Частота искусственных вдохов при ивл. Искусственная вентиляция легких: аппарат, показания, проведение, последствия. Техника проведения искусственной вентиляции легких

Всем хорошо известно, что дыхание - это жизненно важный физиологический процесс. В среднем без дыхания можно прожить до 7 минут, после чего наблюдается потеря сознания, кома и смерть. Если человек не в состоянии самостоятельно дышать, его переводят на искусственную вентиляцию лёгких. Аппараты ИВЛ используют только по показаниям.

Что такое искусственная вентиляция лёгких (ИВЛ)? Это комплекс мероприятий, обеспечивающих механическую поддержку дыхательной функции. Аппарат ИВЛ, предназначенный для пациентов реанимации и отделений интенсивной терапии, позволяет вдувать в дыхательную систему газовые смеси, которые необходимы для жизнеобеспечения организма. Поступление газовых смесей в лёгкие осуществляется под положительным давлением.

Искусственная вентиляция лёгких - это крайняя мера, помогающая продлить жизнь тяжелобольному (например, при коме).

Показания

Чтобы задействовать аппарат искусственной вентиляции лёгких, необходимо наличие объективных показаний. Перечислим основные патологические состояния, при которых следует применять аппарат ИВЛ:

• Остановка дыхания (апноэ).
• Острая дыхательная недостаточность.
• Высокий риск развития острой дыхательной недостаточности.
• Выраженный дефицит насыщения организма кислородом.

Подобные состояния могут возникнуть в следующих случаях:

• Черепно-мозговые травмы.
• Кома.
• Передозировка фармакологическими препаратами (седативными, наркотическими средствами и др.).
• Тяжёлые хронические заболевания лёгких.
• Бронхоспазм.
• Периферические нейропатии.
• Гипотиреоз.
• Серьёзные поражения головного и/или спинного мозга.
• Дисфункция дыхательных мышц и др.

Аппараты ИВЛ

Что это такое аппарат для ИВЛ? Согласно общепринятой терминологии, аппараты ИВЛ относятся к категории специальное медицинское оборудование, обеспечивающие принудительную подачу кислорода и сжатого воздуха в дыхательную систему человека и выведение углекислого газа. Основные виды ИВЛ:

• Инвазивная искусственная вентиляция воздуха. Для её проведения применяется интубационная или трахеостомическая трубка, которая вводится в дыхательные пути.
• Неинвазивная искусственная вентиляция воздуха. Осуществляется через респираторную маску.

Учитывая особенности привода и управления, аппараты ИВЛ разделяют на следующие типы:

• Электроприводные.
• Пневмоприводные.
• С ручным приводом.

Перед применением аппарат ИВЛ и вспомогательное оборудование должны пройти необходимую сертификацию.

Влияние ИВЛ на органы и системы

Аппараты искусственной вентиляции лёгких могут оказывать на организм как полезные, так и неблагоприятные физиологические эффекты. ИВЛ влияет на функционирование следующих органов:

• Лёгкие.
• Сердце.
• Почки.
• Желудок.
• Печень.
• Нервную систему.

При проведении искусственной вентиляции лёгких возможно уменьшение сердечного выброса, что, как правило, провоцирует падение кровяного давления и недостаток кислорода в тканях (гипоксию). Кроме того, снижение сердечного выброса сказывается на работе почек, которое выражается в уменьшении суточного диуреза (объёма выделяемой мочи).

Если у пациента кома на фоне черепно-мозговой травмы, то искусственная вентиляция лёгких может привести к повышению внутричерепного давления. Это патологическое состояние объясняется тем, что снижается венозный отток, увеличивается объём крови и повышается давление в голове. Поддержание более низкого среднего давления в дыхательной системе позволяет снизить риск увеличения внутричерепного давления.

В большинстве случаев аппарат ИВЛ подключается с помощью эндотрахеальной или трахеостомической трубки. Клинически установлено, что их использование способствует повышению риска возникновения целого ряда патологических состояний:

• Отёка гортани.
• Травмы слизистой дыхательных путей.
• Инфицирования трахеи, бронхов и лёгких.
• Атрофии слизистой оболочки (высыхание).

Аппарат искусственного дыхания применяется исключительно по показаниям.

Возможные осложнения

Отмечено, что ИВЛ в той или иной степени отрицательно сказывается на состоянии лёгких, особенно после длительного использования механической поддержки дыхательной функции (например, при коме). Пациенты довольно-таки часто сталкиваются с такими видами осложнений, как:

• Ателектаз.
• Баротравма.
• Острое повреждение лёгких.
• Пневмонии.

Вентиляция легких (искусственная) нередко приводит к их ателектазу. Причиной может быть как снижение объёма лёгких, так и закупорка дыхательных путей мокротой. Чтобы предупредить развитие ателектаза, необходимо эффективно поддерживать должный легочный объём и регулярно чистить дыхательные пути от скопления мокроты, используя санационную бронхоскопию.

Если лёгкое повреждается в результате перерастяжения альвеол, связанного с неправильным применением типа и вида ИВЛ, то тогда речь идёт о баротравме. На фоне этого патологического состояния может развиться эмфизема лёгких и пневмоторакс (попадание воздуха в плевральную полость). Вместе с тем, возникновение острого повреждения лёгкого происходит вследствие избыточного растяжения альвеол, которое наблюдается за счёт большого объёма вдоха. Поэтому крайне важно правильно настроить параметры аппарата для искусственной вентиляции лёгких.

Ещё одна достаточно частая проблема у пациентов, находящихся на ИВЛ - это развитие внутрибольничной пневмонии. В роли возбудителя воспаления лёгких обычно выступают грамотрицательные бактерии. Последние исследования показывают, что патогенная микрофлора, ответственная за развитие пневмонии, попадает в дыхательные пути из органов пищеварительной системы и ротоглотки самого больного. Получается, что регулярная антисептическая обработка трубок практически не имеет значения в плане профилактики вентиляционных пневмоний. Необходимо следить, чтобы секрет из ротоглотки и желудочное содержимое не попадали в дыхательные пути. Если отсутствуют противопоказания, целесообразно нахождение головного конца кровати в приподнятом состоянии.

ИВЛ в послеоперационном периоде

Некоторые пациенты первые несколько суток после определённых хирургических вмешательств нуждаются в искусственной вентиляции лёгких для поддержания дыхания. В основном это касается торакальных и кардиологических операций. Перечислим показания для подключения к аппарату ИВЛ после различных операций:

• Апноэ, связанное с продолжающимся действием анестезирующих лекарственных средств, которые использовались в процессе хирургического вмешательства.
• Необходимость уменьшить нагрузку на сердце и дыхательную систему.
• Наличие сопутствующей болезни лёгких, которая снижает функциональное состояние сердечно-легочной системы.

В послеоперационном периоде необходимо внимательно следить за состоянием пациента и как можно быстрее перевести его на самостоятельное дыхание. Контролируют параметры газообмена, наблюдают за состоянием сознания, оценивают показатели легочной вентиляции и способность самостоятельно дышать. Кроме того, вполне целесообразно следить за водным балансом и центральным венозным давлением. Стоит заметить, что в большинстве ситуаций послеоперационные больные достаточно быстро возвращаются к самостоятельному дыханию.

Каждый вид ИВЛ имеет свои особенности применения.

Продолжительная ИВЛ

Для определённой категории пациентов может понадобиться продолжительная искусственная вентиляция лёгких, которая имеет свои особенности и отличия от стандартной ИВЛ, осуществляемой в отделении интенсивной терапии. В некоторых случаях даже проводят ИВЛ в домашних условиях, что существенно повышает качество жизни пациента. Идеальными кандидатами для домашней искусственной вентиляции лёгких считаются больные, имеющие нервно-мышечные поражения.

Однако эти пациенты должны иметь стабильное общее состояние. Особое внимание уделяют функциональному состоянию сердца и почек, а также метаболизму и пищевому статусу. Кроме того, немаловажное значение имеет поддержка со стороны близких, способность к самообслуживанию и достаточное финансовое положение. Без наличия необходимых ресурсов проведение успешной искусственной вентиляции лёгких в домашних условиях может быть весьма затруднено.

Восстановление дыхания

Заключительной целью ИВЛ считается восстановление самостоятельного дыхания у пациента. Примерно в 70% случаев после устранения причин, потребовавших искусственную вентиляцию лёгких, удаётся успешно отключить человека от аппарата. Некоторая часть пациентов какое-то время нуждается в восстановлении дыхания перед тем, как будет осуществлено полное отключение от аппарата ИВЛ. В крайне редких ситуациях пациента оставляют на пожизненное подключение к респиратору.

Критерии готовности больного к самостоятельному дыханию:

• Снижение выраженности дыхательной недостаточности.
• Нормализация основных показателей дыхания (например, парциальное напряжение кислорода в артериальной крови).
• Адекватное функционирование дыхательного центра.
• Стабильная гемодинамика (движение крови по сосудам).
• Нормализация показателей электролитного баланса.
• Оптимальный пищевой статус.
• Отсутствуют серьёзные проблемы с работой других органов.

Если жизненно важные органы и системы функционируют оптимально, то отключение от аппарата ИВЛ происходит успешно. До проведения отключения устраняют нарушение сердечного ритма, стабилизируют водно-электролитный баланс. Также необходимо нормализовать температуру тела. Следует отметить, что нарушение работы почек, печени и пищеварительной системы может отрицательно сказаться на восстановлении самостоятельного дыхания.

Патологическое состояние пациента (травма, кома, поражение дыхательных мышц и т. д.) играет определяющую роль в выборе соответствующего вида ИВЛ.

Жизнь и здоровье человека – самые большие ценности на Земле. Никакие богатства и материальные вещи не помогут вернуть утрату близкого человека. Существует множество экстренных ситуаций и состояний здоровья, напрямую угрожающих человеческой жизни (аварии, чрезвычайные происшествия, внезапная остановка дыхания или сердца).

В таких случаях огромное значение имеют своевременные реанимационные действия. До приезда скорой помощи их часто вынуждены оказывать очевидцы на месте происшествия. Любое промедление грозит смертельным исходом.

Одной из главных составляющих реанимации является искусственная вентиляция легких – поддержание в организме человека жизни путем вдувания воздуха.

Основные показания и способы проведения ИВЛ

Искусственная вентиляция легких проводится по жизненным показаниям. Реанимационные действия следует начинать только при наличии совокупности признаков, указывающих на клиническую смерть. Если присутствует хотя бы 1 признак жизни, ИВЛ проводить запрещено.

Признаками клинической смерти можно считать:

• отсутствие дыхания (легко определить с помощью зеркала);
• отсутствие сознания (человек не реагирует на голос);
• отсутствие пульса на сонной артерии (расположить 3 пальца с левой и правой стороны шеи на уровне кадыка);
• зрачок не реагирует на свет (определяется направленным пучком света).

Способы искусственной вентиляции легких относятся к экстренным и их применение предполагает достижение главной цели – возвращение человека к жизни, что возможно лишь при:

• восстановлении сердцебиения и дыхания;
• улучшении кислородного обмена;
• предотвращении гибели мозговых клеток.

Искусственная вентиляция легких чаще всего необходима при:

Итак, что такое искусственная вентиляция легких?

Естественный газообмен легких представляет собой смену вдохов (фаз высокого объема) и выдохов (фаз низкого объема), искусственный – восстановление данной способности человеческого организма посредством посторонней помощи.

Методика проведения искусственной вентиляции легких предполагает проведение реанимационных действий в строго определенной последовательности, которую нельзя нарушать. Существует несколько техник ИВЛ, каждая из которых имеет свой порядок проведения (Табл. 1).

Таблица 1 – Методы искусственной вентиляции легких

Данные техники применимы до оказания медицинской помощи, не требуют специального медицинского образования и просты в исполнении.

Аппаратные режимы и типы искусственной вентиляции легких

Аппаратная вентиляция легких проводится только специалистами при помощи специальной аппаратуры в условиях стационара после проведения клинических исследований: измерения частоты дыхания, наличия сознания, измерения дыхательного объема. Типы ИВЛ, проводимой при использовании аппаратуры, классифицируются по механизму действия (Табл. 2).

Таблица 2 – Типы аппаратной искусственной вентиляции легких

Режимы проведения процедуры

Режимы искусственной вентиляции легких различаются по способу применения оборудования:

Преимуществом вспомогательной вентиляции является синхронизация работы оборудования и человека, возможность отказаться от применения успокоительных и снотворных средств при осуществлении реанимации.

Данный режим реагирует на изменения в механике легких и комфортен для пациента. Режимы ИВЛ определяются в зависимости от следующих факторов:

• наличие (отсутствие) самостоятельного дыхания;
• недостаточность дыхательной деятельности;
• апноэ (остановка дыхания);
• гипоксия (кислородное голодание организма).

Виды оборудования для ИВЛ

В современной реанимационной практике широко используются следующие аппараты искусственного дыхания, осуществляющие принудительную доставку кислорода в дыхательные пути и удаление углекислого газа из легких:

Таблица 3 – Действие высокочастотной аппаратуры для ИВЛ

Возможные осложнения ИВЛ и проведение у новорожденных

Искусственная вентиляция легких не имеет противопоказаний к применению, кроме наличия инородных тел в дыхательных путях больного. Однако проведение искусственной вентиляции может иметь некоторые негативные последствия. Наиболее часто встречаются следующие осложнения ИВЛ:

Данный вид реанимации нашел свое применение в неонатальных отделениях и детской реаниматологии. Ее использование показано для:

Абсолютные основы ИВЛ включают в себя:

• судороги;
• пульс менее 100 ударов в минуту;
• стойкий цианоз (посинение кожи и слизистых оболочек ребенка).

Клинические показатели необходимости вентиляции легких:

• артериальная гипотензия;
• кровотечение легкого;
• брадикардия;
• рецидивирующий апноэ;
• пороки развития.

Реанимационные действия проводятся под контролем частоты сердцебиения, частоты дыхания и артериального давления. Во избежание развития пневмонии и трахеобронхита проводят вибрационный массаж груди ребенка, дезинфицирование эндотрахеальной трубки и кондиционирование дыхательной смеси.

У новорожденных используется режим ИВЛ с поддержкой по давлению, который нейтрализует утечку воздуха при вентилировании. Такой режим синхронизирует и поддерживает каждый вздох маленького пациента. Не меньшей популярностью пользуется синхронизированный режим, позволяющий оборудованию подстроиться под спонтанное дыхание новорожденного. Это значительно снижает риск развития пневмоторакса и сердечных кровоизлияний.

В настоящее время детские реанимации оснащены неонатальными аппаратами вентиляции, отвечающими всем требованиям детского организма и осуществляющими контроль артериального давления, равномерное распределение кислорода в легких, непрерывность воздушного потока, нейтрализацию утечки воздуха.

Искусственная вентиляция лёгких I Иску́сственная вентиля́ция лёгких

обеспечивает между окружающим воздухом (или специально подобранной смесью газов) и альвеолами легких.

Современные методы искусственной вентиляции легких (ИВЛ) можно условно разделить на простые и аппаратные. Простые методы обычно применяют в экстренных ситуациях: при отсутствии самостоятельного дыхания (), при остро развившемся нарушении ритма дыхания, его патологическом ритме, дыхании агонального типа: при учащении дыхания более 40 в 1 мин, если это не связано с гипертермией ( выше 38,5°) или выраженной неустраненной гиповолемией; при нарастающей гипоксемии и (или) гиперкапнии, если они не исчезают после обезболивания, восстановления проходимости дыхательных путей, кислородной терапии, ликвидации опасного для жизни уровня гиповолемии и грубых нарушений метаболизма. К простым методам в первую очередь относятся экспираторные способы ИВЛ (искусственного дыхания) рта в и изо рта в . При этом больного или пострадавшего обязательно должна находиться в положении максимального затылочного разгибания (рис. 1 ) для предотвращения западения языка и обеспечения проходимости дыхательных путей; и надгортанник смещаются кпереди и открывают в гортань (рис. 2 ). Оказывающий помощь становится сбоку больного, одной рукой сжимает крылья его носа, отклоняя голову назад, другой рукой слегка приоткрывает рот за . Сделав глубокий , он плотно прижимает свои ко рту больного (рис. 3 ) и делает резкий энергичный , после чего отводит свою голову в сторону. больного происходит пассивно за счет эластичности легких и грудной клетки. Желательно, чтобы рот оказывающего помощь был изолирован марлевой салфеткой или отрезком бинта, но не плотной тканью. При ИВЛ изо рта в нос вдувают в носовые ходы больного (рис. 4 ). При этом его рот закрывают, прижимая нижнюю челюсть к верхней и стараясь подтянуть подбородок кверху. воздуха проводят обычно с частотой 20-25 в 1 мин ; при сочетании ИВЛ с массажем сердца (см. Реанимация) - с частотой 12-15 в 1 мин. Проведение простой ИВЛ значительно облегчается введением в ротовую полость больного S-образного воздуховода, применением мешка Рубена («Амбу», РДА-1) или меха РПА-1 через ротоносовую маску. При этом необходимо обеспечить проходимость дыхательных путей и плотно прижимать маску к лицу больного.

Аппаратные методы (с помощью специальных аппаратов-респираторов) применяют при необходимости длительной ИВЛ (от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет). В СССР наиболее распространены РО-6А в его модификациях (РО-6Н для наркоза и РО-6Р для интенсивной терапии), а также упрощенная РО-6-03. Большими возможностями обладает «Фаза-50». Для педиатрической практики выпускается «Вита-1». Первым отечественным аппаратом для струйной высокочастотной ИВЛ является респиратор «Спирон-601»

Респиратор обычно присоединяют к дыхательным путям больного через интубационную трубку (см. Интубация) или трахеостомическую канюлю. Чаще аппаратную ИВЛ проводят в нормочастотном режиме -12-20 циклов в 1 мин. В практику входит также ИВЛ в высокочастотном режиме (более 60 циклов в 1 мин ), при котором значительно уменьшается дыхательный объем (до 150 мл и менее), снижаются положительное давление в легких в конце вдоха и , менее затруднен приток крови к сердцу. Кроме того, при ИВЛ в высокочастотном режиме облегчается () больного к респиратору.

Существуют три способа высокочастотной ИВЛ (объемная, осцилляционная и струйная). Объемную проводят обычно с частотой дыхания 80-100 в 1 мин, осцилляционную - 600-3600 в 1 мин, обеспечивая вибрацию непрерывного или прерывистого (в нормочастотном режиме) газового потока. Наибольшее распространение получила струйная высокочастотная ИВЛ с частотой дыхания 100-300 в 1 мин, при которой в через иглу или диаметром 1-2 мм вдувается струя кислорода или газовой смеси под давлением 2-4 атм . Струйную ИВЛ можно проводить через интубационную трубку или трахеостому (при этом происходит инжекция - подсасывание атмосферного воздуха в дыхательные пути) и через катетер, введенный в трахею через или чрескожно (пункционно). Последнее особенно важно в тех случаях, когда нет условий для осуществления интубации трахеи или у медперсонала нет навыка проведения этой процедуры.

Искусственную вентиляцию легких можно проводить в автоматическом режиме, когда самостоятельное больного полностью подавлено фармакологическими препаратами или специально подобранными параметрами вентиляции легких. Возможно также проведение вспомогательной ИВЛ, при которой самостоятельное дыхание больного сохраняется. Подача газа осуществляется после слабой попытки больного произвести вдох (триггерный режим вспомогательной ИВЛ), либо приспосабливается к индивидуально подобранному режиму работы аппарата.

Существует также режим периодической принудительной вентиляции легких (ППВЛ), обычно используемый в процессе постепенного перехода от ИВЛ к самостоятельному дыханию. При этом больной дышит самостоятельно, но в дыхательные пути подается непрерывный поток подогретой и увлажненной газовой смеси, создающей искоторое положительное давление в легких на протяжении всего дыхательного цикла. На этом фоне с заданной периодичностью (обычно от 10 до 1 раза в 1 мин) респиратор производит искусственный вдох, совпадающий (синхронизированная ППВЛ) или не совпадающий (несинхронизированная ЛЛВЛ) с очередным самостоятельным вдохом больного. Постепениое уреженне искусственных вдохов позволяет подготовить пациента к самостоятельному дыханию.

Широкое распространение получил режим ИВЛ с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ) от 5 до 15 см вод. ст. и более (по специальным показаниям!), при котором вну-трилегочное давление в течение всего дыхательного цикла остается положительным по отношению к атмосферному. Этот режим способствует наилучшему распределению воздуха в легких, уменьшению шунтирования крови в них и снижению альвеолярно-артериальной разницы по кислороду. При искусственной вентиляции легких с ПДКВ расправляются ателектазы, устраняется или уменьшается отек легких, что способствует улучшению оксигенации артериальной крови при одном и том же содержании кислорода во вдыхаемом воздухе. Однако при ИВЛ с положительным давлением в конце вдоха существенно повышается внутригрудное давление, что может приводить к затруднению притока крови к сердцу.

Не потерял своего значения относительно редко используемый метод ИВЛ - диафрагмы. Периодически раздражая либо диафрагмальные , либо непосредственно диафрагму через наружные или игольчатые электроды, удается добиться ритмичного ее сокращения, что обеспечивает вдох. К электростимуляции диафрагмы чаще прибегают как к методу вспомогательной ИВЛ в послеоперационном периоде, а также при подготовке больных к оперативным вмешательствам.

При современном анестезиологическом пособии (см. Анестезия общая) ИВЛ осуществляют в первую очередь в связи с необходимостью обеспечения мышечной релаксации курареподобными препаратами. На фоне ИВЛ возможно применение ряда анальгетиков в достаточных для полноценной анестезии дозах, введение которых в условиях самостоятельного дыхания сопровождалось бы артериальной гипоксемией. Поддерживая хорошую оксигенацию крови, ИВЛ помогает организму справиться с операционной травмой. При ряде оперативных вмешательств на органах грудной клетки (легких, пищеводе) используют раздельную интубацию бронхов, что позволяет во время операции выключать одно легкое из вентиляции для облегчения работы хирурга. Такая также предупреждает затекание в здоровое легкое содержимого из оперируемого. При оперативных вмешательствах на гортани и дыхательных путях с успехом используют чрескатетерную струйную высокочастотную ИВЛ, облегчающую осмотр операционного поля и позволяющую поддерживать адекватный газообмен при вскрытой трахее и бронхах. Учитывая, что в условиях общей анестезии и мышечной релаксации больной не может реагировать на гипоксию и гиповентиляцию, особое значение приобретает контроль за содержанием газов крови, в частности постоянный мониторинг показателей парциального давления кислорода (рO 2) и парциального давления двуокиси углерода (рСО 2) чрескожным путем с помощью специальных датчиков. При проведении общей анестезии у истощенных, ослабленных больных, особенно при наличии дыхательной недостаточности до операции, при выраженной гиповолемии, развитии в процессе общей анестезии каких-либо осложнений, способствующих возникновению гипоксии (снижение , остановка сердца и др.), показано продолжение ИВЛ в течение нескольких часов после окончания оперативного вмешательства. В случае клинической смерти или агонии ИВЛ является обязательным компонентом реанимационного пособия. Прекращать ее можно только после полного восстановления сознания и полноценного самостоятельного дыхания.

В комплексе интенсивной терапии (Интенсивная терапия) ИВЛ является наиболее мощным средством борьбы с острой дыхательной недостаточностью. Обычно ее проводят через трубку, которую вводят в трахею через нижний носовой ход или трахеостому. Особое значение приобретает тщательный за дыхательными путями, их полноценное . При отеке легких (Отёк легких), пневмонии (Пневмония), дистресс-синдроме респираторном взрослых (Дистресс-синдром взрослых) показана искусственная легких с ПДКВ иногда до 15 см вод. ст . и более. Если сохраняется даже при высоком ПДКВ, показано сочетанное применение традиционной и струйной высокочастотной ИВЛ.

Вспомогательную ИВЛ применяют сеансами до 30-40 мин при лечении больных с хронической дыхательной недостаточностью. Ее можно использовать в амбулаторно-поликлинических и даже домашних условиях после соответствующей тренировки больного.

ИВЛ используют у больных, находящихся в коматозном состоянии ( , операция на головном мозге), а также при периферическом поражении дыхательных мышц ( , травма спинного мозга, боковой амиотрофический ). В последнем случае ИВЛ приходится проводить очень длительно - месяцы и даже годы, что требует особенно тщательного ухода за больным. Широко используют ИВЛ и при лечении больных с травмой грудной клетки, послеродовой эклампсией, различными отравлениями, нарушениями мозгового кровообращения, столбняком, ботулизмом.

Контроль адекватности ИВЛ. При проведении экстренной ИВЛ простыми методами достаточно наблюдения за цветом кожи и движениями грудной клетки больного. Стенка грудной клетки должна подниматься при каждом вдохе и опадать при каждом выдохе. Если вместо этого поднимается , значит вдуваемый воздух поступает не в дыхательные пути, а в и желудок. Причиной чаще всего бывает неправильное положение головы больного.

При проведении длительной аппаратной ИВЛ о ее адекватности судят по ряду признаков. Если самостоятельное дыхание больного не подавлено фармакологически, одним из основных признаков является хорошая адаптация больного к респиратору. При ясном сознании у пациента не должно быть ощущения нехватки воздуха, дискомфорта. в легких должны быть одинаковыми с обеих сторон, имеет обычную окраску, сухая. Признаками неадекватности ИВЛ являются нарастающая , тенденция к артериальной гипертензии, а при использовании искусственной вентиляции с ПДКВ - к гипотензии, что является признаком снижения притока крови к сердцу. Исключительно важен контроль за рО 2 , рСО 2 и кислотно-основным состоянием крови, рО 2 в процессе ИВЛ следует поддерживать не ниже 80 мм рт. ст . При тяжелых нарушениях гемодинамики (массивная , травматический или ) желательно повышение рО 2 до 150 мм рт. ст . и выше. рСО 2 следует поддерживать, изменяя минутный объем и частоту дыхания, на максимальном уровне, при котором наступает полная адаптация больного к респиратору (обычно 32-36 мм рт. ст .). В процессе длительной ИВЛ не должны наступать метаболический Ацидоз или метаболический Алкалоз . Первый чаще всего свидетельствует о нарушениях периферического кровообращения и микроциркуляции, второй - о гипокалиемии и клеточной гипогидратации.

Осложнения . При длительной ИВЛ часто возникают трахеобронхиты, ; опасным осложнением является , т.к. в условиях ИВЛ воздух быстро скапливается в плевральной полости, сдавливая легкое, а затем и смещая . Во время ИВЛ возможно соскальзывание интубационой трубки в один из бронхов (чаще в правый). Нередко это случается при транспортировании и перемещении больного.

В процессе ИВЛ в раздувной манжетке интубационной трубки может образоваться выпячивание, которое прикрывает отверстие трубки и препятствует проведению ИВЛ.

Особенности искусственной вентиляции легких в педиатрии . У детей, особенно раннего возраста, легко возникают ларингиты, отек гортани и другие осложнения, связанные с интубацией. Поэтому рекомендуется проводить интубацию трахеи трубкой без раздувной манжеты. Дыхательный объем и частоту дыхания избирают соответственно возрасту и массе тела. У новорожденных устанавливают частоту дыхания 30-40 и более в 1 мин. При асфиксии новорожденных, аспирации мекония и нарушениях дыхания, вызванных детским церебральным параличом, наряду с традиционными простыми и аппаратными методами ИВЛ с успехом используют осцилляционную высокочастотную ИВЛ с частотой 600 и более в 1 мин.

Особенности искусственной вентиляции легких в военно-полевых условиях . В военно-полевых условиях, а также при оказании помощи пострадавшим при катастрофах мирного времени (пожары, землетрясения, аварии в шахтах, железнодорожные катастрофы, авиакатастрофы) проведение ИВЛ может быть затруднено наличием в атмосфере различного рода вредных примесей (токсических газов и продуктов горения, радиоактивных веществ, биологических агентов и др.). Оказывающий помощь, находясь в противогазе, кислородной маске или защитном костюме, не может прибегнуть к ИВЛ по способу изо рта в рот или изо рта в нос. Даже после вынесения пострадавшего из зоны поражения использовать эти способы опасно, т.к. токсические или биологические агенты могут уже находиться в его легких и попасть в дыхательные пути спасателя. Поэтому особое значение приобретают ручные аппараты для ИВЛ - саморасправляющиеся мешки и меха. Все они, так же как и автоматические , должны быть снабжены специальными фильтрами-дезактиваторами для предупреждения попадания в дыхательные пути больного вредных примесей. Исключение составляют препараты для струйной высокочастотной ИВЛ, если они имеют автономный источник сжатого газа и используются чрескатетерным путем (без инжекции окружающего воздуха).

Библиогр. : Бурлаков Р.И., Гальперин Ю.Ш. и Юревич В.М. Искусственная вентиляция легких: Принципы, методы, аппаратура, М., 1986, библиогр.; Зильбер Л.П. Искусственная вентиляция легких при острой дыхательной недостаточности, М., 1978, библиогр.; Кара М. и Пуавер М. при расстройствах дыхания, вызванных дорожной травмой, отравлениями и острыми заболеваниями, . с франц., М., 1979; Кассиль В.Л. Искусственная вентиляция легких в интенсивной терапии, М., 1987, библиогр.; Попова Л.М. Нейрореаниматология, с. 104, М., 1983; Сметнев А.С. и Юревич В.М. Респираторная в клинике внутренних болезней, М., 1984.

При нарушении дыхания у больного проводится искусственная вентиляция легких или ИВЛ. Ее применяют для жизнеобеспечения, когда пациент не может самостоятельно дышать или когда лежит на операционном столе под анестезией, которая вызывает нехватку кислорода. Выделяют несколько видов ИВЛ – от простой ручной до аппаратной. С первой может справиться практически любой человек, вторая – требует понимания устройства и правил применения медицинского оборудования­

Что такое искусственная вентиляция легких

В медицине под ИВЛ понимают искусственное вдувание воздуха в легкие с целью обеспечения газообмена между окружающей средой и альвеолами. Применяться искусственная вентиляция может в качестве меры реанимации, когда у человека серьезные нарушения самостоятельного дыхания, или в качестве средства для защиты от нехватки кислорода. Последнее состояние возникает при анестезии или заболеваниях спонтанного характера.

Формами искусственной вентиляции являются аппаратная и прямая. Первая использует газовую смесь для дыхания, которая закачивается в легкие аппаратом через интубационную трубку. Прямая подразумевает ритмичные сжимания и разжимания легких для обеспечения пассивного вдоха-выдоха без использования аппарата. Если применяется «электрическое легкое», мышцы стимулируются импульсом.

Показания для ИВЛ

Для проведения искусственной вентиляции и поддержания нормального функционирования легких существуют показания:

• внезапное прекращение кровообращения;
• механическая асфиксия дыхания;
• травмы грудной клетки, мозга;
• острое отравление;
• резкое снижение артериального давления;
• кардиогенный шок;
• астматический приступ.

После операции

Интубационную трубку аппарата искусственной вентиляции вставляют в легкие пациента в операционной или после доставки из нее в отделение интенсивной терапии или палату наблюдения за состоянием больного после наркоза. Целями и задачами необходимости ИВЛ после операции считаются:

• исключение откашливания мокроты и секрета из легких, что снижает частоту инфекционных осложнений;
• уменьшение потребности в поддержке сердечно-сосудистой системы, снижение риска нижнего глубокого венозного тромбоза;
• создание условий для питания через трубку для снижения частоты расстройства ЖКТ и возвращения нормальной перистальтики;
• снижение отрицательного влияния на скелетную мускулатуру после длительного действия анестетиков;
• быстрая нормализация психических функций, нормализация состояния сна и бодрствований.

При пневмонии

Если у больного возникает тяжелая пневмония, это быстро приводит к развитию острой дыхательной недостаточности. Показаниями применения искусственной вентиляции при этой болезни считаются:

• нарушения сознания и психики;
• снижение артериального давления до критического уровня;
• прерывистое дыхание более 40 раз в минуту.

Проводится искусственная вентиляция на ранних стадиях развития заболевания, чтобы увеличить эффективность работы и снизить риск летального исхода. ИВЛ длится 10-14 суток, через 3-4 часа после ввода трубки делают трахеостомию. Если пневмония носит массивный характер, ее проводят с положительным давлением к концу выдоха (ПДКВ) для лучшего распределения легких и уменьшения венозного шунтирования. Вместе с вмешательством ИВЛ проводится интенсивная терапия антибиотиками.

При инсульте

Подключение ИВЛ при лечении инсульта считается реабилитационной мерой для больного и назначается при показаниях:

• внутреннее кровотечение;
• поражение легких;
• патология в области дыхательной функции;
• кома.

При ишемическом или геморрагическом приступе наблюдается затрудненное дыхание, которое восстанавливается аппаратом ИВЛ с целью нормализации утраченных функций мозга и обеспечения клеток достаточным количеством кислорода. Ставят искусственные легкие при инсульте на срок до двух недель. За это время проходит изменение острого периода заболевания, снижается отечность мозга. Избавиться от ИВЛ нужно по возможности, как можно раньше.

Виды ИВЛ

Современные методы искусственной вентиляции разделяют на две условные группы. Простые применяются в экстренных случаях, а аппаратные – в условиях стационара. Первые допустимо использовать при отсутствии у человека самостоятельного дыхания, у него острое развитие нарушения ритма дыхания или патологический режим. К простым методикам относят:

1. Изо рта в рот или изо рта в нос – голову пострадавшего запрокидывают назад до максимального уровня, открывают вход в гортань, смещают корень языка. Проводящий процедуру становится сбоку, рукой сжимает крылья носа больного, отклоняя голову назад, другой рукой держит рот. Глубоко вдохнув, спасатель плотно прижимает губы ко рту или носу больного и резко энергично выдыхает. Больной должен выдохнуть за счет эластичности легких и грудины. Одновременно проводят массаж сердца.
2. Использование S-образного воздуховода или мешка Рубена . До применения у больного нужно очистить дыхательные пути, после чего плотным образом прижать маску.

Режимы ИВЛ в реанимации

Аппарат искусственного дыхания применяется в реанимации и относится к механическому методу ИВЛ. Он состоит из респиратора и интубационной трубки или трахеостомической канюли. Для взрослого и ребенка применяют разные аппараты, отличающиеся размером вводимого устройства и настраиваемой частотой дыхания. Аппаратная ИВЛ проводится в высокочастотном режиме (более 60 циклов в минуту) с целью уменьшения дыхательного объема, снижения давления в легких, адаптации больного к респиратору и облегчения притока крови к сердцу.

Методы

Высокочастотная искусственная вентиляция делится на три способа, применяемые современными врачами:

• объемная – характеризуется частотой дыхания 80-100 в минуту;
• осцилляционная – 600-3600 в минуту с вибрацией непрерывного или прерывистого потока;
• струйная – 100-300 в минуту, является самой популярной, при ней в дыхательные пути с помощью иглы или тонкого катетера вдувается кислород или смесь газов под давлением, другие варианты проведения – интубационная трубка, трахеостома, катетер через нос или кожу.

Помимо рассмотренных способов, отличающихся по частоте дыхания, выделяют режимы ИВЛ по типу используемого аппарата:

1. Автоматический – дыхание пациента полностью подавлено фармакологическими препаратами. Больной полностью дышит при помощи компрессии.
2. Вспомогательный – дыхание человека сохраняется, а подачу газа осуществляют при попытке сделать вдох.
3. Периодический принудительный – используется при переводе от ИВЛ к самостоятельному дыханию. Постепенное уменьшение частоты искусственных вдохов заставляет пациента дышать самому.
4. С ПДКВ – при нем внутрилегочное давление остается положительным по отношению к атмосферному. Это позволяет лучше распределять воздух в легких, устранять отеки.
5. Электростимуляция диафрагмы – проводится через наружные игольчатые электроды, которые раздражают нервы на диафрагме и заставляют ее ритмично сокращаться.

Аппарат ИВЛ

В режиме реанимации или постоперационной палате используется аппарат искусственной вентиляции легких. Это медицинское оборудование нужно для подачи газовой смеси из кислорода и сухого воздуха в легкие. Используется принудительный режим с целью насыщения клеток и крови кислородом и удаления из организма углекислого газа. Сколько разновидностей аппаратов ИВЛ:

• по виду применяемого оборудования – интубационная трубка, маска;
• по применяемому алгоритму работы – ручной, механический, с нейроконтролируемой вентиляцией легких;
• по возрасту – для детей, взрослых, новорожденных;
• по приводу – пневмомеханический, электронный, ручной;
• по назначению – общего, специального;
• по применяемой сфере – отделение интенсивной терапии, реанимации, послеоперационное отделение, анестезиологии, новорожденных.

Техника проведения искусственной вентиляции легких

Для выполнения искусственной вентиляции врачи используют аппараты ИВЛ. После осмотра больного доктор устанавливает частоту и глубину вдохов, подбирает газовую смесь. Газы для постоянного дыхания подаются через шланг, связанный с интубационной трубкой, аппарат регулирует и держит под контролем состав смеси. Если используется маска, закрывающая нос и рот, аппарат снабжается сигнализационной системой, оповещающей о нарушении процесса дыхания. При длительной вентиляции интубационная трубка вставляется в отверстие через переднюю стенку трахеи.

Проблемы в ходе искусственной вентиляции легких

После установки аппарата искусственной вентиляции и в ходе его функционирования могут возникнуть проблемы:

1. Наличие борьбы пациента с аппаратом ИВЛ . Для исправления устраняют гипоксию, проверяют положение вставленной эндотрахеальной трубки и саму аппаратуру.
2. Десинхронизация с респиратором . Приводит к падению дыхательного объема, неадекватной вентиляции. Причинами считаются кашель, задержка дыхания, патологии легких, спазмы в бронхах, неправильно установленный аппарат.
3. Высокое давление в дыхательных путях . Причинами становятся: нарушение целостности трубки, бронхоспазмы, отек легких, гипоксия.

Отлучение от искусственной вентиляции легких

Применение ИВЛ может сопровождаться травмами из-за повышенного давления, пневмонии, снижения работы сердца и прочих осложнений. Поэтому важно прекратить искусственную вентиляцию как можно быстрее с учетом клинической ситуации. Показанием для отлучения является положительная динамика выздоровления с показателями:

• восстановление дыхания с частотой менее 35 в минуту;
• минутная вентиляция сократилась до 10 мл/кг или меньше;
• у пациента нет повышенной температуры или инфекции, апноэ;
• показатели крови стабильны.

Перед отлучением от респиратора проверяют остатки мышечной блокады, сокращают до минимума дозу успокаивающих препаратов. Выделяют следующие режимы отлучения от искусственной вентиляции:

• тест на спонтанное дыхание – временное отключение аппарата;
• синхронизация с собственной попыткой вдоха;
• поддержка давления – аппарат подхватывает все попытки вдоха.

Если у больного наблюдаются следующие признаки, его невозможно отключить от искусственной вентиляции:

• беспокойство;
• хронические боли;
• судороги;
• одышка;
• снижение дыхательного объема;
• тахикардия;
• повышенное давление.

Последствия

После использования аппарата ИВЛ или другого метода искусственной вентиляции не исключены побочные эффекты:

• бронхиты, пролежни слизистой бронхов, ;
• пневмония, кровотечения;
• снижение давления;
• внезапная остановка сердца;
• мочекаменная болезнь (на фото);
• психические нарушения;
• отек легких.

Осложнения

Не исключены и опасные осложнения ИВЛ во время применения специального аппарата или длительной терапии при помощи него:

• ухудшение состояния больного;
• потеря самостоятельного дыхания;
• пневмоторакс – скопление жидкости и воздуха в плевральной полости;
• сдавливание легких;
• соскальзывание трубки в бронхи с образованием раны.

Видео

Внимание! Иформация представленная в статье носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

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.

Глотка отделяет пищу от воздуха, регулирует давление в области среднего уха.

Гортань обеспечивает голосовую функцию, с помощью надгортанника предотвращая аспирацию, а смыкание голосовых связок является одним из основных компонентов кашля.

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.

Гортань, трахея и бронхи также участвуют в очищении, согревании и увлажнении воздуха.

Строение стенки проводящих воздухоносных путей (ВП) отличается от структуры дыхательных путей газообменной зоны. Стенка проводящих воздухоносных путей состоит из слизистой оболочки, слоя гладких мышц, подслизистой соединительной и хрящевой оболочек. Эпителиальные клетки воздухоносных путей снабжены ресничками, которые, ритмично колеблясь, продвигают защитный слой слизи в направлении носоглотки. Слизистая оболочка ВП и легочная ткань содержат макрофаги, фагоцитирующие и переваривающие минеральные и бактериальные частицы. В норме слизь из дыхательных путей и альвеол постоянно удаляется. Слизистая оболочка ВП представлена реснитчатым псевдомногослойным эпителием, а также секреторными клетками, выделяющими слизь, иммуноглобулины, комплемент, лизоцим, ингибиторы, интерферон и другие вещества. В ресничках содержится много митохондрий, обеспечивающих энергией их высокую двигательную активность (около 1000 движений в 1 мин.), что позволяет транспортировать мокроту со скоростью до 1 см/мин в бронхах и до 3 см/мин в трахее. За сутки из трахеи и бронхов в норме эвакуируется около 100 мл мокроты, а при патологических состояниях до 100 мл/час.

Реснички функционируют в двойном слое слизи. В нижнем находятся биологически активные вещества, ферменты, иммуноглобулины, концентрация которых в 10 раз больше, чем в крови. Это обуславливает биологическую защитную функцию слизи. Верхний слой ее механически защищает реснички от повреждений. Утолщение или уменьшение верхнего слоя слизи при воспалении или токсическом воздействии неизбежно нарушает дренажную функцию реснитчатого эпителия, раздражает дыхательные пути и рефлекторно вызывает кашель. Чихание и кашель защищают легкие от проникновения минеральных и бактериальных частиц.

Альвеолы

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.

Сурфактант уменьшает поверхностное натяжение на границе между жидкостью и воздухом в конце выдоха, когда объем легкого минимален, увеличивает эластичность легких и играет роль противоотечного фактора (не пропускает пары воды из альвеолярного воздуха), в результате чего альвеолы остаются сухими. Он снижает поверхностное натяжение при уменьшении объема альвеолы во время выдоха и предупреждает её спадение; уменьшает шунтирование, что улучшает оксигенацию артериальной крови при более низком давлении и минимальном содержании О 2 во вдыхаемой смеси.

Сурфактантный слой состоит из:

1) собственно сурфактанта (микропленки из фосфолипидных или полипротеидных молекулярных комплексов на границе с воздушной средой);

2) гипофазы (глубжележащего гидрофильного слоя из белков, электролитов, связанной воды, фосфолипидов и полисахаридов);

3) клеточного компонента, представленного альвеолоцитами и альвеолярными макрофагами.

Основными химическими составляющими сурфактанта является липиды, белки и углеводы. Фосфолипиды (лецитин, пальмитиновая кислота, гепарин) составляют 80-90% его массы. Сурфактант покрывает непрерывным слоем и бронхиолы, понижает сопротивление при дыхании, поддерживает наполнение

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 СО 2 , обладает выраженным антиокислительным действием. Сурфактант очень чувствителен к различным эндо- и экзогенным факторам: нарушениям кровообращения, вентиляции и метаболизма, изменению РО 2 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.

Легочные объёмы

Вентиляция легких зависит от глубины дыхания и частоты дыхательных движений. Оба этих параметра могут варьировать в зависимости от потребностей организма. Есть ряд объемных показателей, характеризующих состояние легких. Нормальные средние значения для взрослого человека следующие:

1. Дыхательный объем (ДО- VT - Tidal Volume) - объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при спокойном дыхании. Нормальные значения - 7-9мл/кг.

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).

3. Резервный объем выдоха (РОвыд - ERV - Expiratory Reserve Volume) - объем, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха, т.е. разница между нормальным и максимальным выдохом. Нормальное значение: 1,0-1,5 л (около 1/3 ЖЕЛ).

4.Остаточный объем (ОО - RV - Residal Volume) - объем, остающийся в легких после максимального выдоха. Около 1,5-2,0 л.

5. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ - VT - Vital Capacity) — количество воздуха, которое может быть максимально выдохнуто после максимального вдоха. ЖЕЛ является показателем подвижности легких и грудной клетки. ЖЕЛ зависит от возраста, пола, размеров и положения тела, степени тренированности. Нормальные значения ЖЕЛ - 60-70 мл/кг - 3,5-5,5 л.

6. Резерв вдоха (РВ) -Ёмкость вдоха (Евд - IC - Inspiritory Capacity) - максимальное количество воздуха, которое может поступить в легкие после спокойного выдоха. Равен сумме ДО и РОвд.

7. Общая емкость легких (ОЕЛ - TLC - Total lung capacity) или максимальная емкость легких - количество воздуха, содержащееся в легких на высоте максимального вдоха. Состоит из ЖЕЛ и ОО и рассчитывается как сумма ЖЕЛ и ОО. Нормальное значение около 6,0 л.
Исследование структуры ОЕЛ является решающим в выяснении путей увеличения или снижения ЖЕЛ, что может иметь существенное практическое значение. Увеличение ЖЕЛ может быть расценено положительно только в том случаи, если ОЕЛ не меняется или увеличивается, но меньше, чем ЖЕЛ, что происходит при увеличении ЖЕЛ за счет уменьшения ОО. Если одновременно с увеличением ЖЕЛ происходит еще большее увеличение ОЕЛ, то это нельзя считать положительным фактором. При ЖЕЛ ниже 70% ОЕЛ функция внешнего дыхания глубоко нарушена. Обычно при патологических состояниях ОЕЛ и ЖЕЛ изменяются одинаково, за исключением обструктивной эмфиземы легких, когда ЖЕЛ, как правило, уменьшается, ОО увеличивается, а ОЕЛ может оставаться нормальной или быть выше нормы.

8. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ - FRC - Functional residual volume) - количество воздуха, которое остается в легких после спокойного выдоха. Нормальные значения у взрослых - от 3 до 3,5 л. ФОЕ = ОО + РОвыд. По определению ФОЕ - объем газа, который остается в легких при спокойном выдохе и может быть мерой области газообмена. Она образуется в результате баланса между противоположно направленными эластическими силами легких и грудной клетки. Физиологическое значение ФОЕ состоит в частичном обновлении альвеолярного объема воздуха во время вдоха (вентилируемый объем) и указывает на объем альвеолярного воздуха, постоянно находящегося в легких. Со снижением ФОЕ связаны развитие ателектазов, закрытие мелких дыхательных путей, уменьшение податливости легких, увеличение альвеолярно-артериального различия по О 2 в результате перфузии в ателектазированных участках легких, снижение вентиляционно-перфузионного соотношения. Обструктивные вентиляционные нарушения ведут к повышению ФОЕ, рестриктивные нарушения - к снижению ФОЕ.

Анатомическое и функциональное мертвое пространство

Анатомическим мертвым пространством называют объем воздухоносных путей, в котором не происходит газообмен. Это пространство включает носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы. Объем мертвого пространства зависит от роста и положения тела. Приближенно можно считать, что у сидящего человека объем мертвого пространства (в миллилитрах) равен удвоенной массе тела (в килограммах). Таким образом, у взрослых он равен около 150-200 мл (2 мл/кг массы тела).

Под функциональным (физиологическим) мертвым пространством понимают все те участки дыхательной системы, в которых не происходит газообмена по причине сниженного или отсутствующего кровотока. К функциональному мертвому пространству в отличие от анатомического относятся не только воздухоносные пути, но также и те альвеолы, которые вентилируются, но не перфузируются кровью.

Альвеолярная вентиляция и вентиляция мертвого пространства

Часть минутного объема дыхания, достигающая альвеол, называется альвеолярной вентиляцией, остальная его часть составляет вентиляцию мертвого пространства. Альвеолярная вентиляция служит показателем эффективности дыхания в целом. Именно от этой величины зависит газовый состав, поддерживаемый в альвеолярном пространстве. Что касается минутного объема, то он лишь в незначительной степени отражает эффективность вентиляции легких. Так, если минутный объем дыхания нормальный (7л/мин), но дыхание частое и поверхностное (ДО-0,2 л, ЧД-35/мин), то вентилироваться

Будет главным образом мертвое пространство, в которое воздух поступает раньше, чем в альвеолярное; в этом случае вдыхаемый воздух почти не будет достигать альвеол. Поскольку объем мертвого пространства постоянен, альвеолярная вентиляция тем больше, чем глубже дыхание и меньше частота.

Растяжимость (податливость) легочной ткани
Растяжимость легких является мерой эластической тяги, а также эластического сопротивления легочной ткани, которое преодолевается в процессе вдоха. Иначе говоря, растяжимость — это мера упругости легочной ткани, т. е. её податливость. Математически растяжимость выражается в виде частного от изменения объема легких и соответствующего изменения внутрилегочного давления.

Растяжимость может быть измерена отдельно для легких и для грудной клетки. С клинической точки зрения (особенно во время ИВЛ) наибольший интерес представляет именно податливость самой легочной ткани, отражающая степень рестриктивной легочной патологии. В современной литературе растяжимость легких принято обозначать термином «комплайнс» (от английского слова «compliance», сокращенно — С).

Податливость легких снижается:

С возрастом (у пациентов старше 50 лет);

В положении лежа (из-за давления органов брюшной полости на диафрагму);

Во время лапароскопических хирургических вмешательств в связи с карбоксиперитонеумом;

При острой рестриктивной патологии (острые полисегментарные пневмонии, РДС, отёк легких, ателектазирование, аспирация и т. д.);

При хронической рестриктивной патологии (хроническая пневмония, фиброз легких, коллагенозы, силикозы и т. д.);

При патологии органов, которые окружают легкие (пневмо- или гидроторакс, высокое стояние купола диафрагмы при парезе кишечника и т.д.).

Чем хуже податливость лёгких, тем большее эластическое сопротивление легочной ткани надо преодолеть, чтобы достигнуть того дыхательного объема, что и при нормальной податливости. Следовательно, в случае ухудшающейся растяжимости лёгких при достижении того же дыхательного объема давление в дыхательных путях существенно возрастает.

Данное положение очень важно для понимания: при объемной ИВЛ, когда принудительный дыхательный объём подается больному с плохой податливостью легких (без высокого сопротивления дыхательных путей), существенный рост пикового давления в дыхательных путях и внутрилегочного давления значительно увеличивает риск баротравмы.

Сопротивление дыхательных путей

Поток дыхательной смеси в легких должен преодолеть не только эластическое сопротивление самой ткани, но и резистивное сопротивление дыхательных путей Raw (аббревиатура от английского слова «resistance»). Поскольку трахеобронхиальное дерево представляет собой систему трубок различной длины и ширины, то сопротивление газотоку в легких можно определить по известным физическим законам. В целом, сопротивление потоку зависит от градиента давлений в начале и в конце трубки, а также от величины самого потока.

Поток газа в легких может быть ламинарным, турбулентным и переходным. Для ламинарного потока характерно послойное поступательное движение газа с

Различной скоростью: скорость потока наиболее высока в центре и постепенно снижается к стенкам. Ламинарный поток газа преобладает при относительно низких скоростях и описывается законом Пуазейля, в соответствии с которым сопротивление газотоку в наибольшей степени зависит от радиуса трубки (бронхов). Уменьшение радиуса в 2 раза приводит к возрастанию сопротивления в 16 раз. В связи с этим понятна важность выбора по возможности наиболее широкой эндотрахеальной (трахеостомической) трубки и поддержания проходимости трахеобронхиального дерева во время ИВЛ.
Сопротивление дыхательных путей газотоку значительно увеличивается при бронхиолоспазме, отеке слизистой оболочки бронхов, скоплении слизи и воспалительного секрета по причине сужения просвета бронхиального дерева. На сопротивление влияют также скорость потока и длина трубки (бронхов). С

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

Основные причины увеличения сопротивления дыхательных путей:

Бронхиолоспазм;

Отек слизистой оболочки бронхов, (обострение бронхиальной астмы, бронхит, подсвязочный ларингит);

Инородное тело, аспирация, новообразования;

Скопление мокроты и воспалительного секрета;

Эмфизема (динамическая компрессия воздухоносных путей).

Турбулентный поток характеризуется хаотичным движением молекул газа вдоль трубки (бронхов). Он преобладает при высоких объемных скоростях потока. В случае турбулентного потока сопротивление дыхательных путей возрастает, так как при этом оно в еще большей степени зависит от скорости потока и радиуса бронхов. Турбулентное движение возникает при высоких потоках, резких изменениях скорости потока, в местах изгибов и разветвлений бронхов, при резком изменении диаметра бронхов. Вот почему турбулентный поток характерен для больных ХОЗЛ, когда даже в стадии ремиссии имеет место повышенное сопротивление дыхательных путей. Это же касается больных бронхиальной астмой.

Сопротивление воздухоносных путей распределено в легких неравномерно. Наибольшее сопротивление создают бронхи среднего калибра (до 5-7-й генерации), так как сопротивление крупных бронхов невелико из-за их большого диаметра, а мелких бронхов — вследствие значительной суммарной площади поперечного сечения.

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:

У взрослых — 3-10 мм вод.ст./л/с;

У детей — 15-20 мм вод.ст./л/с;

У младенцев до 1 года — 20-30 мм вод.ст./л/с;

У новорожденных — 30-50 мм вод.ст./л/с.

На выдохе сопротивление дыхательных путей на 2-4 мм вод.ст./л/с больше, чем на вдохе. Это связано с пассивным характером выдоха, когда состояние стенки воздухоносных путей в большей мере влияет на газоток, чем при активном вдохе. Поэтому для полноценного выдоха требуется в 2-3 раза больше времени, чем для вдоха. В норме соотношение времени вдох/выдох (I:E) составляет для взрослых около 1: 1,5-2. Полноценность выдоха у больного во время ИВЛ можно оценить при помощи мониторинга экспираторной временной константы.

Работа дыхания

Работа дыхания совершается преимущественно инспираторными мышцами во время вдоха; выдох почти всегда пассивен. В то же время в случае, например, острого бронхоспазма или отека слизистой оболочки дыхательных путей выдох также становится активным, что значительно увеличивает общую работу внешней вентиляции.

Во время вдоха работа дыхания, в основном, тратится на преодоление эластического сопротивления легочной ткани и резистивного сопротивления дыхательных путей, при этом около 50 % затраченной энергии накапливается в упругих структурах легких. Во время выдоха эта накопленная потенциальная энергия высвобождается, что позволяет преодолевать экспираторное сопротивление дыхательных путей.

Увеличение сопротивления вдоху или выдоху компенсируется дополнительной работой дыхательных мышц. Работа дыхания возрастает при снижении растяжимости легких (рестриктивная патология), росте сопротивления дыхательных путей (обструктивная патология), тахипноэ (за счет вентиляции мертвого пространства).

На работу дыхательной мускулатуры в норме тратится только 2-3% от всего потребляемого организмом кислорода. Это, так называемая, «стоимость дыхания». При физической работе стоимость дыхания может достигать 10-15%. А при патологии (особенно рестриктивной) на работу дыхательных мышц может расходоваться более 30-40% от всего поглощаемого организмом кислорода. При тяжёлой диффузионной дыхательной недостаточности стоимость дыхания возрастает до 90%. С какого-то момента весь дополнительный кислород, получаемый за счет увеличения вентиляции, идет на покрытие соответствующего прироста работы дыхательных мышц. Вот почему на определенном этапе существенное увеличение работы дыхания является прямым показанием к началу ИВЛ, при которой стоимость дыхания уменьшается практически до 0.

Работа дыхания, которая требуется для преодоления эластического сопротивления (податливости легких), возрастает по мере увеличения дыхательного объема. Работа, необходимая для преодоления резистивного сопротивления дыхательных путей, возрастает при увеличении частоты дыхания. Пациент стремится уменьшить работу дыхания, меняя частоту дыхания и дыхательный объем в зависимости от преобладающей патологии. Для каждой ситуации существуют оптимальные частота дыхания и дыхательный объем, при которых работа дыхания минимальна. Так, для больных со сниженной растяжимостью, с точки зрения минимизации работы дыхания, подходит более частое и поверхностное дыхание (малоподатливые легкие трудно поддаются расправлению). С другой стороны, при увеличенном сопротивлении дыхательных путей оптимально глубокое и медленное дыхание. Это понятно: увеличение дыхательного объема позволяет «растянуть», расширить бронхи, уменьшить их сопротивление газотоку; с этой же целью больные с обструктивной патологией во время выдоха сжимают губы, создавая собственное «ПДКВ» (PEEP). Медленное и редкое дыхание способствует удлинению выдоха, что важно для более полного удаления выдыхаемой газовой смеси в условиях повышенного экспираторного сопротивления дыхательных путей.

Регуляция дыхания

Процесс дыхания регулируется центральной и периферической нервной системой. В ретикулярной формации головного мозга находится дыхательный центр, состоящий из центров вдоха, выдоха и пневмотаксиса.

Центральные хеморецепторы расположены в продолговатом мозге и возбуждаются при повышении концентрации Н+ и РСО 2 в спинномозговой жидкости. В норме рН последней составляет 7,32, РСО 2 - 50 мм.рт.ст., а содержание НСО 3 - 24,5 ммоль/л. Даже небольшое снижение рН и рост РСО 2 увеличивают вентиляцию легких. Эти рецепторы реагируют на гиперкапнию и ацидоз медленнее, чем периферические, так как требуется дополнительное время на измерение величины СО 2 , Н + и НСО 3 из-за преодоления гематоэнцефалического барьера. Сокращения дыхательных мышц контролирует центральный дыхательный механизм, состоящий из группы клеток продолговатого мозга, моста, а также пневмотаксических центров. Они тонизируют дыхательный центр и по импульсации из механорецепторов определяют порог возбуждения, при котором прекращается вдох. Пневмотаксические клетки также переключают вдох на выдох.

Периферические хеморецепторы, расположенные на внутренних оболочках сонного синуса, дуги аорты, левого предсердия, контролируют гуморальные параметры (РО 2 , РСО 2 в артериальной крови и спинномозговой жидкости) и немедленно реагируют на изменения внутренней среды организма, меняя режим самостоятельного дыхания и, таким образом, корригируя рН, РО 2 и РСО 2 в артериальной крови и спинномозговой жидкости. Импульсы из хеморецепторов регулируют объем вентиляции, необходимый для поддержания определенного уровня метаболизма. В оптимизации режима вентиляции, т.е. установлении частоты и глубины дыхания, длительности вдоха и выдоха, силы сокращения дыхательных мышц при данном уровне вентиляции, участвуют и механорецепторы. Вентиляция легких определяется уровнем метаболизма, воздействием продуктов обмена веществ и О2 на хеморецепторы, которые трансформируют их в афферентную импульсацию нервных структур центрального дыхательного механизма. Основная функция артериальных хеморецепторов - немедленная коррекция дыхания в ответ на изменения газового состава крови.

Периферические механорецепторы, локализующиеся в стенках альвеол, межреберных мышцах и диафрагме, реагируют на растяжение структур, в которых они находятся, на информацию о механических явлениях. Главную роль играют механорецепторы легких. Вдыхаемый воздух поступает по ВП к альвеолам и участвует в газообмене на уровне альвеолярно-капиллярной мембраны. По мере растяжения стенок альвеол во время вдоха механорецепторы возбуждаются и посылают афферентный сигнал в дыхательный центр, который тормозит вдох (рефлекс Геринга-Брейера).

При обычном дыхании межреберно-диафрагмальные механорецепторы не возбуждаются и имеют вспомогательное значение.

Система регуляции завершается нейронами, интегрирующими импульсы, которые поступают к ним от хеморецепторов, и посылающими импульсы возбуждения к дыхательным мотонейронам. Клетки бульбарного дыхательного центра посылают как возбуждающие, так и тормозящие импульсы к дыхательным мышцам. Координированное возбуждение респираторных мотонейронов приводит к синхронному сокращению дыхательных мышц.

Дыхательные движения, создающие воздушный поток, происходят благодаря согласованной работе всех дыхательных мышц. Нервные клетки двигательных

Нейронов дыхательных мышц расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга (шейные и грудные сегменты).

У человека в регуляции дыхания принимает участие и кора большого мозга в пределах, допускаемых хеморецепторной регуляцией дыхания. Так, например, волевая задержка дыхания ограничена временем, в течение которого РаО 2 в спинномозговой жидкости повышается до уровней, возбуждающих артериальные и медуллярные рецепторы.

Биомеханика дыхания

Вентиляция легких происходит за счет периодических изменений работыдыхательных мышц, объема грудной полости и легких. Основными мышцами вдоха являются диафрагма и наружные межреберные мышцы. Во время их сокращения происходят уплощение купола диафрагмы и приподнятие ребер кверху, в результате объем грудной клетки увеличивается, растет отрицательное внутриплевральное давление (Ppl). Перед началом вдоха (в конце выдоха) Ppl приблизительно составляет минус 3-5 см вод.ст. Альвеолярное давление (Palv) принимается за 0 (т. е. равно атмосферному), оно же отражает давление в дыхательных путях и коррелирует с внутригрудным давлением.

Градиент между альвеолярным и внутриплевральным давлением называется транспульмонарным давлением (Ptp). В конце выдоха оно составляет 3-5 см вод.ст. Во время спонтанного вдоха рост отрицательного Ppl (до минус 6-10 см вод.ст.) вызывает снижение давления в альвеолах и дыхательных путях ниже атмосферного. В альвеолах давление снижается до минус 3-5 см вод.ст. За счёт разницы давлений воздух поступает (засасывается) из внешней среды в легкие. Грудная клетка и диафрагма действуют как поршневой насос, втягивающий воздух в легкие. Такое «присасывающее» действие грудной клетки важно не только для вентиляции, но и для кровообращения. Во время спонтанного вдоха происходят дополнительное «присасывание» крови к сердцу (поддержание преднагрузки) и активизация легочного кровотока из правого желудочка по системе легочной артерии. В конце вдоха, когда движение газа прекращается, альвеолярное давление возвращается к нулю, но внутриплевральное давление остается сниженным до минус 6-10 см вод.ст.

Выдох в норме является процессом пассивным. После расслабления дыхательных мышц силы эластической тяги грудной клетки и легких вызывают удаление (выдавливание) газа из легких и восстановление первоначального объема легких. В случае нарушения проходимости трахеобронхиального дерева (воспалительный секрет, отек слизистой оболочки, бронхоспазм) процесс выдоха затруднен, и в акте дыхания начинают принимать участие также мышцы выдоха (внутренние межреберные мышцы, грудные мышцы, мышцы брюшного пресса и т. д.). При истощении экспираторных мышц процесс выдоха еще более затрудняется, происходит задержка выдыхаемой смеси и динамическое перераздувание легких.

Недыхательные функции легких

Функции легких не ограничиваются диффузией газов. В них содержится 50% всех эндотелиальных клеток организма, которые выстилают капиллярную поверхность мембраны и участвуют в метаболизме и инактивации биологически активных веществ, проходящих через легкие.

1. Легкие контролируют общую гемодинамику путем различного заполнения собственного сосудистого русла и влияния на биологически активные вещества, регулирующие сосудистый тонус (серотонин, гистамин, брадикинин, катехоламины), превращением ангиотензина I в ангиотензин II, участием в метаболизме простагландинов.

2. Легкие регулируют свертывание крови, секретируя простациклин - ингибитор агрегации тромбоцитов, и удаляя из кровотока тромбопластин, фибрин и продукты его деградации. В результате этого оттекающая от легких кровь имеет более высокую фибринолитическую активность.

3. Легкие участвуют в белковом, углеводном и жировом обмене, синтезируя фосфолипиды (фосфатидилхолин и фосфатидилглицерол - основные компоненты сурфактанта).

4. Легкие продуцируют и элиминируют тепло, поддерживая энергетический баланс организма.

5. Легкие очищают кровь от механических примесей. Агрегаты клеток, микротромбы, бактерии, пузырьки воздуха, капли жира задерживаются легкими и подвергаются деструкции и метаболизму.

Типы вентиляции и виды нарушений вентиляции

Разработана физиологически четкая классификация типов вентиляции, в основу которой положены парциальные давления газов в альвеолах. В соответствии с этой классификацией выделяются следующие типы вентиляции:

1.Нормовентиляция - нормальная вентиляция, при которой парциальное давление СО2 в альвеолах поддерживается на уровне около 40 мм.рт.ст.

2.Гипервентиляция - усиленная вентиляция, превышающаяметаболические потребности организма (РаСО2<40 мм.рт.ст.).

3.Гиповентиляция - сниженная вентиляция по сравнению с метаболическими потребностями организма (РаСО2>40 мм.рт.ст.).

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

5.Эупноэ - нормальная вентиляция в покое, сопровождающаяся субъективным чувством комфорта.

6.Гиперпноэ - увеличение глубины дыхания независимо от того, повышена ли при этом частота дыхательных движений или нет.

7.Тахипноэ - увеличение частоты дыхания.

8.Брадипноэ - снижение частоты дыхания.

9.Апноэ - остановка дыхания, обусловленная, главным образом, отсутствием физиологической стимуляции дыхательного центра (уменьшение напряжения СО2, в артериальной крови).

10.Диспноэ (одышка) - неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затрудненного дыхания.

11.Ортопноэ - выраженная одышка, связанная с застоем крови в легочных капиллярах в результате недостаточности левого сердца. В горизонтальном положении это состояние усугубляется, и поэтому лежать таким больным тяжело.

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.

К рестриктивному типу нарушений вентиляции относятся все патологические состояния, при которых снижаются дыхательная экскурсия и способность легких расправляться, т.е. уменьшается их растяжимость. Такие нарушения наблюдаются, например, при поражениях легочной паренхимы (пневмонии, отёк лёгких, фиброз лёгких) или при плевральных спайках.

Обструктивный тип нарушений вентиляции обусловлен сужением воздухоносных путей, т.е. повышением их аэродинамического сопротивления. Подобные состояния встречаются, например, при накоплении в дыхательных путях слизи, набухании их слизистой оболочки или спазме бронхиальных мышц (аллергический бронхиолоспазм, бронхиальная астма, астмоидный бронхит и т.д.). У таких больных сопротивление вдоху и выдоху повышено, и поэтому со временем воздушность легких и ФОЕ у них увеличиваются. Патологическое состояние, характеризующееся чрезмерным уменьшением числа эластических волокон(исчезновением альвеолярных перегородок, объединением капиллярной сети), называется эмфиземой легких.