Аппаратура для искусственной вентиляции легких и наркоза

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Современные методы искусственной вентиляции легких (ИВЛ) можно условно разделить на простые и аппаратные. Простые методы обычно применяют в экстренных ситуациях: при отсутствии самостоятельного дыхания (апноэ), при остро развившемся нарушении ритма дыхания, его патологическом ритме, дыхании агонального типа: при учащении дыхания более 40 в 1 мин, если это не связано с гипертермией (температура тела выше 38,5°) или выраженной неустраненной гиповолемией; при нарастающей гипоксемии и (или) гиперкапнии, если они не исчезают после обезболивания, восстановления проходимости дыхательных путей, кислородной терапии, ликвидации опасного для жизни уровня гиповолемии и грубых нарушений метаболизма. К простым методам в первую очередь относятся экспираторные способы ИВЛ (искусственного дыхания) изо рта в рот и изо рта в нос.

легкие аппаратура вентиляция анестезия ингаляция

ГЛАВА 1. АППАРАТУРА И ОСНАЩЕНИЕ ДЛЯ АНЕСТЕЗИИ,

РЕАНИМАЦИИ И ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ ДЕТЕЙ

Наркозный аппарат - многофункциональный медицинский прибор, с помощью которого обеспечивается: 1) дозированная подача в дыхательные пути ингаляционных анестетиков, кислорода или воздуха, 2) удаление углекислого газа из выдыхаемой газовой смеси, 3) вспомогательная или искусственная вентиляция легких, и 4) поддержание необходимой влажности и температуры вдыхаемой газонаркотической смеси.

Наркозный аппарат состоит из трех основных узлов: 1) емкостей для кислорода и газообразных анестетиков (баллоны с редукторами), 2) испарителя для жидких анестетиков с дозиметрами для кислорода, воздуха и газообразных анестетиков, и 3) дыхательного контура, обеспечивающего циркуляцию газонаркотической смеси (рис. 4.1).

1.1 Узлы и основные части наркозного аппарата

Баллоны. Литые металлические сосуды, рассчитанные на высокое давление. Служат емкостью для сжатых и сжиженных газов. Давление в баллоне измеряется манометром. Обычно используют баллоны, основные характеристики которых приведены в табл. 1.

Табл. 1. Основные характеристики баллонов для медицинских газов

Характеристика баллонов	Кислород (О2)	Закись азота (N2O)
Окраска баллона: - Россия - международный стандарт ISO	голубой белый	Серый Голубой
Емкость баллона, л	10 и 40	10
Рабочее давление, МПа	15	5,1
Агрегатное состояние	газообразное	жидкое и газообразное

Редукторы. Для снижения давления газа, выходящего из баллона, используют регуляторы давления (редукторы). Редукторы бывают одинарными или двойными (два одинарных, соединенных последовательно), которые нивелируют любые колебания давления на выходе из баллона.

Дозиметры. Свежая газовая смесь непрерывно поступает из баллонов в дыхательный контур наркозного аппарата. Скорость газового потока измеряется и регулируется при помощи дозиметров. Кроме того, они предназначены для формирования наркозных смесей заданного состава (кислород-закись азота, кислород-воздух). Дозиметры бывают ротаметрическими, дюзными и электронными (рис. 4.2).

Ротаметрические дозиметры газообразных анестетиков применяются в аппаратах с непрерывным потоком газа. При одновременном поступлении нескольких газов (кислород, закись азота или воздух) они смешиваются в смесительной камере дозиметра. Поток каждого газа в отдельности поступает в прозрачную ротаметрическую трубку конического сечения. Внутри трубки находится индикаторный поплавок, который является указателем скорости газотока (объемный расход в литрах в минуту). Газ, поступающий в нижний конец трубки, поднимает поплавок и придает ему вращательное движение. По мере того как поплавок поднимается, диаметр трубки увеличивается, пропуская все больший поток газа вокруг поплавка. Подъем продолжается до тех пор, пока разница давления между верхушкой и основанием поплавка позволяет поддерживать его на весу.

Обычно на наркозных аппаратах имеются ротаметры с пределами измерения 10 л/мин для кислорода, воздуха или закиси азота. Кроме того, устанавливается и второй ротаметр с пределом измерений 1-2 л/мин, последовательно соединенный с первым ротаметром. Каждый ротаметр градуирован только для определенного газа.

Дюзные дозиметры применяются в наркозных аппаратах прерывистого потока. Они формируют газовую смесь с заранее заданной концентрацией компонентов и независимо от характера газового потока. В заданных, наиболее употребительных, концентрациях газы поступают в камеры смешения через специально калиброванные отверстия (дюзы). Постоянно поддерживаемый перепад давлений по обе стороны дюз обеспечивает стабильные режимы истечения из отверстий для каждого газа. При нажатии на одну кнопку одновременно открываются два отверстия для двух газов, из которых формируется смесь определенной концентрации. Число пар дюз соответствует количеству вариантов концентраций газов, входящих в смесь, что достаточно эффективно и безопасно для больного.

Электронный контроль газового потока используется в наркозных аппаратах последнего поколения. Вместо традиционных механических газовых ротаметров для дозирования и формирования газовой смеси применяется газовый смеситель с электронным управлением.

Испарители. Летучие галогенсодержащие анестетики (галотан, энфлюран, изофлюран, севофлюран, дезфлюран) перед поступлением к больному должны перейти из жидкого состояния в газообразное, т.е. испариться. С этой целью наркозные аппараты комплектуются испарителями жидких анестетиков (рис. 4.3).

Испарители могут устанавливаться как в дыхательном контуре (испарители внутри круга циркуляции газов), так и за его пределами (испарители вне круга циркуляции газов). Испарители вне круга циркуляции газов - это испарители высокого сопротивления. Они обеспечивают прохождение газовой смеси под действием источника сжатого газа (обычно кислорода), поэтому используются в стационарных наркозных аппаратах. Испарители внутри круга циркуляции газов - это испарители низкого сопротивления. Они обеспечивают прохождение газовой смеси под действием дыхательных усилий больного и используются в военно-полевых условиях, в машинах скорой помощи - там, где должна быть обеспечена возможность работы без источника сжатых медицинских газов.

Принцип работы испарителей заключается в следующем. Газовая смесь, проходящая через испаритель, делится на две части при помощи дозирующих кранов. Первая часть проходит через камеру с жидким анестетиком (камеру испарения) и насыщается его парами. Другая часть газовой смеси (шунт-поток) в камеру испарения не попадает и не взаимодействует с жидкой фазой анестетика. При повороте дозиметрической шкалы испарителя до необходимого значения просвет дозирующих кранов изменяется, что позволяет регулировать концентрацию паров анестетика на выходе из испарителя. Если газовая смесь полностью минует камеру испарения, концентрация паров анестетика на выходе из испарителя будет равна нулю. Если же она полностью проходит через камеру испарения, то концентрация паров анестетика будет максимальной. Концентрация анестетика измеряется в объемных процентах (об.%). Например, концентрация 1 об.% означает, что каждые 100 мл газовой смеси содержат 1 мл паров анестетика.

Передозировка анестетика может иметь серьезные последствия, поэтому его точное дозирование является непременным условием безопасности анестезии. Более старые модели испарителей в силу своих технических особенностей зачастую не позволяли обеспечивать корректное дозирование анестетика при изменении температуры окружающей среды, барометрического давления и величины газотока в контуре.

Так, при повышении температуры окружающей среды, снижении барометрического давления или уменьшении газотока интенсивность испарения возрастает, что приводит к увеличению концентрации паров анестетика на выходе из испарителя. В связи с этим в более старых моделях испарителей приходилось пересчитывать выход паров анестетика с поправкой на влияние факторов внешней среды и величину газотока. Современные испарители имеют механизм термобарокомпенсации, который нивелирует влияние внешней среды на испаряемость анестетика. Кроме того, предусмотрена возможность точного дозирования анестетика в широком диапазоне потоков свежего газа (0.2-15 л/мин). Наркозные аппараты последнего поколения оборудованы сложными электронными системами, осуществляющими автоматическое инжекционное введение летучих анестетиков в дыхательный контур, регулируемые по принципу обратной связи.

Современные испарители являются специализированными, т.е. предназначенными для какого-либо определенного анестетика. Следует избегать заполнения таких испарителей “чужим” анестетиком. Так, случайное заполнение энфлюранового испарителя галотаном может привести к передозировке.

В некоторых наркозных аппаратах предусмотрена возможность одновременного использования испарителей для разных анестетиков (двух и более). В этом случае необходимы специальные ограничители, блокирующие одновременное включение более чем одного испарителя.

Адсорберы. Предназначены для поглощения выдыхаемого углекислого газа (СО2) в реверсивном дыхательном контуре. Дело в том, что при проведении анестезии по закрытому или полузакрытому контуру выдыхаемая газовая смесь, содержащая углекислый газ, возвращается в респиратор. В связи с этим возникает проблема удаления СО2 из дыхательного контура, в противном случае его концентрация на вдохе довольно быстро достигает опасных цифр, что приведет к гиперкапнии.

Адсорбер представляет собой емкость специальной конструкции, которая заполняется поглотителем углекислого газа (адсорбентом). В настоящее время с целью адсорбции СО2 применяются два основных типа сорбента: натриевая или бариевая известь.

Химическое взаимодействие между СО2 и натриевой известью может быть представлено следующим образом:

СО2+H2O® H2CO3

H2CO3+2NaOH® Na2CO3+2H2O+тепло

Na2CO3+Ca(OH)2® CaCO3+2NaOH

Химическое взаимодействие между СО2 и бариевой известью протекает по следующей схеме:

Ba(OH)2+8H2O+CO2® BaCO3+9H2O+тепло

9H2O+9CO2® 9H2CO3

9H2CO3+9Ca(OH)2® CaCO3+18H2O+тепло

Иногда в известковый сорбент добавляют цветовой индикатор, цвет которого изменяется от белого до фиолетового (или розового) по мере истощения адсорбента.

Основной признак истощения адсорбента - повышение концентрации СО2 на вдохе. Согласно последним данным, известь в адсорбере должна быть признана исчерпавшей свой ресурс и заменяться на новую в случаях, когда концентрация СО2 на вдохе превышает отметку 5-6 мм рт. ст.

В наркозных аппаратах используются два основных типа адсорберов: прямоточные и с возвратно-поступательным движением газа. Первые применяются в маятниковых системах, вторые - исключительно при работе по циркуляционному контуру. Прямоточные адсорберы в настоящее время используются достаточно редко, поскольку процессы адсорбции СО2 в них протекают менее эффективно и могут сопровождаться определенными негативными явлениями (перегревание газовой смеси, ожоги лица крупинками извести).

Клапанные устройства.

Направляющие клапаны (клапаны рециркуляции) обеспечивают однонаправленное поступление газовой смеси в дыхательном контуре, т.е. разделяют вдыхаемый и выдыхаемый поток газа. Каждый наркозный аппарат имеет два направляющих клапана: клапан вдоха и клапан выдоха. Предохранительный клапан (клапан разгерметизации) служат для предотвращения превышения заданного уровня давления в дыхательном контуре наркозного аппарата. Повышение давления в системе аппарат-больной может произойти в результате образования препятствия на пути движения газов или вследствие подачи свежей газонаркотической смеси в количестве, превышающем потребление больным. При этом предохранительный клапан открывается (происходит разгерметизация контура) и избыток газа стравливается в атмосферу. Нереверсивный клапан (однонаправленный клапан) представляет собой устройство для разделения потоков вдыхаемого и выдыхаемого газа как при спонтанном дыхании, так и при ИВЛ.

Шланги и другие детали дыхательного узла наркозного аппарата предназначены для того, чтобы вместе с клапанными устройствами регулировать подачу газонаркотической смеси в определенном направлении. Кроме того, к данному узлу относится дыхательный мешок, дыхательный мех, а также различные присоединительные коннекторы, патрубки и адаптеры. Дыхательный мешок служит резервуаром для газов и предназначен для проведения ручной ИВЛ. Дыхательный мех - приспособление, посредством которого осуществляется аппаратная ИВЛ.

1.2 Дыхательные контуры

Дыхательные контуры обеспечивают последний этап доставки газовой смеси к больному, соединяя дыхательные пути пациента с наркозным аппаратом. Существует много модификаций дыхательных контуров, которые различаются по эффективности, сложности и удобству использования. Тем не менее, в настоящее время Международная Комиссия по стандартизации (ISO) предлагает руководствоваться следующей классификацией дыхательных контуров (Рис 4.4):

- в зависимости от особенностей конструкции они могут быть реверсивными, нереверсивными, или относиться к системам без газового резервуара;

- в зависимости от функциональных особенностей они могут быть разделены на закрытые, полузакрытые, полуоткрытые и открытые.

Классификация дыхательных контуров в зависимости от их конструкции.

При использовании реверсивной системы выдыхаемая газовая смесь частично или полностью возвращается в наркозный аппарат для повторного вдыхания. В нереверсивной системе выдыхаемая газовая смесь не возвращается для повторного вдыхания.

Реверсивные контуры. Особенность реверсивных дыхательных контуров состоит в том, что выдыхаемая газовая смесь, смешиваясь с поступающим в контур свежим газом, вновь попадает на линию вдоха во время следующего дыхательного цикла. В связи с этим такие системы в обязательном порядке комплектуются адсорберами для удаления углекислого газа из выдыхаемой смеси.

Преимущества системы: улучшение микроклимата (температуры и влажности) в дыхательном контуре, уменьшение потерь тепла и влаги из дыхательных путей ребенка во время анестезии, экономия кислорода и средств ингаляционного наркоза, меньшее загрязнение операционной летучими анестетиками.

Недостатки системы: 1) при отсутствии достаточного мониторинга контроль за вдыхаемой концентрацией кислорода и анестетиков затруднен; 2) неисправность клапанов и/или истощение адсорбента может привести к недостаточной элиминации углекислого газа и, как следствие, к гиперкапнии и гиперкарбии.

К реверсивным дыхательным контурам относятся циркуляционный контур и маятниковый контур.

Циркуляционный контур - самый распространенный и практичный реверсивный дыхательный контур. Газовая смесь в циркуляционной системе совершает круговое движение на пути аппарат-больной-аппарат по шлангам вдоха и выдоха (Рис. 4.5). Часть выдыхаемой газовой смеси может выбрасываться в атмосферу через предохранительный клапан или клапан выдоха. Степень сброса газовой смеси в атмосферу зависит в основном от притока в систему свежего газа: чем выше газоток в контуре, тем больше выброс газовой смеси через клапаны и тем совершеннее элиминация углекислого газа. Если все клапаны закрыты, то выдыхаемая смесь полностью возвращается в аппарат и не сбрасывается в атмосферу. В обоих случаях выдыхаемая смесь проходит через адсорбер, где очищается от углекислоты.

В маятниковом контуре (Рис. 4.6) вдыхаемая и выдыхаемая газовая смесь поочередно движется по одному шлангу от аппарата к пациенту и наоборот. При этом клапан выдоха также может быть закрыт или несколько приоткрыт. Маятниковый контур используется реже, в основном у детей младшего возраста. Процесс адсорбции углекислого газа в таких системах протекает менее эффективно и может сопровождаться определенными негативными явлениями (перегревание вдыхаемой газовой смеси, ожоги лица крупинками натронной извести и т. п.).

Нереверсивные контуры. Особенность конструкции нереверсивных дыхательных контуров состоит в том, что вся выдыхаемая газовая смесь сбрасывается в атмосферу, полностью замещаясь поступающим в контур свежим газом. Полный сброс выдыхаемого газа делает ненужным использование адсорбера с поглотителем углекислого газа.

Преимущества системы: контроль за вдыхаемой концентрацией кислорода и анестетиков во вдыхаемой газовой смеси значительно упрощается.

Недостатки системы: поступление в дыхательные пути ребенка чрезмерно сухого и холодного газа, большой расход средств ингаляционного наркоза, загрязнение операционной летучими анестетиками.

В зависимости от реализованных технических решений нереверсивные дыхательные контуры могут быть клапанными или бесклапанными.

Циркуляция газовой смеси в клапанных нереверсивных дыхательных контурах регулируется однонаправленным клапаном (нереверсивный клапан), через который происходит полный сброс выдыхаемой газовой смеси в атмосферу. Однонаправленный клапан располагается рядом с лицевой маской или коннектором интубационной трубки. Таким образом, к пациенту по линии вдоха всегда поступает только свежая газовая смесь, а реверсия выдыхаемого газа (в том числе СО2) полностью исключается. Нереверсивные клапанные устройства имеют определенные недостатки (сопротивление дыханию и т. п.), в связи с чем, у новорожденных и детей младшего возраста наиболее широкое распространение получили бесклапанные системы.

В бесклапанных нереверсивных контурах выдыхаемая газовая смесь вытесняется из дыхательной системы поступающим туда свежим газом. Это становится возможным, поскольку линия вдоха в бесклапанных контурах является одновременно и линией выдоха.

При использовании дыхательных систем Ayre, Mapleson D и Е, Kuhn, Jackson-Rees и Bain выдыхаемый газ вытесняется из контура в фазу выдоха сильным однонаправленным потоком свежего газа.

В дыхательных системах Mapleson A, B и С, Lack и Magill выдыхаемый газ вытесняется из контура сильным встречным потоком свежего газа. Во время выдоха давление в контуре резко возрастает, что приводит к открытию клапана выдоха, через который весь выдыхаемый газ сбрасывается в атмосферу.

Если поток свежего газа в бесклапанном нереверсивном контуре недостаточен, то часть выдыхаемой газовой смеси будет возвращаться к пациенту. В принципе, особенности конструкции всех бесклапанных нереверсивных контуров не исключают возможности реверсии выдыхаемого газа. В бесклапанных системах адсорбер отсутствует, поэтому увеличение доли рециркулирующей выдыхаемой газовой смеси может привести к росту концентрации углекислого газа на вдохе. В связи с этим для каждого из бесклапанных контуров определен оптимальный поток свежего газа, который позволяет предотвратить реверсию выдыхаемой газовой смеси.

Отличительная особенность систем без газового резервуара - отсутствие дыхательного мешка (резервуара для газов) и испарителя. Примером контуров без газового резервуара могут служить маски Esmarch, Schimmelbusch и Boyle-Davis. Техника анестезии с использованием подобных систем состоит в следующем: на лицевую маску, покрытую несколькими слоями марли, капают легкоиспаряющийся анестетик из флакона (например, фторотан), а далее во время спонтанного вдоха пары анестетика в смеси с атмосферным воздухом поступают в дыхательные пути. В настоящее время системы без газового резервуара в анестезиологии уже не используются из-за ряда принципиальных недостатков: 1) неконтролируемое поступление атмосферного воздуха в контур затрудняет точное дозирование анестетика и контроль за глубиной анестезии; 2) отсутствие дыхательного мешка делает невозможным проведение ИВЛ; 3) атмосфера операционной загрязняется парами анестетиков в наибольшей степени.

Классификация дыхательных контуров в зависимости от их функциональных особенностей.

В зависимости от функциональных особенностей дыхательные контуры могут быть разделены на закрытые, полузакрытые, полуоткрытые и открытые.

Закрытые контуры. Закрытый дыхательный контур - система, в которой поток свежей газовой смеси равен суммарной скорости поглощения каждого из ее компонентов. При этом вся выдыхаемая газовая смесь возвращается в аппарат для повторного вдыхания (полная реверсия выдыхаемой смеси), поэтому основное условие для проведения анестезии по закрытому контуру - наличие поглотителя углекислого газа и абсолютная герметичность дыхательной системы.

Полузакрытые контуры. Полузакрытый дыхательный контур - система, в которой поток свежей газовой смеси превышает скорость поглощения газов организмом, но ниже минутной вентиляции легких. В таких системах имеет место частичная реверсия выдыхаемой газовой смеси, причем доля рециркулирующей смеси тем больше, чем ниже поток свежего газа. Избыток газа стравливается в атмосферу через клапаны. Наличие поглотителя углекислого газа является обязательным.

Полуоткрытые контуры. Полуоткрытый дыхательный контур - система, в которой поток свежего газа равен или превышает минутную вентиляцию легких. При этом выдыхаемая газовая смесь полностью сбрасывается в атмосферу, а в фазу вдоха к пациенту поступает только свежий газ. Отсутствие реверсии выдыхаемой газовой смеси делает ненужным использование адсорбера.

Открытые контуры. В открытых дыхательных контурах вдох и выдох осуществляются из атмосферы и в атмосферу. Отсутствие газового резервуара в открытых системах приводит к неконтролируемому поступлению в контур атмосферного воздуха, в связи с чем концентрация летучих анестетиков на вдохе не поддается точному измерению. В настоящее время открытые контуры практически не применяются по соображениям безопасности пациента (см. также системы без газового резервуара).

Таким образом, дыхательные контуры выполняют не только пассивную газопроводящую функцию. Они участвуют в формировании состава вдыхаемой газонаркотической смеси, регулируя соотношение свежего газа, выдыхаемой газовой смеси и атмосферного воздуха в той или иной пропорции. Другими словами, особенности конструкции дыхательных контуров тесно связаны с их функциональными особенностями.

Так, реверсивные контуры могут функционировать как закрытые, полузакрытые и полуоткрытые (Табл. 3).

Если поток свежего газа соответствует суммарной скорости поглощения компонентов газонаркотической смеси, то реверсивный контур функционирует как закрытый. После того, как выдыхаемая смесь проходит через адсорбер, вся она попадает на линию вдоха и вновь поступает к пациенту.

Реверсивные контуры могут функционировать как полузакрытые, если поток свежего газа превышает скорость утилизации газов организмом, но ниже минутной вентиляции легких. В этом случае имеет место частичная реверсия выдыхаемой газовой смеси, причем доля рециркулирующей смеси обратно пропорциональна потоку свежего газа.

Реверсивные контуры могут функционировать как полуоткрытые, если поток свежего газа равен или превышает минутную вентиляцию легких. В этом случае выдыхаемая газовая смесь полностью сбрасывается в атмосферу, а в фазу вдоха к пациенту поступает только свежий газ.

И, наконец, реверсивные контуры ни при каких условиях не могут функционировать как открытые, поскольку их конструкция исключает возможность неконтролируемого поступления атмосферного воздуха в систему.

Бесклапанные нереверсивные контуры могут функционировать как полуоткрытые, а при определенных условиях - как открытые и полузакрытые контуры.

Если газоток в бесклапанном контуре равен или превышает минутную вентиляцию легких (соответствует рекомендуемым оптимальным значениям), то реверсия выдыхаемой газовой смеси становится невозможной и система функционирует как полуоткрытая.

Если газоток в бесклапанном контуре ниже минутной вентиляции легких (не соответствует оптимальным значениям), то имеет место частичная рециркуляция выдыхаемой газовой смеси. В этом случае бесклапанный контур перестает быть нереверсивным и начинает функционировать как полузакрытый. В бесклапанных системах адсорбер отсутствует, поэтому на практике это становится возможным лишь при условии тщательного мониторинга концентрации углекислого газа на вдохе.

Если газовый резервуар системы относительно невелик, а газоток слишком мал, то в бесклапанный контур в фазу вдоха начинает поступать атмосферный воздух, т. е. он начинает функционировать как открытый.

И, наконец, в силу особенностей конструкции бесклапанные контуры ни при каких условиях не могут функционировать как закрытые контуры.

Клапанные нереверсивные контуры. Работа однонаправленного клапана полностью исключает реверсию выдыхаемого газа, в связи с чем клапанные нереверсивные системы не могут функционировать как закрытые или полузакрытые контуры.

В клапанных нереверсивных контурах во время вдоха к пациенту поступает только свежий газ, поэтому газоток должен быть равен или несколько превышать минутную вентиляцию легких. Таким образом, основное функциональное предназначение клапанных систем - работа по полуоткрытому контуру.

Тем не менее, клапанные нереверсивные контуры могут функционировать и как открытые контуры. Это становится возможным, если линия вдоха через какое-либо отверстие сообщается с атмосферой, а поток свежего газа слишком мал и/или газовый резервуар имеет небольшую емкость. В этом случае в клапанный нереверсивный контур в фазу вдоха начинает поступать атмосферный воздух, вследствие чего концентрация летучих анестетиков на вдохе перестает поддаваться точному расчету.

Системы без газового резервуара. Основное предназначение таких систем - работа по открытому контуру (вдох и выдох осуществляются из атмосферы и в атмосферу).

Если газоток в контуре чересчур велик, а дыхательный объем слишком мал, то гортаноглотка, заполняясь свежей газовой смесью, принимает на себя функцию газового резервуара. В этом случае к пациенту во время вдоха поступает только свежий газ, а вся система начинает функционировать как полуоткрытая. И, наконец, системы без газового резервуара в силу особенностей конструкции не могут функционировать как закрытые или полузакрытые контуры.

Наркозные аппараты.

Современные наркозные аппараты являются универсальными: они позволяют проводить ингаляционную анестезию как у младенцев, так и у детей старшего возраста. Это достигается использованием лицевых масок различного размера, шлангов и переходников различной длины и диаметра, взаимозаменяемых дыхательных мехов и мешков большей или меньшей емкости, а также дополнительной комплектацией аппарата дыхательным контуром для детей младшего возраста. Вместе с тем отечественная и мировая промышленность выпускает наркозные аппараты, предназначенные исключительно для новорожденных и детей младшего возраста. Основные требования, предъявляемые к устройствам для ингаляционного наркоза у детей данной возрастной группы, следующие: а) минимальное сопротивление дыханию, особенно выдоху; б) минимальный мертвопространственный эффект; в) возможность поддержания оптимальной температуры и влажности вдыхаемой газовой смеси.

Новейшие наркозные аппараты снабжены спирометрами (измеряют дыхательный объем и минутную вентиляцию легких), манометрами (измеряют давление в дыхательном контуре), и оборудованы самыми разными дополнительными мониторами (газоанализатор, пульсоксиметр, электрокардиоскоп и т.п.). В современных аппаратах встроен блок тревожной сигнализации, срабатывающий при разгерметизации контура, аварийном прекращении подачи кислорода и изменении предустановленных параметров вентиляции, предусмотрена автоматическая блокировка поступления закиси азота при внезапном прекращении подачи кислорода, имеется система улавливания и отвода отработанных газов. Между наркозным аппаратом и дыхательным контуром иногда подсоединяют увлажнители, которые согревают и увлажняют вдыхаемую газовую смесь, и распылители (небулайзеры), которые разбрызгивают частицы воды в виде аэрозоля.

В настоящее время в нашей стране наиболее широкое распространение получили отечественные наркозные аппараты семейства “РО”, “Наркон”, “Полинаркон”, “Спирон” и “Красногвардеец”, а также зарубежные модели фирм Drager, Ohmeda, Megamed, Siemens, Engstrom и Heyer.

1.3 Приспособления и инструменты для проведения анестезии

Для обеспечения свободной проходимости дыхательных путей ребенка в анестезиологии и реаниматологии используются различные приспособления: лицевые и ларингеальные маски, эндотрахеальные и трахеостомические трубки, воздуховоды, ларингоскопы и разнообразные коннекторы.

Лицевая маска обеспечивает поступление газовой смеси из дыхательного контура к больному. Подбор маски строго индивидуален: она должна герметично прилегать к лицу, закрывая только нос и рот. Существует много видов лицевых масок. Маски из резины и пластика достаточно пластичны, что позволяет хорошо приспособить их к лицу любой формы. Прозрачный корпус позволяет немедленно заметить возникновение рвоты. С помощью удерживающих крючков маску можно плотно прикрепить к больному головным ремнем, что избавляет анестезиолога от необходимости удерживать ее руками. Лицевые маски для новорожденных и младенцев специально разработаны для уменьшения “мертвого пространства”.

Воздуховоды. Потеря тонуса мышц во время анестезии может привести к западению языка и/или надгортанника. Специально сконструированные воздуховоды, вводимые в рот больного, предупреждают закрытие голосовой щели корнем языка, обеспечивая тем самым свободную проходимость дыхательных путей.

Эндотрахеальные трубки изготовляются из специальной резины или пластмассы (чаще из поливинилхлорида). Размер эндотрахеальной трубки соответствует ее внутреннему диаметру, измеренному в миллиметрах. Подбор интубационной трубки строго индивидуален: ее размер у детей определяется по формуле: Ввозраст (годы) + 16/4. У недоношенного новорожденного размер трубки должен составлять 2.5 - 3.0, у доношенного - 3.0 - 3.5.

Эндотрахеальные трубки, в зависимости от назначения, выполняются в различных модификациях. Выпускаются трубки гладкие и с надувной манжетой, одно- и двухпросветные, гибкие и армированные спиралью. Армированные эндотрахеальные трубки противостоят перегибанию. Манжетка обеспечивает герметичный контакт эндотрахеальной трубки с трахеей, что снижает вероятность аспирации желудочного содержимого. Однако, длительное использование трубок с манжеткой увеличивает риск ишемического повреждения слизистой оболочки трахеи, что может привести к развитию постинтубационного стеноза гортани.

Ларингоскоп - инструмент для осмотра гортани и интубации трахеи. Состоит из рукоятки, в которой находятся электрические батарейки, и клинка с лампочкой. Клинки выпускаются изогнутые и прямые, различных размеров. Для прямой ларингоскопии у детей используют обычные ларингоскопы с малыми клинками и специальные детские ларингоскопы, в которых имеется четыре клинка, в том числе один прямой и изогнутый, длиной 95 мм, для новорожденных.

Выбор клинка (прямого или изогнутого) зависит от личных предпочтений анестезиолога и анатомических особенностей больного. Поскольку идеального клинка для всех клинических ситуаций нет, анестезиолог должен легко и умело пользоваться любым из них.

Для облегчения интубации трахеи иногда используют щипцы Magill (Мейджила). Бранши щипцов изогнуты таким образом, что при ларингоскопии ими удобно манипулировать в полости рта: захватив дистальный конец интубационной трубки, его можно провести через голосовые связки. Чаще всего щипцы Мейджила используют при интубации трахеи через нос.

Ларингеальные маски используются для поддержания свободной проходимости дыхательных путей во время анестезии в качестве альтернативы лицевой маске, введению воздуховода и интубации трахеи. Ларингеальная маска состоит из трубки с широким просветом, проксимальный конец которой соединяется с дыхательным контуром, а дистальный конец впаян в манжетку эллиптической формы, которая раздувается через соединительную трубочку. Опустошенная манжетка смазывается, и ларингеальную маску вслепую вводят в гортаноглотку так, что при заполнении и расправлении манжетки она мягко изолирует вход в гортань.

Использование ларингеальной маски (ЛМ) имеет ряд важных преимуществ перед эндотрахеальной интубацией: 1) ЛМ не травмирует голосовые связки; 2) исключена опасность окклюзии одного из главных бронхов; 3) введение ЛМ не требует ларингоскопии и применения миорелаксантов; 4) реакция сердечно-сосудистой системы в ответ на введение ЛМ минимальна; 5) трубка ЛМ имеет больший диаметр, чем соответствующая интубационная трубка, в силу этого аэродинамическое сопротивление ЛМ меньше, чем у интубационной трубки. И, наконец, по сравнению с лицевой маской ЛМ более надежно обеспечивает проходимость дыхательных путей, оставляя руки анестезиолога свободными.

Недостатки ларингеальной маски: 1) ЛМ обеспечивает лишь частичную защиту гортани от глоточного секрета, но не от регургитации и аспирации желудочного содержимого 2) при неадекватном уровне анестезии может развиться частичный или тотальный ларингоспазм.

Применение ларингеальной маски противопоказано у пациентов с высоким риском регургитации (полный желудок, замедленное опорожнение желудка, острый живот), с глоточной патологией (абсцесс, гематома), с высоким сопротивлением дыхательных путей и низким легочным комплайнсом (травма грудной клетки, бронхоспазм, отек легких).

Ларингеальную маску для многократного использования, подвергаемую автоклавированию, изготавливают из силиконовой резины и выпускают в нескольких размерах: № 1 - для новорожденных и детей до 6,5 кг; № 2 - до 20 кг; № 2,5 - 20-30 кг; № 3 - 30-70 кг; № 4 - более 70 кг. Рекомендуемый объем для раздувания манжетки: № 1 - 2-4 мл; № 2 - до 10 мл; № 2,5 - до 15 мл; № 3 - до 20 мл; № 4 - до 30 мл. Превышать указанные объемы недопустимо, это может привести к разрыву манжетки.

Трахеостомические трубки изготовляются из металла, резины или пластмассы. Помимо стандартных трахеостомических трубок разного размера выпускаются трубки с манжетой и вкладышем.

Аппараты ИВЛ (респираторы)

Аппараты ИВЛ - это устройства обеспечивающие периодическое поступление дыхательных газов в легкие больного для обеспечения или поддержания вентиляции легких. Принципы работы респираторов могут быть различными, но в практической медицине преимущественно используются аппараты действующие по принципу вдувания. Источниками энергии для них могут быть сжатый газ, электричество или мышечная сила.

Для ручной вентиляции легких в интенсивной терапии обычно используют саморасправляющиеся дыхательные мешки. Наиболее известными производителями этих устройств являются фирмы “Ambu” (Дания), “Penlon” (Великобритания), “Laerdal” (Норвегия). Мешок имеет клапанную систему, регулирующую направление газового потока, стандартный коннектор для присоединения к лицевой маске или интубационной трубке и штуцер для подключения к источнику кислорода. При сжатии мешка рукой газовая смесь поступает в дыхательные пути больного, выдох происходит в атмосферу. Параметры вентиляции зависят от частоты и интенсивности сжатий мешка. Для того, чтобы предотвратить возможность развития баротравмы, большинство саморасправляющихся мешков имеют “клапан безопасности”, обеспечивающий сброс в атмосферу избыточного давления, возникающего при чрезмерно энергичном сжатии.

Самораспрвляющиеся дыхательные мешки обычно используются для непродолжительной ИВЛ при проведении реанимационных мероприятий и при транспортировке больного.

При проведении анестезии ручная вентиляция легких обычно осуществляется с помощью дыхательного мешка или меха наркозного аппарата.

Аппараты для автоматической вентиляции легких. Автоматические респираторы применяются главным образом для продолжительной вентиляции легких в отделениях интенсивной терапии и при проведении анестезии. В настоящее время в мире производится большое количество различных аппаратов для ИВЛ, которые по своим техническим и функциональным характеристикам подразделяются на несколько групп. Тем не менее, можно попытаться сформулировать общие требования, предъявляемые к современным респираторам.

Аппарат предоставлять возможность проводить вентиляцию легких в контролируемом и одном или нескольких вспомогательных режимах, позволять в широком диапазоне регулировать частоту вентиляции, дыхательный объем, соотношение фаз дыхательного цикла, давление и скорость газового потока на вдохе и положительное давление в конце выдоха, концентрацию кислорода, температуру и влажность дыхательной смеси. Кроме того, аппарат должен иметь встроенный мониторный блок контролирующий, как минимум, возникновение критических ситуаций (разгерметизацию дыхательного контура, падение дыхательного объема, снижение концентрации кислорода). Некоторые современные аппараты ИВЛ имеют столь разветвленную мониторную систему (включающую газоанализаторы и регистраторы механики дыхания), что позволяют четко контролировать вентиляцию и газообмен практически не прибегая к помощи лабораторных служб.

Поскольку многие показатели вентиляции жестко взаимосвязаны, то принципиально невозможно создать респиратор с абсолютно независимой регулировкой всех установочных параметров. Поэтому на практике традиционно принято классифицировать аппараты ИВЛ по принципу смены фаз дыхательного цикла или вернее точнее по тому, какой из установленных параметров является гарантированным и не может изменяться ни при каких условиях. В соответствии с этим респираторы могут быть контролируемыми по объему (гарантируется дыхательный объем), по давлению (гарантируется установленное давление вдоха) и по времени (гарантируется неизменность продолжительности фаз дыхательного цикла).

В педиатрической практике для традиционной (конвенционной) вентиляции чаще всего используют тайм-циклические респираторы (“Sechrist”, США; “Bear”, США; “Babylog”, Германия) и объемные респираторы (“Evita”, Германия; “Puritan-Bennet”, США).

При вентиляции новорожденных и детей младшего возраста предпочтение отдается тайм-циклическим респираторам с постоянной циркуляцией газа в дыхательном контуре.

В последнее время определенное распространение получил один из методов нетрадиционной ИВЛ - высокочастотная осциллаторная вентиляция. При такой вентиляции аппаратом генерируются колебания от 6 до 15 Гц (360-900 дыханий в 1 мин.). При осциллаторной вентиляции дыхательный объем меньше объема анатомического мертвого пространства и газообмен в легких осуществляется преимущественно за счет диффузии.

Аппараты для осциллаторной ИВЛ подразделяются на “истинные” осциллаторы (“Sensormedics”, США) и прерыватели потока, (“SLE”, Великобритания). Кроме того, есть так называемые гибридные осциллаторы, сочетающие в себе особенности прерывателей потока и осциллаторных вентиляторов (“Infrasonic Infant Star”, США). Последний аппарат позволяет также сочетать традиционную конвективную вентиляцию с осциллаторной.

1.4 Очистка и обеззараживание наркозно-дыхательной аппаратуры

Факт обсеменения наркозных аппаратов и аппаратов ИВЛ патогенной микрофлорой и возможность перекрестного инфицирования больных очевидны. Основное или сопутствующее заболевание также способствует снижению сопротивляемости организма. Доказано отрицательное влияние продленной ИВЛ на состояние слизистой оболочки дыхательных путей и активность мерцательного эпителия. Перекрестное инфицирование и различные предрасполагающие факторы увеличивают опасность возникновения инфекционного процесса, что определяет необходимость в очистке и обеззараживании наркозно-дыхательной аппаратуры.

При проведении предварительной очистки уменьшается количество патогенных микроорганизмов, удаляются пирогенные вещества, кусочки тканей и органические остатки, которые могут быть токсичными или препятствуют процессу дезинфекции. Для предварительной очистки применяются самые разнообразные моющие средства. Широко используется 0,5% раствор перекиси водорода, который является хорошим окислителем, в сочетании с современными синтетическими моющими средствами (“Новость”, “Прогресс”, “Сульфанол“ и т.п.). Перечисленные средства обладают высокой очищающей способностью, не влияют на качество стекла, металла, пластмасс, резины, легко смываются. При температуре 50о С их активность значительно возрастает.

Промытые под проточной водой детали аппаратов замачивают в свежеприготовленном моющем растворе в течение 15-20 мин. Затем ватно-марлевыми тампонами моют отдельно каждую деталь. Тампоны используют однократно. Вымытые детали прополаскивают в проточной и ополаскивают в дистиллированной воде. Затем их протирают медицинским спиртом. После этого все предметы должны быть выложены на стерильную простыню и тщательно высушены. Этим методом можно снизить бактериальное обсеменение более чем в тысячу раз.

При последующей дезинфекции учитывается, из какого материала изготовлены детали аппарата. Для термостойких материалов самым простым методом дезинфекции является кипячение в течение 30-35 мин в дистиллированной воде с добавлением гидрокарбоната натрия (20 г/л) или стерилизация в автоклаве водяным паром при 134 °С. Для нетермостойких материалов лучше использовать химическую дезинфекцию с применением одного из следующих средств: 3% раствора перекиси водорода (экспозиция 80 мин), 3% раствора формальдегида (экспозиция 80 мин), или одного из официнальных дезинфицирующих растворов (“Аламинол”, “Лизетол” и т. п.). При обсеменении микобактериями туберкулеза экспозицию увеличивают до 2 ч, а при обсеменении возбудителем столбняка или газовой гангрены - до 4 ч. Температура дезинфицирующих растворов должна быть не ниже 18 °С. После дезинфекции все детали должны быть промыты стерильной дистиллированной водой и высушены. Хранить их следует в стерильных условиях.

Больше всего обсеменению микроорганизмами подвержены те части аппаратов, через которые постоянно проходит выдыхаемая газовая смесь. В результате микробы оседают на всех присоединительных элементах, коннекторах, гофрированных шлангах, которые следует дезинфицировать по описанной методике после каждого использования.

Наружные поверхности аппаратов подлежат ежедневной очистке водой с моющими средствами. Особенно тщательно следует чистить места около кнопок, вентилей, кранов и ручек. Окончательная обработка - протирка салфетками из марли, смоченными 1% раствором хлорамина. Если аппарат использовался у инфицированного больного, то после использования (или ежедневно при продолжительном применении) аппарат незамедлительно должен быть вымыт 3% раствором перекиси водорода с моющим средством, а затем тщательно двукратно обработан 1% раствором хлорамина с интервалом между протираниями 10-15 мин.

Дезинфекция аппаратов в собранном виде осуществляется парами формальдегида. После мытья присоединительных элементов и шлангов аппараты собирают и к тройнику пациента присоединяют емкость с 10% раствором формальдегида. Емкость ставят на электронагревательный прибор и доводят раствор до кипения; при этом пары формальдегида непрерывно поступают в аппарат. Экспозиция составляет 60 мин, а при инфицировании микобактериями туберкулеза - 90 мин. Нейтрализацию паров формальдегида производят, подключая к аппарату тем же способом емкость с 10% раствором аммиака (экспозиция - 30 мин). Затем аппарат продувают воздухом в течение 30-50 мин. Минутный объем вентиляции при обеззараживании аппаратов в собранном виде должен быть не менее 20 л/мин.

Очистка и обеззараживание наркозно-дыхательной аппаратуры требует достаточно много времени и специально выделенного персонала. Описанными методами можно обойтись в хирургических стационарах и отделениях интенсивной терапии малой и средней мощности. В больших многопрофильных хирургических клиниках все большее применение находят специальные дезинфицирующие камеры с большой пропускной способностью. В качестве примера можно привести дезинфицирующую камеру «Aseptor 8800» фирмы Drager (Германия). Это полностью автоматизированная камера для дезинфекции крупных медицинских аппаратов, включая наркозные аппараты и респираторы. В качестве дезинфицирующего средства служит формальдегид. В каждой камере можно одновременно дезинфицировать 2-5 аппаратов в собранном виде. Одновременно происходит обеззараживание не только поверхности аппаратов, но и внутренних просветов патрубков, шлангов, мешков и т. д. Формальдегид нейтрализуется аммиаком, а затем камера “продувается” воздухом. Таким образом, всего за 40-120 мин один человек может провести обеззараживание нескольких аппаратов.

Контроль за эффективностью качества очистки комплектующих изделий из органических соединений осуществляют путем постановки различных проб (бензидиновая, фенолфталеиновая). Контроль обеззараживания проводят путем смыва с внутренних поверхностей масок, коннекторов, шлангов, воздуховодов и т. п. с последующим посевом на питательные среды на предмет наличия патогенной флоры.

1.5 Инкубаторы и открытые реанимационные системы (ОРС)

Поддержание оптимального микроклимата - одно из основных требований при лечении недоношенных детей и новорожденных высокой степени риска. Известно, что даже незначительный холодовой стресс снижает выживаемость младенцев. Поэтому необходимо поддерживать нейтральную температуру окружаещей Среды, при которой для сохранения нормальной температуры тела требуется минимальный уровень потребления кислорода. Ориентировочные значения нейтральной температуры окружающей среды представлены в табл. 4.7.

Для поддержания микроклимата при выхаживании новорожденных используются инкубаторы и открытые реанимационные системы (Рис. 4.20.)

Инкубатор - это закрытая пластиковая камера в которой контролируется и поддерживается температура ребенка, температура и влажность воздуха, концентрация кислорода дыхательной смеси. Кроме того, в инкубаторе имеются устройства и приспособления, обеспечивающие проведение различных лечебно-диагностических манипуляций (взвешивание, изменение положения тела, проведение фототерапи, рентгенографии и др.).

В инкубаторе температура тела обычно поддерживается с помощью системы сервоконтроля, при этом температурный датчик фиксируется на коже ребенка. Идеальным местом фиксации датчика является левое подреберье. Не следут закреплять датчик над ребрами или областью печени, так как это может привести как к охлаждению, так и к перегреванию ребенка.

Система сервоконтроля обеспечивает высокоточное (± 0.1о С) поддержание температуры, однако она имеет и свои недостатки. Автоматический контроль маскирует изменения температуры тела при инфекционных заболеваниях, а при отклеивании датчика возможно перегревание ребенка.

Современные инкубаторы позволяют достаточно точно контролировать влажность воздуха, что особенно важно при выхаживании недоношенных детей. Так если для новорожденных с массой тела более 1500 г обычно достаточно поддерживать относительную влажность на уровне 50-70%, то для детей с экстремально низкой массой тела необходима влажность порядка 90-95% , что позволяет сократить объем неощутимых потерь жидкости.

При отсутствии нарушений герметичности (закрытые окошки), в инкубаторе может автоматически поддерживаться необходимая ребенку концентрация кислорода в дыхательной смеси. Все установленные параметры микроклимата контролируются встроенной мониторной системой.

Кроме стационарных выпускаются и транспортные модели инкубаторов. Это полностью автономные устройства, имеющие собственные источники энергообеспечения, газоснабжения, аппараты для искусственной и вспомогательной вентиляции легких, инфузионной терапии, мониторные приборы и т.д. Транспортные инкубаторы позволяют минимизироватьопасность транспортировки новорожденных, особенно при перевозке на большие расстояния и в неблагоприятных климатических условиях.

Открытые реанимационные системы (Рис. 4.21.) с источником лучистого тепла имеют свои преимущества - облегчается доступ к ребенку при проведении большого количества лечебно-диагностических манипуляций, уменьшаются колебания температуры и влажности в процессе лечения, как это бывает при частом открывании окошек инкубатора. При выхаживании новорожденных в ОРС нередко используют пластиковый экран или прозрачное пластиковое обдеяло, которые позволяют существенно уменьшить неощутимые потери жидкости у ребенка.

Аппаратура для ингаляционной терапии.

Аэрозольные ингаляции довольно широко используется в терапии многих бронхолегочных заболеваний, особенно при лечении бронхиальной астмы. Ингаляционный путь введения лекарственных препаратов обеспечивает быструю доставку их в дыхательные пути, преимущественно местное действие и соответственное уменьшение системных и побочных эффектов.

Для лекарственной аэрозольной терапии в стационарах наиболее часто используют аппараты двух типов: небулайзеры - приборы, в которых аэрозоль образуется при распылении лекарственного вещества струей газа и ультразвуковые генераторы - создающие аэрозоль под воздействием ультразвуковых колебаний (Рис. 4.22.). Врач должен знать технические характеристики применяемых устройств, так как глубина проникновения лекарственных веществ в трахеобронхиальное дерево зависит от дисперсности аэрозольных частиц.

Мелкодисперсные частицы (0.5 - 5.0 мкм) могут проникать до альвеол, а крупнодисперсные и мелкокапельные (10 - 100 мкм) оседают преимущественно в верхних дыхательных путях и трахее. Поэтому при аэрозольной терапии стенозирующего ларинготрахеобронхита следует использовать ингаляторы, генерирующие крупнодисперсные частицы, а при лечении бронхиальной астмы - мелкодисперсные.

Небулайзерная терапия бронхоконстриктивных состояний имеет особые преимущества при лечении детей младшего возраста, поскольку не требует сознательного участия пациента и может проводиться у больных любой степени тяжести.

Аппаратура для мониторинга.

В отделениях анестезиологии и интенсивной терапии широко используется мониторная техника, представленная аппаратами контролирующими как отдельные показатели, так и мониторными комплексами, позволяющими отслеживать состояние и функционирование различных органов и систем организма. Современные мониторы дают возможность не только получать в реальном времени достаточно точные количественные характеристики различныз показателей и их динамическое изменение в течение определеннного времени, но и автоматически интерпретировать полученные данные, прогнозоровать и выявлять развитие угрожаемых состояний, оказывать помощь в выборе алгоритма диагностики и лечения.

Использование мониторной техники для контроля за состоянием больного продемонстрировано на рис. 4.23.

Более подробные сведения о мониторинге в анестезиологии и интенсивной терапии представлены в главе 6.

Устройства для дозированного введения лекарственных веществ.

В детской анестезиологии и интенсивной терапии очень часто возникает необходимость во внутривенном (реже внутриартериальном) введении различных лекарственных средств, растворов для инфузионной терапии и парентерального питания, причем объемы и скорость инфузии могут колебаться в значительных пределах. Для точного, безопасного и строго индивидуального контроля за введением тех или иных растворов или препаратов широкое применение получили специальные устройства - шприцевые и инфузионные насосы (помпы) - (Рис. 4.24.). В настоящее время существует большое количество подобных аппаратов: Perfusor, Infusomat (Германия); Snap Dose, Smart Dose, Homepump, ReadyMED, Sigma (США) и т. д.