폐 환기 및 가스 분배에 대한 새로운 인터페이스의 생리학적 효과

중환자실(ICU)에 입원한 환자의 약 30%는 저산소혈증 급성 호흡 부전(hARF)의 영향을 받습니다. 저산소증 환자의 일차적인 지지 요법은 일반적으로 비강 프롱 또는 마스크를 통해 전달되는 산소 요법입니다. 비강 캐뉼라(HFNC)를 통해 고유량 가스를 전달할 수 있는 새로운 장치가 최근 출시되었습니다. HFNC는 0.21~1 범위의 흡기 산소(FiO2) 비율과 함께 최대 60L/min의 가열 및 가습 가스를 넓은 내경의 부드러운 비강 프롱을 통해 전달합니다. 흡입된 가스의 가온 및 가습은 차가운 건조 가스가 기도 상피에 미치는 악영향을 방지하고 객담을 촉진합니다. HFNC는 또한 인두 사강에서 내쉬는 이산화탄소(CO2)를 씻어냅니다. HFNC는 많은 임상 조건에서 산소 요법을 제공하는 효과적인 수단으로 나타났습니다.

자발 자발 호흡 중 건강한 피험자에서 호기말 인두 압력은 입을 벌리고 닫을 때 각각 약 0.3 및 0.8 cmH2O입니다. 비보조 자발 호흡에 비해 HFNC는 호기 동안 더 큰 인두 압력을 생성하는 반면 흡기 중에는 0으로 떨어지므로 폐부종 및/또는 허탈이 있는 환자에서 HFNC의 효과가 제한됩니다. 폐 무기폐 영역을 모집하고, 정맥 혼합을 줄이고, 흡기 노력을 줄임으로써 지속적 양압(CPAP)이 이러한 경우에 더 효과적일 수 있습니다. 흡기 압력 지원을 적용하는 비침습적 환기와 비교할 때 CPAP는 사용 편의성과 환자-인공호흡기 비동기성 결여 등 몇 가지 장점을 제공합니다.

CPAP는 마스크나 헬멧을 통해 적용할 수 있습니다. 후자는 안면 마스크보다 더 잘 견디며 더 오래 지속되는 CPAP 적용을 허용합니다. 그러나 헬멧을 착용하고 CPAP를 적용할 경우 흡입된 가스의 가열 및 가습은 계면 내부의 수분 응결, 소위 "안개 효과"로 인해 문제가 됩니다. 더욱이, 헬멧으로 CPAP를 받는 환자에서 약간의 재호흡이 발생합니다.

이러한 한계를 극복하고 HFNC와 CPAP의 유익한 효과를 결합하기 위해 연구자들은 HFNC와 헬멧 CPAP를 결합한 새로운 장치를 설계했습니다.

최근에 이 조합이 무시할 수 있는 CO2 재호흡으로 상기도에서 안정적인 CPAP 및 효과적인 CO2 세척을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. 그럼에도 불구하고 CPAP와 HFNC 사이의 복잡한 상호 작용으로 인해 실제로 적용되는 기도 압력, 다이어프램 기능 및 헬멧 내부 온도가 어느 정도 영향을 받을 수 있습니다. 14명의 건강한 성인 지원자에서 우리는 HFNC를 CPAP(CPAP 참조)에 추가하는 것이 1) 흡기 동안 미리 설정된 기도 압력이나 헬멧 내부 온도를 크게 변경하지 않는다는 것을 발견했습니다. 2) HFNC에 의해 관리되는 흐름에 비례하여 증가된 호기 압력, 그러나 HFNC 단독보다 낮은 정도(자발 호흡 참조); 3) CPAP 단독과 비교했을 때 (횡경막 초음파를 통해 평가한 바와 같이) 호흡 드라이브의 약간의 수정만 결정했으며, 4) 헬멧 내부에 "안개 효과"를 일으키지 않았고 5) 편안함을 악화시키지 않았습니다. 따라서 우리는 CPAP 동안 비강 캐뉼라를 통해 30L/min의 흐름으로 가열된 가습 공기를 추가하는 것이 저산소증 급성 호흡 부전 환자에게 적용할 수 있는 최상의 설정일 것이라고 제안했습니다.

EIT(Electrical Impedance Tomography)는 폐 통기 및 환기를 평가하기 위한 비침습 침대 옆 모니터링 장치입니다. HFNC 및 CPAP 장치는 hARF 환자의 폐 통기 및 환기를 수정하는 것으로 나타났습니다. 그러나 hARF 환자의 폐 환기에 대한 HFNC+CPAP 조합의 효과에 대해서는 알려진 바가 없습니다. 따라서 조사관은 폐 통기 및 환기 분포, 가스 교환 및 환자의 편안함에 대한 HFNC+CPAP의 효과를 조사하기 위해 이 예비 생리학적 무작위 교차 연구를 설계했습니다.