无创和有创机械通气中的湿化

无创通气和有创机械通气中的气体湿化RubenDRestrepoMDRRTFAARCandBrianKWalshRRT-NPSFAARC我们在美国国立医学图书馆、护理学数据库、考克兰图书馆的数据库中检索了所有在1990年1月至2010年12月期间发表的文章。这份临床实践指南的更新基于184个临床实践、系统综述和10份研究无创和有创机械通气中湿化相关的文章。接下来的建议是遵循推荐分级的评估、制定与评价(GRADE)系统的分级。1：建议接受有创机械通气的病人均使用湿化；2：建议无创机械通气的病人主动湿化，增加病人的依从性和舒适度；3：有创呼吸的病人进行主动湿化时，建议提供湿化的装置保证湿度在33-44mgH2O/L之间，气体温度在34℃-41℃，相对湿度达到100%。4：有创通气的病人被动湿化时，建议湿热交换器（HME）提供的气体湿度至少要保持在30mgH2O/L以上。5：不建议无创机械通气的病人使用被动湿化；6：小潮气量通气的病人给与湿化时，例如：肺保护通气的模式时，不建议使用HME，它会增加额外的无效腔；7：HME不能作为常规预防呼吸机相关肺炎的策略。关键词：主动湿化，湿热交换器，加温湿化器，疏水性，吸湿冷凝湿化，被动湿化。HMV1.0综述：当有创机械通气跨越了上呼吸道的生理性加温加湿，气体的湿化成为了预防低体温、气道上皮细胞破坏、支气管痉挛、肺不张、气道阻塞的关键。在许多案例中，浓缩的气道分泌物会引起气管导管的闭塞1。对于没有跨越上呼吸道通气的病人气体加温加湿是否必要，尽管目前仍没有明确的共识，例如无创机械通气（NIV），主动湿化在临床上还是高度建议，以增加病人的舒适性2-7两种系统：主动湿化通过加热湿化器（HH）进行主动加温加湿；被动湿化器则通过湿热交换器（HME）来达到气体的加温和湿化，再输送给机械通气的病人。湿热交换器（HME）又被称为人工鼻，目前有三种不同的型号：防水式、吸湿式、过滤式。加热湿化器的作用是通过主动的增加吸入气体的温度和水蒸气含量8。被动湿化器人工鼻的作用则是通过被动地保存病人呼出气体中的温度和水分，释放到病人的吸入气体中。肺泡气体75%的温度和湿度由上呼吸道提供，当它被跨越时，湿化器需要提供这些损失的温度和湿度。人体吸入气体的湿度总需求量是44mg/L，湿化器就需要提供0.75*44mg/L=33mg/L的湿度。当正常的通气情况下，气管中的湿度在36mg/L—40mg/L之间，气体在隆突水平以下时最佳的湿化需达到44mg/L（即在37℃时达到100%的相对湿度）。当给与无创通气病人主动湿化时，建议湿化装置提供的湿化水平保持在33mgH2O/Land44mgH2O/L之间，保持气体温度34°C—41°C，相对湿度100%的水平，以预防干燥的分泌物在呼吸管道中附着10-15。尽管现在的主动增湿器能够将Y型回路中的气体温度加热到41℃，建议Y型环路中的气体相对湿度保持在100%且最大温度不要超过37℃10-14。据国际标准化组织（ISO）报导，输送的气体持续保持在41℃以上，可能会对病人造成热伤害，同时ISO组织建议，将呼气末端的温度报警上限设置为43℃，可以有效的预防热伤害11。如果吸入气体的相对湿度100%，温度高于37℃，在呼吸道将会发生气体冷凝，产生冷凝水，减少粘液的粘稠度同时增加细胞周围的液体深度，分泌物的粘度变低，细胞周围液体增多，使粘液的流动性增强，难以被纤毛感应，从而使纤毛与粘液无法充分接触。因此黏膜纤毛的清除率下降。过多的水分将需要被如果将气道暴露于湿度水平低于25mg/L的气体中一个小时，或者湿度水平低于30mg/L的气体中达24小时，将会导致气道粘膜功能障碍16。因此，对于人工气道的病人建议给与气体的湿度不能低于33mg/L10-14。湿热交换器（HMES）制造商提供的产品说明采用了国际标准化组织9360方法：对的呼出体外的气体的湿度进行测量。然而湿热交换器的内在性能与制造商提供的产品说明存在差异17，美国国际标准协会推荐：绝对湿度≥30mgH2O/L；美国呼吸治疗协会（AARC）也推荐：绝对湿度≥30mgH2O/L，然而国际标准化组织（ISO）则推荐：绝对湿度≥33mgH2O/L。对于气道分泌物清除没有障碍的病人，我们认为湿热交换器（HME）提供26-29mgH2O/L的湿度水平即可满足需求18,19。提供的绝对湿度＜26mgH2O/L的湿热交换器（HME）不建议使用。我们建议使用的人工鼻（HME）至少要提供30mgH2O/L的绝对湿度，这与降低气管插管内阻塞的发生率有关17,18。HMV2.0设置2.1重症监护2.2住院病人急救护理2.3手术室2.4康复护理和专业的护理机构2.5家庭护理2.6转运HMV3.0适应症气管插管或者气管切开的病人行机械通气时，吸入的气体必须要进行湿化1,20-24；无创通气的病人可根据病人的情况选择性应用20,24。HMV4.0禁忌症机械通气的病人，吸入气体的湿化属于生理性代替，无禁忌症；人工鼻在某些情况下有禁忌：4.1：有明显出血情况或者分泌物较多较厚的患者禁忌使用人工鼻254.2：呼出的潮气量小于输送潮气量的70%的患者禁忌使用（例如：存在较大的支气管胸膜瘘的患者、人工气道气囊故障的患者、气囊缺失的患者）26-284.3：小潮气量通气的患者进行气体湿化时，例如：肺保护通气策略的患者，不建议使用人工鼻，因为它会增加患者的通气无效腔，增加患者通气需求和PaCO2水平25。4.3.1：人工气道死腔减少可以降低PaCO2水平，不受任何机械通气的影响。对于运用小潮气量的ARDS的病人，在肯定有高碳酸血症存在的情况下，避免使用人工鼻（HMES）29。4.3.2：在运用肺保护通气策略的患者移除环路中的人工鼻（HME）可以有效减少患者的死腔，降低PaCO2，增加患者PH值30。4.3.3：对于急性呼吸衰竭的患者，使用人工鼻（HME）会增加分钟通气量、呼吸驱动和呼吸做工31。4.4：体温低于32℃的低体温患者禁忌使用人工鼻25.284.5：自主分钟通气量过高（＞10L/min）的患者禁忌使用人工鼻29.30。4.6：将雾化器连接于呼吸机管路上进行雾化吸入治疗时，人工鼻（HME）必须转变为雾化旁路模式或从环路中移除32-35。4.7：人工鼻（HME）所产生的死腔和气道阻力会降低无创正压通气效果，并增加额外的呼吸做功36。4.8：面罩漏气量过多的无创通气患者，不适合使用人工鼻（HME），因为患者呼出的潮气量不能为HME提供足够下一次吸气所需的热量和水分。4.9：HME会增加死腔量以及PaCO2水平，因而可能会增加机械通气患者的通气需求。HMV5.0风险和并发症使用湿化装置寻在的相关的危害和并发症包括：5.1：加热湿化器（以下简称HH）可能存在电击伤的风险；5.2：低体温：HME和不当使用HH，温度过高：HH37-39；5.3：HH可导致气道灼伤，使用与HH不相匹配的加热导丝环路或呼吸管路，会引起患者气道灼伤和管路熔化。5.4：:使用HH或HME时，若湿度水平低于26mgH2O/L,可导致湿化不足以及黏液分泌物的排出不畅1,11,24,40,41；5.5：使用HME或HH时，气道粘液栓塞可能导致肺通气不足或（和）肺泡萎陷1,11,14,24,28,29；5.6：使用HME或HH时，气道粘液栓塞可能增加吸气做工1,7,9,15,39，；,5.7：使用HME或HH时，通过湿化器时吸气做工增加可能导致气道高压或者人机不同步42-44；5.8：使用HME时通气死腔增加，可能会引起高碳酸血症，导致肺通气不足41；5.9：使用HH时，由于疏忽导致湿化灌加水过多或者冷凝水汇集都会导致气道灌洗27,45-57；5.10：使用HH或HME时，当湿化器与患者脱开时，呼吸机在病人回路中产生的高速气流可能会使污染的冷凝水发生雾化效果，而增加患者和临床工作者发生院内交叉感染的风险27,43-55；5.11：使用主动湿化时，医护人员可能会被加热装置烫伤；5.12：使用HH时，呼吸机环路中冷凝水汇集会导致人际不同步和呼吸机性能异常；5.13：使用HME时，由于HME的阻力可能会导致无效地气道低压报警40,41；5.14：使用HME或HH时，压缩气体容积减少，会导致有效潮气量不准确（如果不进行校准）和降低呼吸机的反馈灵敏度58；5.15：使用HH时，如果按照患者的体温来设定湿化温度会导致气道脱水，相对湿度会过低12；HMV6.0研究方法的局限性6.1：采用不能提供足够的湿化和温度的HME装置，会引起许多上述的并发症和风险4,10,18,59,606.1.1:最近对一些HME进行了评估，该评估表明：只有37.5%的HME符合AARC和ISO的标准（＞30mgH2O/L），25%的设备，相对湿度甚至＜26mgH2O/L。6.2：采用不能提供足够湿化和温度的HH装置，会引起许多上述的并发症和风险。6.2.1：温度设置不合理，温度是一个相对便捷的监测相对湿度参数的指标，但是它的监测效果欠佳616.2.2：温度的选择是预先设置好的且无法调节，而不是根据临床的评估来选择的18。6.2.:环路中加热导丝一般被用来控制呼吸回路中冷凝水和雨洗效应。使用加热导丝回路时，在加热控制湿化装置输出口和Y型管道之间的气体来达到控制冷凝的同时，可能会:装置中水平面过低6.5:HME的选择不符合病人的型号和潮气量HMV7.0需求评估众所周知所有建立人工气道机械通气的病人都需要湿化。可以根据不同的情况进行选择。7.1：HME更适合短期（<96小时）或在转运时使9,17,63-66。7.2:有HME禁忌症的患者建议使用HH9,17,56。此外，近期有一项对比HHS和HMES的系统分析提出了以下结论：7.3：HHS和HMES在预防机械通气病人整体的死亡率和其他并发症上没有差异67。7.4：应用HHS或HMES在呼吸机相关肺炎发病率上没有显着差别。7.5：需要更深入开展防水式和吸湿式模式的HMES的研究以及HMES在婴幼儿和新生儿中的应用。HMV8.0成果评估仔细规范的检查加湿器，选择合适的加湿器，病人将不存在上述的风险和并发症；Ricardetal已证明：呼吸机接头中存在的冷凝水预示着相对湿度是100%73。HMV9.0资源9.1：设备.合适的设备能够提供给吸入气体充分的湿化，这种设备至少包含：9.1.1：湿化装置9.1.2：检测吸入气体温度并在温度超出临界范围时报警的系统。（加热湿化器）9.1.3：加热湿化器的无菌液体9.1.4：其他必须的相关设备，以用来处理各种可能出现的问题9.2：:标准.需要仔细检查湿化装置的性能以确保它能在够在呼吸机提供预期的最大气体流速和最大分钟通气量时提供充分的湿化。选择使用的HHs必须要符合国际标准化组织的规格11。9.3：人力.接受过必要的训练具有熟练的技巧，被认可或者授权的呼吸治疗师或者拥有类似证书（eg,MD,RN）的个人：能够准确评估机械通气时的湿化效果，能够评估病人和病人的通气系统，同时具有适当的临床判断能力。HMV10.0监测虽然存在的冷凝被认为是充分的湿化的表现，但是当周围环境温度高时这个方法将不可靠15。进行病人通气系统检查时，湿化装置也需要常规的检查，并及时清除呼吸环路中的冷凝水。人工鼻应该要定时检查，当过滤器被分泌物污染和（或）流速阻力增加，引起吸气做工过度增加是需要更换人工鼻。在设备检查是需记录以下几个变量：10.1:湿化设置：（温度设置或者数字刻度盘设置或者二者兼有），在插管病人的日常使用时，要求湿化装置设置的温度能够保持Y型环路中的吸入气体温度＞34℃8且＜41℃7,9，同时能够使吸入气体的水蒸气至少达到33mg/L11。国际标准化组织认为，气体温度测量误差＜2℃时不会10.1.1：无创通气:气体温度选择应该根据患者的舒适度、忍耐力、依从性以及肺部情况7。10.2：吸入气体温度：加热湿化器出口处的气体温度和接近病人呼吸道附近的气体温度都需要测量6,9，国际标准化组织建议：测量气体的温度始终在2个标准温度传感器的算术平均值±2℃10.2.1：Y型回路中的气体温度不能超过41℃，当温度超过43℃时要关闭加热器10.2.2：当加热导丝环路运用于婴儿时，温度探测指针不能放置在保温箱里或靠近辐射加热器。10.3:报警设置：当温度高于41℃时高温报警（43℃过热极限），低温不能低于Y型回路中所需温度10.4：湿化灌水平面和自动进水系统的运行10.5：分泌物的量、粘稠度、特征需要记录。HMEs使用过程中，分泌物丰富且越来越多时需要换用HHs,若HHs使用中出现此情况，适当增加Y型回路中的温度来提高绝对湿度，也可调整导丝温度来打到最适的相对湿度。10.6：气道阻塞：HMEs中丰富的分泌物会增加气流阻力，这使得气道峰压增加，诱导流速波形改变与气道阻塞是表现一致。当换用另一HMEs后由于分泌物过多上述情况仍存在，建议换用HHs。HMV11.0使用频率所有建立人工气道进行机械通气的病人都需要持续的吸入气体湿化。HMV12.0感染控制12.1:HHs重复使用时需要高标准的消毒；给湿化灌人工加水时注意无菌操作；湿化水需无菌。12.2:当使用封闭式自动供水装置时，供水装置中的部分未使用的水要保持无菌，当更换患者呼吸环路时可继续使用，然后，给水系统应指定仅供一个病人使用。12.3:病人呼吸环路中的冷凝水被认为是传染性废液，应当根据医院的规定进行严格、全面的预防处理。12.4:冷凝水是传染性废液，绝对不能使其回流至储水灌中。12.5:环路缺乏功能或者明显污染时需要更换，除非制造商另有特定的说明。12.6:被动湿化装置不需要每日更换因为它的感染控制能力或者说技术性能，它可以安全使用至少48小时，有些病人一些装置甚至可以使用1星期38。HMV14.0推荐以下推荐遵循推荐分级的评估、制定与评价(GRADE)系统的标准。14.1：建议每个接受有创机械通气的患者使用湿化（1A）14.2：建议无创通气的患者使用主动湿化提高患者依从性和舒适度（2B）14.3：建议有创机械通气的患者进行主动湿化时，湿化装置提供Y型环路中湿度在33-44mgH2O/L之间，气体温度在34℃-41℃14.4：建议有创通气的病人进行被动湿化时，湿热交换器（HMEs）提供的气体湿度至少要保持在30mgH2O/L以上（2B）14.5：不建议无创机械通气的病人使用被动湿化(2C)14.6：小潮气量通气的病人进行湿化时，例如：肺保护通气的模式时，不建议使用HME，它会增加额外的无效腔从而增加通气需求和PaCO2（2B）14.7：建议HME不能作为常规预防呼吸机相关肺炎的策略（2B）HMV15.0信息以及可用性的识别15.1：改编原版：RespirCare1992(8);37:887–89015.2：指南开发人员美国呼吸治疗协会临床实践指南指导委员会RubenDRestrepoMDRRTFAARC德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯大学健康科学中心的教授。BrianKWalshRRT-NPSFAARC德克萨斯州达拉斯市儿童医学中心的人员。15.3：资金来源无15.4：资产公开/利益冲突Walsh先生和Restrepo教授已经公开了与制造商美国泰利福医疗的关系。翻译者：邵逸夫医院呼吸治疗科：董佳倩指导老师：葛慧青参考文献1.BransonRD.Theeffectsofinadequatehumidity.RespirCareClinNAm1998;4(2):199-214.2.LelloucheF,MaggioreSM,LyazidiA,DeyeN,TailleS,BrochardL.Watercontentofdeliveredgasesduringnon-invasiveventilationinhealthysubjects.IntensiveCareMed2009;35(6):987-995.3.BransonRD.Humidificationofrespiredgasesduringmechanicalventilation:mechanicalconsiderations.RespirCareClinNAm2006;12(2):253-261.4.HollandAE,DenehyL,Buchanheatedpassoverhumidifierduringnoninvasiveventilation:abenchstudy.RespirCare2007;52(1):38-44.5.SolomitaM,SmaldoneGC.Humidificationandnoninvasiveventilation.RespirCare2007;52(1):24-25.6.ChiumelloD,ChierichettiM,TallariniF,CozziP,CressoniM,PolliF,etal.Effectofaheatedhumidifierduringcontinuouspositiveairwaypressuredeliveredbyahelmet.CritCare2008;12(2):R55.7.LelloucheF,MaggioreSM,LyazidiA,DeyeN,Taille′S,BrochardL.Watercontentofdeliveredgasesduringnon-invasiveventilationinhealthysubjects.IntensiveCareMed2009;35(6):987-95.8.ToddDA,BoydJ,LloydJ,JohnE.Inspiredgashumidityduringmechanicalventilation:effectsofhumidificationchamber,airwaytemperatureprobepositionandenvironmentalconditions.JPaediatrChildHealth2001;37(5):489-494.9.ChiumelloD,PelosiP,ParkG,CandianiA,BottinoN,StorelliE,etal.Invitroandinvivoevaluationofanewactiveheatmoistureexchanger.CritCare2004;8(5):R281-R288.10.Standardizationofhumidifiersformechanicaluse:generalrequirementsforhumidificationsystems.InternationalOrganizationforStandardizationISO2007;8185(Thirdedition):2007.11.DaviesMW,DunsterKR,CartwrightDW.Inspiredgastemperatureinventilatedneonates.Pediatricpulmonology2004;38(1):50-54.12.WilliamsRB.Theeffectsofexcessivehumidity.RespirCareClinNAm1998;4(2):215-228.13.KilgourE,RankinN,RyanS,PackR.Mucociliaryfunctiondeterioratesintheclinicalrangeofinspiredairtemperatureandhumidity.IntensiveCareMed2004;30(7):1491-1494.14.ZuchnerK.Humidification:measurementandrequirements.RespirCareClinNAm2006;12(2):149-163.15.ChikataY,ImanakaH,UetaM,NishimuraM.Humidificationduringhigh-frequencyoscillatoryventilationforadults:abenchstudy.MedSciMonit2010;16(12):MT89-MT93.16.WilliamsR,RankinN,SmithT,GallerD,SeakinsP.Relationshipbetweenthehumidityandtemperatureofinspiredgasandthefunctionoftheairwaymucosa.CritCareMed1996;24(11):1920-1929.17.LemmensHJM,Brock-UtneJG.Heat-and-moistureexchangerdevices:Aretheydoingwhattheyaresupposedtodo?AnesthAnalg2004;98:382-385.18.LelloucheF,TailleS,LefrancoisF,DeyeN,MaggioreSM,JouvetP,etal.Humidificationperformanceof48passiveairwayhumidifiers:comparisonwithmanufacturerdata.Chest2009;135(2):276-286.19.BransonRD,GentileMA.Ishumidificationalwaysnecessaryduringnoninvasiveventilationinthehospital?RespirCare2010;55(2):209-216.20.BransonRD,RespirCareClinNAm1998;4(2):305-320.21.BransonRD,circuits,humidityoutput,andmucociliarystructureandfunction.AnaesthIntensiveCare1998;26(2):178-183.22.GiraultC,BretonL,RichardJC,TamionF,VandeletP,AboabJ,etal.Mechanicaleffectsofairwayhumidificationdevicesindifficulttoweanpatients.CritCareMed2003;31(5):1306-1311.23.JaberS,PigeotJ,FodilR,MaggioreS,HarfA,IsabeyD,etal.Long-termeffectsofdifferenthumidificationsystemsonendotrachealtubepatency:evaluationbytheacousticreflectionmethod.Anesthesiology2004;100(4):782-788.24.NavaS,NavalesiP,GregorettiC.Interfacesandhumidificationfornoninvasivemechanicalventilation.RespirCare2009;54(1):71-84.25.BransonRD.Secretionmanagementinthemechanicallyventilatedpatient.RespirCare2007;52(10):1328-1342.26.MoranI,BellapartJ,VariA,ManceboJ.Heatandmoistureexchangersandheatedhumidifiersinacutelunginjury/acuterespiratorydistresssyndromepatients.Effectsonrespiratorymechanicsandgasexchange.IntensiveCareMed2006;32(4):524-531.27.BransonRD.Isanosejustanose?Chest1997;112(3):581.28.CampbellRS,DavisKJr,JohannigmanJA,BransonRD.Theeffectsofp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