Функция дыхательных путей заключается в согревании, фильтрации и увлажнении воздуха перед тем, как он попадет в легкие. Эти задачи эффективно решаются благодаря большой площади слизистой оболочки в носовой полости, поэтому когда воздух достигает уровня трахеи, он уже нагрет до температуры тела и полностью увлажнен. Это позволяет защитить нежную поверхность легких – эпителий – и поддерживать оптимальные условия для газообмена в альвеолах.
Клетки дыхательных путей покрыты маленькими ворсинками. Они расположены в водянистой субстанции, на вершине которой имеется слой слизи, позволяющий захватывать попадающие с воздухом пылинки и другие инородные тела. Ворсинки удерживают слой слизи и продвигают его вверх, по направлению к глотке, где она проглатывается или откашливается. Эта система называется мукоцилиарным эскалатором и выступает в качестве первой линии защиты легких от бактериальной инфекции; эта система работает эффективно только при условии, что дыхательные пути достаточно увлажнены.
Если температура вдыхаемого воздуха менее 37°C и он не полностью насыщен водяными парами, мукоцилиарный эскалатор не сможет работать эффективно. Ворсинки не будут выполнять свои функции, а слизь может высохнуть, загустеть и стать малоподвижной. Это приведет к скоплению мокроты в нижних дыхательных путях и создаст предпосылки для возникновения инфекционных осложнений.
Если воздух поступает в нижние дыхательные пути пациента, минуя нормальную анатомическую систему увлажнения и согревания воздуха (носовую полость), например, у пациентов, дышащих через эндотрахеальную трубку или трахеостому, а также у больных, которые дышат (даже через нос) сухими медицинскими газами, воздух остается сухим и холодным. Это может привести к возникновению патологических изменений: воспалению, изъязвлению, нарушению функции ворсинчатого эпителия и его повреждению, пересыханию слизистой, ведущему к дегидратации слизи и задержке мокроты. Результаты исследований свидетельствуют о том, что повышенная вязкость мокроты увеличивает риск бактериальной инфекции в связи с увеличением содержания ДНК в мокроте.
Все эти изменения можно существенно уменьшить при помощи адекватного увлажнения.
Как увлажнить вдыхаемый с прибором воздух?
Сегодня существует несколько типов приборов, предназначенных для решения этой задачи:
- Подогреваемые емкости с водой (проточные увлажнители).
В увлажнителях такой конструкции воздух проходит над поверхностью воды (или пропускается через слой воды), нагретой до температуры 54–60°С, и выходит из увлажнителя, имея абсолютную влажность более 43 мг/л. В этом случае водяной пар не является полностью насыщенным, при прохождении по трубке к пациенту он дополнительно охлаждается и имеет относительную влажность, близкую к 100%. Специальный термостат управляет работой увлажнителя, обеспечивая температуру воздуха, подаваемого пациенту, около 37°С. - Небулайзеры.
Небулайзер дисперсно распыляет стерильную жидкость. Благодаря тому, что жидкость распыляется на сверхмалые частицы, она попадает во все отделы дыхательной системы. - Пузырьковые системы без подогрева.
В медицинской литературе упоминается, что такие устройства приносили субъективное облегчение некоторым пациентам, однако в большинстве исследований эффективность пузырьковых увлажнителей доказана не была, поэтому считается, что они не могут рекомендоваться в качестве эффективного метода увлажнения. - Устройство для тепловлагообмена (HMF) или увлажнитель по типу гигроскопического конденсатора (НСН).
Их работа строится по принципу воспроизведения функций верхних дыхательных путей пациента (иногда их называют «искусственный нос»). Устройство представляет собой компактный фильтр, который включается в дыхательный контур пациента и удерживает (путем конденсации) тепло и влагу из выдыхаемого пациентом воздуха. Проходя через такой фильтр, вдыхаемый газ согревается и увлажняется. Достоинством большинства HMF-систем является наличие в них антибактериальных фильтров. В НСН-системах используется хлорид кальция для увеличения количества влаги, подаваемой пациенту.
Использование увлажнителей позволяет устранить негативные эффекты подачи сухой воздушной смеси в дыхательные пути пациента, использующего CPAP-/BiPAP-прибор или аппарат искусственной вентиляции легких.
