Міністерство освіти Російської Федерації
Пензенський Державний Університет
Медичний Інститут
Кафедра Анестезіології
Реферат
на тему:
2008
1. Загальні відомості
2. Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню.
3. Вентилі подачі газів і дозиметри
4. Спірометри і датчики тиску в дихальному контурі (манометри)
5. Випарники
Література
1. Загальні відомості
Наркозні апарати багатофункціональні, що забезпечується різними компонентами, такими як:
• Вхідні отвори (порти вводу) для медичних газів: медичні гази надходять з балонів або через стаціонарну систему газорозподілу.
• Регулятори тиску (редуктори), що знижують тиск газу.
• Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню, забезпечений сигналізацією.
• Вентилі подачі і дозиметри, що регулюють швидкість потоку медичних газів.
• Випарники, де медичні гази змішуються з випаровуванням інгаляційними анестетиками.
• Вихідний патрубок подачі свіжої дихальної суміші в дихальний контур.
Сучасні наркозні апарати забезпечені спірометрії, що вимірюють дихальний об'єм і МОД, датчиками тиску в дихальному контурі (манометрами), респіраторами з тривожною сигналізацією при розгерметизації, системою уловлювання та відведення відпрацьованих газів і кисневими аналізаторами. Між наркозних апаратів і дихальним контуром іноді приєднують уволожнувачі й розпилювачі ( небулізатори). В деякі новітні моделі наркозних апаратів вбудовані додаткові монітори (наприклад, електрокардіограф, пульсоксиметр, капнограф), вони будуть обговорені окремо.
Вхідні отвори (порти вводу) для медичних газів і регулятори тиску
Балони приєднуються до наркозного апарату за допомогою збірного підвісного пристрою (підвісний скоби) і є джерелом стиснутих медичних газів. Збірне причіпний пристрій складається з індексованих штуцерів, прокладки, газового фільтру і контрольного клапана, що перешкоджає ретроградного потоку газу. Тиск в балоні вимірюється манометром Bourdon. Під тиском газу гнучка трубка всередині манометра розправляється і через шестерний механізм змушує зміщуватися стрілку. Високий тиск у балоні і його коливання ускладнюють управління потоком газу і тягнуть за собою ризик розвитку ускладнень. Для забезпечення безпеки і оптимального використання застосовують регулятори тиску (редуктори), які знижують тиск газу на виході з балона до значень <50 psig (psig, pound-force per square inch - міра тиску, фунт-сила на кв. Дюйм, 1 psig ~ 6,8 кПа).
Подвійні редуктори (два одиночних, з'єднаних послідовно) нівелюють будь-які коливання тиску на виході з балона.
Стаціонарна система газорозподілу з'єднується з наркозних апаратів за допомогою безпечної системи з типовим індексом діаметра патрубків. Оскільки в системі газорозподілу тиск підтримується на рівні 45-55 psig, то необхідності в подальшому його зниженні немає. Після проходження через манометри Bourdon та контрольні клапани газ із системи стаціонарного газорозподілу змішується з газом з балонів.
2. Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню
Вентилі екстреної (аварійної) подачі кисню
У той час як лінії подачі закису азоту і повітря з'єднані безпосередньо з дозиметрами, лінія подачі кисню проходить через механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску, вентиль аварійної подачі кисню і пневмопривід респіратора. Якщо тиск кисню падає нижче 25 psig (приблизно 50% від норми), то клапан механізму забезпечення безпеки автоматично перекриває лінію подачі закису азоту та інших газів, перешкоджаючи подачі хворому гіпоксичної суміші. При включенні механізму спрацьовує свисток або електрична система звукової сигналізації. Слід особливо підкреслити, що механізм безпеки включається тільки при зниженні тиску в лінії подачі кисню, але не захищає хворого від всіх інших причин гіпоксії.
Вентиль екстреної подачі кисню забезпечує надходження кисню з високою швидкістю (35-75 л / хв) безпосередньо до вихідного патрубка подачі свіжої дихальної суміші, минаючи дозиметри і випарники. Оскільки при цьому кисень потрапляє в дихальний контур безпосередньо з лінії газорозподілу під тиском 45-55 psig, то існує реальна загроза баротравми легенів. У зв'язку з цим, якщо хворий підключений до дихального контуру, то екстрену подачу кисню слід використовувати з обережністю. Захисний ободок перешкоджає випадковому включенню кнопки екстреного подачі.
3. Вентилі подачі газів і дозиметри
Газова суміш безперервно надходить з наркозного апарату в дихальний контур. Швидкість потоку залежить від положення вентилів подачі газу і вимірюється дозиметрами.
Поворот рукоятки вентиля подачі проти годинникової стрілки викликає переміщення штифта по різьбі, що дозволяє газу проходити через вентиль. Стопори, встановлені в крайніх положеннях, перешкоджають пошкодження вентиля. Характерний профіль і кольорове маркування ручок вентилів знижують ймовірність помилкової ненавмисної подачі або відключення газу.
На наркозних апаратах встановлені дозиметри постійного тиску і змінного перерізу. У просвіті вимірювальної трубки конічного перерізу (типу Thorpe) знаходиться індикаторний поплавець, який підтримується на вазі потоком газу. У нижній частині трубки, де діаметр трубки найменший, навіть надходження газу з невеликою швидкістю створює тиск під поплавцем, достатню, щоб підняти його. У міру того як поплавок піднімається, діаметр трубки збільшується, пропускаючи все більший потік газу навколо поплавка. Підйом триває до тих пір, поки різниця тиску між верхівкою і підставою поплавця дозволяє підтримувати його у висячому положенні. Якщо потік збільшується, тиск під поплавцем зростає і він зміщується вище в просвіті трубки до нового стану рівноваги між різницею в тиску і вагою. Різниця тиску залежить тільки від ваги і поперечного перерізу поплавця і не залежить від швидкості потоку газу або положення поплавця у трубці. Іншими словами, чим вище знаходиться поплавець, тим ширше перетин трубки і тим більший потік газу потрібно для підтримки постійної різниці тиску.
Дозиметри калібровані під відповідні гази, тому що швидкість потоку через звуження залежить від в'язкості газу при малих ламінарних потоках або його щільності - при високих турбулентних. Завдяки особливостям конструкції поплавець постійно обертається в потоці і самоцентруется, що знижує ефект його тертя об стінки трубки. Внутрішня поверхня трубки покрита струмопровідним речовиною і заземлена, що зменшує накопичення статичної електрики. Порушення роботи дозиметрів пов'язані з попаданням бруду всередину вимірювальної трубки, нестрого вертикальною орієнтацією, а також "залипанням" або заклинюванням поплавця у верхній частині трубки.
При витоках кисню з дозиметра, а також на ділянці між дозиметром і вихідним патрубком подачі свіжої дихальної суміші до хворого буде надходити суміш зі зниженим вмістом кисню. Щоб знизити ризик гіпоксії, дозиметри кисню слід розміщувати ближче до патрубку подачі суміші, ніж дозиметри всіх інших медичних газів. Не всі дозиметри є пристроями постійного тиску. Адаптований манометр Bourdon зазвичай використовують для вимірювання швидкості потоку з окремого газового балона. Це пристрій може вимірювати зниження тиску при проходженні газу через калібрований отвір постійного перерізу (дюзу): тиск знижується пропорційно квадрату швидкості потоку. Дозиметри постійного перерізу (дюзние дозиметри) дають помилкові значення при низькому потоці або оклюзії.
4. Спірометри і датчики тиску в дихальному контурі (манометри)
Дихальний об'єм, ритмічно подається хворому з дихального контуру, вимірюється спірометрії. Пневмотахографа - це дюзний дозиметр, що функціонує як спірометр. Камера змішування забезпечує незначний опір газовому потоку. Зниження тиску при подоланні цього опору пропорційно швидкості потоку і вимірюється датчиком градієнта тиску. Дихальний об'єм розраховується математично як похідне швидкості потоку. Конденсація парів води і перепади температури призводять до помилок у показаннях пневмотахографа, що обмежує його клінічне використання.
Спірометр Райта (Wright), розташований в експіраторной коліні дихального шланга перед клапаном видиху, вимірює видихається дихальний об'єм. Потік газу всередині респірометра приводить в обертальний рух крильчатки або ротори, ступінь ротації вимірюється електронним, фотоелектричним або механічним способом. У сучасних наркозних апаратах для вимірювання хвилинного обсягу дихання і дихального обсягу застосовують саме цей принцип. Видихуваний дихальний обсяг залежить від параметрів ШВЛ (встановлених анестезіологом), але також змінюється при витоках, розгерметизації або несправності в роботі респіратора. Спірометр Райта може давати помилкові значення під впливом інерції, сили тертя і конденсації водяної пари. Крім того, в вимірюваний видихається дихальний об'єм входить обсяг, "втрачений" у дихальному контурі за рахунок стиснення газу і розширення дихальних шлангів. Довгі шланги з високою розтяжністю, велика частота дихання і високий тиск у дихальних шляхах - все це значно збільшує різницю між обсягом суміші, що подається в дихальний контур, і обсягом, що надходять в дихальні шляхи хворого.
Датчики тиску в дихальному контурі (манометри) зазвичай розташовані між напрямними клапанами вдиху і видиху; точне місце розташування залежить від того, яка модель наркозного апарата використовується. Тиск у дихальному контурі зазвичай відображає тиск в дихальних шляхах. Підвищення тиску сигналізує про погіршення розтяжності легень, підвищення дихального об'єму або обструкції в дихальному контурі. Зниження тиску може свідчити про покращення розтяжності легень, зменшення дихального об'єму або витоку з контуру. Якщо тиск в контурі вимірюється поруч з адсорберов вуглекислого газу, то воно не завжди відповідає тиску в дихальних шляхах. Наприклад, пережіманіе експіраторного коліна дихального шланга під час видиху буде перешкоджати виходу газової суміші з легких. Незважаючи на зростання тиску в дихальних шляхах, встановлений поруч з адсорберов манометр буде показувати нуль, тому що спрямовує клапан вдиху перешкоджає передачі тиску.
Деякі наркозні апарати обладнані дисплеями, графічно відображають тиск у дихальному контурі. Пікове тиск вдиху - максимальний тиск в контурі у фазу вдиху, воно відображає динамічну розтяжність. Тиск плато - це тиск, виміряний під час інспіраторной паузи (фаза дихального циклу, під час якої газоток відсутній) і відображає статичну розтяжність. При ШВЛ за відсутності захворювань легенів піковий тиск вдиху дорівнює тиску плато або злегка перевищує його. Паралельне підвищення пікового тиску вдиху і тиску плато відбувається при збільшенні дихального об'єму або при зниженні розтяжності легень. Підвищення пікового тиску вдиху з незначною зміною тиску плато свідчить про збільшення об'ємної швидкості инспираторного потоку або збільшенні опору дихальних шляхів. Таким чином, за формою кривої тиску в дихальному контурі можна судити про стан дихальних шляхів.
Закупорку дихальних шляхів мокротою або перегинання ендотрахеальної трубки можна легко усунути за допомогою катетера для відсмоктування. Гнучкий фібробронхоскоп дозволяє встановити точний діагноз.
5. Випарники
Летючі анестетики (галотан, ізофлюран, енфлюран, десфлюрана, севофлюран) перед надходженням до хворого повинні перейти з рідкого стану в газоподібний, тобто випаруватися. При даній температурі молекули летючого речовини в закритій ємності розподіляються між рідкої і газоподібної фазами. Молекули газу бомбардують стінки ємності, створюючи тиск насиченої пари (насиченою парою називають газ, що знаходиться в рівновазі з рідкою фазою того ж речовини). Чим вище температура, тим більше тенденція переходу молекул з рідкої фази в газоподібну і тим вище тиск насиченої пари. Випаровування вимагає витрат енергії (теплота випаровування), що забезпечується за рахунок втрати тепла рідиною. У міру випаровування температура рідини знижується, а тиск насиченої пари, відповідно, зменшується - якщо тільки тепло не надходить ззовні.
У випарнику є камера, в якій газ-носій насичується парами летючого анестетика.
ТАБЛИЦЯ 1. Причини збільшення пікового тиску вдиху
Хоча існує багато моделей випарників, у цій главі представлені лише три найбільш важливих. В універсальному мідному випарнику газ-носій (кисень), що проходить через анестетик, надходить через дозиметр типу Thorpe. Контрольний клапан випарника відокремлює контур випарника від дозиметрів подачі кисню і закису азоту в дихальний контур. Якщо випарник не використовується, то для запобігання витоку або зворотного Іпотека газу контрольний клапан повинен бути закритий.
У конструкції використана мідь з-за порівняно високої питомої теплоємності (теплоємність - кількість тепла, необхідне для підйому температури 1 г речовини на 1 0 C) і теплопровідності (теплопровідність - швидкість проведення тепла через масу речовини), що сприяє підтримці постійної температури у випарнику.
Всі гази, які потрапляють у випарник, проходять через рідкий анестетик (барботируют) і насичуються його парами; 1 мл рідкого анестетика відповідає приблизно 200 мл його парів. Оскільки у інгаляційних анестетиків тиск насиченої пари більше, ніж необхідний для анестезії парціальний тиск, то перед надходженням до хворого насичення анестетиком газу, що залишає мідний випарник, слід знизити.
Наприклад, тиск парів галотану при 20 0 C становить 243 мм рт. ст.; значить, тиск насиченої пари галотану, що залишає мідний випарник при тиску в 1 атм, складе 243/760, або 32%. Якщо у випарник надходить 100 мл кисню, то виходити буде приблизно 150 мл газу, при цьому майже 1 / 3 складуть пари галотану. Парціальний тиск галотану, достатню для анестезії, при тиску в 1 атм складає всього 7 мм рт. ст., або менше 1% (7 / 760). Щоб досягти 1% концентрації галотану, 50 мл його парів і 100 мл газу-носія, що залишають мідний випарник, повинні бути доповнені ще 4850 мл газу (5000 - 150 = 4850). Як випливає з цього прикладу, кожні 100 мл кисню, що пройшли через випарник з галотаном, несуть 1% галотану, якщо загальний потік газу в дихальному контурі становить 5 л / хв. Таким чином, в кінцевому рахунку концентрацію анестетика визначає потік газу-носія, тому мідний випарник відноситься до випарника вимірюваного потоку. Тиск насичених парів изофлюрана і галотану практично однаково, тому на ізофлюран поширюються ті ж стосунки між потоком газу-носія через мідний випарник, загальним потоком газу і концентрацією анестетика.
Тиск насиченої пари енфлюрана при 20 0 C складає 175 мм рт. ст. Насичений газ-носій, який залишає мідний випарник, заповнений енфлюраном, при тиску на рівні моря буде мати концентрацію 175/760, або 23%. Іншими словами, 100 мл кисню несуть 30 мл парів енфлюрана (30/130 = 23%). Значить, кожні 100 мл кисню, проходячи через мідний випарник з енфлюраном, несуть 1% енфлюрана, якщо загальний потік в дихальному контурі складає 3 л / хв (30/3000 = 1%).
Таким чином, кількість пари, що залишають мідний випарник (вихід парів), залежить від тиску насиченої пари леткої анестетика (ДНП), швидкості потоку газу-носія (Пг) через випарник і барометричного тиску (БД):
Вихід пари анестетика = Пг х ДНП / (БД - ДНП).
Проведемо розрахунок на прикладі енфлюрана:
Вихід парів енфлюрана
= 100 мл / хв х 175 мм рт. ст.
(760 мм рт. Ст. - 175 мм рт. Ст.) = 30 мл / хв.
Розділивши отриману кількість парів анестетика на загальний потік газу в дихальному контурі, отримаємо відсоток їх (тобто фракційну концентрацію):
Фракційна концентрація анестетика
= 30 мл / хв (Вихід парів анестетика)
3000 мл / хв (Загальний потік газу) = 1%.
Якщо загальний потік газу раптово знижується (наприклад, вичерпалася закис азоту в балоні), концентрація летючого анестетика може досягати небезпечного рівня.
Передозування анестетика може мати дуже серйозні наслідки, тому надзвичайно важливо точно дозувати його концентрацію у вдихається суміші. Сучасні спеціалізовані випарники (тобто призначені тільки для одного анестетика) здатні забезпечити постійну концентрацію анестетика незалежно від температури або потоку через випарник. Поворот градуйованою рукоятки управління проти годинникової стрілки (або за годинниковою в деяких старих моделях) до необхідного значення ділить загальний потік на потік газу-носія, який проходить в камері випарника над поверхнею рідкого анестетика і насичується парами, і обхідний потік (шунт-потік), який залишає випарник незміненим. Частина надходить у випарник газу ніколи не взаємодіє з рідкою фазою анестетика, тому спеціалізовані випарники відомі також як випарники з варіюючим обхідним потоком.
Термокомпенсация досягається застосуванням біметалічних смуг. Зміна швидкості потоку навіть в широкому діапазоні не впливає на концентрацію анестетика, тому що з рідким анестетиком взаємодіє все та ж частина газу-носія. Навпаки, зміна складу носія, наприклад перехід з 100% кисню на суміш 30% кисню і 70% закису азоту, може викликати минуще зниження фракційної концентрації анестетика в зв'язку з більш високою розчинністю закису азоту в рідких анестетиках.
Слід уникати заповнення спеціалізованого випарника "чужим" анестетиком. Наприклад, випадкове заповнення енфлюранового випарника галотаном може привести до передозування. По-перше, тиск насиченої пари галотану вище (243 мм рт. Ст. Проти 175 мм рт. Ст. У енфлюрана), що викличе збільшення кількості парів анестетика на 40%. По-друге, галотан могутніше енфлюрана більш ніж в 2 рази. І навпаки, при заповненні енфлюраном галота-нового випарника анестезія буде занадто поверховою.
Надмірне відхилення випарника від вертикального положення може викликати попадання анестетика в обхідний канал, що призводить до небезпечного підвищення концентрації анестетика. Коливання тиску при ШВЛ викликають зворотний газоток через випарник, непередбачувано змінюючи концентрацію анестетика в суміші. Цей феномен, що отримав назву "ефекту накачування", більш виражений при низьких швидкостях потоку газу. У нових, удосконалених моделях випарників ризик розвитку подібних ускладнень знижений: наприклад, до них автоматично компенсується зміна зовнішнього тиску (при зміні висоти над рівнем моря).
Тиск насичених парів десфлюрана настільки високо, що на рівні моря він закипає при кімнатній температурі. Подібна висока випаровуваність в поєднанні з потужністю, яка у 5 разів менше потужності інших анестетиків, створює унікальні в своєму роді труднощі. По-перше, процес випаровування, необхідний для забезпечення загальної анестезії, супроводжується таким значним охолодженням, що випарники звичайної конструкції виявляються не в змозі підтримувати постійну температуру. По-друге, оскільки випаровування протікає дуже активно, потрібно колосальний потік свіжого газу для забезпечення клінічно прийнятних концентрацій анестетика. Ці проблеми можна вирішити, застосовуючи спеціальний десфлюрановий випарник - Тес 6. Десфлюрана знаходиться в резервуарі (так званому десфлюрановом відстійнику), де з допомогою електрообігрівача підтримується температура 39 0 C. При цьому десфлюрана випаровується, тиск його насиченої пари складає 2 атм. На відміну від інших випарників з варіюючим обхідним потоком, через десфлюрановий резервуар потік свіжого газу-носія не проходить. Пари десфлюрана залишають резервуар і до виходу з випарника змішуються зі свіжою газовою сумішшю. Кількість парів десфлюрана, що залишають резервуар, регулюється поворотом ручки керування та швидкістю потоку свіжого газу. Хоча випарник Тес 6 підтримує постійну концентрацію десфлюрана незалежно від рівня потоку свіжого газу, він не здатний автоматично компенсувати зниження зовнішнього тиску. Зниження зовнішнього тиску не впливає на концентрацію анестетика, але знижує його парціальний тиск. Таким чином, в місцях, розташованих високо над рівнем моря, анестезіолог повинен вручну перевстановити концентрацію на диску управління для досягнення необхідного парціального тиску парів.
Випарники з варіюючим обхідним потоком встановлюються поза реверсивного контуру, між дозиметрами та вихідним патрубком подачі свіжої суміші, - щоб зменшити ризик різкого збільшення концентрації анестетика при екстреної подачі кисню. Блокатори і обмежувачі виключають одночасне використання більш ніж одного випарника. У наркозних апаратах старих конструкцій, позбавлених цих захисних пристосувань, випарники слід розташовувати у певному порядку з метою зниження ризику перехресного забруднення при одночасному включенні двох з них. Виходячи з тиску насиченої пари і потужності анестетика, рекомендується наступний порядок розташування випарників (в напрямку від вихідного патрубка подачі до дозиметрії): випарник десфлюрана, метоксифлюрану, енфлюрана, севофлюран, ізо-флюрана, галотану.
Література
1. «Невідкладна медична допомога», під ред. Дж. Е. Тінтіналлі, Рл. Кроума, Е. Руїза, Переклад з англійської д-ра мед. наук В.І. Кандрор, д. м. н. М.В. Невєрова, д-ра мед. наук А.В. Сучкова, к. м. н. А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; під ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, д.м.н. П.Г. Брюсова, Москва «Медицина» 2001
2. Інтенсивна терапія. Реанімація. Перша допомога: Навчальний посібник / За ред. В.Д. Малишева. - М.: Медицина .- 2000 .- 464 с.: Іл .- Учеб. літ. Для слухачів системи післядипломної освіти .- ISBN 5-225-04560-Х
Пензенський Державний Університет
Медичний Інститут
Кафедра Анестезіології
Реферат
на тему:
«Наркозний апарат»
Пенза2008
План
Введення1. Загальні відомості
2. Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню.
3. Вентилі подачі газів і дозиметри
4. Спірометри і датчики тиску в дихальному контурі (манометри)
5. Випарники
Література
Введення
Не існує медичного обладнання, більш тісно пов'язаного з анестезіологічної практикою, ніж наркозний апарат. Анестезіолог використовує наркозний апарат для регулювання газового складу вдихається суміші та управління газообміном хворого. Відсутність порушень в роботі наркозного апарату - критичне умова безпеки хворого. З метою підвищення безпеки анестезії Американський національний інститут стандартів (the American National Standards Institute) опублікував ряд вимог до наркозних апаратів. Незважаючи на ці та інші заходи безпеки, багато ускладнення все ще виникають через недостатню поінформованість персоналу в питаннях, що стосуються анестезіологічного обладнання, а також внаслідок недбалості в процесі його перевірки. Несправності в наркозний апарат і неправильне його використання - найпоширеніші причини інтраопераційних ускладнень і летальних випадків. У цій главі обговорюються основні питання влаштування, функціонування і перевірки наркозного апарату.1. Загальні відомості
Наркозні апарати багатофункціональні, що забезпечується різними компонентами, такими як:
• Вхідні отвори (порти вводу) для медичних газів: медичні гази надходять з балонів або через стаціонарну систему газорозподілу.
• Регулятори тиску (редуктори), що знижують тиск газу.
• Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню, забезпечений сигналізацією.
• Вентилі подачі і дозиметри, що регулюють швидкість потоку медичних газів.
• Випарники, де медичні гази змішуються з випаровуванням інгаляційними анестетиками.
• Вихідний патрубок подачі свіжої дихальної суміші в дихальний контур.
Сучасні наркозні апарати забезпечені спірометрії, що вимірюють дихальний об'єм і МОД, датчиками тиску в дихальному контурі (манометрами), респіраторами з тривожною сигналізацією при розгерметизації, системою уловлювання та відведення відпрацьованих газів і кисневими аналізаторами. Між наркозних апаратів і дихальним контуром іноді приєднують уволожнувачі й розпилювачі ( небулізатори). В деякі новітні моделі наркозних апаратів вбудовані додаткові монітори (наприклад, електрокардіограф, пульсоксиметр, капнограф), вони будуть обговорені окремо.
Вхідні отвори (порти вводу) для медичних газів і регулятори тиску
Балони приєднуються до наркозного апарату за допомогою збірного підвісного пристрою (підвісний скоби) і є джерелом стиснутих медичних газів. Збірне причіпний пристрій складається з індексованих штуцерів, прокладки, газового фільтру і контрольного клапана, що перешкоджає ретроградного потоку газу. Тиск в балоні вимірюється манометром Bourdon. Під тиском газу гнучка трубка всередині манометра розправляється і через шестерний механізм змушує зміщуватися стрілку. Високий тиск у балоні і його коливання ускладнюють управління потоком газу і тягнуть за собою ризик розвитку ускладнень. Для забезпечення безпеки і оптимального використання застосовують регулятори тиску (редуктори), які знижують тиск газу на виході з балона до значень <50 psig (psig, pound-force per square inch - міра тиску, фунт-сила на кв. Дюйм, 1 psig ~ 6,8 кПа).
Подвійні редуктори (два одиночних, з'єднаних послідовно) нівелюють будь-які коливання тиску на виході з балона.
Стаціонарна система газорозподілу з'єднується з наркозних апаратів за допомогою безпечної системи з типовим індексом діаметра патрубків. Оскільки в системі газорозподілу тиск підтримується на рівні 45-55 psig, то необхідності в подальшому його зниженні немає. Після проходження через манометри Bourdon та контрольні клапани газ із системи стаціонарного газорозподілу змішується з газом з балонів.
2. Механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску кисню
Вентилі екстреної (аварійної) подачі кисню
У той час як лінії подачі закису азоту і повітря з'єднані безпосередньо з дозиметрами, лінія подачі кисню проходить через механізм забезпечення безпеки при зниженні тиску, вентиль аварійної подачі кисню і пневмопривід респіратора. Якщо тиск кисню падає нижче 25 psig (приблизно 50% від норми), то клапан механізму забезпечення безпеки автоматично перекриває лінію подачі закису азоту та інших газів, перешкоджаючи подачі хворому гіпоксичної суміші. При включенні механізму спрацьовує свисток або електрична система звукової сигналізації. Слід особливо підкреслити, що механізм безпеки включається тільки при зниженні тиску в лінії подачі кисню, але не захищає хворого від всіх інших причин гіпоксії.
Вентиль екстреної подачі кисню забезпечує надходження кисню з високою швидкістю (35-75 л / хв) безпосередньо до вихідного патрубка подачі свіжої дихальної суміші, минаючи дозиметри і випарники. Оскільки при цьому кисень потрапляє в дихальний контур безпосередньо з лінії газорозподілу під тиском 45-55 psig, то існує реальна загроза баротравми легенів. У зв'язку з цим, якщо хворий підключений до дихального контуру, то екстрену подачу кисню слід використовувати з обережністю. Захисний ободок перешкоджає випадковому включенню кнопки екстреного подачі.
3. Вентилі подачі газів і дозиметри
Газова суміш безперервно надходить з наркозного апарату в дихальний контур. Швидкість потоку залежить від положення вентилів подачі газу і вимірюється дозиметрами.
Поворот рукоятки вентиля подачі проти годинникової стрілки викликає переміщення штифта по різьбі, що дозволяє газу проходити через вентиль. Стопори, встановлені в крайніх положеннях, перешкоджають пошкодження вентиля. Характерний профіль і кольорове маркування ручок вентилів знижують ймовірність помилкової ненавмисної подачі або відключення газу.
На наркозних апаратах встановлені дозиметри постійного тиску і змінного перерізу. У просвіті вимірювальної трубки конічного перерізу (типу Thorpe) знаходиться індикаторний поплавець, який підтримується на вазі потоком газу. У нижній частині трубки, де діаметр трубки найменший, навіть надходження газу з невеликою швидкістю створює тиск під поплавцем, достатню, щоб підняти його. У міру того як поплавок піднімається, діаметр трубки збільшується, пропускаючи все більший потік газу навколо поплавка. Підйом триває до тих пір, поки різниця тиску між верхівкою і підставою поплавця дозволяє підтримувати його у висячому положенні. Якщо потік збільшується, тиск під поплавцем зростає і він зміщується вище в просвіті трубки до нового стану рівноваги між різницею в тиску і вагою. Різниця тиску залежить тільки від ваги і поперечного перерізу поплавця і не залежить від швидкості потоку газу або положення поплавця у трубці. Іншими словами, чим вище знаходиться поплавець, тим ширше перетин трубки і тим більший потік газу потрібно для підтримки постійної різниці тиску.
Дозиметри калібровані під відповідні гази, тому що швидкість потоку через звуження залежить від в'язкості газу при малих ламінарних потоках або його щільності - при високих турбулентних. Завдяки особливостям конструкції поплавець постійно обертається в потоці і самоцентруется, що знижує ефект його тертя об стінки трубки. Внутрішня поверхня трубки покрита струмопровідним речовиною і заземлена, що зменшує накопичення статичної електрики. Порушення роботи дозиметрів пов'язані з попаданням бруду всередину вимірювальної трубки, нестрого вертикальною орієнтацією, а також "залипанням" або заклинюванням поплавця у верхній частині трубки.
При витоках кисню з дозиметра, а також на ділянці між дозиметром і вихідним патрубком подачі свіжої дихальної суміші до хворого буде надходити суміш зі зниженим вмістом кисню. Щоб знизити ризик гіпоксії, дозиметри кисню слід розміщувати ближче до патрубку подачі суміші, ніж дозиметри всіх інших медичних газів. Не всі дозиметри є пристроями постійного тиску. Адаптований манометр Bourdon зазвичай використовують для вимірювання швидкості потоку з окремого газового балона. Це пристрій може вимірювати зниження тиску при проходженні газу через калібрований отвір постійного перерізу (дюзу): тиск знижується пропорційно квадрату швидкості потоку. Дозиметри постійного перерізу (дюзние дозиметри) дають помилкові значення при низькому потоці або оклюзії.
4. Спірометри і датчики тиску в дихальному контурі (манометри)
Дихальний об'єм, ритмічно подається хворому з дихального контуру, вимірюється спірометрії. Пневмотахографа - це дюзний дозиметр, що функціонує як спірометр. Камера змішування забезпечує незначний опір газовому потоку. Зниження тиску при подоланні цього опору пропорційно швидкості потоку і вимірюється датчиком градієнта тиску. Дихальний об'єм розраховується математично як похідне швидкості потоку. Конденсація парів води і перепади температури призводять до помилок у показаннях пневмотахографа, що обмежує його клінічне використання.
Спірометр Райта (Wright), розташований в експіраторной коліні дихального шланга перед клапаном видиху, вимірює видихається дихальний об'єм. Потік газу всередині респірометра приводить в обертальний рух крильчатки або ротори, ступінь ротації вимірюється електронним, фотоелектричним або механічним способом. У сучасних наркозних апаратах для вимірювання хвилинного обсягу дихання і дихального обсягу застосовують саме цей принцип. Видихуваний дихальний обсяг залежить від параметрів ШВЛ (встановлених анестезіологом), але також змінюється при витоках, розгерметизації або несправності в роботі респіратора. Спірометр Райта може давати помилкові значення під впливом інерції, сили тертя і конденсації водяної пари. Крім того, в вимірюваний видихається дихальний об'єм входить обсяг, "втрачений" у дихальному контурі за рахунок стиснення газу і розширення дихальних шлангів. Довгі шланги з високою розтяжністю, велика частота дихання і високий тиск у дихальних шляхах - все це значно збільшує різницю між обсягом суміші, що подається в дихальний контур, і обсягом, що надходять в дихальні шляхи хворого.
Датчики тиску в дихальному контурі (манометри) зазвичай розташовані між напрямними клапанами вдиху і видиху; точне місце розташування залежить від того, яка модель наркозного апарата використовується. Тиск у дихальному контурі зазвичай відображає тиск в дихальних шляхах. Підвищення тиску сигналізує про погіршення розтяжності легень, підвищення дихального об'єму або обструкції в дихальному контурі. Зниження тиску може свідчити про покращення розтяжності легень, зменшення дихального об'єму або витоку з контуру. Якщо тиск в контурі вимірюється поруч з адсорберов вуглекислого газу, то воно не завжди відповідає тиску в дихальних шляхах. Наприклад, пережіманіе експіраторного коліна дихального шланга під час видиху буде перешкоджати виходу газової суміші з легких. Незважаючи на зростання тиску в дихальних шляхах, встановлений поруч з адсорберов манометр буде показувати нуль, тому що спрямовує клапан вдиху перешкоджає передачі тиску.
Деякі наркозні апарати обладнані дисплеями, графічно відображають тиск у дихальному контурі. Пікове тиск вдиху - максимальний тиск в контурі у фазу вдиху, воно відображає динамічну розтяжність. Тиск плато - це тиск, виміряний під час інспіраторной паузи (фаза дихального циклу, під час якої газоток відсутній) і відображає статичну розтяжність. При ШВЛ за відсутності захворювань легенів піковий тиск вдиху дорівнює тиску плато або злегка перевищує його. Паралельне підвищення пікового тиску вдиху і тиску плато відбувається при збільшенні дихального об'єму або при зниженні розтяжності легень. Підвищення пікового тиску вдиху з незначною зміною тиску плато свідчить про збільшення об'ємної швидкості инспираторного потоку або збільшенні опору дихальних шляхів. Таким чином, за формою кривої тиску в дихальному контурі можна судити про стан дихальних шляхів.
Закупорку дихальних шляхів мокротою або перегинання ендотрахеальної трубки можна легко усунути за допомогою катетера для відсмоктування. Гнучкий фібробронхоскоп дозволяє встановити точний діагноз.
5. Випарники
Летючі анестетики (галотан, ізофлюран, енфлюран, десфлюрана, севофлюран) перед надходженням до хворого повинні перейти з рідкого стану в газоподібний, тобто випаруватися. При даній температурі молекули летючого речовини в закритій ємності розподіляються між рідкої і газоподібної фазами. Молекули газу бомбардують стінки ємності, створюючи тиск насиченої пари (насиченою парою називають газ, що знаходиться в рівновазі з рідкою фазою того ж речовини). Чим вище температура, тим більше тенденція переходу молекул з рідкої фази в газоподібну і тим вище тиск насиченої пари. Випаровування вимагає витрат енергії (теплота випаровування), що забезпечується за рахунок втрати тепла рідиною. У міру випаровування температура рідини знижується, а тиск насиченої пари, відповідно, зменшується - якщо тільки тепло не надходить ззовні.
У випарнику є камера, в якій газ-носій насичується парами летючого анестетика.
ТАБЛИЦЯ 1. Причини збільшення пікового тиску вдиху
| Паралельне підвищення пікового тиску вдиху і тиску плато Збільшення дихального обсягу Зниження розтяжності легень Набряк легенів Положення Тренделенбурга Плевральний випіт Асцит Тампонування черевної порожнини інсуффляціі газу в черевну порожнину Напружений пневмоторакс ендобронхіальное інтубація |
| Підвищений піковий тиск вдиху при нормальному тиску плато Збільшення швидкості инспираторного потоку Збільшення опору дихальних шляхів Перегинання ендотрахеальної трубки Бронхоспазм Закупорка мокротою Аспірація чужорідного тіла Здавлення дихальних шляхів "Грижа" манжетки ендотрахеальної трубки |
У конструкції використана мідь з-за порівняно високої питомої теплоємності (теплоємність - кількість тепла, необхідне для підйому температури 1 г речовини на 1 0 C) і теплопровідності (теплопровідність - швидкість проведення тепла через масу речовини), що сприяє підтримці постійної температури у випарнику.
Всі гази, які потрапляють у випарник, проходять через рідкий анестетик (барботируют) і насичуються його парами; 1 мл рідкого анестетика відповідає приблизно 200 мл його парів. Оскільки у інгаляційних анестетиків тиск насиченої пари більше, ніж необхідний для анестезії парціальний тиск, то перед надходженням до хворого насичення анестетиком газу, що залишає мідний випарник, слід знизити.
Наприклад, тиск парів галотану при 20 0 C становить 243 мм рт. ст.; значить, тиск насиченої пари галотану, що залишає мідний випарник при тиску в 1 атм, складе 243/760, або 32%. Якщо у випарник надходить 100 мл кисню, то виходити буде приблизно 150 мл газу, при цьому майже 1 / 3 складуть пари галотану. Парціальний тиск галотану, достатню для анестезії, при тиску в 1 атм складає всього 7 мм рт. ст., або менше 1% (7 / 760). Щоб досягти 1% концентрації галотану, 50 мл його парів і 100 мл газу-носія, що залишають мідний випарник, повинні бути доповнені ще 4850 мл газу (5000 - 150 = 4850). Як випливає з цього прикладу, кожні 100 мл кисню, що пройшли через випарник з галотаном, несуть 1% галотану, якщо загальний потік газу в дихальному контурі становить 5 л / хв. Таким чином, в кінцевому рахунку концентрацію анестетика визначає потік газу-носія, тому мідний випарник відноситься до випарника вимірюваного потоку. Тиск насичених парів изофлюрана і галотану практично однаково, тому на ізофлюран поширюються ті ж стосунки між потоком газу-носія через мідний випарник, загальним потоком газу і концентрацією анестетика.
Тиск насиченої пари енфлюрана при 20 0 C складає 175 мм рт. ст. Насичений газ-носій, який залишає мідний випарник, заповнений енфлюраном, при тиску на рівні моря буде мати концентрацію 175/760, або 23%. Іншими словами, 100 мл кисню несуть 30 мл парів енфлюрана (30/130 = 23%). Значить, кожні 100 мл кисню, проходячи через мідний випарник з енфлюраном, несуть 1% енфлюрана, якщо загальний потік в дихальному контурі складає 3 л / хв (30/3000 = 1%).
Таким чином, кількість пари, що залишають мідний випарник (вихід парів), залежить від тиску насиченої пари леткої анестетика (ДНП), швидкості потоку газу-носія (Пг) через випарник і барометричного тиску (БД):
Вихід пари анестетика = Пг х ДНП / (БД - ДНП).
Проведемо розрахунок на прикладі енфлюрана:
Вихід парів енфлюрана
= 100 мл / хв х 175 мм рт. ст.
(760 мм рт. Ст. - 175 мм рт. Ст.) = 30 мл / хв.
Розділивши отриману кількість парів анестетика на загальний потік газу в дихальному контурі, отримаємо відсоток їх (тобто фракційну концентрацію):
Фракційна концентрація анестетика
= 30 мл / хв (Вихід парів анестетика)
3000 мл / хв (Загальний потік газу) = 1%.
Якщо загальний потік газу раптово знижується (наприклад, вичерпалася закис азоту в балоні), концентрація летючого анестетика може досягати небезпечного рівня.
Передозування анестетика може мати дуже серйозні наслідки, тому надзвичайно важливо точно дозувати його концентрацію у вдихається суміші. Сучасні спеціалізовані випарники (тобто призначені тільки для одного анестетика) здатні забезпечити постійну концентрацію анестетика незалежно від температури або потоку через випарник. Поворот градуйованою рукоятки управління проти годинникової стрілки (або за годинниковою в деяких старих моделях) до необхідного значення ділить загальний потік на потік газу-носія, який проходить в камері випарника над поверхнею рідкого анестетика і насичується парами, і обхідний потік (шунт-потік), який залишає випарник незміненим. Частина надходить у випарник газу ніколи не взаємодіє з рідкою фазою анестетика, тому спеціалізовані випарники відомі також як випарники з варіюючим обхідним потоком.
Термокомпенсация досягається застосуванням біметалічних смуг. Зміна швидкості потоку навіть в широкому діапазоні не впливає на концентрацію анестетика, тому що з рідким анестетиком взаємодіє все та ж частина газу-носія. Навпаки, зміна складу носія, наприклад перехід з 100% кисню на суміш 30% кисню і 70% закису азоту, може викликати минуще зниження фракційної концентрації анестетика в зв'язку з більш високою розчинністю закису азоту в рідких анестетиках.
Слід уникати заповнення спеціалізованого випарника "чужим" анестетиком. Наприклад, випадкове заповнення енфлюранового випарника галотаном може привести до передозування. По-перше, тиск насиченої пари галотану вище (243 мм рт. Ст. Проти 175 мм рт. Ст. У енфлюрана), що викличе збільшення кількості парів анестетика на 40%. По-друге, галотан могутніше енфлюрана більш ніж в 2 рази. І навпаки, при заповненні енфлюраном галота-нового випарника анестезія буде занадто поверховою.
Надмірне відхилення випарника від вертикального положення може викликати попадання анестетика в обхідний канал, що призводить до небезпечного підвищення концентрації анестетика. Коливання тиску при ШВЛ викликають зворотний газоток через випарник, непередбачувано змінюючи концентрацію анестетика в суміші. Цей феномен, що отримав назву "ефекту накачування", більш виражений при низьких швидкостях потоку газу. У нових, удосконалених моделях випарників ризик розвитку подібних ускладнень знижений: наприклад, до них автоматично компенсується зміна зовнішнього тиску (при зміні висоти над рівнем моря).
Тиск насичених парів десфлюрана настільки високо, що на рівні моря він закипає при кімнатній температурі. Подібна висока випаровуваність в поєднанні з потужністю, яка у 5 разів менше потужності інших анестетиків, створює унікальні в своєму роді труднощі. По-перше, процес випаровування, необхідний для забезпечення загальної анестезії, супроводжується таким значним охолодженням, що випарники звичайної конструкції виявляються не в змозі підтримувати постійну температуру. По-друге, оскільки випаровування протікає дуже активно, потрібно колосальний потік свіжого газу для забезпечення клінічно прийнятних концентрацій анестетика. Ці проблеми можна вирішити, застосовуючи спеціальний десфлюрановий випарник - Тес 6. Десфлюрана знаходиться в резервуарі (так званому десфлюрановом відстійнику), де з допомогою електрообігрівача підтримується температура 39 0 C. При цьому десфлюрана випаровується, тиск його насиченої пари складає 2 атм. На відміну від інших випарників з варіюючим обхідним потоком, через десфлюрановий резервуар потік свіжого газу-носія не проходить. Пари десфлюрана залишають резервуар і до виходу з випарника змішуються зі свіжою газовою сумішшю. Кількість парів десфлюрана, що залишають резервуар, регулюється поворотом ручки керування та швидкістю потоку свіжого газу. Хоча випарник Тес 6 підтримує постійну концентрацію десфлюрана незалежно від рівня потоку свіжого газу, він не здатний автоматично компенсувати зниження зовнішнього тиску. Зниження зовнішнього тиску не впливає на концентрацію анестетика, але знижує його парціальний тиск. Таким чином, в місцях, розташованих високо над рівнем моря, анестезіолог повинен вручну перевстановити концентрацію на диску управління для досягнення необхідного парціального тиску парів.
Випарники з варіюючим обхідним потоком встановлюються поза реверсивного контуру, між дозиметрами та вихідним патрубком подачі свіжої суміші, - щоб зменшити ризик різкого збільшення концентрації анестетика при екстреної подачі кисню. Блокатори і обмежувачі виключають одночасне використання більш ніж одного випарника. У наркозних апаратах старих конструкцій, позбавлених цих захисних пристосувань, випарники слід розташовувати у певному порядку з метою зниження ризику перехресного забруднення при одночасному включенні двох з них. Виходячи з тиску насиченої пари і потужності анестетика, рекомендується наступний порядок розташування випарників (в напрямку від вихідного патрубка подачі до дозиметрії): випарник десфлюрана, метоксифлюрану, енфлюрана, севофлюран, ізо-флюрана, галотану.
Література
1. «Невідкладна медична допомога», під ред. Дж. Е. Тінтіналлі, Рл. Кроума, Е. Руїза, Переклад з англійської д-ра мед. наук В.І. Кандрор, д. м. н. М.В. Невєрова, д-ра мед. наук А.В. Сучкова, к. м. н. А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; під ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, д.м.н. П.Г. Брюсова, Москва «Медицина» 2001
2. Інтенсивна терапія. Реанімація. Перша допомога: Навчальний посібник / За ред. В.Д. Малишева. - М.: Медицина .- 2000 .- 464 с.: Іл .- Учеб. літ. Для слухачів системи післядипломної освіти .- ISBN 5-225-04560-Х