При вдохе и выдохе дыхательная система преодолевает неэластическое (вязкое) сопротивление, которое складывается из следующих компонентов: 1) аэродинамического сопротивления воздухоносных путей; 2) вязкого сопротив-
ления тканей; 3) инерционного сопротивления (последнее настолько мало, что им можно пренебречь).
Вдыхаемый или выдыхаемый воздух движется по воздухоносным путям под действием градиента давления между полостью рта и альвеолами. Этот градиент давления служит движущей силой для переноса дыхательных газов.. Неэластическое сопротивление равно сумме сопротивления воздухоносных путей и сопротивления тканей. Сопротивление тканей сравнительно невелико: в норме общее неэластическое сопротивление легких на 90% создается сопро-тивлением воздухоносных путей, и лишь на 10%-сопротивлением тканей.
При повышенном аэродинамическом сопротивлении дыхательных пу-тей наблюдается характерное снижение частоты спонтанного дыхания и увеличении дыхательного объема. Обратное явление происходит при увеличении эластического сопротивления , когда частота дыхания за-метно увеличивается и может стать в 2--3 раза больше нормальной , а дыхательный объем уменьшится.
Остановка дыхания независимо от вызвавшей ее причины смертельно опасна. С момента остановки дыхания и кровообращения человек находится в состоянии клинический смерти. Как правило, уже через 5-10 мин недостаток О2 и накопление СО2 приводят к необратимым повреждениям клеток жизненно важных органов, в результате чего наступает биологическая смерть. Если за этот короткий срок провести реанимационные мероприятия, то человека можно спасти.
К нарушению дыхания могут привести самые разное причины, в том числе закупорка дыхательных путей, повреждение грудкой клетки, резкое нарушение газообмена и угнетение дыхательных центров вследствие повреждения голов-ного мозга или отравления. В течение некоторого времени после внезапной ос-тановки дыхания кровообращение еще сохраняется: пульс на сонной артерии
определяется в течение 3-5 мин после последнего вдоха. В случае же внезапной остановки сердца дыхательные движения прекращаются уже через 30-60 с.
Работа , производимая дыхательными мышцами для вентиляции лег-ких , направлена на преодоление всех видов сопротивления . .Следовательно , чем выше сопротивление , тем большую работу выпол-няет дыхательная мускулатура. Потребление кислорода дыхательными мышцами в норме составляет около 3% общего потребления его орга-низмом . Однако при физической нагрузке энергетические потребности дыха-тельных мышц возрастают в большей степени, чем минутный объем дыхания и поглощение О2. В связи с этим при тяжелой физической работе на деятельность дыхательной мускулатуры затрачивается до 20% общего потребления кислоро-да.
Величины легочных объемов и емкостей значительно варьируют. Ко-лебания в норме настолько велики, что целесообразно приводить лишь средние цифровые границы. У взрослых людей максимальная емкость легких со-ставляет 4500 - 6000 мл, из них остаточный объем -- 1000 - 1500 мл, резерв-ный объем выдоха -- 1500 - 2000 мл, дыхательный объем -- 300 - 600 мл, ре-зервный объем вдоха -- 1500 - 2000 мл.
Перемещение воздуха между внешней средой и легкими, т. е. вентиляция легких, осуществляется благодаря разнице давлений во внешней среде и в аль-веолах, при этом воздух всегда перемещается из области с более высоким в об-ласть с более низким давлением. При самостоятельном дыхании во время вдоха усилие дыхательных мышц, преодолевая эластическое сопротивление легких, увеличивает объем грудной клетки и создает необходимую разницу давлений между внешней средой и легкими. При ИВЛ перемещение воздуха (дыхатель-ной смеси) между внешней средой и легкими совершается под действием внешней силы, создающей необходимую разность давлений.
2. Обзор существующих аппаратов
2.1. Способы проведения искусственной вентиляции
Существует два основных способа ИВЛ (искусственной вентиляции легких): способ вдувания и наружный (внешний) способ. При первом спосо-бе ИВЛ осуществляется путем подачи газовой смеси непосредственно в верхние дыхательные пути; при втором -- в результате наружного воздейст-вия на стенки грудной полости: грудную клетку или диафрагму.
ИВЛ наружным (внешним) способом. При этом способе переме-жающееся давление в грудной полости и в легких (и связанное с этим пере-мещение газа между внешней средой и легкими) происходит за счет наруж-ного воздействия на грудную клетку или диафрагму.
Аппараты ИВЛ наружного действия работают на гравитационном или пневматическом принципе. К первым относится «качающаяся кровать», ко вторым -- аппараты типа «железные легкие», аппараты с кирасой и аппара-ты с пневматическими нагрудными поясами.
При ИВЛ с помощью аппарата «качающаяся кровать» больного укла-дывают на спину на кровати, которая качается относительно своей попереч-ной горизонтальной оси. При опускании головного конца кровати содержи-мое брюшной полости своей массой давит на диафрагму, благодаря чему происходит активный выдох. При поднимании головного конца кровати диафрагма опускается, обеспечивая поступление воздуха в легкие. Приме-нение «качающихся кроватей» удобно из-за простоты и доступности обслу-живания больных. Однако, используя данный метод, невозможно обеспе-чить вентиляционные потребности при полном параличе дыхания; кроме то-го, более или менее длительное качание вызывает весьма неприятные ощу-щения у больного.
Аппарат «железные легкие» обеспечивает проведение наружного спо-соба ИВЛ путем создания циклических изменений давления воздуха вокруг всего тела больного, за исключением головы. Аппарат представляет собой герметичную камеру, соединенную с воздушным насосом. Работа насоса обеспечивает периодическое нагнетание или отсасывание воздуха из каме-ры.
Кирасные аппараты применяются для осуществления ИВЛ путем соз-дания циклических изменений давления воздуха вокруг грудной клетки и верхней части живота больного. Принцип их работы тот же, что и «желез-ных легких», но вентиляционный эффект меньше.
Разряжение при вдохе оказывает действие на все тело («железные лег-кие») или на значительную его часть (кирасы), что снижает венозный приток к сердцу. Это является одним из важных недостатков метода. Другими не-достатками являются трудности ухода за больными, невозможность приме-нения аппаратов ИВЛ во время хирургических операций, а также громозд-кость «железных легких».
Аппараты с пневматическими наружными поясами (манжетами) осуще-ствляют ИВЛ путем создания циклических изменений давления воздуха в поясе, накладываемом на грудную клетку или на верхнюю часть живота больного. Такой способ едва ли можно назвать физиологичным, так как при его выполнении для достижения удовлетворительного вентиляционного эф-фекта необходимо нагнетать воздух в пояс под значительным давлением (до 10 кПа) из-за малой поверхности соприкосновения пояса с телом. Однако пневматические манжеты все еще применяются горноспасательной службой ввиду простоты и доступности обслуживания.
Перечисленные недостатки ИВЛ наружным способом в целом и самих аппаратов в частности послужили причиной постепенного отказа от их при-менения.
ИВЛ способом вдувания. При этом способе поступление дыхательного газа в легкие обеспечивается его нагнетанием в легкие до создания в них на вдохе давления, превосходящего давление газа окружающей среды.
ИВЛ способом вдувания можно разделить на два основных вида:
вентиляцию с перемежающимся положительным давлением ( с ак-тивным вдохом и пассивным выдохом) ;
вентиляцию с перемежающимся положительным-отрицательным дав-лением ( с активным вдохом и с активным выдохом ) .
Первый вид имеет следующие разновидности:
а) вентиляцию с перемежающимся положительным-нулевым давлени-ем, при которой пассивный выдох совершается свободно, без задержки, илегкие пациента спадаются при выдохе до размеров функциональной оста-точной емкости;
б) вентиляцию с перемежающимся положительным- положительнымдавлением, при которой из-за сопротивления пассивному выдоху (или про-тиводавления) легкие пациента за время выдоха не опорожняются до функ-циональной остаточной емкости. При этом возникают постоянные по знаку,но отличающиеся по величине давления в конце вдоха и выдоха;
в) перемежающаяся принудительная вентиляция легких. Сущность это-го способа состоит в том, что при восстановлении самостоятельного дыха-ния после длительной ИВЛ больной продолжает дышать спонтанно черездыхательный контур аппарата ИВЛ. Спонтанное дыхание больного черезаппарат может осуществляться в обычном режиме -- с перепадами давле-ний'вдоха и выдоха вокруг нулевого (атмосферного) давления, либо по по-казаниям, в режиме ,так называемого спонтанного дыхания под постояннымположительным давлением.
Для поддержания гарантированного объема вентиляции аппарат перио-дически включается для проведения одного «принудительного» цикла. Час-
тоту таких включений регулирует врач в зависимости от вентиляционных возможностей больного.
г) синхронизированная перемежающая принудительная ИВЛ, когда «принудительный вдох» аппарата синхронизируется со вдохом больного с помощью триггерного блока. При постепенном увеличении интервалов ме-жду «принудительными» циклами облегчается отвыкание больного от аппа-рата при длительной ИВЛ.
2.2 Состояние перспективы развития аппаратуры ИВЛ
Области применения ИВЛ в медицинской практике в значительной степени установились. Общими показаниями к ее применению остаются необходимость поддержания оптимального газо-вого состава крови и необходимость снижения ра-боты, затрачиваемой пациентом на вентиляцию в условиях ненормально функционирующей дыха-тельной и сердечно-сосудистой систем. Отсюда следует применение ИВЛ для лечения дыхатель-ной недостаточности, обусловленной заболева-ниями различной этиологии, травмами, отравле-ниями, хирургическими вмешательствами на ор-ганах грудной полости, введением мышечных ре-лаксантов и (или) седативных препаратов, а также для борьбы с асфиксией новорожденных и лече-ния пороков их развития. Относительно новым направлением является применение вентиляцион-ной поддержки для борьбы с сонным апноэ. Основным местом применения ИВЛ по-прежнему являются стационарные лечебные учреждения, экстремальная медицина (в более узком смысле -- передвижные средства скорой помощи), родиль-ные дома и отделения. В условиях России в бли-жайшие годы, к сожалению, неперспективно ле-чение с использованием аппаратов ИВЛ на дому; почти не находит распространения и амбулатор-ное использование ИВЛ для лечения так называе-мых респираторных хроников.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14