Tehnikaülikooli teadlased: hingamisaparaadil on uue auto hind (8)
/nginx/o/2020/03/27/13029364t1hcb8f.png)
Koroonapandeemia surmade vähendamiseks vajalike hingamisaparaatide tootjaid on palju, aga üks aparaat maksab hea keskklassi auto hinna. Tehnikaülikooli teadlased Mooniga Viigimäe ja Jaanus Lass selgitavad, kuidas see tuleneb kaasaegse hingamisaparaadi keerukusest – aparaat peab olema võimeline võtma infot otse patsiendi närvisüsteemist.
Inimese normaalseks elutegevuseks on vajalik hapnik, mida me hingame sisse atmosfääriõhust. Sissehingatud õhust imendub hapnik läbi kopsu alveoolide (väikesed õhukotid) verre. Veri transpordib hapniku organismi kudedesse. Hapniku tarbimise järgselt tekib kudede rakkudes gaas süsinikdioksiid, millest keha vabaneb väljahingamisel.
Inimestel, kellel on raske kopsuhaigus (või muu haigus), võib tekkida seisund, kus keha ei saa piisavalt hapnikku ega vabane süsinikdioksiidist. Sellistel juhtudel võetakse appi hingamisaparaadid.
Tänapäevane hingamisaparaat on kõrgtehnoloogiline positiivse rõhu tekitamise seade, selle põhilist komponenti on keeruline välja tuua. Aparaadi ülesanne on segada kokku sobilik gaasisegu õhust ja hapnikust ning toimetada see patsiendi hingamisteedesse. Õhku liigutatakse vahelduva positiivse rõhu tekitamise abil. Kunstliku ventilatsiooni viise ja seadmeid on erinevaid, alates lihtsast positiivse rõhu masinast (nt uneapnoe seadmed), mis aitavad hoida hingamisteid avatuna ja lõpetades patsiendi oma hingamispüüdlustega sünkroniseeritud abistavate režiimidega. Sinna vahele jääb veel nn juhitav hingamine, mida kasutatakse koomas või relakseeritud patsientide puhul, kus aparaat teeb kogu hingamistöö patsiendi eest ise ära.
Kui patsient ei vaja hingamisaparaadi toetust, kuid vajab lisahapnikku, kasutatakse hingamise toetamiseks hapnikumaske või ninavuntse.
Intensiivravi osutatakse kriitilises seisundis inimesele elutähtsate funktsioonide tagamiseks, säilitamiseks ja jälgimiseks. Hingamisaparaadid võimaldavad aparaadihingamist alates vastsündinutest kuni täiskasvanuteni.
Inimese loomulik ehk füsioloogline hingamine ja aparaadihingamine toimuvad vastandliku põhimõtte alusel, loomuliku hingamise ajal tekitavad hingamislihased hingamisteedes hõrenduse ja õhk voolab seeläbi vabalt kopsudesse. Aparaadi puhul hingamisteedes hõrendust ei teki ning aparaadi poolt tekitatud positiivne rõhk peab sissehingamisfaasis rindkere piltlikult öeldes laiali suruma. Liiga suur positiivne rõhk hingamisteedes võib aga traumeerida kopsu alveoole ja tekitada täiendavaid komplikatsioone patsiendile, kes on niigi raskes seisundis. 20. sajandi alguses, kui loodi esimesed meditsiinilised hingamisaparaadid, püüdsid insenerid jäljendada loodust ja luua füsioloogiliselt sobilikumaid negatiivse rõhu seadmeid. Seadmed paigaldati ümber rindkere ning need tekitasid rütmilise hõrenduse rindkere ümber, tuntud ka kui raudkopsud.
/nginx/o/2020/03/27/13029319t1h1c65.jpg)
Kahjuks ei osutunud see tehnoloogia oma kohmakuse tõttu perspektiivikaks ning Teise maailmasõja ajal ilmusid turule esimesed positiivse rõhu seadmed, mille areng sai omakorda tuule tiibadesse 20. sajandi teisel poolel heaoluriikides toimunud lastehalvatuse puhangutest.
Tänapäevase hingamisaparaadi väljakutseteks on võimalikult efektiivse ja kopsusäästliku ventilatsiooni tagamine ning hea koostöö patsiendiga.
Patsient on hingamisaparaadiga ühenduses kas maski või intubatsioonitoru kaudu, mis on paigaldatud hingetorru kas nina või suu kaudu. Kui kasutatakse maskventilatsiooni, siis seda nimetatakse ka mitteinvasiivseks ventilatsiooniks, intubatsioonitoru kasumisega masinhingamist nimetatakse invasiivseks ventilatsiooniks.
/nginx/o/2020/03/27/13029364t1hcb8f.png)
Kaasaegsed aparaadid kasutavad muuhulgas neurogeenselt juhitud ventileerimist, kus patsiendi närvisüsteemist pärit elektrilisi hingamissignaale kasutatakse aparaadi juhtimiseks. Sellisel puhul saame ütelda, et aparaat-patsient koosluses on tegemist närvisüsteemi tasandil tagasisidestatud süsteemiga. Pikalt hingamisaparaadi ravil olnud patsiendid vajavad tervenemisel enamasti aparaadist võõrutamist, sest aparaat teeb nende eest töö ära ja hingamislihased jäävad seeläbi nõrgaks, ka selleks puhuks on patsiendiga hästi sünkroniseeritud abistavad režiimid heaks abimeheks võimaldades patsiendi ja aparaadi hingamistöö jaotust sujuvalt muuta.
Kui patsient aga vajab hingamisaparaadi toetust pikemat aega, teostatakse trahheostoomia. Sellisel korral ühendatakse hingamisaparaat patsiendi kõrile paigaldatud trahheakanüüli kaudu.
