定压控制通气模式下有创呼吸机峰值压力差异对重症患者的潜在风险分析

王建国

定压控制通气模式下有创呼吸机峰值压力差异对重症患者的潜在风险分析

王建国①

目的：通过测试分析不同品牌型号的有创呼吸机在定压控制通气模式下的气道峰压，揭示其气道峰压的差异以及由此可能对重症患者造成的潜在威胁。方法：利用呼吸阻力和顺应性可调的成人模拟肺作为有创呼吸机的负载，测试各品牌型号呼吸机在定压控制通气模式下的气道峰压。结果：通过分析发现，各品牌型号有创呼吸机其气道峰压在定压控制通气模式下存在差异。结论：对重症患者而言，如果忽视各品牌型号有创呼吸机之间的气道峰压差异，将有可能对重症患者造成潜在威胁。

有创呼吸机；定压控制通气；气道峰压

王建国,男,(1968- ),硕士，高级工程师。首都医科大学附属北京胸科医院医学工程部，从事医疗和科研设备的技术支持、维护及高新技术的引进。

[First-author’s address]Department of Medical Engineering, Beijing Chest Hospital of Capital Medical University, Beijing 101149, China.

自2003年“SARS”以来，由于有创呼吸机在抢救重症呼吸衰竭患者过程中所起的特殊作用而备受各大医院高度重视[1]。随着各大医院配置的有创呼吸机数量及品牌型号的急剧增加，各品牌型号呼吸机之间存在着差异，这些差异会给重症患者带来潜在的风险。因此，本研究组对医院现有4个品牌5个型号的有创呼吸机进行了定压控制通气模式下气道峰值压力的差异分析，并将分析结果及时反馈给临床，以便降低同一重症患者使用不同品牌呼吸机时可能发生的潜在风险[2]。

1 有创呼吸机

有创呼吸机是通过气管插管或气管切开的方式抢救或治疗呼吸功能不全或呼吸衰竭患者的一种机械通气设备[3-4]。定压控制通气模式，即呼吸机按照设定好的呼吸频率、吸气时间及吸入氧浓度在吸气相保持气道为设定好的恒定压力，此时呼气末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)设为零。潮气量为1次吸入或呼出的气体量[5]；气道阻力为单位流量内气道所能够产生的压力值[6]；肺顺应性就是单位压力改变时所引起的肺容积变化[7-8]。

2 有创呼吸机测试对象、工具及方法

2.1 测试对象

本次测试4个品牌5个型号的呼吸机分别是美国Tyco的PB840、德国Drager的Ⅱdura、瑞士Hamilton的G5、美国Bird的Vela、Tbird，并随机以A、B、C、D、E为代码代表上述的5个机型。

2.2 测试工具

本测试分析中主要检测设备为可调模拟肺[9]和呼吸机检测仪，其中模拟肺采用瑞典imtmedical公司的SmartLung成人模拟肺[10]。该模拟肺可模拟从婴儿到成人的肺顺应性和气道阻力[11]。气道阻力有4档可选，分别为5、20、50和200 mbar/L•s-1；肺顺应性有4档可选，分别为10、15、20和30 ml/mbar。呼吸机检测仪采用瑞典ALK的呼吸/麻醉综合检测仪—FlowAnalyserTM。该检测仪可以测量Vti/Vte(吸入/呼出潮气量)，其测量范围为±10 L，同时可测峰值压力Ppeak、平均压Pmean、平台压Pplateau以及PEEP，其测量范围为0～150 mbar。

2.3 测量方法

各呼吸机均工作在定压控制通气模式下，且相关设置参数为呼吸频率(f)[12]；吸气时间(Tinsp)；吸入氧浓度O2(%)，PEEP设为零；气道压力的调节顺序按照从小到大的顺序进行调节且依次为5、10、15和20 cm H2O。由于行机械通气的重症患者其呼吸系统的变化主要体现在气道阻力和肺顺应性的变化上，因此，模拟肺也主要模拟该两项指标，考虑到测量中的前后影响，该测量中肺顺应性按照由大到小的顺序调节，气道阻力按照由小到大顺序调节，且顺应性和气道阻力的调节顺序应该对所有呼吸机来说是相同的[13-14]。具体调节顺序如下：按照由大到小的顺序依次设置顺应性为30、20、15和10 ml/mbar；在某一设置顺应性的状态下，按照由小到大的顺序依次设置；呼吸阻力为5、20、50和200 mbar/L•s-1；直到4档顺应性均设置完毕。

3 依据测试数据绘制的典型曲线及曲线分析

3.1 测试数据绘制的典型曲线

设置气道峰压数据后实测气道峰压二维图如图1、图2所示。

图1 设置气道峰压—实测气道峰压的二维图

图2 设置气道峰压—实测输出潮气量的二维图

3.2 典型曲线分析

(1)在图1a～d二维图中，5个型号的有创呼吸机在设置相同的气道峰值压力情况下，其实测气道峰值压力存在差异，且各机型随着设置气道峰值压力的增加，其实测峰值压力的差异越来越大，最大相差5 cm H2O。

(2)在图2a～f中5个型号的有创呼吸机在设置相同的气道峰值压力情况下，其实测输出潮气量存在差异，这些差异的产生其根本原因是由于实测气道压力的差异造成的。

4 气道压力差异对重症患者的潜在危害

虽然上述5个型号的有创呼吸机按照国家计量技术规范JJF1234-2010“呼吸机校准规范”的检测均在误差范围内[6]。但由于各型号呼吸机之间存在气道峰值压力的差异，且最大差异达到5 cm H2O，这种差异会对行定压控制通气的重症患者造成潜在的危险，其临床上可能造成的风险如下所述。

(1)在设置参数相同的情况下，当实测气道峰值压力低的呼吸机为重症患者行定压控制通气出现故障而更换为实测气道峰值压力高的呼吸机时，由于两机型之间的气道峰值压力差异，可能使肺泡周围毛细血管的压力达到或＞40 mm Hg，这时会出现气压伤，可引起内皮及上皮损伤[16-17]。

(2)在设置参数相同的情况下，实测气道峰压的不同会引起输出潮气量的变化，当实测输出潮气量高的呼吸机为重症患者行定压控制通气出现故障而更换为实测输出潮气量低的呼吸机时，由于两机型之间实测输出潮气量的差异，有可能会出现通气不足的现象，血氧浓度下降、CO2储留等。

5 结语

由于各品牌型号呼吸机之间在定压控制通气模式下实测气道峰值压力之间存在差异，因此相关工程技术人员应定期对医院在用呼吸机设置气道峰值压力与实测气道峰值压力进行横向检测比较，并将相关数据的比较结果及时反馈给临床科室，使临床医生根据实测气道峰值压力之间的差异，在更换呼吸机时及时调整设置气道峰值压力参数或更换差异比较小的呼吸机，从而尽可能减少由于不同品牌型号呼吸机压力差异给重症患者造成的不必要损伤[8，17]。

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Analysis on potential risk of critical patients due to the difference of airway peak pressure of invasive ventilator in pressure controlled ventilation mode/

WANG Jian-guo// China Medical Equipment,2014,11(9):40-42.

Objective:To reveal the difference of airway peak pressure of different brands and models invasive ventilator in our hospital through test and analysis, and reveal that the difference might bring potential threat to the critical patients.Methods:Using adult simulated lung with adjustable respiratory resistance and compliance as the load of invasive ventilator to measure airway peak pressure of invasive ventilator in constant pressure controlled ventilation mode.Results:The results showed that the measured ventilators surely have differences in airway peak pressure in constant pressure controlled ventilation mode.Conclusion:For severe patients, if we ignore the peak airway pressure difference between invasive ventilators, there may be a threat to the critical patients.

Invasive ventilator; Pressure controlled ventilation; Airway peak pressure

1672-8270(2014)09-0040-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.09.014

2014-01-28

①首都医科大学附属北京胸科医院医学工程部 北京 101149