Необходимость проветривания

Согласно строительным нормативам, проект вентиляции является неотъемлемой частью общего проекта. В частном домостроении не всегда исполняются требования СНиП. Купив готовый дом, собственники могут столкнуться с неэффективной вентиляцией подвала, либо с полным ее отсутствием. Недостаточное проветривание приводит к застою влажного воздуха и скоплению в подполе радиоактивного газа радона. Негативные последствия ошибок в строительстве:

• Образование грибка на несущих конструкциях ослабляет их прочностные характеристики.
• Споры плесени проникают в жилище, нанося вред здоровью людей.
• ухудшает микроклимат в доме.
• При утеплении перекрытий минеральной ватой, повышенная влажность снижает показатели энергосбережения.

Этих причин достаточно, чтобы устроить вентиляцию подвала.

Порядок работ

Убедитесь в надежности гидроизоляции подпольного пространства. Если вода просачивается извне, ни одна система вентиляции не справится с сыростью.

Отвести влагу от цоколя можно гидроизоляцией фундамента и устройством дренажной системы. Если в подполье проходят коммуникации водоснабжения и водоотведения, нужно обернуть их цилиндрическим утеплителем из вспененного ПВХ, чтобы избавиться от конденсата. В зависимости от размера, конфигурации и назначения подвального помещения выберите схему монтажа.

Как сделать вентиляцию в подвале в частном доме

Если подвал не используется, но там проходят коммуникации, достаточно обеспечить естественный воздухообмен. Для площади более 50 м2 нужно сделать вытяжку в подвале. При необходимости хранить в подполе овощи и консервацию, отделите часть помещения, оборудуйте в ней приток и вытяжку воздуха, при этом оставшаяся часть может проветриваться естественной конвенцией.

В том случае, когда нулевой этаж имеет полноценную высоту и бетонированный пол, в нем целесообразно оборудовать котельную, сауну или мастерскую. Здесь более уместна принудительная вентиляция, а установка системы рекуперации отработанного воздуха позволит экономить на отоплении.

Естественная вентиляция подвала в частном доме

Наименее затратный способ — это устройство естественного проветривания через продухи. На стадии возведения фундамента предусмотрите парные отверстия, расположенные на противоположных стенах. Согласно п.9 СНиП 31.01*2003, суммарная площадь отдушин составляет не менее одной четырехсотой к площади всего подвала.

Важно! В местностях с повышенными радиационными показателями соотношение уменьшается до 1/150.

Схема естественной вентиляции

Рассчитайте количество и размер каждого отверстия. Форма продух не регламентируется.

• Для исключения «мертвых зон», отступите 0,9 метра от внутренних углов, и распределите продухи равномерно по всей длине стены.
• Сделайте аналогичную разметку для противоположной стены. Если размер отверстия превышает 0,3х0,3 метра, армируйте по периметру. Чтобы исключить затекание паводковых вод, учтите, минимальная высота нижней части продухи по внешней стене должна быть не менее 0,3 метра от уровня грунта.
• Закройте отверстия сеткой от грызунов.

При заливке ленточного фундамента вставьте через равные промежутки обрезки канализационных ПВХ труб, герметично закрыв отверстия. После застывания бетона и снятия опалубки вы получите аккуратные продухи.

Обратите внимание! Если планировка подземного этажа предусматривает нескольких изолированных помещений, обеспечить воздухообмен нужно для каждого.

Если необходимо пробить продухи в готовом фундаменте, рассчитывайте их совокупный размер по аналогичной схеме. Для работы понадобится перфоратор или коронка по бетону для бурения круглых отверстий. Помните, что нарушение целостности фундамента может ослабить его несущую способность, проконсультируйтесь со специалистом, или выберите другой метод проветривания подпольного пространства.

Приточно-вытяжная система

Недостаток естественной вытяжки заключается в ее зависимости от силы и направления ветра, а также влажности атмосферного воздуха. Приточно-вытяжная более эффективная и доступна по цене. Принцип ее работы основан на разнице температур в нижней и верхней точке подпола. Проще всего сделать вытяжку в подвале при помощи труб ПВХ. Преимущества системы из канализационных труб:

• низкая себестоимость;
• простота сборки;
• наличие фасонных деталей;
• малый вес конструкции.

Выполнить монтаж сможет даже человек, не имеющий строительной квалификации. Для работы не требуется дорогостоящий инструмент.

Этапы работ

Приточная и вытяжная труба должны располагаться на противоположных стенах.

• На расстоянии 0,5 метра от нижней точки закрепите трубу и выведите ее на поверхность на высоте 1 метр, тем самым вы обеспечите приток свежего воздуха.
• Установите вытяжную трубу таким образом, чтобы ее нижняя часть находилась на расстоянии 1,5 метра над полом, а верхняя возвышалась над коньком крыши на высоте 0,5 метра.
• Обеспечьте герметичность стыков.
• Утеплите воздуховод.
• Установите на верхнюю часть системы зонт, препятствующий попаданию осадков.

В правильно установленной системе перепад температур и разность давления создадут тягу.

Важно! Чем меньше изгибов в конструкции, тем более эффективно отводится влага.

По окончании работ проверьте тягу, поднеся зажженную свечу к вытяжке. Если пламя свечи отклоняется в сторону ее отверстия, значит система работает корректно. Если огонек отклоняется в другую сторону, это свидетельствует о наличии обратной тяги. Исправить проблему можно наращиванием высоты вытяжной трубы или установкой оголовка-дефлектора.

Принудительная вентиляция подвала в частном доме

При низкой эффективности естественного воздухообмена, смонтируйте в вытяжной трубе канальный вентилятор. Установка второго прибора в приточную трубу повысит производительность системы. Принцип работы заключается в нагнетании уличного воздуха в подпол и более интенсивном отведении отработанных воздушных масс наружу.

Важно! Вентиляторы в обеих трубах должны работать одновременно.

Мощность приборов рассчитывается консультантом специализированного магазина на основании размера помещения.

Современные канальные вентиляторы оснащены кожухом и комплектуются крепежом, поэтому их установка не вызовет затруднения. Некоторые модели оснащены таймером, что позволяет автоматизировать периодичность включения системы.

Согласно санитарным нормам, отапливаемые жилые помещения цокольного этажа нуждаются в кондиционировании и фильтрации. Установка рекуператора позволит подогреть поступающий воздух за счет тепла отводимого. В связи со сложностью расчетов и большим объемом работ, доверьте специалистам проектирование и монтаж таких систем.

Видео: как сделать вентиляцию в подвале загородного дома

Отличная статья 2

Как сделать вентиляцию в бытовке?

Бытовки – это мобильные конструкции, которые предназначены для временного проживания на строительной площадке, на даче или приусадебном участке. Если решено находится в ней круглый год или возникла идея переделать ее под офис, мини-закусочную или домик для проживания в холодное время года? В этом случает нужно позаботиться о комфортном проживании в бытовке, в том числе – оборудовать систему вентиляции.  

Виды вентиляционных систем

Типы вентиляции, характерные для бытовок:

• естественная, когда потоки воздуха проникают внутрь постройки через окна, двери и вентиляционные отверстия;
• принудительная, когда циркуляция воздуха возможна благодаря вытяжным вентиляторам, кондиционерам и другим приточно-вытяжным системам.

Естественная вентиляция – самый простой и дешевый вариант. В этом случае воздухообмен происходит через распахнутые окна, дверные проемы и специально оборудованные отверстия вентиляции. Воздушные массы через них двигаются только за счет разницы температур снаружи и внутри постройки. Система бюджетная, но ее главный недостаток – зависимость от климата, температуры и влажности снаружи и внутри бытовки.

Принудительное вентилирование, которое осуществляется благодаря специальному оборудованию. Это может быть приточная или вытяжная система, когда воздух подается внутрь мобильной конструкции или, наоборот, отводится из нее. Но лучший вариант – комплексная приточно-вытяжная вентиляция, когда одновременно происходит подача свежих и отвод загрязненных воздушных масс.

Монтаж вентиляционной системы в бытовке

Система естественной вентиляции начинается с момента установки бытовки. Для свободной циркуляции воздуха внизу ее устанавливают на ровную площадку, поместив на блоки. Второй вариант: установить модульную конструкцию на землю, но с гидроизоляцией. Для циркуляции воздушных масс внутри помещения монтируют горизонтальные воздухоотводы длиной до 3 м и устанавливают канальные вентиляторы. Следят, чтобы перепад высот между уровнем забора и выброса воздуха был высотой не меньше 3 м.

Для установки вытяжной системы, когда не нужно фильтровать, нагревать или охлаждать воздух, достаточно установить электровентилятор заданной мощности. При организации приточной циркуляции потребуется монтаж оборудования, которое будет не только очищать воздушные потоки, но и охлаждать, подогревать и увлажнять.

Приточно-вытяжная система – самая затратная. Понадобится покупка и установка специального оборудования, кондиционеров, сплит-систем и прочее, что предусматривает существенные траты на электроэнергию. Важно правильно сбалансировать давление в системе, иначе внутри мобильной конструкции будут «гулять» сквозняки.

Независимо от того какой способ вентиляции выбран важно правильно рассчитать основные параметры системы и распланировать, где будет размещаться оборудование. Если возникают сомнения, что самостоятельные работы будут проведены качественно, стоит обратиться за помощью. В этом случае лучше довериться компаниям, которые занимаются этим профессионально и выполняют работы с гарантией.

Читайте также:

Вентиляция в частном доме своими руками

Каждое жилище нуждается в возможности постоянной смены воздуха на более “свежий” — поэтому для комфортного жилья в любом строении необходима качественная вентиляция. Возможность регулировать воздухообмен внутри жилого помещения — обязательный атрибут комфортной жизни, позволяющий регулировать даже также температуру и влажность поступающего воздуха.

Еще при строительстве дома должен учитываться расход человеком кислорода и углекислого газа в соответствующих пропорциях. Если, например, процент содержания кислорода будет ниже установленной нормы (чуть больше 20%), это может вызвать головную боль и ощущение “духоты”, а в долгосрочной перспективе и вовсе подорвать здоровье человека. Вот почему крайне важно знать, как сделать вентиляцию в частном доме своими руками и принцип ее работы.

Как работает вентиляция

Вентиляция, если она организована правильно, производит процесс постоянной замены отработанного воздуха свежим, поступающим снаружи здания. Вентиляция своими руками тоже возможна, если вы знаете, что делаете. Также, при усовершенствованной системе вентиляции возможны такие действия, как кондиционирование воздуха, регулировка его температуры и влажности, а также прочих параметров. В зависимости от сложности системы вентиляции происходит более тонкая регулировка параметров воздуха. Так как сделать вентиляцию? Ответы на вопросы вы увидите дальше.

Способы и виды вентиляции

Вентиляция подразделяется на несколько разновидностей, в зависимости от способа движения воздуха, назначения, организации обмена воздуха и конструкции. Начнем с простого, а именно с разновидностей: естественная и механическая вентиляция. Способы вентиляции и их описание указаны ниже.

Естественная вентиляция в доме — давнее изобретение, и ее плюс состоит в том, что для ее осуществления не нужно никаких вспомогательных приборов типа вентилятора. Тяга воздуха при таком типе вентиляции возникает от перепада давления, а чем больше разница температуры воздуха снаружи здания и непосредственно внутри, тем лучше происходит обмен воздуха. Этот способ способен сэкономить много денег, ведь он совершенно не затратный с денежной точки зрения, почти вентиляция своими руками. Нужно всего лишь правильно подойти к решению этой задачи.

Механическая вентиляция позволяет создавать воздухообмен искусственно, беря за основу вентилятор или эжектор. При механической вентиляции воздух также может предварительно очищаться, доводиться до необходимых параметров температуры и влажности, и регулировать количество поступающего воздуха в определенные зоны жилого помещения. Правда, этот способ гораздо более затратен, нежели естественная вентиляция в доме — он требует довольно большого потребления электроэнергии. Способы вентиляции различаются еще по нескольким параметрам.

По назначению вентиляция бывает приточной и вытяжной. Приточная вентиляция в доме позволяет подавать в помещение необходимое количество воздуха, который может быть изменен в температуре в зависимости от времени года — летом он будет автоматически охлажден, а зимой подогрет. Приточная вентиляция в доме всегда необходима.

Вытяжная же система вентиляции в первую очередь необходима для удаления уже отработанного воздуха — а помимо него, продуктов сгорания от газовых плит — непосредственно наружу.

По этим двум системам следует привести оговорку — как правило, они должны работать вкупе, пропорционально друг другу, так как одна из систем наполняет помещение необходимым новым воздухом, а вторая удаляет наружу ненужный, отработанный. Если же баланс не будет достигнут, то в доме будут постоянно хлопать двери.

Тем не менее, допустимо использование только одной из этих систем при условии, что воздух будет поступать или удаляться через специальные отверстия в смежные помещения — в таком случае воздухообмен нарушен не будет.

Вентиляции различаются еще и по способу воздухообмена — существуют местная и общеобменная.

Что касается местной вентиляции, то, как правило, она используется не в жилых помещениях, а, например, на производстве, когда в одном определенном месте помещения имеется непосредственный источник загрязнения, и нужно, чтобы все остальные помещения не подвергались тому же загрязнению. Воздух в такие помещения как подается чистый, так и выводится уже загрязненный. В жилых же помещениях, как правило, используется общеобменная вентиляция.

Общеобменная же вентиляция вентилирует воздух непосредственно во всем помещении. Она может быть так же приточной и вытяжной. Первую лучше всего использовать механическую, с подогревом и фильтрацией воздуха для лучшего качества подачи. А вот вытяжная может быть намного проще, и может быть выполнена в роли вентилятора или отверстия в стене. Причина проста: воздух, удаляющийся наружу, не нуждается в обработке. Если объемы воздуха не очень большие, то выгоднее всего использовать механическую приточную и естественную вытяжную вентиляции, потратив деньги только там, где это действительно необходимо.

Существуют еще аварийная и противодымная вентиляции. Они используются в исключительных случаях — например, в помещениях с очень высокой концентрацией вредных веществ, выброс которых происходит регулярно и требует быстрого удаления из помещения, или мешающих распространению дыма на ранних стадиях пожара.

По способу сборки системы вентиляции подразделяются на наборные и моноблочные. И все они имеют как достоинства, так и недостатки.

Наборная система состоит из нескольких отдельных компонентов: фильтров, вентилятора, автоматической системы, глушителя и прочего. Как правило, такие системы вентиляции располагаются в отдельных небольших помещениях. Главное достоинство такой системы — универсальность. С ее помощью можно провентилировать абсолютно любое помещение от офиса до небольшой квартиры. Минусом же являются ее большие размеры и обязательная необходимость в профессионалах, которые будут проектировать и рассчитывать установку оборудования.

Моноблочная система вентиляции целиком размещена в одном-единственном корпусе с высоким уровнем шумоизоляции. К тому же часто именно такие установки позволяют экономить электричество, расходуемое на регулировку температуры воздуха. У моноблочной системы имеется ряд преимуществ в сравнении с наборной:

• Низкий уровень шума. Как было сказано выше, все элементы моноблочной вентиляционной системы собраны в одном корпусе, что обеспечивает прекрасный уровень шумоизоляции. Это позволяет установить ее непосредственно в жилое помещение, а не отдельное подсобное.
• Готовая сборка. Поскольку все элементы уже установлены в один корпус, их тесты и настройку проводят заранее, еще на этапе сборки. Поэтому для их настройки не нужен специалист — можно справиться даже незнающему.
• Занимают мало места. Корпус не занимает много места.

Элементы вентиляции

Вентиляторы. Это механические устройства, перемещающие воздух непосредственно в жилое помещение напрямую либо в системы вентиляции и кондиционирования для его предварительной очистки или изменении температуры. Также вентиляторы создают необходимые перепады давления для движения воздуха — устройство вентиляции подразумевает их обязательно.

Шумоглушители. Любой человек ценит комфорт. Вентиляторы при задействовании непременно вызывают шумы, не заглушив которые, вызвать шумовой эффект по всему вентилируемому помещению. При установке шумоглушителей воздушный поток становится незаметным для уха человека — правильная вентиляция всегда работает бесшумно.

Воздушные фильтры. Это устройства для очистки воздуха перед подачей его в помещение. Прежде чем приобретать воздушные фильтры, необходимо определить разновидность загрязнения. Эффективность вентиляции напрямую зависит от типа.

Воздухонагреватели. Очень часто используются в системах вентиляции. Выполняют функцию подогрева воздуха. Чаще всего производятся на основе воды, пара или специальных растворов — таково устройство вентиляции с воздухонагревателем.

Воздуховоды. Едва ли не самая главная часть вентиляции, емкость для перемещения воздуха. Различают металлические, неметаллические и металлопластиковые. По форме прямоугольные и круглые.

Воздухораспределитель. Точка выхода воздуха в помещение. Имеет очень много разновидностей, от самых простых до сложных. Правильная вентиляция обязательно имеет такие точки.

Тепловая изоляция. Ее функция состоит в предотвращении тепловых потерь, а также исключения конденсата и обмерзания при установке коммуникаций в неотапливаемых помещениях.

Вентиляция в доме своими руками. Схема

Сегодняшние нормы на жилые помещения обязывают оборудовать дома системой вентиляции для удаления загрязненного воздуха из нежилых помещений типа кухни или ванной комнаты. Если работа системы вентиляции дома нарушена, стекла на окнах будут запотевать, а конденсат, оседающий на стенах, может впоследствии стать причиной различных заболеваний, в том числе у маленьких детей. Ниже представлена схема вентиляции.

После того, как схема вентиляции понята вами, можно приступать к необходимым расчетам. Вентиляция в доме своими руками, схема и примечания к ней изложены максимально простым языком.

Расчет вентиляции

Для того, чтобы правильно рассчитать вентиляцию, необходимо сначала рассчитать производительность по воздуху, измеряемой в кубометрах в час. Само собой, для таких расчетов нужен план построения с подробными указаниями размеров помещений. Вентиляция в доме своими руками, схема которой показана выше, не делается без предварительных расчетов.

Свежий воздух обычно не подается в коридоры — только в основные комнаты, где люди пребывают большую часть своего времени, например, спальни и кабинеты. Из ванных комнат и кухонь лишний воздух удаляется при помощи вытяжных каналов. Полная версия выглядит так: подача свежего воздуха происходит в главные помещения, откуда попадает в коридоры, из них — в ванную, санузлы и кухню, откуда удаляется по вытяжной вентиляции.

Для полного расчета вентиляции необходимо рассчитать несколько самых важных факторов:

• Расчет воздухораспределительной сети. Эта система состоит из воздуховодов, переходников, поворотов, клапанов и распределителей воздуха. Каждый элемент рассчитывается отдельно, основываясь на ранних расчетах производительности по воздуху на человека. Необходимо произвести расчет вентиляции таким образом, чтобы система была способна подать необходимое количество воздуха в каждую из комнат.
• Количество потребляемой электроэнергии всеми системами вентиляции воздуха. Еще на этапе проектирования все цифры должны быть известны, чтобы не превысить необходимого лимита.
• Мощность калорифера. Для того, чтобы узнать это значение, потребуется значение минимальной температуры воздуха снаружи в зимний период и значение температуры воздуха на выходе.
• Сопротивление сети. Чем выше это значение, тем хуже будет работать вентилятор. Просчет этого значения обязателен.
• Размер воздухораспределителя. Прежде чем его приобретать, нужно знать, что размеры воздухораспределителя не превышают воздуховодные более чем в два раза.
• Размер воздуховодов. Для вычисления данного параметра необходимо знать точный объем воздуха, проходящий по нему за определенный промежуток времени.

Как сделать вентиляцию в частном доме

Не знаете, как сделать вентиляцию в доме? На данном примере схемы вентиляции частного дома будет показано все необходимое для того, чтобы вы поняли, как сделать вентиляцию своими руками.

Как вы видите, здесь изображены все части системы, начинающиеся в комнате с вентиляцией и заканчиваются непосредственно на крыше. Вентиляция в частном доме своими руками, схема и все необходимые расчеты не так сложны, как кажется на первый взгляд. Вы быстро поймете, как сделать вентиляцию в доме.

Как сделать вентиляцию своими руками? Поначалу никто не знает, как правильно сделать вентиляцию. Для начала необходимо проложить в стене канал не больше 140 миллиметров.

Важно: если толщина канала будет чуть меньше, вы рискуете получить эффект, обратный нужному: тяга пойдет в обратную сторону.

Конец трубы должен быть под коньком крыши — это также обеспечит достаточную тягу. Вентиляция в частном доме будет качественной, если вы выполните эти условия.

Если же вы не можете сделать естественную вентиляцию, задумайтесь о механической. Особенно она важна в помещениях типа ванной. Вентиляция в доме своими руками подразумевает это. Поэтому, если вы хотите избежать таких проблем, позаботьтесь о механической вентиляции помещений с избыточной влагой. Вентиляция в доме своими руками не будет для вас сложной в этом случае.

В туалете или, например, кухне, также не будет лишней механическая вентиляция в частном доме из системы вытяжек и вентиляторов. Вентиляция в частном доме своими руками, схема которой показана ниже, не сложна для изучения. Просмотрите подробнее схему внизу, чтобы лучше понять принцип:

Вентиляция в доме своими руками — интересное занятие, особенно если перед этим вы тщательно изучили и поняли все аспекты.

Как сделать вентиляцию в доме. Видео

Вентиляция в домах из СИП панелей – как сделать своими руками, устройство

СИП-панели – современный материал для строительства домов. Это особая плита, сделанная из двух листов ОСП с проложенным внутри пенополистиролом. Из них легко строить – возведение большого дома занимает не более двух месяцев, но при этом технические характеристики постройки будут на высоте. Получается прочное, большое и главное комфортное для жизни жилье. Повышенная теплоемкость позволяет экономить на отоплении зимой, но не многие осознают, как важно сделать систему принудительной или приточной вентиляции в доме из СИП- панелей. Ведь по сути коробка дома по своим свойствам напоминает термос, то есть воздух никуда не выходит и не обновляется. И о том, как будут вентилироваться жилые помещения в доме стоит подумать еще на этапе «котлована».

Системы и устройства вентиляции СИП-домов

Из-за того, что одна плита СИП по характеристикам равняется примерно 1,6 метрам кирпичной кладки, продуманная вентиляция – это не прихоть, а жизненная необходимость. Устройство вентиляции в частном доме из СИП-панелей реализуется двумя способами: приточным и принудительным. Они различаются и вариантами монтажа, и методом работы.

Приточная вентиляция

Приточная или естественная вентиляция – это вариант, который привлекает своей доступностью. И правда – для осуществления притока свежего воздуха в дом необходимо всего лишь сделать небольшие проточные каналы и оборудовать вентиляционные шахты. Целесообразнее всего сделать их в самых сырых помещениях дома – ванных комнатах, туалетах.

Для обеспечения хорошей или даже отличной приточной системы вентиляции в СИП-доме площадью в 200 м² будет достаточно всего семи шахт. Вам, конечно же, сразу представились семь новых дырок в крыше? Вы ошибаетесь – достаточно будет одной. Просто все выходы затхлого воздуха будут подведены к одной трубе и подключены к мощному вентилятору. Такой способ вентилирования помещения имеет один, но весомый недостаток – вместе с воздухом из дома будет уходить тепло, то есть словосочетания «топить улицу» для тех, кто выбрал именно этот вид, не пустые слова.

Принудительная вентиляция

На данный момент самым современным ответом на вопрос: «Как сделать вентиляцию в СИП-доме?» является – рекуперация тепла. Это практичным и самый рациональный способ сохранить в доме комфортную температуру и свежий воздух. Суть подобной вентиляции в том, что из дома тепловентиляторами забирается теплый воздух, а с улицы соответственно холодный. Внутри аппарата они смешиваются и в дом поступает теплый и свежий, а на улицу идет воздух из дома. Зимой такой способ более чем актуален. Ведь никому не хочется отдавать домашнее тепло на улицу, а себе получать свежий и морозный воздух. Летом подобная система вентилирования также удобна – прохлада в доме останется в нем же. Конечно, такой тип не заменит кондиционера, но он значительно сэкономит затраты на электричество от него.

Как сделать вентиляцию в доме из СИП-панелей своими руками?

Каждому человеку с золотыми руками не хочется допускать в свой дом чужих мастеров, тем более если речь идет о свежем воздухе. Казалось бы, что там сложного – сделать выходы в каждой комнате, объединить и вывести в общую трубу. Зачем мастер, когда можно сделать вентиляцию в СИП-доме своими руками? Но мы тем не менее не рекомендуем заниматься этим самостоятельно. Мы уверены, что, конечно, вы знаете как лучше, но все-таки не имея за спиной многолетнего опыта по проведению свежего воздуха в дом, вы можете слегка в чем-нибудь ошибиться и тогда запахи из туалета будут преследовать вас по всему дому. Доверяйте работы в своем доме только профессионалам. Мы с 2010 года занимаемся строительством из SIP-панелей, наши проекты домов вы можете посмотреть в соответствующем разделе.

вытяжка в подполе в здании с мансардным этажом. Нужна ли система для пола?

Любая постройка подвергается воздействию физических и погодных факторов. Холод, жара, перепады температуры – все это негативно влияет на состояние любой постройки. Особенно негативно это сказывается на домах из древесины, так как она сильнее реагирует на упомянутые категории воздействия. По этой причине подобные постройки очень нуждаются в вентиляции.

Нужна ли циркуляция воздуха?

Многие специалисты утверждают, что постройки, сделанные из дерева, являются «дышащими», у них нет необходимости специального создания вентиляционных систем. По их мнению, достаточного того, что воздух попадает в постройку через окна, а также щели между деревянными элементами. Ранее, наверное, так и могло быть.

Но на сегодняшний день деревянные постройки строятся таким образом, что естественная вентиляция в доме из древесины просто отсутствует. Строители пытаются максимально качественно сделать подобный дом и не допустить наличия щелей и сквозняков, чтобы максимально сберечь тепло. Монтаж окон и дверей также осуществляется максимально герметично, а стыки и зазоры обрабатываются специальными веществами. То есть в таком доме просто не остается возможности для поступления внутрь помещений свежих воздушных масс. Появляется и другая проблема – отработанный воздух тоже должен куда-то уходить. Как минимум, уже по этим причинам вентмеханизм в частном доме быть должен.

Но и это не все, ведь существуют и другие причины.

• Древесина очень легко впитывает влагу, что может стать причиной ее разрушения и гниения. По причине влажности может появиться грибок и плесень.
• Несмотря на то что древесина лучше может пропускать воздух, нежели бетон, без спецформирования вентиляционного механизма эффекта от этого нет.
• Поддержание баланса температуры. Именно благодаря вентиляции легко применять использованные воздушные массы, чтобы обогревать помещение.
• Вода, тепло и углекислые газы не могут выводиться деревом, а это значит, что без циркуляционной системы воздуха не обойтись.

В общем, как можно убедиться, необходимость в воздушной циркуляции в доме из дерева очень и очень высокая.

Устройство и принцип работы

Чтобы в такой постройке было приятно находиться, необходимо не только наличие чистого воздуха, у него еще должна быть соответствующая температура. Да и воздух должен прибывать с определенной скоростью. И чем этот показатель будет меньше, тем комфортнее находиться внутри постройки. Воздухообмен с применением механической приточно-вытяжной вентиляционной системы будет существенно больше, нежели в случае, когда речь идет об естественном аналоге. Для системы, где есть вытяжка, данный показатель варьируется в диапазоне 3-5 кубических метров в час, а в варианте с естественной не превышает одного кубометра за то же время.

По этой причине естественная вентиляция обеспечивает условия несколько более комфортные. Но бывают случаи, когда без системы механического типа не обойтись. Чем ниже будет скорость транспортировки воздуха в магистрали, тем его сечение будет увеличиваться. Для одинакового объема пропуска в случае применения естественной вентиляции будет необходим канал, у которого будет большее сечение, чем при варианте с мехвентиляцией.

Для вытяжки, способность пропуска которой составляет триста кубометров в час, для естественной транспортировки необходим будет канал диаметром 35 сантиметров. Для вытяжки механического типа необходим будет канал диаметром всего лишь 20 сантиметров. Не всегда большой канал может быть размещен в стене. Но и его монтаж вдоль стенки или под потолком, с эстетической точки зрения, может оказаться не самым удачным решением.

Виды систем

Как именно будет происходить воздухообмен в конкретном деревянном доме, следует подумать до начала строительства и даже до начала этапа проектирования. Вентиляция в таком доме обычно организуется естественным методом. Пассивный вариант предполагает приток воздуха через ряд каналов:

• специальные продухи, которые делаются на цокольном этаже;
• оконные щели в деревянных окнах, хотя этот вариант сегодня уже является неактуальным;
• механизм микроциркуляции в новых пластиковых окнах;
• открытые окна и форточки в летний период;
• приточные клапаны, которые являются довольно интересными современными решениями.

Первый вид вентиляции, которому следует уделить внимание – пассивная. Пассивная вентиляция предусматриваем выход использованного воздуха через каналы вертикального типа за пределы кровли. А классикой считается создание вытяжных каналов из туалета и кухни. В последние годы оптимальным решением считается размещение вертикальных вытяжек шахт отдельно для жилых помещений, кухни и туалета. А если существует обратная тяга, то это позволяет избежать опасности смешивания запахов.

Циркулирование воздухомасс между помещениями в этом случае будет обеспечиваться при помощи зазора от пола внизу дверного полотна. Вход в вытяжную шахту будет находиться в верхней части стены. Для прокладки самой шахты лучше всего применять трубы, выполненные из металла, с минимальным числом изгибов или же пластиковые, имеющие гладкую поверхность. Преимуществами такой системы можно назвать:

• низкую стоимость обустройства;
• долговечность;
• простоту монтажа;
• надежность;
• небольшую стоимость комплектующих, что включает в себя вентиляционные трубы, приточные клапаны, решетки вентиляции;
• нет необходимости тратиться на электричество;
• простоту эксплуатации;
• простоту очистки воздуховодов.

Но дом из дерева, вентиляция которого выполнена по пассивной технологии, имеет серьезные минусы:

• отсутствие возможности точно регулировать характеристики температуры и влажности;
• эффективность воздухообмена в летний период существенно снижается.

Еще один вариант – активная вентиляция. Это решение имеет высокую эффективность воздушного обмена, возможность точно определять температурные значения и влажности. В этом случае используется приточная аппаратура с вентилятором, увлажнительными механизмами, очистительными фильтрами и поглотителями шума. Если такая система установлена в доме с мансардным этажом, то можно увеличить ее эффективность, разместив вентилятор вытяжного типа. Использование системы позволяет обеспечить лучшие условия при любой погоде и сделать пребывание в помещении комфортным. Но такая система тоже имеет существенные недостатки:

• высокая стоимость;
• сложность в установке;
• высокие расходы на электричество и эксплуатацию такой системы.

Еще один вариант, который может быть сделан – комбинированное решение. Такое решение будет особенно эффективно, если улучшить интенсивность вытяжки при помощи использования вентиляторов осевой категории на входе в вертикальные воздушные шахты. В этом случае доступ воздуха в помещения осуществляется по естественной технологии, а на выходе из вентсистемы будет установлен прибор, который обуславливает мощный воздухоотток.

Проектирование

Создание эффективного механизма вентиляции в рассматриваемом типе построек собственноручно подразумевает необходимость определенных расчетов, основанных на следующих факторах:

• число людей, живущих в постройке;
• воздухообъем в постройке;
• применяемая техника, формирующая поле электростатического характера, по причине чего меняется воздушный состав и исчезают аэроионы.

Схема создания проекта будет стартовать с осуществления расчетов воздушного обмена. Этот параметр будет ключевым и именно он даст возможность определиться с категорией вентиляции. Если она относится к группе естественной, то скорость перемещения потоков воздуха будет составлять где-то один кубометр в час. Если же говорит о приточно-вытяжной системе, то значение увеличится до трех кубометров в час. Принимается в расчет и скорость передвижения воздушных масс. Когда осуществляется проектирование естественной вентиляции вытяжного типа в доме из дерева, то подразумевается, что скорость транспортировки потоков воздуха будет меньше, чем при принудительной.

Чем выше эта характеристика, тем более низкое сечение воздуховода будет нужно. В качестве примера отметим, что для пропуска 300 кубометров воздуха в час через вытяжку принудительного механизма достаточно будет сечения 16 на 20 сантиметров или же диаметра двадцать сантиметров. Говоря о естественной циркуляции, то сечение должно составлять 25 на 40 сантиметров или диаметр 35 сантиметров. Расчет должны производиться в соответствии со следующими характеристиками:

• санитарно-гигиенические требования;
• кратность воздушного обмена;
• площадь постройки.

Кстати, кратность воздушного обмена будет напрямую связана с назначением постройки. Кухонная вентиляция в рассматриваемом типе построек имеет значение кратности 1. По крайней мере, если мы говорим именно о нормативном значении. Если же существует погрешность, то финальное значение следует округлять в бо?льшую сторону.

Отметим, что обеспечить хорошую циркуляцию воздуха без привлечения специалистов можно и самому. Но необходимо уметь обращаться с инструментами. Сначала, как уже говорилось, следует рассчитать все показатели вентсистемы в доме из древесины. Требуется понять, насколько интенсивны воздушные потоки, чтобы потом можно было вычислить нужный показатель воздухообмена. Обычно достаточно значения 150-200 кубометров в час. Теперь определяем кратность воздушного обмена, то есть, за какое количество раз произойдет полное обновление воздуха в постройке.

Для повышения эффективности вентиляционной системы берется в расчет размер постройки, а также количество людей, которые проживают в нем на постоянной основе. Чтобы воздухообмен был более качественным, не будет лишним дополнить каждую комнату, включая туалет и ванную, приточными клапанами. По мнению многих, эти устройства издают слишком большой шум, что на самом деле не совсем соответствует истине. Причина в том, что они оснащены специальным материалом шумоизолирующего типа. Кроме того, вентиляция подобного дома подразумевает и то, что часто придется собственноручно осуществлять монтаж приточных клапанов самодельного типа. Но это будет необходимо лишь тогда, когда шумоизоляция находится не в воздуховоде, а лишь на выходе. Можно подобрать вентилятор вытяжной категории с запасом мощности, что даст ему возможность оборудовать помещения дома самыми тихими устройствами.

При желании вентиляция в такой постройке может обеспечиваться и за счет моноблочной системы с фильтрами различной очистки, а также возможностью низкого расхода электрической энергии. Обычно это достигается за счет наличия встроенного рекуператора. В таком случае обязательно следует учесть схему перемещения воздухопотоков. Тогда теплый воздух, по законам физики, будет подниматься вверх, а холодный оставаться внизу. По этой причине вентиляция пола и подпола будет крайне важна, а это также следует учитывать при расчетах, которые будут проводиться.

Следует также знать о нормах оптимального воздушного обмена, которые оговорены в СНиП. Данные нормы следует неукоснительно соблюдать. Лишь тогда вентиляция сможет обеспечить в доме комфорт. Если говорить конкретно о различных помещениях, то следует сказать, что:

• в туалете показатель будет составлять 30 кубометров в час;
• в кухне 50, если установлена электрическая плита, и 70, если установлена газовая;
• в хозяйственных помещениях этот показатель составляет 15 кубометров;
• в жилых помещениях – 30;
• в ванной – 50.

Как правильно установить своими руками?

Теперь поговорим о том, как сделать вентиляцию в доме из древесины собственноручно. Покажем это на примере постройки площадью 150 квадратных метров и использованием механизма воздушного распределения с воздуховодами гибкого типа из гофры.

Лучше всего разместить механизмы вентиляции на чердаке таким образом, чтобы, не повредив крышу, сделать ее максимально эффективной. А по стояку и под потолком в перекрытиях сделать скрытые магистрали для подачи и выхода воздуха на нескольких этажах постройки. Можно, конечно, сделать вывод через стену, но в этом случае было решено сделать именно таким образом, чтобы сберечь красоту постройки.

Стартует монтаж механизма с установки распределительных коробок на 10 гнезд. Первая коробка будет отвечать за подачу воздуха, а вторая – за вывод. Кроме этого, они будут играть роль глушителя, так как коробки обернуты двухсантиметровым слоем шумогасительного материала.

Теперь осуществляется монтаж двух шумоглушителей и вентиляционной установки, оснащенной рекуператором. Ее стенка легко демонтируется для проведения замены воздушных фильтров. Теперь осуществляется разметка и делается проход через несущую стену из дерева на улицу для монтажа отвода, который будет поставлять свежий воздух в дом.

Следующий шаг – соединение вентиляционной установки с глушителями шума, утепление магистралей подачи и выведения воздуха и последующий монтаж. Если воздухозабор был бы сделан сбоку дома, то выведение отработанного воздуха следовало делать через крышу. Тогда осуществлялся бы монтаж так называемого проходного элемента. Для этого делается проход через крышу. После установки грибка к нему подключается труба, по которой будет выводиться отработанный воздух. Чуть ниже, уже в домовой стене требуется сделать круглую дыру для забора воздуха, которая должна быть закрыта вентиляционной решеткой.

Следующим шагом будет подключение к системе отводов. Для этого осуществляется соединение утепленной трубой установки и проходной части в крыше. Теперь рядом устраивается еще один утепленный отвод. Он будут отвечать за поставку и удаление воздуха. Такая труба может соединить кухонную вытяжку с установкой через кухонное гнездо. На следующем этапе необходимо разместить и установить потолочные короки. Делать это нужно соответственно вентиляционному проекту. Впоследствии при проведении отделочных работ можно будет сделать потолок, и тогда будет обрезана выступающая часть коробок, после чего будут установлены специальные тарельчатые клапаны.

Когда это будет сделано, следует подготовить гибкие воздуховоды из гофры. Нужно наметить магистрали, отмерить нужную длину и ровно все отрезать. Теперь осуществляем их подключение посредством специальных резиновых колец уплотнения и комплекта крепких защелок. Гнезда, которые нужно оставить свободными, закрываем заглушками. Закрепив воздуховод, мы получаем готовую магистраль. После этого заканчиваем подключать все коробки потолочного типа и переходим к плоским проходным решениям через стену.

Для монтажа подгоняем их по толщине, прикрепляем и ставим решетку. При желании можно менять решеточный наклон, что позволит направить воздухопоток в определенном направлении. Вторые части воздуховодов мы подводим к распредкоробкам, которые были смонтированы на крыше.

Каждый воздуховод попадает в свое гнездо. То есть одна часть осуществляет подачу воздуха в помещения, а вторая забирает. И так должно быть для всех магистралей. На этом монтаж системы вентиляции в деревянном доме закончен. Финальным штрихом будет установка тарельчатых клапанов после завершения отделочных работ и уличной вентиляционной решетки, которая тоже должна устанавливаться в конце работ.

О том, как сделать вентиляцию в деревянном доме, смотрите в следующем видео.

Приточная вентиляция своими руками: схема работы и установка

Использование новых строительных материалов и технологий сделало наши жилища гораздо теплее, но ограничило поступление свежего воздуха в помещения. После покупки дома или квартиры мы традиционно устанавливаем новые металлопластиковые окна, чем полностью изолируем себя от улицы. Выполнив полезные мероприятия по утеплению дома, нужно обеспечить поступление в него чистого воздуха. Организовать приточную вентиляцию своими руками вполне возможно, следует изучить вопрос и выбрать, каким способом это сделать.

Содержание статьи:

Как работает вентиляция в жилых зданиях?

Вытяжная и приточная вентиляция бывает двух видов:

1. С естественным побуждением. Для вытяжки и притока используется явление конвекции, когда нагретый воздух, имеющий меньшую массу, поднимается вверх.
2. С искусственным (механическим) побуждением. Перемещение воздуха обеспечивают вентиляторы.

Пример естественной вентиляции в квартире

Большинство многоквартирных и частных домов оборудованы естественной вытяжкой. Для этого служат вертикальные каналы, входы в которые находятся в помещениях санузла и кухни в виде решеток, установленных под потолком. Выходы расположены на кровле здания. Перепад высот и разница температур наружного и внутреннего воздуха вызывают тягу в канале, которая создает разрежение в помещении. Естественная приточная вентиляция в этом случае предусматривалась через неплотности или специальные вырезы в деревянных окнах.

Новые окна и плотные входные двери герметизируют квартиру, перекрывая доступ свежему воздуху снаружи. При этом схема работы приточной вентиляции меняется, поскольку воздушные массы начинают перетекать в кухню или санузел из других помещений. В доме устанавливается новый воздушный баланс с небольшим отрицательным давлением. Часто бывает, что в результате вертикальная шахта большего сечения (как правило, кухонная) опрокидывает тягу меньшего канала в туалете и оттуда зимой начинает поступать холодный поток. Явление особенно заметно при сильном ветре, его воздействие усиливает тягу и в помещении санузла становится очень холодно.

Система подачи свежего воздуха через металлопластиковые окна

Многие домовладельцы считают, что устройство вентиляции заключается в установке осевого вентилятора вместо решетки вытяжной шахты. За неимением притока с улицы вентиляторы санузла и кухонной вытяжки поочередно опрокидывают тягу другой шахты, всасывая через нее воздушные массы с кровли. Образуется суррогатная приточная вентиляция, при ней неочищенный (а зимой холодный) воздух беспорядочно поступает в дом. При одновременной работе вентиляторов приток с улицы отсутствует вовсе, зато из-за создаваемого разрежения в квартире могут появиться неприятные запахи от соседей.

Для справки: устройство вертикальных вытяжных шахт предусматривает только один вход в одной квартире и один выход – на кровле. Мнение о том, что к шахте присоединены несколько квартир, является ошибочным, для каждого помещения кухни и санузла имеется собственный канал.

Посторонние запахи проникают не по вентиляционным каналам, а сквозь места проходов труб газовых или отопительных стояков. Крайний случай – кто-то из соседей в нарушение всех норм проделал отверстие из своего санузла в вашу вытяжную шахту. В частных домах такого явления не бывает, а недостаток притока не столь ощутим, поскольку объем помещений больше. Но процессы протекают аналогично и параметры внутреннего микроклимата не лучше.

Вывод: устройство приточной вентиляции необходимо выполнять в любом здании, в котором живут или работают люди. Без притока не будет функционировать вытяжка.

Способы организации притока в квартире

Если в доме установлены металлопластиковые окна с проветриванием, можно самому сделать приточную вентиляцию простейшим способом:

1. Открыв створку, можно увидеть два резиновых уплотнителя, проложенные по контуру оконной коробки. В нижней части надо ножом аккуратно вырезать участок наружного уплотнителя длиной до 50 мм, не больше. Для этого резина подрезается с двух сторон и снимается. Выбрасывать ее не следует, чтобы всегда можно было поставить обратно.
2. В верхней части рамы подрезать и снять участок внутреннего уплотнителя такой же длины. Закрыть створку.

Видео в тему

Принцип работы таков: через нижнюю щель воздух с улицы попадает в пространство между оконной коробкой и рамой, ограниченное по бокам двумя уплотнителями. Нагреваясь, он поднимается и выходит в помещение через вторую щель во внутреннем уплотнителе. Получилась примитивная приточная вентиляция, благодаря чему вытяжные шахты начнут нормально функционировать.

Выполнить устройство притока можно и другим способом – приобрести приточный клапан, который врезается в конструкцию окна. Принцип его действия такой же, только врезка клапана производится изнутри в верхнюю часть профиля рамы. Снаружи в нижней части рамы вырезается паз. Чтобы в последний не попадала дождевая вода или снег, над пазом закрепляется козырек. Поставить приточный клапан своими руками не составит большого труда, порядок установки приводится в инструкции к изделию.

Клапан приточного вентилирования

Приведенные способы имеют свои недостатки:

• воздух попадает в дом беспорядочно, иногда просто от дуновения ветра;
• проходя путь от входа до выхода, воздух недостаточно нагревается;
• отсутствует очистка, пыль и газы с улицы попадают прямо в помещение.

Использование местных приточных агрегатов обеспечит правильное устройство вентиляции в квартире. Установка представляет собой аппарат, в котором имеется осевой вентилятор, фильтр для очистки воздуха и электрический нагреватель. Чтобы подобрать приточный агрегат по производительности, нужно выполнить расчет расхода воздуха.

Если в квартире нет вытяжных вентиляторов, то расчет ведется по объему помещения. Для гостиных, прихожих и спален нужно обеспечить полную замену воздуха 1 раз в час, это называется кратностью воздухообмена. То есть, помещение 3 на 4 м высотой 2.7 м имеет объем 32.4 м³ и требует такого же количества воздуха в час. Кратность обмена для кухни принимается равной 1.5–2 в зависимости от количества конфорок плиты. Для совместного санузла принимается расход 50 м³/ч на унитаз и 25 м³/ч на ванную.

Вытяжные вентиляторы

Местные приточные агрегаты бывают двух типов: встраиваемые в стену и подвесные. Но в любом случае установка приточной вентиляции потребует проделать отверстие в наружной стене комнаты. Диаметр отверстия зависит от типа приточного агрегата и его производительности, для просверливания понадобится дрель с кольцевым сверлом по бетону. Место установки выбирают на свое усмотрение, но лучше расположить аппарат на высоте не более 1.5 м от пола. Встраиваемые в стену агрегаты надо ставить поближе к окну, поскольку замена фильтрующего элемента в них производится снаружи.

Подача притока воздуха в частный дом

Чтобы в загородном доме работала приточная вентиляция, пригодны все вышеописанные способы. Исключение – коттеджи средних и больших размеров или такие дома, в которых для отопления применяется котел, забирающий воздух для горения из помещения. Здесь речь идет о больших расходах воздуха, местные установки не смогут его обеспечить. Следует выполнить расчет и установить приточную вентиляцию, которая будет подавать воздушные массы во все помещения. Для этого служат стационарные приточные установки.

Пример устройства вентиляции в частном доме

Схем и способов размещения оборудования и организации воздухообмена существует большое количество. Самый простой из них предусматривает устройство притока в главном коридоре или прихожей. Пользуясь тем, что прихожая сообщается практически со всеми помещениями, в нее можно подавать нагретый и очищенный воздух, который будет распространяться по всем комнатам здания. Но сначала необходимо выполнить расчет расхода воздушных масс для притока. Для этого можно пользоваться способом, описанным выше, но к получившемуся результату надо прибавить расход воздуха для работы котла. Если в доме имеются местные вытяжные вентиляторы, то в расчет надо включить значения их производительности.

Просуммировав все расходы, можно подбирать оборудование. Вопрос решается двумя способами:

1. Купить по отдельности вентилятор, фильтр, нагреватель и приборы автоматики и собрать вентиляцию в отдельном помещении.
2. Приобрести готовую приточную установку в сборе, тогда устройство вентиляции будет заключаться в ее размещении и подведении воздуховодов.

Установка в сборе представляет собой компактный утепленный моноблок, внутри которого стоит все оборудование для обработки воздушных масс. Изделие можно подвесить к потолку, спрятав под гипсокартон, или разместить на улице. Такая приточная вентиляция дороже, но сэкономит место в доме и много вашего времени, поскольку устройство воздухообмена с помощью отдельных элементов требует определенных навыков и знаний.

Приточно-вытяжная установка

Нужно будет эти элементы установить, подключить и завязать с системой отопления или электрической сетью дома по определенной схеме, обеспечить автоматическую регулировку температуры приточного воздуха. Как правило, для таких систем выделяется специальная комната или часть другого технического помещения, поэтому оттуда потребуется прокладывать воздуховоды, чтобы доставить воздух куда нужно.

Заключение

Чтобы не потратить свои средства впустую, для организации воздухообмена в загородном доме рекомендуется привлекать специалистов – проектировщиков, они правильно рассчитают все параметры и помогут правильно подобрать вентиляционную установку. Естественная приточная вентиляция, сделанная своими руками, актуальна для квартиры, в частном коттедже ее будет недостаточно.

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).

Как сделать вентилятор

Ни одно устройство не привлекло большего внимания во время пандемии коронавируса, чем вентилятор, который дает некоторым пациентам с тяжелой формой COVID-19 шанс остаться в живых. Доступ к аппарату искусственной вентиляции легких может означать разницу между жизнью и смертью, а нехватка аппаратов ИВЛ в Италии и потенциальная нехватка в США и других странах стали одной из наиболее важных логистических проблем, которые необходимо решить во время пандемии.

По мере того, как на каждом уровне правительства спорят с закупкой и распределением медицинских устройств для поддержки дыхания, крупные корпорации, такие как General Motors и General Electric, и представители технической отрасли, такие как Илон Маск, бросаются в бой, чтобы попытаться быстро нарастить производство или разработать новые, простые в производстве модели.В то же время процветают попытки создать вентиляторы с открытым исходным кодом и сделать самодельные вентиляторы. Сложность этих проектов варьируется от, по сути, автоматизации сжатия ручного реанимационного мешка, такого как AmboVent ВВС Израиля, до адаптации существующих медицинских устройств, проводимой работниками больниц. Производители игровых компьютеров создали прототипы вентиляторов, профессора университетов говорят, что они модернизировали миксеры KitchenAid для производства вентиляторов, а хакеры установили взломанные аппараты CPAP, чтобы превратить их в импровизированные аппараты ИВЛ.Предприимчивые врачи и медсестры нашли способы использовать аппараты ИВЛ более чем для одного пациента. Производитель медицинского оборудования Medtronic даже внес вклад в усилия по открытому исходному коду, выпустив спецификации и документы для своего аппарата ИВЛ PB 560, модели, первоначально произведенной в 2010 году.

Эти усилия достойны похвалы, срочны и, к сожалению, необходимы. Но превращение завода по производству автомобильных запчастей в завод по производству медицинского оборудования не происходит в одночасье, равно как и масштабирование от прототипа проекта с открытым исходным кодом, созданного в научно-исследовательской лаборатории, до медицинского оборудования, безопасного для использования на реальных пациентах.Даже General Electric, чье медицинское подразделение производит аппараты ИВЛ, сообщила Motherboard, что не может изменить заводы в других своих подразделениях, чтобы создать больше аппаратов ИВЛ.

Многие, многие этапы создания вентиляторов в непандемические времена — дизайн, цепочки поставок, бюрократия, техническое обслуживание — в некоторых отношениях не так уж и отличаются от процессов, лежащих в основе любого промышленного продукта, производимого в глобальная экономика. Если этот традиционный процесс в настоящее время не работает и какие проекты с открытым исходным кодом пытаются найти в качестве обходного решения, возникает ряд чрезвычайно сложных вопросов медицинской этики, в том числе о том, следует ли обращаться с медицинскими устройствами, как с любым другим промышленным продуктом.Несмотря на то, что существуют десятки проектов, пытающихся создать аппараты ИВЛ, всем им нужно преодолеть серьезные препятствия, прежде чем они будут фактически использованы для лечения пациентов с COVID-19.

Начало работы

Есть несколько способов начать заниматься дизайном и производством вентиляторов. Один вариант до COVID-19 выглядел примерно так:

• Перейти в медицинский вуз
• Стать респираторным терапевтом
• После нескольких лет работы в этой области переход в промышленность (возможно, даже создание компании)

В текущих обстоятельствах этот путь может быть трудно воспроизвести.Хорошая новость в том, что многие люди, которые пошли по этому пути, все еще работают и очень хотят помочь. Многие люди хотят помочь решить проблему с аппаратом ИВЛ прямо сейчас — и это здорово, потому что для этого потребуется много людей, и никто не может в одиночку справиться с этим. В дополнение к необходимому совместному подходу, необходимому для объединения сложного аппаратного и программного обеспечения, в условиях больницы эти устройства также требуют респираторных терапевтов и технических специалистов, которые проходят обширную подготовку для их обслуживания и эксплуатации.

Большинство специалистов в данной области уже знают и понимают это, и ряд подходов, которые пробуют делать своими руками, признают необходимость сотрудничества с экспертами. Джеффри Ю Уоррен, основатель общественной научной некоммерческой лаборатории Public Lab и давний участник проектов аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, отслеживал некоторые из возникающих проектов и заметил: «Люди, которых здесь действительно недооценивают как новаторов, сами являются работниками здравоохранения. , »Со ссылкой на работу Mt.Синайские врачи в Нью-Йорке, которые разработали протокол для перепрофилирования машин BiPAP в качестве примера.

«В целом, я считаю, что существует разрыв между идеалом инноваций« создателя »и тем, что составляет часть повседневного ухода за пациентами», — продолжил Уоррен. «Вентилятор — это не решение. Это инструмент, который медицинская бригада творчески и оперативно комбинирует с другими инструментами или методами лечения ».

Что такое вентилятор?

Учитывая интенсивность спроса и поток средств массовой информации, становится понятным, как термин «вентилятор» свелся к описанию одного предмета, а не класса медицинского оборудования, которое существует в различных формах.Давайте немного проясним.

Семейство медицинских устройств, которые помогают людям, которые не могут полноценно дышать самостоятельно, включает аппараты ИВЛ, устройства BiPAP и CPAP, а также ручные мешки для реанимации. Различия между ними заключаются в том, сколько переменных они могут контролировать и насколько точно они могут измерять эти переменные.

При использовании ручного реанимационного мешка основной переменной является то, насколько сильно человек сжимает мешок. И BiPAP, и CPAP используют метод, называемый положительным давлением в дыхательных путях (это часть PAP).Он берет обычный воздух, сжимает его, а затем отправляет этот воздух через шланг пациенту в маске. BiPAP могут стать немного более интересными. В то время как CPAP просто непрерывно перемещают сжатый воздух через маску, BiPAP имеют две настройки давления — одну для вдоха (на респираторном языке означает «вдох») и выдоха (выдох) . Все три из них считаются «неинвазивными» аппаратами ИВЛ, что означает, что на лицо пациента надевают маску и ему не вставляют трубку в трахею для помощи при дыхании, что в настоящее время требуется для большинства аппаратов ИВЛ. агентствами общественного здравоохранения и больницами по всему миру.

Мир инвазивных аппаратов ИВЛ охватывает широкий спектр применения. Существуют аппараты ИВЛ для анестезии для людей, которым необходимо пройти операцию, переносные аппараты ИВЛ для скорой помощи, аппараты ИВЛ для новорожденных для недоношенных детей с чувствительными легкими, аппараты ИВЛ на дому для людей, которые достаточно здоровы, чтобы их выписали из больницы, но все еще нуждаются в поддержке дыхания. . Аппараты ИВЛ, наиболее остро нужные для пациентов с COVID-19 — те, за которые правительства штатов вынуждены вступать в войну за покупку, а General Electric и Ford изо всех сил пытаются переоборудовать свои сборочные конвейеры, чтобы их производить, — называются аппаратами для интенсивной терапии.Эти машины, которые по самой низкой цене могут стоить около 10 000 долларов, а самые сложные — 50 000 долларов, должны точно доставлять и отслеживать гораздо больше переменных, чем CPAP и BiPAP. Они должны иметь возможность изменять давление, объем, поток и скорость воздуха в зависимости от меняющегося состояния пациента, а это означает, что они в значительной степени полагаются на датчики и микропроцессор для выполнения этих расчетов.

По большей части, различные реализуемые инициативы с открытым исходным кодом не заявляют, что они создают аппараты ИВЛ для интенсивной терапии.Говинд Раджан, анестезиолог медицинской школы Калифорнийского университета в Ирвине и участник проекта вентиляторов Bridge Ventilator Consortium, описал вариант использования этого проекта как «только в ситуациях, когда у вас нет аппаратов ИВЛ и пациенту нужен аппарат ИВЛ. ” В сотрудничестве с консорциумом Virgin Orbit разработала аппарат искусственной вентиляции легких типа «автоматизация реанимации вручную». Это далеко не так сложно, как аппарат искусственной вентиляции легких.

Тем не менее, Раджан также описал сценарии, в которых «наступает время, когда вас нужно отлучить от аппарата ИВЛ», и сказал, что дизайн его команды может удовлетворить потребности пациентов, которых нужно отлучать от груди и которые не нуждаются в критическом вмешательстве. устройство для ухода (т.е., действуя как «мостик» между потребностями в неотложной помощи и отключением от аппарата ИВЛ). На своем веб-сайте Virgin Orbit также описывает аппарат ИВЛ (который до сих пор не одобрен FDA) как потенциально обслуживающий «огромное количество пациентов с умеренными симптомами COVID-19».

Это, на первый взгляд, противоречивое описание — аппарат ИВЛ, который является одновременно вариантом только для наихудшего сценария и обслуживающим промежуточный этап лечения COVID-19 — ставит серьезный вопрос медицинской этики в стремлении к увеличению количества аппаратов ИВЛ.Для врачей, пытающихся спасти пациентов любыми необходимыми средствами, лучше использовать минимально работоспособный вентилятор, чем его полное отсутствие. Раджан вспомнил свой собственный опыт, когда он начал свою карьеру, работая в Индии 35 лет назад, где аппаратов ИВЛ часто не хватало, а ручная реанимация иногда была единственным вариантом для поддержания дыхания пациента. Возможность выбирать между средством последней инстанции и устройством интенсивной терапии — привилегия, которой сейчас просто нет у некоторых врачей.

«Многое лучше, чем ничего.Вопрос в том, сможет ли он удовлетворить потребности пациента? » — спросил Рич Брэнсон, профессор отделения хирургии Университета Цинциннати и главный редактор научного журнала Respiratory Care , когда его спросили об этом. По мере того, как врачи узнают больше о COVID-19 и методах его лечения, была проведена некоторая переоценка гонок по производству инструментов «в крайнем случае» по сравнению с простыми инвестициями в аппараты ИВЛ для интенсивной терапии — например, Национальная служба здравоохранения Великобритании недавно отменила контракт на производство тысяч аппаратов ИВЛ командами Формулы-1 в индустрии автогонок, потому что этого было сочтено недостаточным для удовлетворения потребностей пациентов с COVID-19.Между тем, проекты, которые описывают себя как подходящие для пациентов, инфицированных COVID-19, но не нуждающихся (или больше не нуждающихся) в аппарате искусственной вентиляции легких, рискуют «изобрести несуществующего пациента», — предупреждает Брэнсон.

Брэнсон ценит благие намерения этих проектов, но беспокоит общественность — и некоторые организации и федеральные агентства, финансирующие их, — не до конца понимают, что это временные меры, а не решение проблемы нехватки аппаратов ИВЛ для интенсивной терапии.«Худшее решение — это решение, которое заставляет людей думать, что они получают эффективное лечение, когда это не так», — сказал он. Понимание того, какой аппарат ИВЛ пользуется пациентом, и что он может и что не может делать на самом деле, имеет решающее значение для предотвращения любого несоответствия ожиданий.

Что в вентиляторе?

Хотя мы уже установили, что сложность аппаратов ИВЛ варьируется, в контексте аппаратов ИВЛ, оснащенных микропроцессором, необходимо учитывать несколько ключевых компонентов: пневматическая архитектура, электрическая и программная архитектура и источник питания.

Пневматическая архитектура аппарата ИВЛ выполняет работу по всасыванию сжатого газа (воздух и кислород), повышению или понижению давления этого газа в зависимости от того, что нужно пациенту, перемещая воздух и регулируя уровень кислорода и поток воздуха к нему. терпение. Системы для сжатия газа различаются, но часто они работают от турбин или встроенного компрессора, или от системы подачи медицинского газа в больницу, проложенной в стене. Воздух проходит через ряд клапанов и трубок, и управление этим потоком обычно происходит с помощью электромагнитного клапана (устройства с электромеханическим приводом, которое расширяется или сжимается в зависимости от требуемого потока).

«Мы не делаем канцелярские скрепки. Мы производим оборудование для жизнеобеспечения, которое иногда будет иметь неожиданные скачки напряжения»

Электрическая сторона вентилятора, возможно, более важная часть запатентованного секретного соуса — это система датчиков, которые контролируют вдох и выдох как аппарата, так и пациента, а также программное обеспечение, которое использует информацию от этих датчиков для определения давления, объема и потока воздуха, получаемого пациентом. Расчет этих переменных (которые, в зависимости от модели аппарата ИВЛ, будут повторно откалиброваны техническим специалистом или автоматически обновлены аппаратом) имеет решающее значение для безопасности пациента: если давление или объем поступающего воздуха слишком высоки, это может травмировать легкие.

Хотя наличие источника питания для электрического устройства может показаться очевидным, аппараты ИВЛ также должны быть оснащены надежным резервным источником питания на случай отключения электричества или при необходимости перемещения пациента. В документе со спецификациями правительства Великобритании для быстродействующей системы вентиляции, выданном производителям, они требуют, чтобы вентиляторы имели резервный аккумулятор на срок не менее 20 минут, но приветствовали бы возможность использования аккумуляторов с горячей заменой, чтобы обеспечить до 2 часов непрерывного использования. .

Как получить одобрение FDA для вентиляторов

Вентиляторы, как и все другие медицинские устройства, не имеют недостатка в бюрократических документах и ​​процессах, которые они должны пройти для одобрения FDA. Роджерс и Брэнсон каждый отдельно рассказали о случаях в своей карьере, когда документы FDA для вентиляторов приходилось распечатывать и отправлять на поддоне. Прямо сейчас этот процесс был ускорен FDA, чтобы позволить производителям модифицировать ранее утвержденные аппараты ИВЛ и предлагать новые аппараты ИВЛ для утверждения.

При этом, по словам Деборы Дженнингс-Коннер, директора отдела глобального регулирования и тестирования, «если вы собираетесь начать с нуля, будет сложно вывести его на рынок даже с FDA [разрешение на использование в чрезвычайных ситуациях]». Гарантия для подразделения наук о жизни и здоровье UL, глобальной компании, занимающейся вопросами безопасности.

В UL Дженнингс-Коннер работала над разработкой отраслевых стандартов для производства медицинского оборудования, и она работает с производителями над внедрением новых протоколов на своих заводах, чтобы они могли безопасно перейти на производство медицинского оборудования.Она поощряет немедицинские компании, которые хотят помочь адаптировать или модифицировать существующие аппараты ИВЛ, уже одобренные Управлением по контролю за продуктами и лекарствами. Когда эти существующие конструкции передаются немедицинскому производителю, «это все равно, что просто иметь новое производственное предприятие», а не начинать все с нуля. Если производители смогут сосредоточиться на том, чтобы «просто обучить персонал и [познакомить] их с процессом» производства медицинских устройств, они смогут продвигаться гораздо быстрее, чем новые разработки.

Цепи поставки вентиляторов

Но чтобы перейти к этой стадии производства, сначала нам необходимо создать цепочку поставок для всех компонентов вашего устройства.У вентиляторов много деталей, и производители вентиляторов на самом деле не производят большинство из них. Хотя схемы и компоненты аппаратов ИВЛ, как правило, являются конфиденциальной информацией, мы можем почерпнуть некоторые выводы из «открытых источников» компании Medtronic для своего аппарата ИВЛ PB 560 — с некоторыми оговорками.

Хотя компания пошла на многое, чтобы поделиться этим материалом, одновременно увеличивая производство, она рисует несколько неполную картину цепочки поставок. Medtronic выпустила документацию на PB 560 в виде серии выпусков, расположенных в шахматном порядке, что означает, что есть некоторые различия в уровне детализации документов.В одном выпуске Medtronic опубликовала индивидуальные ведомости материалов для шести компонентов, включая названия поставщиков этих компонентов; в финальном выпуске был опубликован единый перечень материалов для всего устройства без учета поставщиков. Но даже с этими пробелами документы PB 560 позволяют лучше понять всю сложность цепочек поставок вентиляторов.

В сборочной документации, например, перечислено всего 65 различных деталей. Всего в ведомости материалов 613 наименований.Среди шести опубликованных ведомостей материалов для конкретных компонентов (в основном для компонентов печатных плат) имеется в общей сложности 78 различных поставщиков , предоставляющих такие вещи, как конденсаторы, диоды и резисторы, каждый из которых, вероятно, имеет своих собственных поставщиков сырья. . Коронавирус влияет на глобальные цепочки поставок всего, поэтому, возможно, эти сырые компоненты недоступны. Повторюсь, это поставщики только небольшой части из 613 единиц устройства, а PB 560 — одна из относительно более простых моделей доступных вентиляторов.

«Вы найдете множество производителей аппаратов ИВЛ, закупающих компоненты из одних и тех же мест, — сказал Марк Роджерс, менеджер проекта производителя вентиляторов Nihon Kohden OrangeMed. Роджерс занимается респираторной терапией более 35 лет и работал над разработкой и внедрением нескольких аппаратов искусственной вентиляции легких для реанимации и новорожденных. Компании, стремящиеся нарастить производство вентиляторов прямо сейчас, конкурируют за те же поставки запчастей. «Это очень кровосмесительный бизнес. Люди переходят из одной компании в другую, и вы начинаете видеть, что они используют одни и те же концепции или поставщиков », — сказал он.

Это способствует решению проблемы наличия достаточного количества вентиляторов наготове, хотя разные компоненты сталкиваются с разными проблемами. Некоторые из наиболее концептуально центральных компонентов, таких как турбина, используемая для сжатия газа, обычно будут немного более индивидуальными, поэтому конкуренция за эти части меньше, но многие составные части вентилятора, такие как газовые фитинги, шланги или соленоидные клапаны, в настоящее время в дефиците.

«Вентиляторы, которые делают особые вещи — это то, ради чего живут такие люди, как я»

В зависимости от используемого подхода, DIY-проекты и проекты с открытым исходным кодом столкнутся с более или менее одинаковыми проблемами.Со своей стороны, консорциум Bridge Ventilator сознательно искал компоненты, не входящие в традиционную медицинскую цепочку поставок и, следовательно, пользующиеся меньшим спросом, такие как двигатели стеклоочистителей.

Роджерс выразил некоторое разочарование по поводу того, как логика цепочки поставок работает против готовности к неотложной медицинской помощи. «Вы не можете создать своевременные цепочки поставок для такого оборудования», — сказал он. «Мы не делаем скрепки. Мы производим оборудование для жизнеобеспечения, которое иногда требует неожиданных скачков напряжения.”

Заключительные шаги: кардинальное изменение политики в области здравоохранения

Отчасти проблема поставок аппаратов ИВЛ прямо сейчас связана с тем, что они так долго были обязаны своевременным поставкам.

«Эта точно такая же проблема описывалась ранее — мы не думаем об этом никогда», — сказал Брэнсон, когда я спросил его о его прошлых исследованиях по лечению респираторных заболеваний и операциям при чрезвычайных ситуациях.

В 2014 году он стал соавтором статьи в научном журнале CHEST , в которой был выпущен ряд ключевых рекомендаций для удовлетворения потребностей в неотложной помощи в случае скачка пропускной способности, включая необходимость координации доступа к аппаратам ИВЛ через государственные и городские больницы, а также трехстраничную таблицу с описанием основных характеристик работы, производительности, безопасности и технического обслуживания для выбора имеющихся на складе аппаратов ИВЛ.По словам Брэнсона, текущие предлагаемые временные проекты и проекты DIY не могут удовлетворить эти требования.

Еще в 2003 г. и совсем недавно, в 2017 г., Счетная палата правительства и Пентагон опубликовали отчеты о важности наличия в надлежащем состоянии хорошо обслуживаемых аппаратов ИВЛ и средств индивидуальной защиты для медицинских работников в случае пандемии. Какие усилия были предприняты для заполнения этого пробела до и после COVID-19, были заблокированы частично из-за некомпетентности, а частично из-за капитализма.Как сообщила на прошлой неделе газета New York Times , усилия по созданию недорогих аппаратов ИВЛ специально для Национального запаса, начиная с 2007 года, провалились на фоне начавшегося в начале нулевого периода массовых поглощений и консолидаций в отрасли здравоохранения, когда был заключен государственный контракт на производство недорогих аппаратов ИВЛ. на самом деле не выглядело как источник большого дохода. Тысячи аппаратов ИВЛ на Национальном складе фактически не работают, потому что истечение срока контракта означало, что они не получали регулярного обслуживания.Дональду Трампу потребовались недели и 5000 смертей по всей стране, чтобы фактически использовать Закон об оборонном производстве для поддержки роста производства.

Во всем мире также существует проблема, связанная с тем, что аппараты ИВЛ для интенсивной терапии просто дорогие, и их сложно изготовить. Здесь есть огромный потенциал для проектов DIY. Раджан из консорциума Bridge Ventilator Consortium упомянул, что с его командой связались врачи из Индии и Южной Африки — мест, где, как выразился Раджан, «у них нет GM», чтобы начать крупномасштабное производство аппаратов ИВЛ для интенсивной терапии.Раджан надеется, что его работа может помочь в краткосрочной перспективе, но признал, что в конечном итоге необходимы более системные изменения. В условиях кризиса прекрасно, что эти устройства лучше, чем ничего, сделанные из готовых и более легкодоступных деталей, могут изменить ситуацию к лучшему в более бедных странах с меньшим количеством аппаратов искусственной вентиляции легких. Но предоставление более бедным странам средств последней инстанции — вместо того, чтобы облегчить им доступ к аппаратам искусственной вентиляции легких для интенсивной терапии, будь то финансирование или производственная поддержка — рискует превратить то, что должно стать временным переходом в еще один неравноправный статус-кво.

Что очень досадно, потому что респираторная помощь — это не отрасль, в которую люди входят, потому что жаждут знаменитостей или огромных зарплат. Они делают это, потому что это важно, и они делают это, потому что хотят предоставить людям наилучшую помощь.

«Это не товары, — сказал мне Марк Роджерс. — Вентиляторы, которые делают особые вещи, — это то, ради чего живут такие люди, как я». Для него устройства, над которыми он работал, — это наследие его жизни. Представьте себе, какое наследие он мог бы оставить, что все люди, посвятившие свою жизнь дизайну аппаратов ИВЛ, могли бы уйти, если бы доступ к их конструкциям не был ограничен цепочками поставок, доходом или отношением к здравоохранению как еще одному. товар среди многих.

Вентилятор / опора вентилятора | NHLBI, NIH

Вентиляторы — это аппараты, которые нагнетают воздух — или воздух с дополнительным кислородом — в ваши дыхательные пути и легкие. Ваши дыхательные пути — это трубы, по которым при вдохе воздух, насыщенный кислородом, поступает в легкие. Они также выводят углекислый газ (отработанный газ) из легких при выдохе.

Чтобы узнать больше о дыхательных путях и легких, посетите раздел «Как работают легкие».

Вентилятор

Аппарат искусственной вентиляции легких использует давление, чтобы вдувать воздух — или воздух с дополнительным кислородом — в легкие.Это давление известно как положительное давление. Обычно вы выдыхаете воздух самостоятельно, но иногда аппарат ИВЛ делает это и за вас.

Аппарат ИВЛ можно настроить так, чтобы он «дышал» определенное количество раз в минуту. Иногда его настраивают так, что аппарат нагнетает воздух в легкие только тогда, когда вам это нужно, чтобы помочь вам дышать.

Перед тем, как ваша медицинская бригада подключит вас к аппарату искусственной вентиляции легких, они могут дать вам:

• Кислород через маску
• Лекарства, вызывающие сонливость и избавляющие от боли
• Жидкости и другие лекарства через вашу вену (IV), чтобы поддерживать приток богатой кислородом крови к вашим органам.

Есть два способа получить воздух из аппарата ИВЛ в легкие. Вы можете носить маску или вам может понадобиться дыхательная трубка.

Вентиляция с лицевой маской

Вы можете носить маску для лица, чтобы воздух из аппарата ИВЛ попадал в легкие. Это называется неинвазивной вентиляцией. Маска для лица плотно прилегает к носу и рту, чтобы помочь вам дышать. Ваш врач может порекомендовать этот метод, если ваши проблемы с дыханием еще не настолько серьезны, чтобы вам потребовалась дыхательная трубка или чтобы помочь вам привыкнуть к самостоятельному дыханию после удаления дыхательной трубки.

У этого типа вентиляции есть некоторые преимущества.

• Может быть удобнее дыхательной трубки.
• Позволяет кашлять.
• Вы можете говорить и глотать.
• Возможно, вам понадобится меньше седативных и обезболивающих.
  Он снижает некоторые риски, такие как пневмония, которые связаны с дыхательной трубкой.

Вентиляция с помощью дыхательной трубки

В более серьезных случаях или когда неинвазивной вентиляции недостаточно, вам может потребоваться инвазивная вентиляция.Здесь дыхательная трубка помещается в вашу трахею, а дыхательная трубка (также называемая эндотрахеальной трубкой) соединяется с вентилятором, который нагнетает воздух прямо в ваши дыхательные пути. Процесс введения трубки в трахею называется интубацией.

Обычно дыхательная трубка вставляется в нос или рот. Затем трубка вводится в горло и дыхательное горло. Эндотрахеальная трубка удерживается на месте с помощью ленты или ремня, который надевается на голову.

При хирургическом вмешательстве эта процедура проводится в операционной после того, как вам вводят седативные препараты (вводят лекарство от сна).В экстренных случаях за пределами операционной вы получите лекарство, которое заставит вас спать и предотвратит боль и дискомфорт, возникающие при установке дыхательной трубки.

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше об этом процессе.

Эта анимация показывает, как работает интубация. Врачи с помощью специального инструмента направляют эндотрахеальную трубку через рот в дыхательные пути. Medical Animation Copyright © 2020 Nucleus Medical Media, Все права защищены.

Если вам необходимо находиться на ИВЛ в течение длительного времени, дыхательная трубка будет введена в ваши дыхательные пути через трахеостому. Ваш врач хирургическим путем проделает отверстие в передней части шеи и в трахее. Трубка, которая вводится в отверстие, называется «трахеостомической» или «трахеостомической» трубкой. Процедура трахеостомии обычно проводится в операционной или отделении интенсивной терапии.Ваш врач будет использовать анестезию, чтобы вы не проснулись и не почувствовали боли. Трубка удерживается на месте ремнями, которые обвивают вашу шею.

Оба типа дыхательных трубок проходят через голосовые связки. Вы не можете разговаривать с эндотрахеальной трубкой, и будет трудно разговаривать с трахеальной трубкой, если у нее нет специального приспособления для речевого клапана. По большей части эндотрахеальные трубки используются для людей, которые находятся на искусственной вентиляции легких в течение более коротких периодов времени. Если вам нужно находиться на ИВЛ в течение более длительного времени, ваш врач может заменить эндотрахеальную трубку на трахеальную трубку, которая более удобна для людей, которые бодрствуют.

В гонке за создание более совершенного аварийного вентилятора за 500 долларов

Когда этой весной разразился кризис с коронавирусом, заголовки о том, как США могут найти новый способ выхода из надвигающейся нехватки аппаратов ИВЛ, стали появляться почти так же быстро, как и сама пандемия.

Житель Нью-Йорка представил «МакГайверы, решающие проблему нехватки вентиляторов», инициативу, инициированную не врачом или инженером, а активистом блокчейна.Университет Миннесоты создал дешевый вентилятор под названием Ковентор; Массачусетский технологический институт имел Аварийный вентилятор Массачусетского технологического института; Университет Райса, ApolloBVM. НАСА создало VITAL, и компания, занимающаяся фитнес-мониторами, вступила в игру с Fitbit Flow. Ценники варьировались от 150 долларов за Coventor до 10 000 долларов за Fitbit Flow — и все это значительно меньше, чем у коммерческих аппаратов искусственной вентиляции легких премиум-класса, которые могут стоить 50 000 долларов за штуку.

Примерно в то же время К. Натарадж, профессор инженерного колледжа Вилланова, получил известия от врачей первой линии в больницах Филадельфии, которые опасались, что у пациентов с COVID-19 не хватит аппаратов ИВЛ.Вынужденная помочь, Натарадж собрала команду добровольцев SWAT, состоящую из инженеров и медиков, чтобы изобрести идеальный аппарат для экстренной вентиляции легких. Цель: построить что-то, что могло бы работать по крайней мере с 80% функций типичного больничного аппарата ИВЛ, но с 20% или меньше затрат.

На протяжении десятилетий Натарадж работала над медицинскими проектами — например, над поиском лучшего способа диагностики потенциально смертельной черепно-мозговой травмы у недоношенных детей — в основном с врачами Детской больницы Филадельфии и системой здравоохранения Гейзингер в сельской Пенсильвании, поэтому ключевые участники клинической практики объединились. быстро.К 23 марта он обратился к инженерному факультету с просьбой о совместной работе над многомесячной работой по созданию NovaVent, базового недорогого аппарата ИВЛ с деталями, которые стоили около 500 долларов. Схемы будут иметь открытый исходный код, чтобы другие могли использовать их бесплатно для массового производства устройства.

Электронная почта для регистрации

Подпишитесь на бесплатный утренний брифинг KHN.

Житель Нью-Йорка был не единственным, кто сослался на сериал 80-х «МакГайвер», главным героем которого был секретный агент швейцарской армии с ножом, который выполнял работу с умом и всем, что было под рукой.Предполагалось, что эти аппараты ИВЛ достаточно просты, чтобы их можно было собрать вместе с деталями из медицинского шкафа или хозяйственного магазина по соседству. «Каждый может это сделать», — соблазнительно гласил один заголовок. Считалось, что эти чудо-машины могут быть полезны в больницах США, столкнувшихся с критической нехваткой, возможно, в городах, переполненных больными пациентами.

Чтобы понять потенциальную полезность и истинную стоимость этих аппаратов для экстренной вентиляции легких, компания KHN в течение трех месяцев следила за командой Виллановы по мере ее разработки, тестирования и подготовки к отправке NovaVent на одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами.

Команда обнаружила производителя автомобильных запчастей вместе с робототехниками. Он собрал информацию от анестезиологов, а также инженеров, занимающихся электрическими, механическими, жидкостными системами и компьютерами. Он обратился к медсестрам, чтобы гарантировать, что пользователи сразу же узнают, как управлять вентилятором. Местные производители напечатали детали машины на 3D-принтере.

Когда разразилась пандемия, профессор инженерных наук Вилланова собрал команду добровольцев из спецназа, состоящую из инженеров и медицинских специалистов, чтобы изобрести аппарат для экстренной вентиляции, который предлагает не менее 80% функций типичного больничного аппарата ИВЛ, но при 20% или меньше стоимости.Готовый прототип NovaVent будет показан в инженерном колледже Вилланова 3 июня (Университет Вилланова / Пол Крейн)

Натарадж и его команда поняли, что некоторые из других сверхмощных аппаратов не будут соответствовать стандартам современной системы здравоохранения США. Но они также считали, что у команды Виллановы есть много возможностей для инноваций между этими устройствами и дорогими устройствами высокого класса от таких корпораций, как Philips или Medtronic.

Ясно одно: аппарат ИВЛ за 500 долларов — это что-то вроде единорога.

Хотя детали для NovaVent стоят примерно столько же, умственные способности и рабочие часы добавили неисчислимой ценности. По словам Натарадж, на ранних этапах основная группа — все добровольцы — работала от 20 до 25 часов в неделю, в основном посредством звонков Zoom из дома в дополнение к своей повседневной работе.

Команды из двух или трех человек были допущены к работе в лаборатории — фактически единственные люди в университетском городке. В конце концов, эти усилия были в соответствии с августинской миссией университета, которая ставит стремление к знаниям, руководству и сообществу выше человека.

К тому времени, когда они поняли, чего можно достичь с помощью модели за 500 долларов, первая волна кризиса прошла. Однако в те недели по всей стране прокатилась тревога по поводу плачевного состояния американской системы здравоохранения.

Итак, миссия NovaVent изменилась: построить лучшие недорогие вентиляционные отверстия для больниц в бедных и сельских общинах США, в которых мало аппаратов ИВЛ, если таковые вообще имеются.

Одним из непосредственных наследников инноваций, происходящих в Вилланове и других местах, является общественный характер усилий, сказал д-р.Джулиан Голдман, анестезиолог из Массачусетской больницы общего профиля, который помогает устанавливать стандарты для медицинских устройств: «Люди из разных слоев общества с точки зрения их навыков — инженеры, клиницисты, чистые ученые — все думают и работают, пытаясь понять, как правильно двигаться. быстро решить многогранную чрезвычайную ситуацию в стране: как сделать пациента более безопасным? Как мы можем сделать человека более безопасным? Как мы справляемся с ограничениями цепочки поставок? »

Новые разработки других предприятий уже использовались в качестве отправной точки для создания аварийных вентиляторов за рубежом.Они также увеличили запасы Нью-Йорка и могут также пополнить государственные и национальные резервы.

Ранние срочные опасения по поводу надвигающейся нехватки аппаратов ИВЛ были вполне обоснованными: 13 марта в США было около 200000 аппаратов ИВЛ, по данным Общества интенсивной терапии. Но из-за большого количества пациентов с COVID было предсказано, что скоро стране может понадобиться 960 тысяч человек.

Мы сказали: «Что ж, GM делает это. Почему мы это делаем? »Но с эпидемиологическими моделями было много неуверенности.Мы не знали, насколько все будет плохо. Или [кривая] может полностью рухнуть, и в этом вообще не будет необходимости.

К. Натарадж, профессор инженерного колледжа Вилланова

В начале апреля губернатор Нью-Йорка Эндрю Куомо заявил, что в штате закончатся аппараты искусственной вентиляции лёгких через шесть дней, в результате чего у врачей останется мрачный расчет, о котором они слышали из сильно пострадавшей северной Италии: «Если человек придет и нужен вентилятор, а у вас нет вентилятора, человек умирает ».

В Филадельфии, в 12 милях к востоку от Виллановы, администрация больниц приготовилась к нехватке и сообщила о нехватке лекарств, необходимых для успокоения пациентов на аппаратах ИВЛ.

Президент Дональд Трамп сослался на Закон об оборонном производстве, чтобы заставить крупных производителей производить вентиляторы, хотя GM уже работала над этим. Когда GM подписала контракт на 500 миллионов долларов на поставку 30 000 аппаратов ИВЛ правительству США к августу, команда NovaVent задалась вопросом, будут ли ее собственные усилия тщетными.

«Мы сказали:« Что ж, GM делает это. Почему мы это делаем? »- сказала Натарадж. «Но с эпидемиологическими моделями была большая неопределенность. Мы не знали, насколько все будет плохо.Или [кривая] может полностью рухнуть, и в этом вообще не будет необходимости ».

И в течение нескольких недель казалось, что худшее позади. В первых эпицентрах страны количество новых случаев заболевания начало снижаться. Горячие точки вспыхивали почти в каждом уголке страны, но и они в основном сдерживались.

Люди вернулись к нормальной жизни, собираясь на задних дворах, на пляжах и в барах. В июне освещение новостей перешло к призывам к расовой справедливости и массовым протестам после видеозаписи убийства Джорджа Флойда, находившегося под стражей в полиции Миннеаполиса.

На заднем плане очень заразный коронавирус пронесся по югу, через Флориду, Джорджию, Техас и Аризону и поднялся в Калифорнии. В некоторых штатах сообщалось, что койки интенсивной терапии быстро загружались или превышали их. Этот ртутный вирус оказался неконтролируемым, и перспектива нехватки аппаратов ИВЛ снова увеличилась.

***

Прошлые пандемии были матерью инноваций. Серьезный прогресс в области искусственной вентиляции легких начался после вспышки полиомиелита в Копенгагене, Дания, в 1952 году.По данным Американского журнала респираторной медицины и реанимации, в инфекционную больницу Блегдамс ежедневно поступало 50 пациентов. У многих были парализованы дыхательные мышцы; почти 90% умерли.

Профессор инженерии Вилланова К. Натарадж стоит с готовым прототипом вентилятора NovaVent в инженерном колледже Вилланова 3 июня. 12 июня он был успешно протестирован на искусственном легком в Детской больнице Филадельфии (Университет Вилланова / Пол Крейн)

Анестезиолог в больнице понял, что пациенты умирают от дыхательной недостаточности, а не от почечной недостаточности, как считалось ранее, и рекомендовал нагнетать кислород в легкие пациентов.Это сработало — смертность упала до 40%. Но оставалась одна большая проблема: пациентов приходилось «запихивать в мешки вручную»: более 1500 студентов-медиков сжимали пакеты для реанимации в общей сложности 165 000 часов.

«Они нанимали медсестер и студентов-медиков, чтобы они стояли и сжимали сумку», — говорит доктор С. Марк Полер, анестезиолог системы Geisinger Health из группы NovaVent. «Иногда они были настолько истощены, что засыпали и перестали дышать. Совершенно очевидно, что это была катастрофа, так что это было мотивацией для создания механических вентиляторов.”

Первые были простыми аппаратами, очень похожими на базовые аппараты ИВЛ для экстренной помощи, созданные во время кризиса COVID. Но они были сопряжены с опасностями, такими как повреждение легких из-за слишком большого количества воздуха. Более сложные машины обеспечат лучший контроль. Эти инженерные чудеса — мониторы, различные режимы вентиляции, удобные элементы управления на сенсорном экране, призванные минимизировать риск травм или ошибок — улучшили лечение пациентов, но также привели к заоблачным ценам.

Экстренные аппараты ИВЛ 2020 года были сосредоточены на моделях, которые, как правило, использовали мешок Амбу и какую-то механическую «руку», чтобы сжать его.Большинство людей знакомы с сумками Амбу из сцен в телепрограммах, таких как «Скорая помощь», где парамедики сжимают ручные пакеты реанимации, чтобы помочь пациентам дышать, когда их вбрасывают внутрь из машины скорой помощи. Пакеты уже широко доступны в больницах, стоят от 30 до 40 долларов и одобрены FDA.

Но создание таких простых машин может сделать их бесполезными (или, что еще хуже, опасными). Медицинские эксперты, наблюдающие, как этой весной по всей стране объединяются бригады университетов и больниц для разработки недорогих аппаратов ИВЛ, обратили на это внимание и забеспокоились.

Они смотрят на что-то и думают: ну, это не так уж сложно построить. Просто дует воздух. «Я возьму пылесос и включу задний ход. … Это вентилятор! »

Доктор Джулиан Голдман, анестезиолог из Массачусетской больницы общего профиля, который помогает устанавливать стандарты для медицинских устройств

***

Голдман, главный анестезиолог Массачусетса, был среди медицинских экспертов, нервничавших из-за всех собранных аппаратов ИВЛ.

«Сообщество производителей поднялось очень быстро, но они не знают того, чего не знают», — сказал Голдман, председатель рабочей группы по COVID-19 Ассоциации по развитию медицинского инструментария. источник стандартов для индустрии медицинского оборудования.«В Интернете были видеоролики с безрассудными идеями создания вентиляторов, снятыми людьми, не знающими ничего лучшего, и мы были очень обеспокоены этим».

По словам Голдмана, широкая публика не понимает нюансов, необходимых для создания безопасного медицинского устройства.

«Они смотрят на что-то и думают: ну, это не так уж сложно построить. Это просто дует воздух », — сказал он. «Я возьму пылесос и включу задний ход. … Это вентилятор! »

AAMI хотел поощрять инновации, но также и безопасность.Поэтому Goldman собрал собрание из 38 инженеров, регуляторов и врачей, чтобы быстро написать краткие инструкции для аппаратов ИВЛ, используемых в экстренных случаях.

Самые простые вентиляторы были основаны на идее поршня в двигателе автомобиля, сказал Полер: поместите поршень на коленчатый вал, подсоедините его к двигателю и используйте лопасть или «руку», чтобы сжать мешок Амбу.

«Это лучше, чем совсем отказаться от вентилятора, но он работает с одной скоростью. На самом деле здесь нет никаких средств управления, — сказал Полер, — не идеально, когда пациенты нуждаются в наблюдении за изменениями в том, как их легкие реагируют на лечение или нет.

Вилланова поняла, что самые простые аппараты ИВЛ, которые интересовали AAMI, по-видимому, игнорировали некоторые основные практические соображения: в каких больницах они будут использоваться и при каких условиях? Какие типы пациентов будут помещены на эти аппараты ИВЛ? Как долго? Будут ли они использоваться в качестве резервных копий для аппаратов ИВЛ более высокого класса? А как насчет сигналов об ошибках?

Все хорошие вопросы, сказал Полер, но ответ на все из них: «Мы надеемся никогда не использовать их.”

Их лучшее применение? «Ситуация, когда вам просто не хватает современных аппаратов ИВЛ».

***

Команда Вилланова разработала устройства так, как будто они когда-нибудь будут использоваться в современном здравоохранении.

, которые контролируют вентиляцию легких пациента, стоят несколько сотен долларов, поэтому команда разработала собственный в лаборатории и напечатала его на 3D-принтере за 50 центов, благодаря успехам в технологии 3D-печати, которые значительно сократились. цена такого количества устройств.Southco, глобальный производитель из Пенсильвании, который производит такие детали, как защелка на перчаточном ящике вашего автомобиля, был привлечен к использованию своих 3D-принтеров для изготовления трубок воздушного потока и соединений для вентилятора.

Гаррет Клейтон, директор Центра нелинейной динамики и управления Виллановы, был повседневным хранителем прототипа. Он был особенно взволнован добавлением ручки, которая упростила для него, а в конечном итоге и других, перетаскивание 20-фунтового устройства из лаборатории в дом и обратно.

Clayton измеряет скорость потока воздуха, поступающего в пациента, и преобразует его в объем, как это делают обычные аппараты ИВЛ. Это контролирует, насколько сильно и быстро сжимается мешок Амбу; он сделан из платы микроконтроллера Arduino для хобби. Двигатель постоянного тока, прикрепленный к линейному приводу с кусочком ПВХ в форме кулака на конце, толкает мешок внутрь и наружу. Оператор аппарата ИВЛ может контролировать частоту дыхания (количество вдохов в минуту), а также соотношение между вдохом и выдохом и объем поступающего воздуха.

В то время как традиционные аппараты ИВЛ имеют множество методов контроля, команда Клейтона сосредоточила внимание только на одном: какой объем нагнетается в дыхательные пути. «У нас есть уставка, чтобы не повредить легкие», — сказал он.

Полли Тремулет, психолог-исследователь из Университета Роуэн и консультант по человеческим факторам, была привлечена, чтобы сосредоточиться на сообщениях об ошибках и убедиться, что кнопки и дисплеи аппаратов ИВЛ «говорят на языке пользователя», независимо от того, был ли этот пользователь анестезиологом из Нью-Джерси или медсестра из Индии заехала в палату интенсивной терапии COVID.

Аспирант Эмили Хилтон и другие студенты-медсестры были приглашены, чтобы высказать свое мнение об использовании NovaVent и задать такие вопросы, как: Все ли элементы управления и мониторы будут выглядеть знакомыми медсестрам у постели больного?

Сама перспектива этих недорогих устройств относительно нова, сказал Натарадж, из-за цены на микроконтроллеры любой реальной емкости: «Двадцать лет назад они стоили, черт возьми, 20 000 долларов, а теперь они стоят 20 долларов».

К 30 мая был готов первый прототип NovaVent.Он был успешно протестирован на искусственном легком в Детской больнице Филадельфии 12 июня. Вилланова подала заявку на патент на NovaVent, чтобы гарантировать, что он не будет коммерциализирован другими.

«Если вы сделаете это бесплатно, не имея патента, другие люди могут взять его и взимать плату», — сказал Клейтон. «Патент защищает его открытый исходный код».

Как только предварительный патент будет получен, команда отправит аппарат ИВЛ на разрешение на экстренное использование от FDA — в соответствии с руководящими принципами, установленными AAMI.

***

В течение нескольких недель после запуска проекта NovaVent кривая на восточном побережье действительно сгладилась, и в штатах было достаточно стандартных аппаратов ИВЛ для лечения каждого пациента. Опасной для жизни нехватки вентиляторов не произошло. Некоторые из аппаратов ИВЛ для экстренных случаев, разработанные другими командами, например, в Массачусетском технологическом институте, были запущены в производство, но даже они не попали в больницы, а вместо этого пошли на городские запасы, чтобы снизить потенциальную зависимость от них в будущем. Федеральное правительство.Таким образом, команда Вилланова взялась за новую глобальную миссию.

«Мы думали, что, если это бесполезно на рынке США, — сказал Натарадж, — мы знаем развивающиеся страны, особенно страны Африки к югу от Сахары, Латинскую Америку и Центральную Америку, у них нет таких объектов, как у нас». делать здесь. »

Прямо сейчас, в Пакистане или в любой стране с ограниченными ресурсами, член семьи делает искусственное дыхание малышу вручную. До COVID и после COVID это проблема.

Доктор Стивен Ричардсон, кардиолог-анестезиолог

Еще неизвестно, где могут оказаться аппараты ИВЛ.Вначале Пенсильвания проявила интерес к оказанию помощи Вилланове в поиске производственных партнеров. Команда поговорила с инженерами из Индии, Камбоджи и Судана (у которых, как сообщается, всего 80 аппаратов ИВЛ на всю страну), которые заинтересованы в возможном поиске способа производства NovaVent.

По словам доктора Стивена Ричардсона, кардиолога-анестезиолога, работавшего над этим проектом, в США было произведено шесть тысяч аппаратов искусственной вентиляции легких, разработанных по проекту Миннесотского университета.Три тысячи были изготовлены компанией Appareo, производящей авиацию и сельскохозяйственную продукцию из Северной Дакоты, для государственных чрезвычайных запасов в Северной Дакоте и Южной Дакоте. UnitedHealth Group предоставила 3 ​​миллиона долларов для производства еще 3000 единиц продукции Boston Scientific, которые были переданы в такие страны, как Перу и Гондурас, через организации США; другие были отправлены правительству США.

Ричардсон, как и команда Виллановы, считает, что наиболее многообещающий потенциал для этих аппаратов ИВЛ находится в развивающихся странах.

«Когда мы договаривались о передаче их в Гондурас, мы разговаривали с врачом, который говорил мне, что [в] его больнице сейчас студенты-медики — это просто пациенты с ручной вентиляцией. Для всего, и конкретно для COVID », — сказал Ричардсон. «Прямо сейчас, в Пакистане или в любой стране с ограниченными ресурсами, член семьи делает искусственное дыхание малышу вручную. До COVID и после COVID это проблема ».

Для Полера этот проект был напоминанием о том, что стране необходимо заботиться о своих запасах.«Люди думали о [резервах вентилятора] в 90-х годах, а затем они практически перестали думать об этом», — сказал он. «COVID — шокирующее напоминание о том, что мы не должны были перестать думать об этом».

Голдман сказал, что национальные усилия не могут привести к наводнению дешевых аппаратов ИВЛ в больницах США. Международное использование также может быть сложной задачей. В странах с ограниченными ресурсами даже очень дешевые аппараты ИВЛ могут оказаться невозможными из-за нехватки электричества или сжатого кислорода, хотя есть «потенциально золотая середина потребности и возможностей, где эти устройства могут быть развернуты».”

С другой стороны, по его словам, пандемия положила начало почти беспрецедентным глобальным инженерным усилиям по обмену информацией и решению проблемы.

«Если из этого выйдет волшебная пуля, то это будут возможности наших сообществ и нашей инфраструктуры», — сказал он. «Люди встали, внедрили соответствующие процессы и дух, много работали, чтобы это произошло. Мы повысили устойчивость сектора здравоохранения. Вот и результат.

Что касается NovaVent, члены команды были рады, что им не пришлось спешить с производством, поскольку этой весной COVID-19 пронесся по северо-востоку благодаря агрессивным усилиям по сглаживанию кривой.«В итоге у нас не было недостатка в вентиляторах, и это прекрасно», — сказал Клейтон. «Но с увеличением числа случаев сейчас, очень вероятно, что к некоторым из них можно привыкнуть».

Для развития проекта Вилланова собирает деньги для лаборатории доступных медицинских технологий под названием NovaMed. Лаборатория формализует процесс производства недорогого медицинского оборудования, соответствующего правилу 80-20 функций к стоимости. В университете говорят, что лаборатория «мотивирована убеждением, что доход не должен определять, кто имеет доступ к спасательной помощи».”

Усилия по предотвращению нехватки вентиляторов, сказал Натарадж, заставили его более критически относиться к американской системе здравоохранения в целом.

«Почему мы не создали технологии, экономические и социальные системы, которые могут справиться с подобной ситуацией — особенно когда что-то подобное предсказывалось?» он сказал. «Это полная чушь. Почему одинокий человек должен умереть, потому что мы не были готовы? »

Связанные темы

Следующая дилемма Covid: как заставить здания дышать лучше

Карабкаясь по потолку большого магазина, Джефф Сигел, инженер-механик из Университета Торонто, понятия не имел, что он смотрит в будущее после пандемии систем кондиционирования.Сигел изучает качество воздуха в помещении, а он и его коллеги проверяли воздух в магазине — он не сказал, в каком именно. Это, возможно, мрачное будущее: находясь там наверху, они обнаружили, что один из шести блоков HVAC (то есть отопления, вентиляции и кондиционирования) был установлен точно в перевернутом виде. Мол, 180 градусов от спец. «Дверь, которая использовалась для доступа к фильтру, не могла быть полностью открыта, и фильтр нельзя было заменить», — говорит Сигел.

Когда шесть месяцев спустя команда вернулась для повторного тестирования, «фильтр был полностью забит пылью и прочим.Просто невозможно было изменить его без пилы для резки рамы », — говорит Сигел. В то время Сигель знал, что это значит. Воздух внутри магазина будет намного мёртвее. В каком-то смысле это было похоже на тысячу других ошибок HVAC, которые видел Сигель: заслонки, которые должны пропускать наружный воздух в здание, ржавые, открытые или закрытые, плохо установленные фильтры, пропускающие воздух по краям, вентиляторы принудительной вентиляции работают с трудом. 18 процентов времени. Теоретически HVAC нагревает и кондиционирует.На практике он не всегда вентилирует или фильтрует.

Но теперь, когда ученые всего мира в основном согласны с тем, что пандемический вирус SARS-CoV-2 — как и многие другие респираторные вирусы — легче всего передается в закрытых помещениях, в переполненных и плохо вентилируемых помещениях, этот случайный и многосторонний отказ означает гораздо больше. серьезные проблемы. Поскольку количество людей, инфицированных Covid-19 в США, бьет рекорды, а запертые взаперти дети и страдающие владельцы бизнеса агитируют за более нормальную жизнь, некогда утомительные системы вентиляции и фильтрации в кишечнике домов, школ, офисов, и фабрики стали предметом обсуждения.Люди знают, что если они хотят вернуться внутрь этих зданий — даже в масках и на расстоянии 6 футов друг от друга — что-то должно выпускать воздух, потенциально зараженный вирусом. Это означает возобновление интереса к HVAC и, возможно, новое будущее для часто упускаемой из виду области науки. Может быть. «Лучшие в мире системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха плохо работают, когда их не обслуживают в хорошем состоянии, а обычные стандарты« не поддерживаются в хорошем состоянии », — говорит Сигел. «Сейчас во время пандемии мы наблюдаем то, что люди хотят, чтобы HVAC помогли нам, и это похоже на секундочку — вы систематически недоинвестировали и не делали того, что вы должны делать, чтобы иметь хорошо функционирующую систему.

С другой стороны, это может означать, что у вентиляции появляется новое будущее, а вместе с ним и новый взгляд на будущее проектирования и строительства зданий, потому что попытка защитить дом или офис от Covid может сделать его лучше. и другими способами тоже.

SARS-CoV-2 — это респираторный коронавирус, который почти наверняка имеет среди способов передачи способность перемещаться почти как пар в невидимых пузырьках соплей и слюны или высушенного белка, которые носятся с воздушными потоками, излучаемые людьми, не проявляющими симптомы болезни.Передача инфекции наиболее распространена в помещении, где воздух не обменивается так часто, как снаружи. Таким образом, одна из самых больших идей для уменьшения передачи, но при этом позволяя людям возвращаться в школу и безопасно работать, не говоря уже о таких местах, как рестораны, театры и книжные магазины, — это вентиляция: вывод потенциально инфекционных вирусных частиц в воздух и чистый воздух в воздух. «Те из нас, кто работает в этой области, десятилетиями утверждали, что нам нужно уделять внимание внутренней среде, и мы очень рады, что люди признают это важным.Но то, как добраться отсюда до места, потребует вливания инвестиций », — говорит Шелли Миллер, инженер-механик из Университета Колорадо в Боулдере, изучающая воздух в помещениях. «Мы рассматриваем наружный воздух и воду как общие блага. Это то, что разделяют все. Я действительно не понимаю, почему он будет отличаться от воздуха в здании, потому что многие люди делят воздух в здании. Мы просто так на это не смотрели ».

Когда и как нужны медицинские аппараты ИВЛ

Аппараты искусственной вентиляции легких могут спасти жизнь, когда человек не может нормально дышать или когда он не может дышать самостоятельно.

Узнайте, когда аппарат ИВЛ используется для облегчения дыхания, как он выполняет эту работу и каковы риски.

Аппарат искусственной вентиляции легких — это аппарат, который помогает легким работать. Он используется при проблемах с дыханием, которые могут сопровождать различные состояния.

Другие названия аппарата ИВЛ:

• респиратор
• дыхательный аппарат
• механическая вентиляция

Младенцам, детям и взрослым может потребоваться аппарат ИВЛ на короткое время, пока они выздоравливают после болезни или другой проблемы.Вот несколько примеров:

• Во время операции. Аппарат ИВЛ может временно дышать за вас, пока вы находитесь под общим наркозом.
• После операции. Иногда людям необходим аппарат искусственной вентиляции легких, чтобы дышать в течение нескольких часов или даже дней после операции.
• При самостоятельном дыхании очень трудно. Аппарат ИВЛ может помочь вам дышать, если у вас заболевание легких или другое состояние, при котором дыхание затруднено или невозможно.

Некоторые условия, при которых может потребоваться использование вентилятора, включают:

COVID-19 и вентиляторы

Вентиляторы также использовались для некоторых пациентов с диагнозом COVID-19 во время пандемии 2020 года. Это только для самых тяжелых случаев. Большинство людей с диагнозом COVID-19 будут испытывать легкие симптомы.

Получите последние новости о COVID-19 здесь.

Аппарат искусственной вентиляции легких работает для:

• поступления кислорода в легкие
• удаления углекислого газа из вашего тела

Дыхательная трубка соединяет аппарат ИВЛ с вашим телом.Один конец трубки вводится в дыхательные пути легких через рот или нос. Это называется интубацией.

В некоторых серьезных или длительных условиях дыхательная трубка подсоединяется непосредственно к дыхательному горлу через отверстие. Чтобы сделать небольшое отверстие в шее, нужна операция. Это называется трахеостомией.

Аппарат ИВЛ нагнетает кислородсодержащий воздух в легкие под давлением.

Для работы вентиляторов обычно требуется электричество. Некоторые типы могут работать от батареи.

В вашем дыхательном пути есть:

Аппарат ИВЛ может спасти вам жизнь.Однако, как и другие методы лечения, иногда он может вызывать побочные эффекты. Это чаще встречается, если вы используете вентилятор в течение длительного времени.

Инфекция

Основной риск использования аппарата ИВЛ — инфекция. Дыхательная трубка может впустить микробы в легкие. Это может повысить риск заболевания пневмонией. Инфекции носовых пазух также распространены, если у вас есть дыхательная трубка через рот или нос.

Вам могут потребоваться антибиотики для лечения пневмонии или инфекций носовых пазух.

Раздражение

Дыхательная трубка может тереться о горло или легкие и вызывать раздражение.Это также может затруднить кашель. Кашель помогает избавиться от пыли и раздражителей в легких.

Проблемы с голосовыми связками

Оба типа дыхательных трубок проходят через голосовой ящик (гортань), в котором находятся голосовые связки. Вот почему вы не можете говорить, когда используете аппарат искусственной вентиляции легких.

Дыхательная трубка может повредить голосовой аппарат. Сообщите своему врачу, если у вас возникнут затруднения с дыханием или разговором после использования аппарата ИВЛ.

Травма легких

Вентилятор может вызвать повреждение легких.Это может произойти по нескольким причинам:

• слишком высокое давление в легких
• пневмоторакс (утечка воздуха в пространство между легкими и грудной стенкой)
• кислородное отравление (слишком много кислорода в легких)

Другие риски, связанные с аппаратом ИВЛ, включают :

• кожные инфекции
• тромбы

Находиться на искусственной вентиляции легких в сознании может быть очень неудобно. Вы не можете разговаривать, есть или двигаться, пока вы подключены к аппарату ИВЛ.

Лекарства

Ваш врач может прописать вам лекарства, которые помогут вам чувствовать себя более расслабленно и комфортно. Это снижает травматичность пребывания на аппарате ИВЛ. Тем, кто нуждается в аппарате ИВЛ, часто дают:

• обезболивающие
• седативные препараты
• расслабляющие мышцы
• препараты для сна

Эти препараты часто вызывают сонливость и спутанность сознания. Это пройдет, как только вы перестанете их принимать. Когда вы закончите пользоваться аппаратом ИВЛ, вам больше не понадобятся лекарства.

Как за вами наблюдают

Если вы используете аппарат искусственной вентиляции легких, вам понадобится другое медицинское оборудование, которое контролирует ваше общее состояние.

Вам могут понадобиться мониторы для:

• пульса
• артериального давления
• частоты дыхания (дыхания)
• насыщения кислородом

Вам также может потребоваться рентген грудной клетки или сканирование.

Кроме того, вам могут потребоваться анализы крови, чтобы проверить, сколько кислорода и углекислого газа в вашей крови.

Если для вашего близкого человека запланирована вентиляция легких, вот несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы сделать его жизнь более комфортной и снизить риск осложнений:

• Дайте ему отдохнуть вашему близкому.
• Будьте поддерживающим и успокаивающим присутствием, чтобы помочь облегчить их страхи и дискомфорт. Находиться на аппарате искусственной вентиляции легких — это пугающая ситуация, а беспокойство и тревога лишь усугубят дискомфорт (если не опасность) для вашего любимого человека.
• Попросите всех посетителей как следует вымыть руки и надеть маски для лица.
• Избегайте визитов маленьких детей или людей, которые могут быть больны.

Если вы долгое время пользуетесь аппаратом ИВЛ, у вас могут возникнуть трудности с дыханием самостоятельно. Вы можете обнаружить, что у вас болит горло или болят грудные мышцы, когда вы отключены от аппарата ИВЛ.

Это может произойти из-за того, что мышцы вокруг груди ослабевают, когда аппарат ИВЛ выполняет дыхательную работу за вас. Это также может быть связано с тем, что лекарства, которые вы принимали при использовании аппарата ИВЛ, ослабили ваши мышцы.

Иногда для восстановления нормального состояния легких и грудных мышц могут потребоваться дни или недели. Ваш врач может порекомендовать отлучить вас от аппарата ИВЛ. Это означает, что вас не отключат полностью от аппарата ИВЛ (холодная индейка).

Вместо этого объем поддержки, которую оказывает вам аппарат ИВЛ, или период, в течение которого вы получаете поддержку со стороны аппарата ИВЛ, могут сначала уменьшиться. Это будет увеличено до меньшей поддержки и более длительных периодов, прежде чем вы полностью отключитесь от аппарата ИВЛ, обычно через несколько дней или недель.

Если у вас пневмония или другая инфекция, вызванная аппаратом ИВЛ, вы можете по-прежнему чувствовать недомогание после того, как отключите его. Немедленно сообщите врачу, если вы почувствуете себя хуже или у вас появятся новые симптомы, например жар.

Вентиляторы — это дыхательные аппараты, которые помогают поддерживать работу легких. Они не могут вылечить или исправить проблему со здоровьем. Но они могут выполнять дыхательную работу за вас, пока вы лечитесь или восстанавливаетесь после болезни или состояния здоровья.

Вентиляторы могут спасти жизнь и стать важной частью лечения младенцев, детей и взрослых.

Как долго вы пользуетесь аппаратом ИВЛ, зависит от того, как долго вам нужна помощь при дыхании или сколько времени требуется для лечения вашего основного заболевания.

Некоторым людям необходим аппарат искусственной вентиляции легких для краткосрочного лечения. Другим он может понадобиться в долгосрочной перспективе. Вы, ваш врач и ваша семья можете решить, будет ли использование аппарата искусственной вентиляции легких лучше для вас и вашего здоровья.

Как GM и Ford заменили пикапы дыхательными машинами

В наиболее тяжелых случаях COVID-19 легкие пациента настолько воспаляются и наполняются жидкостью, что они больше не доставляют в кровоток достаточно кислорода, чтобы поддерживать жизнь этого человека.Один из способов противодействовать этому — использовать вентилятор, который помогает легким пациента работать, в то время как остальная часть тела борется с вирусом.

По мере того, как распространение нового коронавируса переросло в пандемию, стало ясно, что в Соединенных Штатах (и во всем мире) может не хватить аппаратов ИВЛ для лечения приближающейся волны пациентов с этими тяжелыми симптомами.

Гонка за созданием большего количества аппаратов ИВЛ привела к тому, что такие автопроизводители, как Ford, General Motors и Tesla, стали де-факто дистрибьюторами и конструкторами аппаратов ИВЛ, а также помогли компаниям, производящим медицинские устройства, расширить производство критически важного оборудования.Ford и GM снова включили свет на некоторых простаивающих предприятиях, чтобы начать сами производить вентиляторы, а администрация Трампа зашла так далеко, что применила Закон о оборонном производстве времен Корейской войны (DPA), чтобы гарантировать, что все, что они make идет прямо в национальный склад. К усилиям присоединились и другие технологические компании, такие как Virgin Orbit (подразделение Ричарда Брэнсона по запуску ракет), SpaceX и Dyson.

В настоящее время неясно, хватит ли этих совместных усилий, чтобы остановить нехватку аппаратов ИВЛ в США, как это было в других странах, таких как Италия.Но по мере того, как эти компании расширяют свою деятельность, стоит знать, почему они вмешались, почему мы сталкиваемся с нехваткой и что такое вентилятор в первую очередь.

Что такое вентилятор?

По словам Нила Макинтайра, медицинского директора отделения респираторной терапии в Университете Дьюка, аппарат ИВЛ — это механическое устройство, которое помогает пациенту дышать путем надувания легких и подачи свежего газа в его дыхательную систему. Вентиляторы часто достигают этого с помощью трубки, которая проходит в трахею пациента, что делает ее «инвазивным» устройством.Существуют «неинвазивные» аппараты ИВЛ, которые помогают подавать газ в дыхательную систему пациента через съемную маску или «носовую подушку». Врачи в основном избегают использования неинвазивных моделей, потому что они могут увеличить риск распространения коронавируса в больницах, поскольку пациенты все еще могут кашлять вирусными каплями в воздухе.

Инвазивные аппараты ИВЛ помогают поддерживать дыхание пациента, пока его организм борется с воздействием вируса. Но аппараты ИВЛ не являются лекарством от COVID-19, и врачи, использующие эти устройства, могут только надеяться, что они выиграют у пациентов немного больше времени для борьбы с инфекцией.

Advanced пользуются большим спросом, потому что, как объясняет Макинтайр, легкие — это в высшей степени «хрупкие структуры», и аппараты ИВЛ могут «действительно принести больше вреда, чем пользы», если используются неправильные настройки. Требуется обученный респираторный терапевт, чтобы убедиться, что аппарат ИВЛ подает точный поток воздуха для правильной вентиляции легких пациента, обеспечивает необходимое количество кислорода и помогает циклически выводить (или «выдыхать») углекислый газ.

Наиболее востребованные аппараты ИВЛ для интенсивной терапии предназначены для использования в отделениях интенсивной терапии (ОИТ), но, по словам Криса Брукса, директора по стратегии в Вашингтоне, существует широкий спектр аппаратов ИВЛ, обычно предназначенных для конкретных условий оказания медицинской помощи. на базе производителя вентиляторов Ventec Life Systems. Помимо аппаратов ИВЛ, есть и другие портативные версии, которые можно использовать в домашних условиях и так далее. На самом деле, говорит Брукс, это разнообразие является одной из причин, по которым трудно точно подсчитать, сколько в стране уже есть, и, следовательно, сколько еще нужно.

Брукс говорит, что Ventec разработала вентилятор, который может объединить помещения интенсивной терапии и дома, и в настоящее время работает над его массовым производством с General Motors. Тем временем Ford недавно объявил, что помогает General Electric производить простой вентилятор, для работы которого не требуется электричество, который может найти применение в полевых госпиталях.

Хотя эти более простые конструкции просты в изготовлении и будут использоваться при необходимости, Брукс говорит, что в целом больницам и губернаторам США нужны сложные аппараты ИВЛ с наибольшим набором функций.Эти функции дают респираторным терапевтам более точный контроль над аппаратом ИВЛ, позволяя им корректировать настройки в соответствии с изменениями состояния пациента.

Макинтайр и Брукс говорят, что более совершенные аппараты ИВЛ облегчают отлучение пациента от аппарата ИВЛ, когда придет время — важная часть процесса, особенно потому, что чем дольше пациент находится на аппарате ИВЛ, тем меньше остается времени на обход.

«Эти устройства поддерживают жизнь и выигрывают время, но ничего не лечат. В аппарате ИВЛ нет ничего лечебного. Это вспомогательное устройство, — говорит Макинтайр. «Лучшее, на что вы можете надеяться, — это то, что это поможет сэкономить время, не повредив легкие».

Брукс выражает это более прямо: «Каждый день, когда вы находитесь на аппарате ИВЛ, тем меньше у вас шансов выйти из него».

Почему автопроизводители делают вентиляторы?

Хотя по состоянию на середину марта в Соединенных Штатах насчитывалось от 160 000 до 200 000 аппаратов ИВЛ, некоторые эксперты в области здравоохранения считают, что эти устройства могут понадобиться до 1 миллиона пациентов с COVID-19 в стране в ходе пандемии, в то время как другие считают, что это будет от средних до высоких сотен тысяч.Одной из причин, по которой страна находится в таком положении, является неоднократная неспособность федерального правительства создать надлежащий запас аппаратов ИВЛ.

Министерство здравоохранения и социальных служб (HHS) еще в начале 2000-х годов ожидало, что пандемия может вызвать потенциальную нехватку вентиляторов, согласно ProPublica . Но, несмотря на миллионы долларов, вложенные в разработку большего количества портативных аппаратов ИВЛ, к 13 марта 2020 года в Стратегическом национальном запасе хранилось только 12–13 000 аппаратов ИВЛ.

Ряд компаний предприняли шаги, чтобы попытаться восполнить этот дефицит, и самые большие усилия берут на себя такие автопроизводители, как GM и Ford, которые недавно прекратили производство автомобилей в условиях пандемии.

GM помогает Ventec Life Systems увеличить объемы производства вентиляторов, а также освободила место на своем заводе в Кокомо, штат Индиана, для производства вентиляторов Ventec.Форд предпринимает аналогичные усилия, работая с подразделением здравоохранения General Electric, чтобы помочь увеличить производство во Флоридской компании по производству аппаратов ИВЛ под названием Airon. Ford также собирается производить вентиляторы Airon по лицензии GE на одном из простаивающих заводов автомобильной компании.

«Мы собираем тысячи и тысячи деталей, и каждая из этих частей состоит из ряда подузлов, которые поставляются [из] всего мира на нескольких уровнях», — говорит Прайс. «Вероятно, вы могли бы взять любую подсистему этого автомобиля, и она была бы более сложной, чем средний потребительский продукт».

Брукс, который последние несколько недель работал с GM, соглашается. «У них фантастическая база поставок, поэтому они закупают много одних и тех же материалов, будь то пластик или металлы, и это поставщики, которые работают с ними в течение многих лет, и у них действительно хорошие отношения и рабочее понимание их возможностей. или невозможность изготовить определенные детали », — говорит он.У них также есть преимущество масштаба, говорит Брукс: автомобильные компании производят тысячи автомобилей в неделю, в то время как производители вентиляторов обычно производят сотни или десятки вентиляторов за одно и то же время.

Поскольку крупные автомобильные компании могут иметь преимущество в производстве, их усилия по созданию вентиляторов привлекли внимание федерального правительства, которое все еще пытается заполнить гигантский пробел в своих запасах вентиляторов.

Трамп сказал, что он считает, что потребность в вентиляторах преувеличена, но в конечном итоге использовал DPA для заказа 30 000 аппаратов ИВЛ, производимых GM и Ventec, чтобы пополнить запасы.

DPA — это закон времен Корейской войны, который позволяет правительству опережать других покупателей важнейших товаров в случае необходимости. Хотя при Трампе министерство обороны использовало его сотни тысяч раз в год для закупки материалов для ракет и дронов, администрация неохотно использовала его для удовлетворения очевидной потребности в вентиляторах.

А что насчет Tesla и других компаний, которые шумят о вентиляторах?

Илон Маск сказал, что Tesla (и SpaceX) также поможет создавать важные устройства, и он работал с Medtronic, чтобы найти способ производить их на одном из заводов своей компании.Тем временем его компании закупают оборудование в Китае и отправляют его больницам и правительствам, которые в нем нуждаются.

Хотя Маск предоставил по крайней мере одну партию инвазивных аппаратов искусственной вентиляции легких Medtronic ICU в Нью-Йорк, он в основном сосредоточился на приобретении неинвазивных аппаратов ИВЛ (часто используемых для лечения апноэ во сне), которые больницы затем переделывают в инвазивные версии для интенсивной терапии.

Согласно сообщению Дэвида Райха, президента и главного операционного директора больницы Mount Sinai в Нью-Йорке, устройства, подаренные Tesla, могут быть «модифицированы для обеспечения безопасной и контролируемой вентиляции для пациентов», страдающих острой дыхательной недостаточностью.

Его команда выяснила, как заставить устройства работать через трахеальную трубку (что помогает снизить риск заражения коронавирусом). Они также добавили «устройства мониторинга, позволяющие точно измерять и отображать концентрацию вдыхаемого кислорода, объем дыхательного объема и уровни углекислого газа на выдохе», снимая некоторые опасения, которые люди, подобные Бруксу, выражали по поводу больниц, использующих вентиляторы, которые разработан для отделения интенсивной терапии.

Тем временем Virgin Orbit начала изготавливать новое дыхательное устройство с нуля, сочетая собственное производство и производственное мастерство с передовыми инженерными навыками своих сотрудников, чтобы создать что-то, что могло бы помочь пациентам, которым не нужно что-то столь серьезное, как вентилятор.

Что будет дальше?

Потенциал нехватки аппаратов ИВЛ сохранится, поскольку количество случаев COVID-19 в Соединенных Штатах продолжает расти, особенно потому, что Ford, GM, Tesla и производителям аппаратов ИВЛ потребуется время, чтобы увеличить производство.

GM и Ventec заявили, что в апреле они смогут изготовить всего несколько сотен новых вентиляторов, прежде чем в конечном итоге они вырастут до 10 000 в месяц. Тем временем Ford заявляет, что построит 12 000 своих более простых вентиляторов к концу мая и 50 000 к июлю.

Но даже когда эти компании наращивают производство, эксперты опасаются, что мы можем столкнуться с нехваткой квалифицированных медицинских специалистов для работы с аппаратами ИВЛ.

«Ограничивающим фактором для использования аппаратов ИВЛ, скорее всего, будут не аппараты ИВЛ, а здоровые респираторные терапевты и обученный персонал интенсивной терапии, чтобы безопасно управлять ими в течение трех смен каждый день», — написала группа врачей со всей Северной Америки в журнале The New England Journal of Медицина в прошлом месяце.

Brooks говорит, что это одна из причин, по которой Ventec пытается ускорить производство своего более доступного вентилятора с GM. «Мы специально разработали наше устройство, чтобы его было легко использовать, поэтому у него есть сенсорный экран, который работает скорее как мобильный телефон, чем как сложное медицинское устройство», — говорит он. «Он по-прежнему требует наблюдения со стороны респираторного терапевта и квалифицированного клинициста, но на нашем веб-сайте есть много тренингов для всех, кому интересно узнать, как его использовать.”

По словам Прайса, из-за риска нехватки аппаратов ИВЛ для интенсивной терапии (и персонала для их эксплуатации) Ford решил помочь в расширении более простого аппарата ИВЛ. «Данные показывают, что количество случаев [COVID-19], требующих лечения с помощью аппарата искусственной вентиляции легких, быстро превышает возможности традиционных медицинских учреждений», — говорит он. «[Мы хотели] иметь возможность выводить устройства в поле как можно быстрее, потому что нам казалось, что, знаете ли, наличие вентилятора очень высокого класса с большим количеством электронных компонентов обязательно будет чтобы замедлить процесс.”

Тем не менее, Макинтайр, эксперт по респираторной терапии, говорит, что он опасается использовать слишком простые аппараты ИВЛ, даже если нет более совершенных.

«Я просто боюсь, что по мере того, как мы перейдем к все более и более примитивным машинам, мониторинг и гибкость, необходимые для надлежащего ухода за больными, будут постепенно уменьшаться», — говорит он. «Более серьезная проблема — это люди, которые их правильно используют. Мои терапевты в Duke, например, говорят, что если вы дадите им простое устройство, они смогут заставить его работать безопасно.Но они действительно умные люди. И я боюсь, что этот уровень знаний не так широко распространен ».

призывает меньше полагаться на аппараты ИВЛ для пациентов с коронавирусом

Более экономно используя аппараты ИВЛ для пациентов с Covid-19, врачи могут снизить более чем на 50% смертность тех, кто их использует, согласно анализу, опубликованному во вторник Американский журнал тропической медицины и гигиены.

Авторы утверждают, что врачам нужна новая инструкция по использованию аппаратов ИВЛ для пациентов с Covid-19. по возможности использовать вентиляторы.

Поскольку пандемия затопила больницы болезнью, которую врачи никогда раньше не видели, медицинским работникам приходилось составлять протоколы лечения на лету. Начиная с этого месяца, несколько врачей выразили обеспокоенность по поводу того, что некоторые больницы слишком быстро начали переводить пациентов с COVID-19 на аппараты искусственной вентиляции легких, что пожилые пациенты, в частности, могли больше пострадать, чем помочь, и что менее инвазивная поддержка дыхания, включая простой кислород. -доставление зубцов в нос, может быть безопаснее и эффективнее.

объявление

Новый анализ, проведенный международной группой врачей-исследователей, подтверждает то, что до сих пор было в основном двумя догадками: что некоторым пациентам с Covid-19 не нужно было пользоваться аппаратом ИВЛ, и что необычные особенности болезни могут сделать механическую вентиляцию легких вредной.

«Это одно из первых последовательных, всеобъемлющих и достаточно четких обсуждений патофизиологии Covid-19 в легких, которые я видел», — сказала врач паллиативной помощи Мюриэл Гиллик из Гарвардской медицинской школы, которая была одной из первых. чтобы спросить, не вредит ли вентилятор некоторым пациентам с Covid-19, особенно пожилым.«Появляется все больше свидетельств того, что многие пациенты переносят очень низкие уровни кислорода в крови, что позволяет предположить, что такую ​​гипоксемию не следует приравнивать к необходимости использования аппарата ИВЛ.

объявление

Если пациенту с Covid-19 явно трудно дышать, то инвазивная вентиляция имеет смысл, пишет Маркус Шульц из Медицинских центров Амстердамского университета и его коллеги.

Но использование низкого уровня кислорода в крови (гипоксемия) в качестве признака того, что пациенту нужна искусственная вентиляция легких, может сбить врачей с пути, утверждают они, потому что низкий уровень кислорода в крови у пациента с Covid-19 не похож на низкий уровень кислорода в крови у других пациентов, поскольку например, другие формы пневмонии или сепсиса.

Последние, как правило, задыхаются и едва могут говорить, но многие пациенты с Covid-19 с уровнем кислорода 80-е (высокий 90-е — это нормально) и даже ниже могут говорить полными предложениями, не запыхавшись, и в целом не проявляют никаких других признаков. респираторного дистресса, как предсказывала их гипоксемия.

«По нашему личному опыту, гипоксемия … часто замечательно переносится пациентами с Covid-19», — писали исследователи, в частности, лицами моложе 60 лет. «Триггер для интубации должен, в определенных пределах, вероятно, быть основан не на гипоксемии, а подробнее о респираторной недостаточности и усталости.”

По их словам, при отсутствии явного расстройства уровень кислорода в крови пациентов с коронавирусом не нужно поднимать выше 88%, что намного ниже, чем при других причинах пневмонии.

Без эффективных лекарств выживание в тяжелой форме Covid-19 зависит от поддерживающей терапии, включая поддержку дыхания, если это необходимо. Но рекомендации по этому поводу в значительной степени основаны на рекомендациях для других вирусных пневмоний и сепсиса. Это объясняет вторую причину, по которой аппараты ИВЛ не помогают большему количеству пациентов: Covid-19 влияет на легкие иначе, чем другие причины тяжелой пневмонии или острого респираторного дистресс-синдрома, отмечают исследователи, подтверждая то, что начинают понимать врачи во всем мире.

Во-первых, густая слизистая оболочка легких, образовавшаяся у многих пациентов с Covid-19, мешает легким поглощать доставленный кислород.

С другой стороны, в отличие от других пневмоний, области поражения легких при Covid-19 могут располагаться рядом со здоровой тканью, которая является эластичной. Нагнетание обогащенного кислородом воздуха (в некоторых случаях 100% кислорода) в эластичную ткань под высоким давлением и в больших объемах может вызвать утечки, отек легких (отек) и воспаление, среди прочего, способствуя «травмам, вызванным вентилятором, и увеличению смертность »от Covid-19, написали исследователи.

«Инвазивная вентиляция может спасти жизнь, но также может повредить легкие», — сказал Шульц STAT.

Важно выделить «аспекты Covid-19, которые отличаются от других заболеваний, требующих респираторной поддержки», — сказал Фил Розенталь из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, редактор журнала. Пациенты с пневмонией, вызванной Covid-19, часто менее одышки «по сравнению с другими пациентами с аналогичными уровнями [кислорода в крови]», — сказал он, добавив, что эта разница «может позволить врачам избежать интубации / искусственной вентиляции легких у некоторых пациентов.”

Растет признание того, что некоторых пациентов с Covid-19, даже с тяжелым заболеванием, о чем свидетельствует степень легочной инфекции, можно безопасно лечить простыми носовыми канюлями или масками для лица, которые доставляют кислород. давления) маски, используемые при апноэ во сне, или маски BiPAP (двухфазное положительное давление в дыхательных путях), используемые при застойной сердечной недостаточности и других серьезных состояниях. CPAP также может быть доставлен через капюшоны или шлемы, что снижает риск того, что пациенты выбросят большие количества вируса в воздух и подвергнут опасности медицинских работников.

Ранее в этом месяце система здравоохранения Mount Sinai в Нью-Йорке разработала протокол для перепрофилирования аппаратов апноэ во сне для пациентов с COVID-19, в то время как в Род-Айленде Департамент общественного здравоохранения, Университет Род-Айленда и другие собирают устройства для больницам, по возможности, использовать вместо аппаратов ИВЛ.

«Мы часто используем CPAP, и он хорошо работает, особенно в сочетании с лежачим пациентом», — сказал Шульц.

В рекомендациях по лечению Covid-19, выпущенных Национальным институтом здравоохранения США, конкретно не говорится о том, какие критерии должны использовать врачи для включения аппарата искусственной вентиляции легких.Но, осознавая ущерб, который могут нанести аппараты ИВЛ, они рекомендуют поэтапный подход к поддержке дыхания: кислород доставляется через простые носовые наконечники, при необходимости повышается до одного из устройств с положительным давлением, а интубация — только при ухудшении респираторного статуса пациента. . Национальные институты здравоохранения заявили, что если возникнет необходимость в механической вентиляции легких, ее следует использовать для доставки только небольшого количества кислорода, что отражает риск повреждения здоровой легочной ткани.

«Пациенты часто очень хорошо переносят низкий уровень кислорода в крови», — сказал Шульц.