不同氧气面罩咽部供氧比较

氧疗是指给予比室内空气浓度更高的氧气。 根据最新的美国呼吸护理协会临床实践指南，补充氧气的适应症包括低氧血症、严重创伤、急性心肌梗塞、短期治疗和术后恢复。 尽管氧疗几乎没有禁忌症，但仍存在潜在的并发症，包括高碳酸血症患者的通气抑制、吸收性肺不张和氧中毒（特别是一些接受特定化疗药物的患者）。 在没有气管插管的自主呼吸低氧血症患者中，重要的是能够输送高浓度的氧气以避免插管或过渡到插管。 市面上有许多氧气输送装置，它们具有不同的特性，适用于不同的情况。

可变性能（低流量）系统：低流量设备是可变性能的，因为输送的流量低于患者的峰值吸气流量 (PIFR)，并且氧气被从设备周围夹带的室内空气稀释。 更高的 PIFR（例如 呼吸窘迫）导致通过可变性能设备输送的 FiO2 减少。 使用低流量面罩以较低的氧气流量也可以重复吸入二氧化碳。 可变性能系统包括鼻插管、简单面罩、部分再呼吸面罩和非再呼吸面罩。

鼻插管通常用于病情稳定的患者，因为它们比面罩更舒适，对皮肤的刺激性更小，也更不容易引起焦虑；他们还允许患者进食、交谈和使用诱导性肺活量测定法。 鼻插管可提供 24-40% 的 FiO2，流速高达 6 L/min。 简易面罩常用于术后即刻吸氧。 面罩两侧的几个小孔以及不完善的密封使室内空气被夹带并呼出的空气从面罩中逸出。 简单的面罩可以 5-10 升/分钟的流速提供 35-50% 的 FiO2。1 长期使用面罩会导致皮肤刺激和压疮。部分循环呼吸器由一个简单的面罩和一个储气袋组成，以 6-10 L/min 的流速提供 40-70% 的 FiO2。1 许多医院不再使用部分循环呼吸器，因为简单的面罩和非循环呼吸器可以涵盖氧气输送范围。 非再呼吸面罩与部分再呼吸器类似，但包括单向阀，可防止呼出的空气返回储气袋。 非循环呼吸器可以 10-15 L/min.1 的速度输送 60-80% 的 FiO2

固定性能（高流量）系统：通过以大于 PIFR 的流速输送氧气，固定性能系统可以在整个呼吸循环中提供指定的 FiO2。 两种常用的设备是文丘里面罩和 OxyMaskTM。 文丘里面罩使用伯努利原理通过文丘里阀以高流量输送氧气，文丘里阀有一个狭窄的收缩，然后是一个更宽的区域，带有吸入室内空气的通风口。 由于相对易于使用和稳定的氧气输送，它们对 COPD 患者或其他慢性低氧血症患者很有用。 文丘里面罩能够提供 24-50% 的 FiO2。1 文丘里面罩将不会在本研究中进行测试。

OxyMaskTM 是一种相对较新的设备，它使用文丘里扩散器和五管齐下的开放式面罩设计，与更封闭的面罩相比，它可以让患者说话并且可能引起更少的幽闭恐惧症。 OxyMaskTM 能够以 1.5-15 L/min 的流速提供 25-80% 的 FiO2。 具有完美密封的密闭面罩理论上可以提供 100% 的 FiO2。 出于本研究的目的，Jackson Rees 电路将用于向麻醉面罩输送氧气。 Jackson Rees 回路（也称为 Mapleson F 回路）通常在转运过程中用于将氧气从氧气罐输送到插管患者。 该回路由连接到手动通气袋的管道组成，可以挤压该通气袋以向患者输送加压气流。 该袋子配备了一个可调节的限压阀，使供应商可以通过挤压袋子来控制压力。

FiO2 的测量：已经确定，无论受试者是通过嘴还是鼻子呼吸，使用鼻插管实现的 FiO2 都没有显着差异。 尚未为面具建立此属性。 使用封闭式面罩，无论用嘴或鼻子呼吸，所达到的 FiO2 也是相同的。 对于敞开的面罩，必须假设鼻子和嘴巴的氧气浓度相等，以确保嘴巴和鼻子呼吸的等效性。 此外，先前对氧气输送系统的研究使用了多种方法来测量 FiO2。 从对上述供氧装置文献的回顾来看，只有鼻插管通过测量咽部的氧气进行了研究，而其他面罩则通过测量唇部的氧气进行了研究。

研究理由：OxyMaskTM 研究根据从嘴唇采集的气体确定了 FiO2。 然而，由于采用开放式面罩设计可能会发生气体混合和/或鼻呼吸，因此尚不清楚在嘴唇处采样的气体是否与到达气管的气体相同，气管是临床上最相关的位置。 从气管吸入的气体实际上是肺泡所看到的，并参与血液的氧合作用。 使用开放式面罩设计（例如 OxyMask）似乎更有可能发生气体混合。 比较不同面罩之间的咽部 FiO2 的研究将比目前可用的数据更准确地证明有效的 FiO2。 反过来，这将更好地告知围手术期临床医生最佳方法，以最大限度地向需要补充氧气以治疗或预防全身性缺氧的危重术后患者输送氧气。

研究设计：研究人员将同时测量每个受试者的咽部和嘴唇的稳态 FiO2，因为他们依次经历以下每种氧气输送条件：1) 室内空气； 2）高流量吸氧和简易面罩； 3) 高流量氧气和非循环呼吸面罩； 4）高流量氧气和OxyMask； 5) 带头带和 Jackson Rees 电路的高流量氧气和麻醉面罩。

研究人群：该研究将包括多达 20 个受试者。 任何面罩之间 10% 的咽部 FiO2 平均差异将被视为具有临床重要性。 受试者内 FiO2 的预期标准偏差为 3.5%。 使用 0.05 的显着性标准，10 名受试者将提供超过 90% 的功效来检测 10% 的平均差异。

环境：该研究将在设备齐全的手术室进行，手术室配有麻醉机，该麻醉机已被感染控制和生物医学工程部门批准供患者使用。 它位于 OHSU Kohler Pavilion 的南 OR 区，配备了将用于研究的 Datex Ohmeda 麻醉机和 Poet 气体分析仪。 该研究将在数小时后进行，以避免与手术患者护理发生任何冲突。 在测试每个受试者之前，将校准氧气传感器。

招募：受试者将从 OHSU 的围手术期服务中招募。 广告传单将在每个手术室位置分发。

同意：同意过程将由具有适当人类受试者保护和 HIPPA 教育的个人进行，并亲自在 OHSU 校园或通过电话进行。 受试者可以随时退出研究。

程序：受试者将各​​自参加一个研究日，每个受试者需要一小时。 在他们的学习期之前，受试者将保持 NPO 至少 6 小时。 受试者特征将被记录下来。 麻醉机将打开，气体分析仪上的氧气传感器将被校准。 将测量基线生命体征（HR、BP、SpO2）。 FEV1 和 FVC 将使用麻醉机和标准电路进行测量，使用 Y 形接头作为咬嘴。 将使用以下气体采样协议：一根气体采样管的一端连接到气体分析仪，另一端连接到一根 8 French 抽吸导管，该导管将用 2% 利多卡因果冻润滑。 该鼻导管将通过鼻孔插入，尖端位置紧靠悬雍垂后方。 放置将通过使用手电筒可视化导管尖端并让受试者张大嘴巴并说“啊”来确认。 如果需要，将使用压舌板。 如果无法看到导管，则将其插入标准深度 9-10 厘米。 鼻导管将贴在受试者的脸上。 第二根气体采样管将贴在受试者的脸上并定位，以便在患者的嘴唇处进行采样。 确认两个采样导管的放置后，受试者将正常呼吸室内空气 90 秒，并在 30 秒内测量 FiO2。 受试者不会被告知是用鼻子还是嘴巴呼吸，因为医院里的病人通常不会被告知用哪种方式呼吸。 之后，将通过简单面罩、非循环呼吸面罩、OxyMask 以及带头带和 Jackson Rees 电路的麻醉面罩，在高流量（15 升/分钟）氧气设置下对各种氧气面罩进行测试。 由于麻醉机上的辅助供氧刻度盘最高只能达到 10L/min，因此手术室的主供氧管线上将直接连接一个 15L/min 可调氧气阀。 在放置每个面罩并开始高流量氧气后，受试者将正常呼吸 90 秒，然后在接下来的 30 秒内测量 FiO2，类似于室内空气控制。 在每个试验期结束时，将要求每个受试者进行一次肺活量呼吸（从最大呼气开始，然后是最大吸气）。 在每个面罩的测试之间，将有五分钟的呼吸室内空气时间作为冲洗期，以确认血液动力学状态的稳定性（测量 BP 和 HR）。 要获得的人口统计数据包括身高 (cm)、体重 (kg)、年龄、性别和自我声明的种族。 血压、心率和氧饱和度将在基线和每次面罩试验之前和之后记录。 在开始研究并记录之前，将对所有患者进行基线 FEV1/FVC 测量。 FiO2 数据将从气体分析仪以数字方式下载到 Excel 电子表格中。 如果无法做到这一点，则将在每次呼吸期间手动记录氧气百分比，以确定在 30 秒测量期间两个通气阶段的氧气百分比范围（最小和最大）。 还将记录测量期间的呼吸率。 在 30 秒采样期结束时，将在强制肺活量呼吸期间进行最终测量。

数据分析：通气阶段将使用二氧化碳描记图来定义，它与吸入氧气的测量值同时显示。 在 30 秒的面罩呼吸试验期间，每个受试者的吸气最大和最小氧气浓度将被平均。 这些值将针对每次干预在整个组中进行平均，以定义整个组的统计数据。 正常潮气量通气期间记录的值将与每次用力肺活量通气期间记录的值分开分析。 方差分析测试和适当的事后分析将用于确定每个测试面罩管理的 FiO2 之间的差异。