يعتبر التنفس من أهم علامات الحياة التي تميزت بالحياة منذ العصور القديمة. لدرجة أن هذا النشاط يتم تحديده تقريبًا مع الحياة. ومع ذلك ، لم يتم فهم كيفية حدوث هذا النشاط والغرض منه لفترة طويلة. اقترح الفلاسفة القدماء أن التنفس يتم لأغراض مختلفة مثل تهوية الروح وتبريد الجسم واستبدال الهواء الخارج من الجلد. يتم استخدام الرياح والروح بشكل مترادف. (pnemone) ثم هذا sözcüوقد نجا حتى يومنا هذا من الرئة (الالتهاب الرئوي) والالتهاب الرئوي (النوم). وطبقًا لوجهة نظر مماثلة تم تبنيها على نطاق واسع في الصين والهند في نفس الفترة ، فقد تم النظر في عملية التنفس بالنسبة لعنصر الهواء الذي يُعتقد أنه جزء من الروح ، وكان يُعتقد أن التنفس ناتج عن هذا التفاعل. ظهرت فكرة أن نوعًا من الاسترخاء أو زيادة الإدراك سيحدث من خلال التحكم في التنفس ، خاصة في الثقافات الشرقية. على الرغم من أنه كان معروفًا في هذه الفترة أن التنفس ضروري لاستمرار الحياة ، إلا أنه لم يتم إنشاء علاقة مرضية مع الأسس الفكرية المذكورة أعلاه ، وطرق مثل ضرب الجسم بضربات قوية ، وتعليق الجسم رأسًا على عقب ، وضغطه ، وتطبيقه. تم وضع دخان من الفم والأنف لإعادة تنشيط التنفس المتقطع. تمت تجربة هذه الطلبات لعلاج الأشخاص الذين يعانون من صعوبات في التنفس و "إنعاش" الشخص في حالة الوفاة الناجمة عن السكتة التنفسية. بدأت المعرفة التجريبية والتطبيقات العملية في الظهور كأحد العناصر الأساسية للفكر البشري في العصور اللاحقة. ركزت التجارب والفحوصات الفسيولوجية على الحيوانات في مدينة الإسكندرية المنشأة حديثًا الانتباه على كيفية حدوث التنفس. بدأ فهم دور العضلات والأعضاء مثل الحجاب الحاجز والرئتين وما إلى ذلك في هذه الفترة. في الفترة التالية ، بدأ ابن سينا في الاقتراب من الفهم الحديث في الأفكار حول الهدف ، مع الرأي القائل بأن التنفس كان بمثابة آلية حركة للقلب (أو الروح) لإعطاء الحياة للجسد ، وكل استنشاق يسبب الزفير واليوم التالي. دورة.
تاريخ أجهزة التنفس الصناعي
بعد فهم آلية التنفس والغرض منه ، ظهرت فكرة استخدام هذه المعرفة في العلاجات المنقذة للحياة من خلال تصميم طرق وآليات مختلفة في أواخر القرن الثامن عشر مع فهم الأكسجين وأهميته لحياة الإنسان. إن تطوير هذه الأفكار والآليات بمرور الوقت سيؤدي إلى أجهزة تهوية حديثة وتشكل الأساس لإنشاء وحدات العناية المركزة كما نعرفها. لعبت الأوبئة دورًا مهمًا في هذا التطور. المشاكل التي يتم مواجهتها أثناء هذه العملية والعلاجية المنشأ (الحالات غير المرغوب فيها أو الضارة التي تحدث أثناء التشخيص والعلاج) هي مشكلات يجب مراعاتها في تصميمات أجهزة التنفس الصناعي الحديثة. من أجل فهم جهاز التنفس الصناعي الحديث والمشكلات التي يحاول حلها ، سيكون من المفيد دراسة تطور الموضوع.
1. طريقة خطيرة
تعد طريقة الإنعاش الفموي (الإنعاش) أحد التطبيقات الأولى في هذا الموضوع. ومع ذلك ، فإن حقيقة أن تنفس الزفير ضعيف من حيث الأكسجين ، وخطر انتقال المرض وعدم القدرة على مواصلة العملية لفترة طويلة يحد من الفوائد السريرية للتطبيق وسهولة استخدامه. كانت الطريقة الأولى المستخدمة لحل هذه المشاكل هي وضع هواء مضغوط على رئتي المريض من خلال منفاخ أو أنبوب. تمت مصادفة التطبيقات المتعلقة بالموضوع في أوائل القرن التاسع عشر. ومع ذلك ، فقد أدت هذه الطريقة إلى العديد من حالات استرواح الصدر علاجي المنشأ. استرواح الصدر هو ظاهرة تقلص الرئتين ، وتوصف أيضًا بالانهيار. ينفجر الهواء المضغوط المطبق بواسطة منفاخ الأكياس الهوائية في الرئة ويؤدي إلى ملء غشاء الجنب بين الأوراق. على الرغم من أنه يمكن تقليل معدل الوفيات من خلال الإجراءات الجراحية مثل استخدام القسطرة والتدخل الميكانيكي مع تنظير الصدر وإلصاق الجنب وإعادة لصق الأوراق وبضع الصدر ، إلا أن هذه العملية لا تزال محفوفة بالمخاطر مقارنة بالعديد من حالات الالتهاب الرئوي. نتيجة للأضرار علاجي المنشأ ، في هذه الفترة التي كانت فيها الفرص المذكورة أعلاه محدودة للغاية ، تم تصنيف تطبيق ضغط الهواء الإيجابي على الرئتين على أنه خطير وتم التخلي عن هذه الممارسة إلى حد كبير.
2. الكبد الحديدي
بعد أن اعتبرت محاولات التهوية بالضغط الإيجابي خطيرة ، اكتسبت الدراسات على التهوية بالضغط السلبي أهمية. الغرض من أجهزة التهوية بالضغط السلبي هو تسهيل عمل العضلات التي توفر التنفس. أول جهاز تنفس للضغط السلبي ، تم اختراعه عام 1854 ، استخدم مكبسًا لتغيير ضغط الخزانة التي يوضع فيها المريض.
كانت أنظمة التهوية بالضغط السلبي كبيرة ومكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت تأثيرات علاجي المنشأ تسمى "صدمة الخزان" ، مثل ارتفاع سوائل المعدة وسد القصبة الهوائية أو ملء الرئتين. على الرغم من عدم زيادة عدد هذه الأنظمة ، إلا أنها وجدت مكانًا للاستخدام في المستشفيات الكبيرة ، خاصةً لصعوبات التنفس التي تسببها العضلات وأثناء الجراحة ، وتم استخدامها بنجاح لفترة من الوقت. لا تزال أجهزة مماثلة تستخدم في علاج الأمراض العصبية والعضلية ، خاصة في أوروبا.
3. خطوات حذرة
شكل جائحة شلل الأطفال العظيم في الولايات المتحدة وأوروبا عام 1952 نقطة تحول في التهوية الميكانيكية. على الرغم من دراسات الأدوية واللقاحات المستخدمة في أوبئة شلل الأطفال السابقة ، لم يكن بالإمكان منع الوباء وأصبح النظام الصحي غير قادر على الاستجابة للحاجة مع عدد الحالات التي تفوق بكثير قدرة المستشفيات. في ذروة الوباء ، ارتفع معدل الوفيات بين المرضى الذين تم إدخالهم إلى المستشفى بأعراض عضلات الجهاز التنفسي والشلل البصلي إلى حوالي 80٪. في بداية الوباء ، كان يُعتقد أن الوفيات ناتجة عن الفشل الكلوي بسبب فيروسية الجهازية بسبب أعراض قاتلة مثل التعرق وارتفاع ضغط الدم وارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الدم. وأشار طبيب تخدير يُدعى بيورن إبسن إلى أن الوفيات نجمت عن صعوبات في التنفس ، وليس الفشل الكلوي ، واقترح التنفس الصناعي بالضغط الإيجابي. على الرغم من أن هذه النظرية قوبلت بمقاومة في البداية ، فقد بدأ قبولها حيث انخفض معدل الوفيات إلى 50 ٪ في المرضى الذين خضعوا للتنفس اليدوي الإيجابي. استمر استخدام العدد المحدود من أجهزة التهوية المنتجة في وقت قصير بعد الوباء. من الآن فصاعدًا ، تحول تركيز التهوية من تقليل الحمل على عضلات الجهاز التنفسي إلى تطبيقات لزيادة مستوى الأكسجين في الدم وعلاج ARDS (أعراض الضائقة التنفسية الحادة). تم التغلب جزئيًا على التأثيرات العلاجية المنشأ التي شوهدت في التهوية بالضغط الإيجابي السابقة بالتطبيقات غير الغازية ومفهوم PEEP (الضغط الزفيري النهائي). كما ظهرت فكرة جمع جميع المرضى في مكان واحد للاستفادة من جهاز التنفس الصناعي الفردي أو فريق التهوية اليدوية خلال هذه الفترة. وهكذا ، تم وضع الأساس لوحدات العناية المركزة الحديثة ، حيث تكون أجهزة التنفس الصناعي والأطباء الذين طوروا الخبرة في هذا الموضوع جزءًا لا يتجزأ.
4. مراوح حديثة
كشفت الدراسات التي أجريت في الفترة التالية أن الضرر في الرئتين لم يكن بسبب ارتفاع الضغط ، ولكن بشكل رئيسي بسبب فرط التمدد طويل الأمد في الحويصلات الهوائية والأنسجة الأخرى. تماشياً مع ظهور المعالجات واحتياجات الأمراض المختلفة ، بدأ التحكم في الحجم والضغط والتدفق بشكل منفصل. وبالتالي ، تم الحصول على أجهزة أكثر فائدة ويمكن ضبطها وفقًا لتطبيقات مختلفة مقارنةً بالتحكم في "الصوت" فقط. تستخدم أجهزة التنفس الصناعي لإدارة الأدوية ، ودعم الأكسجين ، والسيطرة الكاملة على التنفس ، والتخدير ، وما إلى ذلك. بدأ تصميمه ليشمل أوضاعًا مختلفة للعديد من الأغراض المختلفة.
جهاز التنفس الصناعي وأنماطه
التهوية الميكانيكية هي عملية توصيل الغازات ذات الصلة إلى الرئتين واستعادتها بطريقة خاضعة للرقابة وهادفة. تسمى الأجهزة المستخدمة لإجراء هذه العملية بأجهزة التهوية الميكانيكية.
اليوم ، تُستخدم أجهزة التنفس الصناعي لخدمة العديد من الأغراض السريرية المختلفة. تشمل هذه التطبيقات السريرية توفير تبادل الغازات ، وتسهيل التنفس أو توليه ، وتنظيم استهلاك الأكسجين النظامي أو عضلة القلب ، وتوفير توسيع الرئة ، وإدارة التخدير ، وإدارة التخدير ومرخيات العضلات ، وتثبيت القفص الصدري والعضلات. يتم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة جهاز التنفس الصناعي من خلال الضغط المستمر أو المتقطع / تطبيق التدفق لعمليات الاستنشاق والزفير ، وأيضًا باستخدام التغذية المرتدة من المريض. يمكن توصيل أجهزة التنفس الصناعي بالمريض خارجيًا أو من خلال فتحات الأنف ، عن طريق التنبيب من خلال القصبة الهوائية أو القصبة الهوائية. يمكن لمعظم أجهزة التنفس الصناعي أداء العديد من العمليات المذكورة أعلاه ، بالإضافة إلى أداء وظائف إضافية مثل البخاخات أو توفير دعم الأكسجين. يمكن تحديد هذه الوظائف كأوضاع مختلفة ويمكن أيضًا التحكم فيها يدويًا.
الأنماط الشائعة في مراوح وحدة العناية المركزة هي:
- P-ACV: تهوية مدعمة بالضغط
- P-SIMV + PS: التحكم في الضغط ، دعم الضغط ، التهوية القسرية المتزامنة
- P-PSV: تهوية يتم التحكم فيها بالضغط ، وتدعم الضغط
- P-BILEVEL: تهوية يتم التحكم فيها بالضغط وثنائية المستوى
- P-CMV: التحكم في الضغط ، والتهوية الإلزامية المستمرة
- APRV: تهوية لتخفيف ضغط مجرى الهواء
- V-ACV: التهوية المساعدة التي يتم التحكم في حجمها
- V-CMV: تهوية قسرية مستمرة مع التحكم في مستوى الصوت
- V-SIMV + PS: تهوية إجبارية مدعومة بالضغط المتحكم في مستوى الصوت
- SN-PS: تهوية دعم الضغط العفوي
- SN-PV: حجم تلقائي يدعم التهوية غير الغازية
- HFOT: وضع العلاج بالأكسجين عالي التدفق
بصرف النظر عن مراوح العناية المركزة ، توجد أيضًا أجهزة تهوية للتخدير ، والنقل ، وحديثي الولادة ، والاستخدام المنزلي. بعض المصطلحات والتطبيقات المستخدمة بشكل متكرر في مجال التهوية الميكانيكية ، بما في ذلك مراوح الأرجل ، هي كما يلي:
- NIV (تهوية غير مفعمة بالحيوية): هو الاسم الذي يطلق على الاستخدام الخارجي لجهاز التنفس الصناعي بدون التنبيب.
- CPAP (ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر): طريقة الدعم الأساسية التي يتم فيها تطبيق ضغط ثابت على مجرى الهواء
- BiPAP (ضغط مجرى الهواء الإيجابي ثنائي المستوى): طريقة لتطبيق مستويات ضغط مختلفة على مجرى الهواء أثناء التنفس.
- PEEP (ضغط انتهاء انتهاء مجرى الهواء الإيجابي): هو الحفاظ على الضغط على مجرى الهواء عند مستوى معين بواسطة الجهاز أثناء الزفير.
دراسات جهاز التنفس الصناعي ASELSAN
بدأت ASELSAN العمل على "أنظمة دعم الحياة" ، والتي حددتها كأحد المجالات الاستراتيجية في قطاع الصحة ، في عام 2018. لقد بدأت العمل مع العديد من الشركات المحلية وموردي الوحدات الفرعية بما يتماشى مع رؤيتها في إنشاء النظام البيئي ذي الصلة باستخدام الدراسات والمعرفة الموجودة في تركيا على جهاز التنفس الصناعي ، وهو أحد الأجهزة الرئيسية في هذا المجال. تم توقيع اتفاقيات تعاون مع شركة BOISYS التي تعمل على أجهزة التنفس الصناعي في بلدنا. في هذا السياق ، تم إجراء الفحوصات والدراسات الفنية لتحويل جهاز التنفس الصناعي ، الذي تدرسه BIOSYS ، إلى منتج يمكنه المنافسة على نطاق عالمي.
تماشياً مع الحاجة إلى أجهزة التنفس الصناعي ، والتي تعتبر حاصلة في تركيا وفي العالم مع جائحة COVID في بداية عام 2020 ، تم البدء في العمل السريع مع الشركات المحلية والأجنبية العاملة في تركيا لكل من BIOSYS وأنواع مختلفة من أجهزة التنفس بدعم وتنسيق من رئاسة الصناعات الدفاعية. كانت المشكلة الأولى التي تمت مواجهتها خلال هذه الدراسة هي أن الإمداد من الشركات المصنعة لأجزاء أجهزة التهوية الفرعية مثل الصمامات والتوربينات ، التي تم شراؤها بسهولة إلى حد ما وبتكلفة فعالة إلى حد ما من الخارج ، أصبح أمرًا صعبًا بسبب الحاجة أو ارتفاع الطلب على منتجاتهم الدول. لهذا السبب ، تم تصميم وإنتاج الصمامات التناسبية والزهرية والتوربينات واختبار الأجزاء الفرعية المهمة للكبد لدعم الشركات المصنعة لأجهزة التنفس الصناعي المحلية واستخدامها في إنتاج BIYOVENT ، والذي يتم العمل عليه مع BIOSYS. قدمت رئاسة قطاع HBT مساهمات كبيرة في تصميم أجزاء الصمام وإنتاجها.
بالتزامن مع هذه الدراسة ، تم إجراء دراسات تصميم الأجهزة والبرمجيات لنضج جهاز BIOVENT جنبًا إلى جنب مع BAYKAR و BIOSYS. تم استخدام مرافق ARÇELİK لإنتاج المنتج المستخرج بكميات كبيرة في وقت قصير. تم الانتهاء من أنشطة التصميم والإنتاج لجهاز طبي في وقت قصير جدًا ، وبدأ شحنه إلى كل من تركيا والعالم في يونيو. في الفترة التالية ، تم إنشاء البنية التحتية لإنتاج BIOVENT في ASELSAN وتم نقل إنتاج الجهاز إلى ASELSAN. اليوم ، تمتلك شركة ASELSAN طاقة إنتاجية تصل إلى مئات أجهزة التنفس الصناعي يوميًا. يستمر إنتاج الجهاز وشحنه إلى نقاط الاحتياج في تركيا والعالم.
مستقبل
بالتعاون مع الشركات المحلية لأجهزة التهوية ، تواصل شركة ASELSAN العمل على إنشاء نظام بيئي ، وتحسين تصاميم المكونات الفرعية وتوسيع القدرة الإنتاجية. بالإضافة إلى ذلك ، من المخطط تصميم إصدار جديد من أجهزة التنفس الصناعي من خلال تضمين الموضوعات التي تعتبر تقنيات المستقبل في جهاز التنفس الصناعي ، مثل التغذية الراجعة من الحجاب الحاجز أو الجهاز العصبي ، وتقييم أفضل لاستجابات المريض وتطبيقات الذكاء الاصطناعي .
يتطلب مرض السارس COV 2 ، الذي نشهده حاليًا فترة جائحة ، استخدام أجهزة التنفس الصناعي في المرضى الحادة. ومع ذلك ، على سبيل المثال ، يتطلب علاج مرض سارس COV ، وهو نوع آخر من فيروس كورونا تم اكتشافه في عام 2003 والذي لم يصل إلى مستوى الوباء ، أجهزة تهوية أكثر بكثير. من المحتمل أن تظهر فيروسات كورونا وطفرات مماثلة بعد الوباء. هناك أيضًا تهديدات مثل فيروس الأنف والأنفلونزا التي قد تخلق احتياجات مماثلة. في مثل هذا السيناريو ، ستزداد الحاجة إلى أفراد العناية المركزة ووحدات العناية المركزة وأجهزة التنفس الصناعي ، وقد تنقطع سلسلة التوريد العالمية لفترات أطول بكثير. لهذا السبب ، فإن الحفاظ على قدرة الإنتاج المحلية والوطنية ، وإنشاء نظام بيئي وتخزين مراوح التهوية عند مستوى معين سيكون نهجًا مناسبًا.
كن أول من يعلق