Компоненты реверсивного контура

А. Сорбенты углекислого газа.Рециркуляция альвеолярного газа (т. е. выдыхаемой смеси) по­зволяет сохранять тепло и влагу. При этом для пре­дупреждения гиперкапнии из выдыхаемой смеси необходимо удалить CO₂. При химической реак­ции углекислого газа с водой образуется угольная кислота. Сорбенты углекислого газа (например, натронная известь, а также известь с добавкой гид-роксида бария) содержат гидроксиды металлов, способные нейтрализовать угольную кислоту (табл. 3-3). Конечными продуктами реакции явля­ются теплота (выделяется при нейтрализации), вода pi кальция карбонат. Натронная известь — наиболее распространенный сорбент, 100 г ее могут адсорбировать 23 л углекислого газа. При этом протекают следующие химические реакции:

CO₂+H₂O → H₂CO₃

H₂CO₃ + 2NaOH → Na₂CO₃ + 2H₂O + теплота (быстрая реакция)

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + 2NaOH (медленная реакция)

Следует отметить, что вода и гидроксид натрия, необходимые вначале, регенерируют в ходе даль­нейших химических реакций.

Рис.3-6. Контур Бэйна является разновидностью контура Мэйплсона D с трубкой подачи свежей дыхательной смеси, размещенной в гофрированном дыхательном шланге. (Из: Bain J. A., Spoerel W. E. Flow requirements for a modified Mapleson D system during controlled ventilation. Can. Anaest. Soc. J., 1973; 20: 629. Воспроизведено с разрешения.)

ТАБЛИЦА 3-2. Характеристики дыхательных контуров

¹ Данные характеристики зависят от скорости потока свежей дыхательной смеси.

В сорбент добавляют индикатор рН. Измене­ние цвета индикатора, обусловленное увеличени­ем концентрации ионов водорода, сигнализирует об истощении сорбента (табл. 3-4). Сорбент следу­ет менять, если 50-70 % его объема изменило ок­раску. Хотя использованные гранулы могут воз­вращаться к исходной окраске после некоторой паузы, существенного восстановления сорбцион-ной емкости не происходит. Размер гранул опреде­ляется компромиссом между высокой абсорбиру­ющей поверхностью маленьких гранул и низким сопротивлением газовому потоку более крупных гранул. Гидроксиды раздражают кожу и слизис­тые оболочки. Добавление кремнезема повышает плотность натронной извести, что уменьшает риск ингаляции пыли гидроксида натрия. Поскольку в структуру гидроксида бария инкорпорирована вода (вода кристаллизации), то содержащая его из­весть обладает достаточной плотностью и без до­бавления кремнезема. В процессе изготовления перед упаковкой в оба типа сорбента добавляют воду, что создает оптимальные условия для обра­зования угольной кислоты. Применяемая в меди­цине натронная известь содержит 14-19 % воды.

Гранулы сорбента могут адсорбировать и затем высвобождать значительные количества ингаляци­онных анестетиков. Эта особенность может объяс­нить замедленную индукцию pi выход из анестезии. Трихлорэтилен (анестетик, в настоящее время не применяемый в США) при контакте с натронной известью и воздействии тепла разлагается с образо­ванием нейротоксинов (включая фосген). Вслед­ствие этой токсической реакции могут возникать послеоперационные энцефалиты и параличи череп­ных нервов. Чем суше патронная известь, тем выше ее способность адсорбировать ингаляционные ане­стетики и вступать с ними в химические реакции.

Б. Адсорберы углекислого газа.Гранулами сорбента заполняют один или два контейнера, плотно пригнанные между верхней и нижней крышками. Вся эта конструкция называется ад­сорбером(рис. 3-7). Двойные контейнеры, единственным недостатком которых является некото­рая громоздкость, обеспечивают более полную ад­сорбцию углекислого газа, менее частую замену сорбента и меньшее сопротивление газовому потоку.

ТАБЛИЦА 3-3. Параметры сорбентов углекислого газа: натронная известь и известь с добавкой гидроксида бария

¹ Количество отверстий в проволочной сетке для сортировки гранул сорбента, приходящееся на 1 линейный дюйм.

ТАБЛИЦА 3-4.Изменение цвета индикатора, свидетельствующее об истощении сорбента

Для обеспечения полной адсорбции CO₂ пода­ваемый дыхательный объем не должен превышать объема свободного пространства между гранулами сорбента, что приблизительно соответствует поло­вине емкости адсорбера. За цветом индикатора наблюдают через прозрачные стенки адсорбера.

Рис. 3-7.Схема адсорбера углекислого газа

Адсорбер истощается неравномерно, прежде всего это происходит рядом с местом поступления вы­дыхаемой смеси в адсорбер, а также вдоль гладких внутренних стенок. Перемешивание (например, путем поворота адсорбера) позволяет избежать об­разования каналов между неплотно уложенными гранулами в областях повышенного расхода сор­бента. Ловушка в основании адсорбера улавливает пыль и влагу. Некоторые старые конструкции снабжены обходным клапаном, позволяющим про­изводить замену адсорбера, не прерывая ИВЛ. Но при недосмотре, когда клапан длительное время направляет дыхательную смесь в обход адсорбера, развивается гиперкапния.

В. Направляющие клапаны.Направляющие клапаны содержат диск (резиновый, пластиковый или слюдяной), который лежит на седле клапана (рис. 3-8). Притекающий поток смещает диск вверх, и газовая смесь поступает дальше в дыха­тельный контур. Обратный поток прижимает диск к седлу клапана, предупреждая ретроградный за­брос смеси. Несостоятельность клапана обычно обусловлена деформацией диска или неровностя­ми седла клапана. Особенно уязвимы клапаны вы­доха, так как они подвержены воздействию влаги, содержащейся в выдыхаемой смеси.

При вдохе открывается клапан вдоха и в дыха­тельные пути поступает смесь, состоящая из свеже­го газа и выдыхаемого, прошедшего через адсорбер. Одновременно закрывается клапан выдоха, препят­ствуя рециркуляции выдыхаемой смеси, еще не прошедшей через адсорбер. При выдохе открывает­ся клапан выдоха и выдыхаемая смесь сбрасывается через предохранительный клапан или вновь посту­пает в контур, предварительно пройдя через адсор­бер. Клапан вдоха в фазе выдоха закрыт, что препятствует смешиванию выдыхаемой смеси со свежей в инспираторном колене контура. Наруше­ние функции любого направляющего клапана вызы­вает рециркуляцию CO₂ и гиперкапнию.

Рис. 3-8.Направляющий клапан (клапан рециркуляции)