Respirator reanimacyjno-transportowy

Respirator reanimacyjno-transportowy to urządzenie medyczne do prowadzenia wentylacji zastępczej, które automatycznie dostarcza objętość oddechową według nastawionych parametrów. Dzięki małym rozmiarom i prostej obsłudze aparat ten z powodzeniem może być używany w ratownictwie medycznym, jako alternatywa dla worka samorozprężalnego.

Wentylacja płuc to proces mający na celu dostarczenie do pęcherzyków płucnych tlenu i usunięcie dwutlenku węgla. W warunkach fizjologicznych wentylacja zależy od ruchów oddechowych klatki piersiowej. W trakcie wdechu pojemność klatki piersiowej zwiększa się, przez co ciśnienie w drogach oddechowych obniża się poniżej atmosferycznego i do płuc wciągane jest powietrze zawierające tlen. Wydech jest procesem biernym. Na szczycie wdechu rozkurczają się mięśnie oddechowe, a klatka piersiowa siłą sprężystości zmniejsza swoją objętość. Ciśnienie w drogach oddechowych wzrasta i powietrze zostaje usunięte na zewnątrz.

Skuteczność tego mechanizmu zależy od częstości oddechów oraz właściwej objętości oddechowej (głębokości wdechu), która dociera do płuc. Jeśli objętość powietrza wdychanego do pęcherzyków płucnych w ciągu jednej minuty nie pokrywa zapotrzebowania organizmu na tlen, mówimy o hipowentylacji. Najczęstszą pierwotną przyczyną hipowentylacji są: obrażenia klatki piersiowej, rdzenia kręgowego, mózgu, zatrucie, udar mózgu, niedrożność górnych dróg oddechowych i obturacja (zwężenie) dolnych dróg oddechowych (np. astma). W przypadku ciężkich zaburzeń oddychania i zatrzymania oddechu, gdy tlenoterapia bierna jest nieskuteczna, jedynym sposobem dostarczenia tlenu do organizmu jest wspomaganie lub całkowite zastąpienie oddechu przez sztuczną wentylację. W praktyce wentylacja zastępcza może być prowadzona bezprzyrządową metodą usta-usta, za pomocą worka samorozprężalnego lub respiratora. Powietrze zostaje wtłoczone pod ciśnieniem do dróg oddechowych i wypełnia płuca, powodując widoczne uniesienie się klatki piersiowej. Po zwolnieniu ucisku na worek samorozprężalny, a w przypadku respiratora - po osiągnięciu granicznych wartości parametrów oddechowych, następuje bierny wydech powietrza i spadek ciśnienia do wartości równej ciśnieniu atmosferycznemu. Ten typ wentylacji często określa się jako wentylację przerywanym dodatnim ciśnieniem.

Zintegrowane pokrętło regulacji parametrów oddechowych może występować w dwóch wersjach:

• (po lewej) sprzężenie częstości oddechów i objętości minutowej MV (l/min)
• (po prawej) sprzężenie częstości oddechów i objętości oddechowej VT (ml)

Worek samorozprężalny

W latach 50. XX wieku wprowadzono do użytku nowe urządzenie do prowadzenia wentylacji zastępczej, oparte na samorozprężającym się worku i zastawkach jednokierunkowych. Ściśnięcie worka powoduje przemieszczenie się zgromadzonej w nim mieszaniny oddechowej do płuc pacjenta przez otwarty nadciśnieniem jednokierunkowy zawór wylotowy (zawór pacjenta). Gdy ucisk zostaje zwolniony, worek powraca samoczynnie do poprzedniego kształtu, zasysając przez zawór wlotowy - znajdujący się u podstawy urządzenia - odpowiednią objętość gazów do następnego wdechu. W tym czasie zawór wylotowy zamyka się i poprzez dodatkowy otwór kieruje wydychane z ust pacjenta powietrze na zewnątrz układu do atmosfery. Do dziś wentylacja za pomocą worka z maską twarzową jest podstawową metodą prowadzenia oddechu zastępczego w ratownictwie przedszpitalnym. Skuteczność tej techniki w dużym stopniu zależy od praktycznych umiejętności i doświadczenia ratownika. Wymaga jednoczesnego wykonania kilku czynności: utrzymywania drożności dróg oddechowych, dociskania maski do twarzy, ściskanie worka samorozprężalnego oraz kontrolowanie częstości i objętości dostarczanych wdechów. W szczególności dotyczy to sytuacji, gdy oddech zastępczy prowadzony jest przez jednego ratownika chwytem jednoręcznym, podczas transportu, przemieszczania poszkodowanego i przedłużającej się wentylacji.

A. Respirator CAREvent firmy O-Two
B. Respirator MEDUMAT Easy firmy WEINMANN
C. Respirator Pneupac paraPAC firmy Smiths-Medical
D. Respirator MEDUMAT Standard firmy WEINMANN

Respirator

Pierwsze respiratory resuscytacyjno-transportowe zasilane z butli ze sprężonym tlenem medycznym zostały skonstruowane na początku lat 70. ubiegłego wieku.

Gaz z buli, po przejściu przez reduktor, trafia poprzez przewód ciśnieniowy do urządzenia, które cyklicznie wytwarza przepływ mieszaniny oddechowej o ustalonych parametrach. Na panelu sterowania aparatu znajdują się: przycisk włącz/wyłącz, pokrętło regulacji częstości oddechów, pokrętło objętości oddechowej (lub objętości minutowej), pokrętło regulacji szczytowego ciśnienia w drogach oddechowych, manometr, wskaźniki komunikatów alarmowych. Przepływ objętości oddechowej do pacjenta odbywa się poprzez karbowany przewód oddechowy zakończony zaworem wylotowym (zaworem pacjenta) wyposażonym w zastawki jednokierunkowe. Podczas wentylacji kontrolowanej za pomocą respiratora w trakcie każdego oddechu można wyróżnić kilka faz. Inicjacja wdechu następuje zgodnie z określoną wcześniej częstością oddechów. Urządzenie zaczyna tłoczyć gazy oddechowe do dróg oddechowych. Po dostarczeniu odpowiedniej objętości oddechowej respirator kończy wdech i przechodzi do fazy wydechu, pozwalając pacjentowi na wykonanie biernego wydechu. Rozpoczynając wentylację zastępczą za pomocą respiratora, w pierwszej kolejności należy odkręcić zwór butli zasilającej. Po włączeniu aparatu właściwym przyciskiem za pomocą pokrętła na panelu kontrolnym należy nastawić parametry wentylacji odpowiednie dla wieku pacjenta: częstość oddechów i objętość oddechową.

Częstość oddechów (f - frequency) to liczba oddechów wykonanych w ciągu minuty. Objętość oddechowa (VT - tidal volume) oznacza objętość gazów dostarczoną do dróg oddechowych w trakcie pojedynczego wdechu. W niektórych respiratorach zamiast objętości oddechowej używany jest inny parametr - objętość minutowa (MV - minute volume). Jest to objętość gazów dostarczona do dróg oddechowych w ciągu jednej minuty. Dzieląc ją przez częstość oddechów (f), możemy obliczyć wartość objętości oddechowej (VT).

W najprostszych respiratorach parametry te są ze sobą sprzężone i regulowane za pomocą jednego pokrętła (fot. 1). Modele bardziej zaawansowane mają pokrętła umożliwiające niezależną regulację każdego parametru. Na niektórych respiratorach naniesione są orientacyjne zakresy wentylacji dla osób dorosłych, dzieci i małych dzieci, aby ułatwić wybór właściwych parametrów oddechowych dla pacjenta z danej grupy wiekowej. Kolejną wartością, która wymaga nastawienia, jest szczytowe (maksymalne) ciśnienie w drogach oddechowych (Pmax), którego respirator nie może przekroczyć. Wzrost ciśnienia w drogach oddechowych powyżej bezpiecznej granicy może nastąpić na skutek stosowania zbyt dużych objętości oddechowych, nadmiernego przepływu gazów wdechowych, zwiększonych oporów w drogach oddechowych lub zmniejszenia podatności płuc z przyczyn chorobowych. Podczas prowadzenia wentylacji zbyt wysokim ciśnieniem przez maskę twarzową wzrasta ryzyko przedostania się części wtłaczanego powietrza do żołądka, rozdęcia go i przemieszczenia się treści pokarmowej do jamy ustnej. Dlatego zaleca się, aby wartość ta była nie większa niż 20 mbar*. Jeżeli drogi oddechowe są zabezpieczone za pomocą przyrządów nadgłośniowych, aby zapobiec uszkodzeniu płuc - barotraumie (urazowi ciśnieniowemu) wartości ciśnienia nie powinny przekraczać: u dorosłych 30 mbar, u dzieci 25 mbar, a u małych dzieci 20 mbar.

W wyjątkowych sytuacjach, gdy przy niższych granicach ciśnienia szczytowego wentylacja jest nieskuteczna (klatka piersiowa nie unosi się mimo udrożnienia dróg oddechowych), ciśnienie Pmax należy zwiększyć do 45 mbar.

Przykład obliczania czasu pracy respiratora w trybie No Air Mix (100% O2)

Obsługa

Bezpośrednio przed użyciem respiratora należy przeprowadzić jego kontrolę. Przede wszystkim odczytać wartość ciśnienia tlenu na reduktorze butli tlenowej i na jej podstawie ocenić pozostały czas pracy urządzenia (tab. 1), zwrócić uwagę na występowanie ewentualnych wycieków tlenu, poszukać charakterystycznych odgłosów pracy urządzenia, sprawdzić, czy występuje przepływ objętości oddechowej przez zawór wylotowy (zastawka jednokierunkowa powinna cyklicznie otwierać się i zamykać zgodnie z nastawioną częstością oddychania, a strumień przepływającego gazu powinien być wyczuwalny). Następnie na zawór wylotowy trzeba nałożyć maskę twarzową o odpowiednim rozmiarze. Aby ochronić zawór przed skażeniem, zabrudzeniem krwią i wymiocinami, zaleca się stosowanie filtrów antybakteryjnych.

Ratownik odpowiedzialny za prowadzenie wentylacji powinien zająć pozycję za głową poszkodowanego, skontrolować jamę ustną i ewentualnie usunąć widoczne ciała obce. Wykorzystując odpowiednie metody bezprzyrządowe, musi udrożnić drogi oddechowe, a jeśli pacjent jest głęboko nieprzytomny - wprowadzić rurkę ustno-gardłową. Następnie przykłada do twarzy pacjenta maskę twarzową i dociska ją obiema rękami, zwracając uwagę na utrzymanie drożności dróg oddechowych. Wentylację pacjenta można prowadzić również przez nadgłośniowe przyrządy do udrażniania dróg oddechowych, takie jak rurka krtaniowa czy maska krtaniowa. Aparat automatycznie będzie dostarczał objętość oddechową według nastawionych parametrów. Trzeba bezwzględnie kontrolować przebieg wentylacji. Podczas każdego wdechu ratownik musi zwracać szczególną uwagę na unoszenie się klatki piersiowej oraz wskazania ciśnieniomierza na panelu kontrolnym. Wskazówka manometru będzie pokazywała cykliczne zmiany ciśnienia w drogach oddechowych, odzwierciedlające fazę wdechową i wydechową. Osoby dorosłe z zachowanym spontanicznym krążeniem, ale z niewydolnością oddechową należy wentylować z częstością (f) 10 oddechów/min i objętością oddechową (VT) około 600 ml. Oznacza to, że objętość minutowa (MV) gazów oddechowych dostarczonych do płuc w ciągu jednej minuty wyniesie 6 l. U dzieci zaleca się prowadzenie wentylacji zastępczej z częstością (f) 12-20 oddechów/min, przy zastosowaniu najwyższych wartości u dzieci małych, a najniższych u starszych. Objętość oddechowa pojedynczego wdechu zależy od wagi dziecka i wynosi 7 ml/kg masy ciała. Dla przykładu: dziecko o masie ciała około 20 kg będzie potrzebowało dostarczenia pojedynczego wdechu o objętości oddechowej (VT) 140 ml.

Prowadząc wentylację za pomocą respiratora przez maskę twarzową, należy wziąć pod uwagę, że nieszczelności między maską a twarzą poszkodowanego mogą zmniejszyć dostarczoną do płuc objętość oddechową o nawet o 40 proc., powodując hipowentylację. W takich przypadkach może być konieczne zwiększenie objętości oddechowej do wartości 10 ml/kg masy ciała.

Ratownicy o mniejszym doświadczeniu mogą dobrać odpowiednie parametry wentylacji, korzystając z uśrednionych zakresów wentylacji odpowiadających różnym grupom wiekowym. W praktyce modele respiratorów różnych producentów mogą zalecać inne - choć zbliżone - wartości objętości oddechowej i częstości oddechów dla danej grupy wiekowej. W trakcie prowadzenia resuscytacji krążeniowo-oddechowej oddechy zastępcze zarówno u dzieci, jak i dorosłych powinny być prowadzone w odpowiedniej sekwencji, w przerwach między uciskaniem klatki piersiowej (30:2 dorośli, 15:2 dzieci). Jeśli używamy nadgłośniowych przyrządów (maska krtaniowa, rurka krtaniowa), oddechy ratownicze wykonujemy z częstotliwością 10/min asynchronicznie z uciskaniem klatki piersiowej, o ile nie występują istotne przecieki objętości oddechowej.

Dodatkowe funkcje

Ponieważ w ramach kwalifikowanej pierwszej pomocy możliwości oceny utlenowania organizmu są ograniczone, wentylację płuc powinno się prowadzić wysokimi stężeniami tlenu. Jeśli w jednostce straży pożarnej znajduje się urządzenie mające możliwość wyboru wartości stężenia tlenu w gazach oddechowych, tzw. tryb Air Mix, nie należy z niego korzystać, a przełącznik ustawić w pozycji No Air Mix (100% O2). Kolejną z dodatkowych funkcji, jakie może mieć nowoczesny respirator, jest tryb pracy Manual, czyli ręczne wyzwalanie wdechu, stosowane podczas wentylacji w trakcie resuscytacji krążeniowo-oddechowej. Tryb ten pozwala precyzyjnie wygenerować oddechy zastępcze w przerwach pomiędzy uciskaniem klatki piersiowej. W tym celu jeden z ratowników oburącz dociska maskę do twarzy poszkodowanego, jednocześnie udrażniając drogi oddechowe, podczas gdy drugi ratownik inicjuje wdech przyciskiem na panelu kontrolnym. W nowoczesnych respiratorach zastosowano rozwiązania pozwalające na prowadzenie wentylacji przez jednego ratownika, który dzięki umieszczeniu przycisku wyzwalającego w pobliżu zaworu wylotowego jednocześnie udrażnia drogi oddechowe, dociska maskę i inicjuje wdech.

Inną funkcją spotykaną w przenośnych respiratorach jest tryb wentylacji na żądanie - Demand. Po dociśnięciu maski do twarzy pacjenta respirator wykrywa początek spontanicznego wdechu, inicjuje przepływ gazów do dróg oddechowych i zatrzymuje go w momencie, w którym rozpozna początek swobodnego wydechu. Praca respiratora jest zsynchronizowana z wysiłkiem oddechowych pacjenta. W praktyce jest to tlenoterapia bierna 100% tlenem dostarczanym tylko w fazie wdechu. Metoda ta zarezerwowana jest dla osób, które samodzielnie oddychają i nie wymagają prowadzenia wentylacji zastępczej lub wspomaganej.

Komunikaty alarmowe

Aby zwiększyć bezpieczeństwa użytkowania, wszystkie respiratory zostały wyposażone w system alarmowy, który za pomocą sygnałów dźwiękowych i świetlnych informuje o występujących podczas pracy nieprawidłowościach. Alarm braku zasilania energią elektryczną wskazuje na spadek napięcia baterii lub uszkodzenie bezpiecznika. Alarm spadku ciśnienia gazu zasilającego (< 2,7 bar O2) najczęściej spowodowany jest pozostawieniem zaworu butli tlenowej w pozycji zamkniętej, wyczerpaniem się zapasu tlenu lub odłączeniem przewodu doprowadzającego sprężony tlen do respiratora. Alarm rozłączenia (Disconnection) informuje o wykryciu nieszczelności w układzie przewodów oddechowych lub między maską, a twarzą poszkodowanego. Alarm zwężenia (Stenosis), czyli wzrostu oporów w drogach oddechowych, włącza się w momencie przekroczenia nastawionych wartości szczytowego ciśnienia Pmax. Aby zapobiec jego dalszemu wzrostowi, respirator automatycznie przerywa dostarczanie gazów, co zmniejsza rzeczywistą objętość oddechową docierającą do płuc. Najczęstszą przyczyną aktywacji alarmu zwężenia jest częściowa lub całkowita niedrożność dróg oddechowych pacjenta.

Każde pojawienie się alarmu wymaga od obsługującego urządzenie ratownika sprawdzenia, jaka nieprawidłowość została zasygnalizowana i jak najszybszego jej usunięcia. W przypadku stwierdzenia awarii respiratora lub wyczerpania zapasu sprężonego tlenu dalszą wentylację należy kontynuować za pomocą worka samorozprężalnego.

***
Respiratory transportowe są urządzeniami coraz częściej wykorzystywanymi w ratownictwie przedszpitalnym, jako alternatywa dla worka samorozprężalnego. Aby w pełni wykorzystać ich możliwości i bezpiecznie prowadzić tlenoterapię, każdy użytkownik powinien wcześniej zapoznać się z instrukcją obsługi posiadanego modelu, w szczególności z informacjami dotyczącymi jego budowy, zasady działania, właściwej obsługi, konserwacji, a także zalecanymi parametrami oddechowymi dla pacjentów z różnych grup wiekowych. Zaletą tych urządzeń jest mniejsze prawdopodobieństwo niezamierzonej nadmiernej wentylacji pacjenta (hiperwentylacji) ze względu na dostarczanie oddechów o stałej objętości oddechowej, częstości oddechów oraz możliwość utrzymania niższych ciśnień w drogach oddechowych. Niemniej jednak wykorzystanie respiratora przez osoby bez wykształcenia medycznego i odpowiedniej wiedzy oraz doświadczenia w zakresie techniki wentylacji i doboru odpowiednich parametrów wentylacji może stanowić zagrożenie dla pacjenta. Dlatego wydaje się, że do zastosowań w ratownictwie medycznym przedszpitalnym najbezpieczniejsze jest użycie aparatów o najmniejszym stopniu skomplikowania z możliwością manualnego wyzwalania oddechu w trakcie resuscytacji krążeniowo-oddechowej.

Przemysław Osiński jest ratownikiem medycznym, magistrem zdrowia publicznego w specjalności medycyna ratunkowa, instruktorem kpp
Fotografie i tabele Przemysław Osiński

Przypis
*1 mbar = 100 Pa = 1 cm H2O

Data publikacji: maj 2015