Аппаратов ивл своими руками

Аппарат ИВЛ: принцип работы, клинические показания

При произношении таких словосочетаний как «аппарат ИВЛ», «искусственная вентиляция», большая часть обычных людей рисуют для себя в голове очень большое и шумное устройство, позволяющее поддерживать дыхание человека. На самом деле, на сегодняшний день, габариты и вес таких аппаратов может существенно различаться. Так, например, вес портативного аппарата ИВЛ составляет приблизительно 1,5 кг.

Рис. 1. Применение аппарата ИВЛ

Многие пациенты испытывают беспокойство по поводу работы аппарата ИВЛ, и это достаточно обосновано в связи с тем, что безопасность и наибольшая эффективность функционирования аппарата достигается благодаря правильному выбору и настройке прибора. Группа пациентов, которая может поддерживать дыхательные функции организма в домашних условиях, как правило, останавливает свой выбор на портативных устройствах и производят их настройку исходя из назначений медицинских специалистов. Необходимость аппарата ИВЛ возникает при остановке дыхания (для респираторной поддержки) или при возникновении одышки.

При выборе аппарата ИВЛ пациентам необходимо обратить внимание на несколько основополагающих моментов, среди которых — возможность насыщения воздуха кислородом, поскольку одна группа приборов производит введение кислорода только под высоким давлением, а другая часть устройств подключается к кислородным концентраторам, однако процесс их настройки несколько более сложный.

В связи с технологическим прогрессом, доступность аппаратов ИВЛ для домашнего применения увеличивается с каждым днем, но перед осуществлением покупки такого рода оборудования необходима консультация врача.

Аппарат ИВЛ: принцип работы

Рис. 2 Принцип работы аппарата ИВЛ

Аппарат ИВЛ состоит из нескольких основных частей таких как компрессор, электронные схемы, датчики, система клапанов.

Прибор способствует поступлению газовой смеси с необходимой и допустимой концентрацией кислорода в легкие пациента под давлением. В процессе его функционирования должна быть соблюдена цикличность воздуха, переключение инспирации и экспирации должно производиться с соблюдением потока, объема и давления воздуха при определенных временных параметрах. На этапе инспирации производится контролируемая вентиляция, в остальных случаях прибор осуществляет поддержку инстинктивному дыханию пациента.

Подключаться аппарат ИВЛ может двумя способами: инвазивным и неинвазивным. При неинвазивном способе подключения подача воздуха осуществляется по трубке и выводится через маску, при инвазивном же способе подключения воздушная смесь подается по интубационной трубке, введенной в трахеостому или дыхательные пути.

Клинические показания к ИВЛ

В тяжелых случаях, когда состояние больного невозможно детально обследовать или отсутствует необходимое оснащение медицинского учреждения, основными показаниями к искусственной вентиляции являются:

• остро развившееся нарушение ритма дыхания, патологические ритмы;
• отсутствие самостоятельного дыхания (апноэ);

Данные пункты являются абсолютными показаниями к ИВЛ. Остро возникшие нарушения дыхательного ритма свидетельствуют о глубоких нарушениях центральной регуляции дыхания. Исключением являются больные с сердечной недостаточностью и диффузным атеросклеротическим поражением головного мозга. В данном случае достаточно часто возникает дыхание типа Чейна — Стокса, которое получается устранить фармакологическими препаратами.

• учащение дыхания более 40/мин., в случае, не связанном с гипертермией (t тела более 38,5°С) или выраженной не устраненной гиповолемией;

Данное показание является относительным. Значение 40 — условное, однако его принимают за рубеж, при наступлении которого с легкостью может наступить декомпенсация самостоятельного дыхания.

• клинические проявления нарастающей гипоксемии и/или гиперкапнии.

В случае их сохранения после использования консервативных методов (кислородная терапия, обезболивание, восстановление дыхательных путей).

Данные проявления можно считать одними из самых важных критериев. Благодаря динамическому наблюдению можно выявить и определить степень выраженности основных симптомов, особенное значение, как правило, придают нарушениям сознания и психики, которые являются свидетельством гипоксической энцефалопатии. В отдельных случаях настоящие симптомы регрессируют после восстановления дыхательных путей, обезболивания и кислородных ингаляций. В случае же быстрого нарастания гипоксической клиники, не следует ожидать положительных эффектов от консервативных мероприятий, и необходима ИВЛ.

Классификация высокотехнологичных аппаратов ИВЛ

Современные высокотехнологичные аппараты ИВЛ позволяют осуществлять поддержку дыхания больным по составу, давлению и объему поступающего кислорода. Кроме того, современные устройства могут синхронизировать состояние больного и поступление воздуха: управляющие сигналы направляются в диафрагму по диафрагмальному нерву после чего датчики прибора их фиксируют.

Еще одним важным критерием является наличие во всех современных аппаратах сигнализации, срабатывающей в случае поломки или возникновении неконтролируемых ситуаций.

Классификация приборов производится по следующим группам:

• возраст пациента,
• разделяется на пять групп: с 1 по 3 — для детей старше 6 лет и взрослых; 4 группа — дети до 6 лет; 5 группа — новорожденные до 1 года.

Способ действия:

• внутренний;
• наружный;
• с использованием дыхательных электростимуляторов;

Тип привода:

• электрический;
• ручной;
• пневматический;
• комбинированный.

Предназначение:

• стационарные;
• портативные (переносные).

Сфера применения:

• Специального медицинского назначения.
• Применяются для поддержания жизни новорожденных, оказания неотложной помощи, проведения бронхоскопии и т. д.
• Общего медицинского назначения.
• Необходимы для лечебных учреждений, осуществляющих терапию, анестезию, реанимацию и т. д.

Тип управляющего устройства:

• микропроцессорные (интеллектуальные);
• мемикропроцессорные.

Аппараты ИВЛ высокочастотного струйного типа

Рис. 3 Высокочастотный аппарат ИВЛ

Одним из наиболее важных медицинских приборов является высокочастотный струйный аппарат ИВЛ, который позволяет производить обеспечение как высокочастотной струйной вентиляцией (циклическая частота более 50 ), так и нормочастотной, и сочетанной ИВЛ. Благодаря контролю давления, аппарат позволяет предотвратить возможность возникновения легочной баротравмы, а новейшие специальные системы способствуют насыщению поступающего воздуха влагой, что позволяет исключить риск осушения или переохлаждения организма пациента.

На сегодняшний день, наличие аппаратов ИВЛ необходимо как в службах скорой и неотложной помощи, так и в стационарных отделениях.

Источник

Аппарат ИВЛ своими руками для больных COVID-19

Одной из основных проблем, с которой сталкиваются все больные коронавирусом, находящиеся в больницах — это нехватка аппаратов искусственной вентиляции лёгких. Этот аппарат помогает дышать больным с восполнением легких.

Как известно, таких аппаратов сейчас очень не хватает, а средняя стоимость такого устройства не менее 30 000 долларов США, многие не могут купит себе такой аппарат. Именно поэтому инженеры Массачусетского технологического университета создали не дорогую альтернативу аппарату ИВЛ, который можно изготовить самостоятельно. Общая стоимость такого аппарата не превышает 100 Долларов США.

В основе альтернативной конструкции аппарата ИВЛ дыхательный мешок, который сжимает и разжимает специальный механизм. Обычно такой мешок сжимают руки врача, когда требуется не продолжительная вентиляция легких, например в промежутках до подключения больного к аппарату ИВЛ.

В изобретении инженеров MTI этот самый мешок сжимает специальный механизм. Главной особенностью работы такого аппарата является скорость дыхания, давление воздуха, скорость откачки воздуха. Эти параметры должны быть настраиваемыми под каждого конкретного пациента, кроме того аппарат должен быть надежным, так как от его работоспособности зависит жизнь пациента. Аппарат ИВЛ должен выдержать около 2 000 000 вздохов и выдохов в течение 2х недель непрерывной работы. Именно столько времени требуется пациенту, чтобы справиться с болезнью.

Так как устройство находится в процессе испытаний и не подтвердило гарантийной работоспособности инженеры не рекомендуют изготавливать аналогичные устройства, так как это может стоить жизни пациенту, тем не менее проект является открытым и каждый человек может изготовить аппарат ИВЛ для испытаний.

Разработчики проекта просят поделиться опытом использования их изобретения в форуме. Этот опыт поможет создать полностью работоспособное устройство в кротчайшие сроки, возможно, это устройство спасет чью-то жизнь.

Внимание!

Обращаем ваше внимание то то, что проект не прошел испытания, его тиражирование и практическое использование может нанести вред здоровью или даже может стать причиной смерти человека!

Ссылка на открытый проект

Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 📢
Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света!

Источник

Чурсин В.В. Искусственная вентиляция легких (учебно-методическое пособие)

Информация

Физиология дыхания

Анатомия

Проводящие пути

Нос — первые изменения поступающего воздуха происходят в носу, где он очищается, согревается и увлажняется. Этому способствует волосяной фильтр, преддверие и раковины носа. Интенсивное кровоснабжение слизистой оболочки и пещеристых сплетений раковин обеспечивает быстрое согревание или охлаждение воздуха до температуры тела. Испаряющаяся со слизистой оболочки вода увлажняет воздух на 75-80%. Длительное вдыхание воздуха пониженной влажности приводит к высыханию слизистой оболочки, попаданию сухого воздуха в легкие, развитию ателектазов, пневмонии и повышению сопротивления в воздухоносных путях.

Трахея — основной воздуховод, в ней согревается и увлажняется воздух. Клетки слизистой оболочки захватывают инородные вещества, а реснички продвигают слизь вверх по трахее.

Бронхи (долевые и сегментарные) заканчиваются концевыми бронхиолами.

В альвеолах происходит газообмен между кровью легочных капилляров и воздухом. Общее число альвеол равно примерно 300 млн., а суммарная площадь их поверхности — примерно 80 м 2 . Диаметр альвеол составляет 0,2-0,3 мм. Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется путем диффузии. Кровь легочных капилляров отделена от альвеолярного пространства лишь тонким слоем ткани — так называемой альвеолярно-капиллярной мембраной, образованной альвеолярным эпителием, узким интерстициальным пространством и эндотелием капилляра. Общая толщина этой мембраны не превышает 1 мкм. Вся альвеолярная поверхность легких покрыта тонкой пленкой, называемой сурфактантом.

при низком давлении растяжения, уменьшает действие сил, вызывающих накопление жидкости в тканях. Кроме того, сурфактант очищает вдыхаемые газы, отфильтровывает и улавливает вдыхаемые частицы, регулирует обмен воды между кровью и воздушной средой альвеолы, ускоряет диффузию СО₂, обладает выраженным антиокислительным действием. Сурфактант очень чувствителен к различным эндо- и экзогенным факторам: нарушениям кровообращения, вентиляции и метаболизма, изменению РО₂ во вдыхаемом воздухе, загрязнению его. При дефиците сурфактанта возникают ателектазы и РДС новорожденных. Примерно 90-95% альвеолярного сурфактанта повторно перерабатывается, очищается, накапливается и ресекретируется. Период полувыведения компонентов сурфактанта из просвета альвеол здоровых легких составляет около 20 ч.

2. Резервный объем вдоха (РОвд – IRV – Inspiratory Reserve Volume) — объем, который может дополнительно поступить после спокойного вдоха, т.е. разница между нормальной и максимальной вентиляцией. Нормальное значение: 2-2,5 л (около 2/3 ЖЕЛ).

увеличением скорости потока (форсирование вдоха или выдоха) сопротивление дыхательных путей увеличивается.

Сопротивление дыхательных путей зависит также от объема легких. При большом объёме паренхима оказывает большее «растягивающее» действие на дыхательные пути, и их сопротивление уменьшается. Применение ПДКВ (PEEP) способствует увеличению объема легких и, следовательно, снижению сопротивления дыхательных путей.

Сопротивление дыхательных путей в норме составляет:

4. Повышенная вентиляция — любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя, независимо от парциального давления газов в альвеолах (например, при мышечной работе).

12.Асфиксия — остановка или угнетение дыхания, связанные, главным образом, с параличом дыхательных центров или закрытием дыхательных путей. Газообмен при этом резко нарушен (наблюдается гипоксия и гиперкапния).

В целях диагностики целесообразно различать два типа нарушений вентиляции — рестриктивный и обструктивный.

Острая дыхательная недостаточность

Классификация ОДН

В соответствии с вышеизложенным (с позиции оказания экстренной помощи), в первую очередь нужно классифицировать ОДН по тяжести.

Наиболее удобно в реаниматологии классифицировать все синдромы, связанные с органной недостаточностью (точнее – с функциональной недостаточностью того или иного органа) по степени компенсации – способности выполнять свои функции. Любую недостаточность можно разделить на компенсированную, субкомпенсированную и некомпенсированную.

Взяв для аналогии классификации Дембо А.Г. (1957), Rossier (1956), Малышева В.Д. (1989) можно разделить ОДН на:

— Компенсированную, когда при умеренном напряжении функции дыхания поддерживается нормальный газовый состав крови и удовлетворяются метаболические потребности организма. Клинически в состоянии покоя ЧДД до 30 в мин, газы крови и КЩС в норме, ЖЕЛ снижено до 30-60 мл/кг. По Дембо — 1 вид, по Rossier – латентная, по Малышеву — I стадия. Сюда же можно отнести и состояния, при которых повышается потребность организма в кислороде в покое, хотя правильнее это состояние называть «компенсаторная ОДН».

— Субкомпенсированную, когда при выраженном напряжении функции дыхания поддерживается нормальный газовый состав крови и уже не полностью удовлетворяются метаболические потребности организма. Клинически в состоянии покоя ЧДД более 30 в мин, газы крови – РаО₂ в норме или несколько снижено, РаСО₂ может быть снижено, КЩС – метаболический ацидоз, ЖЕЛ менее 30 мл/кг. По Дембо — 2 вид, по Rossier – парциальная, по Малышеву — II стадия.

— Некомпенсированную, когда при выраженных нарушениях механики дыхания не поддерживается нормальный газовый состав крови и уже абсолютно не удовлетворяются метаболические потребности организма. Клинически в состоянии покоя ЧДД более 35 в мин или брадипноэ ( 1, увеличивается физиологическое мертвое пространство, сокращается площадь реального газообмена. Как итог, прогрессирует гипоксемия и гипоксия, которые невозможно компенсировать развивающимся тахипноэ. Для ТЭЛА, кроме того, характерны выраженные гемодинамические нарушения и явления правожелудочковой недостаточности, что усугубляет ситуацию.

Искусственная вентиляция легких

Однако на практике существенное отрицательное влияние ИВЛ на функцию почек наблюдается достаточно редко. Вероятно, положительное влияние на оксигенацию адекватно проводимой ИВЛ все-таки превалирует над отрицательным антидиуретическим эффектом. И в практике автора, и по данным литературы нередки случаи, когда при развивающейся олигурии на фоне гипоксии различного генеза (ОРДС, артериальная гипотен-зия, гестозы) перевод больных на ИВЛ (в комплексе с другой терапией) сопровождался увеличением диуреза вплоть до полиурии. Надо думать, это связано с устранением гипоксии, снижением уровня катехоламинов, купированием спазма артериол и т. д. Прогрессирование олигурии чаще всего обусловлено другой причиной (например, органическими изменениями почек, нескоррегированной гиповолемией, эндогенной или экзогенной интоксикацией).

Возможное отрицательное действие ИВЛ на функцию печени и ЖКТ связано со следующими механизмами:

Принципы работы аппаратов ИВЛ

Сущность работы любого приспособления или аппарата для проведения ИВЛ заключается в том, что необходимо сделать вдох — вдуть в лёгкие газовую смесь, и потом обеспечить выдох — возможность удаления из лёгких этой смеси.
Принципиальным моментом в обеспечении цикличной работы аппарата ИВЛ является способ переключения с вдоха на выдох и обратно.

Существуют несколько способов осуществления цикличности:

— По давлению – аппарат контролирует давление в дыхательном контуре и по заданным величинам давления в конце вдоха и выдоха обеспечивает цикличную ИВЛ. Принцип работы следующий – генератор сжатой газовой смеси (компрессор, турбина) осуществляет вдох – раздувает лёгкие, пока в них не поднимется давление, например до 18 см.вод.ст., после чего срабатывают клапана и лёгким пациента даётся возможность освободиться от избыточного давления, удалив отработанную газовую смесь и снизив давление, например до 0 см вод.ст. Затем опять начинается вдох, опять до достижения 18 см.вод.ст. и т.д. Изменяя величины давления для срабатывания клапанов и производительность генератора можно менять параметры ИВЛ – ДО, ЧД и МОД.

— По частоте – аппарат контролирует время фаз дыхательного цикла – вдоха и выдоха. Зная частоту дыхания и соотношения длительности фаз, можно рассчитать длительность вдоха и выдоха. Например, ЧД – 10 в минуту, значит на один дыхательный цикл (вдох+выдох) уходит 6 секунд. При соотношении вдох:выдох (I:E) – 1:2, длительность вдоха составит 2 секунды, выдоха 4 секунды. Принцип работы следующий – генератор сжатой газовой смеси (компрессор, турбина) осуществляет вдох – раздувает лёгкие в течении 2-х секунд, после чего срабатывают клапана и лёгким пациента даётся возможность освободиться от отработанной газовой смеси в течении 4-х секунд. Изменяя ЧД (и/или I:E) и производительность генератора можно менять ДО и МОД.

— По объёму – аппарат контролирует объём газовой смеси, нагнетаемой в лёгкие пациента, обеспечивая ДО. Затем даётся время для освобождения от отработанной газовой смеси. Изменяя ДО и производительность генератора (МОД), при заданном соотношении I:E, можно изменять ЧД.

Достаточно давно появился (ещё в РО-5), но только сейчас широко используется ещё один принцип управления цикличностью:
— По усилию пациента – когда сам больной инициирует вдох и генератор нагнетает в его лёгкие заданный ДО. В этом случае такие показатели как ЧД и, соответственно МОД, определяются самим пациентом. Эти триггерные (откликающиеся) системы определяют попытки самостоятельного вдоха а) по созданию небольшого отрицательного давления в дыхательном контуре или б) по изменению потока газовой смеси.

В более современном представлении классификацию по принципу обеспечения цикличности можно представить в следующем виде:

— Аппараты или режимы ИВЛ с контролем дыхательного объёма. Работая «по частоте», т.е. в рамках расчётного времени на вдох, аппарат рассчитывает с какой скоростью надо доставить заданный ДО в лёгкие пациента.

— Аппараты или режимы ИВЛ с контролем давления на вдохе. Работая также «по частоте», т.е. в рамках расчётного времени на вдох, аппарат с определённой скоростью и до достижения установленного давления в дыхательных путях, нагнетает в лёгкие пациента ДО, измеряя его величину.

Источник

Вид гипоксии	Причины
Гипоксическая гипоксия