摘要
比较了四种二级正压预置通风机的性能。
测试的通风机是;BiPAP ST30 (Respironics);Nippy2 (B + D电);量子PSV (Healthdyne);Sullivan VPAP II ST (Resmed)。患者模拟器用于确定触发机制的敏感性,以及对患者电路内泄漏和患者努力变化的响应。
在触发延迟时间和吸气触发压力下,设备之间可以看到器件之间的显着差异(P <0.05)。当泄漏被引入患者电路时,滴落体积(V.T.)少于百分之十的呼吸机。病人的努力增加了通气的一些变化。患者的努力时间为0.25秒,可导致不同的下降V.T..增加V.T.用一些呼吸机看到了患者的患者,但效果是可变的。在最高呼吸频率的BIPAP和Nippy2中看到触发故障和随后的分布落下。
研究表明,呼吸机反应的差异可能会影响呼吸机的选择,特别是在呼吸衰竭患者的治疗中。
无创间歇正压通气(NIPPV)首次开发使用容积预置装置与压力触发和无呼气气道压力1那2.两级预置压力流量触发装置越来越多地应用于无创NIPPV。这些设备的优越性尚未得到证实3.那4.然而,对体积预设呼吸机有几个理论优势。压力预设通风使得能够补偿发生泄漏,而容量预设不会5..在NIPPV期间,空气泄漏是常见的,可能导致不充分的治疗6..压力预设呼吸机应在呼吸期间增加患者努力,增加流量和更大的潮气量(V.T.)7.,与音量预设通风机相比V.T.是固定的。向呼吸机电路添加到呼气的正气道压力(EPAP)可用于动态过度下流患者,因为它减少了触发呼吸机所需的努力8.那9..由于阻塞性睡眠呼吸暂停导致的患者可能受益于EPAP,因为它以与连续正气道压力相同的方式稳定气道10..与压力触发相比,已经显示出流动触发以减少患者努力,同时保持等同的通风水平11..
以前的研究比较了使用肺模型的呼吸机的性能具有所测试的设备之间的所有差异5.那12.那13.但是,几乎没有重视患者努力可能对呼吸机可能具有的影响,尽管彼得压力预设呼吸机的许多推定优势涉及患者努力。本文研究了四个贝里纤维压力预设呼吸机的响应,以在电路内泄漏和模拟患者努力的变化。
方法
通风测试
检查了用于Nippv的四种呼吸机的呼吸机。所有都是双压力器件,具有可单独调节的吸气和呼气的正气道压力(分别为IPAP和EPAP)。通过呼吸机电路内的流量变化,所有这些都从EPAP触发到iPAP。
BiPAP S/T 30(美国宾夕法尼亚州匹兹堡市呼吸科公司)
该设备可以在自发,定时或自发/定时(S / T)模式下操作。在S / T模式下,最小呼吸频率(FR.)预设,如果患者的情况会递送定时呼吸FR.下面落在这个。吸气时间(T.一世)及呼气时间(T.E.)不是预先选定的,而是随后根据未引用的流程标准确定的。
Nippy2(B + D电气有限公司,Stratfordoponavon,沃里克郡,英国)
风机仅在S/T模式下工作。T.一世预设并确定从iPAP到EPAP的转换。最大值T.E.也是预设的。触发灵敏度可调节4-80升·分钟-1.
量子压力支持呼吸机(Healthdyne Technologies,Marietta,Ga,USA)
自发和S/T模式是可用的。通过调整上升时间控制,可以改变从EPAP到IPAP过渡过程中的压力变化率。范围0.1-0.9 s可用。在S/T模式下是最小值FR.被选中。这T.一世通过选择百分比来确定定时呼吸T.一世.但是,如果患者患者触发那么T.一世由流动标准确定。当吸气流量下降到峰值的75%时,从iPAP循环到EPAP,并且已经实现了预设的iPAP。
Sullivan VPAP II ST(Resmed Ltd.,Abingdon,英国牛津郡)
自发、定时和S/T模式可供选择。上升时间可调,范围为0.3-0.9 s。在S/T模式下是最小值FR.被选中。iPAP和EPAP之间的过渡由患者根据未引入的流量标准呼吸触发,但最小和最大值T.一世也预设。
实验模型
先前描述的患者模拟器5.用于进行所有测量(图1⇓).它由一个盒内的风箱型肺模拟器(Ohmeda, Herts, UK)组成,与负压泵(Negavent;迪马意大利,米兰,意大利)。肺模拟器的弹性和阻力设置为20 cmH2O·L.-1和5而言不啻2O·L.-1·分别。呼吸机使用相同的电路连接到模拟器,包括耳语旋转II差异阀(Respironics Inc.)。呼气阀和肺模拟器之间的泄漏连接器可以打开或关闭,可以打开或关闭,泄漏半径2 mm的连接器。该盒子不气体但足以泄漏足以允许波纹管的膨胀,并且在盒子内没有可测量的压力升高。
使用校准的压力传感器(Vygon,Gloucestershire,UK)测量盒子和肺模拟器之间的盒子内和电路之间的压力。来自PNT的吸气流量信号被整合以提供体积信号,并使用1升注射器(Vitalograph,Buckinghamshire,UK)进行校准。所有信号在33 Hz上进行采样,在数据广播系统(Cardas,Pilogic,Dyffed,UK)上以数字方式录制。
负压泵在盒子内产生负压脉冲来模拟病人的努力,扩大风箱并触发呼吸机。泵内部的软件经过修改,以消除泵和通风机之间的任何相互作用。负压泵软管内的传感器通常连续监测压力。经过修改后,该传感器开始工作,以确保泵提供正确的预设压力。然而,它后来被停用了,因此,无论通风器对波纹管的作用导致盒子内压力的任何变化,泵都能继续提供相同的“耐心努力”。因此,不管呼吸机的动作如何,“病人的努力”是一致的。
呼吸机采用S/T模式,EPAP最小。这FR.被设定为12次呼吸·分钟-1吸气:呼气比例为1:2。在可调的位置,将吸气触发器设置在最敏感的位置,选择吸气压力上升最快的位置。当任何变量被改变时,允许10次呼吸来达到平衡,并引用结果作为接下来20次呼吸的手段。
实验方案
病人回路有泄漏
对于每个呼吸机,V.T.,ipap和T.一世呼气阀与PNT之间的泄漏关闭后再打开,超过预设压力范围,间隔3-4 cmH2O。
触发灵敏度
呼吸机设置为提供20 CMH的iPAP2O,其他设置不变。然后将负压泵设置为−8 cmH的压力2O,模拟病人的呼吸。“患者呼吸”持续1 s,速率为16次·min-1.然后分析所得到的呼吸机呼吸并针对每台机器测量引发触发所需的触发延迟时间和压力。触发延迟时间定义为呼吸机从启动中增加了基线的气道压力的时间。灵感发作是因为初始落在盒内测量的压力。吸气触发压力被测量为基线气道压力与启发期间的最小气道压力之间的差异。
病人努力时间和频率的变化
在不改变呼吸机设置的情况下,在5分钟的周期内测量基线分容积。然后将负压泵设置为提供不同持续时间和频率的“患者呼吸”。在每种情况下,呼吸机的反应是通过测量5分钟内的分钟容积来评估的,并与基线进行比较。
泵输送了-8 cmh的压力2o到盒子,速度为16,20和24呼吸·min-1并且持续0.25和1次。
结果
病人回路有泄漏
百分比变化V.T.和泄漏打开的每个呼吸机的iPap都在图2中示出⇓和3⇓.这四台机器都很好地弥补了漏洞。任何下降V.T.低于10%,IPAP下降不到8%。
流量的变化,由泄漏产生,延迟呼气循环和长时间T.一世在各级IPAP与BiPAP。意思是(SD.)T.一世从1.56(0.51)至2.06(0.46)S增加(未配对T检验; P <0.01)增加(0.46)。延长T.一世是可变的,并且与变化呈正相关V.T.(r=0.9),在某些测试中增加。T.一世在Nippy2上预设,并在量子上进行无触发的呼吸,因此T.一世随着泄漏打开而保持不变。均值T.一世VPAP随漏气开放时间从1.1 (0.2)s显著增加至1.61 (0.31)s (p<0.01),并与结果变化相关V.T.(r = 0.75)。
对于长时间的两个呼吸机T.一世泄漏打开,交付V.T.是否计算了等价物T.一世当泄漏被堵住时。平均下降幅度极小(SD.)V.T.用BIPAP和2.1(6.8)ml的5.0(19.2)ml,VPAP。
触发灵敏度
采用显著性p<0.05的单因素方差分析(ANOVA),在触发延迟时间和吸气触发压力方面,呼吸机之间存在显著差异。后HOC.进行了Bonferroni测试的分析,结果呈现在表1中⇓和2⇓.
Nippy2具有比其他呼吸机更长的触发延迟时间和更大的触发压力。BIPAP和VPAP的触发压力明显小于其他两个呼吸机。
病人努力时间和频率的变化
意思是(SD.)V.T.对于基线的每个呼吸机是:Bipap 529(9.6)ml;nippy2 415(6.8)ml;量子514(6.3)ml;和VPAP 457(4.6)ml。从0.25和1 s的“患者努力”的持续时间的基线的微量百分比增加了0.25和1 s的百分比。 4⇓和5⇓.为了进行性能比较,假设基线潮气量保持不变,并且所有患者的努力都导致呼吸机的呼吸,则计算图中所示的分钟气量的“预测增加量”。
用0.25秒的“耐心努力”T.一世BIPAP的变化是1.36-2 S的变化(另见表3⇓).以24次呼吸·分钟的速度-1完成每个呼吸周期只有2.5 s,完全呼气的时间不够T.一世是长期的。这导致了呼气量的下降,残余量的上升和一些模拟呼吸的失败,以触发呼吸机呼吸。在5分钟的测试时间内,以24次呼吸·分钟的速率进行-1,28%的模拟呼吸未能触发BIPAP。分析触发呼吸,平均值(SD.)吸气开始时的EPAP为2.7 (0.69)cmH2O.呢T.E.在前面的呼吸中,定义为呼气流动开始的时间差,模拟努力的开始为0.54(0.11)。相比之下,在没有触发呼吸机的情况下,EPAP为4.0(0.5)CMH2o和T.E.是0.37(0.08)。触发故障和减少V.T.由恶性通货膨胀引起的解释了以最高速率观察到的突然落下。随着1次持续时间的模拟呼吸,呼气循环匹配T.一世为了“患者努力”,允许在每个人到期的足够的时间FR..因此,没有恶性通货膨胀或触发故障,并且模拟努力导致每个频率的潮汐和微小体积一致增加。
这T.一世对于Nippy2是预设的,因此对于触发和定时呼吸而不变。最高的到期时间不足FR.导致恶性通货膨胀,并以0.25和1秒的“耐心努力”触发失败。在0.25秒的时间内,26%的模拟呼吸时间FR.24未能触发Nippy2。对于触发的呼吸,平均值(SD.)吸气开始时的EPAP为2.8 (0.18)cmH2o和T.E.是0.47(0.05)。在触发失败的剧集期间,测量的EPAP为3.3(0.19)CMH2o和T.E.为0.37 (0.08)sFR.24.对于触发的呼吸EPAP是3.1(0.42)CMH2o和T.E.是0.48(0.05)。在触发失败的剧集期间,EPAP是3.9(0.56)CMH2o和T.E.为0.37 (0.04)s。随着较长时间的“耐心努力”,在低于触发失败和恶性通货膨胀的速率下,可以看到潮汐和分钟容积的持续上升。
在所有测试期间,量子产生的微小卷小于“预测”值,即使没有触发失败的剧集。当呼吸机电路内的流量下降到峰值流量的75%时,发生从IPAP循环到EPAP。随着0.25秒和最小上升时间的“患者努力”,这一点迅速达到并导致短呼吸机呼吸(平均值0.58秒;见表3⇑).延长1 s的呼气周期的“患者努力”持续时间并随后增加V.T..然而,在患者努力完成之前仍发生呼气循环,随后导致预期值以下的潮汐和微小体积。
触发和定时呼吸与VPAP具有非常相似的持续时间和体积,因此微小体积的增加接近0.25秒的“患者努力”的预期值。T.一世与“患者努力”相匹配,模拟努力为1秒,并产生了从基线的潮汐和微小卷的最大增加。没有触发失败的剧集。
讨论
这些台阶评估的结果表明,呼吸机的行为有许多动态变化,以响应泄漏和施加的努力变化。从每个呼吸者引用的性能特征的先验知识中无法预测许多这些变化。
潜在的恶化V.T.在空气泄漏过程中由呼吸机送出可能导致Nippv期间的通风无效和随后的动脉去饱和度14..这种有效通风的减少,理论上是通过使用压力预设装置和下降到最小V.T.在肺部模型上测试的机器在持续泄漏的情况下是最小的。NIPPV期间空气泄漏的影响可能比IPAP下降更为复杂V.T.和变化T.一世BiPAP和VPAP就是这样的例子。延长T.一世导致不必要和不必要的增加V.T.这可能是有害的。
如用肺模型所示,延长T.一世当病人的时候FR.高可能导致过期时间不足,恶性通货膨胀和触发故障。因此,延长似乎是一种不利因素T.一世在高空漏气时FR..泄漏和随后的延长T.一世而使用BiPAP则会增加浅睡眠时的唤醒次数,导致睡眠碎片化15..
未触发呼吸机随后浪费的患者在压力支持通气中呼吸损失高达40%的呼吸努力,54-75%的稳定插管患者从入侵通风中断奶后发生16.那17..在NIPPV期间这种触发故障的普遍性是未知的,但已经证明了四个呼吸机的触发灵敏度的显着差异。触发延迟的最大差异为52毫秒,触发压力为1.1 CMH2O.所示的差异代表了在每个触发的呼吸期间重复的患者的工作增加,并且在呼吸困难的患者中可能是特别重要的12..
在患者的吸气努力完成之前循环到期,这导致施加吸气载荷的增加,同时延长吸气压力超过患者制造的吸气努力的持续时间可以导致呼气工作的积极呼气和增加18..在特定的测试条件下,量子提前循环到失效。通风机T.一世当灵感因流量终止到峰值的更高固定百分比而终止时缩短13..在稳定插管的患者中使用压力支持通气、呼吸机T.一世当吸气终止于峰值流量的50%时比25%明显短19..但是,没有显着影响V.T.那FR.或者IPAP递送,并未检查诸如在量子(75%)上使用的百分比较高的百分比。
与nippy2循环到期依赖于T.一世由操作员选择的触发器和以肺模型的最高速率观察到的触发故障将通过选择更短T.一世.根据未引用的流量标准,BIPAP和VPAP周期到期,匹配T.一世有效地达到1 s的“患者努力”,即使最高的情况也允许足够的时间到期FR..然而,正如BiPAP的早期模型所证明的那样5.那T.一世如果患者的努力持续时间延长,则持续时间小于0.5秒,这可能特别高FR.16..
Nippv可以减少治疗急性和慢性呼吸衰竭期间测量的吸气努力9.那20.,在运动期间21.当患者的通风需求特别高时。然而,呼吸机与患者制造的吸气努力增加的响应已经很少探索。在肺模型上使用模拟患者呼吸,已经显示了吸气式流量需求的变化来改变许多测量参数13..测试的设备之间存在差异,但通常,增加通风需求导致呼吸机输送的峰值流量的增加,但也增加了呼气量并降低了触发的灵敏度。这影响递送的实际通风的程度没有量化。
这项研究发现,使用相同的测试条件,不同的通风机在通风方面存在相当大的差异。在等效IPAP 20 cmH2O的差异可达115 mLV.T.由四个呼吸机提供。在台阶测试期间,先前的比较已经说明了类似的差异5.那12.并在稳定慢性呼吸衰竭患者中3..以前有人认为这种差异V.T.主要是由于通风机的压力波形,这需要在为NIPPV选择机器时加以考虑5..
随着模拟患者努力的引入,每个呼吸机提供的通气之间的进一步差异变得明显。当模拟病人做一个短暂的吸气努力时,可能会掉下去V.T.事实上,在每分钟的量下降,尽管在增加FR..对于一些呼吸机,潮汐和微小卷有明显的增加,并且在较高的患者努力上以上,预期的增加FR.独自的。在一个高处FR.,可能会在触发故障和恶性触发引起的微小通风液滴。在呼吸衰竭患者中,预期可变呼吸频率和呼吸努力的持续时间。以前尚未证明这些呼吸机的不可预测的响应。
将肺模型研究的研究结果应用于临床局势有局限性。任何泄漏,以及患者努力的持续时间和程度,每次呼吸都会有所不同。此外,尚未考虑通气通气通风对通风的影响。特别地,光泽在非侵入性间歇性正压通气期间表现为可变电阻,影响压力波形和潮气量独立于吸气劳动力22..然而,我们已经说明了目前用于非侵入性间歇压力通气的明显相似的贝尔呼吸机的响应性的差异。这些差异的重要性将取决于精确的临床情况,但可能足以影响呼吸机的选择。These differences may be most significant when selecting a ventilator for the treatment of breathless patients with ventilatory failure.
- 收到了2000年2月21日。
- 公认2000年9月6日。
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