Ademhalingsapparaat vloeistof

De vloeistof respirator, ventilator of vloeistof, is een medisch apparaat voor het beoefenen van de totale vloeibare ademhaling. Momenteel is slechts enkele prototypes dierproeven worden gebruikt in onderzoekscentra wereldwijd maar met als doel het implementeren van een dag in intensive care units.

Werkingsprincipe

Fluïdum respirator werkt als een respirator mechanische ventilatie, behalve dat de vector een type perfluorkoolstofvloeistof met de mogelijkheid om kooldioxide en zuurstof oplossen in grote hoeveelheden.

Vulling

Als de exploitant bereid is de totale vloeistof ademhaling te beginnen, moet het beginnen met het bijbrengen PFC geleidelijk in de longen geventileerd met een conventionele gas ventilator. Aldus wordt de vulfase stapsgewijs uitgevoerd in een gedeeltelijke vloeibare ademhaling. Wanneer de functionele restcapaciteit van de longen gevuld, wordt het fluïdum respirator dan niet onafhankelijk van het gas beademingsapparaat. De totale vloeibare ademhaling cyclus begint op het beheer van het huidige volume van PFC.

Cyclus

De vloeistof ventilatie-cyclus bestaat uit vier stappen die worden herhaald:

  • het huidige volume van PFC longen te verwijderen
  • maak een eindexpiratoire pauze
  • beheer van het huidige volume van PFK's in de longen
  • pauzeren inademing end

Deze cyclus moet mandatoire wijze worden uitgevoerd, dat wil zeggen volledig gecontroleerd door de vloeistof respirator. De frequentie van de cyclus is relatief traag bij lage teugvolumes de viscositeit van de PFC genereert een aanzienlijk verlies van lading in de luchtwegen. Aldus, tijdens de uitademhalingsfase, de druk die nodig is om de PFC verwijderen moet negatief zijn en ineenstorting van de luchtwegen kunnen ontwikkelen dan in de trachea.

Om de ademhaling cyclus te optimaliseren terwijl het vermijden van de ontwikkeling van een ineenstorting, de verschillende oplossingen van de eenvoudigste tot de meest geavanceerde zijn:

  • Stoppen met het verstrijken stroom wanneer een lage limiet is bereikt.
  • Profiler regelen van de uitademing stroomsnelheid het genereren van een ineenstorting te voorkomen.
  • Terugkoppeling door de uitademing debiet naar een gecontroleerde druk verstrijken bereiken.

Spenen

Als de exploitant aan het totale vloeibare ademhaling stopt, vraagt ​​hij cyclus arrest eind van de uitademing, verbindt dan een conventionele ventilator gas in plaats van vloeistof naar de respirator gedeeltelijke vloeibare ademhaling voeren. Verdamping van de resterende PFC in de longen plaatsvindt geleidelijk en maakt het mogelijk om deel te nemen spenen van mechanische ventilatie.

Functies

Parallel met de cyclus van de PFC volume uit de longen worden gefilterd, opnieuw zuurstof en ingesteld op lichaamstemperatuur alvorens opnieuw geblazen. Hiervoor moet de vloeistof respirator meerdere functies.

Plaatsen en verwijderen van de long PFC

Te voegen en te verwijderen van de long PFC vereist een pompsysteem en elektrisch bediende kleppen aan direct de PFC vloeistof in het masker. De meest rudimentaire prototypes gebruiken één peristaltische pomp voor inspiratie en expiratie. Maar deze pompen configuratie niet optimaal, genereert een pulserende stroom die ongewenste drukschommelingen induceert; Bovendien blijkt niet geschikt voor de geavanceerde controle van de uitvoering als het verstrijken geregelde druk. Aldus, de meest geavanceerde prototypes gebruik van twee plunjerpompen, een inspiratie en expiratie onafhankelijk van elkaar bestuurd.

Zuurstof de PFC

Een oxygenator of gaswisselaar moet de PFC-gehalte in het kooldioxide volledig te verwijderen om de vervanging O2 verrijkte medische lucht voordat deze opnieuw in de longen. Dit kan door een membraan uitwisselaar worden verwezenlijkt zoals die gebruikt in ECMO of door een luchtbel wisselaar.

Een gasmenger voor het bepalen van zuurstofpercentage van de oxygenator het toegevoerde gas, en derhalve de opgeloste zuurstofconcentratie in de PFC instillatie in de longen.

De controle van de vloeistof respirator

De complexiteit van een fluïdum respirator vereist een real-time systeem aangesloten op alle apparaten van de sensoren en actuatoren als mens-machine interface waarmee de arts de ventilatie-parameters specificeren en de relevante informatie weer te geven. Aangezien de vloeistof wordt gemaakt mandatoire ventilatie stand de ventilator legt volumes, de druk en de frequentie van de ventilatie, afhankelijk van de instructies van de arts. Het besturen van een fluïdum respirator is vergelijkbaar met die van een conventionele mechanische ventilatie, met de opmerkelijke verschil dat het vervallen actief en negatieve druk.

Om goed te controleren van de hoeveelheid van PFC in de longen, wordt het vloeibare ventilatie altijd gecontroleerd volumeprocent, dat wil zeggen de in- en uitgeademde volumes zijn vereist door het apparaat. Als de clinicus geen wijzigingen in longvolume wenst de ingeademde volume is gelijk aan het volume verlopen, dan is de gebruikelijke huidige volume bij conventionele mechanische ventilatie. Als de arts wil het volume van PFK's in de longen veranderen, moet het pompsysteem ademen meer of minder dan PFK je eruit.

Als VMC moet de vloeistof ventilatie druk beperkt tot de overdruk in de luchtpijp op inspiratie en de ineenstorting van de trachea eind voorkomen. Deze vorm van bescherming wordt gegarandeerd door de uitvoering van de druk grenzen. In feite, als de drempels zijn bereikt, de huidige fase onderbroken en wordt een alarm afgegeven.

Het bereiken van de maximum druk waarbij optimaal cyclus te vermijden, is het mogelijk om de geregelde soort drukbeademing modi. In dit geval, terwijl de extractie van het vervallen volume op een negatieve referentiedruk de vloeistof-regulerende respirator instillatie ingeademde volume bij een constante druk positieve referentie.

  • De instelling Pref, i is gelijk aan de instelling van de positieve inspiratiedruk gebruikt VMC in de druk beademing modus, behalve dat het geïnspireerde volume onder controle in de VLT blijft.
  • Instellen Pref, e is vergelijkbaar met het instellen van de positieve expiratoire druk gebruikt in VMC in alle modi. Maar de parallelle uiteinden er omdat Pref, e negatief is voor het besturen van een pomp, terwijl de PEP positief voor het sturen van een klep.

Volgens deze nomenclatuur, moet een vloeistof beademingsmodus worden geregeld volume en beperkte druk; inspiratoire en expiratoire fase kan de druk worden geregeld.

Filter, warmte en condenseren de PFC

PFC verwijderd longen vereist de volgende activiteiten in aanvulling op de zuurstofvoorziening:

  • PFC filter verwijderd longen voordat herinvoering van deze;
  • PFC verwarmen tot lichaamstemperatuur;
  • Condenseren van de PFC verdampt als het is een broeikasgas.

Het voorbeeld van een technologie

De animatie hierboven cons illustreert de werking van een vloeistof op een gasmasker complete cyclus. In dit geval is een inrichting met twee onafhankelijke pompen, zuigers, een bel oxygenator, een condensor, een verhittingselement 4 en kleppen. De patiënt ventilator-interface is een endotracheale buis aangesloten op de "Y" en geïnstrumenteerd met een druksensor.

Standaard cyclus

Een cyclus is onderverdeeld in vier stappen:

  • De inspiratie pompt een volume van PFC in de longen, en tegelijkertijd het verstrijken pomp levert de PFC in de oxygenator via het filter. De inspiratie pomp wordt geregeld in het debiet, de druk en de beperkte tijd. Beide pompen niet altijd vullen hun werking tegelijkertijd. PFC stroomt door de oxygenator, waarbij hij uitwisselt koolstofdioxide door een mengsel van lucht en zuurstof. Ook wordt verwarmd te handhaven op lichaamstemperatuur. Tenslotte wordt opgeslagen in de buffertank.
  • Aan het einde van het inademen, het longvolume maximaal is tijdens de inspiratoire pauze. Het meten van de druk is de PEIP.
  • het verstrijken pomp onttrekt een volume van PFC en tegelijkertijd de inspiratie pomp het huidige volume van PFC uit de buffertank vult. De expiratie pomp wordt geregeld in druk, beperkt door de druk en tijd. Beide pompen niet altijd vullen hun werking tegelijkertijd.
  • Aan het eind van de uitademing, het longvolume op zijn minimum tijdens de expiratoire pauze. Meten van de druk PEEP.

Ademhalingsparameters

De gebruikersinterface kan de operator verschillende ventilatoire parameters opgeven:

  • de referentiedruk tijdens de uitademing op de wijze van een drukgestuurde verlopen. Deze modus is gebaseerd op de onderwerping van de druk gemeten aan de vereiste druk;
  • ademvolume van PFC, waarvan het volume van PFC hernieuwde elke cyclus;
  • de gewenste druk bij het verstrijken break of PEEP,. Dit wordt bereikt door regelen van het volume van PFC in de longen eind expiratie;
  • het zuurstofpercentage in de PFC;
  • PFC temperatuur;
  • de frequentie van de ring;
  • hoge en lage druk grenzen toegestaan;
  • de duur van de inspiratoire en expiratoire fase.

De gebruikersinterface wordt weergegeven:

  • druk curves, flow en volume versus tijd;
  • de gemeten druk, zoals PEIP en PEEP;
  • het volume van PFC daadwerkelijk ingeprent en uit de longen;
  • long naleving;
  • PFC temperatuur;
  • O2 concentratie in de PFC;
  • verschillende alarmen of waarschuwingen aan de operator begeleiden.

Mogelijke toepassingen

Veel onderzoek suggereren verschillende mogelijke therapeutische toepassingen voor het totale vloeibare ademhaling met een gasmasker vloeistof.

Alternatief voor conventionele mechanische ventilatie

Ondanks de recente vooruitgang van conventionele mechanische ventilatie sterfte door acute respiratory distress syndrome optimaliseren blijft hoog. Aldus ademnoodsyndroom bij pasgeborenen blijft een ziekte met een gemiddelde mortaliteit van 20%. Bijgevolg is de zoektocht naar een alternatief voor conventionele mechanische ventilatie blijft actueler dan ooit.

Gedeeltelijk vloeistof ademhaling werd samenvatten een conventionele gas ventilator op de longen gedeeltelijk gevuld met PFC is het onderwerp van talrijke studies die aantonen dat het voordelig en gebruikt op een veilige manier op mensen kan zijn. Echter, een multi-center internationale studie ter evaluatie van de gedeeltelijke vloeibare ademhaling in acute respiratory distress syndrome bij volwassenen niet tot een voordeel in termen van mortaliteit. De resultaten van deze klinische studie gidsen en stimuleert onderzoek totale vloeibare ademhaling die werkzaamheid hoger is dan de partiële gedemonstreerd maar vereist een fluïdum respirator.

Therapeutische wassen luchtweg

Het masker maakt de therapeutische vloeistof wassen van de luchtwegen, zonder formele apneu. A long lavage toepassing bij pasgeborenen betrekking Bij meconiumaspiratiesyndroom. Dit syndroom, dat resulteert uit meconium aspiratie tijdens de geboorte van de pasgeborenen, kan in het ergste geval vereist cardiopulmonale ventilatie ECMO wanneer de pasgeborene in aanmerking. Aangezien dierproeven de relevantie van long lavage vloeistof door respirator bij SAM hebben aangetoond, kan het een alternatieve behandeling in intensive care eenheden neonatologie worden.

Oorzaak therapeutische hypothermie

Een actuele uitdaging voor onderzoek naar onderkoeling is om strategieën te induceren meer snelle afkoeling dan momenteel induceert klinisch tot de onderkoeling verkregen voordeel te verhogen. De PFC, kan koudedragers worden gebruikt om snel te evacueren de lichaamswarmte "met behulp van" de longen als een warmtewisselaar met behoud van de normale gasuitwisseling. Derhalve toediening van een PFC tot een temperatuur beneden lichaamstemperatuur is het mogelijk om een ​​snelle daling bloedtemperatuur veroorzaken, en de verschillende organen aldus plaatsen van het lichaam in het therapeutische hypothermie. De inductie van therapeutische hypothermie gemodereerd door het totale vloeibare ademhaling experimenten laat een zeer snelle koeling en andere therapeutische voordelen in termen van cardiovasculaire bescherming en neuroprotectie na een hartstilstand. Een dier experiment toonde het beschermende effect van een dergelijke snelle afkoeling bij myocardiaal infarct.