سیستم های با جریان بالای اکسیژن۱
هر گاه نیاز به FIO۲ مشخص داشته باشیم و نمای تنفسی بیمار ثابت نباشد، از سیستم با جریان بالای اکسیژن استفده می کنیم.
مهمترین مشخصه این وسایل فراهم نمودن اکسیژن با FIO۲ مشخص ( مثلا از ۲۴% تا ۱۰۰%) می باشد و ارتباطی با نحوه تنفس بیمار ندارد. ماسک ونچوری، چادر اکسیژن، انکوباتور مثالهایی از سیستم های یا جریان بالای اکسیژن می باشند.
میزان حجم مبادله شده در دقیقه : Minute Ventilation= Tidal volume x Respiratory Rate
در بیماری که RR=10/min است و TV=500CC می باشد، بیمار نیاز به ۵۰۰ x 10=5000cc ( 5 لیتر) هوا در هر دقیقه دارد.
در بیماری که RR=20/min است و TV=500cc می باشد، بیمار نیاز به ۵۰۰ x 20=10000cc (10 لیتر) هوا در دقیقه دارد. حجم های تهویه ای بالا فقط توسط دستگاه های با جریان بالا می تواند فراهم شود.
۱-۴-۲ ماسک ونچوری
تصویر ۲۱-۲ : ماسک ونچوری
تصویر ۲۲-۲ : ماسک ونچوری
در اکثریت موارد رنگ ونچوری ها براساس FIO۲ فراهم شده توسط آن ماسک مشخص می شود، ولی توصیه می شود جهت پرهیز از اشتباه عدد روی ونچوری توسط فرد درمانگر خوانده شود.
تصویر ۲۳-۲ : انواع ماسک ونچوری با FIO۲ مختلف
ابتدا به بررسی قانون برنولی می پردازیم.
تصویر ۲۴-۲ : مقایسه فشار مایع و سرعت آن بین دو نقطه ۱ و ۲٫ به طوریکه فشار در نقطه ۱ بیشتر از فشار در نقطه ۲ و سرعت در نقطه ۲ بیشتر از سرعت در نقطه ۱ می باشد.
تصویر ۲۵-۲ : اجزای ماسک ونچوری. جریان گاز تحت فشار با سرعت بالا از یک سوراخ باریک آداپتور ونچوری سبب ایجاد فشاری کمتر از فشار اتمسفر در اطراف می شود. یک جریان پر فشار، هوای اتاق را از سوراخ های کناری که بر روی آداپتور قرار دارند می کشد. FIO۲ با کاهش سایز سوراخ های کناری یا افزایش سایز سوراخ خروج اکسیژن – که هر دو سبب کاهش میزان هوای ورودی از اتاق می شوند – افزایش می یابد.
تصویر ۲۶-۲ : توضیح قانون برنولی
هر زمان مایع یا گاز یا فشار زیاد از سوراخ کوچک عبور کند فشار منفی در اطراف آن ایجاد می شود و باعث می شود مواد اطراف به داخل کشیده شود.
اکسیژن با فشار، وارد یک سوراخ تنگ ( ورودی ماسک ونچوری) می شود. افزایش سرعت گاز در طرف سوراخ خروجی اکسیژن، سبب تولید نیروی مکش در اطراف می شود، در نتیجه هوای اتاق از طریق سوراخ های کناری وارد محفظه ماسک شده و گاز با جریان بالا سبب پر شدن ماسک می شود. فشار بالای گاز ماسک را پر می کند و از طریق سوراخ های خروجی مقداری از هوای ورودی و مقداری از هوای بازدمی خارج می شود.
تصاویر A و B ( در شکل ۲۷-۲) بیان می کنند که سایر سوراخ های ورودی میزان هوای ورودی از اتاق را تعیین می کنند.
سوراخ های کناری با قطر زیاد ( شکل A) منجر به تولید FIO۲ پائین می شود و سوراخ های کناری با قطر کم ( شکل B) منجر به تولید FIO۲ بالاتر می شود. ( زیرا با افزایش قطر سوراخ حجم بیشتری از هوای اتاق با اکسیژن منبع مخلوط می شود و سبب کاهش میزان FIO۲ می شود و بالعکس هر چه سوراخ کوچک تر باشد میزان کمتری از هوای اتاق با اکسیژن منبع مخلوط می شود و درصد FIO۲ بالاتر می ماند. در ماسک ونچوری ۲۴% فلوی ۴ لیتر در دقیقه اکسیژن صد در صد خالص سبب مکش ۸۰ لیتر هوای اتاق می شود که حاوی حدود ۲۰% اکسیژن است، پس : ۴+ (۸۰ x 20%)=4+16=20 Lit
یعنی ۲۰ لیتر از مجموع ۸۴ لیتری که حاوی مخلوط هوا و اکسیژن است، اکسیژن خالص می باشد. پس این ماسک ونچوری FIO۲=۲۴% تولید می کند.
باید دقت شود که ممکن است ونچوری در شرایطی نتواند FIO۲ نوشته شده در روی دستگاه را ایجاد نماید.
نکته : هر چقدر درصد اکسیژن ونچوری (FIO۲) افزایش یابد – حجم هوای مخلوط شده با O۲ خالص کاهش می یابد – تا بتواند FIO۲ بالاتری را حفظ کند.
در نتیجه در مواردی که بیمار نیاز به FIO۲ بالا دارد، باید دقت شود که در صورتی که حجم دقیقه ای یا Minute Ventilation بیمار بالا باشد، ونچوری های با درصد بالاتر مثلا ۶۰% ممکن است نتواند FIO۲ لازم را فراهم نماید.
در کل دو نوع سیستم ونچوری وجود دارد :
- مدل های با FIO۲ ثابت که دارای اتصالات دمی مشخص شده با رنگ خاص هستند و سوراخ ورودی اکسیژن آنها ثابت است
- مدل های با FIO۲ متغیر که دارای سوراخ های ورودی هوای قابل تنظیم جهت تولید FIO۲ مورد نظر می باشند
در اکثریت موارد رنگ ونچوری ها براساس FIO۲ فراهم شده توسط آن ماسک مشخص می شود، ولی توصیه می شود چهت پرهیز از اشتباه عدد روی ونچوری توسط فرد درمانگر خوانده شود.
۲-۴-۲ هود اکسیژن۱
sهود اکسیژن یک وسیله تامین FIO۲ ثابت می باشد که از سال ۱۹۷۰ جهت بیمارانی که نیاز به اکسیژن تکمیلی دارند کاربرد دارد.
تصویر ۲۷-۲ : هود اکسیژن در اطراف سر بیمار
هود اکسیژن شامل محفظه پلاستیکی شفافی است که سر و صورت نوزاد داخل آن قرار داده می شود و بدین ترتیب دسترسی به سایر قسمت های بدن نوزاد ( قفسه سینه و شکم و اندام ها) امکان پذیر است. از طریق قسمت ورودی آن غلظت ثابتی از اکسیژن می تواند وارد هود شود. سرعت گاز ورودی به هود طوری تنظیم می شود که دی اکسید کربن بازدمی با اطمینان خارج شود.
بسیاری از مطالعات نشان می دهند که در هود، اکسیژن به صورت لایه ای و با بیشترین غلظت در قسمت پائین هود قرار دارد.
FIO۲ باید به کمک دستگاه آنالیز کننده یه صورت دائم مانیتور شود یا به طور متناوب بررسی شود. فشار نسبی اکسیژن شریانی (PaO۲) به کمک آزمایش ABG ( آنالیز گازهای خونی شریانی) با فواصل منظم اندازه گیری می شود.
تصویر ۲۸-۲ : هود اکسیژن در اطراف سر بیمار
نکات
- بهترین روش برای فراهم کردن غلظت های کنترل شده اکسیژن در اطفال است
- اکسیژن به وسیله سیستم نبولایزر یا بلندر یا مرطوب کننده گرم می شود
- فلوی اکسیژن بیشتر از ۷ لیتر در دقیقه جهت جلوگیری از تجمع CO۲ در هود لازم است.
۳-۴-۲ انکوباتور۱
انکوباتور سبب فراهم شدن حجم بالایی از گاز غنی از اکسیژن در جو می شود که به سرعت در اطراف بیمار قرار می گیرد. انکوباتورها به عنوان سیستم تامین محیطی اکسیژن دسته بندی می شوند. اولین انکوباتور در سال ۱۸۵۷ توسط دنوس۲ طراحی شدد و بعد از سالیان متمادی در سال ۱۸۸۰ تارنیر۳ سیستم انکوباتور بسته را طراحی نمود که سبب ایجاد یک محیط گرم برای نوزادان نارس شود. در انکوباتورهای جدیدتر می توان با کنترل دما و رطوبت میزان FIO۲ مورد نظر را به بیمار رساند.
تصویر ۲۹-۲ : انکوباتور
۴-۴-۲ چادر صورت۴
تنت صورت، جهت بیمارانی طراحی شده است که به علت جراحی بر روی صورت یا ترومای ناحیه صورت، نمی توانند از ماسک یا کانولای بینی استفاده کنند. چادر اکسیژن نیز همانند انکوباتورها به عنوان سیستم تامین محیطی اکسیژن دسته بندی می شود.
معایب
- حجیم بودن
- عدم توانایی در فراهم نمودن FIO۲ مشخص
تصویر ۳۰-۲ : چادر صورت
۵-۴-۲ چادر اکسیژن۱
لئونارد هیل۲ اولین پزشکی بود که از چادر اکسیژن استفاده نمود، اما آلوین باراخ۳ نحوه عملکرد این وسیله را با استفاده از دستگاه تهویه کننده هوا بهبود بخشید. اوایل ۱۹۰۰ از چادر اکسیژن جهت فراهم کردن اکسیژن برای کودکان و بالغین مبتلا به هیپوکسی استفاده می شد. امروزه چادر اکسیژن جهت تامین غلظت های مشخص اکسیژن، رطوبت و دما به کار می رود.
مهمترین مشکل آن باز و بسته شدن متناوب می باشد که سبب تغییرات غلظت اکسیژن می شود و نشت مداوم جلوگیری از رسیدن به غلظت های بالای اکسیژن می شود.
تصویر ۳۱-۲ : چادر اکسیژن
هدف : تمرین انواع وسایل اکسیژن درمانی
مثال ۶ : با توجه به جدول زیر، سوالات را پاسخ دهید.
مبانی پایه و کاربرد ونتیلاتور
Oxygen Research Center
OxyMed
برای آشنا شدن با مبحث مکانیکال ونتیلاسیون و دستگاه ونتیلاتور لازم است ابتدا با آناتومی و فیزیولوژی تنفس و تعاریف و مفاهیم اولیه آن آشنا شده ، سپس به سایر مباحث پرداخته شود که به تدریج بر روی وبلاگ به امید خدا قرار خواهم داد.
لطفا برای دنبال کردن مطلب بر روی ادامه مطلب کلیک نمایید ( نظر یادت نره)
آناتومی دستگاه تنفس:
الف – مجاری هوایی غیر تنفسی(فوقانی) که شامل :
بینی Nasal Fossae– حلق Pharynx– حنجره Larynx– تراشه Trachea- برونش Main Bronchus
که اعمال ذیل را به عهده دارند.
- عمل گرم و مرطوب سازی راه هوایی
- سد دفاعی در بر ورود میکروارگانیسم ها
- مجاری عبور جریان هوا به مجاری هوایی تحتانی
- مکانی برای ایجاد مقاومت در برابر جریان هوا
ب – مجاری هوایی تنفسی(تحتانی) که شامل:
برونشیولهای تنفسی Bronchi- مجاری آلوئولی – آلوئولها Alveoli
که اعمال ذیل را بعهده دارند:
- مکانی برای هدایت هوا (فضای مرده آناتومیک)
- تنفس آلوئولی (تبادل گاز)
تنفس
تنفس در واقع به معنای تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن بین سلول ها و محیط خارج است.که به دو صورت میباشد:
اگر تبادلات اکسیژن و دی اکسید کربن در سطح سلولی باشد تنفس داخلی Respiration Internal نامیده میشود
و اگر تبادلات گازی در سطح آلوئولهای ریوی ،انجام گیرد تنفس خارجی External Respiration نامیده میشود.
فرایند تنفس شامل مراحل ذیل میباشد:
- تهویهکه هوای تازه را به آلوئول می اورد
- عبور گاز از خلال غشا آلوئولی مویرگی: (تنفس خارجیExternal Respiration) اکسیژن و دی اکسید کربن بعلت اختلاف فشار موجود بین دو طرف غشا تبادل میشود.
- گردش خونPerfusion – Circulation: منجر به انتقال گازها و مجاورت با سلولهای بدن میشود
- تنفس سلولی: (تنفس داخلی Respiration Internal)انتقال O2 در خون را به سلول ها و CO2 از سلول ها به خون گفته میشود.
تهویه
تهویه مکانیکی ریه به حرکت هوا به داخل و خارج ریه اطلاق میشود که توسط فعالیت ماهیچه های تنفسی ایجاد میشود.
یک سیکل تهویه شامل یک دم (Inspiration) و یک بازدم (Expiration) میباشد.
در طی دم که عملی اکتیو و با صرف انرژی و انقباض عضلات دمی می باشد ، فشار داخل ریه منفی تر از بیرون شده و باعث کشیده شدن هوا به داخل ریه و در نهایت داخل آلوئول میشود.در طی بازدم که یک عمل پسیو میباشد بر اثر خاصیت ارتجاعی ریه و قفسه سینه فشار داخل مثبت تر شده و هوا به بیرون رانده میشود.
گردایان فشار منفی در هنگام دم ضمن غلبه بر فشار مقاومت راه هوایی و الاسیته ریه باعث باز نگه داشتن آلوئول و حرکت هوا به داخل میگردد.
مقاومت ریه 🙁Resistance)
مقاومت عبارت از اندازه گیری موانع موجود برای جریان گاز در کل راههای هوایی است.
Resistance=Delta P(اختلاف فشار) /F(جریان گاز)
برای اندازه گیری مقاومت راه هوایی فوقانی کافیست فشار کفه Platu که برابر با فشار آلوئول میباشد را از فشار حداکثر راه هوایی PIP کم نماییم که به آن Pressure Trans Airway (PTA) گفته میشود.
کمپلیانس ریه(Compliance)
قابلیت اتساع ریه ها و قفسه سینه را کمپلیانس یا پذیرش ریه می نامند که عبارت از افزایش حجم ریه ها به ازای یک واحد افزایش فشار در داخل آلوئولها ست.
Compliance=Delta V(اختلاف فشار) / Delta P(اختلاف فشار)
عبور گاز از خلال غشا آلوئولی مویرگی
در مرحله عبور گاز از خلال غشا آلوئولی مویرگی عواملی موثرند که در ذیل به آن میپردازیم:
الف – اختلاف فشار گاز
افزایش اختلاف فشار بین دوطرف غشا باعث افزایش تبادلات خواهد شد برای افزایش فشار یا باید غلظت گاز را افزایش دهیم یا فشار را در دم یا بازدم افزایش دهیم.
Fio2 یا درصد اکسیژن دمی هرچه بیشتر باشد با توجه به قانون سهمی گازها فشار اکسیژن در سمت آلوئول بیشتر شده و تبادل بهتر صورت میگیرد.
روش دیگر افزایش فشار در هنگام دم (PIP)Peak Inspiratory Pressure یا بازدم Positive End Expiratory Pressure (PEEP) می باشد.( این قسمت را در مباحث تنظیمات ونتیلاتور مفصل صحبت خواهیم کرد)
ب – مدت زمان توقف گاز در آلوئول
هر چه زمان توقف گاز تازه در آلوئول بیشتر باشد تبادلات بهتر صورت میگیرد که تحت تاثیر تهویه دقیقه ای MV Minute Volume بوده که متاثر از حجم جاری و تعداد تنفس بوده و همچنین زمان دم یا مکث دمی میباشد
ج – سطح و کیفیت غشا آلوئول
سطح و همچنین قطر غشا از عوامل دیگر بوده که در صورت وجود ترشحات ، ادم و فیبروز تغییر خواهند داشت.
تناسب بین تهویه مناسب آلوئولی V و خونرسانی مناسب مویرگی Q باید وجود داشته باشد (V/Q=1) در مواردی این تناسب از بین میرود تهویه نامناسب آلوئولی بر روی V و تاکی کاردی بر روی Q تاثیر میگذارند. بطور کلی تغییرات ذیل بر روی نسبت تهویه به پرفیوژن (V/Q) تاثیر میگذارند:
- شنت (Shunt)گردش خون مناسب اما تهویه آلوئولی ناکافی مثل: ادم ریه وARDS آتلکتازی و پنومونی
- فضای مرده آلوئولی (Dead Space) تهویه مناسب اما گردش خون ناکافی مثل: آمبولی ریه
- فاز خاموشی (Silent) زمانیکه گردش خون و تهویه هر دو ناکافی باشد مثل: پنومونکتوم
نحوه انتقال اکسیژن و عوامل موثر بر آن :
به دو صورت محلول در پلاسما و باند شدن با هموگلوبین در می آید میزان Pao2 به میزان اکسیژن محلول گفته شده که بر حسب میلیمتر جیوه بیان میشود و Sao2% به درصد اشباع اکسیژن و هموگلوبین گفته میشود.
تعادل بین اکسیژن باند شده با هموگلوبین و اکسیژن محلول در منحنی تفکیک اکسیژن میباشد. این منحنی یک شکل سیگموئیدی داشته و نشان دهنده این میباشد که افزایش فشار اکسیژن تا یک حدودی باعث افزایش باند شدن هموگلوبین میشود(۱٫۳۴ میلی لیتر به ازای هر گرم هموگلوبین) از طرفی افت در میزان فشار اکسیژن نیز تاثیر زیادی بر کاهش باند شدن دارد .
عواملی مانند درجه حرارت ، اسیدیته ، میزان دی اکسید کربن و ۲ و ۳ دی فسفوگلیسیرات ( یکی از مواد ناشی از متابولیسم) بر شیفت این منحنی به راست و چپ موثر هستند.
عوامل موثر بر شیفت منحنی به چپ : (افزایش تمایل به باند شدن همگلوبین با اکسیژن)
کاهش درجه حرارت ، کاهش دی اکسید کربن ، کاهش ۲ و ۳ دی فسفوگلیسیرات و افزایش PH
عوامل موثر بر شیفت منحنی به راست: (کاهش تمایل به باند شدن هموگلوبین با اکسیژن و افزایش آزاد شدن اکسیژن):
افزایش درجه حرارت ، افزایش دی اکسید کربن ، افزایش ۲ و ۳ دی فسفوگلیسیرات و کاهش PH
بطور طبیعی در سمت ریه ها شیفت منحنی به سمت چپ صورت میگیرد و اکسیژن با هموگلوبین باند میشود و در سمت بافتها این منحنی به سمت راست منحرف شده و اکسیژن را آزاد مینماید. اما در موارد غیر طبیعی مانند تب ، اسیدوز تنفسی و متابولیک ، آلکالوز تنفسی و متابولیک و .. بر آزاد سازی یا میل ترکیبی اکسیژن با هموگلوبین تاثیر نابجایی بگذارد. که باید به آن توجه نمود.
مطب شخصی دکتر علی تارات بر اساس الگو گیری از آخرین تکنولوژی های روز دنیا و رعایت استانداردهای جهان در زمینه انواع روشهای رایج تجویز اکسیژن – اوزن طبی در خدمت شما عزیزان است.
<