不同吸气压力下自动分泌物清除技术的功效

学术 2024-08-21 21:06 浙江

介绍

通过气管内抽吸去除气管分泌物是 ICU 内接受机械通气患者的常规程序。该方法耗费大量资源，已被证明是患者不适的主要原因，并且在患者离开 ICU 后仍记忆犹新，并且与许多不良影响有关。为了缓解这些问题，已经开发出一种利用呼吸机吸气压力自动去除分泌物的新方法。这种方法称为人工咳嗽，包括在吸气时快速放气然后充气气管插管 (ETT) 套囊，这样分泌物就通过呼吸机的吸气压力从放气套囊的下方输送到上方，而套囊在呼气前完全充气。

该方法之前已在实验室模型和动物身上进行了评估，使用自动化原型，该原型能够在约 4 秒的吸气期间（即持续吸气期间）放气和充气袖带。6在实验室评估中，30 – 40 cm H 2 O 的吸气压力在袖带周围产生 > 60 L/min 的流量，足以从人工气管中排出液体。在动物模型中，类似的吸气持续时间和压力显示可将液体从袖带下方输送到上方。

该方法的应用需要将呼吸机设置暂时改为高吸气压力和低呼吸频率，以确保较长的吸气时间。本研究的目的是调查在临床实践中是否可以使用此方法去除分泌物，以及在呼吸频率在正常范围内、吸气压力为受试者临床确定的值的情况下是否可能做到这一点；或者是否需要降低呼吸频率和提高吸气压力。

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现有知识

需要气管内抽吸来清除机械通气患者的分泌物。这种方法耗费资源，导致患者不适，并伴有不良反应。

本文对我们的知识有何贡献

对利用呼吸机压力和气管插管袖带快速放气-充气的自动分泌物清除方法的评估，已显示出减少手动气管内抽吸需求的潜力。

方法

这项前瞻性、非对照研究在 2021 年 10 月 19 日至 2022 年 2 月 2 日期间招募了 Herning 地区医院、Holstebro 地区医院和 Viborg 地区医院重症监护室的 20 名受试者。伦理批准来自丹麦中部地区卫生研究伦理委员会（批准号 1-10-72-268-20），并根据丹麦法律，从担任试验监护人的独立临床医生、近亲或拔管后的受试者（如果可能）处获得了知情同意。该研究在ClinicalTrials.gov上注册，编号为NCT05668299。受试者应为成年人、经口插管和机械通气，并且预计在通气期间会出现气管分泌物（根据之前是否进行过抽吸手术进行评估）。排除标准为存在吸入性创伤、诊断为严重 ARDS（根据呼吸机检查结果）的患者/< 100 mm Hg 或 PEEP > 15 cm H 2 O 血流动力学不稳定，如使用血管加压药（去甲肾上腺素）> 0.1 µg/kg/min、心率 >120 次/分钟或心房颤动以外的心律失常；如果出现躁动性谵妄；如果通过面罩或其他无创通气进行通气，并且怀孕。如果出现严重不良反应，则受试者被取消。

对于符合条件的受试者，在约 30 秒内 3 次非连续吸气期间，以受试者当前的呼吸机压力进行 3 次套囊放气和充气操作（人工咳嗽）。人工咳嗽程序是使用自动执行该过程的设备（TrachFlush，AW Technologies，丹麦诺勒松比；TrachCuff，AW Technologies，特拉华州多佛）进行的，该设备允许在压力调节指令和自主通气模式下的吸气期间快速放气和充气套囊。

研究方案如图1所示。招募后，床边工作人员根据临床标准对受试者进行气管内抽吸的必要性评估。如果需要气管内抽吸，则呼叫研究团队进行人工咳嗽程序。床边工作人员对抽吸主要指征的意见记录如下：氧合不足、通气压力升高且压力波形异常、可听到分泌物的声音或咳嗽时怀疑有分泌物。如果受试者处于容量目标模式；吸气时间 < 1 秒；或 PEEP 值，/或心率变化超出纳入标准，则该受试者被认为当时不适合接受该手术。此类受试者仍留在研

简而言之，该装置的功能如下。该装置通过鲁尔锁连接到 ETT 套囊导向器和靠近 ETT 的呼吸机回路。连接到 ETT 袖带导向器可使 ETT 套囊快速放气和充气。连接到呼吸机管可测量气道压力，从而使袖带放气-充气与吸气压力同步。装置内的控制算法可测量吸气时间并调节袖带放气和充气的可用时间。对于控制模式，套囊放气和充气在吸气时间内完成，通常为 < 1 秒。对于吸气时间会变化的支持模式，套囊放气和充气在 1 秒内完成。这与吸气时间无关，因为呼吸机将放气的套囊视为泄漏并继续吸气阶段，直到套囊重新充气。经过 3 次人工咳嗽后，床边工作人员将成功评估为不存在需要抽吸的症状，从而不再通过气管抽吸去除分泌物。

如果不成功，则在不同的呼吸机设置下再次进行人工咳嗽。对于压力控制和压力支持模式，PEEP 和压力支持或压力控制均增加，以使它们的总和（即峰值压力）不超过 30 cm H 2 O，PEEP 不超过 15 cm H 2 O。对于压力控制模式，呼吸频率降低至 10 次/分钟，以增加吸气时间。然后再进行三次人工咳嗽。床边工作人员再次将成功评定为没有表明需要抽吸的症状并且没有进行抽吸。在程序结束时，将呼吸机设置恢复到基线值。在低和高呼吸机设置下进行人工咳嗽程序后，使用 French 12 或 14 抽吸导管和 75-150 mm Hg 抽吸（真空）从口腔和喉部清除分泌物。该程序遵循标准做法，持续 5-15 秒。

研究团队使用重症监护疼痛观察工具 7、8 测量了受试者的安全性和舒适度、激动、咳嗽、疼痛或不适，测量方式包括：在最终评估人工咳嗽有效的环境中，在临床环境中，如果未在增加的设置下进行任何操作，则测量结果为无效；在增加的设置下进行人工咳嗽后，测量结果为无效。此外，还记录了操作的负面影响，包括：操作后的低氧血症明显比操作前严重，表现为低氧血症减少了 10% 以上。、通气流量和压力信号显著恶化、气管插管套囊破裂或泄漏、由于套囊充气不足导致气管插管套囊周围漏气以及手术过程中气管插管移位均被认为具有临床重要性或导致拔管。通过目视检查呼吸机屏幕记录呼吸机设置和测量值。为了评估受试者内部差异，当需要进行气道抽吸时，对同一受试者在 3 个不同的场合执行上述程序最多 3 次。

本研究是首次对人工咳嗽程序进行临床评估。疗效评估为在符合临床实践的呼吸机设置下或在升高的呼吸机压力和降低的呼吸频率下进行的有效程序数量。由于之前没有描述疗效的数据，因此未进行正式的功效分析。为了评估人工咳嗽程序在清除分泌物方面是否平均成功，使用单样本 Wilcoxon 符号秩检验将低设置、高设置和总体下的中位受试者有效率 (n，百分比) 与无效果 (0%) 进行比较。使用单向重复测量方差分析或 Friedman 检验比较了操作前设置和低设置和高设置期间的呼吸机设置，然后使用配对样本t检验或 Wilcoxon 符号秩检验对正态分布和非正态分布的变量分别进行 Bonferroni 校正事后分析。使用 Shapiro-Wilk 检验调查变量的正态性。双侧P < .05 被认为具有统计学意义。使用 SPSS（SPSS Statistics 27.0，IBM）进行统计分析。

结果

研究中纳入了 20 名受试者，其中 9 名在研究开始时采用控制通气模式。受试者插管时使用了不同制造商的各种尺寸的气管插管器，并采用机械通气（SERVO-U，Maquet Critical Care AB，索尔纳，瑞典），其中 11 名受试者采用压力控制持续指令通气或持续自主通气加主动加湿（表 1略）。

对于低设置下的第一次人工咳嗽程序，受试者的通气平均峰值吸气压力为 21.8 ± 3.8 cm H 2 O，控制模式通气频率为 16.4 ± 4.2 次/分钟。通过将压力增加到 PEEP 以上，峰值压力显著增加到 25.6 ± 3.6 cm H 2 O，并降低呼吸频率（尽管并不总是达到 10 次/分钟，但对于某些受试者而言，这被认为是非常低的）来实现高呼吸机设置（表略）。

在低设置 (50 (0 - 100) [0 - 100] %) 下，受试者的平均成功率为 53%（中位数 (IQR) [范围]）（表 3略）。12 名受试者在高设置下进行了人工咳嗽手术，平均成功率为 83%（100 (100-100) [0-100] %）。受试者内平均总体成功率为 90%（100 (100-100) [0-100] %），也就是说，除 2 名受试者外，其他受试者在低或高呼吸机设置下手术均有效。在这 2 名出现常规抽吸效果的受试者中，人工咳嗽后的气管内抽吸仅在其中一次能够消除症状。总体有效率以及低设置和高设置下的有效率均与中位数 0 有显著差异（分别为 p = .002、p < .001、p = .001）。

总共进行了 44 次人工咳嗽操作。这些操作均匀分布在对照（48%）和支持（52%）模式通气中；其中 5 名受试者研究了一次，6 名研究了两次，9 名研究了三次，中位数（IQR）操作之间的时间范围为 2.6（1.5-5.3）小时；0.7 43.7 小时。这些操作中有 38 个（86%）被认为是有效的（表 3），消除了主要症状，这表明需要进行气管内吸痰（表 4），并且无需进行后续气管内吸痰。在大多数情况下（75%），主要症状是可听到的分泌物声音（表 4略）。

44 次人工咳嗽操作前，RASS 评分中位数 (IQR) [范围] 为 -2 (-3.75 -1) [-5 0]。5 名受试者有 7 个重症监护疼痛观察工具值未记录，从而提供了 39 个完整的重症监护疼痛观察工具评分用于评估。重症监护疼痛观察工具值较低且无显著变化，4 个重症监护疼痛观察工具类别在第一次人工咳嗽操作前后均为中位数 (IQR)；范围：0 (0 0)；[0 1]，未观察到显著变化 ( P > .05)。如图2所示，30 名 (77%) 受试者的 CPOT 类别保持不变，7 名 (18%) 有所改善，2 名 (5%) 有所恶化。未接受有效操作的 2 名受试者中有一人呼吸频率较高。其中一名受试者在使用该技术后不久就自发拔管。该受试者在手术前后情绪激动，但在手术过程中未出现躁动性谵妄。该受试者一直处于拔管状态，没有出现临床并发症。

讨论

这是第一项评估 Zanella 等人提出的人工咳嗽方法的临床研究。结果表明，无论是在受试者当前吸气压力下还是在吸气压力升高时，气管抽吸的需求都显著减少，而对于控制模式，吸气速率降低。应用该方法后，20 名受试者中有 18 名无需抽吸。在控制或支持模式通气中应用该方法的成功率没有明显差异。

这些结果令人鼓舞，可能表明人工咳嗽手术在替代气管抽吸方面发挥了作用。在约一半的手术中，在气道峰值压力较低（21.8 ± 3.8 cm H 2 O [平均值 ± SD]）的情况下，人工咳嗽手术得以成功实施，其余手术需要将气道峰值压力提高至 25.6 ± 3.6 cm H 2 O（平均值 ± SD）。对这些结果的分析表明，该方法的应用应仅在需要时施加高压，并且在低峰值压力下可以获得相当大的成功。

受试者对手术反应良好，重症监护疼痛观察工具评分低，重症监护疼痛观察工具类别变化不大，需要气管内抽吸的主要症状消失。有一名受试者发生了计划外的气管插管拔管。这可能是由人工咳嗽手术引起的，但需要未来的研究（包括镇静水平分析）来确认这种风险。在发生套囊放气和充气的手术过程中，需要小心确保气管插管的稳定性。对于 2 名人工咳嗽手术未成功的受试者，这些受试者的所有尝试都是这种情况，这表明可能有一组患者不适合这种方法。

考虑本文研究的人工咳嗽操作可能产生的效果是很有趣的。我们认为，该操作可能发挥新的作用，取代相对较浅的抽吸操作，在这种操作中，无需抽吸或更复杂的技术即可消除 ETT 尖端周围的分泌物。目前的指南建议常规使用浅抽吸，只有当浅抽吸无效并且考虑到深抽吸的潜在负面影响时才进行深抽吸。这种技术似乎不太可能有助于去除深层分泌物，更积极的过度充气策略可能是必要的，甚至是互补的。这些包括手动过度换气和呼吸堆积，然后进行抽吸或使用自动化技术进行充气-排气，并结合高频振荡。这些方法提供约40 cm H 2 O的高吸气压力，后者使用类似的负压进行排气。

关于在 ICU 中使用机械通气且无神经肌肉疾病的患者中使用自动充气-排气的证据相对有限，有研究表明，拔管后使用该方法可降低再插管率，并且安全性和耐受性更高，并且在物理治疗后使用该方法可增加粘液去除率。此类技术可能有利于去除深层分泌物，从而防止其在下呼吸道积聚。然而，可以推测，使用高充气压力和容量会增加肺损伤和血流动力学反应不良的风险，并且当应该维持高 PEEP 水平时，使用高排气压力和呼吸机断开连接可能不合适。尽管数据有限，但 Sánchez-García 等人和 Ferreira de Camillis 等人均未发现血流动力学不良影响，只有后者排除了血流动力学不稳定的患者。如果需要高压，则在应用此处介绍的方法时可能会出现不良的血流动力学反应。

这项研究表明，使用人工咳嗽程序几乎不会给受试者带来额外的疼痛或不适。因此，该程序可以经常进行，并且定期重复清除套囊口周围的分泌物可能会促进黏液纤毛清除，从而增强从气道深处清除分泌物的能力。黏液纤毛清除率为 2.9 毫米/分钟，表明每 14 分钟清除一次足以防止在气管导管尖端和隆突之间约 4 厘米处积聚黏液，尽管黏液纤毛清除率在急性病中有所降低。需要进行此类研究来评估这种方法是否可以防止分泌物积聚。

还需要进行研究来量化不同吸气压力和袖带放气时间下套囊周围的流量，因为已知分泌物输送取决于峰值流量。虽然没有测量，但我们发现在几名受试者使用该技术后，口腔中存在大量液体。声门下引流可能对预防感染和拔管前清理气道很重要，目前尚不清楚口腔中分泌物的积聚是由于从套囊下方或上方输送而来的，还是袖带下方的分泌物仍留在声门下空间。需要进行研究来评估该方法将声门下分泌物输送到口腔的能力。

本研究有几个局限性。受试者和手术的数量相对较少。排除了患有严重 ARDS 的患者，以及吸气时间 < 1 秒（即呼吸频率约为 20 次/分钟）的患者。这类患者可能处于激动状态，或者在低潮气量、高呼吸频率和高 PEEP 下进行通气，而且，当该方法不成功时，2 名受试者中确实有一名呼吸频率较高。此外，由于研究团队（而非临床工作人员）对抽吸需求的临床评估和重症监护疼痛观察工具值的记录具有主观性，因此本研究可能存在偏差。

由临床工作人员（而不是研究团队）根据临床抽吸指征的缺失来确定手术是否成功，提高了评估的客观性，也提高了对具体症状的识别，并且符合临床实践。然而，这可能会影响这些结果对其他采用不同抽吸实践的机构的普遍性。然而，这些有希望的结果确实为设计随机试验提供了依据，这些试验将该方法与标准抽吸进行比较，以评估操作次数、操作间隔时间以及分泌物的量和性质。

增加吸气压力和降低呼吸频率可能会使患者面临肺部创伤和二氧化碳消除不足的风险。我们认为，对于本研究中使用的 30 秒平均峰值压力 25.5 cm H2O，这种情况不太可能发生。但很明显，在常规临床实践中应用该方法需要采取安全措施，以确保呼吸机设置恢复到其原始值。通过将该方法整合到机械呼吸机中可以解决这些问题。这将能够在一次呼吸中完成人工咳嗽程序，并确保呼吸机设置恢复到临床水平。在本研究中，人工咳嗽程序由研究人员执行，因此未评估该技术的可用性。

结论

这项研究表明，在低和高吸气峰值压力下使用自动人工咳嗽程序后，临床上对气管内抽吸的需求可能会减少，并且耐受性良好。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NTI5OTE5Ng==&mid=2247515005&idx=1&sn=37403d6c1dcaaea7f8bbbfefa125bc27

呼吸机从入门到精通

本号涉及呼吸治疗专业领域，包括以下专业内容：氧疗，雾化吸入，机械通气，呼吸康复及呼吸物理治疗等；呼吸治疗相关文献分享及呼吸治疗行业领域最新进展