Дыхательный блок аппаратов ИН
Дозиметры
Служат для регулирования и измерения потока газов, поступающих в аппарат ИН по шлангам из системы снабжения ими. В аппаратах с постоянным потоком газов предусмотрены дозиметры, представляющие собой совокупность ротаметрических трубок, в каждой из которых поток газа дозируется изменением уровня поплавка. Точность дозировки в таких аппаратах зависит от максимального газотока, на который рассчитана данная ротаметрическая трубка. Чем больший газоток она может обеспечить, тем выше вероятная погрешность в дозировке Чтобы избежать значительной неточности в этом отношении, на многих аппаратах ИН для дозировки кислорода предусмотрены две трубки, одна из которых рассчитана на поток 10 л/мин, другая -- 2 л/мин.
Рис. 1. Устройство аппаратов ИН, обеспечивающих рециркуляцию газов (а) и работающих по принципу полуоткрытою контура (б) (схема)
1 - дозиметры, 2 - испаритель, 3 предохранительный клапан, 4 - дыхательный клапан влоха, 5 - поступление наркотической смечи больному, 6 - клапан выдоха, 7 - адсорбер, 8 - дыхательний мешок.
Дозиметры ротаметрического типа, которыми снабжены большинство аппаратов ИН, требуют внимательного наблюдения за их работой, периодической проверки соответствия показателей дозируемому газотоку. Во время эксплуатации аппаратов ИН нужно обращать внимание на то, насколько при регуляции газотока поднимаются и опускаются поплавки дозиметров, нет ли деформации их, не загрязнены ли ротаметрические трубки. В случаях сомнения и правильности показаний ротаметра исправность его следует проверить с помощью газовых часов или другого тщательно выверенного ротаметра.
Испарители
Предназначены для превращения жидких общих анестетиков, обладающих высокой летучестью, в пар и дозированного поступления его в дыхательную систему. Испарители делятся на простые прямоточные, используемые в настоящее время редко, и относительно сложные в техническом отношении, обеспечивающие более точную и устойчивую дозировку анестетиков в объемных процентах. К первым, в частности, относится испаритель для три-хлорэтилена, предусмотренный в некоторых отечественных аппаратах ИН. Он состоит из корпуса, крана и стакана. Газ, войдя в корпус испарителя через патрубок, делится на два потока: один направляется прямо в выходной патрубок, другой, регулируемый краном, поступает в стакан с анестетиком, насыщается его парами и идет в выходной патрубок. Следовательно, концентрация анестетика во вдыхаемой смеси зависит от положения крана, которым регулируют соотношение указанных потоков газа. Естественно, что такая дозировка анестетика не может быть точной.
Среди отечественных испарителей, дозирующих анестетики в объемных процентах, можно выделить три основные модели: термокомпенсирующий, стабилизированный для включения вне круга циркуляции, стабилизированный для включения как вне, так и в круг циркуляции газов. Испарители первого типа для эфира и фторотана установлены на аппаратах "Полинаркон" и "Наркон-П". Их своеобразие заключается в том, что размеры входного и выходного отверстий испарительной камеры изменяются автоматически или полуавтоматически под влиянием температуры газовой смеси и анестетика. Помимо термокомпенсирующего устройства, устойчивая дозировка анестетика обеспечивается водяной баней, способствующей относительному постоянству температуры используемого анестетика. Недостатком испарителей этого типа является зависимость концентрации анестетика на выходе от интенсивности газового потока. Во избежание возможной в связи с этим значительной погрешности шкала рассчитана на газоток в пределах 6--10 л/мин. При уменьшении его приходится пользоваться специальной диаграммой.
К стабилизированным испарителям, предназначенным для включения вне круга циркуляции, относится "Анестезист-1". Он лишен отмеченного выше недостатка, т.е. обеспечивает стабилизированное испарение анестетика при газовом потоке в пределах 1 --10 л/мин. Кроме того, этот испаритель является универсальным: при использовании соответствующей шкалы можно проводить анестезию эфиром, фторотаном, метоксифлураном, трихлорэтиленом. Существенная особенность его устройства заключается в том, что регулировочный кран имеет подвижную и неподвижную части. Последняя герметично соединяется с испарительной камерой. Подвижная часть имеет гнезда с запрессованными в них дюзами. При повороте крана та или иная дюза устанавливается против отверстия в неподвижной части, что определяет сопротивление канала и соответственно концентрацию анестетика в газовом потоке, выходящем из испарителя. Независимость концентрации анестетика от колебаний температуры осуществляется компенсатором вручную.
Испаритель "Анестезист-1" в первом ei о варианте установлен на аппаратах ИН "Полинаркон-2" и "Полинаркон-2П". Аппараты "Полинаркон-4" и "Полинаркон-5" снабжены модифицированным испарителем "Анестезист-1".
В связи с тем, что этот испаритель невозможно использовать в отсутствие сжатых газов, разработан испаритель "Анестезист-2" Конструктивно он принципиально отличается от "Анестезиста-1". В нем отсутствуют дюзы, что обеспечивает низкое аэродинамическое сопротивление. Это позволяет включать испаритель в круг циркуляции газов и проводить анестезию при открытом контуре дыхания.
Испарительная камера в "Анестезисте-2" устроена своеобразно: в ней радиально по кругу расположены пластины из пористого материала. В этих условиях смачиваемая анестетиком поверхность оказывается очень большой, что обеспечивает условия для интенсивного его испарения. Степень последнего регулируется изменением соотношения внутреннего и наружного конусов, являющихся вторым основным элементом конструкции Термокомпенсация испарения осуществляется вручную. Испаритель снабжен шкалами для эфира, фторотана и трихлорэтилена.
Следует учитывать, что при включении испарителя "Анестезист-2" в круг циркуляции газов объемное содержание того или иного анестетика в выходящей из испарителя газовой смеси одинаково с концентрацией его во вдыхаемом воздухе лишь при открытом и полуоткрытом контурах дыхания. В условиях рециркуляции газов объемное содержание анестетика во вдыхаемой смеси газов будет выше установленного по шкале, причем разница концентрации анестетика в сторону увеличения последней тем значительнее, чем больше замкнут контур дыхания. Включение испарителя вне круга циркуляции по понятным причинам уменьшает эту разницу.
Несмотря на то, что современные испарители, дозирующие летучие анестетики в объемных процентах, характеризуются стабильностью работы в течение длительного времени, иногда может возникать сомнение в правильности дозировки. В таких случаях нужно проверить исправность испарителя в лабораторных условиях с использованием интерферометра или другими специальными методами.
Помимо рассмотренных испарителей, предназначаемых для аппаратов ИН, в последние годы находят применение простые, очень портативные испарители для трихлорэтилена и метоксифлурана, используемые в аналгезерах одноразового пользования. Отечественным аналгезером такого рода является "Трингал". В нем анестетик испаряется с фитиля, смачиваемого 10--15 мл трихлорэтилена или метоксифлурана. При дыхании через мундштук прибора анестетик поступает в легкие в концентрации, вызывающей лишь аналгезию.
Дыхательный блок аппаратов ИН
В этот блок входят адсорбер, дыхательные клапаны, дыхательный мешок и шланги.
Адсорбер служит для поглощения углекислоты содержащейся в нем натронной известью в условиях реверсивного контура дыхания. Он не предусмотрен лишь в тех аппаратах ИН, которые предназначены для анестезии при открытом и полуоткрытом контурах дыхания.
Существуют два вида адсорберов -- прямоточный и с возвратно-поступательным движением газов. Первый тип используется лишь в маятниковой системе в основном у детей. Конструкция адсорбера второго типа несколько сложнее. Он рассчитан на более длительный период поглощения углекислоты (4--5 ч). Поглотителем служит гранулированная масса, близкая по составу к натронной извести (ГОСТ 6755--53). Химическая нейтрализация углекислоты сопровождается нагреванием адсорбера, причем теплообразование больше выражено при замкнутом контуре. Степень нагревания является весьма относительным показателем полноценности поглотителя. В этом отношении объективные данные можно получить только путем капнографии вдыхаемой газовой смеси.
Клапаны большинства аппаратов ИН представлены двумя дыхательными, предохранительными и нереверсивными. Дыхательные клапаны вдоха и выдоха обеспечивают направление газового потока. Неполноценная работа их нарушает циркуляцию газов в аппарате и может быть причиной недостаточной вентиляции легких. При внимательном контроле за работой аппарата неисправность клапанов легко заметить. Чаще всего она заключается в смещении пластинки с седла клапана или залипании ее. В том и другом случае нужно отвинтить колпачок, удалить из клапана влагу, а затем установить пластинку в правильном положении. При деформации ограничителей пластинки ее нужно устранить. Если нормализовать работу клапанов не удается, то в процессе анестезии следует заменить аппарат исправным.
Предохранительный клапан, или клапан разгерметизации, предназначен для сброса в атмосферу газовой смеси, когда давление ее в системе дыхания выходит за пределы предусмотренного. Отечественные стационарные аппараты ИН снабжены клапаном, основными деталями которого являются седло с лежащей на нем стальной пластинкой и рычаг с находящимся на нем грузом. Величина давления разгерметизации регулируется перемещением груза на рычаге.
Нереверсивный клапан предназначен для разделения вдыхаемого и выдыхаемого потоков газовой смеси в условиях открытого и полуоткрытого контуров дыхания, которое может быть как спонтанным, так и искусственным.
С функцией дыхательного блока непосредственно связаны такие факторы, как дыхательный контур, динамика концентрации анестетика во вдыхаемой газовой смеси, сопротивление дыханию, мертвое пространство. В зависимости от источника газов, поступающих в дыхательный блок, и степени герметизации последнего различают четыре контура дыхания: открытый, полуоткрытый, полузакрытый и закрытый. При первом из них в аппарат поступает воздух из атмосферы и выдох происходит тоже в атмосферу. Полуоткрытый контур характеризуется тем, что газы поступают из замкнутой системы. Полузакрытый и закрытый контуры соответственно отличаются от предыдущего частичным или полным возвращением выдыхаемого воздуха в дыхательный блок аппарата. Нужно иметь в виду, что абсолютно закрытый контур обеспечить очень трудно даже в тех случаях, когда не используется закись азота. Применение же последней практически исключает проведение анестезии при закрытом контуре дыхания.
Особенностью полузакрытого контура является то, что доля выдыхаемого воздуха, возвращаемая в дыхательный блок аппарата, может варьировать в широких пределах.
В условиях открытого и полуоткрытого контуров дыхания концентрация анестетика на выходе из дозиметрического устройства и во вдыхаемой газовой смеси одинакова. При полузакрытом, а тем более закрытом контуре объемное содержание анестетика во вдыхаемой газовой смеси может быть значительно выше того уровня, который установлен по дозиметру и шкале испарителя. Причина такой разницы заключается в возвращении части анестетика в дыхательный блок с выдыхаемым воздухом. Эта часть в процессе проведения анестезии возрастает по мере насыщения организма анестетиком, что сопровождается уменьшением разницы между концентрацией его во вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси.
Сопротивление дыханию в современных аппаратах ИН очень небольшое -- около 100--140 Па (10--14 мм вод. ст.). В условиях открытого и полуоткрытого контуров дыхания сопротивление может возрастать лишь в случае неисправности выдыхательного клапана, а при реверсивном контуре может увеличиваться и вследствие переполнения дыхательного мешка.
Объем воздуха, который остается в дыхательном блоке аппарата во время выдоха и при очередном вдохе возвращается в дыхательные пути больного, составляет мертвое пространство. При нормальной функции дыхательных клапанов и обычных присоединительных элементах этот объем незначителен. Однако неисправность направляющих клапанов или присоединение дополнительных элементов к маске или эндотрахеальной трубке могут, особенно при небольшом газовом потоке, увеличивать мертвое пространство до объема, создающего предпосылки для накопления углекислоты в дыхательном блоке.
В зависимости от особенностей дыхательного блока аппараты ИН можно разделить на две основные группы -- обеспечивающие возможность рециркуляции газов и не обеспечивающие ее. Из отечественных аппаратов к первой группе относятся все модели "Полинаркона". Вторую группу составляют аппараты "Наркон-2", предназначенные для анестезии в условиях открытого и полуоткрытого контуров дыхания, и обе модели аппарата "НАПП", позволяющего проводить анестезию только при полуоткрытом контуре дыхания.
Ниже рассмотрены лишь основные аппараты ИН, выпускаемые отечественной промышленностью.
Аппараты ИН "Полинаркон-4" и "Полинаркон-5"
По принципиальной схеме устройства рассматриваемые аппараты существенно не отличаются от их предшественников -- соответственно "Полинаркона-2" и "Полинаркона-2П". Модернизация последних, замена в них некоторых узлов новыми привели к созданию моделей, которые значительно совершеннее предыдущих. Аппараты имеют устройства для блокировки подачи закиси азота, облегчено снятие ротаметрических трубок дозиметра для их очистки, предусмотрено подключение бактериального фильтра и поглотителя анестетиков. В аппаратах ИН установлен модернизированный универсальный испаритель "Анестезист-1", который обеспечивает более безопасное проведение анестезии. В частности, увеличение концентрации паров анестетика осуществляется вращением шкалы против часовой стрелки; снятие и замена шкалы возможны лишь после полного сливания анестетика. Имеется устройство, предотвращающее повышение концентрации паров анестетика на выходе из испарителя при резком увеличении расхода газа-носителя.
"Полинаркон-4" по сравнению с "Полинарконом-5" совершеннее, но в конструктивном отношении более сложен: имеет систему сигнализации падения давления кислорода, систему автоматического подключения резервного баллона с кислородом, приставку "РД-4" для проведения ИВЛ, приставку для отсасывания. "Полинаркон-5" меньше по габаритам, проще в эксплуатации, смонтирован на станине, легко перемещается. В нем предусмотрено место для баллона с закисью азота.
Существенным преимуществом обоих аппаратов является возможность быстрой разборки дыхательного контура, что обеспечивает хорошие условия для его обеззараживания.
Аппарат ИН "Наркон-2". Выпускается в нескольких вариантах, которые различаются лишь комплектацией. В одной из моделей в комплект входит "Пневмат-1", предназначенный для проведения ИВЛ во время анестезии. Наркозный блок во всех моделях одинаковый. Он рассчитан на проведение анестезии по полуоткрытому и открытому контурам дыхания. В аппарате установлен испаритель "Анестезист-2", обладающий низким аэродинамическим сопротивлением, что и дает возможность проводить анестезию при спонтанном дыхании в условиях открытого контура.
Дозиметр имеет два ротаметра: один -- для измерения потока кислорода (от 0 до 10 л/мин), другой -- закиси азота (в тех же пределах).
Верхняя панель аппарата с укрепленными на ней дозиметром, трубопроводом, испарителем и другими деталями прикреплена к корпусу винтом со стороны дна аппарата. Это позволяет при необходимости снимать панель вместе со смонтированными на ней деталями.
Аппараты ИН "НАПП-2" и "НАПП-4"
Основной особенностью этих аппаратов является прерывистый поток газовой смеси, т.е. поступление ее в аппарат только в фазе вдоха. Они используются в основном для аналгезии в послеоперационном периоде, при родах, а также для проведения кратковременной общей анестезии при небольших хирургических вмешательствах и перевязках. В начале выдоха в аппаратах срабатывает механизм, который прекращает поступление газов из редуктора. Выдох происходит при очень небольшом сопротивлении -- 100 Па (10 мм вод. ст.).
В рассматриваемых аппаратах установлены редукторы для кислорода и закиси азота, которые снижают давление до 400 кПа. Затем газы поступают в уравнительно-блокирующее устройство. Соответствующие механизмы обеспечивают абсолютное выравнивание давления газов и прекращение поступления каждого из них при отсутствии другого.
Дозирующий блок представляет собой набор дюз, поток газа через которые регулируется клавишами. При нажатии одной из них открываются клапаны, расположенные перед соответствующей парой дюз. Использование дюз с различным соотношением площади их проходных сечений позволяет получать газовые смеси, содержащие 25% О2 и 75% N2O; 35% О2 и 65% N2O; 50% О2 и 50% N2O; 60% О2 и 40% N2O. Есть клавиша, позволяющая давать больному кислородно-воздушную смесь. Предусмотрена возможность подключения простого испарителя для фторотана и трихлорэтилена.
Газы, поступающие в аппарат из дозиметрического узла, заполняют мех. При определенном уровне заполнения его срабатывает механизм перекрытия вентиля. При вдохе газовая смесь через клапан и шланг поступает больному. Выдох осуществляется через нереверсивный клапан. В нижней части меха есть клапан, обеспечивающий разделение вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Он дает возможность переходить на ИВЛ или вспомогательное дыхание. При поступлении в мех недостаточного количества газа срабатывает приспособление, включающее подсос атмосферного воздуха. В случае очень сильного потока газов, что может быть результатом нарушения регуляции газотока или неисправности аппарата, специальный механизм выключает дозирующий блок.
Аппарат "НАПП-4" по сравнению с "НАПП-2" является более совершенной моделью. Он портативнее, удобнее в эксплуатации и, помимо прерывистого потока, обеспечивает возможность непрерывного поступления газов.
2. Аппараты искусственной вентиляции легких
Аппараты ИВЛ классифицируют в зависимости от привода и фактора, определяющего переключение с одной фазы дыхания на другую. В соответствии с первым фактором различают аппараты с ручным, пневматическим, электрическим и комбинированным приводом. Кроме того, их делят на переключающиеся по давлению, объему, времени и совокупности этих параметров.
Ниже дана краткая характеристика лишь тех отечественных аппаратов ИВЛ, которые находят применение при анестезиологическом обеспечении хирургических вмешательств.
Аппараты ДП-10 и АДР-2
Эти аппараты с ручным приводом, портативные и отличаются один от другого лишь укладками и наличием у аппарата ДП-10 гофрированного шланга. Основными узлами рассматриваемых аппаратов являются саморасправляющийся дыхательный мешок объемом 1 --1,2 л из эластической резины с прокладкой из пористого материала, патрубок для подведения кислорода и нереверсивный клапан, который можно подключить к маске или эндотрахеальной трубке. Эти аппараты успешно применяются для ИВЛ при неингаляционной общей анестезии на фоне миорелаксации. Дыхательный мешок от этих аппаратов можно использовать также для ИВЛ при ингаляционной анестезии аппаратом "Наркон-2" в условиях открытого контура дыхания.