简易呼吸器通气效果影响因素及改良研究进展*

李冬梅 综述，杨相梅 审校

(重庆医科大学附属第一医院呼吸与危重症医学科，重庆 400016)

简易呼吸器(球囊面罩)也称皮球、气囊或呼吸囊，是临床最为简单的人工呼吸装置[1]，因其具有结构简单、使用方便、便于携带、无需电源或氧源、成本低廉等特点，在临床工作中被广泛应用。在实行心肺复苏术、需要呼吸支持的患者院内转运、呼吸困难患者插管前通气、机械通气患者人工膨肺吸痰、麻醉机故障紧急通气或呼吸机短暂代替等多种情况下，简易呼吸器能有效纠正低氧血症，改善患者呼吸功能，是进行人工通气的有效手段[2-3]。但影响简易呼吸器通气效果的因素众多，且过度通气会造成患者误吸、反流，严重时会导致窒息或死亡[4]。本文旨在通过对简易呼吸器通气效果的影响因素及其改良进展进行综述，以期为学者开展相关研究提供客观的科学依据。

1 使用简易呼吸器进行心肺复苏术时的通气策略

人工通气是抢救呼吸衰竭或心脏骤停患者的重要临床技能。简易呼吸器仍然是院前或院内紧急情况下通气的首选和最简便的方法[5]。根据2015年美国心脏协会心肺复苏相关指南中对通气的推荐意见，对于简易呼吸器通气的患者，应给予每公斤体重6～7 mL的潮气量，保持每分钟8～10次的通气频率。对于建立高级气道的患者,应该每6秒进行1次人工通气(10次/分钟)，同时持续心脏按压[6-8]。在使用简易呼吸器进行通气时，救援人员根据患者胸廓的起伏情况来判断通气是否有效[7]，同时观察患者嘴唇与面部颜色的变化。目前，在心肺复苏时是否需要监测分钟通气量、峰压、潮气量等参数，相关指南没有推荐，但是许多研究用这些指标来检验新开发的通气设备的合理性。除此之外，一些研究还关注了患者血流动力学改善情况、抢救成功率及复苏后并发症发生情况[8-9]。

2 简易呼吸器通气效果的影响因素

尽管简易呼吸器看起来相对简单易用，但即使是经过高级培训和经验丰富的操作人员仍然很难正确使用[10]，操作时经常导致分钟通气量不足或过度通气[11-12]。简易呼吸器的通气效果高度依赖于患者和操作者相关因素，其中患者相关因素包括年龄、肥胖、胡须、无牙、解剖学差异、颌骨突出和面部外伤；操作者因素包括手的大小、握力、性别、身体状况、工作经验、参加培训、操作时分心和应对压力的技巧。这些因素都会影响简易呼吸器的通气效果[7]。

2.1患者因素 YILDIZI等[13]调查了576例行择期手术的全身麻醉成年患者,并在术中记录了患者面罩通气不足的表现，包括严重气体泄漏、胸廓无起伏、血氧饱和度下降等情况，多因素分析结果显示，体重、年龄、男性、Mallampati分级越高、打鼾史、无牙和有胡须等因素与通气不足相关。KHETERPAL等[14]在24个月中收集了22 660例尝试面罩通气患者的数据，结果发现，患者下颌受限、异常颈椎活动、睡眠呼吸暂停、打鼾、肥胖等因素与面罩通气不足相关。

2.2操作者因素 青华等[15]调查186名急诊护士心肺复苏技能掌握情况时发现，简易呼吸器的按压无移位率和手法固定准确率分别为33.3%、8.6%。人工操作的简易呼吸器位置固定的不准确，会导致漏气引起潮气量偏差，最终影响有效通气。年龄越大、工龄越长、工作经验越丰富更能提高通气质量。杨一丹等[16]研究发现，人工操作简易呼吸器时常出现挤压气囊的频率过快，造成潮气量过大等问题。王颖等[17]研究显示，不同手型对挤压简易呼吸器所产生的潮气量也不同，其中小手单手挤压几乎都达不到400 mL，大手单手挤压产生的有效气体量为520～650 mL，中手单手挤压为435～635 mL；而且不同挤压方式产生的有效气量也不同，其中大手、中手五指伸展状态产生的有效气量明显高于五指一般分开状态，小手双手产生的有效气量明显高于五指一般分开和伸展状态。因此，不同手型、不同挤压方式及使用不同的简易呼吸器所产生的有效气量各不相同，有可能导致患者通气不足或过度。医务人员对周围环境的熟悉程度、嘈杂的环境、有无干扰因素的情景也会影响通气效果[18-19]。覃碧云等[20]研究显示，在院前急救过程中，医务人员少、路途颠簸、抢救空间过于狭小等诸多不利因素都会影响简易呼吸器使用。

3 提高简易呼吸器通气效果的研究进展

为了避免操作者在使用简易呼吸器时发生通气不足或过度通气的情况，减少患者误吸、反流或窒息的发生，研究者致力于改良简易呼吸器的使用手法来减少面罩的漏气量、改良简易呼吸器本身或研发新设备来提高简易呼吸器通气时输送潮气量的精准性。

3.1改良简易呼吸器的使用手法 为改善通气效果，SOLEIMANPOUR等[21]比较了对模型通气时传统EC手法、大鱼际固定面罩法、大鱼际面罩固定法(惯用手)-EC手法(非惯用手)、EC手法(惯用手)-大鱼际面罩固定法(非惯用手)4种手法使用简易呼吸器时所产生的潮气量，结果显示，新手采用EC手法(惯用手)-大鱼际面罩固定法(非惯用手)更能成功产生心肺复苏时所需要的潮气量，但有经验的医务人员用这4种手法进行通气时效果没有显著差异。STRZELECKI等[22]将一种新的面罩固定方法LASOO(Lift、Apply、Slide、Oppose、Observe)与传统EC手法进行对比，以确定在技能实验环境中向新手授课时，二者在潮气量方面是否有差异。该研究结果显示，新手使用LASOO手法时比使用EC手法时能产生更多的平均潮气量(320 mLvs.304 mL)。但这些研究只针对实验技能授课，没有外推至临床，缺乏有效的说服性。为了提高简易呼吸器的通气效果，研究者们不仅要从面罩持握手法上寻求改良，同时也要重视对医务人员的操作考核和理论培训，以期能重视操作细节、熟练掌握动作要领。顾月群等[23]研究显示，在简易呼吸器通气技能培训后，随着时间的延长，护士的技术保留会进行性下降，再培训周期不宜超过6个月。强化护士培训及考核频次是简易呼吸器通气技术熟练性的保证。

3.2对现有简易呼吸器进行改良 NEHME等[24]试图优化简易呼吸器的尺寸和形状来提高通气质量。根据《2005国际心肺复苏指南》规定的8～10次/分钟的通气频率和每分钟6～7 mL/kg的潮气量，该研究要求70名有300 h临床实习经验的莫纳什大学的大三护理学生分别用容量为1 600 mL或1 000 mL的简易呼吸器对体重为80 kg的模拟心脏骤停的模型进行通气。通气结果显示,采用1 000 mL容量的简易呼吸器时，提供不恰当潮气量和通气频率的人数分别降低了27%和23%。由此可见，即使对简易呼吸器进行最简单的更改，也可以优化人工通气的效果。

CHO等[25]在传统简易呼吸器上绘画了图形来规定手指的放置，使用时大拇指和中指轻轻触碰后松开皮囊，以期望产生500～600 mL的潮气量。83名参与者对模型进行通气，结果显示,改良后的简易呼吸器更能提供稳定的潮气量。但是参与人员包含医生、护士、消防救援人员，他们对急救技能的掌握能力不同，且每个人的手型大小不尽相同，最终会影响结果。在此基础上，LIM等[26]研制了带有通气频率报警装置的简易呼吸器，该装置发出滴答声提示操作者时间过去1 s，每隔6 s则会发出嗡嗡声，以此来保证心肺复苏时每分钟进行10次通气的需求。该研究结果显示，急救人员对模型使用改良后的简易呼吸器能提供更稳定的通气频率，但是该设备不能识别通气时有无潮气量泄漏，通气不足或过度通气等情况。

ZOBRIST等[27]设计了一款镶嵌在球囊内的内置集成式手柄简易呼吸器，其设计理念是单人使用简易呼吸器时，一手向下用力紧扣面罩，一手挤压球囊，手柄在被挤压的同时产生向下的力，在双向压力的作用下保证面罩的密闭性，从而提高潮气量。70名医务人员对模型进行实验，平均潮气量提高了90 mL，80%的受访者表示更愿意使用改良后的装置。但是一味单纯强调提高潮气量会导致过度通气，过高的压力会造成面部皮肤损伤，过度用力按压面罩可能会使患者下颌下压导致阻塞气道。随后他们将手柄置于球囊外侧，并进行随机交叉实验，结果显示,该设备并没有提高平均潮气量，且超过一半的参与者不会倾向使用此设备。黄俊俊等[28]对传统的简易呼吸器进行了改进，设计了一种既能防止面罩漏气，又可以对面罩给氧进行定量给氧的简易呼吸器。该装置由4部分组成：头颈部支架、面罩固定器、球囊按压装置、测压仪。但是该装置只停留在研究设计阶段，没有生产样品进行验证，其临床意义不能验证。

3.3研发新设备 WAGNER-BERGER等[29]研发了一款新型基于压力响应式气体流量的简易呼吸器装置，该装置在提供足够潮气量的同时，可显著降低吸气流速和气道压力峰值。新装置里有特殊的压力响应阀，当操作者感到挤压球囊的阻力越来越大时，表明存在过度通气；其次，如果流速过快，压力响应阀的颜色指示器会在视觉上进行提示。该研究评估了传统简易呼吸器与该装置对常规麻醉诱导成年患者呼吸力学的影响，结果显示，该设备可将最大吸气流速从传统简易呼吸器的120 L/min降至40 L/min，从而显著降低吸气流速和气道峰值压力，同时提供足够的潮气量。但是，该研究在全身麻醉插管的无呼吸道疾病的患者中验证，患者插管前会预充氧，因此无法确定此研究结果是否可以外推至心脏骤停的患者或其他有呼吸系统疾病的患者，并且结局指标没有包括动脉血气指标，无法客观评价其通气效果。

ABDO等[30]开发了一款人工通气时的非侵入性通气反馈装置，该设备可镶嵌进任何类型的复苏器，如面罩、气管插管，然后检测人工通气时的参数，包括潮气量、呼吸频率，并在屏幕上提供有关通气质量的直接反馈，当通气错误时会提供视觉和听觉的警示。研究者招募了40名医务人员对模拟呼吸骤停的人体模型通气，参与者在使用或不使用通气反馈装置的情况下以随机顺序对人体模型通气5 min，其中一组通过面罩通气，另一组通过气管导管通气。该研究结果显示，面罩组通气成功率从15%提升到90%，气管插管组从15%提高到85%。但是该设备不能检测单次通气时的吸气和呼气时间及气道峰值压力。

BENNETT等[31]生产了一款实时反馈设备--增强型婴儿复苏器，可用于培训护理人员。该装置被安装在呼吸面罩和球囊之间，其设计目的是在通气过程中识别泄漏、阻塞和不适当的呼吸频率。实时反馈装置可测量通过简易呼吸器传递的流量、压力、通气频率，该装置用算法通过一个简易界面提醒操作者在操作时出现的空气泄漏、阻塞及错误通气频率等情况。该设备还记录使用时的通气参数数据，培训人员和操作者可查看这些参数的记录，并确定哪些变量有助于特定的训练或实际复苏事件。该设备可预防通气不足导致的并发症，也可降低因操作不当而导致的不必要的死亡率。但是，该研究存在的如下问题：(1)仅验证了增强型婴儿复苏器在婴儿模型中的通气效果，其功能尚未在临床实践中评估，并且测试的是样机而不是面向市场的产品，样机针对的是儿童而不是成人；(2)未评估使用者和该装置间的交互，而临床医生正确使用该设备的能力需要进行评估；(3)测试的是肺部模型而非临床患者。

4 小结与展望

简易呼吸器结构简单，在临床工作中用途广泛，但操作时易受多种因素影响，往往不能产生理想的通气效果，从而导致患者误吸、气压伤、肺炎、窒息或死亡的发生[32]。为提高通气效果，增加抢救成功率，研究者致力于改良简易呼吸器的使用手法来减少面罩的漏气量、优化现有的简易呼吸器或研发新设备来提高人工通气时潮气量和呼吸频率的精准性。但是仅仅只局限于这2个指标是不够的，还应关注通气时的气道峰值压以此避免因胃食管扩张反流引起的严重后果。上述研究均在人体模型上实验，没有考虑实际心肺复苏时心肺的交互情况，在临床实践中还应考虑气道通畅情况和肺组织顺应性。值得注意的是，对改良简易呼吸器的研究大多来自国外。