синдром кесслера что это значит
Публикации в СМИ
Синдром респираторного дистресса взрослых
Синдром респираторного дистресса взрослых (СРДВ) — острая дыхательная недостаточность вследствие различных повреждений лёгких, приводящих к отёку лёгких и гипоксемии. Ключ к диагностике — снижение функциональной остаточной ёмкости лёгких и статической растяжимости лёгочной ткани.
Этиология • Шок любого генеза • Воздействие ионизирующего излучения • Утопление • Аспирация желудочного содержимого • Вдыхание токсических веществ (табачный дым, аммиак, хлор, фосген) • Лимфостаз в лёгких (например, при метастазах опухолей в регионарные лимфатические узлы) • Высотная болезнь • Передозировка ЛС (особенно наркотических анальгетиков) • Панкреатит • Эклампсия • Низкое онкотическое давление плазмы крови • Состояние после кардиоверсии, наркоза, искусственного кровообращения • Почечная недостаточность.
Патогенез • Активированные лейкоциты и тромбоциты скапливаются в виде агрегатов в капиллярах лёгких, интерстиции и альвеолах, выделяя цитотоксические вещества, стимулирующие развитие фиброза и изменяющие реактивность бронхов и сосудов •• Цитокины (фактор некроза опухолей, ИЛ-1, ИЛ-6) •• Компоненты комплемента •• Компоненты свёртывающей системы крови •• Фактор, активирующий тромбоциты •• Активные формы молекулы кислорода •• Лейкотриены C4, D4 и Е4 •• Протеазы нейтрофилов •• Оксид азота •• Тромбоксан А2 и простациклин • Интерстициальное и бронхоальвеолярное воспаление с развитием отёка лёгких вследствие повреждения капилляров вышеперечисленными медиаторами • Разрушение пневмоцитов I типа с обнажением базальной мембраны • Через 72 ч базальная мембрана покрывается пролиферирующими пневмоцитами II типа (синтезирующими сурфактант) • Скопление белков плазмы, клеточный детрит и фибрин формируют в интерстициальном пространстве гиалиновые структуры • В последующие 3–10 сут альвеолярная перегородка утолщается в связи с пролиферацией фибробластов и усиленным синтезом коллагена • Гиалиновые структуры начинают перестраиваться с формированием фиброза интерстициальной ткани.
Патоморфология • Интерстициальный и внутриальвеолярный отёк, воспалительные изменения, отложения фибрина, кровоизлияния и участки ателектазов • Гиалиновые мембраны, внутриальвеолярный фиброз и фиброз интерстициальной ткани • На аутопсии лёгкие тестообразной консистенции, красного цвета.
Клинические проявления не зависят от причины СРДВ.
• Фаза 1 (острого повреждения) — объективные изменения отсутствуют.
• Фаза 2 (латентная фаза) — через 6–48 ч после воздействия причинного фактора •• Тахипноэ •• Гипоксемия •• Гипокапния •• Респираторный алкалоз •• Увеличение альвеолярно-капиллярного градиента pО2.
• Фаза 3 (острая лёгочная недостаточность) •• Тахипноэ •• Рассеянные влажные мелкопузырчатые или сухие хрипы •• Снижение эластичности лёгочной ткани •• Пятнистые диффузные двусторонние облаковидные инфильтраты на рентгенограмме органов грудной клетки.
• Фаза 4 (внутрилёгочное шунтирование, т.е. прохождение крови через капилляры невентилируемых отёчных участков альвеолярной ткани) •• Гипоксемия, неустранимая ингаляцией О2 •• Метаболический и респираторный ацидоз •• Гипоксемическая кома.
Лабораторные данные. Гипоксемия — paO2 60%.
Специальные исследования
• Рентгенография органов грудной клетки •• Многофокусная альвеолярная и интерстициальная инфильтрация •• Границы сердца не расширены •• Выпот в плевральную полость (редко) •• Рентгенологические изменения отстают от функциональных.
• Исследование ФВД •• Все дыхательные объёмы уменьшены •• Уменьшение статической растяжимости лёгких 20 мм рт.ст. — для сердечной недостаточности.
Дифференциальная диагностика • Кардиогенный отёк лёгкого • Пневмония • Бронхиальная астма • ТЭЛА • Гипервентиляционный синдром.
Лечение • Тактика ведения •• Положение больного — на больном боку (при асимметричном процессе) •• Ограничение в рационе количества углеводов во избежание увеличения дыхательного коэффициента — соотношения между количеством образующегося в ходе обменных процессов углекислого газа к кислороду, затраченному на этот обмен в состоянии покоя (в норме 0,82) • Оксигенотерапия • Коррекция сниженного сердечного выброса с помощью переливания жидкости или введения инотропных препаратов — допамин или добутамин, начиная с 5 мкг/кг/мин • Антибиотики — при суперинфекции • Седативные средства • В ходе ИВЛ возможно применение миорелаксантов с целью увеличения дыхательных объёмов и предотвращения баротравмы •• Транквилизаторы •• Курареподобные препараты • Гепарин в дозе 5000 ЕД каждые 12 ч — для профилактики тромбоза глубоких вен • Новые направления •• Введение в лёгкие сурфактанта •• Моноклональные АТ к монокинам, например ФНО •• Управляемая ИВЛ с использованием допустимой гиперкапнии на фоне низких дыхательных объёмов с целью предотвращения баротравмы.
Наблюдение • Мониторинг газов артериальной крови и рН • Установка катетера Суона–Ганца для оценки сердечного выброса, ДЗЛА, paСО2 и paO2 • Ежедневная рентгенография органов грудной клетки для оценки динамики процесса, контроля положения интубационной трубки и исключения баротравмы лёгких.
Осложнения • Ишемические поражения внутренних органов • Пневмосклероз • Кислородная интоксикация и/или баротравма как результат длительной ИВЛ • Суперинфекция, чаще грамотрицательными бактериями.
Течение и прогноз • В период поздней реконвалесценции — снижение диффузионной способности лёгких вследствие фиброза и рестрикции дыхательных путей, сохраняющееся в течение нескольких месяцев • Смертность варьирует от 15 до 90% в зависимости от причины, возраста пациента и поражённых систем.
Сокращения • СРДВ — синдром респираторного дистресса взрослых • ДЗЛА — давление заклинивания лёгочной артерии.
МКБ-10 • J80 Синдром респираторного расстройства [дистресса] у взрослого
Примечания • Статическая растяжимость лёгочной ткани — показатель, выражаемый отношением увеличения объёма лёгочной ткани к увеличению давления воздуха после вдоха • Давление заклинивания — внутрисосудистое давление, измеряемое в то время, когда тонкий катетер продвинут до полной окклюзии им мелкого кровеносного сосуда (или во время пережатия сосуда посредством раздувания небольшой манжеты).
Код вставки на сайт
Синдром респираторного дистресса взрослых
Синдром респираторного дистресса взрослых (СРДВ) — острая дыхательная недостаточность вследствие различных повреждений лёгких, приводящих к отёку лёгких и гипоксемии. Ключ к диагностике — снижение функциональной остаточной ёмкости лёгких и статической растяжимости лёгочной ткани.
Этиология • Шок любого генеза • Воздействие ионизирующего излучения • Утопление • Аспирация желудочного содержимого • Вдыхание токсических веществ (табачный дым, аммиак, хлор, фосген) • Лимфостаз в лёгких (например, при метастазах опухолей в регионарные лимфатические узлы) • Высотная болезнь • Передозировка ЛС (особенно наркотических анальгетиков) • Панкреатит • Эклампсия • Низкое онкотическое давление плазмы крови • Состояние после кардиоверсии, наркоза, искусственного кровообращения • Почечная недостаточность.
Патогенез • Активированные лейкоциты и тромбоциты скапливаются в виде агрегатов в капиллярах лёгких, интерстиции и альвеолах, выделяя цитотоксические вещества, стимулирующие развитие фиброза и изменяющие реактивность бронхов и сосудов •• Цитокины (фактор некроза опухолей, ИЛ-1, ИЛ-6) •• Компоненты комплемента •• Компоненты свёртывающей системы крови •• Фактор, активирующий тромбоциты •• Активные формы молекулы кислорода •• Лейкотриены C4, D4 и Е4 •• Протеазы нейтрофилов •• Оксид азота •• Тромбоксан А2 и простациклин • Интерстициальное и бронхоальвеолярное воспаление с развитием отёка лёгких вследствие повреждения капилляров вышеперечисленными медиаторами • Разрушение пневмоцитов I типа с обнажением базальной мембраны • Через 72 ч базальная мембрана покрывается пролиферирующими пневмоцитами II типа (синтезирующими сурфактант) • Скопление белков плазмы, клеточный детрит и фибрин формируют в интерстициальном пространстве гиалиновые структуры • В последующие 3–10 сут альвеолярная перегородка утолщается в связи с пролиферацией фибробластов и усиленным синтезом коллагена • Гиалиновые структуры начинают перестраиваться с формированием фиброза интерстициальной ткани.
Патоморфология • Интерстициальный и внутриальвеолярный отёк, воспалительные изменения, отложения фибрина, кровоизлияния и участки ателектазов • Гиалиновые мембраны, внутриальвеолярный фиброз и фиброз интерстициальной ткани • На аутопсии лёгкие тестообразной консистенции, красного цвета.
Клинические проявления не зависят от причины СРДВ.
• Фаза 1 (острого повреждения) — объективные изменения отсутствуют.
• Фаза 2 (латентная фаза) — через 6–48 ч после воздействия причинного фактора •• Тахипноэ •• Гипоксемия •• Гипокапния •• Респираторный алкалоз •• Увеличение альвеолярно-капиллярного градиента pО2.
• Фаза 3 (острая лёгочная недостаточность) •• Тахипноэ •• Рассеянные влажные мелкопузырчатые или сухие хрипы •• Снижение эластичности лёгочной ткани •• Пятнистые диффузные двусторонние облаковидные инфильтраты на рентгенограмме органов грудной клетки.
• Фаза 4 (внутрилёгочное шунтирование, т.е. прохождение крови через капилляры невентилируемых отёчных участков альвеолярной ткани) •• Гипоксемия, неустранимая ингаляцией О2 •• Метаболический и респираторный ацидоз •• Гипоксемическая кома.
Лабораторные данные. Гипоксемия — paO2 60%.
Специальные исследования
• Рентгенография органов грудной клетки •• Многофокусная альвеолярная и интерстициальная инфильтрация •• Границы сердца не расширены •• Выпот в плевральную полость (редко) •• Рентгенологические изменения отстают от функциональных.
• Исследование ФВД •• Все дыхательные объёмы уменьшены •• Уменьшение статической растяжимости лёгких 20 мм рт.ст. — для сердечной недостаточности.
Дифференциальная диагностика • Кардиогенный отёк лёгкого • Пневмония • Бронхиальная астма • ТЭЛА • Гипервентиляционный синдром.
Лечение • Тактика ведения •• Положение больного — на больном боку (при асимметричном процессе) •• Ограничение в рационе количества углеводов во избежание увеличения дыхательного коэффициента — соотношения между количеством образующегося в ходе обменных процессов углекислого газа к кислороду, затраченному на этот обмен в состоянии покоя (в норме 0,82) • Оксигенотерапия • Коррекция сниженного сердечного выброса с помощью переливания жидкости или введения инотропных препаратов — допамин или добутамин, начиная с 5 мкг/кг/мин • Антибиотики — при суперинфекции • Седативные средства • В ходе ИВЛ возможно применение миорелаксантов с целью увеличения дыхательных объёмов и предотвращения баротравмы •• Транквилизаторы •• Курареподобные препараты • Гепарин в дозе 5000 ЕД каждые 12 ч — для профилактики тромбоза глубоких вен • Новые направления •• Введение в лёгкие сурфактанта •• Моноклональные АТ к монокинам, например ФНО •• Управляемая ИВЛ с использованием допустимой гиперкапнии на фоне низких дыхательных объёмов с целью предотвращения баротравмы.
Наблюдение • Мониторинг газов артериальной крови и рН • Установка катетера Суона–Ганца для оценки сердечного выброса, ДЗЛА, paСО2 и paO2 • Ежедневная рентгенография органов грудной клетки для оценки динамики процесса, контроля положения интубационной трубки и исключения баротравмы лёгких.
Осложнения • Ишемические поражения внутренних органов • Пневмосклероз • Кислородная интоксикация и/или баротравма как результат длительной ИВЛ • Суперинфекция, чаще грамотрицательными бактериями.
Течение и прогноз • В период поздней реконвалесценции — снижение диффузионной способности лёгких вследствие фиброза и рестрикции дыхательных путей, сохраняющееся в течение нескольких месяцев • Смертность варьирует от 15 до 90% в зависимости от причины, возраста пациента и поражённых систем.
Сокращения • СРДВ — синдром респираторного дистресса взрослых • ДЗЛА — давление заклинивания лёгочной артерии.
МКБ-10 • J80 Синдром респираторного расстройства [дистресса] у взрослого
Примечания • Статическая растяжимость лёгочной ткани — показатель, выражаемый отношением увеличения объёма лёгочной ткани к увеличению давления воздуха после вдоха • Давление заклинивания — внутрисосудистое давление, измеряемое в то время, когда тонкий катетер продвинут до полной окклюзии им мелкого кровеносного сосуда (или во время пережатия сосуда посредством раздувания небольшой манжеты).
Что такое эффект Кесслера, а также когда и к чему приведет столкновение спутников на орбите
Согласно исследованию аналитического центра Chatham House при НАСА с каждым годом проблема космического мусора становится все более актуальной. Из-за увеличения числа спутников на орбите Земли, а также их бесповоротного устаревания, повышается риск их эффекта Кесслера. Рассказываем, что это такое.
Читайте «Хайтек» в
Что такое эффект Кесслера?
Исследование космоса — одно из самых обнадеживающих занятий человечества. Выйдя в великое неизвестное Вселенной, ученые надеются расширить границы нашей Вселенной, найти новые ресурсы и формы жизни, решая при этом многие из земных проблем. Однако существует сценарий, называемый синдромом Кесслера, который может положить конец всем исследованиям космоса и существенно повлиять на нашу повседневную жизнь.
Эффект Кесслера предполагает, что столкновение даже двух крупных орбитальных спутников приведет к образованию тысяч и миллионов осколков, которые разлетятся во всех направлениях, поражая другие спутники и создавая новые осколки. Представьте себе цепную реакцию в ядерном заряде, экстраполированную до масштабов земной орбиты — это и будет эффект Кесслера. Причем сейчас спутников и мусора на орбите гораздо больше, чем в 80-х годах. Если такой гипотетический сценарий станет реальностью, то ближний космос станет непригодным для использования на десятки или даже сотни лет.
В 1978 году ученый НАСА Дональд Дж. Кесслер предположил, что цепная реакция накопления и столкновения космического мусора в конечном итоге сделает космическую деятельность и использование спутников невозможной для нескольких поколений. Он предсказал, что количество объектов, которые люди продолжают запускать на низкую околоземную орбиту (НОО), создаст такую плотную среду над планетой, что неизбежные столкновения в итоге вызовут каскадный эффект. Космический мусор и шрапнель, образовавшиеся в результате одного столкновения, сделают дальнейшие столкновения более вероятными. Когда количество таких событий достигнет критической точки, космический мусор полностью захватит орбитальное пространство.
Возможен ли такой сценарий в будущем?
Что произойдет?
Если цепная реакция взрыва космического мусора все-таки произойдет, орбитальная зона заполнится опасным мусором и космическая программа действительно окажется бы под угрозой. Путешествие, выходящее за рамки НОО, как и запланированная миссия на Марс, станет гораздо сложнее, но возможной.
Если худшие прогнозы эффекта Кесслера сбудутся, то пострадают все службы, которые полагаются на спутники. А именно ключевые аспекты нашей современной жизни s GPS, телевидение, военные и научные исследования.
Раньше эффект Кесслера наблюдался?
НАСА уже наблюдало последствия эффекта Кесслера в 1970-х годах, когда оставшиеся на орбите ракеты «Дельта» начали взрываться, образуя шрапнельные облака. Это вдохновило астрофизика Кесслера предупредить общественность, что есть момент, когда количество обломков на орбите достигнет критической массы. В этот момент начнется каскад столкновений, даже если в космос больше не будет запускаться ничего. И как только начинается цепочка взрывов, она может продолжаться до тех пор, пока орбитальное пространство не очистится.
По оценке Кесслера, чтобы достичь этого потребуется от 30 до 40 лет. НАСА сообщает, что его эксперты предупреждают, что мы уже достигли критической массы на низкой околоземной орбите. По оценкам космического агентства, на НОО сейчас находится полмиллиона кусков космического мусора длиной до 10 см, более 21 тыс. обломков длиной более 10 см и более 100 млн кусков космического мусора размером менее 1 см.
Первое космическое ДТП
Американский космический аппарат Iridium-33 и «Космос-2251», российский военный спутник серии «Стрела», столкнулись на высоте примерно 805 километров над Сибирью в 19.56 мск 10 февраля 2009 года. За два часа до этого математическое моделирование, проведенное негосударственной системой SOCRATES, показало, что два объекта пройдут в опасной близости друг к другу — в 584 метрах. Но в момент сближения «Иридиум» перестал выходить на связь, а затем американские военные увидели на этой орбите облако фрагментов — столкновение произошло.
В 2015 году представитель информационно-аналитического центра Межгосударственной акционерной корпорации (МАК) «Вымпел» сообщил, что последствия первого в истории «космического ДТП» будут влиять на ситуацию в околоземном пространстве еще 20-30 лет.
Как ситуация обстоит сегодня?
На проблему возможной катастрофы на орбите Земли обратили внимание эксперты британского аналитического центра Chatham House, которые опубликовали статью «Satellites: Space, the final war zone». В космосе, как предположили аналитики, может начаться «война всех против всех», которая оставит человечество без спутников.
Вероятность катастрофического для космонавтики развития событий растет по мере появления все новых аппаратов на орбите Земли. Особую опасность создают спутниковые группировки, состоящие из тысяч аппаратов: Starlink, OneWeb, Guo Wang, Project Kuiper и другие подобные. Специалисты говорят, что эффект Кесслера — практически неизбежное будущее, и весь вопрос лишь в том, когда конкретно начнется цепная реакция на орбите.
Например, сейчас на околоземной орбите находится космический мусор общей массой более 7 тыс. тонн. Об этом сообщили в «Роскосмосе».
«Если собрать весь космический мусор, находящийся на орбитах вокруг Земли, получится более семи тысяч тонн, это вес груженого железнодорожного состава из более чем 70 вагонов», — говорится в сообщении госкорпорации.
Ежедневно автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве получает от трех до десяти сообщений о сближениях российских космических аппаратов с потенциально опасными объектами.
Станции слежения за потенциально опасными объектами на орбите Земли находятся в различных уголках планеты.
Грядущий кошмар синдрома Кесслера
Хэллоуин в год пандемии не пир во время чумы, но неизбежно имеет мрачноватый оттенок. А в космосе есть аналог зомби-апокалипсиса, пандемии или еще какого ужаса, в который кто-то из вас мог наряжаться в прошедшие выходные. Синдром Кесслера — это столкновения спутников с эффектом домино: объекты в космосе сталкиваются, порождают космический мусор, который сталкивается с новыми объектами и так по нарастающей. А по-настоящему страшно то, что это наше вполне реальное будущее.
Синдром Кесслера в представлении художника
Все будет плохо
Численное выражение технического прогресса, тот факт, что количество спутников увеличивается, имеет и свою темную сторону. Далеко не каждый аппарат в конце своего срока активного существования культурно уходит на специальную орбиту захоронения, чтобы никому не мешать. Далее, когда спутник отделяется от разгонного блока или последней ступени ракеты носителя, они оба находятся на целевой или переходной орбите, и не всякий разгонный блок затем уходит на свою орбиту захоронения. Особенности конструкции ракет также приводят к тому, что на один запущенный аппарат могут появиться несколько объектов космического мусора. В результате на 2020 год количество отслеживаемых объектов на орбите приблизилось к 21 тысяче.
Изображение NASA ODPO
И расчеты количества космического мусора пессимистичны — спутники и отработанные ступени иногда взрываются (точнее лопаются, когда какой-нибудь бак, в котором сохранилось давление, разрушается) и, пока еще редко, сталкиваются между собой. В зависимости от настроек модели, количество мусора, медленно или быстро, но растет. И важно отметить, что эти модели пока не учитывают развертывание огромных космических созвездий Starlink, OneWeb, Project Kuiper от Amazon и нескольких возможных китайских аналогов.
Расчеты NASA в модели LEGEND
Опасные перекрестки
При всей серьезности грозящей нам опасности увеличения количества космического мусора есть два светлых факта, которые наиболее наглядны как ошибки фильма «Гравитация». Во-первых, не стоит опасаться мгновенного взрывного роста количества космического мусора. Модели показывают постепенный рост числа столкновений спутников на орбите. По расчетам Европейского космического агентства серьезное столкновение объектов на орбите происходит с частотой примерно раз в пять лет. А делающая практически невозможным выведение новых спутников частота в пять столкновений в год ожидается примерно в 22 веке. Во-вторых, подобные столкновения не выбьют все спутники на всех орбитах, в космосе есть как еще сравнительно безопасные трассы, так и очень опасные перекрестки.
Концентрация спутников на определенных орбитах, источник
Низкая околоземная орбита. Ее главное преимущество в том, что, чем меньше высота орбиты, тем быстрее спутник затормозится об остатки атмосферы и сгорит в ее плотных слоях. Для высот до 600 км, в зависимости от площади и массы аппарата, срок может очень сильно разниться, но оценки Европейского космического агентства говорят, что за 25 лет любой мусор сгинет без всякого нашего участия.
Распределение объектов по орбите в модели MASTER Европейского космического агентства
Полярные и солнечно-синхронные орбиты. Орбиты с наклонением в районе 90° и высотой 800-1200 км сейчас являются самым опасным местом в космосе. Во-первых, туда уже успели запустить много спутников — эти орбиты очень удобны для наблюдения за Землей. Далее, орбиты пересекаются над полюсами, где опасность столкновения возрастает многократно, причем столкновение возможно под любым углом, включая лоб в лоб, когда высвободится максимум энергии, и обломки разбросает на самые разные траектории. И, наконец, здесь уже летает мусор от столкновения 2009 года, когда давно сломавшийся советский спутник «Космос-2251» и работающий «Иридиум-33» столкнулись на пересекающихся курсах и образовали 2296 заметных обломков. Собственно говоря, это столкновение и произошло в наиболее вероятном месте — в районе полюса на высоте 789 км. Созвездия спутников сделают это место еще опасней — OneWeb должен будет работать на полярной орбите высотой 1200 км, а в планах Starlink обозначены орбиты высотой 1100, 1325, 1130 и 1275 км, и компанию уже просили ограничиться только аппаратами на высоте 550 км.
Навигационные спутники на средних орбитах. Спутники ГЛОНАСС расположены в трех плоскостях на высоте 19400 км, GPS — 20180, «Бэйдоу» — 21500 и «Галилео» — 23222. Этого достаточно, чтобы сформировать заметные на графиках всплески плотности, но даже с учетом сломавшихся аппаратов вероятность столкновения здесь весьма мала — спутников еще не так много, а места пока хватает.
Геопереходные орбиты. Заметные на графиках всплески плотности дают геопереходные орбиты, на которых остаются последние или предпоследние ступени ракет, выводящих спутники на геостационарные орбиты. Разная требуемая характеристическая скорость (delta-V) дает аж три заметных группы — с Байконура, мыса Канаверал и Куру. Здесь нет живых аппаратов, только старый мусор, и пока что вероятность столкновения сравнительно невелика.
Объекты на орбите, изображение NASA
Геостационарная орбита. Очень удобная для работы спутников-ретрансляторов и метеорологических аппаратов, наблюдающих за целым полушарием, поэтому там сравнительно много спутников, а то, что она давно используется, означает, что и старого сломанного мусора там хватает. Силы, которые оказывают возмущающее воздействие на орбиту и требуют расхода топлива на ее поддержание, здесь в своеобразном смысле помогают «убрать мусор» — оставшиеся без топлива или сломавшиеся аппараты Луна постепенно утаскивает на орбиту с наклонением 15°, а небольшая асимметрия Земли размещает мусор в районе одной из двух равновесных точек. Но здесь встречаются объекты на орбите с высоким эксцентриситетом (вытянутые, не круговые), поэтому возможны столкновения с относительной скоростью до 4 км/с. Еще здесь есть своя орбита захоронения чуть выше, и все большая доля спутников доживает до исчерпания топлива, затрачивая его последние капли на цивилизованный уход на кладбище. Также уникальность геостационарной орбиты в том, что здесь реально может работать специальный спутник-мусорщик (который, например, на полярной орбите мог бы наводить порядок только в аппаратах, летающих в одной плоскости).