جهاز التنفس الاصطناعي: كيف يعمل؟ وما أعطاله الممكنة؟

• ذات صلة
• بحث عن الذكاء الاصطناعي
• ماذا تعني المخدرات الرقمية؟

كيف يعمل جهاز التنفس الاصطناعي؟

جهاز التنفس الاصطناعي هو آلة تساعدك على التنفّس إذا كنت لا تستطيع القيام بذلك بنفسك، ويسميها البعض آلة تنفّس أو كمامة تنفّس، ويوضع جهاز التنفّس الاصطناعي بجانب سرير المريض، وهو مزوّد بأنابيب تتصل مع قصباته الهوائيّة، وبحسب الدراسات فإنّ حوالي 6% من المصابين بفيروس كورونا COVID-19 يصابون بأمراض خطيرة بالتنفس وبالتالي قد يحتاج بعضهم إلى تنفس اصطناعي لمساعدتهم على إجراء عملية التنفّس، وقد يرتدي العاملون في المجال الطبي جهاز تنفس اصطناعي مصغّر عندما يتعاملون مع المرضى المصابين بأمراض مُعدية.

ويعتمد مبدأ عمل جهاز التنفس الاصطناعي على المساعدة على ضخ الأكسجين إلى جسمك، فيتدفق الهواء عبر أنبوب يمر عبر فمك ويهبط إلى القصبات الهوائيّة، ويمكنك ضبط جهاز التنفس الاصطناعي لأخذ عدد معيّن من الأنفاس لك في الدقيقة الواحدة، وقد يُبرمج طبيبك الجهاز ليعمل تلقائيًا عندما تحتاج إلى مساعدة، وفي هذه الحالة ستنفخ الآلة الهواء إلى رئتيك تلقائيًا إذا لم تتنفس خلال فترة زمنيّة محددة، ولا يمكنك تناول الطعام أو التحدّث بشكل طبيعي أثناء توصيل جهاز التنفس الاصطناعي بجسمك، لذلك قد تحتاج إلى تزويدك بالطعام عن طريق الوريد، ولا يعالج جهاز التنفس الاصطناعي فيروس COVID-19 أو الأمراض الأخرى التي تسبب مشاكل في التنفس، ولكنه يساعدك على البقاء على قيد الحياة حتى تتحسّن صحتك وتعمل رئتيك بمفردهما بشكل طبيعي، وعندما يعود التنفس لديك إلى طبيعته ستُزال الأنابيب، وسيتم إيقاف تشغيل جهاز التنفس الاصطناعي.^[١]

تعرف على أشهر أعطال جهاز التنفس الاصطناعي

عندما تحدث مشكلة في تنفس المريض على جهاز التنفس الاصطناعي فهناك احتمالين، إما أن يكون جهاز التنفس متعطّل أو أن المريض يعاني من مشكلة ما، ولمعرفة فيما إذا كان الخلل من المريض نفسه أو من جهاز التنفّس الاصطناعي، فيجب فصل الجهاز عن المريض، ومن ثم إجراء التهويّة يدويًا باستخدام جهاز الإنعاش ذاتي النفخ، وهنا يجب تقييم عمل الرئتين وتحديد المشكلة، فإذا كان المريض يعاني من صعوبة في التنفّس، فالمشكلة ليست من جهاز التنفّس بل من المريض نفسه، وإذا كان المريض يتنفس بشكل طبيعي فالمشكلة حتمًا من جهاز التنفّس الاصطناعي. أما بالنسبة لحلّ مشاكل جهاز التنفس الاصطناعي والدائرة، فيجب أن تتأكد أوًلا من إعدادات ووظيفة جهاز التنفس الاصطناعي، ومن ثم افحص الدائرة بحثًا عن وجود انسداد أو انحناء فيها، وبالنسبة للأعطال التي يمكن أن يتعرّض لها جهاز التنفس الاصطناعي فهي كما يلي:^[٢]

• الإعدادات غير المناسبة.
• قد يكون حدّ إنذار ضغط مجرى الهواء المرتفع منخفض جدًا.
• عُطل في جهاز التنفّس الاصطناعي نفسه، ولكنه أمر نادر الحدوث.
• مشاكل في الدائرة، إذا كان هناك أي مشاكل في الدائرة فسيكون تنفّس المريض أمرًا صعبًا، ولهذا افحص الدائرة بحثًا عن وجود انسداد أو انحناء.
• تجمّع السوائل في الدائرة.
• تجمّع السوائل في المرشح.
• انسداد الأنبوب الرّغامي بسبب البلغم أو وجود التواء أو عضّ في الأنبوب.
• زيادة مقاومة مجرى الهواء.
• مشكلة المقاومة العالية، يمكنك معرفة هذه المشكلة في حال كان ضغط مجرى الهواء مرتفعًا بسبب المقاومة العالية.
• التضخّم المفرط الميكانيكي أو ما يُسمّى بمحاصرة الغاز.
• نزع الأنبوب العرضي.
• نقص التأكسّج، يمكنك حلّ هذه المشكلة من خلال تغيير إعدادات جهاز التنفّس الاصطناعي لتحسين الأكسجين.

ما أنواع أجهزة التنفس الاصطناعي؟

تأتي أجهزة التنفّس الاصطناعي في عدة أشكال وأنواع، ولكل منها مجموعة خاصة من التنبيهات وقيود الاستخدام، ومن أهم أنواع أجهزة التنفّس الاصطناعي ما يلي:^[٣]

• جهاز التنفس المخصص للحالات الطارئة Escape respirator: هو جهاز مصمم للاستخدام في الحالات الطارئة للهروب من منطقة خطرة إلى أخرى آمنة، فيستخدم هذا النوع غطاء مزوّد بعنق بدلاً من غطاء الوجه، وهو مصمم للاستخدام لمرة واحدة فقط ولفترة قصيرة تتراوح من 15 دقيقة إلى ساعة واحدة، وللجهاز عدة أحجام، ويتناسب مع معظم الأشخاص البالغين.
• كمامة الجسيمات Particulate Respirator: وهو أبسط أنواع أجهزة التنفس المتاحة وأقلها تكلفةً وأقلها حمايةً أيضًا، وهو عبارة عن كمامة تحمي من الجسيمات فقط، ولا تحمي من المواد الكيميائيّة أو الغازات أو الأبخرة السامة، وهي مخصصة فقط لمستويات الخطر المنخفضة، وكمثال عليها مرشح الوجه N-95 الذي يُستخدم في المستشفيات للحماية من الفيروسات والبكتيريا.
• قناع التنفّس الغازي Gas Mask Respirator: وهو ما يُعرف بالأقنعة الواقية من الغازات أو أجهزة تنفّس لتنقية الهواء لأنها ترشّح أو تنظّف الغازات الكيميائيّة والجزيئات من الهواء أثناء التنفّس، ويحتوي جهاز التنفّس هذا على قطعة للوجه، وفلتر، وأشرطة لتثبيت غطاء الوجه، ومرشّح لإزالة الجسيمات.
• كمامة الطاقة لتنقية الهواء Powered Air-Purifying Respirator: تستخدم أجهزة التنفّس التي تعمل بالطاقة مروحة لضخ الهواء عبر الفلتر للمُستخدِم، وجهاز التنفّس هذا سهل الاستخدام ولكنه يحتاج إلى بطارية مشحونة بالكامل للعمل بشكل صحيح، ويستخدم هذا الجهاز نفس مرشحات أقنعة الغاز.
• جهاز التنفّس الذاتي Self-Contained Breathing Apparatus: وهو جهاز تنفس مستقل، يستخدمه عادةً رجال الإطفاء، ويستخدم الجهاز خزانات هواء لتوفير الهواء النقي، لذلك لا داعي للقلق بشأن المرشحات، فتحمي أجهزة التنفّس الذاتي من التركيزات العالية للمواد الكميائيّة الخطرة، ولكنها ثقيلة الوزن وتتطلّب تدريبًا خاصًا لاستخدامها والحفاظ عليها، وتدوم خزانات الهواء لمدة ساعة واحدة أو أقل اعتمادًا على تصنيفها ومدى صعوبة تنفسّك.

مَعْلومَة: مكونات جهاز التنفس الاصطناعي

قد نكون مُستخدمين ماهرين وآمنيين لجهاز التنفس الاصطناعي دون معرفة أجزائه الداخليّة، ولكننا نحتاج في بعض الأحيان لمعرفة المكوّنات الداخليّة لأجهزتنا التي نستخدمها من أجل فهم أعمق لها، ولإثراء ممارستنا، والمكونات الأساسيّة لجهاز التنفّس الاصطناعي كما يلي:^[٤]

• مصادر الطاقة: يتكوّن مصدر الطاقة من قطعة مسؤولة عن تزويد المريض بالغاز، بالإضافة إلى الطاقة اللازمة لتشغيل مكونات جهاز التنفّس الاصطناعي وتشمل هذه الفئة: نظام إمدادات الغاز، ومزوّد الطاقة، وموّلد الضغط، والبطاريات.
• الضوابط: هي وسائل تنظيم توقيت وخصائص الغاز الذي يُعطى للمريض وتشتمل الضوابط على عدة مكونات رئيسيّة وهي:
  • خلاط غاز: يتحكّم خلاط الغاز بمزيج الهواء والأكسجين ومواد التخدير وأي مكونات أخرى تُعطى للمريض.
  • مُجمّع الغاز: يتطلّب مجمّع الغاز تحكمًا دقيقًا في مخاليط الغاز ولا يمكنه الاعتماد على صمامات التناسب لإنتاج هذا المستوى من الدقّة.
  • منظّم تدفق الشهيق: وهو الجزء الذي يضمن أن الدائرة التنفسيّة تتلقى تدفق الغاز المحدد ويضمن أن المريض لا يتعرّض إلا لكميات محسوبة بعناية من هذا الغاز.
  • منظّم ضغط الزفير: وهو وسيلة للحفاظ على ضغط مجرى الهواء الإيجابي والتحكّم فيه ويكون عادةً على شكل صمام لولبي.
  • معدات الترطيب: وهو الجهاز المسؤول عن تسخين الماء وتبخيره في خليط الغاز المزوّد.
• الشاشات: وهي أدوات استشعار تقدّم معلومات عن خصائص توصيل الغاز للمريض ويمكن من خلالها تقييم أداء جهاز التنفس الاصطناعي وحالة المريض.
• المرشّحات: تعزز المرشحات نقاء الغاز المستوحى، وتحمي مرشحات الزفير موظفي وحدة العناية المركّزة لأنها تصفّي الغاز منتهي الصلاحية لمنع جهاز التنفس الاصطناعي من إخراج كميات كبيرة من مسببات الأمراض الموجود في المحيط، ومن أهم المرشحات في جهاز التنفّس الاصطناعي هي:
  • مرشحات جسيمات دخول الغاز.
  • مرشحات البكتيريا في الدائرة.
  • مصائد الرطوبة.
  • أنظمة تبادل الحرارة والرطوبة.
• جهاز إنذار أو ميزات السلامة: وهي التي تضمن عدم تعرّض المريض لأي ضرر إضافي من التهوية، وتُعلمكَ بأن حالة المريض أو أداء جهاز التنفّس الاصطناعي قد تجاوز المعايير الآمنة، وقد تُدمَج بعض الميزات بأجهزة الإنذار مثل صمامات النفخ الميكانيكيّة التي تحرر الضغط الزائد عندما يسعل المريض.

المراجع

1. ↑ "What Does a Ventilator Do?", webmd, Retrieved 21/5/2021. Edited.
2. ↑ "Assessment", aic, Retrieved 21/5/2021. Edited.
3. ↑ "The National Personal Protective Technology Laboratory (NPPTL)", cdc, Retrieved 21/5/2021. Edited.
4. ↑ "Basic components of a mechanical ventilator", derangedphysiology, Retrieved 21/5/2021. Edited.