Схема устройства и работы аппарата для ИВЛ


За последние десять лет на основе новых представлений о физиологии дыхания изменились подходы к проведению искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Это позволило расширить наши возможности в лечении дыхательной недостаточности. Тем не менее, ИВЛ остается одной из самых сложных областей интенсивной терапии. Терминология трудна для восприятия и запутанна, в особенности из-за того, что нет согласованности в классификации различных режимов вентиляции. Многие авторы используют одни и те же термины - «control», «assisted», «spontaneous» и «mandatory» для определения совершенно различных понятий. В данной статье нам бы хотелось, не вдаваясь в сложные технические подробности, рассмотреть основные подходы к ИВЛ, которые доказали свою эффективность.

Принципиальная схема устройства аппарата для ИВЛ
А. Система управления.
Б. Дыхательный контур: 1. Камера высокого давления. 2. Регулятор потока. 3. Сервопривод. 4. Клапан, ограничивающий давление в дыхательном контуре. 5. Клапан вдоха. 6. У-образный тройник. 7. Датчик потока. 8. Клапан выдоха.

Для упрощения рисунка не указаны такие обязательные элементы, как увлажнитель и бактериальные фильтры.

Принципиальная схема устройства современного аппарата для ИВЛ приведена на рис. 1. Она включает в себя две основные части - управляющую (А) и исполнительную (Б).

Управляющая часть представляет собой компьютер с соответствующим программным обеспечением; исполнительная - дыхательный контур с системой клапанов и датчиков, с помощью которых регулируется движение потока газовой смеси. Устройство, создающее этот поток, состоит из двух камер (1), в которых поддерживается постоянное давление воздуха и кислорода, многократно превышающее таковое в дыхательном контуре. При этом величина потока и процентное содержание кислорода полностью определяются геометрическими характеристиками отверстий (2), размеры которых изменяются с помощью специальных сервоприводов (3). Кроме того, обязательными компонентами дыхательного контура являются: клапан, ограничивающий давление (4), и клапан выдоха (8). В ряде аппаратов функции клапана вдоха (5) выполняет система регуляции потока газовой смеси, что позволяет упростить устройство контура и несколько снизить расход дыхательной смеси при определенном увеличении времени срабатывания системы. Вынесение датчика потока (7) за У-образный тройник (б) дает возможность легко дифференцировать потоки газа в дыхательных путях больного и контуре аппарата, но при этом приходится столкнуться с проблемой загрязнения датчика мокротой и выделениями из дыхательных путей больного.

Представленная схема устройства аппарата для ИВЛ позволяет: а) обеспечить переключение со вдоха на выдох и в обратном порядке в любой момент времени; б) использовать обратную связь для управления потоком газов в соответствии с попытками спонтанного дыхания больного. При этом такое понятие, как режим вентиляции, сводится к алгоритму управления потоком газа в дыхательном контуре аппарата.

В настоящее время предложено множество самых различных режимов ИВЛ. Наиболее удачный способ для того, чтобы разобраться в связанной с ними терминологии, заключается в выделении трех основных характеристик:

  1. Пусковой механизм (или триггер) - сигнал, по которому открывается клапан вдоха и инициируется дыхательный цикл.
  2. Предел (или лимит) - фактор, который ограничивает поток дыхательной смеси, подаваемой в легкие во время вдоха.
  3. Переключение - сигнал, по которому прекращается вдох и, возможно, с определенной задержкой во времени открывается экспираторный клапан.

Такой подход при достаточной простоте позволяет охватить все элементы дыхательного цикла.

По механизму инициации дыхательного цикла можно выделить принудительную и вспомогательную ИВЛ. При принудительной вентиляции дыхательный цикл инициируется аппаратом в соответствии с заданной частотой дыхания; при вспомогательной -попыткой вдоха больного, для определения которой могут использоваться различные механизмы. Ранние модели вентиляторов реагировали на изменение давления в контуре, современные отвечают на изменение потока. Считается, что таким образом можно уменьшить усилия больного, необходимые для инициации вдоха. Однако имеются данные, что это утверждение не всегда верно.

Для регуляции количества газа, поступающего в легкие во время вдоха, может использоваться ограничение инспираторного потока (вентиляция, лимитированная по потоку) или давления (вентиляция, лимитированная по давлению), а также сочетание этих двух механизмов.

Процесс переключения несколько сложнее, поскольку между прекращением вдоха и началом выдоха (открытие экспираторного клапана) может включаться определенный промежуток времени, или инспираторная пауза. Переключение может осуществляться на основании:

  • объема - вдох прекращается, как только достигается заданный дыхательный объем; после этого (часто через некоторое время) инициируется выдох;
  • времени - задается продолжительность вдоха и выдоха, обычно на основании частоты дыхания и соотношения длительности вдоха и выдоха I : Е;
  • потока - когда величина инспираторного потока снижается до заданного уровня, вдох прекращается;
  • давления; в настоящее время давление само по себе, как сигнал для переключения со вдоха на выдох, практически не используется.

Основные характеристики наиболее распространенных режимов вентиляции представлены в табл.

Таблица. Описание наиболее распространенных режимов вентиляции

Режим Триггер Лимит Переключение
Вентиляция с заданным объемом
CMVa - Continuous Mechanical Ventilation assist синонимы: А/С - Assist Control. VCa - Volume Control assist
Аппарат или больной Поток Объем (задается длительность вдоха и инспираторная пауза)
Вентиляция с заданным объемом
PCV - Pressure Control Ventilation
Аппарат или больной Давление Время (так же задается время вдоха)
Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция - SIMV (Synchronised Intermittent Mandatory Ventilation): SIMV с заданным объемом Аппарат или больной Поток (при принудительном вдохе) Объем (при принудительном вдохе)
SIMV с заданным давлением Аппарат или больной Давление (при принудительном вдохе) Время (при принудительном вдохе)
Поддержка давлением
PS - Pressure Support
Больной Давление Поток
Вентиляция с постоянным положительным давлением
СРАР - Continuous Positive Airway Pressure
Больной Давление Поток
Сочетание режимов СРАР и PS Больной Давление Поток
Сочетание режимов SIMV и PS
Сочетание синхронизированной перемежающейся принудительной вентиляции (с заданными характеристиками принудительного вдоха и поддержки давлением (с соответствующими параметрами). При этом может использоваться любой тип SIMV.
Там, где используется сочетание режима СРАР и вспомогательной вентиляции, СРАР обычно носит название повышенного давления в конце выдоха «PEEP» (Positive End-Expiratory Pressure).

Вентиляция с заданным дыхательным объемом обозначается как CMVa (от англ. Continuous Mechanical Ventilation assist) или А/С (Assist Control), или VCa (Volume Control assist). При этом устанавливается дыхательный объем, определенное число дыханий в минуту, максимальная величина инспираторного потока и его форма. Кроме того, в определенные моменты дыхательного цикла больной может инициировать полный принудительный вдох. В настоящее время такой режим вентиляции используется главным образом в операционной, а его применение в интенсивной терапии является анахронизмом.

Вентиляция с контролем по давлению (PCV - Pressure Control Ventilation) обычно служит в качестве «последнего рубежа» у больных с очень жесткими легкими, когда при вентиляции в режиме SIMV возникает слишком высокое инспираторное давление. При этом задаются продолжительность вдоха, выдоха, инспираторное и экспираторное давление. В последнее время этот режим рассматривается как первичный у больных с низкой податливостью легких, например, при остром респираторном дистресс-синдроме (ARDS - Acute Respiratory Distress Syndrome); в особенности при обратном отношении продолжительности вдоха и выдоха (I/E), или режиме, известном как PCIRV - Pressure Control Inverse Ratio Ventilation.

Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция (SIMV - Synchronised Intermittent Mandatory Ventilation) представляет собой сочетание спонтанного дыхания и вспомогательной вентиляции. Существует в двух вариантах - с заданным инспираторным объемом или давлением; принудительные вдохи поставляются аппаратом с заранее установленной частотой. При этом в зависимости от момента дыхательного цикла больной может инициировать либо спонтанный, либо полный механический вдох.

Поддержка давлением (PS - Pressure Support) - вспомогательная вентиляция с лимитом инспираторного давления и переключением по потоку. Обычно уровень потока в дыхательном контуре, при котором осуществляется переключение со вдоха на выдох, составляет 25% от максимального инспираторного потока. В современных аппаратах ИВЛ предусматривается возможность регулировки этой величины, что в значительной степени расширяет возможности использования режима PS у больных с глубокими изменениями легочной механики.

Частным случаем поддержки давлением является вентиляция с постоянным положительным давлением (СРАР - Continuous Positive Airway Pressure). При этом уровень инспираторного давления равен величине положительного давления в конце выдоха (PEEP - Positive End Expiratory Pressure). Однако, учитывая инерционность элементов дыхательного контура, рекомендуется устанавливать инспираторное давление хотя бы на 5 см вод. ст. выше PEEP. Во многих аппаратах ИВЛ (особенно старого образца) работа больного в режиме СРАР настолько велика, что его использование невозможно.

=================
Вы читаете тему:
Выбор режима искусственной вентиляции легких при интенсивной терапии острой дыхательной недостаточности

  1. Схема устройства и работы аппарата для ИВЛ.
  2. Современные режимы ИВЛ.
  3. Прогресс взглядов на ИВЛ.

Канус И. И., Олецкий В.Э. БелМАПО.
Опубликовано: "Медицинская панорама" № 4, июнь 2002.

Наш сайт трудно найти в Яндексе, рекомендуем добавить его в закладки: