<<
>>

1.2. Респираторная механика - необходимый минимум

Какие параметры вдоха и выдоха измеряет аппарат ИВЛ?Время (time),

объём (volume),

поток (flow),

давление (pressure).

Время (time)

Что такое ВРЕМЯ?

Время - это мера длительности и последовательности явлений

На графиках давления, потока и объёма время бежит по горизонтальной оси «Х».

Измеряется в секундах, минутах, часах. С позиций респираторной механики нас интересует длительность вдохаи выдоха, поскольку произведение потокового времени вдоха(Inspiratory flow time)на поток равно объёму вдоха, а произведение потокового времени выдоха(Expiratory flow time)на поток равнообъёму выдоха.

Временные интервалы дыхательного цикла (их четыре)

Что такое «вдох -inspiration» и «выдох -expiration»?

Вдох это вход воздуха в легкие. Длится до начала выдоха.Выдох - это выход воздуха из легких. Длится до начала вдоха.Иными словами, вдох считается с момента начала поступления воздуха в дыхательные пути и длится до начала выдоха, а выдох - с мо-мента начала изгнания воздуха из дыхательных путей и длится доначала вдоха.

Эксперты делят вдох на две части.

Inspiratory time = Inspiratory flow time + Inspiratory

pause

Inspiratory flow time - временной интервал, когда в легкиепоступает воздух.

Что такое «инспираторная пауза»(inspiratory pauseилиinspiratory hold)?

Это временной интервал, когда клапан вдоха уже закрыт, аклапан выдоха еще не открыт. Хотя в это время поступления воздухав легкие не происходит, инспираторная пауза является частью времени вдоха. Так договорились. Инспираторная пауза возникает, когдазаданный объём уже доставлен, а время вдоха ещё не истекло. Дляспонтанного дыхания - это задержка дыхания на высоте вдоха. Задержка дыхания на высоте вдоха широко практикуется индийскимийогами и другими специалистами по дыхательной гимнастике. В некоторых режимах ИВЛ инспираторная пауза отсутствует.

Для аппарата ИВЛ PPV выдохexpiratory time- это временной интервал от момента открытия клапана выдоха до начала сле-дующего вдоха.

Эксперты делят выдох на две части.

Expiratory time = Expiratory flow time + Expiratory

pause.

Expiratory flow time - временной интервал, когда воздух выходит из легких.

Что такое «экспираторная пауза»(expiratory pauseилиexpiratory hold)? Это временной интервал, когда поток воздуха из легких ужене поступает, а вдох ещё не начался. Если мы имеем дело с «умным»аппаратом ИВЛ, мы обязаны сообщить ему сколько времени, по на-шему мнению, может длиться экспираторная пауза. Если время экспираторной паузы истекло, а вдох не начался, «умный» аппарат ИВЛобъявляет тревогу(alarm)и начинает спасать пациента, посколькусчитает, что произошло апноэ(apnoe).Включается опцияApnoe ven-tilation.В некоторых режимах ИВЛ экспираторная пауза отсутствует.Total cycle time - время дыхательного цикла складывается из времени вдоха и времени выдоха.

Total cycle time (Ventilatory period)=Inspiratory time+Expiratory timeили

Total cycle time=Inspiratory flow time+Inspiratory pause+Expiratory flow time + Expiratory pause ДАВЛЕНИЕ \ Expiratory \ flow time Expiratory / \ pause / л

/ ч Insiratory Inspiratory T * flow time pause Inspiratory time Expiratory time ^ у Total cycle time(ventilatory period) ,=¦—ВРЕМЯ—* Flow ПОТОК

T

I V Y

Этот фрагмент убедительно демонстрирует трудности перевода:

Expiratory pauseиInspiratory pauseвообще не переводят, а просто пишут эти термины кириллицей. Мы используем буквальный пе-рево, - задержка вдоха и выдоха.

ДляInspiratory flow timeиExpiratory flow timeв русском языкенет удобных терминов.

Когда мы говорим «вдох» - приходится уточнять: - этоInspiratory timeилиInspiratory flow time.

Для обозначенияInspiratory flow timeиExpiratory flow timeмы будем

использовать термины потоковое время вдоха и выдоха. Insiratory Expiratory T > flow time flow time Inspiratory Expiratory time time Total cycle time (ventilatory period)

Flow

Инспираторная и/или экспираторная паузы могут отсутствовать.Объём (volume)

Что такое ОБЪЁМ?

Некоторые наши курсанты отвечают: «Объём — это количество вещества».

Для несжимаемых (твердых и жидких) веществ это верно, а для газов

не всегда.

Пример:

Вам принесли баллон с кислородом, емкостью (объёмом) 3л,

а сколько в нём кислорода? Ну конечно, нужно измерить давление,и тогда, оценив степень сжатия газа и ожидаемый расход, можно сказать, надолго ли его хватит.

Механика - наука точная, поэтому прежде всего,

Объём - это мера пространства.

И, тем не менее, в условиях спонтанного дыхания и ИВЛ принормальном атмосферном давлении мы используем единицы объемадля оценки количества газа.

Сжатием можно пренебречь. В респираторной механике объёмы измеряют в литрах или миллилитрах.

Для описания объёмов используются три слова

Пространство(space).

Ёмкость(capacity).

Объём(volume).

Объёмы и пространства в респираторной механике.

Дыхательный объём(VT)по-английскиTidal volume- это величина одного обычного вдоха или выдоха.

Минутный объём (MV)- по-английскиMinute volume - это суммадыхательных объёмов за минуту. Если все дыхательные объемы втечение минуты равны, можно просто умножить дыхательный объёмна частоту дыханий.

Мертвое пространство (DS)по-английскиDead space - это суммарный объём воздухоносных путей (зона дыхательной системы, гденет газообмена). Объемы, исследуемые при спирометрии

Дыхательный объём (VT)по-английскиTidal volume- это ве-личина одного обычного вдоха или выдоха.

Резервный объём вдоха - РОвд (IRV)по-английскиInspired reserve volume - это объём максимального вдоха по завершении обычного вдоха.

Ёмкость вдоха - ЕВ (IC)по-английскиInspiratory capacity - это

объём максимального вдоха после обычного выдоха.

IC = TLC - FRC

или

IC =VT+ IRV

Общая ёмкость лёгких - ОЕЛ (TLC)по-английскиTotal lung capacity -это объём воздуха в лёгких по завершении максимальноговдоха.

Остаточный объём - ОО (RV)по-английскиResidual volume - это

объём воздуха в лёгких по завершении максимального выдоха.

Жизненная ёмкость лёгких - ЖЕЛ (VC)по-английскиVolume capacity - это объём вдоха после максимального выдоха.

VC = TLC - RV

Функциональная остаточная ёмкость - ФОЕ (FRC)по-английскиFunctional residual capacity - это объём воздуха в лёгких по завершении обычного выдоха.

FRC = TLC - IC

Резервный объём выдоха - РОвыд (ERV)по-английскиExpiredreserve volume -это объём максимального выдоха по завершенииобычного выдоха.

ERV = FRC - RV

А. Горячев

17

17 И. Савин

Поток (flow)

Что такое ПОТОК?

«Объёмная скорость» - точное определение, удобное для оценкиработы насосов и трубопроводов, но для респираторной механикибольше подходит:

Поток - это скорость изменения объёма

В респираторной механике поток (V) измеряют в литрах в минуту.

Примеры:

Поток(У) = 60л/мин, Длительность вдоха(Т^ = 1сек(1/60мин),Дыхательный объём (Ут) = ?Решение: У х Т =УтОтвет: 1л

Поток(У) = 60л/мин, Дыхательный объём(Ут) = 1л,Длительность вдоха(Т^ = ?Решение: Ут/У = ТОтвет: 1сек(1/60мин)

Объём - это произведение потока на время вдоха или площадь подкривой потока.

Уг = V хТі

вдох выдох

ДАВЛЕНИЕ

1

1

ПОТОК

ОБЪЕМ

Это представление о взаимоотношении потока и объема используется при описании режимов вентиляции.

Давление (pressure)

- Что такое ДАВЛЕНИЕ?

Давление(pressure) - это сила, приложенная кединице площади

Давление в дыхательных путях измеряют в сантиметрах водногостолба (см Н2О) и в миллибарах (mbar или мбар).

1 милли-бар=0,9806379 см водного столба.

(Бар (греч.раро^ — тяжесть) — внесистемная единица измерениядавления, равная 105 Н/м2 (ГОСТ 7664-61) или 106 дин/см2 (в системеСГС).)

Значения давлений в разных зонах дыхательной системы и градиенты (gradient) давления

По определению давление - это сила, которая уже нашла себеприменение, - она (эта сила) давит на площадь и ничего никуда неперемещает. Грамотный доктор знает, что вздох, ветер, и даже ураган,создается разностью давлений или градиентом (gradient).

Например: в баллоне газ под давлением 100 атмосфер. Ну ичто, стоит себе баллон и никого не трогает. Газ в баллоне спокойносебе давит на площадь внутренней поверхности баллона и ни на чтоне отвлекается. А если открыть? Возникнет градиент (gradient), который и создаёт ветер.

Paw=Pawo

Ptt=Palv'Pbs к /1\ —^PI=Palv-Ppl

Lpw=Ppl-Pbs =1—Pes

і—Ptr=Pawo-Pbs Давления:

Paw - давление в дыхательных путяхPbs- давление на поверхности телаPpl - плевральное давлениеPalv- альвеолярное давлениеPes - пищеводное давлениеГрадиенты:

Ptr-трансреспиратонное давление Ptr = Paw - PbsPtt-трансторакальное давление Ptt = Palv - PbsPl-транспульмональное давление Pl = Palv - PplPw-трансмуральное давление Pw = Ppl - Pbs

(Легко запомнить: если использована приставка «транс» - речь идёто градиенте).

Главной движущей силой, позволяющей сделать вдох, является разность давлений на входе в дыхательные пути (Pawo- pressure airwayopening) и давление в том месте, где дыхательные пути заканчиваются - то есть в альвеолах (Palv). Проблема в том, что в альвеолахтехнически сложно померить давление. Поэтому для оценки дыхательного усилия на спонтанном дыхании оценивают градиент междупищеводным давлением (Pes), при соблюдении условий измерения

оно равно плевральному(Ppl), и давлением на входе в дыхательныепути (Pawo).

При управлении аппаратом ИВЛ наиболее доступным и информативным является градиент между давлением в дыхательных путях(Paw) и давлением на поверхности тела (Pbs- pressure body surface).Этот градиент (Ptr) называется «трансреспиратораное давление», ивот как он создаётся:

1.

При NPV Pawo со- ¦ ¦

ответствует атмосфер- _

Pbs становится отрицательным в результате работы аппарата.

ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Аппарат ИВЛ NPV

типа «Kirassa»

+

2. При РРУ Давление на поверхности тела (РЬв) равно нулю, то есть соответствует атмосферному, а Ра\уо выше атмосферного, то есть положительное.

ному, то есть ноль, а —п—

Как видите, ни один из методов ИВЛ не соответствует полностью спонтанному дыханию, но если оценивать воздействие на венозный возврат и лимфоотток аппараты ИВЛNPVтипа «Kirassa»кажутся более физиологичными. Аппараты ИВЛNPVтипа «Ironlung», создавая отрицательное давление над всей поверхностью тела,снижают венозный возврат и, соответственно, сердечный выброс.

Без Ньютона здесь не обойтись.

Исаак Ньютон

Давление(pressure)- это сила, скоторой ткани лёгких и груднойклетки противодействуют вводимому объёму, или, иными словами,сила, с которой аппарат ИВЛ пре-одолевает сопротивление дыхательных путей, эластическую тягулёгких и мышечно-связочных структур грудной клетки (по третьему закону Ньютона это одно и то же поскольку «сила действия равна силепротиводействия»).

Equation of Motion уравнение сил, или третий законНьютона для системы «аппарат ИВЛ - пациент»

В том случае, если аппарат ИВЛ осуществляет вдох синхронно с дыхательной попыткой пациента, давление, создаваемоеаппаратом ИВЛ(Pvent),суммируется с мышечным усилием пациента(Pmus)(левая часть уравнения) для преодоления упругости легких и грудной клетки(elastance)и сопротивления(resistance)потокувоздуха в дыхательных путях (правая часть уравнения).

Pmus + Pvent = Pelastic + Presistive(давление измеряют в миллибарах)

Pelastic= E x V

(произведение упругости на объём)

Presistive = R xV

(произведение сопротивления на поток)

соответственноPmus + Pvent = E x V + R x V

Ртш(мбар) + Pvent(MOap)= Е(мбар/мл)x V^) + R(мбар/л/мин)x

V(л/мин)

Заодно вспомним, размерностьE - elastance(упругость) показываетна сколько миллибар возрастает давление в резервуаре на вводимуюединицу объёма (мбар/мл); R - resistanceсопротивление потоку воздуха проходящему через дыхательные пути (мбар/л/мин).

Ну и для чего нам пригодится этоEquation of Motion(уравнение сил) ?

Понимание уравнения сил позволяет нам делать три вещи:

Во-первых, любой аппарат ИВЛPPVможет управлять одно-моментно только одним из изменяемых параметров входящих в этоуравнение.

Эти изменяемые параметры - давление объём и поток.Поэтому существуют три способа управления вдохом:pressure control, volume control,илиflow control.Реализация варианта вдоха зависит от конструкции аппарата ИВЛ и выбранного режима ИВЛ.

Во-вторых, на основе уравнения сил созданы интеллектуальные программы, благодаря которым аппарат рассчитывает показатели респираторной механики (например.:compliance(растяжимость),resistance(сопротивление) иtime constant(постоянная времени «т» ).

В-третьих, без понимания уравнения сил не понять такие режимы вентиляции как"proportional assist", "automatic tube com-pensation",и"adaptive support".

<< | >>
Источник: Горячев А.С., Савин И. А.. Основы ИВЛ. Издательство «Медиздат» Москва 2009. 2009

Еще по теме 1.2. Респираторная механика - необходимый минимум:

  1. А. Рот и органы чувств
  2. Творческие способности
  3. 1.2. Респираторная механика - необходимый минимум
  4. Главные расчетные параметры респираторной механикиresistance, elastance, compliance
  5. 1.3. Повреждение легких при ИВЛ
  6. 2.2. Управление вдохом (Control) и управляемаяпеременная (Control Variable)
  7. 2.3. Фазы дыхательного цикла и логика переключения аппарата ИВЛ
  8. 3.23. «Adaptive support ventilation», «ASV»,Адаптивная поддерживающая вентиляция.
  9. 2.3. Легочная дыхательная недостаточность
  10. 3.2. Принципы устройства и функционированияаппаратов ИВЛ
  11. 4.4. Типы и стратегия респираторной поддержки
  12. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМ
  13. Вакцинопрофилактика и иммунокоррекция респираторных заболеваний
  14. ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
  15. 8.19. РЕСПИРАТОРНЫЙ МИКОПЛАЗМОЗ
  16. СОДЕРЖАНИЕ
  17. Методы перехода на самостоятельное дыхание
  18. Глава 59 PR ONE-BELL Y СИНДРОМ