способу переключения фаз дыхательного цикла.

¹ Такой комплексный подход к мониторированию эффективности рес­пираторной поддержки стал возможен благодаря созданию программы «SC (Supercalc)», разработанной в лаборатории компьютерного монито­ринга Научного центра хирургии РАМН (зав. Е.В.Флеров). Программа включает в себя 42 измеряемых параметра и 36 расчетных.

По способу действия различают несколько типов аппаратов. Респираторы наружного действия, как на все тело, так и на грудную клетку («железные легкие», кирасовые респираторы, кровать-качалка), представляют лишь исторический интерес. В настоящее время они полностью вышли из практического применения в силу их громоздкости, дороговизны и низкой эффек­тивности. В качестве аппаратов для вспомогательной вентиляции легких могут представлять определенный интерес устройства, предназначенные для создания переменного давления или переда­чи высокочастотных осцилляции на грудную клетку (см. главу 7).

Респираторы внутреннего действия. Все современные респираторы, функционирующие по принципу вдувания газа в легкие, позволяют обеспечить адекватную вентиляцию лег­ких у любых больных с преодолением как эластического, так и аэродинамического сопротивления дыхания.

К третьему типу можно условно отнести электростимуля­торы дыхания, принципом действия которых является уп­равление вентиляцией путем периодического раздражения диафрагмальных нервов или диафрагмы электрическими им­пульсами (см. главу 14).

По виду энергии, используемой при работе респираторов, также различают несколько типов аппаратов ИВ Л.

Работа аппаратов с ручным приводом, представляющих собой мех или саморасправляющийся эластичный резервуар (дыхательный мешок) с нереверсивным клапаном, основана на использовании мускульной энергии. Компактность, простота конструкции, возможность экстренного применения в любой ситуации — отличительные особенности респираторов данно­го типа. Наибольшее распространение получила модель фирмы «Ambu» (Дания). Отечественная разработка — АДР-1000 позволяет обеспечить дыхательный объем до 1200 мл, а минутную вентиляцию легких — до 25 л/мин.

Респираторы с механическим приводом в зависимости от вида используемой энергии подразделяются на следующие типы:

1. Аппараты с электроприводом, функционирующие от внеш­него источника электроэнергии или встроенного аккумулятора.

2. Аппараты с пневматическим приводом, приводимые в действие энергией сжатого газа.

3. Аппараты с комбинированным приводом, в которых управление осуществляется за счет электроэнергии, а вмес­то генератора вдоха используется сжатый газ из внешней пневмосети или автономного компрессора.

Использование электропривода позволяет эффективно осу­ществлять управление современными многофункциональны­ми респираторами на основе микропроцессорной техники, обеспечивает получение, анализ, отображение различной ин­формации как о режимах и параметрах работы респиратора,

так и биологической информации о состоянии пациента (био­механика дыхания, газообмен, метаболизм).

В то же время респираторы с пневмоприводом технически более просты, компактны, что делает их предпочтительными для приме­нения в экстренных ситуациях и при транспортировании больных.

Потенциальные преимущества аппаратов с комбинированным приводом связаны с возможностью упрощения конструкции за счет исключения из структуры респираторов генератора вдоха.

По способу переключения фаз дыхательного цикла разли­чают следующие основные типы респираторов.

1. С переключением по давлению — аппараты, в которых переключение со вдоха на выдох происходит после достижения заданной оператором величины давления в дыхательном контуре респиратора. В аппаратах данного типа вследствие выраженной зависимости режима работы от эластического и аэродинамичес­кого сопротивления основные параметры вентиляции (частота, дыхательный объем) могут существенно меняться.

2. С переключением по объему. При этом смена фазы вдоха на выдох происходит после того, как в дыхательные пути посту­пит заданный дыхательный объем. В действительности генери­руемый респиратором дыхательный объем по ряду причин может существенно отличаться от реального объема газа, по­ступившего в дыхательные пути. В связи с этим необходимы постоянный контроль за параметрами вентиляции в магистра­ли выдоха и наличие соответствующих сигналов тревоги.

3. С переключением по времени. При этом задается частота дыхательных циклов и устанавливается отношение времени вдох:выдох внутри цикла. Принцип смены фаз дыхательного цикла по времени в настоящее время находит все большее применение, поскольку при этом значительно легче организо­вать управление респиратором как во время искусственной, так и вспомогательной вентиляции легких.

Подробное изложение этих вопросов читатель может найти в работе Р.И.Бурлакова и соавт. (1986).

В настоящее время в мире серийно производится более 200 моделей респираторов. Приводим самую общую характеристи­ку лишь некоторых респираторов, получивших или получаю­щих определенное распространение в нашей стране, уделив основное внимание их функциональным возможностям.

Стационарные респираторы

Респираторы семейства РО. Среди стационарных респи­раторов отечественного производства, предназначенных для длительной ИВЛ, в течение многих лет были наиболее распро­странены аппараты типа РО (объемные респираторы). Различ-

ные модификации этих респираторов (РО-1, РО-2, РО-3, РО-5, РО-6) по существу не имели принципиальных различий по функциональным возможностям. Последняя модель РО-9Н (рис. 26.1) оснащена наркозным блоком, обеспечивает воз­можность использования лишь нескольких базовых режимов ИВЛ: с пассивным, активным (целесообразность применения этого режима весьма дискутабельна) выдохом и ПДКВ.

Традиционно в последних модификациях имеется блок вспомога­тельной вентиляции для проведения ВВЛ «триггерным» способом, ограниченные возможности которого отмечены выше (см. главу 9).

Как и во всех респираторах с переключением по объему, в ап­паратах типа РО частота вентиляции определяется устанавливае­мыми значениями дыхательного объема и минутной вентиляции.

Следует отдать должное надежности, долговечности и про­стоте в управлении респираторов РО, но нельзя не отметить их ограниченности в функциональном отношении по сравнению с современными зарубежными моделями.

Респиратор «Спирон-201» (рис.26.2). Аппарат работает по принципу переключения по времени. Он обеспечивает возмож­ность проведения управляемой ИВЛ с пассивным, активным (традиционно?) выдохом и ПДКВ, инспираторной паузой, перио­дическим раздуванием легких, расширен диапазон регулирова­ния соотношения времени вдох: выдох, включая и обратные (инверсированные) соотношения — до 3: 1. Вспомогательную ИВЛ можно проводить триггерным способом (переключение с вы­доха на вдох по «откликанию» на давление), возможно проведе­ние синхронизированной перемежающейся принудительной вентиляции (ППВЛ), аппарат обеспечивает возможность самосто­ятельного дыхания пациента в режиме постоянного положитель­ного давления (СДППД). Дополнительные возможности респира­тора: автоматическое обеспечение нагрева и увлажнения вдувае­мой смеси, проведение аэрозольной терапии и аспирации.

Респиратор «Фаза-5» (рис.26.3) представляет последнюю модификацию ранее разработанных моделей «Вдох» и «Фаза-3». Аппарат обеспечивает проведение искусственной и вспомогатель­ной вентиляции легких в следующих режимах: традиционная ИВЛ, ИВЛ с инспираторной паузой («плато»), ИВЛ с ПДКВ, ППВЛ, СДППД, высокочастотная вентиляция под положитель­ным давлением (контролируемая по объему). Работает по прин­ципу переключения фаз дыхательного цикла по времени. Частота вентиляции в обычном режиме — от 10 до 40 циклов в минуту, в высокочастотном режиме — от 40 до 160 циклов в минуту. Отно­шение времени вдох: выдох от 1: 2,3 до 1,5: 1. Аппарат снабжен паровым увлажнителем с регулируемым нагревом воды. Предус­мотрена аварийная звуковая и световая сигнализация при разгер­метизации дыхательного контура, превышении уровня заданного давления на вдохе, перегреве газовой смеси в увлажнителе. Осо-

бенность респиратора «Фаза-5» состоит в возможности много­кратной стерилизации дыхательного контура без его разборки, перегретым паром с помощью входящего в комплект аппарата увлажнителя.

Респиратор «Servo Ventilator 900C» (рис.26.4) фирмы «Siemens» (ФРГ). Аппарат предназначен для длительной ИВЛ и для ВВЛ. Как и подавляющее большинство современных за­рубежных респираторов, он имеет комбинированный привод: от электросети осуществляется питание систем управления и измерения, источником газового потока служат сжатые газы: кислород, воздух (от придаваемого компрессора), закись азота (при комплектации наркозным 'блоком аппарат используют также в общей анестезии). Респиратор обеспечивает традици­онную ИВЛ (с задаваемыми МОД — до 45 л/мин и частотой — от 10 до 120 циклов в минуту), ИВЛ с инспираторной паузой, длительность которой регулируется от 5 до 30 % от времени вдоха, ИВЛ с ПДКВ до 50 см вод.ст., периодическое удвое­ние вдоха, ИВЛ с управляемым давлением. Отношение вдох: выдох регулируется дискретно от 1: 5 до 4: 1. Респира­тор позволяет осуществлять выбор различных режимов ВВЛ: триггерная ВВЛ по давлению, поддержка давлением, синхро­низированная ППВЛ, их сочетание, СДППД и проводить руч­ную ИВЛ с помощью мешка. Имеется возможность выбора двух видов потока: постоянного и повышающегося. Паровой увлаж­нитель обеспечивает нагревание вдыхаемого газа до заданной температуры у тройника, которая поддерживается автомати­чески. Цифровое табло показывает (по выбору): дыхательный объем (на вдохе и на выдохе), МОД (на выдохе), Р_пик, Р_ПЛат> среднее давление, FiO2 (в %), частоту дыхания. Имеются также стрелочные манометр и указатель МОД. Дополнительно аппарат может быть укомплектован анализатором СО2 в выды­хаемом воздухе (на цифровом табло отражаются по выбору F_etCO2, VCO2, vdh Уд), а также блоком контроля механики ды­хания (С, R на вдохе и выдохе, уровень ПДКВ). Стыковка с многоканальным монитором (рис. 26.5) позволяет получить отображение ряда параметров в графическом виде.

Респиратор «Engstrom Elvira» (рис. 26.6) фирмы «Gam-bro» (Швеция) обеспечивает те же режимы ИВЛ и ВВЛ, а также режим ППВЛ с принудительным поддержанием заданной ми­нутной вентиляции (Extended mandatory minute volume — EMMV, см. главу 11). Кроме того, обеспечен выбор трех форм кривых потока: постоянной, повышающейся и снижающейся. Регулируются: дыхательный объем (от 0,1 до 2 л), частота вен­тиляции (до 60 циклов в минуту), отношение вдох: выдох (от 1: 3 до 3: 1). Система контроля за состоянием пациента позво­ляет определять давление в дыхательных путях, растяжимость легких и грудной клетки (С), аэродинамическое сопротивление

••••мяняяншвввнввпнввптяпшя

Ьч-Чачй» ftjf.y? Л41> 4b,iiw^lt,^p>,are;,ti,u]iii-icj*iKi1fii«Ь*.^£ьлм*

(R) на вдохе. Важно отметить.что с помощью микропроцессора осуществляются запоминание и сравнение текущих значений по­казателей биомеханики дыхания со значениями, измеренными 15 мин или 2 ч назад. Это позволяет оценить динамику состояния пациента. На экране монитора отражаются кривые давления и потока в дыхательных путях. Функциональные возможности респиратора существенно расширяются за счет использования дополнительных блоков-модулей: анализатора содержания СО2 и ССО2, во вдыхаемом и выдыхаемом газе и метаболического ком­пьютера (рис. 26.7). С помощью последнего можно определить по­требление кислорода, выделение углекислоты, дыхательный коэффициент и рассчитать энергетические потребности.

Респиратор «Evita-2» (рис. 26.8) фирмы «Draeger» (ФРГ). Основные режимы работы аппарата: традиционная ИВЛ с регу­лируемыми дыхательным объемом (до 2 л) и частотой (до 60 в ми­нуту), ИВЛ с инспираторной паузой, ИВЛ с ПДКВ (до 35 см вод.ст.). Отношение вдох: выдох регулируется от 1: 5 до 4: 1. Режимы ВВЛ представлены триггерной вентиляцией с отклика-нием по давлению, синхронизированной ППВЛ с системой при­нудительного поддержания заданной минутной вентиляции (EMMV), СДППД. Последний метод можно применять с регули­ровкой давления на двух уровнях, т.е. в режиме вентиляции двумя фазами положительного давления (ВДФПД — см. главу 6). Наличие нескольких дисплеев позволяет получать оперативную информацию об основных параметрах вентиляции (содержание qz во вдыхаемом газе, МОД, частота вентиляции, давление в ды­хательных путях, растяжимость легких, сопротивление дыха­тельных путей, элиминация СО2 и отношение vd/vj).

Респираторы «Веаг-33», «Веаг-5» и «Веаг-1000». В отно­сительно простой модели «Веаг-33» (рис. 26.9) реализована возможность трех режимов работы: традиционной ИВЛ, вспо­могательной триггерной вентиляции и синхронизированной ППВЛ. Регулируются: дыхательный объем (до 2,2 л), частота вентиляции (от 2 до 40 в минуту), ПДКВ (до 20 см вод.ст.), скорость газового потока (до 120 л/мин). Установка основных параметров вентиляции осуществляется с помощью сенсор­ных клавиш, рядом с которыми находятся соответствующие окна, в которых цифровая индикация отображает установлен­ные значения. На панели управления имеются также два дис­плея небольших размеров, один из которых служит для индикации режима вентиляции, а второй — для визуальной сигнализации тревоги. Аппарат может питаться как от сети переменного тока, так и от встроенного аккумулятора, поэто­му его можно использовать и как переносной респиратор.

Модель «Веаг-5» (рис.26.10) представляет собой современ­ный многофункциональный стационарный респиратор. В от­личие от респиратора «Веаг-33» этот аппарат позволяет до-

I

полнительно обеспечивать практически все режимы ИВЛ и ВВЛ, реализованные в респираторах «Servo Ventilator 900C» и, «Engstrom Elvira». На большом экране дисплея по желанию отражаются многочисленные параметры вентиляции (как за­данные, так и реальные), а также механические свойства лег­ких или кривые давления и потока в дыхательных путях.

Такой же высокий уровень электронного управления и мо­ниторинга имеется и в аппарате «Веаг-1000» который по суще­ству является модификацией респиратора «Веаг-5». В отличие от него в данной модели монитор не входит в конструкцию ап­парата и он может продолжать функционировать в заданном режиме при выходе монитора из строя.

Следует отметить, что во всех респираторах обеспечивается высокая объемная скорость газового потока — до 120—-150 л/мин, что имеет особое значение при ВВЛ: быстрое по­ступление газовой смеси в дыхательные пути при мини­мальном инспираторном усилии пациента.

Респиратор «Puritan-Bennett 7200» (США). Аппарат (рис. 26.11) имеет электрический привод, пневматическую сис­тему и систему управления компьютером. Обеспечивает режим традиционной ИВЛ с регулировкой дыхательного объема (до 2,5 л) и частоты (до 70 в минуту), ИВЛ с инспираторной паузой (устанавливается в секундах), ИВЛ с ПДКВ (до 50 см вод.ст.), ИВЛ с периодическим раздуванием легких, ИВЛ с управляе­мым давлением. Отношение вдох: выдох регулируется плавно путем изменения максимальной скорости потока от 1: 5 до 4: 1, причем имеется система, не позволяющая превысить это значе­ние. Аппарат позволяет осуществлять выбор различных режи­мов ВВЛ: триггерную ВВЛ с откликанием не только по давлению, но и по потоку, поддержку давлением, синхронизи­рованную ППВЛ, СДППД и проводить ручную ИВЛ с помощью подачи потока газа в дыхательные пути нажатием сенсорной клавиши. Возможен выбор трех видов кривых потока: постоян­ной, снижающейся и синусоидальной. Все режимы (кроме руч­ной ИВЛ) можно применять в самых различных сочетаниях. Респиратор снабжен дисплеем, на котором отражаются практи­чески все параметры вентиляции, кривые давления, потока в дыхательных путях и динамики объема, а также петли объем— давление и поток—объем, механические свойства легких (С и R). Контроль за работой аппарата осуществляется по многим параметрам, причем при возникновении неисправностей не только подаются световой и звуковой сигналы, но респиратор автоматически переходит на ВВЛ в режиме поддержки давле­нием с жестко фиксированными параметрами.

Респиратор «Newport WAVE Ventilator» фирмы «Berner Ross International». Управление аппарата микропроцессорное, питание — пневматическое от сжатого кислорода и воздуха.

При падении давления одного из сжатых газов на входе в аппарат ниже 2,8 кгс/см² нарушается регулирование состава вдыхаемой смеси, при этом срабатывает звуковая сигнализация. Недостат­ком аппарата является и то, что он не имеет собственного анали­затора содержания кислорода в дыхательной смеси, в связи с чем необходимо периодически проверять точность работы смесителя. Респиратор обеспечивает возможность проведения ИВЛ и ВВЛ в основных, наиболее распространенных режимах. Переключатель режимов имеет 3 позиции. В положении «Assist/Control» осу­ществляется ИВЛ с управлением по объему или по давлению. Ре­гулируемыми параметрами являются величина потока, время вдоха и частота вентиляции. Дыхательный объем определяется произведением потока на время вдоха. В положении тумблера «SIMV» осуществляется синхронизированная ППВЛ также с уп­равлением как по объему, так и по давлению, с заданной часто­той. В третьем положении переключателя может осуществляться спонтанная вентиляция в режиме СДППД или вспомогательная вентиляция с поддержкой давлением (Pressure support ventila­tion). Объемная скорость потока регулируется в диапазоне от 11 до 100 л/мин, что дает возможность существенно уменьшить ра­боту дыхания в начале фазы вдоха до начала увеличения потока газа в ответ на дыхательную попытку. Эта задержка в аппарате незначительна, примерно 10 мс. Важно также отметить наличие режима «Bias flow», т.е. дополнительного потока газа в дыхатель­ном контуре при спонтанном дыхании пациента в режимах СДППД или поддержки давлением либо в период между принуди­тельными вдохами. В случае недостаточности этого потока в ответ на сигнал с датчика давления открывается специальный клапан, через который практически в реальном времени подается допол­нительный поток, соответствующий потребности пациента (De­mand flow), позволяющий поддерживать давление в дыхатель­ных путях на установленном уровне и максимально снизить до­полнительную работу дыхания. Аналогичным образом в фазу вы­доха происходит снижение «потока смещения» (Bias flow), предохраняющее от повышения давления в дыхательных путях и соответственно увеличения работы дыхания в фазу выдоха. Это сервоуправление по принципу близко к режиму «Flow-by», реа­лизованному в респираторе «Puritan-Bennett 7200».

Как и в любом современном респираторе, в данной модели предусмотрена возможность цифровой индикации параметров вентиляции (ДО, МОД, частоты, давления в дыхательных путях, величина потока газа) и сигнализации при выходе определенных параметров за установленные пределы. Для цифровой индикации используется небольшой цифровой индикатор, на котором с помо­щью одного переключателя последовательно высвечиваются циф­ровые значения тех или иных параметров вентиляции.

Респиратор «BIPAP ST» (рис.26.12) фирмы «Respironix»

(США). Наряду с созданием многофункциональных респираторов отдельные фирмы разрабатывают более простые модели с реализа-дией одной базовой методики в нескольких модификациях. При­мером подобной разработки может служить аппарат «BIPAP ST». Основное назначение аппарата — осуществление респираторной поддержки в режимах вентиляции с двумя фазами положитель­ного давления в дыхательных путях (ВДФПД) и СДППД. Респи­ратор может работать в режиме управления пациентом (S-тип), при котором смена фаз высокого и низкого давления (см. главу 6) происходит в соответствии с дыханием больного, или в независи­мом режиме (Т-тип), когда длительность фаз задается оператором. Простота в управлении, надежность, незначительная масса (4,3 кг) позволяют применять аппарат как в стационарных, так и домашних условиях. (Создание «домашних» респираторов пред­ставляет самостоятельное направление и эти вопросы требуют спе­циального освещения.)

Портативные респираторы

Для респираторной поддержки на догоспитальном этапе в настоящее время применяют в основном две модели отечест­венных респираторов.

Респиратор «ДАР-05». Аппарат предназначен для оказа­ния экстренной респираторной помощи на месте происшест­вия. Работает от сжатого кислорода или воздуха под давлением 4 кгс/см², в стабилизаторе давление снижается до 1,6 кгс/см² (в его комплект входит двухлитровый кислородный баллон), переключение фаз дыхательного цикла осуществляется по вре­мени с помощью реле, выполненного на элементах пневмоавто­матики. Инжектор обеспечивает постоянное содержание кислорода (50 ± 10 %) в дыхательной смеси. Респиратор позво­ляет проводить ИВЛ с частотой от 10 до 50 циклов в минуту при фиксированном отношении вдох: выдох 1:2. Максимальный МОД относительно мал: 20 л/мин. ПДКВ регулируется до 15 см вод.ст., давление в дыхательных путях контролируется по стрелочному манометру. Аппарат небольшого размера и массы (1,5 кг без баллона), прост в эксплуатации, его можно крепить к носилкам с помощью специального держателя.

Респиратор «Пневмокомп 1» выполнен в виде отдельных блоков-модулей, расположенных на одной шине: блок ИВЛ, блок ВВЛ, блок ингаляции кислорода, блок аспирации. Респи­ратор обеспечивает ИВЛ с частотой от 8 до 50 циклов в минуту и дыхательным объемом от 0,25 до 1 л. ВВЛ осуществляют по принципу «откликания» на давление. В условиях скорой помо­щи и транспортирования больного высокая чувствительность триггера может приводить к срабатыванию от случайных при-

чин (сотрясение машины, вибрация и т.п.)- «Загрубление» же триггерного устройства с целью исключения случайного сраба­тывания неизбежно приведет к увеличению работы дыхания. В связи с этим использование данного способа ВВЛ на догоспи­тальном этапе представляется недостаточно обоснованным.

Из современных зарубежных моделей можно отметить следующие.

Респиратор МАХ фирмы «Hamilton medical» (Швейцария) имеет пневматический привод от источника сжатого кислоро­да, обеспечивает традиционную ИВЛ с частотой до 30 циклов в минуту. Длительность фазы вдувания постоянная — 1с, объем­ная скорость потока газа — до 100 л/мин. Респиратор имеет всего две ручки для управления частотой и дыхательным объ­емом (от 50 до 1500 мл). Предусмотрена возможность ручного управления вентиляцией путем нажатия на специальную кнопку. Давление в дыхательных путях можно контролиро­вать по стрелочному манометру. Встроенная батарея предна­значена для подачи звукового сигнала тревоги при падении давления сжатого газа и разрядке батареи. Размеры респирато­ра 30 х 16 х 8 см, масса — 2,5 кг. Кислород на управление прак­тически не расходуется. Основной недостаток: вентиляция осуществляется кислородом без подсоса окружающего воздуха.

Респиратор AXR 1а фирмы «Airox» (Франция) позволяет проводить традиционную ИВЛ с частотой от 10 до 40 циклов в минуту при постоянном отношении вдох: выдох 1:2. МОД ре­гулируется в диапазоне от 4 до 21 л/мин, ПДКВ — до 20 см вод.ст. В отличие от аппарата МАХ содержание кислорода в ды­хательной смеси можно устанавливать равным 55 или 100 %.

Респиратор «Crossvent-4» (рис. 26.13) фирмы «Bio-Med De­vices Inc.» (США) обеспечивает режим ИВЛ с частотой от 5 до 150 циклов в минуту с дыхательным объемом до 2500 мл, ИВЛ с ПДКВ, ВВЛ в режимах поддержки давлением, ППВЛ и СДППД. Имеется увлажнитель и обогреватель вдыхаемого газа, смеситель, позво­ляющий регулировать FjO2 (ступенчато, 9 позиций), дисплей, на котором отображается информация о режиме и параметрах венти­ляции, давлении в дыхательных путях, содержании кислорода в дыхательной смеси и ее температуре. Аппарат снабжен встроен­ным аккумулятором, позволяющим в течение 15ч работать авто­номно. Размеры 22 х 16 х 10 см, масса 3,6 кг. Однако для работы аппарата необходимо иметь два источника сжатого газа (воздух и кислород), что ограничивает возможности его широкого примене­ния, особенно в догоспитальных условиях.

⇐ Предыдущая37383940414243444546Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: