Генераторы выдоха

Генератором выдоха называют устройство, обеспечиваю­щее во время выдоха выведение газа из легких пациента и характеризующееся максимальным создаваемым давле­нием и внутренним сопротивлением. Во время ИВЛ с пас­сивным выдохом в аппарате ИВЛ генератор выдоха отсутствует, но теоретически и в этом случае можно считать, что к пациенту во время выдоха подключен генератор вы­доха с нулевым максимальным давлением и незначитель­ным внутренним сопротивлением липни выдоха. Эквива­лентная электросхема для выдоха (рис. 15,6) даст воз­можность (при знании характеристик указанных элементов) теоретически рассчитать ход изменений всех пара­метров системы (давления в ее различных точках, скорости движения газа и объема) во время выдоха. Характе­ристики для пассивного выдоха приведены на рис. 6, а.

Для осуществления активного выдоха аппарат должен быть оснащен генератором выдоха с определенными па­раметрами. Закономерно различать генераторы давления, когда в конце выдоха соответствующее устройство обеспе­чивает поддержание заданного разрежения, и генераторы потока, когда на выдохе создается поток газа определен­ной формы, а также количественно характеризовать мак­симальное разрежение и внутреннее сопротивление гене­ратора выдоха.

Функциональные характеристики активного выдоха при­ведены на рис. 6,6. Наиболее заметным их отличием от соответствующих характеристик пассивного выдоха явля­ется, конечно, отрицательное давление в конце выдоха. Для снижения среднего давления дыхательного цикла необхо­димо в начале выдоха резко сбросить давление в легких.

В большинстве аппаратов для этой цели предусматривается специальный клапан (с низким сопротивлением), с помощью которого выдыхаемый газ выходит в окру­жающее пространство параллельно с поступлением в ге­нератор выдоха. Поэтому форма создаваемого последним потока может быть выявлена только во время той части выдоха, когда упомянутый ниже клапан закрывается и создается разрежение.

Для ИВЛ с положительным давлением в конце выдоха не требуется включения в аппарат специального генератора: достаточно включения в линию выдоха клапана, нагруженного пружиной, или водяного затвора. Другой возможностью получения положительного давления в конце выдоха является увеличение с помощью дросселирующего крана сопротивления линии выдоха настолько, чтобы за отведенный для выдоха промежуток времени положительнoe давление, созданное в легких во время вдоха, не успевало бы снизиться до пуля.

Функциональные характеристики способов получения положительного давления в конце выдоха приведены на рис. 6, в, г. Существенное различие этих характеристик заключается в том, что включение в линию выдоха нагру­женного клапана или водяного затвора не уменьшает на­чальную скорость выведения газа из легких и скорость падения давления в начальной стадии выдоха; в какой-то момент времени эта скорость становится нулевой и остается таковой до начала следующего вдоха. Включение же в линию выдоха большого сопротивления заметно уменьшает максимальное значение скорости газа на выдохе, и она к концу выдоха уменьшиться до нуля не успевает, а давление в легких успевает уменьшиться лишь до некото­рой положительной величины. Независимо от способа получения положительного давления на выдохе следующий акт вдоха начинается с этого, а не с нулевого (или отрицательного при активном выдо­хе) давления.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ

Рабочий орган генератора вдоха переменного потока — мех, поршень или мембрана — отделяет дыхательный контур от привода, что позволяет осуществить реверсивный дыхательный контор. Для решения той же задачи в состав аппарата с генератором вдоха постоянного потока можно включить специальную часть — разделительную емкость. Она выполняется обычно в виде эластичного мешка, меха или мембраны, заключенных в замкнутый, чаще прозрач­ный, сосуд.

Внутреннее пространство мешка или меха или полость по одну сторону мембраны соединены с дыхательным кон­туром, а пространство между мешком (мехом) и внутрен­ними стенками сосуда или полость по другую сторону мем­браны включено в линию пневматического привода. Включение разделительной емкости в аппарат с поршневым генератором вдоха переменного потока («Анг­стрем-150, -200 и -300») призвано предотвратить загряз­нение дыхательного газа парами смазочных масел и соз­дать более гибкую систему управления.

Так как во время работы разделительная емкость мо­жет находиться только в одном состоянии — вдоха или подготовки к работе, то вне зависимости от устройства генератора вдоха аппарату с разделительной емкостью присущи все особенности аппарата с генератором вдоха переменного потока.

Когда разделительная емкость выполнена в виде меха или мембраны определенной формы, то дыхательный объ­ем, подаваемый аппаратом, однозначно зависит от ампли­туды движения меха (мембраны). Это дает возможность предусмотреть в аппарате шкалу, градуированную в еди­ницах объема, и тем самым обеспечить информацию об установленном значении дыхательного объема. Прохожде­ние подвижным элементом определенного пути может быть использовано для формирования пневматического (аппараты РО-2 и РД-4), механического (РО-5, РО-6) или электрического («Энгстрем-2000») сигнала, воздействую­щего на распределительное устройство. Именно таким пу­тем часто осуществляется переключение со вдоха на вы­дох по объемному принципу.

Схема, в которой одновременно с разделительной емко­стью используется переключение актов дыхательного цик­ла по времени, традиционно применяется в таких аппаратах фирмы «Дрегер» (ФРГ), как «Спиромат-650», «Уни­версальные вентиляторы UV-1, UV-2», и имеет ряд особен­ностей. Продолжительность вдоха, а по стандартизованно­му определению это интервал времени от момента начала поступления газа в легкие пациента до момента начала выведения газа из легких, задается здесь переключающим механизмом, который на это время соединяет линию нагнетания генератора вдоха с внешней полостью разделитель­ной емкости. В зависимости от скорости поступления туда газа и установленной длительности вдоха при настройке аппарата ИВЛ на требуемый режим могут возникнуть три различные ситуации:

1) мех (мешок, мембрана) разделительной емкости, сжимаясь с определенной скоростью, подает заданный объ­ем точно за отведенный переключающим механизмом ин­тервал вдоха (рис. 16,а).

2) при той же амплитуде движения меха (мешка, мем­браны) скорость подачи газа во внешнюю полость разделительной емкости и равная ей скорость вдувания газа в легкие выше, чем в первом случае. Заданный объем пода­ется прежде, чем истечет длительность вдоха, и на кривых появляется задержка на вдохе («плато») (рис. 16,6);

3) при той же амплитуде движения меха (мешка, мем­браны) скорость подачи газа во внешнюю полость разде­лительной емкости и равная ей скорость вдувания газа в легкие ниже, чем в первом случае. Отведенного на вдох времени не хватает для подачи заданного дыхательного объема и минутная вентиляция снижается (рис. 16,в).

1.6. Особенности управления аппаратами с переключением со вдоха на выдох по времени и с разделительной емкостью, имеющей ограни­чение объема (V_огр):

а — «нормальная» скорость вдувания: V_Т=V_огр; б — скорость вдувания увели­чена на ¹/₃: появляется задержка на вдохе Т_IP=Т_I; в — скорость вдувания снижена на ¹/₃. Дыхательный объем и минутная вентиляция снижаются на ¹/₃; Т_вд — время вдувания; Т_I — время вдоха.

Таким образом, разделительная емкость делает взаимо­зависимыми органы управления дыхательным объемом, продолжительностью вдоха и скоростью вдувания, что усложняет настройку аппарата на заданный режим рабо­ты. С другой стороны, продуманное управление этими ор­ганами позволяет сознательно получить задержку на вдохе.

Когда данная схема используется совместно с генератором вдоха, не обладающим достаточной жесткостью, то, чтобы предотвратить нежелательное снижение дыхательного объема и минутной вентиляции при обычно встречающем­ся на практике постепенном возрастании сопротивления дыхательных путей и снижении растяжимости легких, необходимо заранее настроить аппарат на повышенную ско­рость вдувания, а значит, и на определенную задержку на вдохе. Но если заданы продолжительность вдоха и дыха­тельный объем, то скорость вдувания газа принимает ми­нимально возможное значение при отсутствии задержки на вдохе. Поэтому ее влияние на равномерность распреде­ления газа по участкам легких с различной растяжимо­стью и сопротивлением достаточно противоречиво.

17. «Пневматический трансформатор» (схема). Объяснение в тексте.

Еще две формы выполнения разделительной емкости, показанные на рис. 17, а, б, образуют так называемый пневматический трансформатор. Из равенства сил и пере­мещений вытекают следующие зависимости: для вариан­та «а» с силовым цилиндром:

для варианта «б» с концентрическими мехами

Таким образом, в первом случае («а») увеличивается дыхательный объем по отношению к объему в линии при­вода и соответственно снижается давление в дыхательном контуре. Этот прием целесообразен, если конструкция генератора вдоха обеспечивает высокое давление газа и име­ется необходимость его экономии. Применяется такая схема обычно в аппаратах с приводом от сжатого газа. Во втором варианте «б», наоборот, можно получить в дыхательном контуре давление более высокое, чем в линии привода и одновременно получить в той же степени меньшую объемную скорость движения газа. Такой прием используется в аппаратах типа РО. Суммируя характеристики обеих схем, отметим, что они позволяют согласовать характеристики привода с характеристиками течения газа в дыхательном контуре. Выше отмечались аргументы в пользу включения в состав аппарата разделительной емкости. Однако ее использование для получения реверсивного дыхательного контура в аппаратах с генератором вдоха постоянного по­тока не является необходимым условием. Получают рас­пространение аппараты («Фаза», «Спирон-301»), в кото­рых генератор вдоха, выполненный в виде насоса, включается непосредственно в дыхательный контур так, что при осуществлении реверсивного контура выдыхаемый газ по­ступает на вход этого насоса. Поэтому разделительная емкость как средство обеспечения возврата выдыхаемого газа для последующей подачи пациенту обязательна лишь в тех схемах, где роль генератора вдоха играет инжектор или иное непосредственное подключение к внешнему источ­нику сжатого газа.

Глава 5

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТОВ ИВЛ:

Дата добавления: 2015-06-27