Устройство индикации параметров приборов, осуществляющих подачу газовой смеси в легкие человека

Многие новые медицинские оборудования удивляют наличием внедренных последних технологий, которые обеспечивают наилучшие показатели работы. Однако такие оборудования являются дорогостоящими. Одним из этих устройств является аппарат искусственной вентиляции легких    (ИВЛ),    последние    модели    которых    отличаются многофункциональностью, способностью производить мониторинг биопоказателей человека и подстраиваться под его особенности. Но бюджет не каждого медицинского учреждения может позволить приобрести подобный аппарат. Во многих больницах установлены старые простые модели, не исключающие ошибок и связанных с ними осложнений, это может нанести вред больному. Идея создаваемого устройства в том, что оно дополнит уже установленный работающий аппарат ИВЛ, недостающими функциями. При этом стоимость его будет доступна, так как он будет в разы дешевле новых аппаратов ИВЛ.

Для того чтобы учесть все эти функции, необходимо провести анализ ошибок, приводящих к осложнениям.

• 1.    Неадекватное увлажнение.

• 2.    Ателектротравма.

• 3.    Вред кислорода.

• 4.    Волюмтравма.

• 5.    Баротравма.

• 6.    Биотравма.

При дыхании через нос у здорового человека воздух согревается до 37°С и увлажняется до 100% относительной влажности. Избыточное увлажнение приводит к конденсации влаги и разжижению секрета. При недостатке увлажнения повышается вязкость бронхиального секрета, это приводит к утрачиванию ресничек цилиарных клеток, росту воспалительных осложнений, засорению трубки аппарата.

В результате неадекватного увлажнения легкие могут слипаться и разлипаться во время дыхательного цикла, возникают ателектазы.

Кислородное голодание – гипоксия, возникает при недостатке кислорода во вдыхаемом воздухе и в крови, это приводит к нарушению дыхания, одышке, нарушению функций органов и систем, снижению иммунитета. Избыток кислорода - гипероксия вызывает рост числа свободнорадикальных метаболитов, способных повредить биологические мембраны клеток.

Повреждение объёмом, когда в легкие было введено избыточное количество воздуха, что приводит к растяжению легких. Растяжение лёгких при ИВЛ является критическим повреждающим фактором.

Баротравма (повреждение давлением) – разрыв тканей легких или бронхов в ходе ИВЛ. Последствием разрыва является выключение части легких из газообмена и смещение комплекса органов, расположенных между левой и правой плевральными полостями. Это приводит к гипоксии и нарушению гемодинамики, что угрожает жизни пациента.

Биотравма – это повреждение легких факторами, вырабатываемыми собственным организмом. Биотравма легких наблюдается при сепсисе, шоке любой этиологии, тяжёлой травме, синдроме длительного сдавления, и иных состояниях, когда в венозном русле высока концентрация микроагрегатов, факторов системной воспалительной реакции и/или бактериальных токсинов. В этих ситуациях легкие выступают в роли фильтра, органа выделения и утилизации токсических продуктов.

Проанализировав проблемы, поставим задачи для разрабатываемого устройства:

• •    В трахею пациента должна поступать очищенная дыхательная смесь 100% влажности нагретая до 37°с.

• •    Необходимо    поддерживать    относительно    безопасную

концентрацию кислорода в дыхательной смеси <60%.

• •    Установить безопасный предел давления в зависимости от индивидуальных особенностей человека.

• •    Дополнить опцией положительного давления конца выдоха.

Для того чтобы устройство могло решить поставленные задачи нужно подобрать соответствующие комплектующие (рисунок 1).

Рисунок 1 – Структурная схема создаваемого устройства.

Применимость устройства обширна. Его можно использовать:

• •    В дополнение к более ранним моделям ИВЛ, установленными в больницах различных населенных пунктов, чей бюджет не может позволить себе дорогостоящее новое оборудование, и для проверки портативных ИВЛ, используемых в каретах скорой помощи.

• •    В домашних условиях. Вследствие различных заболеваний некоторые люди становятся зависимы от ИВЛ на постоянной основе, лишь единицы могут позволить установить дома новейшие аппараты. Устройство позволит проводить индикацию и нормировать отклонения жизненно важных параметров, изменение которых может нанести вред человеку.

• •    Для предприятий, где ежедневно массово используются и периодически проверяются респираторы закрытого типа, схожих по своей структуре с некоторыми моделями портативных ИВЛ. Респираторы защищают человека от опасных видов деятельности таких как: работы в шахтах, горах, пожарной службе, МЧС, и других загрязненных, токсичных средах. Использование данного прибора сократит время проверки и увеличит её точность.