Skip to Content

Физические основы повышения эффективности искусственной вентиляции легких

ID: 2014-11-3930-A-4447
Оригинальная статья (свободная структура)
Студент

Резюме

Для повышения эффективности оказания специализированной скорой помощи, развития медицинских технологий необходим поиск оптимальных параметров технических устройств, применяемых в клинической практике. В данной статье освещаются современные концепции принципиальных физических основ искусственной вентиляции легких.

Ключевые слова

ИВЛ, физические основы медицинских технологий, концепция открытых легких, терапия респираторного дистресс-синдрома.

Статья

Физические основы повышения эффективности искусственной вентиляции легких

Физические основы повышения эффективности искусственной вентиляции легких

Государственной программой Российской Федерации «Развитие здравоохранения», утвержденной Постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 № 294, ставятся задачи повышения эффективности оказания специализированной, скорой помощи, развития медицинских технологий, высокотехнологичной медицинской помощи населению. В этой связи представляется необходимым поиск оптимальных параметров технических устройств, применяемых в клинической практике, на основе изучения физических принципов их действия, применяемых методов и технологий.

Для улучшения оксигенации и эффективного выбора параметров респираторной поддержки в современной клинической практике достаточно активно используется концепция «открытых легких» (ОЛ). Суть концепции, разработанной в начале XXI в. В. Lachman и соавт., состоит в раскрытии спавшихся пораженных зон легких (альвеол) и поддержании их в раскрытом состоянии в течение всех фаз дыхания (вдоха и выдоха). Важно при этом предотвратить коллабирование (спадение) легких, признаками которого в настоящее время принято считать следующие: тупой угол между грудной стенкой и полостью; отсутствие края коллабированного легкого; проявление легочного рисунка на участке, занимаемом полостью.

На основе концепции ОЛ построена современная тактика искусственной вентиляции легких (ИВЛ) при повреждениях легких в результате острого повреждения легких, респираторного дистресс-синдрома и ряда других заболеваний. Задачи раскрытия бронхиол и альвеол, поддержания их в раскрытом состоянии и предотвращение повторного спадения могут быть решены лишь на основе знания медбиофизики и физиологии легких.

Из курсов физиологии и биофизики известно, что огромную роль в поддержании альвеол в расправленном состоянии играет легочный сурфактант – фосфолипидное вещество, вырабатываемое пневмоцитами II типа. Сурфактант снижает силу поверхностного натяжения стенки альвеол, предупреждая их спадение во время выдоха, и способствует равномерному расправлению альвеол во время вдоха.

Согласно закону Лапласа, Р = 2 T / R, где Р – давление в альвеолах, Т – поверхностное натяжение альвеол, R – радиус альвеол. Данное соотношение показывает, что с уменьшением размеров альвеол для их расправления потребуется большее давление. Однако, реальная ситуация осложняется тем обстоятельством, что в норме концентрация сурфактанта выше именно в альвеолах малого радиуса, поверхностное натяжение в них снижается в большей степени и в результате альвеолы меньшего размера более податливы, нежели альвеолы большего радиуса. Таким образом, на практике, при одном и том же давлении, альвеолы с разным радиусом расправляются во время вдоха в одинаковой степени.

В случае развития тяжелой патологии легких (и в первую очередь – рестриктивной, негомогенной) происходит нарушение выработки и разрушение сурфактанта, концентрация которого в пораженных участках легких снижается. При этом поверхностное натяжение альвеол возрастает, а их радиус уменьшается; во время выдоха значительная часть альвеол коллабируется и объем функциональной остаточной емкости (ФОЕ) легких существенно уменьшается.

Анализ закона Лапласа позволяет сделать вывод о том, что для расправления спавшихся альвеол (с малым радиусом) требуется значительно большее инспираторное давление, чем для открытых альвеол (с большим радиусом). Вентиляция с контролем по объему не способствует более или менее адекватному раскрытию коллабированных участков легких, и основная часть принудительного объема уходит в здоровую часть легких, вызывая их перерастяжение и появление так называемых разрывных сил между спавшимися и раздуваемыми ацинусами. Это, в свою очередь, приводит к баротравме, вымыванию сурфактанта и другим негативным последствиям.

Принципиальное различие ИВЛ и спонтанного дыхания заключается в том, что внутриплевральное и внутрилегочное давления во время спонтанно­го вдоха снижаются, а при ИВЛ – по­вышаются, обусловливая инверсию внутригрудного давления и делая преоцедуру ИВЛ, в определенном смысле, нефизиологичной.

Указанные обстоятельства обусловливают необходимость обратиться к физическим и физиологическим факторам деятельности легких, исследовать возможности влияния различных режимов ИВЛ на легочную ткань. В частности, для предотвращения коллабирования, для расправления патологических зон легких физиологически оправдана вентиляция с управляемым давлением, которая позволяет обеспечить более равномерное газораспределение с удержанием и уравновешиванием давления в различных участках легких. Постоянное поддержание мелких дыхательных путей и альвеол в открытом состоянии увеличивает объем ФОЕ, улучшает газообмен и оксигенацию без использования высоких концентраций кислорода.

Подобная методика ИВЛ позволяет, при наличии соответствующей дыхательной аппаратуры, предотвращать развитие грубых нарушений легочной механики и оксигенации у больных с риском тяжелой легочной патологии.

Литература

Библиографический список

Постановление Правительства РФ от 15.04.2014 № 294 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие здравоохранения"» // Собрание законодательства Российской Федерации от 28 апреля 2014 г. № 17. Ст. 2057.

Блинов Н.Н. Проблемы рационального технического оснащения лечебного учреждения // Медицинский бизнес. 2000. № 7-8. С. 12.

Голубенко Р.А. Оптимизация выбора номенклатуры аппаратов искусственной вентиляции легких, применяемых в практике военного здравоохранения: Автореф. дис. … канд. мед. наук. СПб., 2007.

Грузман А.Б., Юревич В.М. К вопросу о выборе функциональных параметров аппарата ИВЛ для респираторной терапии у больных хроническими заболеваниями легких // Новости медицинской техники. М., 1974. Вып. 2. С. 52-57.

Искусственная вентиляция легких (принципы, ме­тоды, аппаратура). М.: Медицина, 1986.

Применение концепции «открытых легких» // Медицина легких: Современные принципы применения механической вентиляции легких [Электронный ресурс] URL: http://mehventil.ru/120/ (дата обращения: 10.11.2014).

5
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (2 голоса)



Оптимальный хостинг для Drupal, Wordpress, Joomla, Битрикс и других CMS, быстрые и надежные сервера, круглосуточная техподдержка Яндекс.Метрика