Автоматическое регулирование давления манжеты у эндотрахеально-интубированных пациентов

Резюме

Чтобы избежать повреждения стенки трахеи или непреднамеренного падения давления манжеты эндотрахеальной трубки (Pcuff) у интубированных и механически вентилируемых пациентов, авторы разработали простую процедуру автоматического и непрерывного регулирования Pcuff.

Процедура, требующая простого аквариумного воздушного насоса и обычных насосно-компрессорных труб, была впервые испытана на скамейке при нанесении на интубированную и вентилируемую модель легких, включая искусственную трахею с секцией с переменным внешним видом. Клиническая эффективность процедуры была проверена у восьми интубированных пациентов, у которых эндотрахеальная трубчатая манжета была подключена к разработанному регулятору Pcuff в течение 24 часов.

Испытание на стенде показало, что процедура способна поддерживать постоянную Pcuff, независимо от изменений, введенных в участке трахеи. Он также эффективен при поддержании Pcuff во время обычной механической вентиляции. Фактический Pcuff, зарегистрированный за 24-часовой период, всегда совпадал с целевым значением в пределах 2 см H2O у всех пациентов.

Процедура, разработанная для поддержания давления эндотрахеальной трубки, легко реализуется, дешева, проста в использовании и может использоваться независимо от конкретного используемого вентилятора или трубки. Обычная реализация этой процедуры может быть полезна для защиты трахеи от повреждения тканей и снижения риска пневмонии, связанной с вентилятором.

Связанная с вентиляцией пневмония (VAP) является наиболее важным осложнением у пациентов с механической вентиляцией, учитывая ее высокую заболеваемость, связанную заболеваемость и смертность и экономическую стоимость . Важнейшим патогенным механизмом ВАП является аспирация нижних дыхательных путей зараженных секретов, объединенных над эндотрахеальной трубной манжетой. Поддержание адекватного инфляционного давления эндотрахеальной трубки (Pcuff) является ключевым фактором в управлении интерфейсом пациента / вентилятора во время инвазивной механической вентиляции. Недавно сообщалось, что чрезмерно накачанная манжета, достигающая уровней Pcuff выше капиллярного давления слизистой оболочки, хотя и не часто встречается при использовании эндотрахеальных труб с манжетами большого объема с низким давлением, вызывает повреждение стенки ишемической трахеи . Более того, потеря инфузии манжеты является гораздо более частым осложнением . Постоянно низкий Pcuff был идентифицирован как фактор риска для VAP. Следовательно, было рекомендовано обеспечить правильную инфузию эндотрахеальной трубчатой манжеты.

Регулярное лечение Pcuff у интубированных пациентов обычно выполняется путем ручной проверки с помощью периодичности в несколько часов, что не обеспечивает адекватного обслуживания Pcuff во время непрерывной эндотрахеальной интубации. Кроме того, ручная проверка Pcuff может привести к аспирации нижних дыхательных путей загрязненных секретов, объединенных над манжетой. Чтобы избежать этих проблем, авторы разработали и протестировали простую процедуру автоматического и непрерывного обеспечения адекватного Pcuff в среде интенсивной терапии (ICU).

Методы

Настоящие авторы разработали простую процедуру для непрерывного и автоматического регулирования Pcuff у пациентов с механической вентиляцией (рис.1). Эта система разделяет тот же принцип непрерывных положительных устройств давления в дыхательных путях, поскольку давление, прикладываемое к манжете, создается путем прохождения воздушного потока через резистор. Небольшой (86464 см3), недорогой (v12 евро) аквариумный воздушный насос (Nathura MK-701,2,5 Вт; ECIS, Bressanvido, Italy) генерировал пульсирующий поток с амплитудой, определяемой простым

Рисунок 1 – Схема системы регулирования давления манжеты. Внутренний воздушный насос аквариума подключен к основному источнику питания (110/220 В). Напряжение, подаваемое на насос, определяется с помощью резистивного потенциометра. Воздуховыпускное отверстие насоса подключено к трубе утечки (диаметром 9 см, диаметром 1 мм), открытой в атмосферу, и к гибкой трубке (длиной 2 м, диаметром 2 мм), позволяющей устанавливать насос на удобное расстояние от эндотрахеально-интубированного пациента

потенциометр (20 кВ, 5 Вт). Выход насоса подсоединен к трубе длиной 9 см и диаметром 1 мм, которая открыта для атмосферы. Эндотрахеальная трубчатая манжета была подключена к насосу с помощью гибкой трубки длиной 2 м и диаметром 2 мм (обычная линия расширения давления для артериального катетера), позволяющая устанавливать насос на удобном расстоянии от пациента. Эта трубка была закончена с помощью обычных разъемов для поддержания постоянно открытого манжетного клапана. Трубка и манжета, соединенные с насосом, действовали как пневматический фильтр нижних частот, который преобразовывал поток осциллирующего насоса в постоянное давление (0,2 см H2O) внутри манжеты. Потенциометр, который был откалиброван с точки зрения предварительной настройки для этого конкретного насоса и насосно-компрессорных труб, позволил установить Pcuff на 15-45 см H2O.

Процедура была впервые опробована на стенде для оценки можно ли поддерживать постоянный Pcuff в сложных условиях. 8-мм эндотрахеальную трубку (Hi-Lo, Mallinckrodt Medical, Athlone, Ireland) использовали для интубации и вентиляции (20 дыхательных мин-1, 0,5 л дыхательного объема, серво-вентилятор 900C, Siemens, Solna, Швеция) (Test Lung 190, Siemens), соединенных через искусственную трахею (нежесткая поливинилхлоридная (ПВХ) трубка длиной 15 см и внутренним диаметром 2,5 см). Было зарегистрировано давление на выходе регулятора Pcuff (фильтр нижних частот 30 Гц, MP-45, Validyne, Northridge, CA, США), в то время как участок трахеи на уровне эндотрахеальной манжеты был модифицирован с помощью исполнительного механизма, применяемого к наружная стенка искусственной трахеи.

Клиническая осуществимость регулирования Pcuff процедура была оценена у восьми седативных, интубированных и механически вентилируемых пациентов за 24 ч до начала исследования, и их последовательно вводили в отделение интенсивной терапии из-за респираторного отказа. Этический комитет больницы одобрил протокол, и информированное согласие было получено от пациентов 9 ближайших родственников во всех случаях. У двух из этих пациентов клапан, встроенный в манжету, развивал значительную утечку воздуха (постоянные времени 3 и 10 мин). У этих двух пациентов поддержание инфузия манжеты требовала дополнительного зажима манжеты и частого контроля со стороны обслуживающих медсестер. У каждого пациента регулятор Pcuff применялся в течение 24 часов, а Pcuff постоянно измерялся (174PC28HD2, Honeywell, Freeport, IL, USA). Сигнал давления отбирали, фильтровали в цифровом виде, чтобы исключить колебания из-за циклирования вентилятора и хранить на компьютере.

Результаты

Испытание на стенде показало, что разработанная процедура регулирования давления способна поддерживать Pcuff независимо от изменений, наложенных на диаметр трахеи. На рисунке 2a показан временной ход Pcuff при базовой механической вентиляции (0-12 с) и после внезапного уменьшения (12-43 с) и увеличения (43-60 с) в области трахеи в обычной обстановке (т.е. когда манжета была раздута и закрыта собственным клапаном). Как и ожидалось, Pcuff подвергся значительному увеличению / уменьшению (до 70 и 2 см H2O во время истечения, соответственно, от базовой линии 30 см H2O) в результате уменьшения / увеличения площади трахеи. Периодические изменения (20 циклов? Мин-1) наблюдались

Рисунок 2 – Давление манжеты эндотрахеальной трубки (Pcuff) при механической вентиляции модели дыхательной системы, включая трахею с секцией с контролируемым внешним видом. Время 0-12 с: базовый трахеальный участок; время 12-43 с: уменьшение участка трахеи; время 43-60 с: увеличенный участок трахеи. а) обычная надувная манжета; b) применение разработанной процедуры для поддержания давления манжеты

Рисунок 3 – Пример давления эндотрахеальной трубки (Pcuff) в течение 24-часового периода механической вентиляции у пациента. Pcuff был в цифровой форме отфильтрован, чтобы устранить приливные колебания из-за циклирования вентилятора

в Pcuff были вызваны изменением давления в трахее из-за цикла вентиляции . Напротив, когда использовалась разработанная система регулирования (рис.2b), Pcuff оставался постоянным, так как искусственная трахея подвергалась той же самой проблеме.

Результаты, полученные при исследовании обычных пациентов, подтвердили, что разработанная методика эффективна для регуляции Pcuff у всех пациентов. На рисунке 3 показана 24-часовая регистрация Pcuff у пациента, у которого манжета клапана развивала наибольшую утечку (т. Е. Самый сложный случай с точки зрения поддержания постоянной инфляции манжеты). Фактический Pcuff поддерживался на целевом значении внутри ?2 см H2O в течение 24-часового периода у всех пациентов. Персонал, присутствовавший на совещании, не сообщил о каком-либо конкретном инциденте в отношении Pcuff.

Обсуждения

Процедура, которая была описана и протестирована, была эффективной при поддержании Pcuff во время обычной механической вентиляции. Как показано на рисунке 2, система проявила быстрый ответ в сложных условиях, которые будут представлять собой экстремальные изменения в Pcuff в клинических условиях. Изменения в сжатии манжеты, наложенные в скамье, охватывали те, которые могут быть разумно найдены у пациентов в результате смещения эндотрахеальной трубки, изменения тонуса трахеальной стенки, диффузии анестезиологических газов или гипотермической хирургической процедур. В частности, быстрое время отклика разработанной процедуры обеспечивает ее эффективность в компенсации утечек в манжете, которые обычно имеют временные константы намного дольше, чем время реакции системы. Фактически, это было проверено у двух пациентов, у которых система регулирования смогла компенсировать значительные утечки манжеты, которые с трудом справлялись с обычной установкой (рис.3).

С практической точки зрения, которая имеет решающее значение для обычного клинического применения, основной особенностью описанной процедуры является ее простота.

Во-первых, он легко реализуется, потому что он не требует дорогостоящего или сложного инструментария (рис.1). Поскольку он не требует электронных схем, специализированного технического или инженерного персонала, система может быть реализована в ОИТ. Во-вторых, он прост в эксплуатации, так как Pcuff автоматически и непрерывно регулируется. В-третьих, процедура может быть использована для поддержания Pcuff независимо от конкретного используемого вентилятора или эндотрахеальной трубки.

Сочетание простоты и эффективности является наиболее отличительной характеристикой этой процедуры по сравнению с альтернативными методами, ранее предложенными для контроля инфляции манжеты. Действительно, большинство этих устройств не являются автоматическими и / или нуждаются в частый контроль со стороны персонала. Кроме того, другие устройства, работающие более автоматическим и непрерывным образом, являются сложными, требуют использования специальных и дорогостоящее оборудование или требуют специальной эндотрахеальной трубки (например, системы Lanz, Mallin-rorodkt Medical), которая недоступна в обычном режиме. Вероятно, эти проблемы, касающиеся сложности и стоимости, могут объяснить отсутствие непрерывного автоматического контроля инфляции манжеты в клинической практике.

Простая и дешевая процедура, описанная авторами, может облегчить регулярное поддержание адекватной инфузии манжеты во время механической вентиляции.

Последним этапом в атиопатогенезе VAP является аспирация орофарингеальных секретов к нижним дыхательным путям. Аспирацию объединенных секретов между эндотрахеальной трубкой и стенкой трахеи можно частично избежать, используя эндотрахеальные трубки с просветным просветным просветом. Непрерывная аспирация субглоточных секретов (CASS) может уменьшить или задержать частоту VAP. Однако CASS нуждаются в специфических типах эндотрахеальных труб, которые могут быть недоступны во время интубации. Поскольку предложенная автором9 процедура потенциально применима в любой клинической среде, требующей интубации, независимо от конкретного типа используемого вентилятора или эндотрахеальной трубки, она может быть реализована в любое время в течение периода механической вентиляции без необходимости замены эндотрахеальной трубки, фактора риска для приобретая VAP. Кроме того, CASS может быть недостаточным для предотвращения VAP при уменьшении инфузии манжеты, что позволяет объединенным выделениям падать дистально к нижним дыхательным путям. Поскольку утечки манжеты часты у пациентов с механической вентиляцией, а потеря инфузии манжеты в результате проверки или поддержания давления является явным фактором риска для приобретения VAP , поддерживая давление манжеты, чтобы избежать аспирации Объединенные выделения являются обязательными.

Устройство 9 будет дополнять или подприменяют субглотные аспирационные трубки, и использование этого применения в одиночку или в сочетании с другими простыми мерами, такими как полубесконечное положение, может быть полезно для снижения риска пневмонии, связанной с вентилятором. Кроме того, это было бы дешевле по сравнению с другими стратегиями или даже с использованием эндотрахеальных труб с субглотным дренажем. Следовательно, рандомизированное исследование для тестирования методов авторов9 в профилактике связанной с вентиляцией пневмонии является оправданным.