1.3. Смеситель газов
Точное смешивание кислородно-воздушной смеси производится специальным устройством - смесителем (блендером). Контроль точности работы блендера и создаваемой им концентрации кислорода во вдыхаемой смеси осуществляют двумя способами: механическим путем с помощью тарельчатого клапана или с помощью специального кислородного датчика. При несоответствии заданной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси и фактического его содержания респиратор подает звуковые и световые тревоги.
Принцип работы тарельчатого клапана состоит в следующем. Клапан поддерживает равенство давления сжатого воздуха и кислорода. Одинаковое давление гарантирует соблюдение установленной врачом концентрации кислорода. Превышение одного давления над другим поворачивает тарелочку клапана, и раздается звуковой сигнал, свидетельствующий об отсутствии гарантированной точности подачи кислорода (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Принцип работы тарельчатого клапана. а - одинаковое давление поступающих газов - тарелочка находится параллельно потоку; б - разное давление поступающих газов - тарелочка частично перекрывает поток.
Кислородный датчик анализирует содержание кислорода в дыхательной смеси после ее смешивания блендером. Принцип работы датчика основан на изменении его физико-химических свойств в зависимости от концентрации кислорода. Он расположен на выходе дыхательной смеси из респиратора, что позволяет обеспечить более точный контроль содержания кислорода перед поступлением его к больному, чем при использовании тарельчатого клапана.
1.4. Устройства для увлажнения и очистки дыхательной смеси
Для очистки дыхательной смеси на входе в респиратор размещают специальные фильтры, обеспечивающие защиту респиратора и больного от случайного попадания механических примесей (масла и пр.) из систем газоснабжения. Возле Y-образного соединения может располагаться дополнительный фильтр, который имеет два предназначения. Первое - очищение вдыхаемого и выдыхаемого больным воздуха. Второе - задержка выдыхаемых больным теплых водяных паров, что позволяет фильтру выполнять функции тепловлагообменника (рис. 1.4). Подчеркнем, что поступающую из аппарата ИВЛ воздушную смесь необходимо обязательно согревать и увлажнять. Пренебрежение этими мероприятиями приводит к повреждению легких даже после кратковременной механической вентиляции.
Рис. 1.4. Фильтр-тепловлагообменник в разрезе
Вместо фильтра-тепловлагообменника подогрев и увлажнение вдыхаемой смеси могут осуществляться активным увлажнителем (см. рис. 1.1, а). В нем вдуваемая респиратором дыхательная смесь перед попаданием в легкие больного пропускается через слой воды (метод барботажа), согревается и насыщается водяными парами. Другим вариантом увлажнения является прохождение дыхательной смеси через специальную камеру, в которой происходит испарение воды. Для поддержания высокой интенсивности процесса площадь испарения обычно увеличивают за счет помещения в камеру пористой ткани, похожей на школьную промокательную бумагу. Еще большую степень увлажнения обеспечивает распылитель (небулайзер), который позволяет также распылять в дыхательных путях больного лекарственные препараты. Отметим, что одновременное использование небулайзера и фильтра-тепловлагообменника нецелесообразно, хотя такой подход приходится иногда наблюдать в практической работе. Распыляемые небулайзером частицы жидкости вызывают намокание фильтра и выход его из строя.
Согласно современным требованиям к безопасности, для предупреждения инфицирования медицинского персонала и других пациентов выдыхаемый больным воздух нужно обязательно дезинфицировать. Если используется активный увлажнитель, то нет смысла помещать фильтр-тепловлагообменник возле интубационной трубки, поскольку он намокнет и перестанет функционировать. В связи с этим дополнительный фильтр размещают ближе к аппарату ИВЛ, в колене выдоха дыхательного контура. Такое расположение фильтра предупреждает его быстрое загрязнение мокротой и намокание (см. рис. 1.1, б). Некоторые модели респираторов обладают уникальной возможностью нагрева датчика потока, располагающегося возле респиратора, в конце магистрали выдоха. Нагрев датчика позволяет решить две задачи: предупредить избыточное скопление влаги на нем и дезинфицировать выдыхаемый больным воздух. Последний факт может иметь решающее значение при лечении пациентов с опасными инфекциями дыхательных путей, поскольку позволяет избежать инфицирования медицинского персонала и других больных. Практическое значение этого факта медицинская практика продемонстрировала при лечении пациентов с вирусным тяжелым острым респираторным синдромом - SARS (severe acute respiratory syndrome).