ИЗМЕРЕНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ

Как отмечалось выше, из-за неполной герметичности ды­хательного контура практически всегда имеется разница между установленным и действительным значениями ды­хательного объема и минутной вентиляции. Отсюда следу­ет, что даже идеальный по управлению аппарат не может дать оператору полную информацию о режиме ИВЛ. Зна­ние же истинных значений параметров ИВЛ позволяет соразмерить режим работы с состоянием пациента, свести к минимуму вредные побочные воздействия ИВЛ, направ­ленно воздействовать на состояние пациента теми или иными особенностями режима. Так возникает необходи­мость оснащения аппарата ИВЛ измерительными сред­ствами. Первым прибором, который начал устанавливать­ся на аппараты ИВЛ и находит применение до сих пор, был простой и надежный манометр. Развитие ИВЛ при­вело к оснащению аппаратов приборами для измерения дыхательного объема; сначала это были громоздкие «га­зовые часы», затем специальные механические приборы — волюметры, а сейчас часто встречаются электронные приборы. Те же приборы, если измерять ими объем газа, про­шедший за известный интервал времени, позволяют опре­делить минутную вентиляцию. Выше отмечалось, что вре­менные параметры ИВЛ не зависят от каких-либо харак­теристик системы аппарат — пациент и могут быть заданы непосредственно на аппарате, но измерение, например, ча­стоты дыхания может понадобиться в моделях, которые имеют независимую установку минутной вентиляции и дыхательного объема.

Все расширяющееся оснащение аппаратов ИВЛ сред­ствами измерения — одна из наиболее заметных тенденции их развития. В табл. 9 приведены информационные воз­можности этих трех современных аппаратов: «Сервовентилятора-900В», «Энгстрем-Эрика» и разрабатываемой в СССР модели «Спирон-101». Полный перечень устанав­ливаемых, измеряемых и охваченных сигнализацией пара­метров достигает в первой модели 32, во второй — 37, в третьей — 35 характеристик. Однако нельзя не высказать определенные сомнения по поводу подобного насыщения аппаратуры средствами измерения и сигнализации. Преж­де всего поставим вопрос, в скольких лечебных учреж­дениях, где применяется ИВЛ, получаемая информация будет надлежаще интерпретирована и использована с пользой для пациента? Какой клинической, патофизиоло­гической, инженерной и метрологической квалификацией должен обладать специалист, способный сознательно ис­пользовать предоставляемые ему сведения? Не существует ли опасности, что, поддавшись магии светящихся чисел, разноцветных ламп и разнообразных звуковых сигналов, оператор недооценит клиническую картину состояния па­циента? Наконец, за все возможности измерения приходится платить в прямом и переносном смысле — увеличе­нием трудоемкости изготовления и стоимости аппаратуры, необходимостью ее высококвалифицированного обслуживаемой специалистами и официальной периодической провер­кой правильности метрологических характеристик средств измерения.

Т а б л и ц а 9

Информационные возможности некоторых многофункциональных аппаратов ИВЛ

Поэтому при создании аппарата ИВЛ, оценивая нужный набор средств измерения, регистрации и сигнализации, Следует всесторонне соразмерить назначение конкретной модели аппарата, принцип его устройства, достижимые погрешности средств измерения и психологические аспекты восприятия многих видов информации. Важную роль здесь должно играть и понимание информативной ценности измеряемых параметров ИВЛ.

Среди встроенных или отдельных средств измерения характеристик режима ИВЛ наиболее важны средства из мерения дыхательного объема и минутной вентиляции. Нужно заметить, что в настоящее время еще нет методов, позволяющих определить их истинные значения. Невозможно точно измерить объем газа, поступившего в легкие пациента, поскольку в момент присоединения пациента к аппарату практически никогда нельзя достичь полной герметичности. Измерение объема газа в линии выдоха в большей степени приближается к действительному значе­нию, чем объем, определенный в линии вдоха. Это же от­носится и к измерению минутной вентиляции.

Для оценки режима ИВЛ и состояния пациента было бы правильнее выявлять значения не общей, а альвеоляр­ной минутной вентиляции, которая определяет газообмен.

Обычные трудности определения объема функционального мертвого пространства при ИВЛ дополняются необходи­мостью учета еще и мертвого пространства аппарата.

Потери объема и, следовательно, ухудшение вентиляции часто не принимают во внимание из-за того, что уста­новленные в линии выдоха средства измерения большую часть этих потерь суммируют с истинным дыхательным объемом. Оценить величину этих потерь можно простым способом определения внутренней растяжимости аппарата. Для этого отмечают величину максимального давления ды­хательного цикла при «нормальной» вентиляции пациента, затем, отключив пациента и перекрыв выходное отвер­стие аппарата при той же частоте дыхания, уменьшая дыхательный объем, устанавливают по показаниям мано­метра аппарата прежнее значение максимального дав­ления вдоха. Показание прибора, измеряющего в данный момент дыхательный объем, приблизительно соответствует потере объема на вентиляцию внутренней растяжимости аппарата в одном дыхательном цикле. Эти обстоятельства заставляют критически оцепить предусмотренную в неко­торых зарубежных приборах возможность введения по­правки к показаниям минутной вентиляции и дыхательного объема («Сгшролог» фирмы «Дрегер») или растяжи­мости и коэффициента сопротивления («Вычислитель ле­гочной механики» фирмы «Сименс-Элема») в зависимости от величины мертвого объема или объема присоединенных к пациенту частей аппарата, поскольку в каждом конкретном случае значения этих объемов неизвестны.

Свои особенности присущи и оценке измерения давле­ния. Имеющиеся на аппаратах механические или элект­ронные манометры показывают максимальное давление дыхательного цикла не в легких, а в некоторой точке ды­хательного контура. На результат измерения оказывают влияние динамические погрешности манометров, кроме то­го, трудно считывать быстро меняющиеся показания, отли­чающиеся в разных дыхательных циклах. Когда в аппара­те предусмотрена пауза вдоха, то измерение давления кон­ца вдоха получает большую информационную ценность. Из-за прекращения вдувания газа исчезает перепад давле­ния между точкой, к которой подключен манометр, и внутрилегочным пространством. Поэтому показания прибора в этот момент соответствуют средней величине давления во всех открытых альвеолах. Более того, давление, изме­ренное в конце паузы вдоха, в сопоставлении с дыхатель­ным объемом позволяет рассчитать растяжимость легких, а разность между максимальным давлением и давлением в конце паузы, отнесенная к скорости вдувания, является коэффициентом сопротивления.

В ряде современных приборов для измерения парамет­ров ИВЛ, например в отечественных спиромоннторах — СМ-1 «Аргус-1» и СМ-3 «Аргус-3», предусмотрена также возможность измерения среднего значения давления дыха­тельного цикла, что приобретает большую актуальность в связи с использованием ИВЛ с положительным давлени­ем конца выдоха. Однако и здесь следует сделать оговор­ку, что среднее давление измеряется «во рту», в то время как на кровообращение влияет среднее внутрилегочное давление.

Мы рассмотрели специфику измерения некоторых пара­метров ИВЛ, хотя свои особенности измерения имеют и все остальные. Эти обстоятельства, отнюдь не умаляя важ­ность измерений при ИВЛ, подчеркивают необходимость критического осмысления показаний и анализа возможно­стей измерительных средств.

СИГНАЛИЗАЦИЯ

С измерениями тесно связана проблема сигнализации об изменениях характеристик системы аппарат — пациент. Важность сигнализации при проведении длительной ИВЛ не нуждается в доказательствах.

В настоящее время выбор параметров, по которым про­водится сигнализация, весьма разнообразен. Распростра­нены модели, в которых сигнализация вообще не преду­смотрена, аппараты с сигнализацией об ограниченном чис­ле отклонений от установленного режима работы и аппараты со встроенной сигнализацией об изменении большого числа характеристик. Так, выпускаемый в США аппарат «Беар-1», имеющий 28 органов управления и 3 цифровых индикатора встроенных средств измерения, оснащен еще 13 сигнальными лампами и 9 другими световыми индика­торами различных опасных состояний.

Представляется оправданным предусматривать сигна­лизацию о тех характеристиках режима ИВЛ, которые наиболее важны для обеспечения жизни пациента и к из­менению которых приводит наибольшее число сдвигов фи­зиологических параметров пациента или функциональных характеристик аппарата. Исходя из этого наиболее целесо­образным представляется устройство, вырабатывающее сигнал опасности через короткий промежуток времени по­сле уменьшения максимального значения давления дыха­тельного цикла ниже определенной величины, например 0,5 кПа (5 см вод.ст.). Такое устройства с автономным, не зависящим от стационарного электро- или пневмоснабжения питанием позволяет сигнализировать о нарушениях, вызванных значительным или полным нарушением гер­метичности присоединения пациента к аппарату, неисправ­ностью аппарата, нарушением его питания. Поскольку уст­ройства такого типа, называемые часто «сигнализаторами апноэ», следят за уровнем давления, они одинаково применимы в аппаратах для взрослых и для детей, поскольку давления в течение дыхательного цикла имеют одинаковый порядок величин.

Помимо такого простейшего устройства, могут приме­няться сигнализаторы и мониторы с более широкими ха­рактеристиками сигнализации. В первую очередь необ­ходимо сигнализировать о выходе из установленного диа­пазона важнейшего параметра — минутной вентиляции. Поскольку ее значение не изменяется при кратковремен­ных нарушениях режима работы, которые тоже должны привлекать внимание оператора, то сигнализацию по минутной вентиляции целесообразно дополнить сигнализацией о выходе за установленные границы быстро меняюще­гося параметра — максимального давления дыхательного цикла. Используя один из этих видов сигнализации или оба сразу и устанавливая их пределы срабатывания, опе­ратор получает ту информацию о состоянии системы аппарат — пациент, которая ему необходима. Подобный сигна­лизатор «второго уровня» должен также иметь возмож­ность какое-то время (по международным стандартам не менее 5 мин) подавать сигналы о нарушении питания ап­парата. На подобном принципе построена сигнализация в спиромоннторе модели СМ-1 «Аргус-1».

Сигнализаторы следующего уровня должны охватывать еще больший набор характеристик, дополненный элемен­тами диагностики состояния пациента и аппарата. Можно представить себе сигнализацию о необходимости аспира­ции из верхних дыхательных путей, восстановлении само­стоятельной дыхательной активности пациента, нарушении газового состава вдыхаемого газа и т.д. Принципиально возможна сигнализация о необходимости технического об­служивания аппарата, замены сменных компонентов, на­пример бактериальных фильтров, о нарушении теплового режима аппарата или правил безопасности и т.д. Поэто­му возникает задача тщательного обоснования числа сиг­нализаторов, их иерархии, связи с регистрирующими и другими вторичными устройствами и т.п.

В сигнализирующих устройствах выходными элемента­ми являются световые и звуковые индикаторы. Сейчас ча­сто предусматривается срабатывание в опасной ситуации и световой, и звуковой сигнализации, причем для привле­чения большего внимания они могут быть прерывистыми. В ряде устройств имеется возможность временного отклю­чения звуковой сигнализации при сохранении световой. Если нормальная ситуация восстановилась, то в большин­стве устройств сигнализация прекращается. Однако есть определенная логика и в том, чтобы в этих условиях со­хранить световую сигнализацию до того, как оператор подтвердит, что он знает о происшедшем срабатывании сигнализации. Иногда звуковую сигнализацию можно вы­ключить только специальным ключом.

Все большее расширение характеристик, «охраняемых» сигнализацией, наряду с использованием в медицинских помещениях и другой снабженной сигнализаторами аппа­ратуры выдвигает задачу стандартизации видов и логики работы сигнализирующих устройств.