Mekanik Ventilatör

Yapay solunum cihazı olarak da adlandırılabilir. Hayatın devamı için şart olan solunum işlevinin kontrollü ve yapay olarak gerçekleştiren cihazlara ventilatör adı verilir. Ventilatörler, operasyon odalarında, yoğun bakımlarda ve acil ünitelerinde kullanılır.

Ventilatörler ameliyathanelerde anestezi cihazlarına bütünleşmiş olarak üretilirler. Anestezi cihazlarının en önemli bölümüdür.

Anestezinin Tarihsel Gelişimi bölümünde anlattığımız gibi, anestezinin ilk uygulandığı zamanlarda hasta bayıltılır, fakat kendi spontan solunumuna devam etmesi beklenirdi. Hatta kendi kendine solunumunu ve dolaşımını koruyamayan hastalar kaybedilirdi.

Tarihsel süreçte, spontan solunumunu koruyabilen hastalar için uzun yıllar anestezi uygulamaları bu şekilde sürerken, hastalarda kas gevşemesi sağlanmasının yaygınlaşmasıyla, anestezi sırasında hastanın solunumunun desteklemesi mutlak bir gereklilik haline gelmiştir. Kontrollü ve yapay solunum uygulanılmasına imkân veren ventilatörler, anestezi cihazlarının ana parçaları olmaya başlamıştır. İlk sıralar pnömatik sistemle çalışan bu cihazlar günümüzde elektronik cihazlar haline gelmiştir. Hatta son yıllarda ventilatör ayar ve kullanımında yapay zekâlar devreye girmiştir. Anestezistin rezervuar balonunu sıkarak hastanın solunumunun sağlaması yerine, artık bu görevi ventilatörler devralmıştır.

Bu konuyu bu bölüm içerisine dâhil etmemizin sebebi, anestezi ventilatörleri bazı farklılıkları olmakla birlikte prensip olarak yoğun bakım ventilatörlerine benzer. Anestezi ventilatörleri, yoğun bakımlarda kullanılan cihazlara göre, daha sade aygıtlardır.

Mekanik ventilatörlerde hastaların havalandırılması rezervuar balon aracılığıyla elle ya da mekanik ventilatörle otomatik olarak yaptırılabilir.

yy sonuna doğru ilk defa ventilasyonda volüm sınırlamasının önemi tespit edilmiştir. Silindirler kullanılarak yapay ventilasyon gerçekleştirilmiştir. Bu silindirlerde hastalara negatif basınç ile ventilasyon sağlanıyordu. Bu düzeneklerle hastanın inspirasyonuyla aynı fazda olan aralıklı negatif basınçlı ventilasyonun solunum yetmezliği için kullanılabileceğini tespit edilmiş idi. O yıllarda negatif basınçlı mekanik ventilatörler, pnömoni, atelektazi ve amfizem tedavilerinde kullanılıyorlardı.

Mekanik ventilasyon amacıyla geliştirilen yöntemler

Negatif basınçlı ventilasyon
Pozitif basınçlı ventilasyon
Yüksek frekanslı ventilasyon

Negatif Basınçlı Ventilasyon:

Göğüs boşluğunu genişletmek ve daraltmak için hastanın vücuduna periyodik olarak negatif hava basıncı uygulayarak nefes almasını uyarmak prensibine göre çalışan ventilatörlerdir.

Genellikle, nöromüsküler hastalıkları olan ancak normal akciğer kompliyansı olan hastalarda kullanılabilir. Şiddetli solunum yetmezliği olan yüz maskesi uygulanması mümkün olmayan hastalarda etkilidirler. Akciğer kompliyansı azalan ya da akciğer direnci artan hastalarda verimli çalışmaz. Cihaz taşınabilir değildir, kurulumu zordur ve kullanımı pratik değildir. Günümüzde sadece özel durumlarda kullanılmaktadır.

Pozitif Basınçlı Ventilasyon:

Endotrakeal entübasyon veya trakeostomi ile sağlanan solunum devreleri aracılığıyla akciğerlerde belirlenen pozitif basınçta gaz akımı sağlanması prensibi ile çalışan ventilatörlerdir.

Dünya Savaşı sırasında yüksek irtifadaki savaş pilotlarına oksijen ve gaz hacmi nasıl sağlanabileceği yönündeki bilimsel çalışmalar, modern pozitif basınçlı ventilatörün başlangıcı olarak kabul edilebilir. Yüksek hacimli, düşük basınçlı kaflara sahip güvenli endotrakeal tüplerin geliştirilmesi, pozitif basınçlı ventilasyona geçişi hızlandırmıştır.

Günümüzde kullandığımız ventilatörler pozitif mekanik ventilasyon prensibiyle çalışırlar.

Pozitif basınçlı ventilasyonda hastaya inspiryum sırasında pozitif basınç uygulanırken, ekshalasyon sırasında bu positif basınçla gaz uygulaması durdurulur. Böylece gaz pasif olarak dışarı çıkar (ekshale olur).

Hastalara verilen gaz ya bir maske ya da endotrakeal tüp ile uygulanır.

Pozitif basınçtaki gaz,

Maske yolu ile uygulandığında İnvazif Olmayan Pozitif Basınçlı Ventilasyon (Noninvazif),
Endotrakeal tüp veya bir trakeostomi tüpü yoluyla uygulandığında İnvaziv Pozitif Basınçlı Ventilasyon ismi verilir.

Yüksek Frekanslı Ventilasyon:

Bu uygulama pozitif basınçlı ventilasyon prensibi ile çalışır. Jet ventilasyon ismi de verilir. Bu tür cihazlarda hastada hedeflenen solunum dakika volümü düşük ventilasyon volümü ve yüksek ventilasyon hızları ile sağlanır. Solunum sayısının 60 ile 4.000/dakika arasında uygulanabildiği türleri vardır.

Bu tarz bir ventilasyon günümüzde daha çok özel hasta grupları için kullanılmaktadır.

Anestezi Ventilatörleri

1945’te ameliyat geçiren hastalar için otomatik pozitif basınçlı ventilasyon sağlayan basit bir körüklü ventilatör icat edilmesi ile ventilatörler anestezi pratiğinde kullanılmaya başlanılmıştır. Günümüzde kullandığımız anestezi ventilatörleri karmaşık bilgisayarlı kontrollere sahiptir.

Modern anestezi ventilatörleri çok çeşitli başlıklar altında sınıflandırılabilir.

Güç kaynağına göre ventilatörler

Pnömatik ventilatörler, çalışması için yalnızca bir pnömatik güç kaynağına ihtiyaç duyarlar.
Elektronik ventilatörler, ya yalnızca elektrikli bir güç kaynağı ya da hem elektrikli hem de pnömatik bir güç kaynağı ile çalışırlar.

Çalışma mekanizmaları ve solunum devrelerine göre ventilatörler

Çift devreli veya körüklü ventilatörler, günümüzde en sık kullanılan türdür. Kutu tasarımında körüklere sahiptir. Basınçla körük sıkıştırılır, körük de hastaların ventilasyonunu sağlar. Körüğü sıkıştıracak gaz körük dışında iken, körüklerin içinde solunum sistemi gazları bulunur. Böylece ikili bir devre söz konusudur.
Tek devreli veya pistonlu ventilatörler, solunum sistemine gaz vermek için sıkıştırılmış gaz yerine bilgisayar kontrollü bir motor kullanırlar.

Anestezi ventilatörlerinde ventilasyon modları

Yoğunbakımlarda kullanılan ventilatörlere göre daha basit modlara sahiplerdir.

Volüm Kontrollü Ventilasyon (VCV)

Yaygın kullanılan bir moddur. Önceden ayarlanmış sabit bir hacim, sabit bir akışla sağlanır. Peak (zirve inspiratuar basınç) değeri hastanın uyumuna ve hava yolu direncine göre değişir. Modern anestezi ventilatörlerinde 20-1.500 ml aralığında tidal hacim ayarlamak mümkündür.

Bu modda;

Tidal volüm hacmi, vücut ağırlığına göre 6-10 ml/kg olarak,
Dakika solunum sayısı, erişkinlerde 8-12 /dakika iken, pediatrik yaş grubunda yaş grubuna göre ayarlanır ( 23.Bölüm- Pediatrik Hastalarda Anestezi).
PEEP: 0-5 cmH₂O ile başlanıp, hastanın özelliklerine göre titre edilir.

Basınç Kontrollü Ventilasyon(PCV)

İnspiratuar basınç sabit tutulur. Tidal hacim sabit olmayabilir, değişmesine izin verilir. İnspire edilen hacim hastanın uyumu, akciğerin kompliyansı ve hava yolu direncindeki değişikliklere göre değişir. Hedef basınç, aşırı atelektazi ve barotravmadan kaçınmak için makul bir tidal hacim üretecek şekilde ayarlanır.

Bu modda;

İnspiratuar basınç
Dakika solunum sayısı
PEEP, yukarıda belirtilen koşullarda kullanıcı tarafından belirlenir.

Volüm Garantili Basınç Kontrollü Ventilasyon(PCV)

Mekanik ventilatör PCV modunda çalışır. Bu modun PCV modundan farkı, ek olarak hedeflenen tidal volüm de ayarlanabilir. Böylece PCV modda muhtemel sorunlarla değişebilecek tidal volümün değişmemesi garanti edilmiş olur.

Senkronize Aralıklı Zorunlu Ventilasyon (Senkronize İntermitant Zorunlu Ventilasyon=SIMV)

Hastanın kendi solunum çabalarını aktif tutmak ve desteklemek prensibi ile tasarlanmıştır. Garantili solunum sayısı ve tidal volüm sağlanır. Hastanın kendi solunum eforuna senkronize olarak, destek sağlanıp ihtiyacı olan solunum parametlerinin garanti edildiği moddur.

SIMV modda, ventilatör hastanın kendi nefesini algılar ve hastanın kendi dakika solunum sayısı önceden ayarlanmış bir değerin altına düşerse, yeterli zorunlu nefesler sağlar. Aralarda hastanın kendi spontan nefes almasına izin verilir.

Basınç Destekli Ventilasyon(PSV)

Özellikle kendi spontan solunumu devam eden hastalarda kullanılan bir moddur. BU modda solunum hastanın kendi eforu ile başlar. Zaman veya akış döngülü olabilir.

Hastanın kendi solunum eforunun tetiklemesi ile başlayan solunum eylemi, ventilatör tarafından hava yoluna basınç uygulanarak desteklenir. Böylece, spontan solunumu mevcut hastanın solunum eylemi sırasında solunum işini azaltılmış olur.

Bazı ventilatörler, hastanın sedasyonu derinleşir ve spontan solunum eforu ortadan kalkarsa nefesleri sağlamak için bir apne yedekleme özelliğine sahiptir (PSV-pro).

Kaynak

Potchileev, Iordan, Maksym Doroshenko, and Asif N. Mohammed. “Positive Pressure Ventilation.” StatPearls [Internet](2021).
McKenzie, A. G. (2000). The inventions of John Blease. British journal of anaesthesia, 85(6), 928-935.
Jain, R. K., & Swaminathan, S. (2013). Anaesthesia ventilators. Indian journal of anaesthesia, 57(5), 525.
Kepekçi AB., A’dan Z’ye Anesteziyoloji, Nobel Kitabevi 3. Baskı, İstanbul (2021)

Facebook

Twitter