Глава 8 кондиционирование вдыхаемой газовой смеси

Под кондиционированием вдыхаемой газовой смеси по­нимается придание ей таких свойств (химических, физиче­ских, биологических), которые делают ее оптимальной для конкретных условий ИВЛ.

Практические меры для кондиционирования следующие:

• искусственное увлажнение и обогрев,

• регулирование со­держания кислорода,

• дополнительное введение в состав смеси с терапевтической целью некоторых газов, паров и аэрозолей,

• очистка газовой смеси от пыли и бактерий.

Увлажнение и обогрев вдыхаемой смеси газов

Теоретические дани ы е. В условиях больничной палаты воздух при температуре 20°С и относительной влажности 40% содержит водяных паров около 7 мг/л. У здорового взрослого человека воздух в легких имеет температуру 37°С, относительную влажность 100% и со­держит водяных паров 44 мг/л. Увеличение температуры и влажности вдыхаемого воздуха на пути окружающая среда — легкие происходит благодаря уникальной способности дыхательных путей независимо от колебаний тем­пературы и влажности воздуха нагревать вдыхаемую газо­вую смесь до температуры тела и насыщать ее водяными парами. Это свойство дыхательных путей обеспечивает нормальную функциональную способность легких. Если известны температура, абсолютная влажность и средний объем вдыхаемого воздуха, то с помощью опре­деленных физических констант можно вычислить количе­ство теплоты и воды, отдаваемое дыхательными путями для кондиционирования вдыхаемой газовой смеси в тече­ние 24 ч.

Допустим, что температура окружающей среды 18°С; абсолютная влажность воздуха 10 г Н₂О/м³ (при относи­тельной влажности 60% — обычной для средней географи­ческой полосы); объем вдыхаемого воздуха за 24 ч 15 м³ (18000 г); латентная теплота испарения воды 539 кал/г; удельная теплоемкость воздуха 0,24 кал/г/°С; температу­ра альвеолярного воздуха 37°С, абсолютная влажность 44 г H₂O/M³ (при относительной влажности 100%). Из этого следует, что отданное дыхательными путями вдыхае­мому воздуху количество воды за 24 ч составляет: (44 г Н₂О/м³ - 10 г Н₂О/м³)х15 м³=510 г. Отданное за 24 ч количество тепла на испарение воды составляет: 510 г Х 539 кал/г =275 Ккал, на нагревание воздуха: (37°С — 8°С)Х 18000 г Х 0,24 кал/г - 82 Ккал, а всего 357 Ккал.

Из общего количества потерь тепла и влаги 20 — 25% приходится на долю так называемого реверсивного увлаж­нения и обогрева за счет конденсации влаги и тепла при выдохе, а 75 — 80% тепла и влаги продуцируется собствен­но слизистой оболочкой дыхательных путей.

Измерения температуры и влажности по ходу дыхатель­ных путей показали, что в нормальных условиях конди­ционирование вдыхаемой газовой смеси на 75% происхо­дит в области выше трахеи: температура газа в области ротоглоткн достигает 34°С, относительная влажность 85 — 90% и абсолютная влажность 30 — 34 г H₂O/M³. На до­лю слизистой оболочки трахеи и бронхов приходится зна­чительно меньшая влагонродукция — 6 — 8 г Н₂О/м³, т.е. не более 120 г H₂O в сутки. Таким образом, подогрев и увлажнение вдыхаемой газовой смеси в полости носоглот­ки представляют собой защитный фактор для слизистой оболочки трахеи и бронхов.

У трахеотомированных или нптубироваиных больных воздух в легких при температуре тела также полностью насыщен водой. Однако при поступлении он может увлаж­няться только в нижних отделах трахеи и в бронхах; сле­довательно, более 500 г воды в сутки испаряется во вды­хаемый воздух со слизистой оболочки трахеи и бронхов и только около 100 г в сутки конденсируется там во вре­мя выдоха. Таким образом, суточный дефицит воды для слизистой оболочки трахеи и бронхов составляет более 400 г. При повышении температуры тела этот дефицит возрастает.

Абсолютное количество воды, теряемое слизистой обо­лочкой носа у здорового человека и слизистой оболочкой трахеи и бронхов у интубированного или трахеотомированного, почти одинаково. Однако в первом случае вода теряется слизистой оболочкой носа, которая имеет обшир­ную сосудистую сеть и приспособлена выделять большое количество влаги. Во втором случае испарение воды про­исходит с незащищенной слизистой оболочки поверхности трахеи и бронхов. Физиологическое кондиционирование вдыхаемого воздуха в полости носоглотки нарушается также при вспомогательной вентиляции легких через мундштук-загубник, при инсуффляции сухой кислородно-воз­душной смеси через носовой катетер, а также при ротовом дыхании у больных в состоянии комы и сомнолентности.

Во всех описанных ситуациях возникает местное пере­сыхание и охлаждение слизистой оболочки трахеи и брон­хов. В зависимости от продолжительности и интенсивно­сти действия этих факторов могут возникнуть поврежде­ния слизистой оболочки трахеи и бронхов, разрушение мерцательного эпителия, образование корок, нередко за­купоривающих бронхи, возникновение деструктивного бронхита, чреватого тяжелыми бронхолегочными ослож­нениями. У маленьких детей к этому могут добавиться нарушения общего водного и теплового баланса.

На основании изложенного выше при ИВЛ необходимо принимать специальные меры для увлажнения и обогре­ва вдыхаемого газа.

Методы увлажнения и обогрева основаны на двух раз­личных принципах: при первом — вода и тепло конденси­руются из выдыхаемой газовой смеси и возвращаются во вдыхаемую (так называемое внутреннее, или реверсивное, увлажнение и обогрев), при втором — вода и тепло вводятся извне (так называемое внешнее увлажнение и обо­грев).