Аппарат для дыхания кислородом под водой

Кислородное оборудование: дышать на высоте и в глубине

Фото: «Технодинамика»

Недостаток кислорода в полете может привести к эйфории с последующей потерей сознания. Чтобы этого не допустить, необходимо использовать специальные авиационные кислородные маски, приборы и системы.

Кислородное оборудование холдинга Ростеха «Технодинамика» представлено на бортах различных самолетов и вертолетов. Крупнейшая маркетинговая компания MarketsandMarkets назвала холдинг одним из ведущих мировых производителей кислородных систем для авиации. Впрочем, оборудование холдинга помогает дышать не только пилотам и пассажирам на большой высоте, но и подводникам и аквалангистам на большой глубине.

Для чего нужно кислородное оборудование?

Известно, что в тех слоях атмосферы, где летают гражданские и военные самолеты, состав воздуха постоянен. Благодаря томe, что атмосфера находится в движении, воздух перемешивается, и содержание кислорода составляет одни и те же 21%. Для чего же тогда при полетах на больших высотах нужно использовать специальное кислородное оборудование?

Для нормального дыхания важно не только количество кислорода в воздухе, но и его парциальное давление. Это часть общего давления, которая приходится на долю кислорода в газовой смеси. Парциальное давление влияет на переход кислорода из воздуха в кровь. Чем дальше человек находится от земли, тем парциальное давление меньше. Кровь хуже насыщается кислородом, и наступает кислородное голодание, что в свою очередь приводить сначала к снижению работоспособности, а затем – к обмороку.

Ученый и естествоиспытатель Иван Сеченов, основатель высотной физиологии, так описал признаки гипоксии (кислородного голодания): вялость, сонливость, затруднение в распределении и переключении внимания. В некоторых случаях вместо вялости может, наоборот, наблюдаться эйфория, ослабляющая критическое мышление, что особенно опасно для летчиков.

Признаки высотной болезни были известны еще до первых полетов. Гипоксия долгое время сдерживала альпинистов в покорении главных вершин мира. В комплексе с другими факторами она вызывала горную болезнь. В среднем жители равнинной местности начинают испытывать воздействие высоты уже на уровне 3000 м. Пассажирские самолеты сегодня летают на высоте около 10000 м, а военные – еще выше. Поэтому с развитием авиации вопрос борьбы с высотной болезнью стал еще более актуальным.

Как устроено кислородное оборудование

Начиная с высоты 5000 метров полеты возможны только с использованием герметической кабины, скафандра или кислородных приборов. Авиационное кислородное оборудование увеличивает процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе. Такое оборудование устанавливается на все летательные аппараты, поднимающиеся выше 4000 м.

В состав кислородного оборудования входят баллон с запасом кислорода, кислородный прибор, соединительные трубки и маска со шлангом. В современных самолетах часто вместо баллонов используется кислородная система, которая вырабатывает кислород из воздуха.

Для непродолжительного использования применяются кислородные маски открытого типа. Их можно увидеть на учебных и транспортных самолетах, а также в качестве средства спасения в составе ранцевых парашютных приборов. Более современной системой является клапанная маска с герметичным прилеганием к лицу. В этом варианте, в отличие от открытой маски, кислород подается не постоянно, а только во время вдоха.

При полетах на высоте более 12000 метров необходимо повышать давление, с которым подается кислород. Но при повышенном давлении нарушаются процессы перехода кислорода в кровь и выделения из нее углекислого газа. Чтобы уравновесить этот эффект, нужно создать обратное внешнее давление. Для этого пилоты надевают специальные компенсирующие костюмы, плотно облегающие тело в области груди, рук и ног. Чтобы привыкнуть к такой одежде, нужно выполнять упражнения на укрепление дыхательных мышц.

«Технодинамика» в небе

Одним из основных производителей кислородного оборудования в России является научно-производственное предприятие «Звезда» (входит в холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех). Холдинг выпускает кислородные системы и кислородно-дыхательную аппаратуру для всех типов военных и гражданских самолетов и вертолетов. Эти устройства обеспечивают экипаж и пассажиров кислородом как в штатном режиме, так и в экстремальных ситуациях − при разгерметизации салона, при пожаре или катапультировании.

Для гражданских самолетов всех типов «Технодинамика» выпускает кислородную систему экипажа и пассажиров. Для экипажа используются полнолицевые маски и кислородный блок с электронным контролем открытого положения. В случае аварийных ситуаций пассажиры обеспечиваются персональными кислородными масками. Встроенный микропроцессор пассажирского блока осуществляет управление и полный автономный контроль работоспособности с обменом информации по цифровому протоколу. Вся система контролируется блоком электронного управления, связанным с авионикой самолета.

Фото: «Технодинамика»

Кислород для системы хранится в баллонах с термокомпенсированным контролем запаса, цифровыми датчиками и обменом информации. Подача кислорода регулируется устройством дистанционного управления с ручным и электронным управлением. Если во время обычного полета кому-то из пассажиров не хватает воздуха, используется переносное кислородное оборудование.

Также «Технодинамика» выпускает кислородное оборудование для военной авиации. Система КС-129 может снабжать кислородом одного или двух пилотов самолетов фронтовой авиации при полетах на высоте до 20 км, система КС-130 − до 12 км. Особенностью систем является способ получения кислорода – он продуцируется из сжатого воздуха, отбираемого от компрессора двигателя самолета. Таким образом, самолеты, использующие это оборудование, обладают неограниченным запасом кислорода и менее зависимы от наземных служб. Системы «Технодинамики» стоят на самолетах Як -130, МиГ-29К(КУБ), МиГ-29UPG, МиГ-35, Су-30МКМ, Су-30МКИ(А), Су-35 и др.

«Технодинамика» под водой

Кислородное оборудование «Технодинамики» так же широко используется подводниками и аквалангистами. Одна из разработок НПП «Респиратор», входящего в холдинг − воздушно-дыхательный аппарат ШАП-Р, предназначенный для обеспечения дыхания водолаза при выполнении им работ на глубинах до 60 м с легочной вентиляцией до 60 л/мин при работе в шланговом варианте, а также в автономном варианте и для экстренных всплытий. Аппарат используется службами МЧС и может работать в условиях сильных загрязнений, например, при разливе нефти. Все узлы аппарата собраны в ударопрочный пластиковый корпус. Его компактные размеры позволяют выполнять подводные работы даже в стесненных условиях.

Еще одна модель «Респиратора» – воздушно-дыхательный аппарат АВМ-15. Этот акваланг предназначен для обеспечения дыхания при выполнении подводно-технических, аварийно-спасательных и других видов водолазных работ в автономном и шланговом варианте на глубине до 60 метров. В модели АВМ-15 используются два баллона емкостью по 7 литров. Кроме сжатого воздуха здесь применяется обогащенная кислородом дыхательная газовая смесь, что значительно повышает эффективность водолазных работ.

АВМ-15, кроме простоты и надежности, обладает некоторыми отличительными характеристиками, которые обеспечили ему особую популярность. В частности, в состав аппарата входит запатентованное сигнальное устройство «пузырькового» типа, сигнализирующее об израсходовании основного запаса воздуха. Кроме того, аппарат при подключении к нему второго легочного автомата обеспечивает дыхание двух водолазов одновременно. Незамерзающий АВМ-15 был успешно испытан в Антарктике, использовался в числе изделий для подводных погружений в экспедициях проекта «13 морей России».

Кроме АВМ-15, у «Технодинамики» есть аппарат, созданный специально для погружения в холодную воду − АВМ-21 «Морж». При низких температурах выдыхаемый водолазом воздух имеет 100-процентную влажность. Это может стать причиной обмерзания легочного аппарата и, как следствие, перекрытия подачи дыхательной смеси или перехода на постоянную подачу. Благодаря современным техническим решениям «Морж» успешно справляется с данной проблемой. Новый легочный автомат ЛАМ-21 и редуктор ВР-172 рассчитаны на работу при температурах воды до -4 градусов по Цельсию. Для повышения надежности «Морж» снабжен двумя дыхательными трактами, которые могут подключаться к баллонам аппарата независимо друг от друга.

Источник

Сатурация при коронавирусе

Сатурация (англ. saturation — «насыщенность») крови кислородом показывает, сколько этого жизненно важного для органов газа на данный момент содержится и циркулирует в крови. Показатель выражается в процентах. Низкая сатурация, в том числе при коронавирусе, указывает на гипоксемию, которая требует срочных действий. Необходимо поднять уровень кислорода в легких и крови, чтобы предотвратить осложнения, а иногда и сохранить пациенту жизнь.

Сатурация крови кислородом измеряется специальным прибором — пульсоксиметром. С помощью этого экспресс-анализа врачи скорой помощи могут получить объективную информацию о состоянии дыхательной и кровеносной системы больного, а также оперативно принять решение о госпитализации и кислородной поддержке. Быстро сделать КТ легких не всегда представляется возможным. Если при COVID-19 у пациента явно снижена сатурация, это с наибольшей вероятностью говорит о вирусном поражении легких — пневмонии.

Измерение сатурации крови кислородом прибором пульсоксиметром позволяет бригадам скорой помощи определить тяжело больных пациентов с вероятно обширным поражением легких, вызванных COVID-19, а также оперативно принять решение о госпитализации и необходимой дополнительной кислородной поддержке.

Если у больного коронавирусом есть такой прибор дома, то он может проводить мониторинг самостоятельно, однако важно понимать, что пульсоксиметрия (измерение сатурации) не заменит визуальной оценки состояния легких (КТ легких), а неправильная интерпретация этого показателя может только напугать пациента, ввести в заблуждение бригаду скорой помощи или стоить больному жизни.

Пациенту с новой коронавирусной инфекцией и медикам нельзя ориентироваться исключительно на показатель сатурации — результат измерения сильно зависит от ряда сторонних факторов: чувствительности прибора, освещения, цвета кожи больного. Между тем, если опираться на этот показатель как на основной (без спирометрии и КТ) велика вероятность неадекватной оценки здоровья человека — при тяжелой пневмонии сатурация может некоторое время держаться в норме, а потом резко упасть. В ночное же время сатурация снижается даже у здорового человека.

В этом материале мы разберем основные вопросы, связанные с сатурацией при коронавирусе.

Что такое сатурация?

Под сатурацией понимается показатель насыщенности крови кислородом, который поступает из легочных альвеол. Вместе с кровью кислород транспортируется к органам и тканям. Снижение сатурации при COVID-19 говорит о гипоксемии, вероятной причиной которой является вирусно-инфекционное поражение легких. Гипотеза может быть подтверждена или опровергнута на компьютерной томографии — в ходе визуальной оценки легких.

Какая норма сатурации у здорового человека?

Нормой для здорового человека считается SpO2 = 95-99 (или 100)%. Норма сатурации крови кислородом зависит от индивидуальных особенностей организма человека, например, от наличия или отсутствия анемии, апноэ, хронических заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, вредных привычек, возраста. Ночью у каждого человека сатурация снижается, причем различия бывают существенными. Например у людей с хроническими заболеваниями дыхательной системе (ХОБЛ, апноэ), адаптировавшихся к постоянной нехватке кислорода, показатель может упасть до 90% (в глубокой фазе сна).*

По наблюдениям медиков, работающих в больницах с тяжелобольными пациентами, которые находятся «на кислороде», наиболее опасное время — с 3 до 7 часов ночи. В это время регистрируется наибольшее количество летальных исходов из-за снижения сатурации, точнее из-за кислородной гипоксемии.

R.E. Gries, L.J. Brooks, Normal oxyhemoglobin saturation during sleep. How low does it go? K. Szabó, F. Ihász, The effect of reduced oxygen saturation during sleep on depression, 2020

Почему при коронавирусе снижается сатурация?

Не у всех пациентов при COVID-19 снижается сатурация, а только при развитии осложнения — вирусной пневмонии. Снижение сатурации говорит о вероятной дыхательной недостаточности. Если коронавирусная инфекция проникла к легочной ткани, а иммунитет человека не может справиться с ней, в легких начинается деструктивный процесс — альвеолярные перегородки (и интерстиций) повреждаются и воспаляются, а сами альвеолы заполняются жидким экссудатом — в норме они заполнены воздухом и являются начальным пунктом транспортировки кислорода к органа, в том числе к сердцу и головному мозгу. Поскольку при коронавирусе повреждение бронхиального дерева не наблюдается, снижение сатурации у пациента может говорить о сокращении функциональных участков легочной ткани.

Если при коронавирусе сатурация ниже 95%, больного могут госпитализировать.

Зачем измеряют сатурацию при коронавирусе?

Сатурацию при коронавирусе измеряют, чтобы быстро выявить опасную для жизни гипоксемию. Таким образом определяют тяжесть заболевания и принимают решение о дальнейших действиях: госпитализация, кислородная поддержка, компьютерная томография.

В зарубежной литературе есть термин «тихая гипоксемия» (Silent Hypoxemia), который появился только недавно, в условиях пандемии COVID-19, когда стало ясно, что довольно большой процент пациентов поступает в больницу с острой нехваткой кислорода, непропорциональной симптомам. Выходит так, что больные могут дышать, не задыхаются, сильный кашель и температура отсутствуют, при этом легкие сильно поражены, сатурация критически низкая, и необходим дополнительный кислород.

Может ли пациент с симптомами коронавируса как-то заподозрить у себя нехватку кислорода в связи с пневмонией? Да.

Симптомы снижения сатурации

• Попробуйте задержать дыхание на несколько секунд — если вы не можете не дышать так долго как раньше, и это действие вызывает трудности, имеет смысл измерить сатурацию.
• У вас увеличились частота дыхания и сердцебиения.
• Кожа побледнела и приобрела синеватый оттенок (лицо, губы, кончики пальцев).
• Вы ощущаете сильную усталость и сонливость.
• Болит и кружится голова, появились проблемы с памятью и концентрацией внимания.
• У вас проявляются некоторые симптомы заболевания дыхательной системы: одышка, дискомфорт и непривычные ощущения в грудной клетке, покашливание.

Что делать, если упала сатурация?

Не паникуйте из-за снижения сатурации — нормальные жизненные показатели можно быстро восстановить, и даже значение 70% в течение нескольких дней совместимо с жизнью, причем шансы могут быть даже выше, если у пациента, например, хроническая обструктивная болезнь легких, и к низкому уровню кислорода его организм уже адаптировался. Сатурация может падать несколько дней.

Тем не менее, если при коронавирусе сатурация упала до 95%, 93, 90…%, а все измерения произведены верно (важно проверить, чтобы у пульсоксиметра был адекватный уровень заряда батареи, а сам прибор был зарегистрирован как медицинское изделие, а не приобретен у сомнительного производителя) — необходимо вызвать скорую помощь.

Почему данные пульсоксиметрии могут вводить в заблуждение?

Важно понимать, что на результат пульсоксиметрии могут влиять: чувствительность прибора (в т.ч. заряд батареи), освещение, цвет кожи пациента (чем темнее, тем выше будет показатель, что не отражает реального положения дел).

Понятие «норма сатурации» очень условно. Бывает, что пациенты с признаками коронавирусной инфекции и мобильным неинвазивным аппаратом для измерения сатурации начинают паниковать и звонить в скорую, если кислород в крови опускается, например, до 93%. Для этого обратимся к данным таблицы условной нормы:

Когда нужна госпитализация и кислородная поддержка?

• Если показатель упал до 93%, и больной чувствует себя плохо (выражена гипоксемия, дыхательная недостаточность, респираторная симптоматика).
• При значительном проценте поражения легких на КТ (> 50%, при КТ-3, КТ-4).
• Пожилой возраст пациента.
• Сопутствующие хронические заболевания дыхательной системы.
• Сопутствующие хронические заболевания сердечно-сосудистой системы.
• Изначально низкая сатурация на фоне анемии.
• Беременным женщинам.
• Пациентам с иммунодефицитом.
• Пациентам с ожирением.
• При сахарном диабете.

Снижение сатурации опасно прежде всего для этих групп пациентов.

Если у госпитализированного пациента сатурация низкая и не поднимается даже с кислородом, то согласно действующим рекомендациям врачей-реаниматологов, больному проводится интубация трахеи.

Можно ли самостоятельно быстро поднять сатурацию?

До приезда скорой помощи и оксигенотерапии больной может принять следующие меры:

1. Сделайте дыхательные упражнения

Сядьте прямо, опустите плечи, выпрямитесь и постарайтесь расслабиться.

• Поднимите одну руку вверх и возьмитесь за торшер / перекладину / ручку двери, чтобы зафиксировать положение руки.
• Другую руку положите на диафрагму. Глубоко дышите, приподнимая диафрагму на вдохе.

• Продолжайте держать одну руку вверх, другую держите вытянутой вперед.
• На вдохе поворачивайте корпус в сторону вытянутой прямо руки (если поднята левая рука — поворачивайте корпус влево и наоборот).

• Глубоко дышите с одной поднятой вверх рукой. Рука зафиксирована на любом предмете (торшер) или стене.

Откройте окна и проветрите помещение.

Лежите до 30 минут на животе.

Важно! Пожилым пациентам ввиду индивидуальных анатомических особенностей лежать на животе нельзя — возможно сдавливание дыхательного органа.

Нет данных, что какие-либо медикаменты способны эффективно повысить у больного коронавирусом сатурацию. Однако при отсутствии индивидуальной непереносимости и наличии в домашней аптечке аспирина, допустимо использование этого препарата.

Прием антикоагулянта аспирина ассоциируется со снижением потребности в механической вентиляции легких и в переводе в отделение интенсивной терапии, а также со снижением смертности пациентов, госпитализированных с COVID-19.

В целом, врачи, работавшие с тяжелобольными пациентами, неоднократно отмечали, что оксигенотерапия, а точнее постоянное пребывание пациента «на кислороде» менее эффективно, чем дыхательные упражнения. Больной должен самостоятельно, под контролем медицинского персонала дышать, «разминая» и стимулируя легкие.

Важно!Выполнение популярного упражнения с «надуванием» воздушных шариков не допустимо при поражении легких КТ-2, КТ-3, КТ-4 и особенно у пожилых пациентов, поскольку поврежденный и перерастянутый легочный матрикс может просто не выдержать нагрузки.

Как поднять сатурацию после вирусной пневмонии?

Если и после перенесенного коронавируса сатурация немного снижена, то это нормально — легочной ткани требуется время на восстановление прежней жизненной емкости дыхательного органа. Крайне полезны дыхательная гимнастика (см. комплекс дыхательных упражнений Стрельниковой) и прогулки на свежем воздухе с умеренными физическими нагрузками.

Для предотвращения агрессивного спаечного процесса в легких пациентам с выраженными на КТ фиброзными изменениями; обычно при КТ-4, КТ-3, реже при КТ-2 и очень редко при КТ-1 назначается антиоксидантная терапия пневмофиброза, которая включает диету, обогащенную антиоксидантами, ацетилцистеин, витамины группы Е (если нет аллергии).

Для уточнения диагноза и причин сниженной сатурации, после коронавируса важен КТ-контроль.

Когда еще у человека снижена сатурация?

• При пороках сердца;
• При гиповентиляции легких (при замедлении частоты выдохов и вдохов);
• При анемии;
• При хронических заболеваниях легких и бронхов (ХОБЛ, эмфизема);
• Если снижена концентрация кислорода в воздухе;
• При диффузных нарушениях;
• При избыточных нагрузках;
• При курении;
• При избыточном весе;
• При перепадах атмосферного давления;
• В ночные часы (с 3 до 7 часов) и фазе глубокого сна;
• Когда он находится под общей анестезией.

Как измеряют сатурацию?

Сатурацию измеряют пульсоксиметром. Мобильными приборами оснащены бригады скорой помощи. Приобрести его можно и для домашнего мониторинга. Прибор напоминает прищепку, которая крепится на палец.

В течение минуты датчик со светодиодами считывает данные, а именно цвет крови (гемоглобина), который меняется в зависимости от сатурации, а также специфический пульсирующий световой сигнал, меняющийся в зависимости от изменений артериального давления.

На дисплее пульсоксиметра отображаются две цифры — верхняя показывает процент кислорода в крови, нижняя — пульс.

Сатурацию измеряют в положении сидя или лежа, рука пациента должна лежать на поверхности, а не висеть в воздухе.

В больницах также используются инвазивные приборы, с помощью которых лаборанты определяют газовый состав крови. Для этого осуществляется ее забор из артерии или вены.

Ошибается ли пульсоксиметр?

Да, результат будет ложным или искаженным, если:

• Прибор некачественный и обладает низкой чувствительностью;
• У прибора садятся батарейки;
• Человеку измерили сатурацию сразу после нагрузок или тяжелой работы;
• У больного холодные руки;
• Ногти покрыты гель-лаком;
• На больном маска, которая плохо пропускает воздух.

Текст подготовил

Котов Максим Анатольевич, главный врач центра КТ «Ами», кандидат медицинских наук, доцент. Стаж 19 лет

1. Котов М.А. Опыт применения компьютерной томографии в диагностике заболеваний органов дыхания у детей / Материалы X Невского радиологического Форума (НРФ-2018). – СПб., 2018, Лучевая диагностика и терапия. 2018. № 1 (9). — С. 149.
2. Панов А.А. Пневмония: классификация, этиология, клиника, диагностика, лечение, 2020.
3. Бова А.А. Пневмонии: этиология, патогенез, клиника, диагностика, 2016.
4. Chl Hong, M.M Aung , K. Kanagasabai , C.A. Lim , S. Liang , K.S Tan. The association between oral health status and respiratory pathogen colonization with pneumonia risk in institutionalized adults, 2018.
5. Yang-Pei Chang, Chih-Jen Yang, Kai-Fang Hu, A-Ching Chao, Yu-Han Chang, Kun-Pin Hsieh, Jui-Hsiu Tsai, Pei-Shan Ho, Shen-Yang Lim. Risk factors for pneumonia among patients with Parkinson’s disease: a Taiwan nationwide population-based study, 2016.
6. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Министерство здравоохранения РФ, 2019.

Если вы оставили ее с 8:00 до 22:00, мы перезвоним вам для уточнения деталей в течение 15 минут.

Если вы оставили заявку после 22:00, мы перезвоним вам после 8:00.

Источник