دستگاه تنفس مصنوعی

دستگاه تنفس مصنوعی یا وِنتیلاتور (به انگلیسی: medical ventilator) دستگاهی است که کار تنفس را برای بیمارانی که به‌طور موقت یا دائم دچار مشکلات تنفسی هستند انجام می‌دهد. به عبارت دیگر در ریه می‌دمد و درنگ می‌کند و بازدم خودبه‌خود انجام می‌شود.^[۱] آغاز تهویهٔ مصنوعی با لوله‌گذاری تراشه فراهم می‌شود. پس از آن با استفاده از دستگاه‌های پیش‌رفته که امروزه تحت کنترل ریزپردازنده‌ها هستند^[۲] تنفس مصنوعی برای بیمار شروع می‌شود.^[۳]

دستگاه تنفس مصنوعی یا ونتیلاتور ساخت شرکت بنت مدل ۸۴۰

تاریخچهٔ کاربرد دستگاه تنفس مصنوعی

تاریخچهٔ تنفس مصنوعی به حدود ۸۷۰ سال پیش از میلاد مسیح برمی‌گردد. در سال ۱۵۳۰ پاراسلسوسِ سوئیسی، با به کاربردن دَم آهنگری و گذاشتن آن در دهان بیمار و دمیدن آن، به ریه‌ها هوا رساند.^[۴][۵] فارست برد آمریکایی نخستین دستگاه تنفس مصنوعی مدرن بنام Bird Mark 7^[۶] را در دوران جنگ جهانی دوم ابداع کرد.^[۷][۸]

در ایران کاربرد دستگاه‌های گوناگون ونتیلاتور پیشینه‌ای بیش از ۵۰سال دارد. امروزه پیشرفته‌ترین مدل این سازو کارها در بیمارستان‌های ایران به کار می‌رود.^{[۹][۱۰][۱۱]}

انواع ماشین‌های تهویهٔ مصنوعی

امروزه انواع گوناگونی از وِنتیلاتورها در دسترسند. انتخاب وِنتیلاتور بستگی به شدت روند بیماری، طول مدت حمایت تهویه‌ای، سطح هشیاری بیمار، امکانات بیمارستان و… دارد. پس ماشین‌های تهویهٔ مصنوعی به دو نوع دسته‌بندی می‌شوند:^{[۱۲][۹][۱۳][۱۴]}

۱. ونتیلاتورهای فشار منفی

نخستین ماشین‌های تهویهٔ مصنوعی‌ای که اولین بار در همه‌گیری فلج اطفال طرح‌ریزی و ساخته شدند و مورد استفاده قرار گرفتند. این وِنتیلاتورها به‌شکل محفظه‌ای هستند که تمامی اطراف قفسهٔ سینه یا بدن (به‌جز سر و گردن) را می‌پوشانند. در زمان دَم، هوای درون محفظه تخلیه شده، منجر به ایجاد فشار منفی در درون محفظه گردیده، پس از آن موجب کشیده شدن دیوارهٔ قفسهٔ سینه به بیرون و اتساع آن می‌شود.

مزایا

1. نیاز نداشتن به وجود راه هواییِ مصنوعی و پیشامدهای پس از آن.
2. اصلاح اکسیژناسیون در بیماران دارای تنفس ارادی همراه با کاهش کیفیت و کارایی تنفس مانند بیماری‌های مزمن انسدادیِ ریه.
3. کاهش نیاز به استفاده از شل کنندهٔ عضلانی.
4. کاهش کار تنفس در درمان متناوب برای حمایت از تهویه به‌صورتی که عضلات تهویه‌ای بتوانند استراحت کنند.

معایب

1. استریل کردن و حفظ استانداردهای بهداشتی با آن سخت است.
2. موجب کاهش تحرک بیمار و زمینهٔ ابتلاء به عوارض ناشی از بی‌حرکتی می‌شود.
3. فشار منفی ایجادشده در زیر محفظه موجب بروز عوارض بر روی سایر سیستم‌ها (دستگاه‌های) بدن می‌شود.
4. انجام مراقبت‌های پرستاری از بیمار در زیر وِنتیلاتور مشکل است.
5. در هر نوع نارسایی تنفسی نمی‌توان از آن استفاده کرد.
6. نوع جلیقه‌ایِ آن می‌تواند موجب زخم فشاری شود.

۲. ونتیلاتورهای فشار مثبت

وِنتیلاتورهای فشار مثبت در زمان دَم، گاز را با فشاری بیشتر از فشار اتمسفر به درون ریه‌ها به جریان انداخته، یک فشار آلوئولی مثبت ایجاد می‌کند و موجب گستردگی و اتساع قفسهٔ سینه می‌شوند. در این نوع تهویه، تعبیه و قراردادن راه هواییِ مصنوعی یا همان لولهٔ تراشه یا تراکستومی کاف‌دار، ضروری است تا جریان هوا با حجم موردنظر به‌طور کامل در زمان دَم با فشار مثبت وارد ریه‌ها شود. این نوع وِنتیلاتورها چهار فاز اصلی دارند که بایستی کامل گردد تا یک سیکل وِنتیلاتوری برای بیمار فراهم آید:

1. دَم
2. تغییر دَم به بازدم
3. بازدم
4. تغییر از بازدم به دَم

انواع ونتیلاتورهای فشار مثبت

1. ونتیلاتورهای فشار ثابت
2. ونتیلاتورهای حجم ثابت
3. ونتیلاتورهای زمان ثابت
4. ونتیلاتورهای فرکانس بالا

ونتیلاتورهای فشار ثابت

این ونتیلاتورها حجم جاریِ ثابت را زمانی پایان می‌دهند که فشار راه‌های هواییِ بیمار به حد ازپیش تنظیم‌شده برسد؛ بنابراین، با تنظیم مقادیر بالاترِ فشار بر روی دستگاه، می‌توان حجم بیشتری را به ریه‌ها رساند. فشار راه‌های هوای بیمار در این نوع تهویه ثابت (برابر با فشار تنظیمی بر روی دستگاه) و حجم متغیر است.

ونتیلاتورهای حجم ثابت

در این ونتیلاتورها مرحلهٔ دَم یا جریان گاز به داخل ریه‌ها زمانی پایان می‌پذیرد که حجم ازپیش تنظیم‌شده بر روی دستگاه، در داخل ریه‌ها گنجانده شود. ونتیلاتور رساندن حجم را تا رسیدن به حجم تنظیمی ادامه خواهد داد که یکی از مزیت‌های بارز این مُدهاست، زیرا پیش از سایر مدها توانایی کنترل تهویه و اکسیژناسیون را دارد و حجم ازپیش تنظیم‌شده را (با فشارهای متفاوت) به ریه‌های بیمار تحویل می‌دهد و همین مزیت دلیل کاربرد گسترده از این ونتیلاتورها در کنترل بیماران دچار اختلالات حاد تهویه‌ای است. از معایب این ونتیلاتور این است که ممکن است فشار راه‌های هوایی را در حد مقادیر خطرناک بالا برده و بیمار را در معرض خطر ابتلاء به باروتروما قرار دهد. در ونتیلاتورهای امروزی در صورت تنظیم کردن مناسب دستگاه و آلارم‌ها چنین مشکلی رخ نمی‌دهد لذا تنظیم کردن آلارم‌ها و مقادیر بسیار مهم می‌باشد.

ونتیلاتور زمان ثابت

به‌دلیل تحت کنترل بودن زمان، سرعت جریان بایستی به گونه‌ای تنظیم شود که حجم جاری موردنظر در آن زمان وارد ریه‌ها شود. از این ونتیلاتورها به ویژه در تهویهٔ ریهٔ کودکان و نوزادان استفاده می‌شود.

حجم جاری = سرعت جریان × زمان

ونتیلاتورهای فرکانس بالا

از ونتیلاتورهای نوینی هستند که می‌توانند حجم‌های جاری کوچک (۵–۱ میلی‌لیتر بر کیلوگرم یا در حدود ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌لیتر بر کیلوگرم) را با فرکانس بالا (از ۱۵۰ سیکل در دقیقه یا ۲۰ دور در ثانیه) در اختیار ریهٔ بیمار قرار دهند.

جستارهای وابسته

• تنفس مکانیکی
• احیای قلبی ریوی
• کما
• بخش مراقبت‌های ویژه
• پوریتان بنت

منابع

1. NHLBI. "VENTILATOR/VENTILATOR SUPPORT: What Is a Ventilator?". National Heart, Lung, and Blood Institute (به انگلیسی). Retrieved 2020-06-10.
2. Microprocessor-controlled ventilator system and methods (به انگلیسی), 1996-05-16, IFI CLAIMS Patent Services, retrieved 2020-06-10
3. Bhakti K. Patel , MD, University of Chicago. «Overview of Mechanical Ventilation - Critical Care Medicine». Merck Manuals Professional Edition (به انگلیسی). دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۶-۱۰.نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (رده)
4. J. Anaesth (۲۰۰۴). «MECHANICAL VENTILATION-PAST, PRESENT AND FUTURE» (PDF). Indian Journal of Anaesthesia. بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۲۳ نوامبر ۲۰۱۵.
5. Kacmarek, Robert M. (2011-08-01). "The Mechanical Ventilator: Past, Present, and Future". Respiratory Care (به انگلیسی). 56 (8): 1170–1180. doi:10.4187/respcare.01420. ISSN 0020-1324. PMID 21801579.
6. "Bird Mark 7 Respirator". Wood Library-Museum (به انگلیسی). Retrieved 2020-06-10.
7. «مبدع تنفس مصنوعی درگذشت». ایرنا. ۱۴ مرداد ۱۳۹۴. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۶-۱۰.
8. Westhorpe, R. N.; Ball, C. (2012). "The Bird Ventilator". Anaesthesia and Intensive Care (به انگلیسی). 40 (4): 585–585. doi:10.1177/0310057X1204000401. ISSN 0310-057X.
9. علی جهاندیده, رستم; ماهوری, علیرضا; غنی‌زاده, مهدی (۱۳۸۹). "مقدمه‌ای بر ماشین‌های تهویه مکانیکی در پزشکی" (PDF). اداره تجهیزات پزشکی دانشگاه علوم پزشکی ارومیه. Archived from the original (PDF) on 24 May 2015.
10. نویدبخش مهدی، فرزاد فواد (۱۳۸۲). «ارایه روشی جهت محاسبه و نمایش مقادیر و نمایش مقادیر لحظه ای پارامترهای تنفسی بیمار در دستگاه ونتیلاتور». SID.ir. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۴-۰۱.
11. «نسخه آرشیو شده» (PDF). بایگانی‌شده از اصلی (PDF) در ۶ فوریه ۲۰۲۲. دریافت‌شده در ۱ آوریل ۲۰۲۰.
12. Skinner, M (1998). "Ventilator function under hyperbaric conditions". South Pacific Underwater Medicine Society Journal. 28 (2). Archived from the original on 22 November 2008. Retrieved 2016-03-25.
13. Stahl, W.; Radermacher, P.; Calzia, E. (2000). "Functioning of ICU ventilators under hyperbaric conditions--comparison of volume- and pressure-controlled modes". Intensive Care Medicine. 26 (4): 442–448. doi:10.1007/s001340051179. ISSN 0342-4642. PMID 10872137.
14. David J Pierson. "Mechanical Ventilation pimer- Clinical Respiratory Diseases & Critical Care Medicine, Seattle - Med 610". University of Washington School of Medicine (به انگلیسی). Retrieved 2020-06-10.

پیوند به بیرون

• کرونا؛ دستگاه‌های تنفس در خانه و بیمارستان، آنچه باید بدانیم
• اختراع دستگاه تنفس مصنوعی