КИСЛОРОДНО-ДЫХАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

Кислородно-дыхательные аппараты, подающие атмосферный воздух, имеют открытый контур дыхания; аппараты, осуществляющие подачу кислорода (дыхательной смеси) из дополнительных источников,— полуоткрытый или закрытый контур. Особенность аппаратов с открытым контуром дыхания заключается в том, что вдыхаемый газ поступает в них из атмосферы, а выдыхаемый выводится также в атмосферу. В аппаратах с полуоткрытым контуром дыхания, использующих дыхательные газы из дополнительных источников, выдыхаемый газ выводится в атмосферу (рис. 1, а). Аппараты с закрытым контуром дыхания представляют собой замкнутую систему, в к-рой дыхательный газ циркулирует из аппарата в дыхательные пути и снова в аппарат, проходя через абсорбер — поглотитель углекислоты (рис. 1, б). По сравнению с аппаратами, имеющими полуоткрытый контур, аппараты с закрытым контуром дыхания расходуют кислород более экономно, но требуют обязательной продувки дыхательного мешка с целью удаления из него избыточного азота, поступающего с кислородом из баллона. Формирование дыхательной смеси в аппаратах с полуоткрытым и закрытым контурами происходит в различных дозаторах, обеспечивающих определенное соотношение ее компонентов. Наиболее распространенные дыхательные смеси — кислородно-воздушные; широко применяются и кислородно-гелиевые смеси; иногда в дыхательную смесь добавляют до 5% двуокиси углерода для возбуждения дыхательного центра с целью увеличения минутного объема вентиляции легких.

По способу подачи кислорода (дыхательной смеси) различают аппараты с непрерывной подачей и аппараты с прерывистой (легочно-автоматической) подачей. При непрерывной подаче кислород (дыхательная смесь) поступает от источника к органам дыхания с постоянной объемной скоростью. При этом величина объемной скорости кислорода должна быть прямо пропорциональна минутному объему вентиляции легких. Применение дыхательного мешка позволяет значительно сэкономить расход кислорода. В аппаратах с легочно-автоматической подачей поступление кислорода (дыхательной смеси) в дыхательные пути обеспечивается лишь в момент вдоха (рис. 2). Чтобы предотвратить высушивание дыхательных путей, в кислородно-дыхательных аппаратах предусмотрены увлажнители различных конструкций; наиболее удобны увлажнители с водными аэрозолями, получаемыми при помощи пневматических или ультразвуковых генераторов.

Сообщение аппарата с дыхательными путями осуществляется через шлем, кислородную маску, герметически закрепляющуюся на лице с помощью обтуратора, мундштук с загубником, носовые канюли, катетеры и т. п.

В соответствии с назначением различают подводные, высотные и наземные кислородно-дыхательные аппараты.

Для дыхания под водой используют только изолирующие аппараты, гл. обр. с полуоткрытым контуром дыхания. Это, напр., шланговый аппарат с принудительной подачей воздуха, нагнетаемого с поверхности при помощи компрессора. Для дыхания на большой глубине Применяют специальные смеси, напр, кислородно-гелиевые. На небольшой глубине (порядка 10—40 м), используют аппараты с легочно-автоматической подачей воздуха типа «Подводник)).

Высотные кислородно-дыхательные аппараты применяют при пониженном атмосферном давлении, обусловливающем снижение парциального давления кислорода в атмосферном воздухе и кислородное голодание, начиная с зоны неполной компенсации (выше 3000 м). В этих условиях используют гл. обр. кондиционирующие аппараты с полуоткрытым контуром дыхания и легочно-автоматической подачей дыхательной смеси. В авиации используется особый тип К.-д. а., обеспечивающий возможность полетов на высоте более 12 000 м.

Наземная К.-д. а. включает фильтрующие, изолирующие и кондиционирующие аппараты. Все фильтрующие аппараты имеют открытый контур дыхания. К ним относятся и фильтрующие противогазы, задерживающие вредные газы, пары и аэрозоли (напр., гопколитовый противогаз, задерживающий угарный газ). Примером изолирующего кислородно-дыхательного аппарата является самовсасывающий аппарат, состоящий из маски и длинного шланга. Его применяют при работе в резервуарах (емкостях), содержащих вредные пары или газы. Аппарат имеет открытый контур дыхания, свободный конец шланга размещается за пределами резервуара. К группе изолирующих аппаратов относятся и противогазы с закрытым контуром дыхания (регенеративные), использующие дополнительные источники кислорода (рис. 3). Их широко применяют при работе в шахтах и на рудниках, а также при проведении спасательных работ. Значительная группа кислородно-дыхательных аппаратов предназначена для кислородной терапии (см.) на дому, в условиях поликлиники и в стационаре, а также в военно-полевых условиях. Аппараты для кислородной терапии имеют полуоткрытый или закрытый контур дыхания; источником кислорода в них являются баллоны или системы централизованной разводки мед. газов (в последнем случае используются транспортные баллоны емкостью 40 л или жидкий кислород). В тех случаях, когда кислородная терапия проводится в условиях заражения атмосферы вредными веществами, подсасываемый в аппарат воздух пропускают через фильтр противогаза. Простейшим устройством, предназначенным для кислородной терапии, является кислородная подушка, представляющая собой эластичную емкость, заполненную кислородом и снабженную запорным краном и воронкой (мундштуком). Запас кислорода в подушке рассчитан на несколько минут дыхания.

Наиболее широко распространены кислородные ингаляторы — аппараты с полуоткрытым или закрытым контуром дыхания, подающие чистый кислород или кислородную смесь.

Кислородные ингаляторы могут быть стационарными и портативными (переносными). Отечественный универсальный ингалятор «Кислород-У1» (рис. 4) имеет полуоткрытый контур дыхания; подача дыхательной смеси постоянная, с использованием дыхательного мешка, величина подачи дыхательной смеси — до 20 л/мин, кислорода — до 10 л/мин; концентрация кислорода в дыхательной смеси 40, 70 и 100%; относительная влажность дыхательной смеси 80—100%. Ингалятор «Гелий-1» (рис. 5) имеет закрытый контур дыхания. Аппарат осуществляет подачу чистого кислорода, гелиево-кислородной смеси или смеси кислорода с закисью азота; концентрация кислорода 30, 40, 60 или 80%, влажность дыхательной смеси 80—100% . Подача дыхательной смеси — автоматическая, сопротивление дыханию не более 10 мм вод. ст. Аппарат снабжен устройством для автоматической продувки системы и блокирующим механизмом, предотвращающим поступление дыхательной смеси в случае отсутствия кислорода.

Разновидностью кислородного ингалятора являются кислородные палатки. Концентрация кислорода под тентом обычно не превышает 40—60%. При повышении температуры и влажности дыхательной смеси под тентом в кислородных палатках включается система кондиционирования воздуха (см.).

В тех случаях, когда кислород при нормальном атмосферном давлении не оказывает необходимого леч. воздействия, применяют гипербарическую оксигенацию (см.), т. е. лечение кислородом при повышенном давлении. Гипербарическая оксигенация приводит к увеличению количества растворенного в плазме крови кислорода. Роль кислородно-дыхательного аппарата в этих случаях выполняет барокамера, в к-рую помещают больного (рис. 6); в ней поддерживают заданные давление и концентрацию кислорода.

Кислородно-дыхательная аппаратура военных кораблей

Среди аппаратов этой группы различают лечебные, водолазные индивидуальные и водолазные бортовые (палубные) аппараты.

Леч. аппараты (и бортовые системы) используют при боевом поражении экипажа и в аварийных ситуациях, в т. ч. при нарушении регенерации воздуха на подводной лодке. Аппараты в основном аналогичны применяемым на суше.

Водолазные индивидуальные аппараты применяют в зависимости от глубины погружения: до 20 м — легкое водолазное кислородное снаряжение, до 40 м — акваланги, до 60 м — вентилируемое водолазное снаряжение, до 365 м — глубоководное гелиево-кисдородное снаряжение, св. 365 м — водородно-кислородное снаряжение. Среди аппаратов этой группы имеются неавтономные и автономные. Все неавтономные аппараты имеют открытый контур дыхания; подача воздуха в них осуществляется через шланг с борта корабля.

Автономные аппараты делят на аппараты с полуоткрытым и закрытым контурами дыхания. Аппараты с полуоткрытым контуром дыхания имеют двухступенчатый автомат, помещаемый в маске или на мундштучной коробке, с одним шлангом вдоха й одно- или двухступенчатый автомат с одним или двумя шлангами (вдоха и выдоха) на баллонах. В этих аппаратах используется сжатый воздух из баллонов; расход воздуха 30 л/мин; при увеличении глубины на каждые 10 м расходуется дополнительно 30 л воздуха в 1 мин.

В конструкцию автономных аппаратов с закрытым контуром дыхания входят баллоны (1—3 шт.) с дыхательной смесью под давлением 150— 200 am емкостью 7 и 11 л, автомат, блок дозированной подачи дыхательной смеси, двухсекционный (для вдоха и выдоха) дыхательный мешок, абсорбер, вмещающий 2—2,5 кг хим. поглотителя, маска, загубник и др. Состав и расход дыхательной смеси регулируются автоматически в зависимости от глубины погружения. Чем больше глубина погружения, тем выше расход дыхательной смеси (табл.); увеличение расхода дыхательной смеси обусловливает сокращение времени пребывания под водой при нарастании глубины (на глубине 60 м — 60 мин., 110 м — 40 мин., 160 м — 30 мин., 200 м — 20 мин.); излишки дыхательной смеси выбрасываются в окружающую среду.

Таблица. Зависимость состава и расхода дыхательной смеси от глубины погружения

Для работы на глубине 300— 450 м, как правило, используются аппараты с закрытым контуром дыхания. Парциальное давление кислорода в дыхательной смеси поддерживается в них на определенном уровне, напр, электронными системами, управляющими блоком подачи кислорода; состав дыхательной смеси можно контролировать по надплечному световому индикатору и регулировать ручным способом. В абсорбер (аппарат для очистки газов) с хим. поглотителем вмонтированы датчики, регистрирующие изменение парциального давления кислорода в газовой смеси, средства осушки, система подогрева. В автономных кислородно-дыхательных аппаратах может быть использован газообразный или сжиженный газ.

Водолазные бортовые кислороднодыхательные аппараты (компрессионно-декомпрессионные камеры) входят в оснащение аварийно-спасательных судов. К этим аппаратам относятся глубоководные водолазные комплексы, включающие жилые компрессионные камеры, герметично состыкованные с водолазным колоколом, , устройства для спуска и подъема, вспомогательное и ремонтное оборудование, а также полуавтономные (одноместные, групповые) водолазные камеры, опускающиеся на дно подобно лифту. Водолазные камеры обеспечивают работу водолазов при нормальном давлении непосредственно в зоне спасательных работ. После проведения компрессии декомпрессию проводят при подъеме, начиная с определенной глубины, и в дальнейшем продолжают в бортовых устройствах.

Кислородно-дыхательная аппаратура в авиации

Кислородно-дыхательная аппаратура в авиации предназначена для обеспечения кислородом летного состава во время полетов на большой Высоте при пониженном атмосферном давлении.

Различают бортовую стационарную, бортовую переносную и парашютную (автономную) К.-д. а.

Бортовая стационарная К.-д, а. является частью оборудования кабины летательного аппарата, а также включает приборы для индивидуального или коллективного пользования в транспортных, спортивнодесантных, пассажирских и сан. самолетах (рис. 7). Первые устанавливают на рабочем месте членов экипажа, вторые — в общем салоне (кабине). Аппараты для коллективного * пользования представляют собой единую кислородную установку (собственно аппарат и баллоны с кислородом), соединенную через общую кислородную магистраль с индивидуальными точками питания кислородом у каждого пассажирского места в салоне (кабине) самолета. Переносные аппараты используют в тех случаях, когда выполнение различных работ требует перемещения членов экипажа по кабине, а на самолетах гражданской и сан. авиации — для оказания медпомощи пассажирам.

Парашютная К.-д. а. предназначена для обеспечения кислородом членов экипажа за бортом в случае аварии, а также во время спортивных прыжков и учебных занятий с парашютом на высоте более 4000 м. Среди К.-д. а., применяемой в авиации, имеются аппараты с непрерывной и прерывистой подачей кислорода (дыхательной смеси), а также приборы для дыхания кислородом под избыточным давлением, представляющие собой конструктивное сочетание первых двух типов и в зависимости от высоты работающие либо в автоматическом режиме, либо в режиме непрерывной подачи кислорода.

Аппараты с непрерывной подачей кислорода (дыхательной смеси) и легочный автомат представляют собой одно- или двухредукторные системы различной сложности. Давление кислорода при поступлении в аппарат редуцируется до необходимого рабочего давления. Подача кислорода регулируется автоматически в зависимости от высоты при помощи специального анероидного механизма (барометра) либо благодаря относительному разрежению, возникающему внутри прибора при вдохе. Аппараты с непрерывной подачей кислорода просты по конструкции и в эксплуатации, надежны в работе, но отличаются неэкономным расходом кислорода (подача его во время выдоха). Автоматические аппараты обеспечивают адекватную подачу кислорода, соответствующую потребности организма как в состоянии покоя, так и при физ. нагрузке. Наличие в них специального эжекторного устройства позволяет автоматически в зависимости от высоты регулировать содержание кислорода в дыхательной смеси, ограничивая подсос атмосферного воздуха. На высоте 8000—10 000 м подсос воздуха через эжекторное устройство прекращается, и в легкие поступает только кислород. При пользовании этими приборами необходима абсолютная герметичность системы прибор — кислородная маска — дыхательные пути, к-рая достигается выбором соответствующего размера маски, тщательной подгонкой ее по линии прилегания к лицу и соблюдением осторожности при движении головой во время полета.

Для полетов на больших высотах (более 10 000 м) применяют аппараты, подающие дыхательную смесь под избыточным давлением и этим обеспечивающие необходимое парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе. При этом методе внутрилегочное давление газа превышает давление окружающей тело газовой среды и является избыточным по отношению к атмосферному давлению на данной высоте. В условиях герметической кабины эти приборы работают как легочный автомат. В отличие от последнего, постоянное положительное давление на вдохе (ок. 30—40 мм вод. ст.), создаваемое аппаратом, гарантирует от опасности подсоса атмосферного воздуха в случае негерметичного прилегания маски. При нарушении герметичности кабины самолета на высоте более 11 000 м автоматически включается специальный механизм, переводящий прибор на режим непрерывной подачи кислорода и одновременно обеспечивающий создание необходимого общего давления в системе прибор — подмасочное (или подшлемное) пространство — легкие. В зависимости от высоты полета используют приборы с различным режимом общего давления: 115, 130 и 145 мм рт. ст. Величина создаваемого ими избыточного давления в легких зависит от режима общего давления, на который рассчитан данный прибор, и высоты полета, на к-рой произошла разгерметизация кабины летательного аппарата.

Избыточное давление создает значительную нагрузку на сердечно-сосудистую и дыхательную системы организма, что может привести к развитию различных функц, расстройств (см. высотное снаряжение (см.), создающее внешнее противодавление, равное по величине внутрилегочному давлению: на высоте до 15 000 м — кислородную маску, до 18 000 м — маску и высотный компенсирующий костюм, до 20 000 м и выше — герметический шлем и высотный компенсирующий костюм.

Полевая кислородно-дыхательная аппаратура используется на этапах мед. эвакуации для оказания помощи пораженным в бою и больным с явлениями кислородной недостаточности.

Среди аппаратов этой группы имеются кислородные ингаляторы (КИ-4.02), кислородная станция (КИС-2.02) и кислородная компрессионная камера «Иртыш». Аппараты портативны и просты в эксплуатации. Они могут быть использованы и для оказания помощи в зараженной среде.

Ингалятор КИ-4.02 является аппаратом с легочно-автоматической и непрерывной подачей кислорода (10—20 л/мин). Источником кислорода в нем служит баллон емкостью 2 л; дополнительными источниками кислорода могут быть транспортные баллоны (емкостью 40 л) или газификаторы жидкого кислорода. В комплект ингалятора входят дыхательные трубки, маски, заплечные ремни, набор запасных частей. Время работы аппарата в автоматическом режиме при давлении кислорода 200 кгс/см² и объеме легочной вентиляции 10 л/мин составляет 1 час.

Кислородная станция КИС-2.02 представляет собой комплекс кислородных и аэрозольных ингаляторов, соединенных с пультом управления подачей кислорода. Режим подачи кислорода непрерывный. В комплект аппарата входят шланги, тройники, змеевики, ингаляционные мешки с клапанными коробками, струбцины, маски, увлажнители кислорода. Станция обеспечивает лечение одновременно 22 больных. К ней можно подключать аппараты для ингаляционного наркоза.

Камера «Иртыш» (рис. 8) предназначена для лечения кислородом под давлением при отравлениях, тяжелых огнестрельных ранениях, в т. ч. осложненных анаэробной инфекцией, и т. д. Камера разборная, состоит из головной и ножной полусфер, соединяемых герметически, и носилок. В головной полусфере помещаются датчик—сигнализатор давления, переговорное устройство, термометр, иллюминаторы, пневматические и электрические разъемы, в ножной полусфере — баллон с кислородом, вентили, манометры, инжекторный узел, клапаны и др. Максимальное рабочее давление в камере 1,2 кгс/см²; выход на режим работы 20 мин.; содержание кислорода при выходе на режим работы 90 ± 5%; время автономной работы 9—105 мин., при подключении дополнительных источников кислорода (напр., транспортных баллонов) — до 7 час.; экстренный подъем давления в камере до рабочего уровня осуществляется в течение 3 мин.; аварийный сброс давления — в течение 1,5 мин.; напряжение электрического источника питания системы 9 В; масса камеры при незаправленном баллоне 65 кг; время приведения камеры в рабочее состояние не более 3 мин.

Библиография: Богданович П. Л. Новые респираторы для горноспасательных работ, М., 1960; Бураковский В. И. и Бокерия Л. А. Гипербарическая оксигенация в сердечно-сосудистой хирургии, М. i 1974, библиогр,; Бу ха л о в с ки й И. Н. и д р. Лечение больных острой сердечной и легочной недостаточностью методом гипербарической оксигенации, Воен.-мед. журн., iNg 7, с. 62, 1975; Б ы-к о в Л. Т., Егоров М. С. и T а р а-с о в П. В. Высотное Оборудование самолетов, М., 1958, библиогр.; Глухов С. А., H о в и ков А. Л. и Ш арап о в B.Н. Новый комплекс аппаратов кислородной терапии, Мед. техника, М 4, с. 55, 1971; Исаков П. Кл ц.,:д р. Теория и практика авиационной кедицины, М., 1975, библиогр.; К ё н н и Дж. Е. Техника освоения морских глубин, пер. с англ., Л., 1977; Лав Ников А. А. Основы авиационной й космической медицины, М., 1975; Майлс С. Подводная медицина, пер. с англ., М., 1971; Пе тров-с к и й Б. В. и E ф у н и С. Н. Основы гипербарической оксигенации, М., 1976; И e ч а т и н А. А. Дыхательные аппараты и подводное снаряжение, М.. 1973, библиогр.; С айкс Jf. К., Мак Никол М. У. и Кэмп бел л Э Д Ж". М. Дыхательная недостаточность, пер с англ., М., 1974, библиогр.

C. А. Глухов; И, Ф. Богоявленский (воен.), Д. И. Иванов (воен.).