93855 (613053), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Во время 70-х и начале 80-х гг. электроды Clark и John Severinghaus были адаптированы для чрескожного клинического применения. Пульсоксиметрия была открыта случайно Taku Aoyagi, в попытках измерить сердечный выброс с помощью окрашенного индикатора. Начиная с 1974 г. это исследование было принято как стандарт для клинических измерений в операционных и отделениях интенсивной терапии [Severinghaus J. W., Honda Y., 1987].

Для титрования концентрации кислорода E. J. Moran Campbell разработал в 1960 г. маску, обеспечивавшую высокопоточную контролируемую подачу кислорода. Воздушно-кислородные смесители были разработаны в середине 1970-х с дозированием кислорода и потока для использования в отделениях интенсивной терапии. В течение 1970-х было показано снижение смертности у пациентов, нуждавшихся в дополнительном кислороде [Nocturnal Oxygen Therapy Trial Group, 1980].

Преобразующие устройства, такие как резервуары (кислородные подушки), устройства импульсного потока и трахеальные катетеры были разработаны в 1980-х, в попытке сохранить стоимость продолжительной оксигенотерапии. Область респираторного ухода в настоящее время расширяется (сестринский уход на дому, самостоятельное обслуживание). В Соединенных Штатах в течение 1993 г. приблизительно 616.000 пациентов использовали кислород в домашних условиях [O’Donohue W. J.,Plummer A. L., 1994].

1.2. Клиническое использование механической вентиляции

Искусственная вентиляция легких была известна давно. Классическое описание этого метода есть в античной литературе [Гейронимус Т.В., 1975; Holy Bible]. Заслуживает внимания тот факт, что в эволюции метода ИВЛ можно выделить несколько выдающихся открытий, внесших вклад в развитие этого метода. Однако десятилетия, разделяющие эти открытия, характеризовались только крайним невежеством, распространением неправильных представлений и ложных впечатлений. Одним из ранних таких открытий является факт, установленный Андреем Везалием в середине XVI века. Он показал, что животным можно поддерживать жизнь ритмическими раздуваниями легких с помощью нагнетания в них воздуха кузнечными мехами. В середине XVII века Robert Hook повторил опыты Везалия и получил те же результаты [Faulconer A., Jr., Keys T. E., 1965], но прошло 100 лет, прежде чем эта идея была внедрена в практику.

К 1770 г. применение кузнечных мехов завоевало популярность при оживлении утонувших людей. Однако избыточный энтузиазм в применении этого метода часто брал верх над осторожностью. Большое усердие в данном случае нередко приводило к разрыву альвеол, пневмотораксу и смерти пострадавших. В результате к 1800 г. этот вид ИВЛ получил весьма дурную репутацию. В течение последующих 70 лет прогресса в данной области не было.

Устройства для механической вентиляции, более используемые, чем кузнечные меха, начали появляться после середины 1800-х. Самые ранние из них, такие как спирофор Woillez’s, 1876 г. (рисунок 1-1), использовали помещение тела пациента в железный каркас с большой мембраной, создававшей субатмосферное давление.

Другие устройства напоминали подвижные кабинеты или телефонные будки. Схема отрицательного давления была рассмотрена с позиций физиологии, и попыток интубации трахеи не предпринималось до 1890-х гг. Хирургам нетерпелось использовать свои новые техники оперативных вмешательств на грудной клетке, но они осознавали проблему пневмоторакса. Имея такие периоперационные проблемы, началось рассмотрение вентиляции с положительным давлением. Для решения этой задачи требовались искусственные дыхательные пути. В 1900 г. стали доступны изгибаемые металлические трубки и в 1909 г. Meltzer произвел оральную интубацию.

Однако, в 1904 г., молодой германский хирург Ernеst Sauerbrush, работая тогда над методикой анестезии в торакальной хирургии, изобрел камеру, позволявшую оперировать при отрицательном давлении (рисунок 1-2).

Эта идея в дальнейшем послужила основанием для разработки и применения кирасного (панцирного) респиратора. Однако метод различных (положительного – отрицательного) давлений был подхвачен и продолжил свою популярность в Европе. В противоположность этому, многие американские хирурги и анестезиологи вернулись к эндотрахеальной интубации и прямому введению воздуха в легкие. В 1913 г., в Питсбурге, Chevalier Jackson разработал ларингоскоп и интратрахеальный катетер. Однако, вентиляция с положительным давлением через маску продолжалась, пока не уменьшилось мистическое отношение к технике интубации. Это произошло благодаря работе Ivan Magill с коллегами во время первой мировой войны [Mörch E. T., 1990, Colice G. L., 1994].

Много устройств, создающих положительное давление было разработано для хирургии и реанимации. Аппарат Fell, модифицированный O'Dwyer 1888 г. был скомбинирован из ларингеальной трубки (изогнутая металлическая трубка, проводимая через голосовую щель) и мехов, приводимых в движение ногой (рисунок 1-3).

В 1907 г., в Германии, Heinrich Dräger разработал свой Pulmotor, который в течение нескольких последующих десятилетий завоевал довольно большую популярность, особенно в практике работы пожарных и полиции. В 1910 г., американец Henry Janeway сконструировал анестезиологическое устройство.

Одна из первых эпидемий полиомиелита произошла в Нью-Йорке в 1916 г. К 1928 г. Philip Drinker, Charles McKhann и Louis Shaw в Гарварде разработали первые «железные легкие», которые получили широкое применение. В 1932 г. John H. Emerson разработал свои железные легкие, которые имели улучшенную конструкцию для пациента и прозрачный купол, обеспечивая вентиляцию с положительным давлением и при открытом корпусе (рисунок 1-4, а).

Около 1938 г. эпидемия полиомиелита коснулась и Англии, где обеспечение железными легкими не отвечало потребности. Эпидемическая вспышка в Скандинавии, Европе и Америке в 1950-х коснулась как взрослых, так и детей (рисунок 1-4, б). Эта катастрофически возросшая потребность в механической вентиляции, также как и возросшая необходимость в вентиляторах для анестезии, послужила своеобразным толчком прогрессу в развитии данной области на международном уровне.

Во время трагической эпидемии в Копенгагене в 1952 г., доктор Bjorn Ibsen изменил тактику и вместо железных легких использовал трахеостомию и вентиляцию положительным давлением. Из-за ограниченного количества аппаратов, около 1400 студентов-медиков проводили ручную вентиляцию. Мешок АМБУ (AMBU-bag, adult manual

breathing unit) был разработан Henning Ruben в 1954 г. Скандинавы изготовили устройства положительного давления, такие как Aga Pulmospirator, Engstrom и Mörch (рисунок 1-5). Прототип Mörch был сконструирован, используя цилиндр, сделанный из городской коллекторной трубы, во время оккупации Копенгагена Германией.

Британские анестезиологи произвели Beaver, Blease Pulmoflator и Barnet. В Германии, компания Drager разработала Poliomat. Этот международный опыт в использовании продленной вентиляции с положительным давлением привел к её использованию как в торакальной и сердечной хирургии, так и в послеоперационном периоде. Шведские хирурги Bjork и Engstrom работали в одном направлении с британскими врачами Macintosh и Mushin.

Несмотря на то, что европейцы отказались от железных легких, В Соединенных Штатах до середины 1950-х пациенты с полиомиелитом продолжали получать лечение в респираторах корпусного типа. Национальный Фонд младенческого паралича приложил огромные усилия в попытке ликвидировать полиомиелит. Была внедрена вакцина (Salk, позже Sabin) и выделены средства на развитие центров интенсивного ухода. После этого Соединенные Штаты последовали Скандинавии и Британии в послеоперационном использовании контролируемой вентиляции. В это время V. Ray Bennet (рисунок 1-6) внедрил TV-2P «assister» в 1948 г., а Forrest Bird разработал свой «клинический магнитный респиратор» в 1951 г. (рисунок 1-7).

В середине 1950-х поршневой вентилятор E. Trier Mörch стал клинически доступным в Соединенных Штатах. Первое поколение вентиляторов с контролируемым давлением, таких как Bird Mark 7 и Bennett PR-1 было направлено в массовое производство в 1958 и 1961 гг. соответственно. Jack Emerson взял направление со своим объем/время-контролирующим аппаратом Post-Op или 3-PV в 1964 г. Доктор Thomas Petty с коллегами применили постоянное положительное давление дыхания (порог Alvan Barach’s) для использования в вентиляторах. Они назвали это положительным давлением в конце выдоха (РЕЕР) в 1967 г. и поддержали терапевтическое использование этого метода в лечении респираторного дистресс-синдрома взрослых.

Через 10 лет последовала вторая генерация вентиляторов объемного типа (Puritan-Bennet MA-1, Ohio 560, Bourns Bear 1, Siemens 900B). Эти вентиляторы стали «рабочими лошадками» в растущем количестве отделений интенсивной терапии в Соединенных Штатах. Параллельно, среди врачей интенсивной терапии возрастала потребность в квалифицированных специалистах в области управления вентиляторами.

Также развивались режимы дыхания и методы контроля функции вентилятора. Раннее оборудование управлялось пневматическими ил7и основными механическими переключателями. Управление функциями модернизировалось с появлением жидкокристаллических и транзисторных технологий в 1970-х. В настоящее время нами используется техника третьего поколения, основанная на микропроцессорах,.

Разнообразие дыхательных режимов расширилось. Классификация 1960-х (Mushin W. W) была обновлена R. Chatburn, чтобы лучше различать увеличивающуюся сложность технологий вентиляторов [Сhatburn R. L., 1991]. Однако, это не устранило противоречий в терминологии режимов между производителями и клиницистами.

Концепция перемежающейся принудительной вентиляции (IMV) первоначально была разработана Engstrom в середине 1950-х. Однако, в 1971 г. доктор Robert Kirby и соратники повторно ввели этот режим как первичный для вентиляции у младенцев с респираторным дистресс-синдромом, развивавшимся вторично у преждевременно рожденных. Доктор John Downs с коллегами применили этот режим у взрослых для облегчения отлучения от вентилятора. Клиницисты начали признавать этот режим. В середине 1980-х получил развитие режим вентиляции с поддержкой давлением (PSV). Доктор John Marini с коллегами начал исследование пациентов, находившихся на ИВЛ.

Другие первичные режимы вентиляции у взрослых были введены в 1980-х – 1990-х гг. Вентиляция с контролем давления (PCV) была рекомендована для снижения эффекта баротравмы дыхательных путей и повреждения альвеол, которые часто случались у пациентов с высоким легочным сопротивлением (ригидными легкими). Другое недавнее введение, чтобы снизить потребность в давлении, это вентиляция со свободным (сбрасываемым) давлением дыхательных путей (APRV).

Вентиляция с инвертированным отношением вдох/выдох (IRV) была предложена E. O. R. Reynolds в 1971 г. как метод улучшенной оксигенации у младенцев с респираторным дистресс-синдромом. Её применение распространилось и на взрослых пациентов с респираторным дистресс-синдромом, как вариант РЕЕР вентиляции с улучшенной оксигенацией и ограниченным давлением. Пропорционально вспомогательная вентиляция (режим PAV) появилась, обещая режим, в котором вентилятор генерирует давление пропорционально усилию пациента. В конце 1989 г., Respironics ввели понятие режима с двумя уровнями положительного давления (BiPAP), разработанный как неинвазивная альтернатива стандартной вентиляции и использующая назальную лицевую маску.

Глава 2. Некоторые технические аспекты механической вентиляции и классификации аппаратов ИВЛ

Вентиляторы развились в высоко сложные, управляемые микропроцессором устройства с широким диапазоном операционных характеристик. К сожалению, наша терминология и концептуальные модели, которые мы используем, для понимания работы вентилятора, не успевают сохранять темп технологического развития.

В 1980-х производительность вентилятора диктовалась механической движущей системой. Появление микропроцессора позволило отдельному вентилятору производить любое количество форм кривых, столь же безграничное как воображение оператора. В этой главе представлена схема классификации аппаратов ИВЛ в соответствии с технологией, принятой ведущими членами сообщества пульмональной медицины [Chatburn R. L., Branson R. D., 1992] и большинством авторов зарубежных изданий по искусственной вентиляции легких.

2.1. Основные концепции

Вентилятор - это система взаимосвязанных элементов, предназначенных для изменения, передачи и направления прикладной энергии предопределенным образом, чтобы исполнить полезную работу (поддержать или заменить мускулатуру пациента при выполнении акта дыхания). Образ любого вентилятора может быть представлен следующим набором составляющих:

• входящая энергия (вид энергии, используемой при работе вентилятора),

• схема контроля (управления) (включая передачу и преобразование энергии),

• производительность (давление, объем и поток).

Этот простой образ может быть расширен, добавлением множества деталей (таблица 2-1).

2.2. Схема контроля (управления)

Чтобы понимать, как механизм может обеспечивать прирост естественной функции дыхания, необходимо понимание механики дыхания. Изучение механики имеет дело с силами, перемещениями и шкалой изменения этих перемещений. В физиологии, сила измерена как давление (давление = сила x площадь), смещение измерено как объем (объем = площадь х смещение), и степень изменения измерена как поток (например, средний поток = изменение объема/изменение времени; мгновенный поток = производная объема относительно времени). Нас интересует давление, необходимое для движения потока газа через дыхательные пути и увеличения объема легких.

Как пример, сложная система органов дыхания может быть представлена простой графической моделью (соломинка, связанная с воздушным шаром). Простая графическая модель аналогична простой электрической цепи, в которых податливость (комплайнс) является аналогичным емкости, сопротивление потоку аналогично электрическому сопротивлению, и давление аналогично уровню напряжения. Подобие физической и электрической моделей позволяет заимствовать математические модели от электрической разработки, заменяя давление, объем и поток, соответственно, напряжением, нагрузкой и током (рисунок 2-1).

Параметры для классификации аппаратов ИВЛ

Таблица 2-1

Результат выражается как уравнение движения для системы органов дыхания (упрощенная версия) [Chatburn R. L., Primiano F. P., Jr, 1988]:

Характеристики

Список файлов курсовой работы