Breathing circuit
एक श्वास परिपथ एक श्वास उपकरण (या श्वास प्रणाली) के वे भाग हैं, जो उपयोगकर्ता को और कभी-कभी उपयोगकर्ता से आपूर्ति की गई श्वास गैस के प्रवाह को निर्देशित करते हैं। साँस लेने का परिपथ खुला, बंद या अर्ध-बंद हो सकता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि साँस लेने वाली गैस का पुनर्चक्रण किया जाता है या नहीं। एक बंद या अर्ध-बंद परिपथ में ऐसे घटक शामिल होंगे जो श्वास द्वारा छोड़ी गई गैस से कार्बन डाइऑक्साइड को निकालते हैं और श्वास के लिए वितरित करने से पहले ऑक्सीजन जोड़ते हैं, ताकि मिश्रण स्थिर रहे और जीवन का समर्थन करने के लिए उपयुक्त रहे। शब्दावली अनुप्रयोग के क्षेत्रों के बीच थोड़ी भिन्न हो सकती है। गोताखोरी और औद्योगिक रीब्रीदरों में, बंद या अर्ध-बंद श्वास परिपथ को लूप, या ब्रीदिंग लूप भी कहा जा सकता है। चिकित्सा उपकरणों में बंद या अर्ध-बंद परिपथ को वृत्त प्रणाली कहा जा सकता है। मेडिकल ब्रीदिंग सिस्टम या मेडिकल ब्रीदिंग सर्किट एक चिकित्सा उपकरण है जिसका उपयोग ऑक्सीजन देने, कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने और रोगी को इनहेलेशनल एनेस्थेटिक एजेंट देने के लिए किया जाता है। मूल रूप से एनेस्थिसियोलॉजी में उपयोग के लिए विकसित, श्वास प्रणाली के कई रूप नैदानिक उपयोग में हैं, लेकिन अधिकांश में ताजा गैस प्रवाह का एक स्रोत, गैस को निर्देशित करने के लिए श्वास नलिकाओं की एक लंबाई, प्रणाली के भीतर दबाव को नियंत्रित करने के लिए एक समायोज्य दबाव सीमित करने वाला वाल्व और सीधे अपशिष्ट, और सहायक वेंटिलेशन की अनुमति देने के लिए एक जलाशय बैग शामिल हैं। श्वास प्रणाली के कई रूप हैं, जिनमें से प्रत्येक में क्रिया के कुछ अलग तंत्र होते हैं। उन्हें पारंपरिक रूप से उस तरीके से वर्गीकृत किया गया है जिसमें प्रणाली आसपास के वायुमंडल से ताजी हवा के साथ बातचीत करती है, और क्या रोगी उन गैसों को फिर से सांस लेता है जिन्हें उन्होंने पहले छोड़ दिया था। हालाँकि, श्वास प्रणालियों को वर्गीकृत करने के लिए कोई अंतर्राष्ट्रीय मानक नहीं है, और "अर्ध-खुला" और "अर्ध-बंद" शब्द विशेष रूप से अमेरिका और ब्रिटिश उपयोग के बीच भ्रम पैदा कर सकते हैं। सटीक रूप से, "परिपथ" शब्द केवल बंद प्रणालियों के मामले में सटीक है जहां सांस लेने वाली गैस एक पूर्ण परिपथ को पूरा करती है। खुली प्रणाली ताजा गैस के स्रोत के रूप में अप्रतिबंधित परिवेशी वायु का उपयोग करती है, जिसमें रोगी के वायुमार्ग और वायुमंडल के बीच कोई सीमा नहीं होती है। विशुद्ध रूप से खुली प्रणालियाँ-उदाहरण के लिए, खुली बूंद तकनीक द्वारा ईथर में भिगोया गया और रोगी के चेहरे के पास रखा गया-पुरातन हैं और अब नैदानिक उपयोग में नहीं हैं। उनके पास कोई जलाशय नहीं है और कोई पुनः श्वास नहीं होता है। सिम्मेलबश मास्क जैसी अर्ध-खुली प्रणालियाँ ताजा गैस स्रोत के रूप में परिवेशी वायु का उपयोग करती हैं, लेकिन इसमें किसी प्रकार का उपकरण या जलाशय शामिल होता है जो वायुमंडल के साथ आंशिक सीमा बनाकर आपूर्ति को प्रतिबंधित करता है। कोई पुनः श्वास नहीं होता है। अर्ध-बंद प्रणालियों की आसपास के वायुमंडल के साथ एक पूर्ण सीमा होती है, और ताजा गैस प्रवाह के लिए एक नियंत्रित स्रोत का उपयोग करते हैं। परिवेशी वायु के सेवन को रोका जाता है, लेकिन अतिरिक्त ताजी गैस आसपास के वायुमंडल में प्रवाहित की जाती है। साँस छोड़ने वाली गैस का आंशिक पुनश्वसन हो सकता है। उन्हें आम तौर पर मेपलसन वर्गीकरण का उपयोग करके उपविभाजित किया जाता है (नीचे देखें)। बंद प्रणालियों की एक पूरी तरह से बंद सीमा होती है जिसके पार कोई गैस प्रवेश नहीं करती है या बाहर नहीं जाती है, जिसका अर्थ है कि पूरी तरह से सांस ली जाती है। सबसे आम उदाहरण वृत्त प्रणाली है। ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी और शरीर विज्ञानी विलियम मेपल्सन ने 1954 में एक वर्गीकरण विकसित किया जिसने अर्ध-बंद श्वास प्रणालियों को ए से ई नामक पांच समूहों में विभाजित किया, जिसमें बाद में छठा समूह एफ जोड़ा गया। इनमें एक जलाशय शामिल है जो प्रणाली और वेंटिलेशन के तरीके के आधार पर ताजा गैस, सांस से निकलने वाली गैस, या दोनों का मिश्रण रख सकता है। वे अपनी दक्षता में भिन्न होते हैं, जिसमें कुछ को कुछ स्थितियों में व्यर्थ उच्च ताजा गैस प्रवाह की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कार्बन डाइऑक्साइड को सुरक्षित रूप से हटा दिया गया है, पुनः सांस लेने से बचना जिससे हाइपरकैप्निया हो सकता है। जिन्हें मेपलसन ए के रूप में वर्गीकृत किया गया है, वे बिना सहायता के निरंतर सहज वेंटिलेशन के लिए सबसे कुशल हैं, जबकि डी, ई और एफ सिस्टम सहायक वेंटिलेशन के लिए अधिक कुशल हैं। मेपलसन ए सिस्टम, जिसे मैगिल सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है, सहज वेंटिलेशन के लिए कुशल हैं, लेकिन नियंत्रित वेंटिलेशन के लिए अक्षम हैं क्योंकि उच्च गैस प्रवाह की आवश्यकता होगी ताकि रोगी को फेफड़ों से निकली हवा में फिर से सांस लेने से बचा जा सके। ए लैक्स सिस्टम मेपलसन ए सिस्टम का एक समाक्षीय संशोधन है। मेपलसन बी और मेपलसन सी प्रणालियाँ अनिवार्य रूप से समान हैं, बी परिपथ में सी परिपथ की तुलना में लंबी नलिकाएँ हैं। वे सहज और नियंत्रित वेंटिलेशन दोनों के लिए अक्षम हैं, क्योंकि उन्हें पुनः सांस लेने से रोकने के लिए उच्च गैस प्रवाह की आवश्यकता होती है। बी सर्किट नैदानिक उपयोग में नहीं है, लेकिन सी सर्किट का उपयोग आमतौर पर रोगी के स्थानांतरण के दौरान और पुनर्जीवन में किया जाता है क्योंकि यह कॉम्पैक्ट है। राल्फ वाटर्स द्वारा विकसित वाटर बैग में एक सी प्रणाली शामिल है जिसमें सोडा चूने के अवशोषण कनस्तर के साथ सांस से निकलने वाली कार्बन डाइऑक्साइड को हटाया जाता है, जिसका अर्थ है कि सांस से निकलने वाली गैसों को सुरक्षित रूप से फिर से सांस ली जा सकती है। पुनः श्वास को रोकने के लिए उच्च गैस प्रवाह की आवश्यकता के कारण मेपलसन डी प्रणाली सहज वेंटिलेशन के लिए अक्षम हैं, लेकिन नियंत्रित वेंटिलेशन के लिए कुशल हैं। एक बैन प्रणाली मेपलसन डी प्रणाली का एक समाक्षीय संशोधन है। मेपलसन ई प्रणाली, जिसे आयर के टी-पीस के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग बच्चों के लिए संज्ञाहरण में किया जाता है। जलाशय में नलिकाओं की लंबाई होती है; यदि यह छोटी है, तो प्रणाली एक खुली प्रणाली की तरह काम करती है। उनके पास कोई वाल्व या जलाशय बैग नहीं है, जिसका अर्थ है कि उनके पास सहज सांस लेने के लिए कम प्रतिरोध है। वे अक्षम हैं क्योंकि उन्हें उच्च गैस प्रवाह की आवश्यकता होती है। मेपलसन एफ प्रणाली का उपयोग बच्चों के लिए भी किया जाता है, और इसमें एक अनुकूलित मेपलसन ई प्रणाली होती है जिसमें नलिकाओं में एक जलाशय बैग जोड़ा गया है-इसे गॉर्डन जैक्सन रीस के बाद "जैक्सन-रीस संशोधन" कहा जाता है। यह सहज और नियंत्रित वेंटिलेशन दोनों के साथ-साथ निरंतर सकारात्मक वायुमार्ग दबाव के अनुप्रयोग की अनुमति देता है। हम्फ्री एडीई एक बहु-कार्यात्मक श्वास प्रणाली है जिसे ताजा गैस, जलाशय और वाल्व के क्रम को बदलने के लिए एक लीवर को फ़्लिप करके आवश्यकताओं के आधार पर एक प्रकार ए, डी या ई प्रणाली में परिवर्तित किया जा सकता है। इसलिए इसे बच्चों और वयस्कों दोनों में कुशल सहज या नियंत्रित वेंटिलेशन की अनुमति देने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। वृत्त प्रणाली चक्र प्रणाली श्वास प्रणाली है जो एक कार्बन डाइऑक्साइड स्क्रबर और एक तरफा वाल्व की एक श्रृंखला को शामिल करती है, जिसका अर्थ है कि रोगी द्वारा समाप्त गैसों का कार्बन डाइऑक्साइड संचय के जोखिम के बिना पुनः उपयोग किया जा सकता है। इसका मतलब है कि वे ताजा गैस और इनहेलेशनल एनेस्थेटिक एजेंटों का बहुत कुशलता से उपयोग कर सकते हैं, और यदि अपशिष्ट गैस को पर्यावरण में निष्कासित नहीं किया जाता है तो वे बहुत कम प्रदूषण का कारण बनते हैं। इनका उपयोग पूरी तरह से बंद प्रणालियों के रूप में किया जा सकता है, जहां ताजा गैस का प्रवाह ऑक्सीजन और एनेस्थेटिक अपटेक से मेल खाता है, छोड़े गए कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित किया जाता है, और कोई समाप्त गैस नहीं होती है। इनका उपयोग अर्ध-बंद प्रणालियों के रूप में भी किया जा सकता है, जिसमें उच्च गैस प्रवाह होता है, जिसमें कुछ गैस एक्सपिरेटरी वाल्व के माध्यम से बाहर निकलती है। गैस का प्रवाह जितना अधिक होगा, एनेस्थेटिक सांद्रता में परिवर्तन की प्रतिक्रिया उतनी ही तेजी से होगी। पूरी तरह से बंद प्रणाली संवेदनाहारी एकाग्रता में परिवर्तन के लिए बहुत धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करती है। उन्हें गैसों की वांछित सांद्रता के साथ प्रणाली की पूरी मात्रा को प्रमुख करने के लिए एक उच्च प्रारंभिक गैस प्रवाह की आवश्यकता होती है, और रोगियों को जागने की अनुमति देने के लिए समान रूप से उच्च प्रवाह की आवश्यकता होती है। जॉन स्नो ने 1850 में एक बंद परिपथ उपकरण का वर्णन किया। कई वृत्त प्रणालियों का वर्णन 1945 में आर. जे. मिनेट और जॉन गिल्लीज़ द्वारा एनेस्थेटिक्स की पाठ्यपुस्तक के संस्करण में किया गया है।