Основные функциональные показатели аппаратов ингаляционного наркозы
Газоток — количество свежей газовой смеси, поступающее в. единицу времени в мешок или мех аппарата от источников свежего газа. Вентиляция — объем газовой смеси, поступающий в единицу времени в дыхательные пути больного.
Для открытого контура газоток равен нулю, для полуоткрытого контура теоретически газоток должен быть равен вентиляции. Однако, при работе всегда будут утечки газа в атмосферу, обусловленные негерметичностью системы аппарат — присоединительный элемент — легкие. Для полуоткрытого контура практически газоток всегда несколько больше объема вентиляции. Для закрытого и полузакрытого контуров газоток значительно меньше вентиляции. В закрытом контуре газоток должен быть равным объему потребляемого кислорода и депонируемых паров анестетика. Однако такой идеально закрытый контур едва ли осуществим из-за утечек и: чрезвычайной трудности дозировки анестетика; при очень малом газотоке. Все же при газотоке до 1 л/мин принято считать контур закрытым. На практике всегда приходится иметь дело с полузакрытым контуром, где газоток, будучи всегда меньше вентиляции, все же зависит от него. Например, увеличение вентиляции вызывает соответственно большее стравливание газовой смеси через клапан или иные места утечки газа и, следовательно, требует увеличения газотока. Уменьшение вентиляции, наоборот, дает возможность уменьшить необходимый газоток.
Измерители вентиляции.Для измерения дыхательных объемов и минутной вентиляции при наркозе и ИВЛ применяют специальные вентилометры (волюметры, расходомеры пульсирующего тока). Отечественные аппараты комплектуются вентилометром — прибором роторного типа. При протекании газа через корпус приводятся во вращательное движение роторы или крыльчатки. Их вращение передается на счетный механизм. Число оборотов пропорционально количеству газа, протекающего через вентилометр. Устойчивые результаты измерений можно получить при вентиляции от 4 до 30 л/мин, при этом погрешность показаний не превышает ± 8 %. Прибор снабжен электрическим нагревателем для удаления конденсирующихся паров и улучшения эксплуатационных показателей. При ИВЛ прибор рекомендуется устанавливать в линии выдоха.
Сопротивление аппаратов ИН.Сопротивление дыханию современных аппаратов ИН сравнительно невелико: у аппарата «Поли-иаркон-2»,. при вентиляции 8 л/мин оно составляет не более 7 мм вод. ст., у аппарата «Полинаркон-2П» и НАПП-2 — не более 10 мм вод. ст., у аппарата «Наркон-2» — не более 12 мм вод. ст. При переполненном дыхательном мешке или мехе сопротивление может увеличиться в 10 раз. Под аэродинамическим сопротивлением какого-либо газопроводящего устройства понимают падение давления потока газа между входом и выходом этого устройства. При потоке газа 1 л/с величина падения давления представляет собой единицу сопротивления и выражается в кПа/(лс) или см вод. ст./(л/с). В практических,целях под сопротивлением аппарата ИН понимают падение давления при пропускании через аппарат постоянного потока газа 25 л/мин, что приблизительно соответствует скорости потока газа при минутном объеме вентиляции 8 л/мин.
Сопротивление аппарата ИН и его присоединительных элементов можно снизить путем уменьшения длины и увеличения внутреннего диаметра газопроводящих путей. Аэродинамическое сопротивление зависит также от скорости тока газов, эта зависимость близка к квадратичной. Чем выше скорость вдоха, тем больше сопротивление аппарата и эндотрахеальной трубки и тем выше перепад давлений, необходимый для поддержания тока газов. Во всей системе аппарат — больной при эндотрахеальном способе общей анестезии основная доля сопротивления приходится на эндотрахеальные трубки. При проведении ИВЛ основное значение имеет сопротивление аппарата и трубок выдоху.
Мертвое пространство аппарата— это тот объем выдыхаемых газов внутри дыхательного контура аппарата, который повторно вдыхается без значительного изменения содержания углекислого газа. Величину мертвого пространства аппарата определяет ряд факторов: 1) больший, чем в норме, проскок С02 через адсорбер из-за сниженной поглотительной способности адсорбента; 2) излишний объем присоединительных элементов (тройников, адаптеров, коннекторов, соединительных патрубков и т. д.), составляющих так называемую неразделенную часть дыхательного контура (это особенно касается маятникового контура, где весь объем присоединительных элементов и патрубков до прямоточного адсорбера является мертвым пространством); 3) неисправность направляющих или нереверсивного клапанов, приводящая к чрезмерным перепускам газа через клапаны: 4) чрезмерная растяжимость шланга вдоха, приводящая к депонированию в нем некоторого количества выдыхаемого газа в фазе выдоха с последующим поступлением этого газа к больному в фазе вдоха.
Объем мертвого пространства аппарата ни в коем случае не является постоянной величиной. Этот объем изменяется в зависимости от исправности аппарата, качества его подготовки к работе, конструкции дыхательного контура, способа ведения наркоза и ИВЛ. Наконец, исключительное значение имеет величина газотока: чем он больше, тем меньшее влияние оказывает объем мертвого пространства на величину альвеолярной вентиляции. При разновидности маятникового контура — так называемой системе Мэгилла — Мэйплсона — адсорбера нет, а газоток устанавливается равным или несколько большим по величине, чем минутная вентиляция. Из-за притока свежего газа можно говорить не о «мертвом пространстве аппарата» как о конкретной величине, а о мертвопространственномэффекте аппарата, характеризуя его величину не объемом, а повышением концентрации С02 во вдыхаемом газе.
Концентрации анестетиков и принципы их контролирования. Концентрация испарителям это концентрация паров анестетика, создаваемая испарителем при заданном открытии его крана, когда в испаритель входит свежий газ, не содержащий паров анестетика. Для открытой и полуоткрытой систем, а также для закрытой системы с испарителем, расположенным «вне круга циркуляции газов», концентрация испарителя равна концентрации анестетика на выходе из испарителя и измеряется отношением объема паров анестетика (Кн) к суммарному объему парогазовой смеси, выходящей из испарителя:
где V— объем газотока, пропущенного через испаритель, в мл; Va — объем паров анестетика в мл; Кисп — концентрация испарителя в об.%.
Для закрытой системы с испарителем «в круге циркуляции газов» концентрация испарителя не равна концентрации паров анестетика на выходе из испарителя, так как в этом случае газ, входящий в испаритель, уже содержит некоторое количество паров анестетика, выдыхаемых больным. В этом случае концентрация испарителя может рассматриваться как концентрация паров анестетика, добавляемая к той его концентрации, которая имеется во входящей в испаритель газовой смеси.
Концентрация вдыхаемая — это концентрация анестетика, определяемая в тройнике или в адаптере. Величина вдыхаемой концентрации представляет собой отношение объема вдыхаемых паров (газов) анестетика (Кн) ко всему вдыхаемому объему парогазовой смеси (Квдых) и измеряется в объемных процентах
где Vв — объем газа, пропущенного через испаритель, в мл; V — объем паров анестетика в мл; Авдых — концентрация вдыхаемого анестетика в об.%.
Обычно когда говорят о концентрациианестетика имеют в виду именно вдыхаемуюконцентрацию.
Концентрация альвеолярная – это концентрация анестетика в альвеолярном воздухе. Она определяет концентрацию анестетика в артериальной крови и, следовательно, глубину наркоза, и зависит от вдыхаемой концентрации. Альвеолярную концентрацию измеряют в последней порции выдыхаемого воздуха. В период поддержания наркоза она составляет приблизительно 70 % вдыхаемой концентрации при нормальной, легочной вентиляции; при гипервентиляции приближается к вдыхаемой концентрации. При всяком ее изменении требуется некоторое время («время смешивания»), чтобы установить стабильное соотношение между вдыхаемой и альвеолярной концентрацией. Время смешивания зависит от величины функциональной остаточной емкости легких, от равномерности распределения поступающего в альвеолы газа и от объема вентиляции. У маленького ребенка это время составляет 40—60 с, у взрослого со здоровыми легкими 21/2—3 мин, а у больного эмфиземой легких может возрастать до 12—15 мин. Гипервентиляция сокращает это время.
Контролирование вдыхаемой концентрациив нереверсивных дыхательных контурах при работе с термокомпенсирующими испарителями не представляет трудностей: практически она равна концентрации испарителя. В реверсивном контуре, если испаритель расположен «в круге циркуляции газов» и газоток невелик, вдыхаемая концентрация (вследствие повторного прохождения выдохнутого газа через испаритель) будет выше концентрации испарителя. При испарителе «вне круга циркуляции» вдыхаемая концентрация может быть либо выше, либо ниже концентрации испарителя.
Вдыхаемую концентрациюанестетика при наркозе по реверсивному контуру определяют следующие факторы.
Концентрация испарителя. Ее увеличение при прочих равных условиях приводят к увеличению вдыхаемой концентрации и наоборот.
Вентиляция легких. При работе с испарителями «в круге циркуляции газов» при ее увеличении вдыхаемая концентрация возрастает, при уменьшении — снижается, так как величина вентиляции — это в конечном итоге скорость, с которой газ, заключенный в системе аппарат — легкие, циркулирует через испаритель, «донасыщаясь» парами анестетика. При значительном уменьшении вентиляции легких вдыхаемая концентрация анестетика становится столь низкой, что больной начинает выходить из наркоза. Наоборот, при резком увеличении объема вентиляции (например, при переходе на ИВЛ) вдыхаемая концентрация возрастает и возможна передозировка, особенно при наркозе мощными анестетиками. При работе с испарителями «вне круга циркуляции газов» изменение минутного объема вентиляции больного не оказывает существенного влияния на величину вдыхаемой концентрации анестетика и глубину наркоза.
Газоток. При работе с испарителями «в круге циркуляции газов» увеличение газотока приводит к снижению вдыхаемой концентрации анестетика, уменьшение газотока — к возрастанию концентрации анестетика, так как поступающий в круг циркуляции свежий газ более или менее разбавляет находящиеся в замкнутом круге пары анестетика. При работе с дозиметрами для газов или с испарителями «вне круга циркуляции газов», если используют анестетик с высокой степенью поглощения тканями (эфир, хлороформ, фторотан), то при увеличении газотока возрастает вдыхаемая концентрация, и наоборот. Если применяют анестетик с низкой степенью поглощения (закись азота, циклопропан), то увеличение газотока вызывает снижение вдыхаемой концентрации анестетика, и наоборот. В общем с увеличением газотока вдыхаемая концентрация приближается к концентрации испарителя (дозиметра). Например, при газотоке порядка 6 л/мин система ведет себя как полуоткрытая, и вдыхаемая концентрация почти равна концентрации испарителя.
Степень поглощения анестетике в. В начальный период наркоза происходит интенсивное поглощение паров анестетика «тканевыми депо» организма. В течение первых 20 — 30 мин поглощение заметно уменьшается, затем остается практически стабильным в течение приблизительно 2 ч наркоза, а далее снова интенсивно снижается. Как показали исследования, в период стабильного режима степень поглощения анестетиков (в мл/мин на каждый процент альвеолярной концентрации) различна и составляет для закиси азота — 2, циклопропана — 1,5, эфира — 100, хлороформа — 50, фторотана —15.
Практические выводы. 1. В начале наркоза подача анестетика может быть относительно высокой, а затем в течение приблизительно 20 — 30 мин ее следует снизить до уровня поддержания, а через 11/2 —2 ч уменьшить, чтобы избежать увеличения вдыхаемой концентраций, которое возникает из-за интенсивного снижения поглощения анестетика. У детей поглощение снижается быстрее, чем у взрослых, поэтому у детей вдыхаемая концентрация и глубина наркоза будут возрастать быстрее.
В зависимости от степени поглощения анестетиков вдыхаемая концентрация при работе по реверсивному контуру с испарителями или дозиметрами «вне круга циркуляции газов» может быть либо меньше, либо больше концентрации испарителя (дозиметра). Если анестетик поглощается организмом слабо (закись азота, циклопропан), то он накапливается в системе аппарата, и вдыхаемая концентрация становится выше концентрации испарителя (дозиметра). Если анестетик поглощается достаточно сильно (эфир, фторотан, хлороформ), то в системе накапливается не это вещество, а кислород, и вдыхаемая концентрация становится ниже концентрации испарителя. Например, при очень малом газотоке вдыхаемая концентрация эфира может оказаться в 10 раз ниже концентрации испарителя, расположенного «вне круга циркуляции». Зная скорость газотока и величину концентрации испарителя при пользовании термокомпенсирующими и стабилизированными устройствами, расположенными «вне круга циркуляции», можно по специальным графикам найти величину вдыхаемой концентрации анестетика. При пользовании обычными испарителями, не дающими точной дозировки, или при работе с любыми испарителями, включенными «в круг циркуляции», рассчитать величину вдыхаемой концентрации трудно.