Петербургский врач 4 (СИ), стр. 13

Баротравма. Воздух выходит в плевральную полость. Пневмоторакс. Фельдшер, который пытался спасти человека, убил его.

Круг замкнулся. Инструмент должен быть большим, чтобы работать. И большим он быть не может, чтобы не убить.

Между мешком и легкими пациента должен стоять барьер. Безжалостный и безотказный. Клапан, который сбросит смертельный для человека излишек давления в атмосферу.

Идея проста: пружина, которая удерживает заслонку закрытой, пока давление в системе не достигнет критического порога. Как только порог превышен, пружина сжимается, заслонка отходит, и излишки воздуха стравливаются через боковые прорези. Со свистом. Чтобы фельдшер услышал и ослабил руку.

Критический порог я определил в сорок сантиметров водного столба. Выше этого давления начинается повреждение альвеолярной ткани у здорового человека. У раненого с контузией грудной клетки порог ниже, но сорок сантиметров, это разумный компромисс для универсального устройства.

Нарисовал клапан в разрезе. Корпус латунный, разборный. Две половины на резьбе. Внутри тарелочка на штоке. Под тарелочкой пружина. Четыре прорези по бокам корпуса, в нормальном положении закрытые тарелочкой. При превышении давления тарелочка опускается, прорези открываются, воздух выходит.

Разборный корпус, это важно. В полевых условиях аппарат надо кипятить. После каждого пациента, в идеале. Корпус разбирается, промывается, собирается. Три минуты.

Материал пружины. Вот здесь я задумался надолго.

Сталь? Отличная упругость. Дешевая. Доступная. Но после первого кипячения покроется ржавчиной. После третьего потеряет упругость. После пятого сломается. В госпитальных условиях, где аппарат кипятят ежедневно, стальная пружина проживет неделю.

Нет, не сталь.

Латунь мягкая, не годится для пружин. Медь тоже. Нужен сплав, который держит упругость, не боится воды, пара, многократного кипячения и при этом доступен.

Фосфористая бронза. Медь с оловом и небольшой добавкой фосфора. Сплав, который применяют в судовых механизмах, где постоянная влага, соленая вода, перепады температур. Пружины из фосфористой бронзы стоят в корабельных клапанах и работают годами. Балтийский завод точно имеет этот сплав в номенклатуре. Сделать из него пружину для крохотного клапана, задача на полдня для любого слесаря-инструментальщика.

Окинул взглядом чертеж. Клапан получился компактный, размером с наперсток. Корпус ввинчивается в патрубок мешка между баллоном и трубкой.

Красиво и надежно.

Но недостаточно.

Предохранительный клапан решает только одну задачу: не дает вкачать в легкие лишнее. Но у легких есть вторая фаза. Выдох. Пациент без сознания не может выдохнуть сам, если мешок в этот момент перекрывает ему путь наружу. Точнее, у него есть упругость грудной клетки: ребра сжимаются обратно и выталкивают воздух из легких, это пассивный выдох. Но куда этому воздуху деваться?

Если путь один, обратно через тот же патрубок в мешок, то мешок после выдоха окажется наполнен отработанным воздухом из легких. Углекислота, водяной пар, минимум кислорода. Фельдшер снова сожмет мешок и вгонит в пациента его же собственный выдох. Потом еще раз. И еще. С каждым циклом содержание кислорода в этой замкнутой системе будет падать, а углекислого газа, расти. Через несколько минут пациент задохнется, хотя грудная клетка у него будет исправно подниматься и опускаться.

Значит, нужны два отдельных пути. Один для вдоха, другой для выдоха. Воздух из мешка должен идти в легкие и только в легкие, а выдыхаемый воздух из легких должен выбрасываться наружу, в атмосферу, и ни в коем случае не возвращаться в мешок. Два однонаправленных клапана.

Первый, впускной. Стоит между мешком и патрубком трубки. Когда фельдшер сжимает мешок, давление открывает клапан, и свежий воздух идет к пациенту. Когда фельдшер отпускает мешок и тот расправляется, клапан захлопывается. Мешок набирает воздух через заборное отверстие сзади, а не высасывает его обратно из легких.

Второй клапан, выпускной. Порт выдоха. Расположен рядом с впускным, на той же муфте, между патрубком трубки и предохранительным клапаном. Маленькое отверстие, прикрытое легкой резиновой мембраной. Когда мешок нагнетает воздух, давление прижимает мембрану к отверстию, и весь поток идет в легкие. Когда нагнетание прекращается и грудная клетка начинает пассивно сжиматься, давление в легких становится чуть выше атмосферного. Мембрана отходит, и выдыхаемый воздух свободно выбрасывается наружу.

Таким образом: фельдшер сжал мешок, впускной клапан открылся, свежий воздух пошел в легкие. Фельдшер отпустил мешок, впускной клапан закрылся, мешок засосал свежий воздух через заборное отверстие сзади. Грудная клетка пассивно сжалась, выпускной клапан открылся, отработанный воздух вышел наружу.

Замкнутого контура нет. Каждый вдох свежий.

Нарисовал всю конструкцию в сборе. Овальный мешок полтора литра. Спереди, латунная муфта с двумя клапанами и предохранителем. Патрубок для S-образной трубки. Сзади, заборное отверстие с легким лепестковым клапаном, чтобы мешок набирал воздух только снаружи.

Впускной клапан, простейшая конструкция. Тонкий резиновый диск на латунном штифте. Давление мешка отжимает диск от седла, воздух проходит. Давление со стороны пациента прижимает диск к седлу, обратного хода нет. Никаких пружин, никаких сложных деталей. Резиновый диск, латунная шайба, штифт. Все.

Выпускной клапан еще проще. Кусок тонкой резины, прикрывающий отверстие в стенке муфты. Когда идет нагнетание, давление прижимает резину к отверстию. Когда пациент выдыхает, малейший избыток давления отгибает резину, воздух уходит. Ничего не заклинит, нечему ломаться.

Стоп. А как мешок будет расправляться?

Я замер, глядя на ровный овал на бумаге. Обычная резина, вроде той же футбольной камеры, сама форму не держит. Выжмешь из нее воздух — и она останется лежать в руке плоским блином, пока не растянешь пальцами.

Внутрь проволоку совать нельзя — прорвет резину изнутри. Значит, каркас должен быть наружным.

Быстро набросал поверх мешка две тонкие дощечки. У передней латунной муфты соединил их простым шарниром. Между дощечками, в задней части — стальная пружина на разжим. Саму резину нужно будет намертво приклеить к дереву.

Получилось нечто вроде кузнечных мехов. Врач давит ладонью на верхнюю дощечку, сминая резину и преодолевая сопротивление пружины. Воздух с силой уходит в легкие. Стоит отпустить руку — пружина мгновенно раскидывает створки каркаса в стороны. Дощечки тянут за собой приклеенные стенки, мешок с жадным всхлипом вдыхает новую порцию воздуха через клапан.

Положил карандаш. Посмотрел на чертеж целиком.

Ни одна из деталей не содержит ничего сложнее резинового диска и латунной шайбы. Любой уездный слесарь соберет аппарат за день. Любой полковой фельдшер освоит его за десять минут.

Откинулся на стуле. За окном кто-то пьяно запел и замолк. Не местный. В нашем доме алкоголиков вроде нет.

Но проблема в том, что любой механизм ломается. Клапан может забиться. В полевых условиях, грязь, кровь, рвотные массы. Тарелочка залипнет, пружина заклинит, и мешок превратится обратно в ту самую бомбу. Защитная автоматика не заменяет обученных рук.

Фельдшер должен чувствовать, сколько воздуха он вдувает. Не по манометру, не по свистку клапана, а руками. Мышечная память. Как хирург чувствует сопротивление ткани через скальпель, так фельдшер должен чувствовать сопротивление легких через стенку мешка. Для этого нужна тренировка. Много тренировок. Нужен тренажер.

Взял новый лист.

Тренажер должен имитировать сопротивление грудной клетки. То есть нужен замкнутый объем с упругой стенкой.

Нарисовал герметичный бак, литров на пять. Внутрь бака помещена эластичная резиновая камера. Камера выведена наружу через стенку бака трубкой. К трубке подсоединяется дыхательный мешок.

Когда фельдшер сжимает мешок, воздух по трубке идет в камеру. Камера начинает раздуваться внутри бака, сжимая воздух в замкнутом пространстве вокруг нее. Чем больше воздуха нагнетается, тем сильнее сопротивление. Примерно так ведут себя здоровые легкие в грудной клетке: упругая ткань внутри жесткого каркаса.