تنفس صناعي
في الطب التنفس الصناعي أو التنفس الأصطناعي: بالإنجليزية: Mechanical ventilation هي طريقة ميكانيكيه لمساعدة أو استبدال التنفس التلقائي في حال حدوث توقف للتنفس الطبيعي أوحدوث فشل في وظائف التنفس.
ويعتبر تطور مفهوم و تكنولوجيا التنفس الصناعي حجر الأساس في تطور علم طب الحالات الحرجة الحديت.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
نظرة عامة
يتم التنفس الصناعي من خلال جهاز ميكانيكي يسمى جهاز التنفس الصناعي (Mechanical ventilator) أو في الحالات الطارئة من خلال بالون مطاطي متصل بصمام و قناع (Bag Valve Mask) يستخدمه يدويا الطبيب أو أي شخص مناسب لضخ الهواء لفم أو لقصبة المريض الهوائيه لإحداث عملية شهيق اصطناعية والسماح بالزفير (غالبا يتم ذلك من خلال عملية الأنعاش القلبي الرئوي CPR ) وذلك لحين توافر جهاز التنفس الصناعي أو تحسن حالة المريض.
تقليديا ينقسم مفهوم التنفس الصناعي إلي:
• التنفس الصناعي سلبي الضغط ، ويتم من خلال جهاز يساعد علي إمتصاص الهواء إلى الرئتين(وهذا الشكل من مساعدة التنفس لم يعد يستخدم حالياً).
• التنفس الصناعي إيجابي الضغط ،وهو المستخد حاليا بشكل حصري.
ويوجد أشكال كثيرة لتوفير المساعد التنفسية إيجابيه الضغط، يعتمد اختيار أنسبها لحالة المريض علي عوامل كثيرة وأهمها التالي:
1- التكوين الطبيعي(التشريح) الخاص بالجهاز النفسي الأعلي في الأنسان و الذي يتضمن الفم و الأنف والحنجرة إلي جانب وجود مدخل البلعوم و المرئ خلف مدخل الحنجرة مباشرةً.
2- ضرورة ضمان دخول الهواء (المدفوع بضغط عالي) عبرالحنجرة إلي القصبة الهوائية و من ثم إلي الرئة. و عدم دخوله عبر البلعوم للمريء.
3- ضرورة ضمان عدم حدوث إستنشاق المريض لمواد ضارة (مثل القيء أواللعاب) و يتطلب كل ذلك تأمين لمجري الهواء وبخاصة في المرضي ذوي الوعي المضطرب (الغيبوبة أو المخدرين).
4- ضرورة عدم حدوث تسرب للهواء لضمان حدوث تنفس مجدي.
و بناء علي العوامل السابقة ينقسم التنفس الصناعي إيجابي الضغط الي:
تنفس صناعي غير إختراقي
حيث الهواء (أو مزيج من الهواء الجوي و الأكسجين النقي) يتم دفعه إلي الفم عن طريق قناع مثبت بإحكام علي وجه المريض.و يستخدم فقط في حالة المريض الواعي و القادر علي حماية مجري الهواء الخاص به.
تنفس صناعي إختراقي
وهو الأكثر شيوعا، حيث الهواء(أو مزيج من الهواء الجوي و الأكسجين النقي) يتم دفعه إلي القصبة الهوائية عن طريق أنابيب بلاستيكيه تدعيأنبوب حنجري (endotracheal tube) يتم إدخالها إلي القصبة الهوائية. وهذه الأنبوبة تدخل إما عبر الفم أو عبر فتحة الأنف أو يتم عمل فتحة جراحية مباشره إلي القصبة الهوائية.
كما يمكن إستخدام أنابيب خاصه تدعي القناع الحنجري (laryngeal mask) يتم إدخالها عبر الفم و تثبيتها علي مدخل الحنجرة بدون إدخال، و تستخدم بشكل محدود في العمليات قصيرة المدي و ايضا عندما يكون إدخال الأنبوب الحنجري متعذراً.
ويمكن استخدام التنفس الصناعي كتدبير على المدى القصير ، على سبيل المثال، خلال العمليات الجراحية (في غرفة العمليات) أو المرض الحرج (في أغلب الأحيان داخل وحدة العناية المركزة).
كما يمكن إستخدامه علي المدي الطويل في المنزل أو في مؤسسات التمريض أو إعادة التأهيل في حالة المرضى الذين يعانون من أمراض مزمنة تتطلب على المدى الطويل مساعدة أجهزة التنفس الصناعي.
التنفس الصناعي غالبا ما يكون تدخل لإنقاذ الحياة ، ولكنه يحمل الكثير من المضاعفات المحتملة بما في ذلك إسترواح الصدر (Pneumothorax)، و إصابة المجري الهوائي، و الأضرار بالحويصلات الهوائية و نسيج الرئة و ألالتهاب الرئوي المرتبط بالتنفس الصناعي.
في الكثير من أنظمة الرعاية الصحية إستخدام أجهزة التنفس الصناعي كجزء من وحدة العناية المركزة محدود من حيث أعداد الأجهزة(غالية الثمن) و طواقم الأطباء و التمريض و الفنيين المدربين علي التعامل علي هذة الأجهزة . كما أن بعض المرضي يمضون فترات طويلة علي جهاز التنفس مما يقلل عدد الأجهزة المتوافرة للأستخدام الطارئ بالمستشفيات.
و يحدث في بعض الأحيان أن يكون هناك مريض في حالة عاجلة لجهاز تنفس صناعي (ولمكان بالعناية المركزة) مع عدم توافر جهاز في المستشفي الذي يعالج بها، مما يؤدي الي تأخر العلاج أو محاولة نقل المريض إلي مستشفي أخري، مما يعرض المريض الحرج للمزيد من الأخطار.
وهذه المحدودية في الموارد تستلزم في بعض الأحيان إتخاذ قرارات صعبة تتضمن عدم وضع المريض الذي يعاني من مرض شديد ميئوس الشفاء منه (مثل السرطان المتقدم و موت جزع المخ) علي جهاز التنفس، وأيضاً هناك الكثير من الجدال الأخلاقي حول مسألة فصل المريض عن جهاز التنفس الصناعي و جدوي إستمرار المريض علي جهاز التنفس لفترات طويلة إذا لم يكن هناك أي تحسن مأمول علي المدى القريب أو البعيد.
التاريخ
أول من تحدث عن التنفس الصناعي كان الطبيب العلامة الروماني جالينوس ( Galen )، حيث تحدث عن أمكانية تمدد رئة الحيوان الميت إذا ما نفخ في قصبته الهوائية، أما العلامة أندرياس ڤساليوس فكان أول من وصف إمكانية تركيب قصبة داخل حنجرة الحيوانات ونفخ رئتهم بهذه الطريقة. كما كان العالم جورج پو، الأصغر ( George Poe, Jr ولد عام 1846 وتوفي عام 1914) أول من صمم جهاز تنفس صناعي لمعالجة الكلاب التي قام بخنقها معملياً.
التنفس الصناعي سلبي الضغط
الرئة الحديدية : طورت عام 1929 ،و أستخدمت بكثافة خصوصاً مع وباء شلل الأطفال الذي أصاب العالم في الأربعينات من القرن الماضي. ,هي مكونة من صندوق طويل يوضع فيه جسم المريض كله ما عدا رأسه و رقبته تخرج من فتحة مطاطية تحيط بالرقبة لمنع تسريب الهواء.
ثم يغلق هذا الصندوق بإحكام ويشفط الهواء من حول جسم المريض بواسطة مضخة ميكانيكية فيتمدد قفصه الصدري وتمتلئ رئته بالهواء. وهكذا يحدث الشهيق وبعد ذلك يضخ الهواء داخلا مرة أخري فتعود الرئة لحجمها الأصلي و يحدث الزفير وهذة الخطوات تمثل دورة تنفسية واحدة تحدث عدد من المرات كل دقيقة. و بينما الجسم مطمور داخل الصندوق فإن رأس المريض حر الحركة و يستطيع أن يأكل و يتحدث . ويوجد بجانب الصندوق فتحات تسمح للممرضات برعاية جسد المريض.
الرئة الحديدية مازالت مستخدمة بشكل نادر و بالذات في عنابر شلل الأطفال في إنجلترا وفي بعض البيوت، و توجد محاولات لصناعة بديل عصري يشبة الدرع ليستخدم من قبل مرضي شلل عضلات التنفس.
التنفس الصناعي إيجابي الضغط
تطور التنفس الصناعي إيجابي الضغط يعود إلي التكنولوجيا التي أستخدمت في تزويد الطيارين بالأكسجين في الحرب العالمية الثانية. و بدأ أستخدامها بشكل واسع مع وباء شلل الأطفال في الخمسينات الذي أصاب المنطقة الأسكندنافية والولايات المتحدة، مما أدي إنخفاض كبير في وفيات المرضي بفشل التنفس.
ويعتمد هذا الشكل من التنفس الصناعي علي تركيب انابيب بلاستيكية في القصبة الهوائية للمريض و تقوم ماكبنة بضخ الهواء مختلطا بالأوكسجين لداخل رئة المريض فتنتفخ الرئة الشهيق، ثم السماح بعد ذلك للهواء بالخروج فتعود الرئة لحجمها السابق الزفير .
دواعي إستخدام التنفس الصناعي
يستخدم التنفس الصناعي عموما في حالتين:
الحالة الأولي : خلال العمليات الجراحية الكبرى التي تتطلب تخديرا كليا وربما شل متعمد للعضلات ، وبالتالي يكون المريض غير قادر علي القيام بوظائف التنفس مما يستلزم إستخدام التنفس الصناعي خلال العملية الجراحية و في بعض لحالات (عمليات القلب والصدر و العمليات الكبرى مثل زراعة الكبد) بعد خروج المريض من غرفة العمليات في وحدة العناية المركزة وذلك لحين إسترداد المريض لوعيه بالكامل واستطاعته القيام بوظائف التنفس بدون صعوبة.
الحالة الثانية : فشل وظائف التنفس أي عندما يكون التنفس الطبيعي غير كافي للإستمرار الحياة، وفي هذه الحالة يكون جهاز التنفس الصناعي مساندا للتنفس و ليس علاجا و يستمر هذا السند مادمت هناك حاجة له وذلك حتى شفاء المرض الذي أدي إلي فشل وظائف الرئة.
الأسباب الشائعة لإستخدام التنفس الصناعي
1- متلازمة الضائقة التنفسية الحادة: هي حالة خطرة تهدد الحياة، حيث يحدث التهاب بنسيج الرئة وتجمع لسائل في الأسناخ الرئوية (الحويصلات الهوائية) مما يؤدي إلى انخفاض خطير مستوى الأكسجين بالدم.
2- إنقطاع التنفس: يحدث عندما يقف تنفس المريض بسبب أنواع معينة من السموم أو بسبب مرض عصبي او عضلي مثل الغيبوبة العميقه.
3- إنسداد الشعب الهوائية المزمن: هو مرض شائع للغاية ينتج غالباً عن التدخين المزمن، والذي يؤدى إلى رد فعل إلتهابي للشعب الهوائية الصغيرة نتيجة التعرض لغازات وجزيئات سامة (مثل دخان السجائر)، ينتج عنه ضيق هذه الشعب وحبس الهواء داخل الحويصلات الهوائية، مما يؤدي إلي تعطلها.
وكل هذا يؤدي إلي قصور تدفق الهواء في الرئتين و قصور في وظائف التنفس ( فشل تنفسي من النوع الثاني). وهذا القصور يتزايد تدريجيا وهو غير قابل للرجوع كلياً بواسطة الأدوية الموسعة للشعب الهوائية.
4-حالات عوز الأكسجين: أي إنخفاض نسبة (ضغط) الأكسجين بالدم أقل من 55 ملم زئبق برغم إعطاء أكسجين عبر الأستنشاق من الفم و الأنف.
وتحدث هذة المشكلة كمضاعفة خطيرة جداً للكثير منأمراض الجهاز التنفسي (مثل الأتهاب الرئوي الحاد و رضوح الرئة و الأنصمام الرئوي ) وأيضاً نتيجة فشل عضلة القلب أو الأرتشاح الرئوي .
وهذه الحالة المهدده للحياة (يطلق عليها فشل تنفسي من النوع الأول)، ينتج عنها قصور في إيصال الأكسجين لأعضاء الجسد المختلفة ( مثل المخ و القلب و الكلي و الكبد) مما يؤدي إلي إختلال وظائف الأعضاء وربما تلفها لو لم يتم علاج هذا النقص بالشكل و السرعة الملائمين.
5- حالات قصور الدورة الدموية و الصدمة : مثل الصدمة النزفية و الصدمة الإنتانية و الصدمة القلبية .
6-حالات الأرتفاع في نسبة ثاني أكسيد الكربون : عادةً ما يصاحبها إنخفاض في نسبة الأكسجين ( يطلق عليها فشل تنفسي من النوع الثاني). وتحدث نتيجة قصور في تدفق الهواء خلال التنفس أما لضيق الشعب الهوائية (مثل إنسداد الشعب الهوائية المزمن أو الربو الشعبي الحاد أو الأنسداد المزمن لمجرى الهواء العلوي) أو لضعف عضلات التنفس أو الأعصاب المتحكمة في هذه العضلات.
انظر أيضاً
الهامش
للاستزادة
- Irwin R, Rippe J, "Intensive care medicine", 5th Edition, 2003 Lippincott Williams & Wilkins
- Irwin R, Rippe J, "Procedures and Techniques in Intensive care medicine", 3rd Edition, 2003 Lippincott Williams & Wilkins
- Marino P, "The ICU Book", 3rd Edition, 2006 Lippincott Williams & Wilkins
- Tehrani, F. T., “Automatic Control of an Artificial Respirator,” Proceedings of the International Conference of IEEE Engineering in Medicine & Biology Society, Volume 13: 1738-9, November 1991.
- Tehrani, F. T., Roum, J. H., "Closed-loop Control of Artificial Respiration," Proceedings of WESCON , pp 253–8, October 1996.
- Tehrani, F. T., "A Dual Automatic Control System for Ventilatory Treatment of Premature Infants," Proceedings of the World Multiconference on systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 99), Volume 8:232-6, August 1999.
- Tehrani, F. T., "The Combined Effects of Closed-Loop Mechanical Ventilation and Automatic Control of Oxygen on Ventilatory Therapy: A Simulation Study," Proceedings of IASTED International Conference on Applied Modelling & Simulation, Volume 1:395-9, September 1999.
- Tehrani, F. T., "Automatic Control of Mechanical Ventilation and the Inspired Fraction of Oxygen in the Premature Infant: A Simulation Study," Proceedings of the International Conference of IEEE Engineering in Medicine & Biology Society,Volume 21:339, October 1999.
- Lo, T., Tehrani, F. T., Rogers, M., Lum, M., Malinowski, T., Afuwape, S., Terry, M., Grundl, B., “A Dual Closed-Loop Controller for Mechanical Ventilation,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Volume 165: A376, April 2002.
- Tehrani, F. T., Rogers, M., Lo, T., Malinowski, T., Afuwape, S., Lum, M., Grundl, B., Terry, M., “A Dual Closed-Loop Control System for Mechanical Ventilation,” Journal of Clinical Monitoring and Computing, Volume 18, No. 2: 111-29, April 2004.
- Tehrani, F. T., “The origin of adaptive support ventilation,” the International Journal of Artificial Organs, Volume 28, No. 10: 1051-2, 2005.
- Tehrani, F. T., “A New Decision Support System for Mechanical Ventilation,” Proceedings of the International Conference of IEEE Engineering in Medicine & Biology Society, Volume 29: 3569-3572, August 2007 .
- Tehrani, F. T., Roum, J. H., “FLEX: A New Computerized System for Mechanical Ventilation,” Journal of Clinical Monitoring and Computing, Volume 22: 121- 130, 2008.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
وصلات خارجية
- e-Medicine, article on mechanical ventilation along with technical information.
- Dr. Bach, a doctor experienced in use of noninvasive ventilation for patients with neuromuscular diseases (note: site is written by a third-party).
- International Ventilator Users Network (IVUN), Resource of information for users of home mechanical ventilation.
- Read more about NAVA, Neurally Adjusted Ventilatory Assist
- Experience of Neurally Adjusted Ventilatory Assist