Vertailu nielun hapen toimituksesta eri happimaskeilla

Happiterapialla tarkoitetaan hapen antamista suurempina pitoisuuksina kuin huoneilmaa. Uusimpien American Association for Respiratory Care Clinical Practice Guidelines -ohjeiden mukaan lisähapen käyttöaiheita ovat hypoksemia, vakava trauma, akuutti sydäninfarkti, lyhytaikainen hoito ja leikkauksen jälkeinen toipuminen. Vaikka happiterapialla on vain vähän vasta-aiheita, mahdollisia komplikaatioita on olemassa, mukaan lukien hengityslama hyperkarbisilla potilailla, imeytymisatelektaasi ja happitoksisuus (erityisesti joillakin potilailla, jotka saavat tiettyjä kemoterapeuttisia aineita). Spontaanisti hengittävällä hypoksemiapotilaalla, jolla ei ole endotrakeaaliputkea, on tärkeää pystyä kuljettamaan suuria happipitoisuuksia, jotta voidaan joko välttää intubaatio tai silta intubaatioon. Saatavilla on useita hapensyöttölaitteita, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia, jotka tekevät niistä hyödyllisiä eri tilanteissa.

Vaihtelevan suorituskyvyn (pienivirtaus) järjestelmät: Matalavirtauslaitteet ovat teholtaan vaihtelevia, koska toimitetut virtausnopeudet ovat pienemmät kuin potilaan sisäänhengityksen huippuvirtausnopeus (PIFR) ja laitteiden ympäriltä kulkeutuva huoneilma laimentaa happea. Korkeampi PIFR (esim. hengitysvaikeus) johtaa vaihtelevan suorituskyvyn laitteen kautta toimitetun FiO2:n laskuun. Hiilidioksidin uudelleenhengittäminen on mahdollista myös matalavirtausmaskeilla alhaisemmilla happivirtausnopeuksilla. Muuttuvan suorituskyvyn järjestelmiä ovat nenäkanyyli, yksinkertainen maski, osittainen uudelleenhengitysmaski ja ei-uudelleenhengittävä maski.

Nenäkanyyliä käytetään yleisesti vakailla potilailla, koska ne ovat mukavampia, vähemmän ärsyttäviä ihoa ja vähemmän ahdistusta aiheuttavia kuin naamiot; ne antavat myös potilaan syödä, puhua ja käyttää kannustava spirometria. Nenäkanyyli voi tuottaa 24-40 % FiO2:ta virtausnopeuksilla jopa 6 l/min. Yksinkertaista maskia käytetään yleensä välittömästi leikkauksen jälkeisessä lisähapessa. Useat pienet reiät maskin molemmilla puolilla sekä epätäydellinen tiiviste mahdollistavat huoneilman kulkeutumisen ja uloshengitysilman poistumisen maskista. Yksinkertaiset naamarit voivat tuottaa 35-50 % FiO2:ta virtausnopeuksilla 5-10 l/min.1 Pitkäaikainen naamioiden käyttö voi aiheuttaa ihoärsytystä ja painehaavoja. Osittainen uudelleenhengitys koostuu yksinkertaisesta maskista, jossa on säiliöpussi ja tuottaa 40-70 % FiO2:ta virtausnopeuksilla 6-10 l/min.1 Osittainen uudelleenhengitys ei ole enää käytössä monissa sairaaloissa, koska hapen toimitusalue voidaan kattaa yksinkertaisella maskilla ja ei-rebeatherilla. Ei-uudelleenhengittävä maski on samanlainen kuin osittainen uudelleenhengitys, mutta siinä on yksisuuntaiset venttiilit, jotka estävät uloshengitetyn ilman palaamisen säiliöpussiin. Ei-rebreather voi tuottaa 60-80 % FiO2 nopeudella 10-15 l/min.1

Kiinteän suorituskyvyn (suuren virtauksen) järjestelmät: Toimittamalla happea virtausnopeudella, joka on suurempi kuin PIFR, kiinteän suorituskyvyn järjestelmät mahdollistavat määritellyn FiO2:n koko hengityssyklin ajan. Kaksi yleisesti käytettyä laitetta ovat Venturi-maski ja OxyMaskTM. Venturi-naamarit käyttävät Bernoulli-periaatetta hapen toimittamiseen suurilla virtauksilla Venturi-venttiilin läpi, jossa on kapea supistus, jota seuraa laajempi alue, jossa on huoneilmaa kuljettavia aukkoja. Suhteellisen helppokäyttöisyyden ja johdonmukaisen hapen toimituksen vuoksi ne ovat hyödyllisiä potilaille, joilla on keuhkoahtaumatauti tai muut kroonista hypoksemiaa sairastavat potilaat. Venturi-naamari pystyy tuottamaan 24-50 %:n FiO2:n.1 Venturi-naamareita ei testata tässä tutkimuksessa.

OxyMaskTM on suhteellisen uusi laite, joka käyttää Venturi-hajotinta, jossa on viisihaarainen avoin maski, joka mahdollistaa potilaan puhumisen ja saattaa aiheuttaa vähemmän klaustrofobiaa kuin suljemmat maskit. OxyMaskTM pystyy toimittamaan 25–80 % FiO2:ta virtausnopeuksilla 1,5–15 l/min. Suljettu maski, jossa on täydellinen tiiviste, voisi teoriassa tuottaa 100 % FiO2:ta. Tässä tutkimuksessa käytetään Jackson Rees -piiriä hapen toimittamiseen anestesiamaskiin. Jackson Rees -piiriä (kutsutaan myös Mapleson F -piiriksi) käytetään rutiininomaisesti kuljetuksen aikana hapen toimittamiseen happisäiliöstä intuboituneille potilaille. Tämä piiri koostuu letkusta, joka on liitetty manuaaliseen hengityspussiin, jota voidaan puristaa paineistetun kaasun virtaamiseksi potilaaseen. Pussi on varustettu säädettävällä paineenrajoitusventtiilillä, jonka avulla palveluntarjoaja voi säätää toimitettua painetta pussia puristamalla.

FiO2:n mittaus: On todettu, että nenäkanyylilla saavutettu FiO2 ei eroa merkittävästi siitä, hengittääkö koehenkilö suun vai nenän kautta. Tätä ominaisuutta ei ole määritetty maskeille. Suljetulla maskilla saavutettu FiO2 olisi myös sama riippumatta suun tai nenän hengityksestä. Avoimella maskilla on oletettava, että happipitoisuus on sama nenässä ja suussa, jotta varmistetaan suun ja nenän hengityksen vastaavuus. Myös aiemmissa hapenkuljetusjärjestelmissä tehdyissä tutkimuksissa on käytetty erilaisia ​​menetelmiä FiO2:n mittaamiseen. Edellä käsiteltyjen hapenjakelulaitteiden kirjallisuuden katsauksen perusteella vain nenäkanyylia on tutkittu mittaamalla happi nielun tasolla, kun taas muita naamioita on tutkittu mittaamalla happea huulilta.

Tutkimuksen perustelut: OxyMaskTM-tutkimukset määrittivät FiO2:n huulten kaasunäytteiden perusteella. Kaasun sekoittumisen ja/tai nenähengityksen mahdollisuuden vuoksi avoimen maskin suunnittelussa on kuitenkin epäselvää, onko huulilta otettu kaasu sama kaasu, joka saapuu henkitorveen, joka on kliinisesti merkittävin paikka. Henkitorvesta inspiroitunut kaasu on se, mitä keuhkorakkulat näkevät, ja se osallistuu veren hapettumiseen. Kaasun sekoittuminen näyttäisi todennäköisemmältä avoimella maskilla, kuten OxyMask. Tutkimus, jossa verrataan nielun FiO2:ta maskien välillä, osoittaisi tehokkaamman FiO2:n tarkemmin kuin tällä hetkellä saatavilla olevat tiedot. Tämä puolestaan ​​​​tietoa perioperatiivisille kliinikoille parhaasta lähestymistavasta maksimoida hapen toimitus kriittisesti sairaille leikkauksen jälkeisille potilaille, jotka tarvitsevat lisähappea systeemisen hypoksian hoitoon tai ehkäisemiseen.

Tutkimuksen suunnittelu: Tutkijat mittaavat vakaan tilan FiO2:ta nielussa ja huulissa samanaikaisesti kullakin koehenkilöllä, kun he käyvät läpi kaikki seuraavat hapen toimitusolosuhteet peräkkäin: 1) huoneilma; 2) korkeavirtaushappi ja yksinkertainen maski; 3) korkeavirtaushappi ja ei-uudelleenhengittäjämaski; 4) korkeavirtaushappi ja OxyMask; ja 5) korkeavirtaushappi- ja anestesianaamari päähihnalla ja Jackson Rees -piirillä.

Tutkimuspopulaatio: Tutkimus sisältää enintään 20 kohdetta. Keskimääräistä 10 %:n eroa nielun FiO2:sta minkä tahansa maskin välillä pidetään kliinisesti tärkeänä. Kohteen sisäisen FiO2:n odotettu keskihajonta on 3,5 %. Merkityskriteerillä 0,05 10 koehenkilöä antaisi yli 90 %:n tehon havaita 10 %:n keskimääräinen ero.

Asetus: Tutkimus suoritetaan täysin varustetussa leikkaussalissa, jossa on anestesiakone, jonka Infection Control and Biomedical Engineering on hyväksynyt potilaiden käyttöön. Se sijaitsee OHSU:n Kohler Pavilionin eteläisellä OR-alueella, ja se on varustettu Datex Ohmeda -anestesiakoneella ja Poet Gas Analyzerilla, joita käytetään tutkimuksessa. Tutkimus suoritetaan tunnin jälkeen, jotta vältetään ristiriidat kirurgisen potilaan hoidon kanssa. Happianturit kalibroidaan ennen kunkin kohteen testaamista.

Rekrytointi: Koehenkilöt rekrytoidaan OHSU:n perioperatiivisesta palvelusta. Mainoslehtisiä jaetaan jokaiseen leikkaussaliin.

Suostumus: Suostumusprosessin tekevät henkilöt, joilla on asianmukainen ihmissuojaus ja HIPPA-koulutus, ja se suoritetaan henkilökohtaisesti OHSU:n kampuksella tai puhelimitse. Koehenkilöt voivat vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa.

Toimenpiteet: Tutkittavat osallistuvat kukin yhtenä opintopäivänä ja vaativat yhden tunnin per aine. Koehenkilöt pysyvät NPO:na vähintään 6 tuntia ennen opiskelujaksoaan. Aiheen ominaisuudet tallennetaan. Anestesiakone käynnistetään ja kaasuanalysaattorin happianturi kalibroidaan. Perustason elintoiminnot (HR, BP, SpO2) mitataan. FEV1 ja FVC mitataan anestesiakoneella ja vakioletkulla käyttäen Y-kappaletta suukappaleena. Kaasun näytteenotossa käytetään seuraavaa protokollaa: Yksi kaasunäytteenottolinja kiinnitetään toisesta päästä kaasuanalysaattoriin ja toisesta päästään 8 ranskalaiseen imukatetriin, joka voidellaan 2 % lidokaiinihyytelöllä. Tämä nenäkatetri työnnetään kärjen kautta suoraan uvulan taakse. Sijoitus varmistetaan visualisoimalla katetrin kärki kynävalolla ja antamalla koehenkilön avata suunsa leveästi ja sanoa "Ah." Tarvittaessa käytetään kielenpainatusta. Jos katetria ei voida visualisoida, se asetetaan normaaliin 9-10 cm:n syvyyteen. Nenäkatetri teipataan potilaan kasvoihin. Toinen kaasunäytteenottoletku teipataan potilaan kasvoille ja sijoitetaan siten, että näytteenotto tapahtuu potilaan huulilta. Kun kahden näytteenottokatetrin sijoitus on vahvistettu, kohde hengittää huoneilmaa normaalisti 90 sekunnin ajan ja FiO2 mitataan 30 sekunnin ajan. Kohdetta ei opasteta käyttämään nenää vai suuta hengittämiseen, koska sairaalassa oleville potilaille ei yleensä opastettu, miten hengittää. Myöhemmin eri happinaamarit testataan hapella, joka on asetettu suurelle virtaukselle (15 l/min) yksinkertaisen maskin, ei-hengitystaman, OxyMaskin ja anestesiamaskin, jossa on päähihna ja Jackson Rees -piiri, kautta. Koska anestesiakoneen apuhappivalitsin nostaa vain 10 l/min, 15 l/min säädettävä happiventtiili kiinnitetään suoraan leikkaussalin päähapen syöttölinjaan. Kunkin maskin asettamisen ja hapen korkean virtauksen käynnistämisen jälkeen kohde hengittää normaalisti 90 sekuntia ja sitten FiO2 mitataan seuraavan 30 sekunnin aikana, samalla tavalla kuin huoneilman ohjauksessa. Jokaisen koejakson lopussa kutakin koehenkilöä pyydetään ottamaan yksi vitaalikapasiteettihengitys (alkaen maksimaalisesta uloshengityksestä ja sen jälkeen maksimaalisesta sisäänhengityksestä). Jokaisen maskin testauksen välillä on viiden minuutin jakso, jossa hengitetään huoneilmaa huuhtelujaksona ja hemodynaamisen tilan vakauden varmistamiseksi (verenpaineen ja sykkeen mittaus). Saatavia demografisia tietoja ovat pituus (cm), paino (kg), ikä, sukupuoli ja itse ilmoittama etnisyys. Verenpaine, syke ja happisaturaatio kirjataan lähtötilanteessa sekä ennen jokaista maskikoetta ja sen jälkeen. Perustason FEV1/FVC-mittaus suoritetaan kaikille potilaille ennen tutkimuksen aloittamista ja tallennetaan. FiO2-tiedot ladataan digitaalisesti kaasuanalysaattorista Excel-taulukkoon. Jos tämä ei ole mahdollista, happiprosentti tallennetaan manuaalisesti jokaisen hengityksen aikana, jotta voidaan määrittää happiprosenttien alue (minimi ja maksimi) ventilaation molemmissa vaiheissa 30 sekunnin mittausjakson aikana. Myös hengitystiheys mittausajan aikana tallennetaan. 30 sekunnin näytteenottojakson lopussa tehdään lopullinen mittaus pakotetun vitaalihengityksen aikana.

Tietojen analyysi: Hengityksen vaihe määritellään käyttämällä kapnografiaa, joka näytetään samanaikaisesti sisäänhengitetyn hapen mittauksen kanssa. Maksimi- ja vähimmäishappipitoisuus lasketaan inspiraation keskiarvoksi 30 sekunnin maskihengityskokeessa jokaiselle koehenkilölle. Näistä arvoista lasketaan keskiarvo ryhmässä kunkin toimenpiteen osalta koko ryhmän tilastojen määrittämiseksi. Normaalin hengityksen tilavuushengityksen aikana tallennetut arvot analysoidaan erikseen kunkin pakotetun vitaalikapasiteetin ventilaation aikana kirjatuista arvoista. Varianssianalyysiä ja asianmukaista post-hoc-analyysiä käytetään kunkin testatun maskin antaman FiO2:n välisen eron määrittämiseen.