Breathing circuit
શ્વાસોચ્છવાસ સર્કિટ એ શ્વાસોચ્છવાસના ઉપકરણ (અથવા શ્વાસોચ્છવાસ પ્રણાલી) ના તે ભાગો છે, જે વપરાશકર્તાને અને કેટલીકવાર તેમાંથી પૂરા પાડવામાં આવતા શ્વાસોચ્છવાસના ગેસના પ્રવાહને નિર્દેશિત કરે છે. શ્વાસ લેવાની સર્કિટ ખુલ્લી, બંધ અથવા અર્ધ-બંધ હોઈ શકે છે, જે શ્વાસ લેવાના ગેસને રિસાયકલ કરવામાં આવે છે કે કેમ તેના પર આધાર રાખે છે. બંધ અથવા અર્ધ-બંધ સર્કિટમાં એવા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે જે શ્વાસ બહાર કાઢેલા ગેસમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરે છે અને તેને શ્વાસમાં લેવા માટે પહોંચાડવામાં આવે તે પહેલાં ઓક્સિજન ઉમેરે છે, જેથી મિશ્રણ સ્થિર રહે અને જીવનને ટેકો આપવા માટે યોગ્ય રહે. ઉપયોગના ક્ષેત્રો વચ્ચે પરિભાષા થોડી અલગ હોઈ શકે છે. ડાઇવિંગ અને ઔદ્યોગિક રીબ્રીધર્સમાં, બંધ અથવા અર્ધ-બંધ શ્વાસ સર્કિટને લૂપ અથવા બ્રીદિંગ લૂપ પણ કહી શકાય. તબીબી સાધનોમાં બંધ અથવા અર્ધ-બંધ સર્કિટને વર્તુળ પ્રણાલી કહી શકાય. મેડિકલ બ્રીદિંગ સિસ્ટમ અથવા મેડિકલ બ્રીદિંગ સર્કિટ એ એક તબીબી ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ દર્દીને ઓક્સિજન પહોંચાડવા, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દૂર કરવા અને ઇન્હેલેશનલ એનેસ્થેટિક એજન્ટો પહોંચાડવા માટે થાય છે. મૂળરૂપે એનેસ્થેસિયોલોજીમાં ઉપયોગ માટે વિકસાવવામાં આવેલી, શ્વાસોચ્છવાસ પ્રણાલીના ઘણા પ્રકારો તબીબી ઉપયોગમાં છે, પરંતુ તેમાં મોટાભાગના તાજા વાયુ પ્રવાહના સ્ત્રોત, વાયુને દિશામાન કરવા માટે શ્વાસોચ્છવાસની નળીઓની લંબાઈ, પ્રણાલીની અંદર દબાણને નિયંત્રિત કરવા માટે એડજસ્ટેબલ દબાણ મર્યાદિત વાલ્વ અને સીધો કચરો દૂર, અને સહાયક વેન્ટિલેશનને મંજૂરી આપવા માટે જળાશયની થેલીનો સમાવેશ થાય છે. શ્વાસોચ્છવાસ પ્રણાલીના ઘણા સ્વરૂપો છે, દરેકમાં ક્રિયાની થોડી અલગ પદ્ધતિઓ હોય છે. તેમને પરંપરાગત રીતે તે રીતે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે કે જેમાં સિસ્ટમ આસપાસના વાતાવરણમાંથી તાજી હવા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને દર્દી અગાઉ શ્વાસ બહાર કાઢેલા વાયુઓને ફરીથી શ્વાસ લે છે કે કેમ. જો કે, શ્વાસ પ્રણાલીઓનું વર્ગીકરણ કરવા માટે કોઈ આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણ નથી, અને "અર્ધ-ખુલ્લી" અને "અર્ધ-બંધ" શબ્દો ખાસ કરીને યુ. એસ. અને બ્રિટિશ ઉપયોગ વચ્ચે મૂંઝવણનું કારણ બની શકે છે. કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, "સર્કિટ" શબ્દ માત્ર બંધ પ્રણાલીઓના કિસ્સામાં જ સચોટ છે જ્યાં શ્વાસ લેતો ગેસ સંપૂર્ણ સર્કિટ પૂર્ણ કરે છે. ખુલ્લી પ્રણાલીઓ તાજા ગેસના સ્ત્રોત તરીકે અનિયંત્રિત આજુબાજુની હવાનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં દર્દીના વાયુમાર્ગ અને વાતાવરણ વચ્ચે કોઈ સીમા નથી. શુદ્ધ ખુલ્લી પ્રણાલીઓ-દાખલા તરીકે, ઓપન-ડ્રોપ તકનીક દ્વારા ઈથરમાં પલાળેલી અને દર્દીના ચહેરાની નજીક રાખવામાં આવેલી જાળી-પ્રાચીન છે અને હવે તબીબી ઉપયોગમાં નથી. તેમની પાસે કોઈ જળાશય નથી અને કોઈ પુનઃશ્વસન થતું નથી. સિમ્મેલબશ માસ્ક જેવી અર્ધ-ખુલ્લી પ્રણાલીઓ તાજા વાયુ સ્ત્રોત તરીકે આજુબાજુની હવાનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તેમાં અમુક પ્રકારના ઉપકરણો અથવા જળાશયનો સમાવેશ થાય છે જે વાતાવરણ સાથે આંશિક સીમા બનાવીને પુરવઠાને પ્રતિબંધિત કરે છે. કોઈ પુનરાવર્તન થતું નથી. અર્ધ-બંધ પ્રણાલીઓ આસપાસના વાતાવરણ સાથે સંપૂર્ણ સીમા ધરાવે છે, અને તાજા વાયુ પ્રવાહ માટે નિયંત્રિત સ્રોતનો ઉપયોગ કરે છે. આજુબાજુની હવાનું સેવન અટકાવવામાં આવે છે, પરંતુ વધારાનો તાજો ગેસ આસપાસના વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે. શ્વાસ બહાર કાઢેલા ગેસનો આંશિક રીબ્રેથિંગ થઈ શકે છે. તેમને સામાન્ય રીતે મેપલસન વર્ગીકરણનો ઉપયોગ કરીને વિભાજિત કરવામાં આવે છે (નીચે જુઓ). બંધ પ્રણાલીઓમાં સંપૂર્ણપણે બંધ સીમા હોય છે, જેમાં કોઈ ગેસ પ્રવેશતો નથી અથવા તેને બહાર કાઢવામાં આવતો નથી, જેનો અર્થ થાય છે કે સંપૂર્ણ રીબ્રેથિંગ થાય છે. સૌથી સામાન્ય ઉદાહરણ વર્તુળ પ્રણાલી છે. બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ફિઝિયોલોજિસ્ટ વિલિયમ મેપલ્સને 1954માં એક વર્ગીકરણ વિકસાવ્યું હતું, જેમાં અર્ધ-બંધ શ્વાસ પ્રણાલીઓને A થી E નામના પાંચ જૂથોમાં વહેંચવામાં આવી હતી, જેમાં છઠ્ઠું જૂથ F ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. તેમાં એવા જળાશયનો સમાવેશ થાય છે જે સિસ્ટમ અને વેન્ટિલેશનની રીતના આધારે તાજા ગેસ, શ્વાસ બહાર કાઢેલા ગેસ અથવા બંનેનું મિશ્રણ રાખી શકે છે. તેઓ તેમની કાર્યક્ષમતામાં અલગ અલગ હોય છે, જેમાં અમુક પરિસ્થિતિઓમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડને સુરક્ષિત રીતે દૂર કરવામાં આવે છે તેની ખાતરી કરવા માટે કેટલાકને બગાડે તેટલા ઊંચા તાજા ગેસના પ્રવાહની જરૂર પડે છે, જે હાયપરકેપનિયા તરફ દોરી શકે તેવા રીબ્રીથિંગને ટાળે છે. મેપલસન એ તરીકે વર્ગીકૃત કરાયેલ બિનસહાયક સતત સ્વયંસ્ફુરિત વેન્ટિલેશન માટે સૌથી કાર્યક્ષમ છે, જ્યારે ડી, ઇ અને એફ સિસ્ટમો સહાયક વેન્ટિલેશન માટે વધુ કાર્યક્ષમ છે. મેપલસન એ પ્રણાલીઓ, જેને મેગિલ પ્રણાલીઓ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સ્વયંસ્ફુરિત વેન્ટિલેશન માટે કાર્યક્ષમ છે, પરંતુ નિયંત્રિત વેન્ટિલેશન માટે બિનકાર્યક્ષમ છે કારણ કે દર્દીને ફેફસાંમાંથી હમણાં જ નીકળેલી હવામાં ફરીથી શ્વાસ લેવાનું ટાળવા માટે ઉચ્ચ વાયુ પ્રવાહની જરૂર પડશે. લેક્સ સિસ્ટમ એ મેપલસન એ સિસ્ટમનો સમાક્ષીય ફેરફાર છે. મેપલસન બી અને મેપલસન સી પ્રણાલીઓ અનિવાર્યપણે સમાન છે, જેમાં બી સર્કિટમાં સી સર્કિટ કરતાં લાંબી ટ્યુબિંગ હોય છે. તેઓ સ્વયંસ્ફુરિત અને નિયંત્રિત વેન્ટિલેશન બંને માટે બિનકાર્યક્ષમ છે, કારણ કે તેમને ફરીથી શ્વાસ લેતા અટકાવવા માટે ઉચ્ચ વાયુ પ્રવાહની જરૂર પડે છે. બી સર્કિટ તબીબી ઉપયોગમાં નથી, પરંતુ સી સર્કિટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે દર્દીના સ્થાનાંતરણ દરમિયાન અને પુનર્જીવનમાં થાય છે કારણ કે તે સઘન હોય છે. રાલ્ફ વોટર્સ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી વોટર બેગમાં સી સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સોડા ચૂનો શોષણ ડબ્બો હોય છે, જે શ્વાસ બહાર કાઢેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરે છે, જેનો અર્થ છે કે શ્વાસ બહાર કાઢેલા વાયુઓને સુરક્ષિત રીતે ફરીથી શ્વાસ લઈ શકાય છે. રીબ્રીથિંગને રોકવા માટે ઉચ્ચ વાયુ પ્રવાહની જરૂરિયાતને કારણે મેપલસન ડી પ્રણાલીઓ સ્વયંસ્ફુરિત વેન્ટિલેશન માટે બિનકાર્યક્ષમ છે, પરંતુ નિયંત્રિત વેન્ટિલેશન માટે કાર્યક્ષમ છે. બેઇન સિસ્ટમ એ મેપલસન ડી સિસ્ટમનો સમાક્ષીય ફેરફાર છે. મેપલસન ઇ સિસ્ટમ્સ, જેને આયરની ટી-પીસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ બાળકો માટે એનેસ્થેસિયામાં થાય છે. જળાશયમાં ટ્યુબિંગની લંબાઈ હોય છે; જો આ ટૂંકી હોય, તો સિસ્ટમ વધુ ખુલ્લી સિસ્ટમની જેમ કાર્ય કરે છે. તેમની પાસે કોઈ વાલ્વ અથવા જળાશયની થેલી નથી, એટલે કે તેઓ સ્વયંસ્ફુરિત શ્વાસ સામે ઓછો પ્રતિકાર ધરાવે છે. તેઓ બિનકાર્યક્ષમ છે કારણ કે તેમને ઉચ્ચ વાયુ પ્રવાહની જરૂર હોય છે. મેપલસન એફ સિસ્ટમનો ઉપયોગ બાળકો માટે પણ થાય છે, અને તેમાં અનુકૂળ મેપલસન ઇ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે જેમાં ટ્યુબિંગમાં જળાશયની થેલી ઉમેરવામાં આવી છે-ગોર્ડન જેક્સન રીસ પછી આને "જેક્સન-રીસ મોડિફિકેશન" કહેવામાં આવે છે. આ સ્વયંસ્ફુરિત અને નિયંત્રિત વેન્ટિલેશન બંનેને મંજૂરી આપે છે, તેમજ સતત હકારાત્મક વાયુમાર્ગ દબાણનો ઉપયોગ કરે છે. હમ્ફ્રી એડીઈ એ એક બહુકાર્યક્ષમ શ્વાસ પ્રણાલી છે જેને તાજા ગેસ, જળાશય અને વાલ્વનો ક્રમ બદલવા માટે લીવરને ફેરવીને જરૂરિયાતોને આધારે એ, ડી અથવા ઇ પ્રકારની પ્રણાલીમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તેથી તે બાળકો અને પુખ્ત વયના લોકો બંનેમાં કાર્યક્ષમ સ્વયંસ્ફુરિત અથવા નિયંત્રિત વેન્ટિલેશનને મંજૂરી આપવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે. વર્તુળ પ્રણાલીઓ એ શ્વસન પ્રણાલીઓ છે જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સ્ક્રબર અને એક તરફી વાલ્વની શ્રેણીનો સમાવેશ કરે છે, જેનો અર્થ છે કે દર્દી દ્વારા સમાપ્ત થયેલા વાયુઓનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સંચયના જોખમ વિના ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. આનો અર્થ એ છે કે તેઓ તાજા ગેસ અને ઇન્હેલેશનલ એનેસ્થેટિક એજન્ટોનો ખૂબ જ અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે, અને જો કચરાના ગેસને પર્યાવરણમાં બહાર કાઢવામાં ન આવે તો તેઓ ઓછું પ્રદૂષણ કરે છે. તેનો ઉપયોગ સંપૂર્ણપણે બંધ પ્રણાલીઓ તરીકે થઈ શકે છે, જ્યાં તાજા ગેસનો પ્રવાહ ઓક્સિજન અને એનેસ્થેટિક ગ્રહણ સાથે મેળ ખાય છે, શ્વાસ બહાર કાઢેલો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોષાય છે, અને ત્યાં કોઈ સમાપ્ત થયેલ ગેસ નથી. તેનો ઉપયોગ અર્ધ-બંધ પ્રણાલીઓ તરીકે પણ થઈ શકે છે, જેમાં ઉચ્ચ વાયુ પ્રવાહ હોય છે, જેમાં કેટલાક વાયુ નિઃશ્વસન વાલ્વમાંથી બહાર નીકળે છે. ગેસનો પ્રવાહ જેટલો ઊંચો હોય છે, એનેસ્થેટિક સાંદ્રતામાં ફેરફારોની પ્રતિક્રિયા તેટલી ઝડપી હોય છે. સંપૂર્ણપણે બંધ પ્રણાલીઓ એનેસ્થેટિક સાંદ્રતામાં ફેરફારોને ખૂબ જ ધીમેથી પ્રતિસાદ આપે છે. તેમને વાયુઓની ઇચ્છિત સાંદ્રતા સાથે પ્રણાલીના સંપૂર્ણ જથ્થાને મુખ્ય બનાવવા માટે ઉચ્ચ પ્રારંભિક વાયુ પ્રવાહની જરૂર પડે છે, અને દર્દીઓને જાગવાની મંજૂરી આપવા માટે સમાન રીતે ઉચ્ચ પ્રવાહની જરૂર પડે છે. જ્હોન સ્નોએ 1850માં બંધ સર્કિટ ઉપકરણનું વર્ણન કર્યું હતું. આર. જે. મિનિટ્ટ અને જ્હોન ગિલીઝ રેફરન્સસ એનેસ્થેટિક ઇક્વિપમેન્ટ મિકેનિકલ વેન્ટિલેશન દ્વારા ટેક્સ્ટબુક ઓફ એનેસ્થેટિક્સની 1945ની આવૃત્તિમાં કેટલીક વર્તુળ પ્રણાલીઓનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.