Ventilace astronautů v kritické situaci na oběžné dráze současné možnosti. Ivan Herold 6.UPVML2010 1

Transkript

1 Ventilace astronautů v kritické situaci na oběžné dráze současné možnosti Ivan Herold 6.UPVML2010 1

2 ISS + STS 6.UPVML2010 2

3 DAY 11 6.UPVML2010 3

4 STS 130 Endeavour Life Support Module Tranquility + Cupole 6.UPVML2010 4

5 ISS Life Support Module UPVML

6 Water Recovery Systém (93% vody, úspora 65% vody) Oxygen Generation System (5,5-9 kg O2/den) Urine Processor Assembley 6.UPVML2010 6

7 Hmotová spektrometrie (O2,N2,CH4,CO2,H2) Air Revitalization System Trace Contaminant Control System CO, NOx, HCN, hydrazin, etylenglykol, amoniak nutnost monitorace prostředí v kabině, HEPA filtry Bakteriální kontaminace při vyšších teplotách (až 1000 cfu/m3) FiO2 1 vs FeO2 0.9 stoupá koncentrace O2 v kabině (riziko požáru), CO2 (0.05) a H2O (0.05) odsávání vydechované směsi 6.UPVML2010 7

8 Advanced Resistive Exercise Device 6.UPVML2010 8

9 EVA (Extra Vehicle Activity) častý zdroj komplikací (většinou nejde o kritické problémy, riziko dekompr. nemoci) 6.UPVML2010 9

10 Mercury Astronauts in Weightless Wonder Flight on C-131 Aircraft Vomit Comet 1959 (KC 135) 6.UPVML

11 6.UPVML

12 Kardiovaskulární změny v mikrogravitačním prostředí PULMONARY BLOOD FLOW CARDIAC OUTPUT + 18% STROKE VOLUME + 46% DIFFUSING CO CAPACITY + 28% PULM CAPILLARY BLOOD VOLUME + 28% PULMONARY BLOOD FLOW PERF More uniform 6.UPVML

13 6.UPVML

14 Respirační změny v mikrogravitačním prostředí J. West et al: Pulmonary function in space, JAMA, 1997,227,24, LUNG VENTILATION RESPIRATORY RATE + 9% TIDAL VOLUME - 15% V ALV w/o change PEFR - 12,5% O 2 UPTAKE CO 2 OUTPUT ET PO 2 ET PCO 2 GAS EXCHANGE w/o change w/o change w/o change Slightly increased (CO 2 in cabin) 6.UPVML

15 Respirační změny v mikrogravitačním prostředí J. West et al: Pulmonary finction in space, JAMA, 1997,227, 24, LUNG VOLUMES FRC - 15% RV - 18% CV delta Vab/delta Vw (REM) No change (1 Gz) vs (0 Gz) 6.UPVML

16 USA Fatální nehody v historii vesmírných letů 2 desintegrace raketoplánu (14 obětí) 2 near misses (GERMAN MIR, APOLLO 13) Rusko (SSSR) 2 reentry nehody (4 oběti) : selhání padáku a dekomprese kabiny ALS 1 x 4 roky 6.UPVML

17 Minimalizace profesionálních rizik a idiopatických nemocí Mass, power, volume, training Kvalita vzduchu Kvalita vody a jídla Radiace Psychologické faktory Pracovní úrazy a PNO Popáleninové a inhalační trauma (aspirace) Dekompresní nemoc Minimální požadavky ISS LEO mission 6.UPVML

18 Autonomní lékařská péče pro výzkumné vesmírné lety 6.UPVML

19 Specifické problémy zajištění UPV v kabině na oběžné dráze Oxygenoterapie (FiO2 1) : Venturi maska, nosní brýle, non-rebreathing mask, omezené zásoby Inhalační aerosoly (MDI) : Enhancovaná difuse Fixace pacienta a resuscitujícího CMRS (Crew Member Medical Restraint System) KPR, intubace Ztížené možnosti běžného klinického monitorování : hlučnost prostředí (auskultace) a horší osvětlení 6.UPVML

20 Evakuace z ISS (STS nebo Soyuz) orbitální fázi - oddělení od ISS - vstup do atmosféry - po přistání (72h) spontánně dýchající pacient s obličejovou maskou (Venturi maska) bezvědomí na řízeném dýchání snižování spotřeby kyslíku při stabilizaci stavu zásoby medicinálního O2 na ISS max. 60h v 67 kg tanku ( litrů) celkové zásoby plynů na ISS: 2 O2 tanky (a 99kg) a 2 N2 tanky (a 99kg) STS má vlastní zásobu na 12 h (28 lbm) ventilace RD přístrojem je v podmínkách extrémního přetížení nemožná Doba O2 léčby (hod) Průtok O2 (L/min) Spotřeba (L) Celková spotřeba (L) Hmotnost (lbm)* , ,03 35, , UPVML

21 ISS Crew Health Care Maintenance Systém (CHeCHS) (Defibrilator, Advanced Life Support Pack, Respiratory Support Pack (RSP), Crew Medical Restraint Systém (CMRS) 6.UPVML

22 Specifické problémy Geografické diference místo poskytované péče a možnosti komunikace Logistické problémy Poskytování péče : ISS vs STS vs SOYUZ Doprava Extrémní (umělé) prostředí Časový faktor: Hodiny vs dny Spojení Transfer dat dvousměrná komunikace telekomunikace (GMS-HF-VHF) 6.UPVML

23 Crew Health Care System Advanced Life Support Pack Crew Medical Restraint System Intubation Kit Airway Respiratory Support Pack Variable Oxygen System 6.UPVML

24 Respiratory Support Pack (nekompatibilní se Soyuzem) (5kg, 36,8x34,3x8,9cm) 6.UPVML

25 Variable Oxygen Systém (VOS) (6 nebo 4 l/min) 6.UPVML

26 AUTOVENT 2000 cm kg psig o C Spotř l/min cykl mode rate VT Tins Peak Flow 15x9x4,5 0, time CMV , IMV Pneumatický pohon FiO2 1 PEEP (nelze) spontánní dechy při podtlaku>-2cm doba použití do 12 h reální časy : h 6.UPVML

27 Doporučení expertů pro aeronautiku 1. rozšíření monitorace pacienta Telemetrický přenos vitálních funkcí (ETCO2, SpO2) a parametrů ventilátoru (zpoždění jen 4-5s) řízení na dálku ze země operujícím lékařem, předávajícím zpětně pokyny na palubu (po 3-5 min úprava parametrů ventilátoru a současně chystat návrat intermitentní výpadky spojení trvající až 30 min. 2. Řízení principem zpětnovazebného měření funkce ventilátoru experimentálně/ klinicky v běžných podmínkách zkoušené systémy zpětnovazebné regulace výkonu ventilátoru expertní (knowledge based) systémy. 6.UPVML

28 Doporučení expertů pro upgrade RSP 1. fáze: dovybavení ventilátoru směšovač O2/N2 (časově limitované použití 100% jen pro intoxikace CO) PEEP Zvýšení zásob opioidů na ISS z dřívějších 60 mg morfinu mg pethidinu pro léčbu popálených na prvních 24 hod na : 240 mg morfinu (10 mg a 4 h) a 1200 mg pethidinu (50 mg a 4 h) 2. fáze : monitorace kapnometrie ETCO2 3. fáze: ventilátor se zpětnovazebnou regulací kompaktní, jednoduchý, odolný pneumatický elektrický pohon s kompresorem (zejména pro evakuaci Sojuzem) elektronická regulace variabilita režimů 6.UPVML

29 Závěr Mikrogravitační prostředí mění některé fyziologické funkce Kritické stavy při letech do vesmíru Vzácné, ale reálné Zdravotnická profese bez lékařského vzdělání, limitovaný trénink Podmínky poskytování péče limitované a specifické (plyny, energie a čas) Stabilizace a evakuace Zpětný transport náročný technicky, časově i personálně Automatizované a epxertní systémy perspektivní 6.UPVML