دستگاه ونتیلاتور یا دستگاه تنفس مصنوعی، یکی از تجهیزات پزشکی است که برای کمک به تنفس بیماران استفاده می‌شود. این دستگاه با تنظیم فشار و حجم گازهای تنفسی جان بسیاری از بیماران را نجات می‌دهد. در این مطلب انواع دستگاه‌های ونتیلاتور، شیوه کار و موارد استفاده از این دستگاه را توضیح می‌دهیم.

دستگاه ونتیلاتور چیست ؟

«ونتیلاتور» (Ventilator) یا دستگاه تنفس مصنوعی، دستگاهی است که به ریه‌ها در تنفس کمک می‌کند یا به طور کامل وظیفه ریه در بدن را انجام می‌دهد. این دستگاه انواع مختلفی دارد و معمولا برای بیماران بخش مراقبت‌های ویژه (ICU) از آن استفاده می‌شود.

ونتیلاتور مکانیکی
دستگاه ونتیلاتور مکانیکی

انواع دستگاه ونتیلاتور

دستگاه ونتیلاتور بر اساس شدت مشکل تنفسی بیماری و شرایط محیط از آن‌ها استفاده می‌شود. ونتیلاتور ماسک صورت، کیسه تنفسی دستی، ونتیلاتور داخل نایی و ونتیلاتور مکانیکی چهار نوع متدوال این دستگاه هستند.

ونتیلاتور ماسک صورت

«ونتیلاتور ماسک صورت» (Face Mask Ventilators) یک روش غیرتهاجمی است. این روش برای بیمارانی مناسب است که مشکلات خفیف تنفسی دارند. این روش به شکل مقطعی به عملکرد ریه کمک می‌کند. این دستگاه برای بیماری‌های مزمن ریه ازجمله «بیماری‌های انسداد ریه» ( Chronic Obstructive Pulmonary Disease) کاربرد دارد.

ماسک ونتیلاتور

کیسه تنفسی دستی

می‌توان گفت ساده‌ترین نوع ونتیلاتور، «کیسه تنفسی دستی» (Manual Resuscitator Bags) است. این دستگاه از یک کیسه هوا و یک ماسک تشکیل شده است که به تنفس بیمار کمک می‌کند. این روش برای کمک مقطعی و موقت به تنفس فرد و در موارد خفیف مشکلات تنفسی و اورژانسی استفاده می‌شود.

ونتیلاتور دستی

ونتیلاتورهای داخل نایی

«ونتیلاتورهای داخل نایی» (Tracheostomy Ventilators) روشی تهاجمی است و در موارد مشکلات تنفسی شدید استفاده می‌شود که به دلیل مسدود شدن مسیرهای تنفسی ایجاد شده است. در این روش پزشک برشی کوچکی در ناحیه گلو ایجاد و لوله‌ای باریک وارد نای می‌کند و تنفس بدون نیاز به بینی و دهان، مستقیم از نای انجام می‌شود. این روش در موارد اورژانسی، پیش از استفاده از ونتیلاتور مکانیکی و در بیمارانی که نیاز به کمک دائمی در تنفس دارند ازجمله افراد مبتلا به اختلال‌های ماهیچه‌عصب، کاربرد دارد.

ونتیلاتور مکانیکی

استفاده از «ونتیلاتور مکانیکی» (Mechanical Ventilators) نیاز به حضور پزشک متخصص دارد. در این روش تهاجمی لوله باریکی وارد ریه می‌شود که به دستگاهی متصل است و اکسیژن را وارد بدن می‌کند. این روش برای بیمارانی کاربرد دارد که درگیر مشکلات تنفسی شدید هستند.

دستگاه تنفس مصنوعی

انواع ونتیلاتور مکانیکی

دستگاه ونتیلاتور مکانیکی برای اولین بار در سال ۱۹۲۹ میلادی استفاده شد. این دستگاه بر اساس نوع فشار، به دو دسته فشار مثبت و فشار منفی تقسیم می‌شود.

  • ونتیلاتور فشار مثبت: این ونتیلاتورها هوا را به‌وسیله لوله وارد ریه‌ها می‌کنند و دو مدل تهاجمی و غیرتهاجمی تقسیم می‌شوند. تفاوت این مدل‌ها در استفاده شیوه استفاده از لوله تنفسی است.
    • ونتیلاتور تهاجمی: در ونتیلاتورهای تهاجمی ممکن است لوله هوا از راه بینی یا دهان (Endotracheal Intubation) یا از سوراخ کوچک ایجاد شده در گلو (Tracheostomy) وارد نای شود. ونتیلاتورهای فشار مثبت و تهاجمی سه نوع هستند.
      • فشار مثبت دائم مسیرهای تنفسی (Continuous Positive Airway Pressure | CPAP): این دستگاه‌ها هوایی با فشار ثابت و پایدار به ریه منتقل می‌کنند.
      • فشار مثبت تنظیم شونده مسیرهای تنفسی (Autotitrating Positive Airway Pressure | APAP): در این دستگاه‌ها فشار هوا بر اساس الگوهای تنفسی تنظیم می‌شود.
      • فشار مثبت دو سطحی در مسیرهای تنفسی (Bilevel Positive Airway Pressure | BiPAP): در این دستگاه‌ها فشار هوای دم و بازدم متفاوت است.
    • ونتیلاتور غیرتهاجمی: در روش‌های غیرتهاجمی اکسیژن از راه ماسک و بدون «لوله‌گذاری» (Intubation) وارد نای می‌شود.
  • ونتیلاتور فشار منفی: این دستگاه مثل تنفس طبیعی انسان با ایجاد فشار منفی در ریه، هوا را به این اندام می‌فرستد. این ونتیلاتورهای قدیمی کل بدن بیمار از پا تا گردن را می‌پوشاندند یا تراشه‌ای کوچک در قفسه سینه بودند که فشار منفی ایجاد می‌کرد.

دستگاه تنفس مصنوعی چگونه کار می کند ؟

دستگاه‌های ونتیلاتور فشار مثبت، یکی از متداول‌ترین انواع این دستگاه‌ها در بیمارستان و بخش مراقبت‌های ویژه است. این ونتیلاتور در چرخه‌ای منظم اکسیژن را به ریه می‌فرستد و دی‌اکسید کربن را از آن خارج می‌کند. این دستگاه‌ها حجم یا فشار مشخصی از هوا را وارد ریه می‌کنند.

  • حجم کنترل شده: در این دستگاه‌ها، حجم از قبل تعیین شده هوا وارد نای بیمار می‌شود. حتی اگر این حجم، فشار مسیر هوایی را افزایش دهد. با توقف جریان هوا، ریه جمع می‌شود و دی‌اکسید کربن از ریه خارج خواهد شد.
  • فشار کنترل شده: تا زمانی که فشار اکسیژن در مسیرهای هوایی به میزان آستانه برسد، هوا داخل ریه خواهد شد. حجم هوایی که به ریه می‌رسد بر اساس مقاومت مسیرهای تنفسی و ظرفیت ریه، در این دستگاه متفاوت است.
  • دوکنترلی: در این دستگاه‌ها فشار و حجم هوای ورودی به ریه کنترل می‌شود و جریان هوا بر اساس نیاز بیمار تغییر می‌کند.

اجزای دستگاه ونتیلاتور

همه ونتیلاتورهای مکانیکی و استاندارد از چهار بخش اصلی ساخته می‌شوند. در شکل زیر قسمت‌های مختلف این دستگاه را مشاهده می‌کنید. لوله نای در این دستگاه، هوا را از مسیرهای هوایی به ریه منتقل می‌کند. هوای با غلظت بالای اکسیژن، از دستگاه تهویه مکانیکی وارد لوله نای می‌شود. این هوا در مسیر خود از بخش تنظیم‌کننده‌ای عبور می‌کند که میزان رطوبت و دمای آن را متناسب با شرایط ریه تغییر می‌دهد. هوای با غلظت دی‌اکسید کربن بالا، به‌وسیله یک لوله جدا از ریه به دستگاه تهویه منتقل می‌شود.

اجزای ونتیلاتور

صفحه نمایش دستگاه ونتیلاتور

در شکل زیر بخش‌های مختلف صفحه نمایش در دستگاه تنفس مصنوعی را مشاهده می‌کنید. ردیف اول، پارامترهای تنفسی بیمار را نشان می‌دهد. اعداد پایین تصویر مربوط به پارامترهای دستگاه هستند که کاربر می‌تواند بر اساس نیاز بیمار آن‌ها را تغییر دهد.

ونتیلاتور فشار مثبت
صفحه نمایش در دستگاه ونتیلاتور استاندارد

اصطلاح‌های زیر در کار با ونتیلاتور به شما کمک می‌کنند.

  • PEP: این پارامتر فشار مثبت هوای باقی‌مانده در کیسه‌های هوایی پس از بازدم را نشان می‌دهد. این هوا سبب باز ماندن کیسه‌های هوایی و تسهیل تبادل اکسیژن با مویرگ‌ها می‌شود. تغییر این پارامتر توسط کاربر، میزان تبادل اکسیژن در ریه را تغییر می‌دهد.
  • $$FiO_2 $$: درصد اکسیژنی است که از دستگاه وارد ریه فرد می‌شود. افزایش این پارامتر، تبادل اکسیژن در کیسه هوایی را افزایش و کاهش آن این فرایند را کاهش می‌دهد.
  • $$V_{ti}$$: «حجم تیدال» (Tidal Volume) حجم هوایی (میلی‌لیتر) است که در هر تنفس وارد لوله‌های تنفسی می‌شود. افزایش این حجم فشار دی‌اکسید کربن را کاهش می‌دهد.
  • RR: نرخ تنفس، متغیری است که تعداد تنفس در دقیقه (breaths/min) را نشان می‌دهد.
  • $$ F_{tot}$$: نرخ جریان، بیشترین جریان هوایی (L/min) را نشان می‌دهد که دستگاه ونتیلاتور در هر حجم تیدال به ریه می‌رساند.
  • I/E: نسبت زمان دم (Inhalation) به بازدم (Exhalation) را نشان می‌دهد. این پارامتر با تغییر نرخ جریان، زمان دم و بازدم و حجم تیدال تغییر می‌کند.
  • RAMP: این اصطلاحات مربوط به ونتیلاتورهای کنترل فشار است و این امکان را ایجاد می‌کند که فشار مثبت مسیرهای هوا در بازدم افزایش یابد.

ویژگی دستگاه ونتیلاتور

دستگاه ونتیلاتور استاندارد سه ویژگی اصلی دارد که متغیرها و نحوه عملکرد آن بر اساس این سه ویژگی تغییر می‌کنند. این سه ویژگی محرک، چرخه و محدودکننده هستند.

  • «محرک» (Trigger): محرک در ونتیلاتور، عامل شروع‌کننده تنفس به کمک دستگاه است. دو محرک در ونتیلاتورهای استاندارد وجود دارد.
    • بیمار: تلاش بیمار برای تنفس، سیگنالی برای شروع تنفس دستگاهی است.
    • زمان: زمان‌بندی مشخص توسط کاربر مشخص می‌کند، ونتیلاتور چه زمانی تنفس را شروع کند.
  • «چرخه» (Cycle): چرخه نوع پیامی را مشخص می‌کند که انجام تنفس به‌وسیله ونتیلاتور را متوقف می‌کند. حجم، فشار و زمان سه پارامتر اصلی برای پایان تنفس در ونتیلاتور هستند.
    • تنفس وابسته به حجم: تنفس دستگاهی زمانی که حجم از پیش تعیین شده اکسیژن از دستگاه خارج شد، متوقف می‌شود.
    • تنفس وابسته به فشار: تنفس دستگاهی زمانی که فشار از پیش تعیین شده اکسیژن از دستگاه خارج شد، متوقف می‌شود.
    • تنفس وابسته به زمان: تنفس دستگاهی پس از اتمام بازه زمانی از پیش تعیین شده به پایان می‌رسد.
  • «محدوکننده» (Limit): محدودکننده، پارامتری است که نباید از میزان تعیین شده توسط کاربرد (بر اساس نیاز بیمار) بیشتر شود. پارامترهای محدودکننده در دستگاه ونتیلاتور، فشار، حجم و زمان هستند.

مُدهای دستگاه ونتیلاتور

دستگاه تنفس مصنوعی مدها یا حالت‌های عملکردی متفاوتی دارد که کاملا به‌وسیله خود دستگاه تنظیم می‌شود، کاربر آن را تنظیم می‌کند یا کاربر و دستگاه تنظیمات را انجام می‌دهند. تفاوت این سه مد در تعداد تنفس‌هایی است که دستگاه کنترل می‌کند.

  • حالت کنترل شده: این حالت برای بیمارانی با مشکلات تنفسی بسیار سخت استفاده می‌شود. دستگاه در این حالت تمام حرکات تنفسِ به اختیار در بیمار را احساس و با فشار و حجم از قبل تعیین شده، تنظیم می‌کند. تهویه ACVC (حجم‌کنترل) و ACPC (فشارکنترل) دو حالت این مد هستند.
  • حالت تنفس به اختیار/حمایت شده: این حالت دستگاه برای بیماران بهبودیافته از دروه سخت استفاده می‌شود. در این وضعیت بیشتر فشار گازهای تنفسی به کمک دستگاه تنظیم می‌شود. محرک این مد، تنفس بیمار است.
  • حالت ترکیبی: این حالت معمولا برای تثبیت تنفس در بیمار و پیش از جدا کردن بیمار از دستگاه استفاده می‌شود. در این حالت کاربر تنظیم می‌کند چه تعداد از تنفس‌های بیمار به‌وسیله دستگاه تنظیم شود. سایر تنفس‌های بیمار مثل حالت تنفس به اختیار/حمایت شده تنظیم می‌شود. مد SIMV این حالت دستگاه ونتیلاتور است.

عوارض ونتیلاتور چیست ؟

استفاده از دستگاه ونتیلاتور مثل سایر فرایندهای درمانی علاوه بر کمک‌های فراوانی که بهبود وضعیت بیماران می‌کند، عوارضی نیز به همراه دارد که در استفاده طولانی‌مدت و ونتیلاتورهای مکانیکی بیشتر بروز خواهد کرد. لیست زیر مشکلات احتمالی استفاده از این دستگاه در زمان طولانی را نشان می‌دهد.

  • «عدم انبساط کیسه‌های هوایی» (Atelectasis) زمانی ایجاد می‌شود که ریه کامل از هوا پر نشود. در این شرایط میزان اکسیژن ورودی به رگ‌های خونی کاهش می‌یابد.
  • استفاده از لوله‌های ونتیلاتور ممکن است سبب ورود مخاط یا بزاق به مسیرهای تنفسی شود.
  • افزایش فشار داخل ریه یا افزایش غلظت اکسیژن داخل ریه ممکن است سبب آسیب به بافت ریه شود.
  • تجمع مایع میان‌بافتی در کیسه‌های هوایی ممکن است منجر به ادم ریه شود.
  • استفاده از این دستگاه ممکن است منجر به خروج هوا از ریه‌ها به فضای بین ریه شود که درد، سخت شدن تنفس و در بعضی موارد جمع شدن کامل ریه را همراه دارد.
  • عفونت ریه یا عفونت سینوسی یکی دیگر از مشکلات استفاده طولانی مدت از دستگاه تنفس مصنوعی است.
  • استفاده از این دستگاه‌ها ممکن است منجر به انسداد مسیرهای تنفسی و آسیب تارهای صوتی شود.

جمع‌بندی

دستگاه ونتیلاتور برای کمک به تنفس بیماران در بخش مراقبت‌های ویژه یا بیمارانی استفاده می‌شود که به دلیل مشکلات خفیف تنفسی ازجمله مسدود شدن مسیر لوله‌های هوایی، نیاز به بهبود دارد. بر اساس نیاز بیمار، این دستگاه بخش یا تمام تنفس فرد را کنترل می‌کند. علاوه بر کمک‌های فراوانی که این دستگاه به بهبود وضعیت بیمار می‌کند، استفاده طولانی‌مدت از آن عوارضی مثل تجمع مایع در ریه، عفونت‌های سیستم تنفسی و آسیب تارهای صوتی ایجاد می‌کند.

سوالات متداول

در این بخش به سوالات متفاوت در مورد دستگاه تنفس مصنوعی یا دستگاه ونتیلاتور پاسخ می‌دهیم.

ونتیلاتور ریه چیست ؟

دستگاه ونتیلاتور ریه، دستگاه تهویه‌ای است که به تنفس بیماران کمک می‌کند. این دستگاه زمانی استفاده می‌شود که تنفس بیمار نیاز به بهبود دارد یا ریه به تنهایی قادر به انجام تنفس نیست.

اینتوبه چیست ؟

اینتوبه کردن، یکی از روش‌های درمانی برای بهبود تنفس بیمار است. در این روش برای بهبود فرایند تنفس، لوله‌ای از راه دهان، بینی یا ایجاد سوراخ کوچکی در گلو وارد نای بیمار می‌شود.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۹ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

مرضیه پیمان فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد نانوفناوری پزشکی است. در زمینه ترجمه متون تخصصی و کاربردهای نانو‌ساختارها در پزشکی فعالیت می‌کند. در حال حاضر در زمینه تولید‌ محتوای زیست‌شناسی با فرادرس همکاری می‌کند.