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中國智造與洋品牌對比測試

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中國智造與洋品牌對比測試

發布日期:2018-10-10 作者: 點擊:




中國醫科大學附屬一院代冰教授帶領研發團隊,將旧版本草莓视频下载二维码醫療的HiFent係列標準型呼吸濕化治療儀,與費雪派克公司的AIRVO-2呼吸濕化治療儀,利用主動模擬肺模擬患者呼吸,在不同設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速和潮氣量是否對實際吸入氧氣濃度FiO₂的影響,進行了對比測試及統計學分析,以下是論文詳細內容。




基於主動模擬肺平台的經鼻高流量氧療時實際FiO₂的影響因素研究




作者:代冰   曾曉鳳   金洪  彭雲  譚偉  趙洪文


目的 探討不同經鼻高流量氧療(HFNC)設備、設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速和潮氣量對HFNC時FiO₂的影響。

方法 使用主動模擬肺(ASL5000)模擬患者的自主呼吸,調節參數模擬不同潮氣量和吸氣峰流速的組合,(潮氣量(Vt)=400 ml和峰流速(PIF)=40 L/min、Vt=400 ml和PIF=80 L/min , Vt=500 ml和PIF=50 L/min ,Vt=500 ml和PIF=100 L/min),設置流量分別為20、40和60 L/min時,設置氧濃度分別為30%,50%和70%。利用放置在吸氣回路的氧濃度測量儀記錄吸入氣氧濃度。

結果 單因素方差分析顯示,設備A和B對實際吸入氣氧濃度(FiO₂)無顯著的影響(P>0.05);相同潮氣量時,吸氣峰流速對實際FiO₂都有顯著的影響(P<0.05);設置流量對實際FiO₂都有顯著的影響(P<0.05)。當設置氧濃度為30%,50%和70%,實際FiO₂變化率分別為(8.23±2.31)%、(14.11±3.71)%和(16.01±4.31)%。當設置流量為20、40和60 L/min時,實際FiO₂變化率分別為(22.56±6.42)%、(13.22±4.52)%和(11.35±5. 19)%。潮氣量400 ml時,吸氣峰流速40 L/min和80 L/min,實際FiO₂變化率分別為(6.51±2.41)%、和(12.12±3.59)%;潮氣量500 ml時,吸氣峰流速50 L/min和100 L/min,實際FiO₂變化率分別為(8.21±2.65)%和(14.67±3.81)%。

結論 設置流量增加,實際FiO₂變化率顯著下降,設置氧濃度和吸氣峰流速增加,實際FiO₂變化率顯著增加。

【關鍵詞】 經鼻高流量氧療;吸入氣氧濃度;吸氣峰流速;模擬肺

經鼻高流量氧療(high flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC)作為高流量供氧係統,有效避免了低流速供氧係統的缺點,可以提供21%~100%的穩定氧濃度,最高達80 L/min 的流量、37℃、44 mg/L(100%相對濕度)的高流量氣體, 並且佩戴方便,舒適度較高,具有一些獨特的生理學效應[1],在成人患者中的臨床應用日趨廣泛,對於部分的急性或慢性呼吸衰竭患者,已經逐漸成為部分替代傳統氧療或無創通氣的重要治療措施[2]。既往研究發現,不同款式的有創或無創呼吸機的性能存在較大差異[3-4]。目前國內已有多款HFNC設備可供臨床的選擇,不同款式的HFNC設備的性能是否有顯著的差異,不同設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速和潮氣量是否對實際吸入氣氧濃度(Fraction of inspiration O₂,FiO₂)有顯著影響,目前沒有相關文獻報道。旧版草莓的app在线下载利用主動模擬肺模擬患者的自主呼吸,在體外模擬經鼻高流量氧療,探討HFNC時實際FiO₂的影響因素。


1、材料和方法

1.1 主要實驗材料和儀器

模擬肺(ASL5000,Ingmar ,USA)是由一個由電腦控製,在氣缸中活動的活塞構成的高仿真度肺部模擬器,順應性,阻力和吸氣負壓可由使用者設置,來模擬患者的各種疾病狀態下的真實呼吸運動。通過調節模擬肺的順應性、氣道阻力、最大吸氣負壓以及最大吸氣負壓的產生波形等參數,模擬不同潮氣量和吸氣峰流速組合,具體為:Vt=400 ml和Peak flow= 40 L/min, Vt =400 ml和Peak flow=80 L/min, Vt=500 ml和Peak flow=50 L/min, Vt =500 ml和Peak flow=100 L/min。呼吸頻率設定為20次/min。

兩款HFNC設備分別為設備A:高流量呼吸濕化治療儀(HUMID-BM,旧版草莓的app在线下载醫療,沈陽)和設備B:呼吸濕化治療儀(AIRVO-2,費雪派克,新西蘭),關閉加熱加濕功能,設置流量分別為20、40和60 L/min時,通過氧氣流量計調節氧氣流量,通過放置在加熱管路末端的氧濃度測量儀(OxiQuant B,ENVITEC corporation)來監測實際FiO₂,保證不同設置流量時設置FiO₂分別為30%,50%和70%。

1.2 實驗方法

    兩款HFNC設備分別通過一次性加熱管路和中號鼻塞導管與鼻腔模型連接。

鼻腔模型為長約5 cm,直徑2 cm的中空圓柱形塑料硬管,一端封閉,另一端與模擬肺連接,塑料硬管側壁有兩個直徑約8mm的開孔,以便直徑約5 mm的鼻塞導管插入。鼻部模型和模擬肺之間為兩根塑料軟管和單向活瓣組成的單向呼吸回路,避免了吸入氣體和呼出氣體的混合 (圖1)。每次更改試驗條件後3 min,利用模擬肺自帶軟件記錄連續10個呼吸周期的呼氣末正壓(positive end expiratory pressure,PEEP),利用放置在吸氣回路的氧濃度測量儀記錄連續10個呼吸周期的實際FiO₂

 圖 1 體外模擬HFNC連接的示意圖


1.3 統計學分析

計量資料歸納為均數±標準差,實際FiO₂變化率等於(設置值-實測值)/設置值×100%,單因素方差分析比較兩款HFNC設備、不同設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速和潮氣量對實際FiO₂的影響,兩兩比較采用LSD法。P值<0.05為差異有統計學意義。所有的數據分析應用SPSS 22.0軟件包進行。


2 結果

    當高流量氧療儀的流量分別設置為20、40和60L/min時,輸送管路末端實際測得的流速,設備A分別為20.41±0.52、40.87±0.61和61.35±0.84L/min,設備B分別為20.21±0.64、42.14±0.38、60.75±0.78L/min,設備A和B的實際流速在不同的設置流量時無顯著差異(P﹤0.05)。當輸送氣體氧濃度分別設置為30,50%和70%,輸送管路末端實際測得的氧濃度,設備A分別為30.71±0.83%,51.06±0.97%和69.75±0.52%,設備B分別為30.41±0.75%,50.76±0.85%和70.15±0.74%,設備A和B的實際輸送氣體氧濃度在不同的設置氧濃度時無顯著差異(P﹤0.05)。

將所有的數據進行單因素方差分析顯示,各種試驗條件下,設備A和B對實際FiO₂無顯著的影響(P>0.05),見圖2-4。相同潮氣量時,吸氣峰流速對實際FiO₂都有顯著的影響(P<0.05),見圖2-4。設置流量對實際FiO₂都有顯著的影響(P<0.05),見圖5-7。隨著設置氧濃度的增加,實際FiO2變化率顯著增加,當設置氧濃度為30%,50%和70%,設備A和B平均實際FiO2變化率分別為8.23±2.31%、14.11±3.71%和16.01±4.31%。隨著設置流速增加,實際FiO2變化率顯著下降,當設置流量為20、40和60 L/min時,設備A和B平均實際FiO2變化率分別為22.56±6.42%、13.22±4.52%和11.35±5. 19%。相同潮氣量,隨著吸氣峰流速增加,實際FiO2變化率顯著增加,潮氣量400ml時,吸氣峰流速40 L/min和80 L/min,設備A和B平均實際FiO2變化率分別為6.51±2.41%、和12.12±3.59%;潮氣量500ml時,吸氣峰流速50 L/min和100 L/min,設備A和B平均實際FiO2變化率分別為8.21±2.65%、和14.67±3.81%。

 

     圖 2 設置FiO2為30%時,不同設備和吸氣峰流速對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)



 圖3 設置FiO2為50%時,不同設備和吸氣峰流速對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)

 


    圖4 設置FiO2為70%時,不同設備和吸氣峰流速對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)


 

          圖5 設置FiO2為30%時,不同設置流量對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)

 


 

圖6 設置FiO2為50%時,不同設置流量對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)



 

圖7 設置FiO2為70%時,不同設置流量對實際FiO2的影響

     *兩者之間比較有統計學差異(P<0.05)

 

 

 

3 討論

通過調節主動模擬肺的參數,旧版草莓的app在线下载在體外模擬了患者不同潮氣量和吸氣峰流速組合的自主呼吸,探討HFNC時實際FiO₂的影響因素。研究發現,設備A和B的性能無顯著差異,各種試驗條件下,所測的實際FiO₂無顯著差異,設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速對實際FiO₂都有顯著的影響,設置流量增加,實際FiO₂顯著增加,越接近設置氧濃度,實際FiO₂變化率顯著下降,設置氧濃度和吸氣峰流速增加,實際FiO₂顯著下降,越偏離設置氧濃度,實際FiO₂變化率顯著增加。

呼吸機的原理非常複雜,涉及通氣觸發,控製和切換等多種技術,性能的評價指標也多達數十項,各自的影響因素也複雜的交互效應,既往研究發現,不同款式的呼吸機的性能在不同測試條件時存在較大差異。而HFNC設備相對於呼吸機工作原理較簡單,性能的評價指標隻有實際FiO₂和濕化性能兩項。理論上隻要能保證設置流量和設置氧濃度的準確和穩定,就能保證不同設備輸出的實際FiO₂沒有顯著差異。本研究中兩款HFNC設備的實際輸送氣體氧濃度和實際流速沒有顯著差異,因此在不同試驗條件時實際FiO₂也無顯著差異。有研究發現,不同HFNC設備的濕化性能有較大差異[5],但本研究由於試驗條件的限製未對HFNC設備另一個重要的性能指標-濕化性能進行評測研究。

有研究比較了6種常用的吸氧裝置(普通鼻導管、普通麵罩、可重複吸入式儲氧麵罩、非重複吸入式儲氧麵罩、文丘裏麵罩和HFNC設備),發現隻有當應用文丘裏麵罩和HFNC設備時,實際FiO₂能夠不隨呼吸頻率和潮氣量的變化而變化[6]。但是當患者的吸氣峰流量大於HFNC的設置流量時,實際FiO₂同樣不能保證恒定。Ritchie等人對一些健康誌願者通過運動來模擬通氣需求增高及呼吸困難,發現當誌願者的吸氣峰流量和HFNC 提供的流量有較大差距時,監測到的實際FiO₂與輸出氧濃度甚至有20%的差別[7]。旧版本草莓视频下载二维码的研究也發現,隨著設置流速增加,實際FiO₂變化率顯著下降,而隨著吸氣峰流速增加,實際FiO₂變化率顯著增加。

不同文獻中關於經鼻高流量氧療的設置流量並沒有統一的下限標準,設置流量大於15、20或30L/min都可以算作經鼻高流量氧療[8-10],而目前文獻中大多將大於60L/min作為上限標準。對於一些嚴重呼吸窘迫的急性呼吸衰竭患者,吸氣峰流速最高可達120L/min[11]。因此理論上講,對於高吸氣流速的患者,提供更

高的設置流量能夠提供更穩定的FiO₂。機械通氣本質上也是一種高流量氧療裝置,如果設置的峰流速不能滿足患者的吸氣需求,則會導致人機的不協調[12],對於高吸氣需求的患者,更高流速≤100L/min,有可能增加人機同步性,減少吸氣時間,有利於肺排空。目前大多數有創或無創呼吸機均能提供最高150L/min的峰流速設置以供臨床選擇[13]。HFNC設備和其他的高流量氧療裝置一樣,提供恒定氧濃度的前提是設置流量應該高於患者吸氣峰流速,因此有必要提供更高的設置流量(>60L/min)供臨床選擇。

理論上,HFNC能夠提供相對恒定的實際FiO₂, 但是假設患者的吸氣峰流速大於HFNC 的設置流量時,很可能會導致實際吸入氣體被空氣稀釋,吸氣峰流速和設置流速的差值越大,實際FiO₂越低,越偏離設置FiO₂。本研究證實這種假設,發現隨著吸氣峰流速增加,設置流速的下降,二者的差值越大,實際FiO₂變化率顯著增加。而Chikata等人的兩項研究均發現實際FiO₂同樣受設置流速的影響,但實際FiO₂也受潮氣量的影響,而不是峰流速,這可能與實驗中采用固定的潮氣量和峰流速組合有關[14,15]。在模擬成人HFNC的體外研究中,設置的潮氣量300、500和700ml,分別對應吸氣峰流速33、55和77L/min;在模擬新生兒HFNC的體外研究中,設置的潮氣量20、30和40ml,分別對應吸氣峰流速2.2、3.7和5.2L/min。本研究未設置相同吸氣峰流速和不同潮氣量的組合,未能進一步探討潮氣量和吸氣峰流速分別對於實際FiO₂的影響,這有待進一步的研究。

本研究還發現,設置氧濃度越高,實際FiO₂越低,越偏離設置氧濃度,這可能與氧氣和空氣的密度不同有關。管路中氣體的流量與氣體密度的平方根成反比,設置氧濃度越高,氣體密度越大,會導致管路中實際氣體流量下降,HFNC設備為了達到設置流量,會輸送更多的空氣來補償,導致實際吸入氣體被空氣稀釋,從而導致實際FiO₂越低。

綜上所述,HFNC設備提供恒定氧濃度的前提是設置流量應該高於患者吸氣峰流速,設置氧濃度、設置流量、吸氣峰流速對實際FiO₂都有顯著的影響,設置流量增加,實際FiO₂變化率顯著下降,設置氧濃度和吸氣峰流速增加,實際FiO₂變化率顯著增加。


此處略去英文參考文獻內容

作者單位:中國醫科大學附屬第一醫院呼吸內科(代冰、彭雲、譚偉、趙洪文);塔城地區人民醫院呼吸 內科(曾曉鳳、金洪)

編輯整理:旧版本草莓视频下载小微


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本文網址:http://www.oceantcf.com/news/456.html

關鍵詞:FiO₂的影響因素研究,高流量呼吸濕化治療儀,模擬肺

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