Испарители с нестабилизированным подогревом

На рис. 33 приведена принципиальная схема устройства и работы типичного испарителя с нестабилизированным подогревом, входящего в состав «Энгстрем-респираторов» марки ER-150, -200, 300. Он состоит из цилиндрического резервуара с водой (1), в которую опущен каркас газо-подводящего патрубка (3), покрытый с целью увеличения контактной поверхности крупнопористым гигроскопичным материалом. Под основанием резервуара расположена нагревательная пластина (2). Согласно исследованиям Tont-schev и соавт. (1978), испаритель обеспечивает 64% отно­сительную влажность дыхательной смеси при 37°С, что ниже стандартных требований. Однако на основании кли­нических наблюдений ряд авторов считают, что такой ис­паритель вполне эффективен для поддержания удовлетво­рительной влажности слизистой оболочки дыхательных путей [Herzog, Norlander, 1970].

К описанному выше типу нетермостабилизированных испарителей относится увлажнитель аппаратов ИВЛ мо­делей РО-6. Обогрев этого увлажнителя осуществляется за счет тепла, отдаваемого электродвигателем во время работы воздуходувки, расположенным под основанием увлажнителя. По данным Tontschev и соавт., произво­дительность увлажнителя аппаратов РО-6 обеспечивает относительную влажность от 36 до 52% (при 37°С).

Многие считают наличие такого увлажнителя достаточ­ной гарантией эффективного увлажнения и обогрева вды­хаемого газа.

Ниже приводятся клинические и экспериментальные на­блюдения и исследования для оценки эффективности нетермостабилизированного увлажнителя-испарителя аппа­ратов РО-6.

Экспериментальные данные. Если увлажни­тели располагаются внутри аппарата ИВЛ, то вдыхаемый газ на пути к пациенту проходит через дыхательные шлан­ги длиной около 2 м. Вследствие очень малой удельной теп­лоемкости газовой смеси (примерно в 3000 раз меньшей, чем у воды) температура газа в тройнике пациента будет мало отличаться от температуры окружающей среды, а относительная влажность в результате охлаждения газа станет достаточно высокой.

С помощью малоинерционного электротермометра ТСМ-2 измеряли температуру окружающего воздуха, воды в увлажнителе, газовой смеси на выходе из аппарата и на выходе из тройника пациента. С помощью аспирационного психрометра также измеряли относительную влажность вдыхаемого газа на выходе из тройника пациента.

В первой серии экспериментов использовали обычные дыхательные шланги; во второй для увеличения теплоизо­ляционных свойств шланг вдоха был помещен в защитную муфту из пенополиуретана. В этих двух сериях проводили вентиляцию воздухом. В третьей серии также применяли теплоизолированный шланг, но в аппарат поступал из бал­лона кислород, относительную влажность которого приня то считать равной пулю. Во всех опытах MOB составил 10 л/мин, ДО — 0,6 л. Результаты экспериментов представлены на рис. 34.

34. Изменения относительной влажности и температуры вдыхаемого газа при ИВЛ аппаратом РО-6. 1 — 3 — серии экспериментов.

Рассматривая полученные экспериментальные данные, можно сделать следующие выводы.

Несмотря на значительный нагрев воды в увлажнителе (на 15 — 16°С) и нагрев проходящего через увлажнитель газа на 8 — 9°С выше температуры окружающей среды, температура газа, поступающего к пациенту, в случае при­менения обычных шлангов была выше окружающей тем­пературы всего на 1 — 1,5°С.

Применение теплоизолиронанных шлангов-увеличивает эту разницу не более чем на 1 — 1,5°С. Теплоизоляция шлангов увеличивает их вес и размер и создает опреде­ленные неудобства. На температуру вдыхаемого газа не оказывает практически никакого влияния его состав: воз­дух (открытый контур) или кислород (полуоткрытый контур).

Результаты эксперимента показали, что вследствие охлаждения в шланге нагретого перед тем в увлажнителе газа достаточно быстро достигается высокая относитель­ная влажность подаваемой пациенту газовой смеси (см. рис. 34). В шланге вдоха в значительном количестве конденсируется влага. Используя полученные эксперимен­тальные данные, можно рассчитать, что количество вла­ги, теряемой пациентом при искусственной вентиляции лег­ких, возмещается при работе описанного выше увлажни­теля примерно на 30%.

Клинические данные. На основании клинических наблюдений установлено следующее: температура воды в увлажнителе через 1 — 1¹/₂ ч после включения аппарата становилась выше температуры воздуха помещения на 4 — 5°С при работе но полуоткрытому контуру и на 8 — 9°С при работе по полузакрытому контуру; через 5 — 6 ч тем­пература воды в увлажнителе достигала максимального значения и становилась выше температуры окружающего воздуха на 15 — 16°С при работе по полуоткрытому и по­лузакрытому контурам. Температура газовой смеси в трой­нике пациента через 1 — 1¹/₂ ч после включения аппарата становилась выше температуры воздуха помещения на 0,5°С при работе по полуоткрытому контуру и на 1 — 1,2°С при работе по полузакрытому контуру; через 2 — 2¹/₂ ч ра­боты температура газовой смеси была на 1,2 — 1,5°С выше температуры окружающего воздуха при работе по полуоткрытому и полузакрытому контурам; при дальнейшей работе «перепад» температур практически не изменялся. Температура газовой смеси в трахеальной трубке изме­рялась на уровне корня языка («во рту») и в трахее. Установлено, что температура «во рту» при любом конту­ре вентиляции и практически с самого начала (в том чис­ле и без включения увлажнителя) достигала максималь­ных цифр и отличалась от температуры тела не более чем на 2,5 — 3,5°С; температура газа у трахеального конца трубки устанавливалась также с самого начала вентиля­ции и отличалась от температуры тела всего на 2 — 2,5°С. Установлено также, что значительные изменения минуткого объема вентиляции (в 2 — 2,5 раза) приводили к изменениям температуры газа «во рту» не более чем на 0,5°С.

При искусственной вентиляции через трахеостому тем­пературу газа замеряли в трахее, у внутреннего конца трахеостомической канюли. Установлено, что в первые 1 — 1¹/₂ ч температура газа была ниже температуры тела на 4 — 4,5°С при работе по полузакрытому контуру; че­рез 2 — 2¹/₂ ч температура газа в трахее достигала мак­симума при обоих контурах дыхания и отличалась от тем­пературы тела на 3 — 3,5°С.

В клинических условиях не производилось прямого из­мерения влажности, однако по постоянному наличию кон­денсата в шланге вдоха во всех наблюдавшихся случаях можно предположить, что относительная влажность газо­вой смеси в тройнике пациента была близкой к 100%.

Результаты экспериментальных и клинических исследо­ваний работы нетермостабилизированных увлажнителей, встроенных в аппараты типа «РО», позволяют сделать сле­дующее заключение.

1. Увлажнители обеспечивают почти 100% относитель­ную влажность вдыхаемого газа, но не повышают сущест­венно его температуру.

2. Увлажнители подобного типа компенсируют потерю влаги слизистой оболочки дыхательных путей не более чем на 30%.

3. Значение увлажнителей в поддержании «местного» теплового баланса при ИВЛ через трахеальную трубку невелико, так как вдыхаемый газ благодаря интенсивному теплообмену нагревается до температуры тела при про­хождении через ротовую часть трубки.

4. Несколько большее значение в предупреждении мест­ного охлаждения слизистой оболочки трахеи увлажнители имеют при вентиляции через трахеостомическую канюлю.

5. Для увеличения температуры вдыхаемого газа до 34 — 35°С, даже при использовании теплоизолированных шлангов, необходимо нагревать воду в увлажнителе до 70°С. При работе с обычными шлангами потребуется нагревание до температуры, близкой к точке кипения, для чего необходимо применение специального «кипятильни­ка»; высокие температуры приведут к разрушению оргстекла, из которого выполнены увлажнители. Кроме того, кипячение приведет к непрерывному и чрезмерному накоп­лению конденсационной воды в шланге вдоха, что ослож­нит эксплуатацию аппарата.