что такое ивл и как оно работает
Искусственная вентиляция легких (ИВЛ): инвазивная и неинвазивная респираторная поддержка
К искусственной вентиляции легких (ИВЛ) прибегают для оказания помощи пациентам с острой или хронической дыхательной недостаточностью, когда больной не может самостоятельно вдыхать необходимый для полноценного функционирования организма объем кислорода и выдыхать углекислый газ. Необходимость в ИВЛ возникает при отсутствии естественного дыхания или при его серьезных нарушениях, а также во время хирургических операций под общим наркозом.
Что такое ИВЛ?
Искусственная вентиляция в общем виде представляет собой вдувание газовой смеси в легкие пациента. Процедуру можно проводить вручную, обеспечивая пассивный вдох и выдох путем ритмичных сжиманий и разжиманий легких или с помощью реанимационного мешка типа Амбу. Более распространенной формой респираторной поддержки является аппаратная ИВЛ, при которой доставка кислорода в легкие осуществляется с помощью специального медицинского оборудования.
Показания к искусственной вентиляции легких
Искусственная вентиляция легких проводится при острой или хронической дыхательной недостаточности, вызванной следующими заболеваниями или состояниями:
Инвазивная вентиляция легких
Эндотрахеальная трубка вводится в трахею через рот или через нос и подсоединяется к аппарату ИВЛ
При инвазивной респираторной поддержке аппарат ИВЛ обеспечивает принудительную прокачку легких кислородом и полностью берет на себя функцию дыхания. Газовая смесь подается через эндотрахеальную трубку, помещенную в трахею через рот или нос. В особо критических случаях проводится трахеостомия – хирургическая операция по рассечению передней стенки трахеи для введения трахеостомической трубки непосредственно в ее просвет.
Инвазивная вентиляция обладает высокой эффективностью, но применяется лишь случае невозможности помочь больному более щадящим способом, т.е. без инвазивного вмешательства.
Кому и когда необходима инвазивная ИВЛ?
Подключенный к аппарату ИВЛ человек не может ни говорить, ни принимать пищу. Интубация доставляет не только неудобства, но и болезненные ощущения. Ввиду этого пациента, как правило, вводят в медикаментозную кому. Процедура проводится только в условиях стационара под наблюдением специалистов.
Инвазивная вентиляция легких отличается высокой эффективностью, однако интубация предполагает введение пациента в медикаментозную кому. Кроме того, процедура сопряжена с рисками.
Традиционно инвазивную респираторную поддержку применяют в следующих случаях:
Как работает аппарат инвазивной ИВЛ?
Принцип работы приборов для инвазивной ИВЛ можно описать следующим образом.
Особенности оборудования для инвазивной вентиляции
Оборудование для инвазивной вентиляции легких имеет ряд характерных особенностей.
Неинвазивная вентиляция легких
За последние два десятилетия заметно возросло использование оборудования неинвазивной искусственной вентиляции легких. НИВЛ стала общепризнанным и широко распространенным инструментом терапии острой и хронической дыхательной недостаточности как в лечебном учреждении, так и в домашних условиях.
Одним из ведущих производителей медицинских респираторных устройств является австралийская компания ResMed
НИВЛ — что это?
Неинвазивная вентиляция легких относится к искусственной респираторной поддержке без инвазивного доступа (т.е. без эндотрахеальной или трахеостомической трубки) с использованием различных известных вспомогательных режимов вентиляции.
Оборудование подает воздух в интерфейс пациента через дыхательный контур. Для обеспечения НИВЛ используются различные интерфейсы – носовая или рото-носовая маска, шлем, мундштук. В отличие от инвазивного метода, человек продолжает дышать самостоятельно, но получает аппаратную поддержку на вдохе.
Когда применяется неинвазивная вентиляция легких?
Ключом к успешному использованию неинвазивной вентиляции легких является признание ее возможностей и ограничений, а также тщательный отбор пациентов (уточнение диагноза и оценка состояния больного). Показаниями для НИВЛ являются следующие критерии:
Искусственная вентиляция легких – что это такое и когда нужна респираторная поддержка?
Искусственная вентиляция легких (ИВЛ) – это медицинская манипуляция для оказания помощи людям с острой или хронической дыхательной недостаточностью. В этой статье мы рассмотрим, как и когда применяется ИВЛ, какие его виды существуют и каким пациентам прежде всего необходима респираторная поддержка.
ИВЛ-аппараты используют для оказания помощи пациентам, которые не могут дышать самостоятельно
Когда требуется ИВЛ?
К искусственной вентиляции легких прибегают для оказания помощи в случаях, когда пациент не в состоянии самостоятельно вдыхать необходимый для полноценного функционирования организма объем кислорода, а также выдыхать углекислый газ. Необходимость в ИВЛ возникает при отсутствии естественного дыхания или при его серьезных нарушениях, например, из-за травм, а также во время хирургических манипуляций под наркозом.
Важно понимать, что своевременное подключение пациента к аппарату искусственной вентиляции легких максимально увеличивает его шансы на выживание. Если переставшего дышать человека не подключить к аппарату ИВЛ, его внутренние органы перестают снабжаться кислородом. После останавливается сердце, а значит и кровоснабжение всего организма, и пациент умирает в течение пары минут.
Аппараты для ИВЛ – самый распространенный формат проведения искусственной вентиляции легких
Что такое искусственная вентиляция легких?
В процессе ИВЛ обеспечивается респираторная поддержка путем принудительного нагнетания воздуха или газовой смеси в легкие пациента и их вывода наружу. Процедуру можно проводить несколькими способами:
Современные аппараты ИВЛ обеспечивают полноценную респираторную поддержку пациента
Как работают аппараты ИВЛ?
Современные аппараты ИВЛ – высокотехнологичное, «интеллектуальное» медицинское оборудование. Они обеспечивают респираторную поддержку пациента как по объёму, так и по давлению, что принципиально важно для восстановления нормальной жизнедеятельности организма.
Принцип, по которому функционируют аппараты ИВЛ, называется вентиляцией с положительным давлением. Они закачивают насыщенный кислородом воздух в легкие и откачивают из них жидкость. Аппараты обладают множеством различных режимов вентиляции, которые используются в зависимости от конкретной ситуации и индивидуально подбираются каждому пациенту.
При ИВЛ с контролируемым давлением (Pressure Controlled Ventilation, PCV) аппарат создает в альвеолах и дыхательных путях его оптимальный уровень, что позволяет легким поглощать как можно больше кислорода. Как только давление достигает установленного максимального предела, начинается режим выдоха. Таким образом, оборудование берет на себя весь процесс дыхания пациента.
Одна из наиболее совершенных технологий синхронизации аппарата ИВЛ с пациентом – нейро-контролируемая вентиляция лёгких. При этом сигнал, поступающий из дыхательного центра продолговатого мозга человека по диафрагмальному нерву к диафрагме, фиксируется специальными высокочувствительными датчиками, расположенными в области перехода пищевода в желудок (кардии).
В любом аппарате обязательна возможность дозирования кислорода и контроль углекислого газа в выдыхаемом воздухе.
Выделяют как инвазивную, так и неинвазивную методику искусственной вентиляции легких
ИВЛ И НИВЛ – в чем разница?
Существует две возможности доставки воздуха в дыхательные пути пациента:
Для проведения инвазивной вентиляции легких в трахею устанавливается интубационная трубка. Ее можно ввести через нос (назотрахеальная интубация) и/или рот. Если нужна длительная ИВЛ и пациент находится без сознания или в тяжелом состоянии, выполняется трахеостомия – хирургическая операция по рассечению передней стенки трахеи для введения трахеостомической трубки непосредственно в ее просвет.
После завершения вышеописанных манипуляций, подключается аппарат ИВЛ. Достоинством инвазивной ИВЛ считают ее эффективность, ведь воздушная смесь поставляется непосредственно в легкие без потерь.
При бульбарных нарушениях у пациента теряется разобщение пищеварительных и дыхательных путей, и это также берется в расчет при определении показаний к трахеостомии. Через трахеостому у пациента удаляется и мокрота.
Инвазивную респираторную поддержку принято проводить в следующих случаях:
Хотя инвазивная вентиляция обладает высокой эффективностью, она используется лишь случае невозможности помочь пациенту более щадящим способом, т.е. без инвазивного вмешательства. Ведь подключенный к аппарату ИВЛ человек не может ни говорить, ни принимать пищу. Интубация доставляет не только неудобства, но и болезненные ощущения. Поэтому пациента на ИВЛ, как правило, вводят в медикаментозную кому. Процедура проводится только в условиях стационара под наблюдением специалистов, может иметь осложнения и побочные эффекты. В связи с вышесказанным, по возможности, предпочтение отдается неинвазивной вентиляции легких.
Принцип проведения неинвазивной вентиляции легких
Неинвазивная вентиляция легких (НИВЛ) – что это такое
Данный способ искусственной вентиляции легких показан пациентам без бульбарных нарушений. Он представляет собой вариант респираторной поддержки с помощью аппарата для вентиляции легких без инвазивного доступа. Иначе говоря – через маску, специальные носовые канюли, мундштук.
НИВЛ имеет свои преимущества. Они заключаются в том, что сохраняются все функции естественных дыхательных путей, а также нет необходимости в операционном вмешательстве. Это снижает количество возможных осложнений и побочных эффектов.
Ключ к успешному использованию неинвазивной вентиляции легких – понимание как ее преимуществ, так и ограничений. Необходим и тщательный отбор пациентов (уточнение диагноза, оценка состояния, схема дальнейшего лечения). Показаниями для НИВЛ можно назвать следующие критерии:
Аппараты ИВЛ. Обзор и особенности
Аппарат искусственной вентиляции лёгких (аппарат ИВЛ) — медицинское оборудование для принудительного проведения дыхательного процесса в случае его недостаточности или невозможности его осуществления естественным путём. Они называются также респираторами.
Аппарат ИВЛ – принцип действия
Аппарат искусственной вентиляции лёгких подаёт в лёгкие под давлением воздушную смесь с необходимой концентрацией кислорода в требуемом объёме и с соблюдением нужной цикличности.
Аппарат ИВЛ состоит из компрессора, приспособлений для подачи и вывода газовой смеси с системой клапанов, группы датчиков и электронной схемы управления процессом. Переключение между фазами вдоха (инспирацией) и выдоха (экспирацией) происходит по заданным параметрам – времени или давлению, объёму и потоку воздуха. В первом случае производится только принудительная (контролируемая) вентиляция, в остальных – аппарат ИВЛ поддерживает спонтанное дыхание пациента.
Аппарат ИВЛ бывает ручным, называемым также мешком Амбу, и механическим.
Ручной аппарат ИВЛ
Механический аппарат ИВЛ
Аппарат искусственной вентиляции лёгких обеспечиваются воздушной смесью из:
Аппарат ИВЛ должен подавать пациенту смесь газов, подогретую до нужной температуры и с необходимой влажностью.
Современные аппараты искусственной вентиляции лёгких
Нынешние аппараты ИВЛ – это медицинское оборудование с высокой технологичностью. Они оказывают пациенту респираторную поддержку не только по объёму, но и по давлению и составу подаваемого газа.
В настоящее время аппараты искусственной вентиляции лёгких имеют максимальную синхронизацию с респираторным состоянием пациента. Они автоматически управляются по линиям обратной связи с его организмом. Электронный блок аппарата искусственной вентиляции лёгких фиксирует управляющие сигналы из дыхательного центра продолговатого мозга. Они идут к диафрагме по диафрагмальному нерву и регистрируются датчиками аппарата ИВЛ высокой чувствительности, располагаемым в области кардии (сфинктера, отделяющего пищевод от желудка).
Аппараты искусственной вентиляции лёгких оснащаются тревожной сигнализации, срабатывающей при выходе контролируемых параметров за допустимые пределы и при неполадках оборудования.
Классификация аппаратов ИВЛ
Аппараты искусственной вентиляции лёгких классифицируются по ГОСТ 18856-81.
По возрасту пациента:
По способу действия:
По типу приводааппараты искусственной вентиляции лёгких делятся на приборы с:
По предназначению:
По типу управляющего устройства аппараты искусственной вентиляции лёгких могут быть
По способам управления инспираторной фазой и переключения фаз дыхательного цикла (триггерования и циклирования) – ппараты ИВЛс контролем по:
По сфере применения аппараты искусственной вентиляции лёгких бывают общего и специального назначения.
Высокочастотные (ВЧ) струйные аппараты ИВЛ
Приведённая выше классификация не распространяется на этот отдельный класс аппаратов искусственной вентиляции лёгких. ВЧ струйный аппарат ИВЛ – медицинское оборудование высокоспециализированное, которое может обеспечить как ВЧ струйную вентиляцию (с частотой цикла более 60 раз в минуту), так и сочетанную ИВЛ.
Возможная баротравма легких предупреждается контролем по давлению. Осложнений в результате осушения и переохлаждения дыхательных путей не может быть, поскольку все современные аппараты ВЧ струйной ИВЛ оснащены встроенными системами увлажнения и обогрева подаваемой газовой смеси. Негативное действие недостатка или переизбытка кислорода во вдыхаемом воздухе и углекислого газа – в выдыхаемом исключено системами контроля и дозирования.
Выбор аппарата ИВЛ
Аппараты искусственной вентиляции лёгких общего назначения должны быть во всех клиниках, осуществляющих длительную или повторно-кратковременную процедуру в отделениях и палатах
Респираторы необходимы и при проведении амбулаторного лечения дыхательной недостаточности отдельных групп пациентов в неосложнённой форме.
Аппараты искусственной вентиляции лёгких специального назначения используются:
Аппаратами ИВЛ должны быть оснащены все службы неотложной и скорой помощи. Для выездной медицинской службы следует приобретать простые устройства для оказания экстренной помощи, например портативные ИВЛ.
Аппараты искусственной вентиляции лёгких для стационаров надо выбирать, ориентируясь на показатели высокой надёжности, длительности бесперебойной работы (2-3 месяца и более), многофункциональности.Особо ответственным должен быть выбор аппарата ИВЛ для центров и отделений охраны материнства и детства.
Более подробно о том, как грамотно выбрать аппарат искусственной вентиляции легких читайте в статье: Как выбрать аппарат ИВЛ?
Видео
Современные подходы к ИВЛ
Искусственная вентиляция легких. Учебный фильм.
Второе дыхание: Как работает аппарат ИВЛ и как он помогает в борьбе с коронавирусом
Искусственная вентиляция легких применяется в тяжелых случаях заболевания COVID-19, при котором поражаются нижние дыхательные пути. Таким больным требуется срочное подключение к аппарату ИВЛ. Спрос на подобные устройства в условиях пандемии сегодня сильно превышает предложение.
В начале пандемии даже были споры и очень острые, когда одни страны «перебивали цены» и буквально из-под носа «уводили» ИВЛ.
Разбираемся, как работают аппараты искусственной вентиляции легких и почему их так остро не хватает при пандемии коронавируса. Об этом мы сделали обзор ряда специализированных изданий.
История ИВЛ
Восстановление и поддержка дыхательных процессов волновали еще древних врачевателей и ученых. В классических трактатах содержатся теории дыхания и описания первых попыток искусственной вентиляции легких. Известно, что в XVI веке европейские реформаторы медицины Парацельс и Везалий применяли вентиляцию легких в своих практиках. С XVII века для поддержки дыхания использовались аппараты, устроенные на основе мехов для раздувания огня. К сожалению, такая вентиляция часто приводила к разрыву легких. Параллельно развиваются более щадящие мануальные методы вентиляции посредством наружного воздействия на грудную клетку.
Во второй половине XIX – начале XX века на волне научно-технического прогресса появляются новые методики и устройства для ИВЛ. В частности, в 1907 году был разработан мобильный респиратор Pulmotor «патефонного» типа, который применялся в горноспасательных работах. Однако ученые пришли к выводу, что экспираторные методы ИВЛ, основанные на активном вдувании воздуха в дыхательные пути, не физиологичны и могут приводить к негативным последствиям: изменению легочной механики, атрофии легочных мышц, недостаточному притоку крови к сердцу. Как следствие, появился новый тип устройств – камера с отрицательным давлением, в которую помещался пациент и из которой периодически откачивался воздух. Возникающий вакуум оказывал присасывающее воздействие на грудную клетку, создавая отрицательное давление в дыхательных путях и таким образом обеспечивая дыхание.
Пациенты, пораженные полиомиелитом, в аппаратах Энгстрёма, 1953 г. Фото: wikimedia.org
Как это часто бывает в медицине, ее развитию способствуют нерадостные события. Так, толчком для создания первого поколения современных аппаратов ИВЛ стали эпидемия полиомиелита 1940-50 гг. и Вторая мировая война, когда военные технологии активно использовались гражданскими медиками. В 1960-70-е годы компактные экспираторные приборы становятся основным типом аппаратов для ИВЛ. В это время в СССР начат выпуск серии аппаратов ИВЛ «РО». Они выпускались как с ручным, так и с автоматическим приводом, были просты в работе и эффективны.
Второе поколение аппаратов ИВЛ отличалось расширенными функциями мониторинга дыхания и появлением новых режимов работы. Для третьего поколения характерно широкое использование микропроцессоров, которые помогли эффективнее управлять устройствами. Сегодня медики имеют дело с аппаратами ИВЛ четвертого поколения. Кроме большого спектра режимов работы и широкого арсенала мониторинга параметров, их системы отклика отличаются высокой чувствительностью на дыхательную попытку пациента, то есть внимательно следят за тем, когда больной начнет дышать самостоятельно.
Последний шанс на спасение
Аппарат работает следующим образом. С помощью компрессора под давлением в легкие подается воздух, в обратном направлении – из легких − выводится углекислый газ. Специальные устройства увлажняют входящую смесь и корректируют ее температуру. Также при наличии жидкости в легких она откачивается.
Общая схема работы аппарата ИВЛ
Вентиляция может выполняться двумя способами: неинвазивным и инвазивным. В первом случае воздух подается через плотно прилегающую маску. Такая вентиляция показана пациентам с более легкими симптомами. При инвазивном способе в трахею через рот или нос вводится интубационная трубка. Это довольно болезненная процедура, поэтому часто она сопровождается анестезией. Кроме того, пациент, подключенный к респиратору, не может ни есть, ни пить, ни разговаривать. Питание при этом подается через специальную трубку.
Несмотря на кажущуюся простоту процесса и возможности современных приборов работать в автоматическом режиме, аппарат ИВЛ может использоваться только квалифицированным медперсоналом. Поэтому покупка аппарата ИВЛ в личное пользование – довольно бессмысленная затея. Его обладателю придется также нанимать соответствующий штат медиков. И нужно понимать, что сам по себе аппарат не лечит. Он лишь дает возможность пройти тяжелый этап болезни, чтобы время и лекарственная терапия восстановили естественное дыхание.
Таким образом, основная функция аппарата ИВЛ — закачка насыщенного кислородом воздуха в легкие и выведение углекислого газа. Это и есть вентиляция, или, как еще говорят, воздухообмен.
Один из основных и самых простых типов аппаратов ИВЛ — мешок Амбу. Это незаменимый ручной инструмент для бригад скорой помощи, экстренных служб и отделений интенсивной терапии. Мешок Амбу легкий, компактный и простой в использовании. Изобретен в 50-х годах датским профессором Хеннингом Рубеном и немецким инженером Хольгером Хессе. С помощью мешка Амбу они хотели предотвратить эпидемию полиомиелита.
В тяжелых случаях, когда необходим стабильный и контролируемый воздухообмен, медики используют механические и автоматизированные аппараты ИВЛ.
Они состоят из компьютеризированной коробки, расположенной на верхней части передвижной тележки. У аппарата множество экранов, циферблатов, кабелей для передачи данных, шнуров питания и газовых трубок.
Воздух для аппарата ИВЛ может подаваться из центральной системы газоснабжения медицинского учреждения, баллона сжатого воздуха, индивидуального мини-компрессора или кислородного концентратора.
Современные аппараты ИВЛ — сложное и высокотехнологичное оборудование, которое позволяет обеспечить превосходный уровень ухода за пациентом. Они регулируют следующие функции:
Один из самых современных методов синхронизации аппарата ИВЛ с дыханием пациента — нейроконтролируемая респираторная поддержка (NAVA — Neurally Adjusted Ventilatory Assist). Технологию разработали в 2007 году.
Принцип работы следующий: датчик устройства устанавливается в желудочный зонд и вводится в организм, аппарат фиксирует нервные импульсы, идущие от дыхательного центра головного мозга по диафрагмальному нерву к диафрагме.
Таким образом оборудование синхронизируется с дыхательным центром мозга, подавая кислород, когда легкие получают из него соответствующую команду. То есть аппарат полностью ориентируется на импульсы, подаваемые мозгом: когда нужно дышать, когда — не дышать.
Постоянный прирост пациентов с COVID-19 приводит к острой нехватке аппаратов ИВЛ по всему миру. Врачам приходится буквально делить один аппарат на несколько больных. Одна из нью-йоркских больниц, например, подключила к одному аппарату ИВЛ сразу двух пациентов.
Исследования показывают, что такая методика может быть опасной для пациентов. Поэтому часть распределителей, которые сейчас массово печатают владельцы 3D-принтеров, может оказаться не только бесполезной, но и вредной.
Для создания настоящих аппаратов ИВЛ необходим огромный опыт в исследованиях, проектировании и производстве такого оборудования. Нужна гарантия надежности, исправности и соответствия строгим нормативным требованиям.
Все это жизненно важно, потому что аппараты ИВЛ часто используются в критических ситуациях, когда ошибка или отказ оборудования может привести к смерти пациента. Поэтому механические аппараты ИВЛ стоят достаточно дорого.
В то же время, одно из серьезных осложнений от вируса COVID-19, с которым столкнулся весь мир – это быстрое развитие тяжелой пневмонии, при котором возникает острая дыхательная недостаточность. Такого больного нужно как можно быстрее подключить к аппарату искусственной вентиляции легких, иначе существует риск летального исхода. Еще раз повторим: подключение к аппарату ИВЛ требуется только самым тяжелым больным, находящимся на грани жизни и смерти.
Аппараты ИВЛ не являются чем-то уникальным и сегодня достаточно распространены. Ими оснащаются отделения интенсивной терапии, реанимационные, машины и вертолеты скорой помощи. Но в условиях пандемии резкий рост количества больных с острыми формами пневмонии привел к тому, что во всем мире возникла нехватка и аппаратов ИВЛ, и специалистов по работе с ними.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.