|
||
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ. 1. Предисловие. 2. Из истории капнографии. Эволюция капнографов. Методы капнометрии.  Рис. 1. Ионизация исследуемого газа в масс-спектрометре. Общее количество ионов, достигших счетчиков на выходных отверстиях коллектора, принимают за 100 %, а по количеству разрядов отдельных счётчиков вычисляют процентное соотношение компонентов исследуемой газовой смеси. На коллекторе современных масс-спектрометров установлены счетчики, расположенные соответственно траекториям рассеивания таких газов как азот, кислород, углекислый газ, закись азота, галотан, энфлюран, десфлюран, севофлюран и изофлюран. Сумма их зарегистрированных счетчиками концентраций должна равняться 100 %. Ошибки в измерении концентраций газов могут произойти в случае наличия в газовой смеси дополнительных агентов, для которых отдельный "собственный" счетчик не был предусмотрен (ксенон, гелий и т.д.). Из финансовых соображений один масс-спектрометр обычно обслуживает сразу несколько операционных, или несколько коек в реанимационной палате. При этом клапан-направитель автоматически регулирует забор проб газа у пациентов. Следовательно, пробы газа, как правило, анализируются по очереди для каждого пациента, и результаты обновляются каждые 1-2 минуты. Недостатки такого способа мониторинга видны на лицо, и не требуют дополнительных комментариев. Однако важными преимуществами метода масс-спектрометрии являются высочайшая точность измерения и возможность одновременного определения сразу всех компонентов газовой смеси одним методом. В настоящее время масс-спектрографы в основном используются в научно-исследовательских лабораториях. В качестве альтернативного метода газоанализа была предложена рамановская спектроскопия. Рамановская спектроскопия позволяет идентифицировать газы и измерять их концентрацию путем анализа светового излучения молекул газа при их возвращении к исходному (невозбужденному) энергетическому состоянию после воздействия лазерным лучом. Пробы газа пациента поступают в измерительную камеру, где облучаются аргоновым лазером. В результате лазерного облучения молекулы газа переходят в возбуждённое состояние, но при обратном переходе в исходное (невозбужденное) состояние, молекулы газа излучают уже свет более низкой энергии и большей длины волны. Это явление известно в физике как "рамановский сдвиг", получивший своё название по имени индийского физика Ч.В. Рамана, открывшего данный феномен в 1928 г. Величина "рамановского" волнового сдвига для каждого газа является специфичной, что позволяет проводить идентификацию газов в пробе (например, какой ингаляционный анестетик используется). Концентрация газа определяется по интенсивности вторичного излучения. Также как и масс-спектрометрия метод рамановской спектроскопии позволяет определить концентрацию всех компонентов газовой смеси. Результаты масс-спектрометрии и рамановской спектроскопии в равной степени точны, несмотря на наличие принципиальных отличий в технологии. Преимущества рамановской спектроскопии заключаются в более быстром получении результатов и в возможности самокалибрования. В 1980-90-х годах лидирующее положение на рынке медицинских капнографов заняли инфракрасные оптические газоанализаторы. Этому в основном способствовали: - низкая, по сравнению с масс-спектрометрами и рамановскими спектроскопами, стоимость мониторов; - надежность и простота в в эксплуатации; - точность измерения, хотя и уступающая методам масс-спектрометрии и рамановской спектроскопии, но достаточно объективная для клинического применения; - быстрое получение результатов; - непрерывное измерение концентрации CO2, обеспечивающее адекватное отображение капнограммы на дисплее; - небольшие, по сравнению с масс-спектрометрами и рамановскими спектроскопами, размеры и вес мониторов. Инфракрасный фотоакустический анализ. Прежде чем перейти к более подробному описанию инфракрасных оптических капнографов, позволю себе лишь вкратце упомянуть мониторы датской фирмы Bruel&Kjaer, в которых для газоанализа использовался очень интересный метод инфракрасного фотоакустического анализа, отличавшийся высокой точностью измерения. Принцип работы данного метода основан на том, что переход молекул газа в возбуждённое состояние под действием инфракрасных волн сопровождается появлением звука. Для каждого газа имеется своя определенная, специфичная длина волны инфракрасного излучения, при которой молекулы данного газа осуществляют переход в возбужденное состояние. Амплитуда появляющегося при этом звука зависит от концентрации данного газа в смеси. Так как каждый конкретный исследуемый газ может поглощать инфракрасные лучи лишь определенной длины волны, на пути инфракрасного излучения в измерительную камеру устанавливается диск-прерыватель с фильтрами, попеременно пропускающими инфракрасные лучи с длинами волн, соответствующими линиям спектров поглощения исследуемых газов. Получаемые при возбуждении исследуемых газов звуки записываются с помощью микрофона. Программное обеспечение монитора позволяет проводить анализ непрерывно получаемой фонограммы и выделять из неё сигналы, соответствующие каждому компоненту газовой смеси. Благодаря такой технологии мониторы фирмы Bruel&Kjaer способны измерять концентрацию CO2, N2O, и летучих анестетиков. Для измерения концентрации O2, который не абсорбирует инфракрасные лучи, в мониторах фирмы Bruel&Kjaer использовалась другая оригинальная методика - магнитно-акустический анализ. Инфракрасный оптический анализ. Капнографы, работающие по этому принципу, получили наиболее широкое распространение в мировой медицинской практике. Метод инфракрасной оптической капнометрии основан на способности несимметричных молекул газа (углекислый газ - CO2, закись азота- N2O, пары воды- H2O, летучие анестетики) поглощать инфракрасное излучение. Газы состоящие из симметричных молекул (кислород, азот, гелий) не абсорбируют инфракрасное излучение, поэтому их наличие в смеси и концентрация определяются другими методами газоанализа. Каждый "несимметричный" газ может поглощать (абсорбировать) только определенную, специфичную для данного газа, часть спектра инфракрасного излучения. Так например, интересующий нас в данном случае углекислый газ абсорбирует инфракрасное излучение только с длиной волны 4,25 мкм (или 4250 нм), что и лежит в основе оптической капнометрии, хотя способы измерения концентрации углекислого газа могут быть разные. Традиционная инфракрасная оптическая капнометрия по способам измерения концентрации CO2 разделяется на: - капнометрию непосредственно в дыхательном потоке (mainstream analysis); - капнометрию вне дыхательного потока с непрерывным отбором пробы газа (sidestream analysis). Капнометрия в дыхательном потоке (mainstream analysis). Газоанализаторы, работающие по этому принципу, называют также капнографами прямого потока, так как сам датчик (измерительная камера) измерения концентрации CO2 устанавливается непосредственно в дыхательном контуре, между интубационной трубкой и тройником контура (Рис.2), и измерение концентрации CO2 происходит в месте контакта датчика с дыхательной смесью.  Рис. 2. Датчик прямого потока, установленный непосредственно в дыхательном контуре, определяет концентрацию CO2 в месте контакта датчика с дыхательной смесью. Адаптер датчика представляет собой кювету, через которую проходит весь вдыхаемый и выдыхаемый газ пациента. На адаптер снаружи надевается съёмный капнографический датчик с источником монохроматического инфракрасного излучения и фотодетектором, расположенными на противоположных разъемах датчика. В адаптере имеются два сапфировых окошка, прозрачных для инфракрасного излучения, и соответствующих по своему расположению источнику инфракрасного излучения и фотодетектору датчика. Таким образом капнограф измеряет степень абсорбции инфракрасных лучей в процессе их прохождения через поток газа, и на дисплее отображается концентрация CO2. Так как конденсации паров воды на сапфировых окошечках может отразиться на точности измерения, адаптер специально подогревается до 40°C. Расположение датчика и сам принцип измерения обуславливают повышенное быстродействие mainstream-капнографов (время реакции 30-60мс). Отсутствие в необходимости постоянного отбора проб газа и помпы делает mainstream-капнометрию наиболее оптимальной при анестезии по закрытому контуру. Кроме того, в отличие от sidestream- капнографов при mainstream-капнометрии нет необходимости в обезвоживании газовой смеси. Однако этот метод капнометрии не лишен и весьма существенных недостатков: - адаптеры основного потока и сам датчик тяжелы и громоздки, и тем самым некомфортны для пациента (особенно для детей и новорожденных); - большой вес адаптера и датчика способствует перегибу интубационных трубок; - большие размеры адаптера способствуют увеличению мертвого пространства; - всегда присутствует риск поломки датчика, особенно при проведении экстренных процедур (кстати, стоимость датчиков иногда достигает 1200-1500 $ США); - невозможность определения других компонентов газовой смеси, кроме CO2; - невозможность использования разнообразных адаптеров; - высокая стоимость расходных материалов и особенно датчиков; - несмотря на наличие системы подогрева адаптера, оптические сапфировые окошечки могут быть легко замутнены, или полностью блокированы конденсацией влаги и секретом дыхательных путей, особенно при использовании увлажненных дыхательных газов, что влияет на точность измерения. В связи с этим адаптеры необходимо регулярно чистить для предотвращения замутнения оптического пути. - между использованиями адаптеры необходимо стерилизовать; - иногда нагрев адаптеров может доходить до точки, при которой они становятся некомфортными как для пациента, так и для персонала, хотя эта проблема частично решена в некоторых новых моделях. Капнометрия вне дыхательного потока (sidestream analysis). Sidestream-капнографы получили наиболее широкое распространение. Их также еще называют аспирационными капнографами, или капнографами бокового потока. Такое название вытекает из способа доставки проб газа в измерительную камеру. Из потока вдыхаемого и выдыхаемого газа с помощью специальной помпы по тонкой пластиковой трубке-магистрали непрерывно откачивается с постоянной скоростью часть газа и подаётся в измерительную камеру, расположенную внутри монитора. После выполнения анализа пробный газ либо сбрасывается в атмосферу, либо с помощью специальных магистралей возвращается в дыхательный контур. (Рис. 3)  Рис. 3. Sidestream-капнометрия. Пробы газа забираются из бокового порта специального адаптера, расположенного на интубационной трубке, и по специальной магистрали поступают в измерительную камеру, находящуюся внутри монитора. При анестезии по закрытому контуру газ из капнографа возвращается в дыхательный контур по другой магистрали. В этом случае перед возвратом в наркозный аппарат газ обязательно должен проходить через бактериальный фильтр. Такой подход к проблеме измерения концентрации CO2 дает целый ряд очень существенных преимуществ перед методом mainstream-капнометрии, самое главное из которых - возможность одновременного определения концентрации нескольких газов в одной пробе. Стало также возможным проводить мониторинг у неинтубированных пациентов (адаптер между тройником и маской; специальные маски; носоые канюли). Кроме того, использование набора разнообразных легких адаптеров для самых разных клинических ситуаций, и для разных возрастных категорий пациентов обходится на несколько порядков дешевле, чем приобретение комплекта дорогостоящих mainstream-датчиков на все случаи жизни. Довольно высокая скорость откачки пробного газа (примерно 150-200 мл/мин) при sidestream-капнометрии обусловлена большим объемом измерительной камеры инфракрасного капнографа. Снижение скорости забора пробного газа существенно отражается на точности измерения концентрации CO2 и корректности капнограммы. К сожалению, такие объемы пробного газа ограничивают использование метода sidestream -капнометрии у новорожденных и детей. Анализируемый газ поступает в прозрачную измерительную камеру, которая подвергается инфракрасному облучению. Так как углекислый газ абсорбирует инфракрасное излучение только с длиной волны 4,25 мкм (или 4250 нм), между инфракрасным излучателем и измерительной камерой размещены вращающаяся крыльчатка-прерыватель потока и фильтр, пропускающий лучи строго специфичной для CO2 длины волны. В измерительной камере часть инфракрасного излучения поглощается молекулами CO2, а оставшаяся часть попадает на фотодетектор. По разнице интенсивности световых потоков, прошедших через измерительную камеру и камеру с эталонным газом, программное обеспечение монитора расчитывает концентрацию CO2 в газовой смеси, и выводит результаты измерения на дисплей. Так как инфракрасный газоанализ позволяет измерять концентрацию не только CO2, но и закиси азота (N2O) и летучих анестетиков, в многофункциональных газоанализаторах вместо крыльчатки используется специальный диск с набором специфичных для каждого газа фильтров, а фотодетектор в данном случае попеременно регистрирует интенсивность прошедших через измерительную и эталонную камеры световых потоков с разными длинами инфракрасных волн. Кажущаяся на первый взгляд простота метода оптической инфракрасной капнометрии обманчива, и за ней скрывается немало непростых для решения (и недостаточно хорошо решенных) технических проблем. Так например, водяной пар (H2O) можно отнести к газам, состоящим из несимметричных молекул. Следовательно, наличие примеси водяного пара в газовой смеси и в измерительной камере искажает результаты измерения концентрации других компонентов газовой смеси из-за дополнительного поглощения водяным паром части потока инфракрасного излучения. Кроме того, конденсация воды на стенках прозрачной измерительной камеры может серьезно нарушить работу прибора. Поэтому пробы исследуемого газа перед попаданием в измерительную камеру обязательно должны быть обезвожены. На практике обезвоживание газовой смеси при капнометрии чаще всего проводится следующим образом. Исследуемый газ перед попаданием в измерительную камеру пропускается через фильтр в кассете-водоотделителе. Задержанная фильтром вода стекает в прозрачный накопительный резервуар, который необходимо регулярно опорожнять по мере накопления конденсата. При переполнении конденсатом резервуара может произойти заброс жидкости в измерительную камеру, что приводит к выходу капнографа из строя. Я до сих пор не могу забыть случай, когда в одной из карельских ЦРБ анестезистка зачем-то перевернула нижней поверхностью вверх монитор Oxicap (Ohmeda), и жидкость из переполненного влагосборника попала внутрь монитора. Капнограф, естественно, сразу же приказал долго жить. Хотя даже и без таких акробатических этюдов мониторы этой модели не отличались долговечностью. Все мониторы Oxicap, в своё время в достаточно большом количестве закупленные для больниц Карелии, вышли из строя в течение первого полугода работы (причины- поломка помпы; отказ фильтра и заброс конденсата в измерительную камеру; не проведено соответствующее и должное обучение пользователей; отсутствие сервиса). Наибольших успехов в создании эффективной и экономичной системы удаления паров воды из исследуемого газа добилась фирма Datex (Финляндия). Созданный инженерами Datex водоотделитель D-Fend снабжён эффективной гидрофобной мембраной, пропускающей газ, и, задерживающей воду и микроорганизмы. Фирма Datex рекомендует менять водоотделители D-Fend раз в два месяца. Мне известен случай, когда водоотделитель D-Fend в мониторе Cardiocap II не менялся в течение 5 лет. Правда такая долговечность одноразового в принципе водоотделителя была обусловлена небольшой нагрузкой на монитор, так как он использовался только в операционной роддома. Другой немаловажной технической проблемой sidestream-капнографов и постоянной головной болью у пользователей является необходимость регулярных калибровок прибора, т.е проверки соответствия силы тока фотодетектора концентрации CO2, что приводит к постоянным, но необходимым, затратам средств для приобретения эталонных калибровочных газов. На точность измерения концентрации CO2 методами оптической инфракрасной капнографии оказывает серьезное влияние близость спектров поглощения инфракрасного излучения у CO2 (4,25 мкм) и у закиси азота (3,86 мкм). Поэтому в присутствии закиси азота капнограф даёт завышенные результаты измерения CO2, в связи с чем в программное обеспечение монитора приходится вводить специальный алгоритм коррекции результатов измерения CO2. По времени реакции прибора на изменение концентрации CO2 метод sidestream-капнометрии уступает методу mainstream-капнометрии, что обусловлено необходимостью доставки пробного газа до измерительной камеры по специальным магистралям. Время доставки зависит от скорости откачки газа, а также от длины магистрали. Фирма Nellcor (США) попыталась решить эту проблему за счет вынесенного за пределы корпуса монитора блока с измерительной камерой. Эта идея была реализована в модели капнографа Nellcor N-1000. Расположение измерительного блока в непосредственной близости от пациента действительно позволило увеличить быстродействие прибора за счёт укорочения газовой магистрали. Это позволило уменьшить и скорость откачки пробного газа в измерительную камеру до 50 мл/мин без потери качества измерения. Мне в свое время посчастливилось понаблюдать эти капнографы в работе в одной из больниц нефтегазодобывающего района Западной Сибири. Общее положительное впечатление о приборе омрачало обстоятельство постоянных проблем с размещением дополнительного, все-таки довольно громоздкого, блока монитора (проблема еще одной дополнительной плоскости для измерительного блока). Кроме того, непосредственное расположение блока рядом с пациентом создает значительные неудобства при работе в форс-мажорных обстоятельствах. К сожалению, там же мне пришлось наблюдать целый склад бездействующих капнографов Nellcor N-1000. Причина - отсутствие сервиса и связей с поставщиком, выход из строя принадлежностей и расходных материалов. Попытки назвать sidestream-капнограф c укороченной магистралью Nellcor N-1000 компромиссным вариантом между sidestream- и mainstream-капнометрией представляются мне безосновательными. Как говорится, sidestream - он и в Африке sidestream. Почвы для дискуссии по этому поводу уже нет. Она осталась в прошлом веке вместе с монитором Nellcor N- 1000. При посещении сайта фирмы Nellcor Puritan Bennett () обращает на себя внимание отсутствие данной модели в линейке производимых фирмой мониторов. Зато на главной странице сайта, причем крупным планом, горделиво красуется портативный капнограф-пульсоксиметр NPB-75, которому мы еще уделим внимание в следующих разделах публикации. В заключение раздела, посвященного sidestream-капнометрии, подчернем еще раз основные недостатки и технические ограничения данного метода: - необходимость обезвоживания анализируемого газа; - высокая скорость забора пробы газа (примерно 150-200 мл/мин) ограничивает использование метода у новорожденных и детей. - контаминация встроенных фильтров и ловушек для воды, а в некоторых моделях из-за недостаточного качества фильтров контаминируются и датчики. - блокирование магистралей каплями конденсата и мокроты может приводить к турбулентности потока, и как следствие, к искажению формы капнограммы и артефактным значениям получаемых показателей. - достаточно частые поломки газовой помпы, обязательного и необходимого элемента sidestream-капнометрии; - постоянные затраты на приобретение различных расходных материалов (адаптеров, магистралей, фильтров, калибровочного газа). Несмотря на упомянутые в этом разделе технические ограничения методов sidestream и mainstream, широкое применение этих капнографов оказало огромное влияние на развитие МКС и способствовало повышению уровня безопасности пациентов. Неслучайно в 1992 году Всемирная федерация анестезиологических обществ включила в Стандарты безопасности рекомендацию об использовании капнографии при каждом интубационном наркозе, хотя в 1989 году в Стандарте безопасности анестезии, принятом в штате Нью-Йорк, капнография уже рассматривалась как обязательный метод мониторинга у всех интубированных больных (). Небольшое, далеко не лирическое, отступление от темы… При описании эволюции в мире капнографии, от масс-спектрометрии до микроструйной капнометрии, я с горечью осознавал, что эта эволюция фактически проходила за пределами 1/6 части земного шара, проживающей в условиях "развивающегося социализма". Конечно, в нашей стране имели и имеют место отдельно процветающие оазисы мониторного благополучия, но в целом ситуация с мониторингом дыхания в российской медицине является далеко не идеальной. Так например, на территории Республики Карелия может разместиться сразу несколько европейских государств, однако на протяжении последних 8 лет в нашем регионе имелись в наличии всего два беспроблемно и стабильно работающих капнографа. Один в Республиканском перинатальном центре, чему, конечно, я очень рад, и один в Беломорской ЦРБ. Капнографы, вышедшие из строя через полгода после поставки, само собой разумеется, в это число не входят. В 2001 году ситуация "кардинально" поменялась, и республиканский парк капнографов увеличился в 2,5 раза. Наконец-то появился капнограф в головной больнице региона, Республиканской больнице. Повезло отделению анестезии. А вот в главном отделении интенсивной терапии и реанимации Республики Карелия газоанализаторов нет. Видимо, рукамиводящими товарищами это объясняется тем, что с газоанализом и любой дилетант СОПЛы лечить сможет, а здесь все-таки главная реанимация Карелии. Не лучше обстоят дела с мониторингом и в других регионах России. Я могу назвать целый ряд областных больниц, в которых проводят сложные хирургические вмешательства, включая операции на сердце, резекции печени, и т.д., используя в качестве мониторинга только пульсоксиметрию. Могу также привести примеры, когда главные отделения нашей службы в регионах вместо достойных мультифункциональных мониторов оснащаются мониторами-"мыльницами", предназначенными для парамедиков 90-х годов прошлого века. Впрочем, более подробно об этом уже писалось в свое время на сайте "Открытый контур" (www.okontur.narod.ru ). 3. Почему возникла необходимость в поисках альтернативного метода капнометрии? 4. Микроструйная капнометрия.  Рис. 4. Портативный капнограф Microcap (Oridion Medical). Вес - 750 г. Размеры: 206 мм х 88 мм х 53 мм (т.е. по размерам чуть больше двух сигаретных пачек). Несмотря на столь маленькие размеры, данный прибор по функциональным возможностям значительно превосходит традиционные капнографы. Желая показать существенное различие между новым поколением капнографов и традиционными инфракрасными капнографами, я специально на рис. 5 предлагаю Вашему вниманию изображение одного из лучших на мой взгляд транспортных капнографов прошлого века - Normocap 200 (Datex, Финляндия). В настоящее время эта модель по вполне понятным причинам уже не производится.  Рис. 5. Транспортный (в свое время в рекламных проспектах обязательно добавляли слово "портативный") sidestream-капнограф Normocap 200 (Datex, Финляндия). Вес - 5,4 кг. Фирмой Oridion Medical создан также портативный монитор Microcap Plus (рис. 6), в котором объединены капнограф и пульсоксиметр. Для производства пульсоксиметрического блока использованы технология и комплектующие фирмы Nellcor.  Рис. 6. Портативный капнограф-пульсоксиметр Microcap Plus (Oridion Medical). Сразу же вспоминается аналог из 80-90-х годов - громоздкий Oxicap (Ohmeda). Приводить его фотографию ради сравнения габаритов нет смысла. И так все понятно. Для удобства в эксплуатации (или желая защитить карманы врачебных халатов от растяжения?) мониторы Microcap и Microcap Plus комплектуются очень удобной сумкой-футляром с ремнями для крепления на боку врача. Рис. 7 с изображением этой сумки призван по замыслу автора данного обзора демонстрировать не заботу изготовителя о пользователях, а возможность работы нового поколения капнографов в различных положениях, что совершенно исключено при традиционной капнометрии. Но об этом речь пойдет несколько ниже.  Рис. 7. Портативный монитор Microcap в специальном футляре-сумке. В корпусе портативных мониторов фирмы Oridion Medical имеется порт для специального аналого-цифрового преобразователя (рис. 8), с помощью которого монитор можно подключить к принтеру, персональному компьютеру, или к совместимому монитору с большей разверткой дисплея, что создает большие и ощутимые удобства при работе в операционной или в палате интенсивной терапии.  Рис. 8. Аналого-цифровой преобразователь для портативных мониторов фирмы Oridion Medical. Капнографы фирмы Oridion Medical по принципу измерения концентрации CO2 также относятся к классу инфракрасных оптических газоанализаторов, так как применяемая методика измерения основана на свойстве углекислого газа поглощать инфракрасное излучение определенной длины волны. По способу доставки анализируемого газа в измерительную камеру их формально тоже можно отнести к sidestream-капнографам. Однако шутливые высказывания типа: "Sidestream - он и в Израиле sidestream" - будут выглядеть уже довольно неуклюже и неприлично, так как техническая реализация процесса доставки пробного газа в измерительную камеру инженерами фирмы была решена очень оригинально и высокотехнологично. Эта технология в дальнейшем была запатентована фирмой как метод микроструйной капнометрии (Microstream™ technology). Микроструйная капнометрия (Microstream™ technology). Преимущества линии забора пробного газа заслуживают отдельного описания, так как по этой системе капнографы, основанные на методах sidestream и mainstream, имеют ряд недостатков. Применяемые в них адаптеры к эндотрахеальной трубке достаточно громоздкие, и, кроме того, требуют особых правил установки для точного функционирования системы забора газа. Как было отмечено ранее, методы sidestream и mainstream не могут справиться с проблемой конденсации влаги, секретов дыхательных путей и микробной контаминации. Скопление респираторных жидкостей в адаптерах и магистралях может нарушить точность измерения концентрации CO2 или потребовать замены линии забора газа. Блокирование магистралей каплями конденсата, мокроты может приводить к турбулентности потока, и как следствие к искажению формы капнограммы и артефактным значениям получаемых показателей. В технологии microstream предусмотрено несколько подходов решения этой проблемы. Адаптеры. В адаптерах обычных, традиционных sidestream-капнографов имеется всего лишь один порт для газовой магистрали. Этот единственный порт легко может обтурироваться мокротой, или позволить жидкости попасть в газовую магистраль. Забор газа в microstream-адаптерах (рис. 9а) производится сразу через несколько микропортов, имеющих гидрофобное покрытие, расположенных по периметру адаптера и ориентированных в различных направлениях. Это минимизирует аспирацию секрета, который прилипает к стенкам адаптеров и делает забор проб менее зависимым от положения пациента и ориентации адаптера. В отличие от традиционной капнографии в microstream-капнографах забор проб газа можно производить при любом положении адаптера.  Рис. 9-а. Адаптеры для microstream-капнографии. Газовые магистрали. Представленная на рис. 9-б магистраль забора пробного газа FilterLine представляет собой капиллярную газовую магистраль (диаметр 1 мм) с встроенным субмикронным фильтром-водоотделителем (рис. 9-г), что значительно снижает поступление влаги в измерительную камеру капнографа.  Рис. 9-б. Газовая магистраль FilterLine. Продольная структура фильтра, маленький диаметр микропортов и самой магистрали способствуют ламинарному потоку газа по магистрали даже при очень высокой частоте дыхания. Такие особенности газовой магистрали в совокупности с маленьким размером измерительной камеры обеспечивают высокую точность измерения, корректную капнограмму при высокой частоте дыхания (до 150 в минуту) и малых дыхательных объемах, что является особенно ценным для неонатологии. Традиционная sidestream-капнометрия требует использования специального водоотделителя, причем врач должен постоянно следить за строгим вертикальным расположением водоотделителя и монитора, и не допускать более высокого расположения газовой магистрали по отношению к монитору. Линия забора пробного газа FilterLine и сам монитор могут безопасно функционировать в любом положении по отношению к друг другу, что имеет большое значение для мониторинга в экстремальных условиях или при транспортировке пациента. При мониторинге в условиях ИВЛ с применением увлажнения дыхательной смеси используются газовые магистрали FilterLine H, содержащие участок, выполненный из нафиона. Нафион - уникальный материал, обладающий свойством селективно пропускать молекулы воды, оставаясь непроницаемым для остальных газов. Таким образом при прохождении по нафионовой магистрали газовая смесь освобождается от влаги. Благодаря этим вышеописанным достоинствам линии забора пробного газа упрощается эксплуатация прибора и снимается необходимость в рутинной деконтаминации монитора перед его использованием у другого пациента, в опустошении ёмкостей для влаги, в частой замене заблокированных магистралей, очистке адаптеров, и т.д. Кроме того, всё это ведёт к снижению нагрузки на персонал и высвобождению дополнительного времени на выполнение более важных задач, а также к повышению экономической эффективности эксплуатации мониторов путём снижения расхода магистралей и фильтров.  Рис. 9-в. Линия забора газа в собранном виде. На этой фотографии хорошо рассматривается встроенный в газовую магистраль продольный, субмикронный фильтр-водоотделитель. Для мониторинга дыхания у неинтубированных пациентов, включая детей, фирма Oridion Medical разработала целое семейство газовых магистралей FilterLine с встроенными комфортными носовыми канюлями (рис. 9-г).  Рис. 9-г. Газовые магистрали FilterLine с встроенными комфортными носовыми канюлями. Фирмой Oridion Medical разработана и запатентована оригинальная газовая магистраль Smart MAC-Line с встроенными носовыми и оральной канюлями (рис. 9-д) для мониторинга дыхания у седатированных пациентов. Это связано с тем, что пациент во сне или в состоянии седатации может чередовать носоое и ротовое дыхание. Другое предназначение оральной канюли - возможность подачи кислорода пациенту.  Рис. 9-д. Оригинальная газовая магистраль Smart MAC-Line. Кстати, одно из смысловых значений английского слова "smart" (шикарный), здесь будет вполне уместным. Применяемый в новых портативных мониторах способ измерения концентрации CO2 снизил нагрузку на помпу, одну из самых капризных и уязвимых частей капнографов, позволил значительно уменьшить ее размеры и снизить скорость откачки пробного газа с 150-200 мл/мин до 50 мл/мин. Это в свою очередь позволило не только повысить корректность воспроизведения капнограммы и точность измерения CO2, но и проводить мониторинг у пациентов с высокой частотой дыхания (до 150 дыхательных циклов в минуту) и малым дыхательным объемом. Все описаные выше достоинства линии забора пробного газа способствуют уменьшению реакции системы (response time) на изменение концентрации CO2 и повышают быстродействие капнографа. Расширение возможностей капнометрии в педиатрии и неонатологии. Пожалуй, больше всех от внедрения технологии Microstream выиграла неонатология. Ранее возможности капнометрии в неонатологии и педиатрии были серьёзно ограничены, т.к. в большой объём измерительной камеры системы sidestream требовал больших скоростей забора пробы газа (150-200 мл/мин), что является существенно значимым для параметров вентиляции новорожденного. Желательная при ИВЛ новорожденных более низкая скорость всасывания пробного газа влияет на точность измерения концентрации CO2 и отображения капнограммы, т.к. снижается скорость поступления газа в измерительную камеру и возрастает задержка измерения. Использование эндотрахеальных трубок без манжет также влияет на точность измерения CO2, т.к. неизбежно способствует утечке дыхательного объёма. Роль и значение времени реакции системы(response time) на внезапное изменение концентрации CO2 при мониторинге новорожденных ещё более возрастает, т.к. для этих пациентов характерна более высокая частота дыхания, чем у взрослых. Нельзя сказать, что капнографы ранее совсем не использовались в неонатологии и педиатрии, более того, рядом производителей, например Datex, были разработаны специальные педиатрические адаптеры для уменьшения мёртвого пространства с необходимым внутренним диаметром, соответствующим диаметрам эндотрахеальных трубок (2,5 - 4,0 мм), а также педиатрические носоые канюли для мониторинга CO2 у неинтубированных пациентов. Однако при мониторинге CO2 у новорожденных постоянно приходилось учитывать вышеописанные ограничения и проблемы, что находило своё отражение в методических рекомендациях и руководствах для пользователей капнографов. Например, фирма Datex рекомендовала использовать свои sidestream-капнографы (скорость забора пробного газа 150 мл/мин) у детей при частоте дыхания не выше 60 в минуту. Для очень высокой частоты дыхания, что часто встречается в неонатологической практике, характерно отсутствие на капнограмме альвеолярного плато, а дыхательные волны капнограммы обычно представляют собой остроконечные пики. Точность измерения истинного PETCO2 в данном случае будет очень сомнительна, т.к. из-за малого дыхательного объёма при поверхностном дыхании конечно-экспираторная проба не может быть представлена чистым альвеолярным газом. Поэтому в рекомендациях по мониторингу CO2 у новорожденных можно было встретить совет - при отсутствии на капнограмме альвеолярного плато произвести небольшое надавливание на грудную клетку ребёнка при выдохе, что даёт обычно хорошее плато, и PETCO2 будет близким к уровню концентрации альвеолярного CO2. Т.о. недостатки применения sidestream-капнографии в педиатрии очевидны. Адаптеры и сам датчик в mainstream-капнографах очень тяжелы и громоздки и, тем самым, некомфортны как для детей и новорожденных, так и для персонала, вынужденного соблюдать меры предосторожности из-за опасений повредить дорогостоящий датчик. Нагревание датчиков может быть опасным для маленьких пациентов. Кроме того, перегиб интубационных трубок у новорожденных - довольно распространённое явление при mainstream-капнографии. Укороченное время реакции системы microstream сняло ограничения на применение капнографии в неонатологии и педиатрии, поскольку новая система корректно работает при частоте дыхания или ИВЛ до 150 циклов в мин. Таким образом, проблема мониторинга CO2 при малых дыхательных объёмах и высокой частоте дыхания у новорожденных была решена. Несмотря на снижение потока пробы газа до 50 мл/мин, измерение концентрации CO2 и разрешение кривых капнограммы, благодаря маленькому объёму измерительной камеры (15 мкм3), отличаются повышенной точностью и достоверностью. Фирмой ORIDION MEDICAL были разработаны и выпускаются специальные педиатрические и неонатальные адаптеры для microstream-капнографии, а также носоые канюли для мониторинга CO2 у неинтубированных детей. К вопросу о рейтингах капнографов. Интеграция ведущих производителей мониторов. Наконец-то мы и подошли к вопросу о рейтинге современных капнографов, который поднял на Форуме сайта Критикал наш коллега из Красноярского края. Теперь уже не так трудно разобраться с тем, что ожидает нас в ближайшее время на медицинском рынке. Поначалу ни сам новый метод измерения концентрации CO2 (молекулярная корреляционная спектроскопия), ни новые мониторы фирмы Spegas, не были замечены и должным образом оценены. Кстати, интересы фирмы Spegas, в России представляла фирма АО "Сервисинструмент" (г. Москва), и капнографы, основанные на технологии microstream, уже появились в некоторых российских больницах. Честно говоря, уровень взаимоотношений в то и в настоящее время этой московской фирмы с производителем мне неизвестен. Я просто почерпнул этот факт из многочисленных рекламных проспектов АО "Сервисинструмент", несколько лет назад регулярно присылаемых по почте в наш роддом. Надеюсь, что меня не обвинят в рекламировании этой московской компании, тем более, что качество сервисных услуг этого поставщика в нашем регионе не только оставляло желать лучшего, а вообще, мягко говоря, было никаким. Тем не менее, несмотря на имевшую место рекламную кампанию, в нашей стране этот новый метод капнометрии поначалу остался, и остаётся пока, не замеченным. Во всяком случае, в отечественных анестезиологических журналах и монографиях найти упоминания о микроструйной капнометрии практически невозможно. Следует отметить публикацию о microstream-капнометрии на сайте И. Сафонова "Интенсивная терапия новорожденных" () в разделе "Мониторинг" (). У меня сложилось впечатление, что это была не только первая, но и единственная подробная публикация о микроструйной капнографии в России. Если я ошибаюсь, то желающие всегда смогут меня поправить в дискуссии. Похоже, что суть всего происходящего в области капнографии ещё не осознали не только клиницисты, но и многие отечественные фирмы-поставщики медицинского оборудования, по-прежнему ориентированные на зарубежных изготовителей классических инфракрасных капнографов. Однако современные требования МКС, о которых я писал в разделе "Почему возникла необходимость в поисках альтернативного метода капнометрии?", достаточно быстро расставили все по своим местам, и целый ряд крупнейших фирм-производителей, лидеров на рынке мониторного оборудования, был вынужден подписать с израильской фирмой Spegas, ныне Oridion Medical, соглашение о праве на использование в своих мониторах технологии микроструйной капнометрии. Представленный на рис. 10 капнографический модуль фирмы Oridion Medical - MEDCO2™, в настоящее время используется практически большинством фирм-лидеров мониторного рынка.  Рис. 10. Капнографический модуль MEDCO2™. Внедрение новой технологии сразу же отразилось на архитектуре и дизайне мониторов этих производителей, способствовало появлению новых моделей мониторов и отказу от устаревших. Если попробовать быстро пробежаться по сайтам ведущих фирм-изготовителей и ознакомиться с новинками в списке производимых ими мониторов, то от терминов "Microstream™ technology", "MEDCO2™" и "MCS" просто рябит в глазах. По своим функциональным возможностям представленные на сайтах капнографы, благодаря одному и тому же встроенному капнографическому модулю MEDCO2™, само собой разумеется, равны. Так например, на сайте фирмы Mallinckrodt (Nellcor Puritan Bennett ) представлен портативный капнограф-пульсоксиметр NPB-75 (рис 11). Ну как тут не вспомнить, теперь уже кажущийся неуклюжим, sidestream-капнограф c укороченной магистралью Nellcor N- 1000!  Рис. 11. Портативный капнограф-пульсоксиметр NPB-75 (Nellcor Puritan Bennett). Даже всемирно признанному лидеру и пионеру в области производства газоанализаторов Datex-Ohmeda (Финляндия, ) пришлось уступить свои позиции в области капнометрии и начать производство портативного капнографа с модулем MEDCO2™ - QuickCap (рис 12).  Рис. 12. Портативный капнограф QuickCap (Datex-Ohmeda). Сравните с sidestream-капнографом Normocap- 200 на рис. 5 и почувствуйте разницу! Фирмой Medtronic Physio-Control (США, ) налажен выпуск портативных капнографа LIFECAP и капнографа-пульсоксиметра LIFECAP Plus (рис 13). Кроме того, в выпускаемые этой фирмой известные дефибрилляторы/мониторы LIFEPAK-12 (рис 14) также включены капнографические модули MEDCO2™.  Рис. 13. Портативный капнограф LIFECAP (Medtronic Physio-Control).  Рис. 14. Дефибриллятор/монитор LIFEPAK-12 (Medtronic Physio-Control) с встроенной опцией microstream-капнографии. Пока мы рассмотрели только портативные транспортные мониторы. Однако капнографические модули MEDCO2™, благодаря своей компактности, надёжности в работе и малому энергопотреблению, начали постепенно вытеснять более громоздкие традиционные капнографические модули в многофункциональных мониторах ведущих производителей. Интеграция миниатюрных, и в тоже время надёжных в работе, капнографических microstream-модулей, не требующих к тому же значительных усилий по их обслуживанию, в многофункциональные модульные мониторы, несомненно, отразилась и на удобстве в эксплуатации этих мониторов, а также их мобильности и транспортабельности. В качестве примера такой интеграции microstream-модуля можно привести многофункциональный монитор Passport 2 фирмы Datascope ().  Рис. 15. Многофункциональный монитор Passport 2 фирмы Datascope с интегрированным microstream-капнографическим модулем. На сайте фирмы Philips Medical Systems () можно ознакомиться с спецификациями мониторов Agilent, и в частности с Agilent M4, имеющим microstream-капнографический модуль (рис 16).  Рис. 16. Монитор Agilent M4 (Philips Medical Systems). Интересующимся многофункциональными мониторами с встроенным дефибриллятором будет полезно посетить сайт фирмы Medical Data Electronics ( ). Представленный там монитор Escort Prism, так же имеет капнографический microstream-модуль. Cовершенно очевидно, что преимущества технологии microstream, значительно расширяют возможности применения капнографии в экстренной медицине и службах неотложной медицинской помощи. Раньше использование капнографов sidestream и mainstream в качестве транспортных мониторов было ограничено недостатками метода измерения CO2. Необходимость в замене фильтров, магистралей, ловушек для влаги, калибровка у мониторов sidestream создавали серьёзные проблемы для их применения в условиях неотложной медицины. Кроме того, нежелательные изменения положения капнографа и адаптера просто неизбежны при оказании помощи на месте несчастного случая или при транспортировке. Дорогостоящие датчики, размещенные непосредственно на адаптерах капнографов mainstream легко повреждаются, а при микроструйной капнографии они размещены внутри монитора. И, наконец, крайне малое энергопотребление микроструйных капнографов привело к более редким заменам батарей капнографа, а также к использованию батарей значительно меньших размеров и веса. Однако вернемся к вопросу о рейтинге современных капнографов. Как мы видим, благодаря соглашению об использовании модуля MEDCO2™, положение всех ведущих производителей мониторов в этом рейтинге пока выровнялось. Mainstream- и sidestream-капнографы постепенно отходят на второй план, и скорее всего останутся в прошлом. А вот выбор многофункционального монитора будет зависеть еще и от того, насколько в данном мониторе реализованы и другие методы мониторинга (пульсоксиметрия, ЭКГ, измерение АД и т.д.). Здесь я не рискую давать какие-либо советы, т.к. опасаюсь быть обвиненным в рекламе какой-либо фирмы. Зато я постарался привести в публикации ссылки на сайты ведущих изготовителей мониторов, где можно найти много полезной информации. Кстати говоря, планируя мониторное оснащение своего отделения, мы на ближайшие 5-6 лет снова остановили выбор на старых, добрых мониторах Cardiocap II (Datex-Ohmeda) (рис 17). После столь длительной оды во славу microstream-капнографии это мое сообщение будет выглядеть более чем странным. Но решение наше было принято, исходя из специфики нашего отделения и ориентации роддома на мониторы Datex в предыдущие годы. Разнородность в комплектации оборудованием к добру не приводит, и об этом будет сказано мной в следующем разделе публикации. Кроме того, мы сознательно решили сделать некоторую паузу в решении этого вопроса, пока не утрясутся окончательно вопросы дизайна и архитектуры новых моделей мониторов ведущих фирм-изготовителей. Но у коллег, не связанных в выборе мониторов такими обстоятельствами как у нас, теперь имеется достаточно хороший выбор из мониторов, предлагаемых современным рынком.  Рис. 17. Монитор Cardiocap II (Datex-Ohmeda) - один из лучших представителей многофункциональных мониторов XX-го, но теперь уже прошлого века. Новые возможности в стратегии оснащения служб МКС. Экономическая эффективность microstream-капнометрии. Этот раздел написан мной специально для менеджеров и руководителей лечебных учреждений, планирующих мониторное оснащение отделений анестезии и реанимации своих больниц, а также для заведующих этих отделений в качестве источника аргументов при спорах со своей администрацией, не всегда правильно подходящей к решению этого важного вопроса. Одним из основополагающих принципов стратегии оснащения подразделений медицины критических состояний является отказ от разнородности в комплектации оборудованием ради соблюдения единых стандартов. Переход к технологии Microstream, осуществляемый в настоящее время ведущими фирмами-производителями мониторов, а также интеграция в многофункциональные мониторы единого капнографического модуля (пока это модуль MEDCO2™) и CO2местимость линий отбора проб газа, дают возможность медицинским менеджерам и руководителям больниц более гибко подходить к оснащению служб МКС, используя при этом мониторы разных производителей. Кроме того, появилась реальная возможность стандартизации расходных материалов для капнометрии (фильтров, адаптеров, газовых магистралей, назальных канюль), что помимо решения организационных проблем служб МКС несомненно повысит и экономическую эффективность эксплуатации капнографов. Говоря об экономических аспектах проблем мониторинга, следует отметить, что затраты на поддержание монитора (в данном случае капнографа) в рабочем состоянии так же осознанно необходимы, как и регулярная покупка домохозяйками порошка для стиральной машины, меломанами батареек для плееров и т.д. Микроструйные капнографы не являются исключением из этого правила, однако они значительно превосходят по экономической эффективности эксплуатации традиционные методы капнометрии. Попробуем показать это на ряде примеров. Традиционные капнографы требуют частых перекалибровок датчика. Но даже при покупке капнографа Datex, который требует всего две калибровки в год, пользователь должен позаботиться о приобретении многоразового регулятора калибровки газов (195-210 долларов США) и калибровочного газа (162-227 долларов США). В дальнейшем необходимость регулярных калибровок прибора и связанных с ними расходов остаётся висеть "дамокловым мечом" как над врачом, так и на администрацией больницы. Необходимость смены картриджей-водоотделителей и ловушек (ёмкостей) для влаги также требует значительных расходов. И хотя самой эффективной и экономичной системой удаления паров воды из проб газа является водоотделитель D-Fend фирмы Datex, расходы по замене этих водоотделителей тоже весьма существенны. Стоимость комплекта многоразовых водоотделителей D-FEND (10 шт./упак.) составляет 151-152 доллара США. Срок использования одного водоотделителя - 2 месяца. Стоимость ёмкости для влаги - 15 долларов США. Таким образом, только обслуживание системы обезвоживания одного капнографа Datex обходится примерно в 96 долларов США в год. В отечественных лечебных учреждениях из-за высокой стоимости расходных материалов и трудностей с финансированием очень часто пренебрегают указанными фирмой-производителем сроками замены картриджей, что может приводить к поломке монитора, а, следовательно, и к повышению дальнейших затрат по обслуживанию капнографа. Замена адаптеров и газовых магистралей для проб газа также обходится весьма недёшево. Так, например, замена этих принадлежностей у мониторов Datex, лучших представителей sidestream-капнографов, повлечёт за собой следующие расходы. Стоимость набора одноразовых адаптеров (10 шт./упак.) находится в пределах 20-37 долларов США (широкий диапазон цен связан с более высокой стоимостью педиатрических принадлежностей). Одноразовые (в условиях российской медицины они часто становятся постоянными) газовые магистрали к капнографам Datex стоят по 19 -60 долларов США за комплект (10 шт./упак.). Я специально привел в пример расходы на поддержание именно мониторов Datex, считавшихся в свое время одними из самых надежных и экономичных. Кстати, во всех приведённых здесь ценах на принадлежности к мониторам не отражена стоимость на транспортные расходы и стоимость таможенного оформления товара, так что реальные расходы на обслуживание мониторов будут гораздо выше. Высокая скорость забора проб газа в sidestream-капнографах предъявляет повышенные требования к газовой помпе. Неслучайно поломка помпы является одной из самых частых причин выхода из строя капнографа. Расходы на устранение этой поломки или замена помпы бывают очень существенными. Стоимость усилий персонала по уходу за традиционными капнографами (деконтаминация принадлежностей, опустошение ловушек для влаги, смена заблокированных магистралей, очистка адаптеров, и т.д.) трудно подсчитать, и я с большим удовольствием оставляем эту задачу специалистам, более искушённым в экономике и эргономике. К экономическим плюсам технологии Microstream можно также отнести и малое энергопотребление мониторов, меньшие размеры и вес, а, следовательно, и более низкую стоимость сменных перезаряжаемых батарей. Примечание: Для обзора были использованы учебные материалы Datex Training Center, материалы указанных в публикации сайтов, а также личного архива автора. © Design by "Открытый контур"
|
