Elisee 250急救转运呼吸机耗氧量测量与分析

郑吉锋,吴航,郭米嘉,白玫

首都医科大学宣武医院 医学工程处,北京 100053

[摘 要]目的 进行运转呼吸机耗氧量测量,是为了准确掌握呼吸机使用中在不同吸入氧浓度时的氧气实际耗氧量。方法 采用在运转呼吸机氧气进气管处串接气体质量流量仪的方法,测量吸入氧浓度分别设定为21%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时呼吸机实时的氧气消耗值。结果 在设定氧浓度30%~60%时,Elisee 250急救转运呼吸机耗氧量明显少于同样条件下LTV 1000转运呼吸机,尤其是在21%时氧气消耗为0,证明转运患者时在节省氧气方面Elisee 250急救转运呼吸机是首选。结论 进行转运呼吸机在不同吸入氧浓度耗氧量的测量,有助于医护人员在转运患者时对呼吸机氧气消耗有正确了解,医院使用的转运呼吸机进行性能测试和质量控制对于保证危重患者的安全转运是至关重要的,为保证患者安全,对运转呼吸机耗氧量进行准确测量和评估是非常必要的。

[关键词]转运呼吸机;氧浓度;耗氧量;储气量;压力指示

引言

急救转运是指对危重患者院外、院内抢救运送的过程,建立有效的人工通气是该过程中最基本也是最关键的环节,转运呼吸机的使用对于保证各种危重患者的安全转运起到了至关重要的作用[1]。转运呼吸机使用内置直流电源,大大增加了适应能力和移动性能,其具备完整的基本通气模式,适用范围广,面板设计合理,有多项参数显示。克服了以前氧气驱动型便携式呼吸机需要足够的氧气气源压力来维持、耗氧量较大的缺点[2]

转运呼吸机主要特点有:① 动力非氧气,且耗氧量低,保证稳定持续的氧气供应;② 便携特征突出,功能相对强大,可根据患者和场地情况随意放置,交、直流电源都可使用;③ 功能完备,具有控制、辅助、SIMV、PEEP、窒息后备通气、手动呼吸等模式,且可进行自由组合,充分保证了供氧功能;④ 具有广泛使用性,成人、儿童都可使用;⑤ 自检功能完善,保证呼吸机精确度,保证了供氧的稳定性;⑥ 可显示多项参数[3-4]

转运呼吸机的实际消耗氧气量一般根据呼吸机设定的潮气量、呼吸频率、吸氧浓度等进行简单的推算,这种估算方法误差较大。使用氧气瓶时,如果不能准确了解呼吸机实际的耗氧情况,有可能造成氧气储备量不足,严重影响呼吸机的使用。为此我们采取了在呼吸机氧气进气管处串接气体质量流量仪的方法,测量呼吸机的氧气消耗量[5]

1 材料与方法

1.1 实验材料

我院共有3台Elisee 250急救转运呼吸机,这种呼吸机具有便携、无创转运、有创转运等特点,使用有创通气模式时,提供多种容量控制和压力控制通气模式,具有吸气/呼气手动、自动触发功能;压力上升斜率可调节;BTPS管路自动补偿及校准,对气路系统的阻力、顺应性、温度进行自动补偿;完善的报警系统。使用无创通气模式时,全面兼容多种无创通气模式,具有超强的自动漏气补偿功能和自动跟踪触发系统,无需更换设备即可实现有创与无创通气的自由切换。具有窒息后备通气、2 min纯氧功能、内置空氧混合器和内置电子PEEP;内置涡轮供气系统,在无氧气情况下仍可继续工作,多种供电方式,操作简单快捷,实时监测多种参数。

首先采用FLUKE VT-Plus气流分析仪分别对3台运转呼吸机进行检测,检测呼吸机的潮气量、呼吸频率、吸气压力水平、PEEP、氧浓度等基本参数,其显示值、实际值与检测值的误差在合理的范围内,确保呼吸机工作正常[6-7]

耗氧量测量使用了QZL-200 A型气体质量流量仪,其性能指标为:流量范围0~200 L/min;精度等级2.0;最大工作压力1.0 MPa;最大工作压降≤500 Pa;响应时间1 ms。流量仪由气流质量传感器和数字显示积算仪组成。气流质量传感器采用美国微桥气流质量传感器,是基于流过传感器气流质量带走的热量正比于其输出电压的热传输原理。即将气流质量转换成模拟电压信号输出[8]。数字显示积算仪的作用是经运算处理,把气流质量流量转换成相对应的标准状态下的体积流量或标准状态下的质量流量。

1.2 实验方法

测量时采用将气体质量流量仪气流质量传感器的一端接到氧气瓶的减压表,另一端连接一个快速插座,与呼吸机氧气气源快速插头连接。呼吸机参数设定为常规使用且呼吸机开机默认的数值,其中潮气量500 mL、呼吸频率15 次/min、吸入氧浓度分别设定为21%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%,通过氧气瓶减压表的呼吸机氧气气源压力固定为0.44 MPa左右,使用Siemens夹板模拟肺。测量时使用气体质量流量仪检测每满瓶氧气耗尽后的累计容量、所用时间从而计算出在转运呼吸机不同氧浓度情况下每小时耗氧量,见图1。

图1 Elisee 250急救转运呼吸机耗氧量测量

2 实验结果

通过对我院3台Elisee 250急救转运呼吸机耗氧量的测量,发现3台呼吸机在相同设定氧浓度时耗氧量误差极小,都在5%以内。在潮气量为500 mL、呼吸频率为15 次/min的条件下,测量得到的3台转运呼吸机在不同氧浓度下平均每小时的耗氧量,以及以前测量的LTV 1000转运呼吸机在同样条件下的耗氧量,见表1。结果表明Elisee 250急救转运呼吸机的氧气消耗在有创呼吸机中是较少的,尤其是在低氧浓度设定情况下(21%~40%),特别是在21%时,氧气消耗为0,这是Elisee 250急救转运呼吸机与其它有创呼吸机的最大区别。

表1 两种型号转运呼吸机不同氧浓度下耗氧量 (L/h)

转运呼吸机潮气量设定为500 mL、呼吸频率设定为15 次/min时,每小时累计给患者送气0.5×15×60=450(L),由表1可知,当呼吸机氧浓度设定70%以上时,氧气消耗量就超过了给患者的送气量,当氧浓度设定为100%时氧气消耗量差不多是给患者的送气量的两倍。主要原因是其采用的内置涡轮供气系统,涡轮泵进行空气、氧气混合是采用了虹吸、射流的原理,其主要包括气筒、涡轮、活塞、折叠风箱等部分,工作时将空气推入送气管路的同时也将氧气吸入混合。涡流泵的特点是在没有压缩机和中央供气的情况下,可产生较大的持续气流,用于漏气补偿来维持设定的压力水平。因此就会造成当氧浓度设定较高时(>70%)耗氧量较大的情况[9-11]

3 讨论

在转运病人时要做好氧源的检查准备工作,了解转运的路程和道路情况,计算好路程时间、氧气用量。一定要有额外储备,以防各类意外情况的发生。按照美国危重医学学会指南委员会的危重病人转送指南要求:要有足够的氧气来源以满足病人预期的消耗量,至少附加1 h的储备量。我院Elisee 250急救转运呼吸机使用的氧气瓶分4 L和8 L两种,一般4 L氧气瓶满瓶,也就是压力表指针到达绿区的位置储气量大概在440 L,瓶内压力大约440÷4=110个大气压左右,而8 L瓶的满瓶储气量大概在820 L左右,瓶内压力稍低一点。表1中提到当氧浓度设定为60%左右时,每小时氧气消耗量大约与设定给患者送气量大致相等,参与转运的医护人员可以以此作为参考来进行氧气准备。为Elisee 250急救转运呼吸机在潮气量500 mL、呼吸频率15 次/min时,不同氧浓度下4 L与8 L氧气瓶可用时间,见表2。

表2 不同氧浓度下4 L与8 L氧气瓶可用时间 (h)

测量时发现当新8 L氧气瓶压力表指针不在绿区,而只在小部分黄区时储气量只有531 L,见图2。新4 L氧气瓶压力表指针不在绿区,而在大部分黄区时储气量只有335 L。曾出现过新8 L氧气瓶测量压力表指针到红区时压力突然降为0,储气量测量只有592 L,开始认为是氧气瓶开关问题,后来科室使用时也出现了类似情况,因此在使用8 L氧气瓶时压力表指针接近红区要格外注意。连接新氧气瓶时一定要注意压力表指针是否在绿区,如果不是使用时一定要准备出富余量,以防意外情况发生。

图2 氧气瓶压力表指示

使用呼吸机辅助呼吸的危重患者在院内运转中,转运呼吸机的正确使用,转运前的充分准备,途中的密切观察和护理,医护人员高度的责任心、敏锐的急救应变能力、娴熟的技术操作是安全转运的重要因素[12]。运转机械通气危重患者不仅是简单的运送过程,同时也是监护和治疗的过程,转运呼吸机的使用为危重患者的院内运转提供了便利,认真而细致的准备工作,运转途中严密的观察以及状态稳定、性能可靠的便携式呼吸机是保证运转成功的关键[13-14]。根据患者病情,使用PSV或SIMV+PSV模式,参照患者病房呼吸机使用情况调整转运呼吸机参数,为保证安全,转运呼吸机吸入氧浓度高于病房呼吸机吸入氧浓度20%,或将吸入氧浓度调整至100%。这样能够确保转运途中患者吸入的氧气足够,不会发生缺氧等现象,运转呼吸机科学、合理的管理在提高设备的使用效率方面是非常重要[15-17]

在设定氧浓度30%~60%时,Elisee 250急救转运呼吸机耗氧量明显少于同样条件下LTV 1000转运呼吸机,尤其是在21%时氧气消耗为0,在设定氧浓度70%~100%时,Elisee 250急救转运呼吸机与LTV 1000转运呼吸机耗氧量大致相当(表1),证明转运患者时在节省氧气方面Elisee 250急救转运呼吸机是首选。通过对Elisee 250急救转运呼吸机在吸入氧浓度分别为21%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%时耗氧量的测量,有助于医护人员在转运患者时对呼吸机氧气消耗有正确了解,医院使用的转运呼吸机进行性能测试和质量控制对于保证危重患者的安全转运是至关重要的,为保证患者安全,对运转呼吸机耗氧量进行准确测量和评估是非常必要的。

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本文编辑 袁隽玲

Measurement and Analysis of Oxygen Wastage of Elisee 250 Emergency Transport Ventilator

ZHENG Ji-feng, WU Hang,GUO Mi-jia, BAI Mei
Department of Medical Engineering, Xuanwu Hospital Capital Medical University, Beijing 100053, China

Abstract:Objective To measure the oxygen consumption of operating ventilator so as to accurately grasp the actual oxygen consumption of oxygen in different oxygen concentration. Methods The realtime oxygen consumption value of the breathing machine was measured under the inhaled oxygen concentration values of 21%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% and 100% by using the method of joining-up pipe stringing gas mass flow meter in operation of the air inlet tube on ventilator oxygen. Results The oxygen consumption of the Elisse 250 emergency transport ventilator was significantly less than LTV 1000 transport ventilator under the condition of oxygen concentration 30%~60%. Especially when the oxygen concentration was 21%, the oxygen consumption was 0, which indicated Elisee 250 emergency transport ventilator was preferred in transshipment in saving oxygen. Conclusion The oxygen consumption measurements of transport ventilator at different oxygen concentration can help medical personnel to have a correct understanding in the transport of patients with ventilator oxygen consumption. The performance testing and quality control of the transport ventilator is crucial for ensuring the safety of patients when transport of critically ill patients. Therefore, it is very necessary to perform accurate measurement and evaluation of the operation of ventilation to ensure the safety of the patients.

Key words:transport ventilator; oxygen concentration; oxygen wastage; gas storage capacity; pressure indication

[中图分类号]R563

[文献标识码]B

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2017.06.023

[文章编号]1674-1633(2017)06-0090-03

收稿日期:2017-01-12

修回日期:2017-01-19

通讯作者:白玫,教授级高级工程师,主要研究方向为生物医学工程。

通讯作者邮箱:jswei65@163.com