Большая База Данных Рефератов - Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201"

Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201"

оказания к ИВЛ следует устанавливать с учетом характера основного патологического процесса, вызвавшего дыхательную недостаточность, патогенеза последней и индивидуальных особенностей больного. Больные различного возраста, с разными заболеваниями и травмами неодинаково переносят гипоксию (и гиперкапнию), по-разному реагируют на нее и имеют неодинаковые компенсаторные возможности. Так, сопротивление дыхательных путей может быть значительно увеличено у больных с хроническими обструктивными заболеваниями легких, но им далеко не всегда показана ИВЛ. У ряда больных с преобладанием рестриктивных процессов и хронически сниженной растяжимостью легких, уменьшенной альвеолярном вентиляцией, постоянно сохраняется гиперкапния. Это само по себе тоже не свидетельствует о необходимости применять ИВЛ во всех случаях. Следовательно, существуют частные показания к искусственному дыханию.

Здесь мы остановимся на общих показаниях к ИВЛ, которые можно условно разделить на две группы: чисто клинические и выявляемые инструментальными методами исследования.

1.3.6 Клинические показания к ИВЛ

В экстренных ситуациях, когда тяжесть состояния больного или отсутствие необходимого оснащения делают невозможным его детальное обследование, показаниями к ИВЛ являются:

1) отсутствие самостоятельного дыхания (апноэ);

2) остро развившиеся нарушения ритма дыхания, патологические ритмы, дыхание агонального типа;

3) учащение дыхания более 40 в минуту, если это не связано с гипертермией (температура тела выше 38,5 °С) или выраженной не устраненной гиповолемией;

4) клинические проявления нарастающей гипоксемии и (или) гиперкапнии, если они не исчезают после проведения консервативных мероприятий: обезболивания, восстановления проходимости дыхательных путей, кислородной терапии, ликвидации опасного для жизни уровня гиповолемии и грубых нарушений метаболизма.

Первые два пункта представляют собой абсолютные показания к ИВЛ (естественно, речь не идет о больных с инкурабельными злокачественными процессами). Остро возникшие нарушения ритма дыхания - свидетельство глубоких нарушений центральной регуляции дыхания. Исключение составляют больные с диффузным атеросклеротическим поражением головного мозга и сердечной недостаточностью. У них нередко возникает дыхание типа Чейна - Стокса, которые удается ликвидировать фармакологическими препаратами.

Учащение дыхания - показание относительное. Цифра 40 является условной, но все же ее можно считать рубежом, после которого может легко наступить декомпенсация самостоятельного дыхания. Тахипноэ приводит к нарушению распределения воздуха в легких и значительному возрастанию отношения VD/VТ, требует большого расхода энергии, истощает силы больного. Если после снижения температуры тела, восстановления объема Циркулирующей крови, устранения грубых нарушений метаболизма тахипноэ сохраняется, а тем более имеет место тенденция к его нарастанию, то необходима ИВЛ, тем более что произвести коррекцию метаболических нарушений в условиях сохраняющейся или углубляющейся гипоксии чаще всего не удается.

Наконец, клинические признаки нарастающей дыхательной недостаточности мы считаем одним из наиболее важных критериев. Динамическое наблюдение позволяет выявить и оценить степень выраженности основных симптомов. Особое значение мы придаем нарушениям психики и сознания, которые свидетельствуют о гипоксической энцефалопатии.

В некоторых наблюдениях эти симптомы могут регрессировать после проведения полноценного обезболивания, восстановления проходимости дыхательных путей, ингаляций кислорода. Но если клиника гипоксии быстро нарастает, то ждать эффекта от консервативных мероприятий не следует, показана ИВЛ.

1.3.7 Показания к ИВЛ на основании данных инструментального исследования

Некоторые авторы считают основным для установления показаний к ИВЛ изучение КОС и газов крови. При этом приводятся величины параметров в весьма широком диапазоне. Так, считается необходимым начинать ИВЛ, если РаО2, снижается до 70-60 мм рт. ст., а РаО2 повышается до 55 -80 мм рт. ст. [Гологорский В.А., 1972; Гейро-нимус Т.В., 1975; Зильбер А.П., 1978; Глумчер Ф. С» 1985; Norlander О., 1968, и др.]. Расхождение в цифрах объясняется разным контингентом больных, находившихся под наблюдением различных исследователей, и неодинаковыми условиями обследования (в первую очередь - при каком FiО2, определяли РаО2). Отметим также, что гиперкапния при острой дыхательной недостаточности развивается достаточно редко, в основном при выраженной обструкции дыхательных путей, сдавлении легкого, нарушениях функций дыхательных мышц. Кроме того, присоединение к гипоксии гиперкапнии свидетельствует о далеко зашедшей дыхательной недостаточности.

По нашему мнению, однократное исследование газов крови вообще мало информативно, если результаты его не сопоставляются с клиническими данными. Кроме того, выраженное снижение Рао, особенно в условиях оксигенотерапии, - поздний признак, свидетельствующий о наступившей декомпенсации. Мы полностью согласны с Н.М. Рябовой (1974), что начинать ИВЛ надо в стадии максимального напряжения компенсаторных механизмов, когда Рао, остается на достаточно высоком уровне и отмечается нарастающая гипокапния или нормокапния на фоне резкого увеличения МОД. Мы не можем согласиться с мнением А.С. Сметнева и В.М. Юревича (1984), что главным (если не единственным) показанием к ИВЛ является «абсолютная» гиповентиляция с повышением РаСО2.

Ряд исследователей справедливо полагает, что показания к ИВЛ должны быть основаны в первую очередь на изучении функционального состояния аппарата внешнего дыхания и его резервных возможностей. Большое значение имеет также энергетическая цена дыхания, т.е. то, какую работу затрачивает организм больного для обеспечения адекватной альвеолярной вентиляции. Считается, что работа дыхания более 1,8 кгм/мин [Peters R. М. et al., 1972] или 3 кгм/мин [Зильбер А.П., 1984] быстро приводит к декомпенсации вентиляторного аппарата. Как видит читатель, здесь также имеется значительное расхождение в цифрах. Кроме того, определение величины работы дыхания является сложной и не всегда доступной задачей. Более просто определить максимальное разрежение, которое способен создать больной при попытке вдоха из замкнутой маски. Если разрежение меньше -25 см вод. ст., то показана ИВЛ. [Гёйронимус Т.В., 1975].

При исследовании функции и механики дыхания информативными тестами являются ЖЕЛ (менее 10 - 15 см3/ кг) и объем форсированного выдоха (менее 10 см3/кг). ИВЛ считается также показанной при снижении растяжимости легких ниже 0,06 л/см вод. ст., сопротивлении дыхательных путей выше 13 -14 см вод. ст./ / (л* с-1) и отношении VD/VТ более 0,6.

Исключительно большое значение придают альвеолярно-артериальному градиенту по кислороду в условиях дыхания 100% кислородом. Увеличение D (А - а)О2, более чем до 350 -450 мм рт. ст. (снова расхождение в цифрах!) является показанием к ИВЛ.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что, на наш взгляд, первостепенное значение имеют клинические данные. Если состояние больного позволяет выжидать, а не требует экстренных мероприятий, то ориентироваться следует не столько на абсолютные величины результатов инструментального обследования больного, сколько на их динамику, сопоставляя ее с развитием клиники. Ниже мы приводим общие показания к ИВЛ на основании различных источников и результатов собственных наблюдений.

Характер дыхания	Апноэ, нарушения ритма дыхания
Частота дыхания	Более 40 в минуту
Другие клинические признаки	Спутанность сознания, повышенная влажность кожных покровов, цианоз, стойкая тахикардия
МОД	Прогрессирующее увеличение
ЖЕЛ	Прогрессирующее снижение до 12см3/кг
Объем форсированного выдоха	Ниже 10 см3 /кг
Разрешение при вдохе из замкнутой маски	Менее - 25 см вод. ст.
Растяжимость легких	Менее 0,06 л/см вод. ст.
Сопротивление дыхательных путей	Более 13 см вод. ст./(л*с-1)
VD /VТ	Более 0,6
РаО2	Прогрессирующее снижение ниже 70 мм рт. ст., если это сочетается с клиническим проявлением гипоксии
РаСО2	Прогрессирующее снижение ниже 25 мм рт. ст.
D (A - а) О2	Более 400 мм рт. ст.

Показания к ИВЛ могут возникнуть как при постепенном нарастании, так и при быстром развитии дыхательной недостаточности. В первом случае вопрос о применении респиратора решается на основании совокупности данных, в том числе ряде объективных тестов. Последние играют очень важную роль и позволяют судить, продолжать ли консервативную терапию, или начинать ИВЛ. Однако переоценивать их значение не следует.

Мы не можем согласиться с категорическим утверждением Т.С. Гейронимуса (1975), что, не зная газов крови, ни начинать, ни проводить ИВЛ невозможно. Ситуации, в которых приходится лечить больного с острой дыхательной недостаточностью, весьма различны. Очень многое зависит от опыта и знаний врача, его умения правильно оценивать состояние больного, вовремя распознать и интерпретировать клинические симптомы. Но даже если врач и считает, что ИВЛ показана, он должен реально оценить возможность обеспечить наблюдение и уход за больным. После интубации трахеи или трахеостомии судьба больного во многом зависит от квалификации и добросовестности всего персонала. Если он не имеет достаточного опыта, а показания к ИВЛ относительны, то лучше усилить консервативную терапию. Если же ИВЛ безусловно необходима, следует подумать, не целесообразнее ли перевести больного в другое лечебное учреждение.

Необходимо сделать одно замечание. Нам не раз приходилось присутствовать при весьма эмоциональных спорах (и принимать участие в них) о том, надо ли начинать ИВЛ? Обычно эти дискуссии возникают между реанима-тологами и врачами других специальностей (хирурги, терапевты, инфекционисты и др.), но нередко и среди специалистов в области интенсивной терапии. Считаем, что последнее слово всегда должно оставаться за реаниматологом, если он обладает достаточной квалификацией и способен взять на себя ответственность за принятие решения. Какими бы высокими званиями ни обладали представители других специальностей и администрации лечебных учреждений, они не должны считать себя компетентными в таком сложном вопросе, как проведение ИВЛ.

1.4 Вывод уравнения движения следящей системы

В данном разделе проводится вывод уравнения движения электропривода асинхронного электродвигателя, находящегося в генераторе вдоха. Для более точной работы двигателя, на его выходном валу был установлен тахогенератор, в результате чего получилась следящая система.

Дифференциальное уравнение системы может быть найдено из уравнений ее элементов путем их совместного решения.

Прежде всего запишем уравнения отдельных элементов системы. Для элемента сравнения справедливо соотношение

=вх - вых, (1.4.1)

где - рассогласование, снимаемое с элемента сравнения;

вх и вых - соответственно углы поворота входного и выходного валов системы.

Для преобразователя запишем уравнение

U=kn, (1.4.2)

где U - измеритель рассогласования (потенциометры);

kn - коэффициент пропорциональности, характеризующий крутизну характеристики U=f() преобразователя.

Коэффициент пропорциональности можно выразить как kn=U/ и измерять в вольтах на градус. Таким образом, этот коэффициент показывает, какое напряжение сигнала ошибки приходится на единицу угла рассогласования.

Для тахогенератора

Um=km; (1.4.3)

Для усилителя

Ua=kyUвх, (1.4.4)

где Uа - выходное напряжение усилителя, поступающее в цепь якоря исполнительного двигателя;

ky - коэффициент усиления усилителя по напряжению;

Uвх= U - Um; (1.4.5)

Для того чтобы вывести дифференциальное уравнение двигателя, рассмотрим протекающие в нем процессы, принимая следующие допущения:

- внутреннее сопротивление выходного каскада усилителя равно нулю;

- коэффициент самоиндукции цепи равен нулю;

- Реакция якоря отсутствует.

Уравнение равновесия э.д.с. для цепи якоря двигателя имеет следующий вид:

Ua=IaRa+Ea, (1.4.6)

где Ua - приложенное к цепи якоря напряжение;

Ia - ток якоря;

Ra - сопротивление якоря;

Ea - противо-э.д.с., возникающая в обмотке якоря при вращении.

На основании закона Фарадея получим

Ea=keФ, (1.4.7)

где ke - коэффициент пропорциональности, характеризующий конструкцию электродвигателя;

Ф - поток возбуждения;

- скорость вращения ротора.

Подставив (2.4.7) в (2.4.6), получим

Ua=IaRa+ keФ, (1.4.8)

Запишем уравнение равновесия моментов электродвигателя

Мвр=Мст+Мдин, (1.49)

Электромагнитный вращающий момент двигателя Мвр может быть выражен как

Мвр=kмФIa, (1.4.10)

где kм - коэффициент пропорциональности, характеризующий магнитную проводимость магнитопровода электродвигателя.

Статический момент Мст, действующий на валу двигателя, можно представить как

Мст=Мхх+Мн, (1.4.11)

где Мхх - момент холостого хода;

Мн - момент создаваемый нагрузкой.

Динамический момент на валу двигателя Мдин имеет место при изменении скорости вращения и может быть выражен как

Мдин=J, (1.4.12)

где J - момент инерции вращающихся частей;

- ускорение вращения.

Решим уравнение (2.4.8) относительно тока якоря Ia:

Ia=, (1.4.13)

Подставив (2.4.13) в (2.4.10) получим:

Мвр=, (1.4.14)

Полученное уравнение (2.4.14) называется уравнением механической характеристики электродвигателя, которая представляет собой зависимость =f(М) между моментом на валу двигателя и скоростью его вращения.

Для построения механической характеристики найдем точки ее пересечения с осями координат. Если по оси абсцисс откладывать момент Мвр, а по оси ординат - скорость вращения , то, учитывая, что уравнение (2.4.14) относительно интересующих нас значений Мвр и является уравнением первой степени, можно представить механическую характеристику двигателя в виде прямой, пересекающей оси координат в двух точках.

Для нахождения точки пересечения характеристики с осью абсцисс положим

=0. С учетом этого условия из уравнения (2.4.14) получим

Мвр=Мn=, (1.4.15)

где Мn - пусковой момент двигателя, т.е. момент вращения, развиваемый двигателем при пуске, когда =0.

Для определения точки пересечения характеристики с осью ординат положим Мвр=0 и подставив это условие в уравнение (2.4.14), получим

0=- (1.4.16)

где хх - скорость холостого хода двигателя (при отсутствии нагрузки на его валу).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6

Меню

Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких "Спирон–201"