Giữ ấm và làm ẩm khí thở trong đường ống thở

Giới thiệu

Dòng khí khô từ máy thở có thể gây ra vấn đề khi được dẫn đến phổi của bệnh nhân trong khi gây mê. Việc làm ấm và ẩm không khí trong mũi và mồm được thực hiện bằng ống ET nhưng khí vẫn khô và hơi lạnh khi nó dẫn đến đường khí thở thì còn giảm xuống. Khí thở khô làm khô niêm mạc đường hô hấp, kết quả làm suy yếu hoạt động bề mặt, nguy cơ tổn thương cao trên niêm mạc và tăng nguy cơ tắc nghẽn và nhiễm trùng. Điều bất lợi có khả năng xảy ra là tăng chiều dài tiếp xúc với khí khô.

Cơ thể con người không có khả năng duy trì nhiệt độ của mình ở 37^oC danh nghĩa trong khi gây mê. Khí lạnh và khô trong quá trình thở là một trong những cơ chế gây tổn thất nhiệt. Nếu khí thở được làm ẩm, nó truyền nhiệt cho bệnh nhân và qua đó hỗ trợ cân bằng nhiệt trong phổi và cơ thể. Các yếu tố này đã thúc đẩy sự phát triển của một số phương pháp để giữ ẩm và làm ấm khí thở.

Mặt khác, việc làm ẩm cho bệnh nhân gây ra một số vấn đề trên bề mặt máy. Nước có thể tác động như một vật cản trở trong cảm biến dòng chảy dẫn đến việc đọc lưu lượng không chính xác. Nó cũng có thể chặn một dòng cảm biến áp suất và gây ra các báo động hoặc có thể chắn đường thông khí. Sự cần thiết của việc làm ẩm đối với bệnh nhân đi cùng với những bất lợi của bề mặt máy làm ẩm đã tạo ra một vấn đề. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách chọn các thiết bị phù hợp.

Ảnh hưởng của việc lựa chọn các thiết bị

Để tối ưu hoá việc tiết kiệm nhiệt và nhân công, nhiều bác sĩ đã lựa chọn để sử dụng đường khí thở đồng trục cho bệnh nhân. Một đường khí thở đồng trục cho bệnh nhân có 2 ống khác nhau. Dòng khí hít vào nằm ở ống bên trong và được làm ấm bởi dòng khí thở ra nằm ở bên ống bên ngoài. Điều này giúp duy trì nhiệt bên trong bệnh nhân nhưng không có ảnh hưởng đến việc mất độ ẩm.

Những dụng cụ làm ẩm chủ động được sử dụng để làm ấm và làm ẩm trong chăm sóc đặc biệt. Tuy nhiên phương pháp này không thường xuyên được sử dụng trong phòng mổ vì nó tạo thêm độ ẩm trong đường ống khí thở, gây ra những khó khăn được mô tả trước đó. Điều kiện ẩm ướt trong ống thở tạo ra những vấn đề trên mặt máy và cũng là một vị trí thuận lợi cho vi khuẩn phát triển.

Làm ẩm thụ động là một lựa chọn thích hợp cho các phòng mổ. Làm ẩm thụ động không bổ sung nhiệt cho bệnh nhân, nhưng giữ lại nhiệt và độ ẩm của bệnh nhân trong khí thở ra. Vì vậy, không có mối đe doạ của quá nóng hoặc quá ẩm. Ngoài ra, độ ẩm duy trì bên bệnh nhân là của bộ phận phin làm ẩm và làm giảm độ ẩm trong ống và máy.

Ống đơn đồng trục và phin làm ẩm GE đồng thời mang lại dòng khí thở vào ấm và ẩm, cuối cùng vẫn giữ ống và máy khô hơn và mát hơn. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định cách thức thay đổi nhiệt độ ở các điểm khác nhau của đường khí thở với sự kết hợp đa dạng của các thiết bị.

Phạm vi nghiên cứu và phương pháp đo lường

Phạm vi của nghiên cứu này là để xác định sự khác biệt của việc tiết kiệm nhiệt với các đường khí thở khác nhau. Phạm vi bao gồm ống đơn đồng trục và ống kép GE. Ngoài ra, so sánh bao gồm ảnh hưởng của phin làm ẩm thụ động GE HMEF 1000 và Edith Flex.

Các phép đo được thực hiện với một mô phỏng lưu lượng gây mê thấp. Mô hình bệnh nhân ISO 9630-1 được sử dụng như một bệnh nhân. Một đơn vị gây mê S/5^TM GE được dùng cho việc thở và bộ lọc chất rắn GE cho hấp thụ CO₂. Mô hình bệnh nhân thở với các cài đặt sau: Lượng khí 500ml, Hít vào: Thở ra với tỷ lệ 1:2, dòng khí mới 500ml/phút, mức hô hấp 12bpm.

Kết quả

Làm ấm dòng khí hít vào của bệnh nhân nhanh hơn

Hình 1 cho thấy nhiệt độ phát hiện trong quá trình đo lường được mô tả ở trên. Các đường cong màu xanh liên quan tới đường ống thở đồng trục (màu xanh nhạt) và đường ống thở đôi (màu xanh đậm). Các đường màu hồng và màu vàng hiển thị trạng thái nhiệt độ trong một đường ống thở đồng trục kết hợp với HME. Đường ống thở đồng trục tạo ra khí ấm hơn gần 3^oC so với đường ống thở kép. Với sự kết hợp của đường ống đơn và HME (Edith Flex hoặc HMEF 1000), nhiệt độ khí hít vào ấm hơn trong khoảng từ 4.5^oC đến 8^oC so với đường ống thở kép.

Công suất làm ấm hoàn toàn đạt được nhanh hơn đáng kể khi sử dụng một HME. Đường ống thở đồng trục và đường ống thở kép bản thân nó phải cần xấp xỉ 70 phút để đạt được nhiệt độ tối đa. Khi thêm một cái HME vào đường ống thở, nó đạt được nhiệt độ tối đa trong vòng 5 phút, mà vẫn mang lại nhiệt độ khí hít vào cao hơn.

Nếu khí hít vào phổi bệnh nhân là mát hơn nhiệt độ trong đường khí thở, khí phải được làm ấm bởi bệnh nhân. Trong tính toán này, nó đã được giả định rằng nhiệt độ trong đường khí thở là 37^oC và khối lượng khí là 500ml. Với sự kết hợp giữa Edith Flex và đường ống thở đồng trục, nhiệt độ khí hít vào là 33.5^oC. Nhiệt lượng cần thiết để làm ấm khí từ 33.5 ^oC lên 37^oC là 27J/phút. Với đường ống thở kép cần nhiệt năng lên đến 78J/phút khi bắt đầu và chỉ cần một lượng nhỏ sau thời gian sử dụng lâu (67J sau 70 phút sử dụng). Việc sử dụng dụng cụ làm ẩm thụ động giảm sự cần thiết để làm ấm khí tới 60-65% khi so sánh với đường ống thở kép. Đường ống thở đồng trục giúp ngăn ngừa sự mất nhiệt, nhưng kết quả tốt nhất đã đạt được khi một đường ống thở đồng trục được sử dụng kết hợp với dụng cụ làm ẩm thụ động.

Sự ngưng tụ nước trên bề mặt máy thở

Hơi nước ngưng tụ trong đường ống khi không khí bão hoà ( độ ẩm tương đối là 100%) mất nhiệt. Nhiệt độ khí bên trong ống giảm cũng bằng dòng khí hướng về máy thở. Nếu nhiệt độ của khí bão hoà giảm, một ít hơi nước ngưng tụ trong đường ống. Một HME kết hợp với một đường ống bệnh nhân đồng trục giữ hầu hết nhiệt và độ ẩm thoát ra trong quá trình bệnh nhân thở ra. Do đó, nhiệt độ trong ống vẫn ổn định, không giống như đường ống kép không có HME. Độ ẩm tuyệt đối trong khí phụ thuộc vào nhiệt độ của khí. Sự khác biệt nhiệt độ trong ống (minh hoạ trong hình 2) cho phép một lượng ngưng tụ tối đa 9.8 mg/m3 trong đường ống thở kép trong khi một đường ống thở đồng trục với HMEF 100 lượng ngưng tụ chỉ là 2.0 mg/m3. Lượng nước ngưng tụ tối đa trong ống vì vậy giảm khoảng 80%.

Kết luận

Sự kết hợp của một đường ống thở và một HME mang lại những lợi thế từ một vài quan điểm khác nhau. Những lợi thế có thế nhìn thấy cho cả bệnh nhân và cho máy thở.

Trong thử nghiệm này là sự kết hợp của một đường thở đồng trục GE và một HME GE để duy trì nhiệt độ của khí hít vào ấm hơn tới 8^oC so với đường ống thở kép của chính GE. Hơn nữa, nhiệt tối đa giữ được và nhiệt độ khí hít vào cao nhất đạt được trong 92% thời gian ngắn hơn với sự kết hợp của đường thở đồng trục và HME so với một đường thở kép thường lệ. Nhiệt lượng cần thiết cho sự nóng lên của khí hít vào đến 37^oC là ít nhất 60% ít hơn một đường thở đồng trục có HME so với một đường thở kép không có HME. Điều này giúp ngăn chặn sự mất nhiệt liên tục trong đường ống khí thở.

Ở bên máy thở, nước ngưng tụ gây ra một số vấn đề. Việc giảm nhiệt độ trong khí thở ra khi dòng khí đó từ bệnh nhân gây ra nước ngưng tụ trong ống thở ra. Khi sử dụng sự kết hợp của một đường ống thở đồng trục và HME, nhiệt độ giảm là 20% so với việc giảm nhiệt của đường ống thở kép.

Các kết quả này rõ ràng cho thấy rằng việc làm ấm và làm ẩm có thể bị ảnh hưởng bởi sự lựa chọn các thiết bị đúng khi chức năng kết hợp được nhiều người biết đến.Những lợi thế có thể nhìn thấy cả ở bên bệnh nhân từ việc giảm thiểu mất nhiệt và bên máy bằng cách giảm lượng nước  ngưng tụ.

Các sản phẩm liên quan:

Máy làm ấm máu và dịch truyền