Сравнение подачи кислорода в глотку с помощью различных кислородных масок

Кислородная терапия относится к введению кислорода в более высоких концентрациях, чем комнатный воздух. Согласно последнему Руководству по клинической практике Американской ассоциации респираторной помощи, показаниями к дополнительному кислороду являются гипоксемия, тяжелая травма, острый инфаркт миокарда, краткосрочная терапия и послеоперационное восстановление. Хотя противопоказаний к оксигенотерапии немного, существуют потенциальные осложнения, включая угнетение дыхания у пациентов с гиперкарбильной недостаточностью, абсорбционный ателектаз и кислородную токсичность (особенно у некоторых пациентов, получающих специфические химиотерапевтические препараты). У спонтанно дышащих пациентов с гипоксемией без эндотрахеальной трубки важно иметь возможность доставлять высокие концентрации кислорода, чтобы либо избежать интубации, либо перейти к интубации. Доступен ряд устройств для доставки кислорода, обладающих различными свойствами, которые делают их полезными в различных ситуациях.

Системы с переменной производительностью (низкий поток): устройства с низким потоком имеют переменную производительность, потому что подаваемые скорости потока меньше, чем пиковая скорость вдоха пациента (PIFR), а кислород разбавляется комнатным воздухом, увлекаемым вокруг устройств. Более высокий PIFR (например, респираторный дистресс) приводит к снижению FiO2, подаваемого через устройство с переменной производительностью. Повторное вдыхание углекислого газа также возможно с масками с низким расходом при более низких скоростях потока кислорода. Системы с переменными характеристиками включают назальную канюлю, простую маску, маску с частичным возвратом дыхания и маску без повторного дыхания.

Носовые канюли обычно используются для стабильных пациентов, потому что они более удобны, меньше раздражают кожу и вызывают меньше беспокойства, чем маски; они также позволяют пациенту есть, разговаривать и использовать стимулирующую спирометрию. Назальная канюля может обеспечить 24-40% FiO2 со скоростью потока до 6 л/мин. Простая маска обычно используется сразу после операции для дополнительного кислорода. Несколько небольших отверстий по обеим сторонам маски, а также несовершенное уплотнение позволяют воздуху из помещения втягиваться, а выдыхаемый воздух выходить из маски. Простые маски могут обеспечить 35-50% FiO2 при скорости потока 5-10 л/мин.1 Длительное использование масок может привести к раздражению кожи и пролежням. Частичный ребризер состоит из простой маски с мешком-резервуаром и обеспечивает 40-70% FiO2 при скорости потока 6-10 л/мин.1 Частичный ребризер больше не используется во многих больницах, потому что диапазон доставки кислорода может быть охвачен простой маской и неребризером. Маска без повторного дыхания похожа на частичный ребризер, но включает односторонние клапаны, которые предотвращают возврат выдыхаемого воздуха в мешок-резервуар. Безребризер может обеспечить 60-80% FiO2 при 10-15 л/мин.1

Системы с фиксированной производительностью (высокий поток): доставляя кислород со скоростью потока, превышающей PIFR, системы с фиксированной производительностью позволяют обеспечить заданное FiO2 на протяжении всего дыхательного цикла. Двумя широко используемыми устройствами являются маска Вентури и OxyMaskTM. В масках Вентури используется принцип Бернулли для доставки кислорода при высоких потоках через клапан Вентури, который имеет узкое сужение, за которым следует более широкая область с вентиляционными отверстиями, которые уносят воздух из помещения. Из-за относительной простоты использования и стабильной подачи кислорода они полезны для пациентов с ХОБЛ или других лиц с хронической гипоксемией. Маска Вентури способна обеспечить FiO2 на уровне 24-50%.1 Маски Вентури не будут тестироваться в этом исследовании.

OxyMaskTM — это относительно новое устройство, в котором используется диффузор Вентури с открытой конструкцией маски с пятью зубцами, что позволяет пациенту говорить и может вызывать меньшую клаустрофобию, чем более закрытые маски. OxyMaskTM может доставлять 25-80% FiO2 при скорости потока 1,5-15 л/мин. Закрытая маска с идеальным уплотнением теоретически может обеспечить 100% FiO2. Для целей данного исследования контур Джексона Риса будет использоваться для доставки кислорода к анестезиологической маске. Контур Джексона Риса (также называемый контуром Mapleson F) обычно используется во время транспортировки для доставки кислорода из кислородного баллона к интубированным пациентам. Этот контур состоит из трубки, соединенной с ручным вентиляционным мешком, который можно сжать для подачи сжатого газа к пациенту. Мешок оснащен регулируемым клапаном ограничения давления, который позволяет поставщику контролировать давление, подаваемое путем сжатия мешка.

Измерение FiO2: было установлено, что FiO2, достигаемый с помощью назальной канюли, существенно не различается в зависимости от того, дышит ли субъект через рот или нос. Для масок это свойство не установлено. С закрытой маской достигнутое FiO2 также будет одинаковым независимо от дыхания ртом или носом. При открытой маске необходимо исходить из того, что концентрация кислорода одинакова у носа и рта, чтобы обеспечить эквивалентность дыхания ртом и носом. Кроме того, в предыдущих исследованиях систем доставки кислорода использовались различные методы измерения FiO2. Из обзора литературы по устройствам для доставки кислорода, обсуждавшегося выше, следует, что только назальная канюля была изучена путем измерения кислорода на уровне глотки, тогда как другие маски были изучены путем измерения кислорода на губах.

Обоснование исследования: исследования OxyMaskTM определяли FiO2 на основе проб газа, взятых с губ. Однако из-за возможности смешивания газов и/или носового дыхания с открытой конструкцией маски неясно, является ли газ, отобранный у губ, тем же газом, который поступает в трахею, которая является наиболее клинически значимым местом. Газ, вдыхаемый из трахеи, на самом деле виден альвеолам и участвует в оксигенации крови. Смешивание газов кажется более вероятным с открытой конструкцией маски, такой как OxyMask. Исследование, сравнивающее фарингеальный FiO2 между масками, более точно продемонстрирует эффективное FiO2, чем имеющиеся в настоящее время данные. Это, в свою очередь, позволит лучше информировать периоперационных клиницистов о наилучшем подходе к максимизации доставки кислорода нашим тяжелобольным послеоперационным пациентам, которым требуется дополнительный кислород для лечения или предотвращения системной гипоксии.

Дизайн исследования: Исследователи будут измерять FiO2 в устойчивом состоянии в глотке и на губах одновременно у каждого субъекта, когда они последовательно подвергаются каждому из следующих условий доставки кислорода: 1) комнатный воздух; 2) кислород с высоким расходом и простая маска; 3) кислородная маска с высоким расходом и маска без ребризера; 4) высокопоточный кислород и OxyMask; и 5) высокопоточная кислородная и анестезиологическая маска с головным ремнем и контуром Джексона Риса.

Исследуемая группа: в исследование войдут до 20 субъектов. Средняя разница в 10 % глоточного FiO2 между любыми масками будет считаться клинически важной. Ожидаемое стандартное отклонение внутрисубъектного FiO2 составляет 3,5%. При критерии значимости 0,05 10 испытуемых обеспечат мощность более 90% для обнаружения средней разницы в 10%.

Условия: Исследование будет проходить в полностью оборудованной операционной с наркозным аппаратом, одобренным для использования пациентами Управлением инфекционного контроля и биомедицинской инженерии. Он расположен в Южной операционной зоне павильона Колера в OHSU и оснащен наркозным аппаратом Datex Ohmeda и газоанализатором Poet, которые будут использоваться для исследования. Исследование будет проводиться в нерабочее время, чтобы избежать каких-либо конфликтов с хирургическим уходом за пациентами. Кислородные датчики будут откалиброваны перед тестированием каждого субъекта.

Набор: Субъекты будут набраны из периоперационной службы OHSU. Рекламные листовки будут распространяться в каждой операционной.

Согласие: Процесс получения согласия будет проводиться лицами с соответствующей защитой прав человека и образованием HIPPA и выполняться лично в кампусе OHSU или по телефону. Субъекты могут выйти из исследования в любое время.

Процедуры: Каждый субъект будет участвовать в одном учебном дне, и на каждый предмет потребуется один час. Субъекты останутся NPO не менее чем за 6 часов до периода исследования. Характеристики субъекта будут записаны. Наркозный аппарат будет включен, и датчик кислорода на газоанализаторе будет откалиброван. Будут измеряться основные показатели жизнедеятельности (ЧСС, АД, SpO2). ОФВ1 и ФЖЕЛ будут измеряться с помощью наркозного аппарата и стандартного контура с использованием Y-образного переходника в качестве мундштука. Будет использоваться следующий протокол для отбора проб газа: одна линия для отбора проб газа будет присоединена одним концом к газоанализатору, а другим концом к аспирационному катетеру 8 French, который будет смазан 2% гелем лидокаина. Этот носовой катетер будет вставлен через ноздрю так, чтобы кончик располагался сразу за язычком. Размещение будет подтверждено визуализацией кончика катетера с помощью карманного фонарика, когда субъект широко откроет рот и скажет: «Ах». При необходимости используется депрессор языка. Если катетер невозможно визуализировать, его вводят на стандартную глубину 9-10 см. Носовой катетер будет приклеен к лицу пациента. Вторая линия отбора проб газа прикрепляется к лицу субъекта и располагается таким образом, чтобы отбор проб происходил на губах пациента. После подтверждения размещения двух катетеров для отбора проб субъект будет нормально дышать комнатным воздухом в течение 90 секунд, а FiO2 будет измеряться в течение 30 секунд. Субъект не будет проинструктирован, использовать ли для дыхания нос или рот, поскольку пациентов в больнице обычно не учат, каким способом дышать. После этого будут проведены испытания различных кислородных масок с высоким расходом кислорода (15 л/мин) через простую маску, маску без ребризера, OxyMask и маску для анестезии с головным ремнем и контуром Джексона Риса. Поскольку дополнительный кислородный регулятор на наркозном аппарате работает только до 10 л/мин, регулируемый кислородный клапан на 15 л/мин будет присоединен непосредственно к основной линии подачи кислорода в операционной. После размещения каждой маски и запуска высокой подачи кислорода субъект будет дышать нормально в течение 90 секунд, а затем в течение следующих 30 секунд будет измеряться FiO2, аналогично контролю воздуха в помещении. В конце каждого испытательного периода каждому субъекту будет предложено сделать один вдох жизненной емкости (начиная с максимального выдоха, а затем с максимальным вдохом). Между тестированием каждой маски будет пятиминутный период дыхания комнатным воздухом в качестве периода вымывания и для подтверждения стабильности гемодинамического статуса (измерение АД и ЧСС). Демографические данные, которые необходимо получить, включают рост (см), вес (кг), возраст, пол и самопровозглашенную этническую принадлежность. Артериальное давление, частота сердечных сокращений и насыщение кислородом будут регистрироваться на исходном уровне, а также до и после каждого испытания маски. Базовое измерение ОФВ1/ФЖЕЛ будет проводиться у всех пациентов до начала исследования и регистрироваться. Данные FiO2 будут загружены в цифровом виде из газоанализатора в электронную таблицу Excel. Если это невозможно, процентное содержание кислорода будет записываться вручную во время каждого вдоха, чтобы определить диапазон процентного содержания кислорода (минимальное и максимальное) во время обеих фаз вентиляции в течение 30-секундного периода измерения. Частота дыхания во время измерения также будет записана. В конце 30-секундного периода отбора проб будет проведено окончательное измерение во время форсированного вдоха жизненной емкости легких.

Анализ данных: Фаза вентиляции будет определяться с помощью записи капнографии, которая отображается одновременно с измерением вдыхаемого кислорода. Максимальная и минимальная концентрация кислорода будут усреднены для вдоха в течение 30-секундного испытания дыхания в маске для каждого субъекта. Эти значения будут усреднены по группе для каждого вмешательства, чтобы определить статистику для всей группы. Значения, зарегистрированные во время вентиляции с нормальным дыхательным объемом, будут анализироваться отдельно от значений, зарегистрированных во время каждой принудительной вентиляции жизненной емкости легких. Анализ дисперсии и соответствующий апостериорный анализ будут использоваться для определения разницы между FiO2, введенным каждой тестируемой маской.