أجهزة التنفس الاصطناعي

آلية التنفس :

إن دخول الهواء إلى الرئتين وخروجه منهما ناتج عن التغير الحاصل في الضغط داخل التجويف الصدري وبسبب اتساع التجويف الصدري الذي ينتج عنه الإقلال في الضغط السلبي في التجويف الجنبوي ، وهذا يسمح للرئتين بالتمدد والاتساع ويقلل الضغط داخلها موازنة مع الضغط الجوي ويسبب الفرق بين الضغطين دخول الهواء إلى الأسنان عبر الامرارات التنفسية وتسمى تلك بالشهيق وهي عملية فاعلة لأنها ناتجة عن جهد عضلي ، وفي نهاية الشهيق يتساوى الضغط الجوي مع الضغط داخل الأسنان ، أما عملية خروج الهواء من الرئتين فتسمى بالزفير وتنتج عن ارتخاء العضلات الشهيقية وعودة التراكيب المرنه للرئتين والصدر لوضعهما الطبيعي مما يسبب الإقلال من حجم الرئتين وزيادة الضغط فيهما مسبباً طرح الهواء إلى الخارج ، وعملية الزفير هي عملية منفعلة في التنفس الاعتيادي الهادئ لأنها لا تحتاج إلى جهد عضلي وتنتج عن ارتخاء العضلات الشهيقية .

تمثل عضلات الحاجب أهم العضلات التنفسية حيث يزداد البعد العمودي للتجويف الصدري نتيجة لتقلصها وان حوالي 60 % من الهواء المستنشق يعود لعمل تلك العضلة أما العضلات الشهيقية الأخرى فهي العضلات الوربية الخارجية وينتج عن تقلصها زيادة في البعد العرضي والأمامي الخلفي للتجويف الصدري ومن الملاحظ أن توسع الرئة لا يكون بحالة متجانسة في جميع الاتجاهات إذ أن التوسع الأكبر يحدث في الأجزاء السفلية والخارجية من الرئة لهذا إن أعداد كبيرة من الأسنان في الجزء العلوي تكون تهويتها قليلة .

إن عملية الزفير في الأحوال الاعتيادية تنتج عن ارتخاء العضلات الشهيقية ولكن في حالة زفير قوي تستخدم عضلات إضافية لتعزيز عملية الزفير كالعضلات الوربية الداخلية والعضلات البطنية والعضلات المنشارية الخلفية السفلية .

إن معدل عدد مرات التنفس في الدقيقة الواحدة يتراوح بين 15 – 18 مره في الدقيقة وتشمل المره الواحدة دخول الهواء إلى الرئتين وخروجه منها أي تكون ذات حركة مزدوجة ولكن عدد مرات التنفس في الأطفال المولودين حديثاً يتراوح بين 35 – 50 مرة في الدقيقة ومع تقدم العمر يقل عددها أي بعد سنة تصبح حوالي 30 مرة في الدقيقة . وهناك العديد من الحالات التي تزيد من سرعة التنفس مثلا تزداد سرعة التنفس أثناء التمارين الرياضية وكذلك تصاحب الزيادة في عملية الايض كما أن سرعة التنفس تزداد في بعض الحالات المرضية كالزيادة في إفرازات الغدة الدرقية .

متحسسات المرسمة التنفسية للمانعة

وتستعمل هذه المتحسسات لتسجيل حركات الصدر عند التنفس والتي نستعمل فيها قياس ممانعة التيار المتناوب عبر الصدر والتي تتغير مع الحركة التنفسية .وتوجد هذه التقنية في العديد من أجهزة مراقبة التنفس أو أجهزة التنبية التنفس .وتستعمل إشارة متناوب بفولتية واطئة وبتردد ( 50 – 500 كيلو هرتز ) مزودة بأقطاب سطحية على صدر المريض من نفس النوعية التي تستعمل في أجهزة تخطيط القلب ECG بحيث تربط مقاومة ذات قيمة عالية على التوالي مع كل قطب من الأقطاب تحدث تيار متناوب ثابت .

عمل الجهاز وأجزائه الرئيسية :

إن معظم الاستعمالات لجهاز التنفس تكون بعد العمليات الكبرى التي تستغرق وقتا طويلا كأمراض القلب والشرايين وغيرها ويتألف الجهاز من جزأين رئيسين :

1. الجزء الميكانيكي ( وحدة تنفس )
2. الجزء الالكتروني

أولا الجزء الميكانيكي :

ويحتوي على الأجزاء التالية :

• أنابيب دخول وخروج الهواء
• مقياس للضغط
• وحدة تنظيم الضغط
• صمامات للسيطرة على دخول الهواء
• محولي طاقة

ثانيا الجزء الالكتروني :

ويتألف من الأجزاء التالية :

• وحدة المراقبة وهي من أهم الأجزاء الموجودة
• وحدة تنظيم الشهيق
• دائرة التوقيت
• مولد الإشارة القياسي
• وحدة تجهيز القدرة

وهذا الجزء الالكتروني بالغ الأهمية في الجهاز ، إذ يقوم بعملية مقارنة مستمرة لعملية دخول الهواء وخروجه ومقارنتها مع القيم الأساسية المعطاة من قبل الطبيب ، واهم تلك المقارنات الحاصلة مع مقياس الضغط ومحولات الطاقة مع القيم القياسية المعطاة ويمكن إضافة بعض الأجهزة إلى وحدة التنفس مثل وحدة قياس ثاني أكسيد الكربون ووحدة قياس الفعاليات الميكانيكية للرئة ووحدة قياس الضغط أو وحدة قياس الموجات القلبية ECG وغيرها .

منظومة إعطاء الأوكسجين للمريض

ويتألف هذا الجهاز من:

1. المنظم: وهو ميكانيكي الصنع في الأجهزة القديمة ,اليكتروني في الأجهزة الحديثة ويقوم بعملية تنظيم كميات الأوكسجين الداخله إلى المريض ويكون متوسطة تقريبا من (5-15 لتر)
2. المرطب: وهو من الأجزاء المهمة في الجهاز حيث يتألف من وعاء بلاستيكي تجنبا لمخاطر الأوكسجين الجاف إن استعمل لمدد طويلة.
3. منظومة الإنذار: حيث تصدر هذه المنظومة صافرة إنذار صوتي وضوئي عند نفاذ الأوكسجين أو عند انسداد مجرى الأوكسجين .
4. مصفي أو فلتر:يقوم بتصفية الأوكسجين الداخل إلى الجهاز من الغبار أو الأتربة المترسبة.

منظومة اوكسيد النيتروز:

إن أجزاء هذه المنظومة مشابه لأجزاء منظومة الأوكسجين ماعدا بعض الاختلافات البسيطه مثل:

1. الخزانات الرئيسية لإعطاء أكسيد النيتروز تكون اصغر بكثير من منظومات الأوكسجين لانحصار الاستعمال في أماكن محدودة.
2. إن أكسيد النيتروز يكون في حالة سائلة عكس الأوكسجين الذي يكون في حالة غازيه لذا تكون مراقبة أكسيد النيتروز اكبر.
3. إن الأوكسجين وأكسيد النيتروز يعطى للمريض عن طريق صمامين يعملان على مبدأ (الطريق الواحد بلا رجعه احدهما الشهيق والأخر الزفير)
4. إن صمام الزفير يحتوي في احد أجزائه على مادة الكربون تقوم هذه المادة بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وتحرير غاز أكسيد النيتروز ليرجع إلى الجهاز.

والطريقة الثانية هي عملية وضع نقطة تصفية داخل الصمام تقوم بعكس العملية الأولى , فتسحب اوكسيد النيتروز ,وتخرج ثاني أكسيد الكربون إلى الخارج.

الأعطال الشائعة في الجهاز:

1. أعطال المتحسسات نتيجة كثرة استخدام الجهاز فيسبب حملا زائدا عليها والعلاج يكون بتبديل المتحسس وهو الطريق الأسلم.
2. أعطال المنظمات الميكانيكية ,وهي كثيرة العطل نتيجة الاستعمال الزائد أو قلته ,مما يؤدي إلى تراكم الصدأ عليها والغبار ,فتفقد حساسيتها , والعلاج يكون بتنظيم الاستعمال بحيث يكون استعمالا صحيحا على فترات منتظمة وعمل صيانة وقائية للمفاتيح وتنظيفها باستمرار.
3. يجب ملاحظة المرشحات باستمرار ومراعاة انتهاء عمر المرشح وتبديله.
4. وجود خلل في وحدة تنظيم ضغط الغاز مما يؤدي إلى خلل في عملية التنظيم وهي شائعة وكثيرة العطل كذلك الأنابيب المتصلة بها وبإمكاننا إن نسد الثقب بواسطة مواد لاصقة قوية فإذا لم تنفع فعلينا تبديلها.
5. أعطال في وحدة تغذية الغاز للمريض ومعظم أعطالها ميكانيكية أو عطل دائرة تسبق هذه الدائرة.

المصدر " كتاب تكنولوجيا الأجهزة الطبية للمؤلف المهندس احمد إبراهيم"