Лекция № 3: Искусственная вентиляция легких. Структурная схема аппарата ИВЛ

План лекции:

Структурная схема аппарата ИВЛ;

Эквивалентная схема аппарата ИВЛ.

1. Структурная схема аппарата ИВЛ

В схемах каждого аппарата можно выделить структурные основные блоки: источник газа, подаваемого пациенту (генератор вдоха); распределительное устройство, задающее требуемые направления движения газа; механизм управления распределительным устройством.

Простейшую структурную схему имеет аппарат ИВЛ "Пневмат-1" (рис. 59), в котором генератором, вдоха является инжектор с питанием от сжатого кислорода.

Рис. 59. Структурная схема аппарата ИВЛ "Пневмат-1".

1 – пациент; 2 – инжектор (выполняющий роль клапана); 3 – распределительное устройство – делитель потока; 4 – переключающий механизм; 5 – генератор вдоха; 6 – ввод сжатого газа.

Распределительное устройство периодически прерывает поток газа, распределяя его на определенные порции. Перевод устройства из положения вдоха в положение выдоха и обратно осуществляет пневматический переключающий механизм, определяющий длительность вдоха и выдоха и, следовательно, частоту дыхания. Аппараты такого типа называют "делителями потока". Примером структурной схемы многофункционального аппарата может служить схема широко распространенного аппарата РО-6М (рис. 60). Для получения реверсивного и нереверсивного дыхательного контуров в этой модели применена разделительная емкость, с помощью которой газ, циркулирующий в дыхательном контуре, отделен от газа, используемого в линии привода. Распределительное устройство 3 коммутирует потоки газа в линии привода и в дыхательном контуре.

Управляется оно механизмом, задающим определенный ход мехов, т.е. дыхательный объем. Генератором вдоха является воздуходувка, работающая от электродвигателя. В схеме предусмотрены устройства для нагрева, увлажнения и очистки вдыхаемого газа, а также средства для измерения характеристик режима ИВЛ.

1 – пациент; 2 – нереверсивный клапан; 3 – распределительное устройство; 4 – переключающий механизм; 5 – генератор вдоха; 6 – ввод сжатого газа; 7- увлажнитель; 8 – волюметр; 9 – наркозный блок; 10 – разделительная емкость; 11 – регулятор минутной вентиляции.

Рис. 60. Структурная схема аппарата ИВЛ РО-06.

Генератор вдоха

Генераторы вдоха бывают двух типов: генераторы постоянного потока, создающие поток газа, текущего только в одном направлении, и генераторы вдоха переменного потока и давления, совпадающего с длительностью фаз дыхательного цикла, когда генератор набирает новую порцию во время выдоха пациента. Такая классификация облегчает понимание особенностей аппарата.

2. Эквивалентная схема аппарата ИВЛ

Пневматическая цепь аппарата ИВЛ для удобства расчетов и анализа работы может быть представлена эквивалентной электрической схемой - рис.6. Здесь схема "а" - вдох, схема "б" - выдох; Р --> ЭДС - максимальное давление генератора вдоха; Rв - внутреннее сопротивление генератора вдоха; Rр - регулятор скорости вдувания; Г - генератор вдоха; РУ - распределительное устройство; Rе - сопротивление линии выдоха; Rу - сопротивление утечки; Са -внутренняя растяжимость аппарата; Rп – сопротивление дыхательных путей пациента; Сп - растяжимость легких пациента; е выд - генератор выдоха.

б) выдох

е = Р = кПа; R = кПа мин/л; С = л/кПа; I = л/мин.

Рис. 61. Эквивалентные электросхемы.

Эквивалентная электросхема позволяет использовать математические методы анализа переходных процессов в электрических цепях для анализа пневматической системы аппарат - пациент.

Генератор выдоха

Генератором выдоха называют устройство, обеспечивающее выведение газа из легких пациента, и характеризуется создаваемым давлением (положительным или отрицательным) и внутренним сопротивлением Rе. Во время ИВЛ с пассивным выдохом в аппарате ИВЛ генератор Рвыд = евыд отсутствует. В этом случае генератором выдоха можно считать внутреннее сопротивление выдоха Rе, а евыд= Рвыд=0. Генераторами активного выдоха могут быть меха при объемной вентиляции или эжекторы, создающие вакуум, т. е. давление ниже атмосферного. Для резкого снижения давления в начале выдоха в большинстве аппаратов применяется специальный клапан с низким сопротивлением. При струйной вентиляции функцию такого клапана выполняет струя впускаемого газа, запирающая камеру смешения при вдохе и открывающая камеру смешения для выдоха при отсечке эжектирующей струи. Для активного выдоха путем снижения давления "во рту" применяют дополнительный эжектор, отсасывающий выдыхаемый газ.