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Matias伊格纳西奥·Lugones拉莫斯,玛丽亚Fernanda Biancolini罗伯托Orofino Giambastiani, ”结合通风两个主题,一个机械呼吸机使用一个新的医疗设备:体外研究”,麻醉学研究与实践, 卷。2021年, 文章的ID6691591, 7 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/6691591
结合通风两个主题,一个机械呼吸机使用一个新的医疗设备:体外研究
Ignacio Lugones
,1
Matias拉莫斯,2
玛丽亚·费尔南达Biancolini,3
和
罗伯特·Orofino Giambastiani4
1心脏手术单位、儿童综合医院。”Pedro de Elizalde”,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
2医院麻醉学,丹尼何塞·德·圣·马丁,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
3儿童综合医院心内科博士”。Pedro de Elizalde”,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
4麻醉学、儿童综合医院。”Pedro de Elizalde”,布宜诺斯艾利斯,阿根廷
文摘
介绍。SARS-CoV-2大流行创造了突然缺乏通风。DuplicARⓇ是一种新型设备,允许同时和独立通风的两个主题,一个呼吸机。本研究的目的是确定DuplicAR的功效Ⓡ独立调节和偏正呼气压力峰值在每一个主题,在压力控制通气和交织通风和(b)来确定DuplicAR通风模式Ⓡ介绍了最佳性能和安全。材料和方法。两个测试肺连接到单个使用DuplicAR通风机Ⓡ。建立了三个实验阶段:(1)两个相同的主题,(2)两个对象具有相同重量但是不同肺合规,和(3)的两个主题不同的权重和肺遵从性。在每个阶段,测试肺通风两种通风模式。偏正呼气压力需求增加先后在其中的一个科目。的目标是实现一个潮汐卷7毫升/公斤为每个主题在不同阶段通过通风机和DuplicAR的操纵Ⓡ控制器。结果。DuplicARⓇ允许足够的通风的两个主题不同的重量和/或肺遵从性和/或窥视的要求。这是通过调整的潮汐总额科目(交织通风)或所需的最高峰值压力(压力控制通气)以及基底偏正呼气压力通风,同时操纵DuplicARⓇ控制器减少潮汐卷或主题的峰值压力,需要更少的和/或增加正极呼气压力需要更多的主题。在通气的目标可以实现任何通风模式,DuplicARⓇ在压力控制通气性能更好,因为变量的变化经历了一个主题不要修改另一个。结论。DuplicARⓇ是一种有效的工具来管理吸气压力和偏正呼气压力峰值在两个独立对象连接到一个单一的通风机。驱动压力可以调整,以满足课题的要求有不同的重量和肺遵从性。压力控制通气有优势交织通风,因此建议通风模式。
1。介绍
由于重大灾害、卫生系统都集中在需要同时对大量的受害者的医疗护理(1- - - - - -5]。引发的全球危机SARS-CoV-2流行创造了一个通风的突然短缺导致死亡的人数的增加(6]。分流协议需要这些稀缺的急救护理资源的有效配置7,8),考虑到这可能导致潜在的法律责任(9]。
大流行以来,一些团队专注于多个通风作为一个可能的解决这个巨大的问题。然而,这些努力很快就气馁了一些最重要的科学团体由于这种策略的局限性和潜在风险10]。
最近,我们报道的结果评估,在lung-healthy猪,叫DuplicAR的新的医疗设备Ⓡ(11]。这个设备是为了使两个主题,一个呼吸机机械通气,没有交叉污染,并允许独立管理的吸气压力峰值(PIP)和偏正呼气压力(偷看)。
本研究的目的是(a)来确定DuplicAR的功效Ⓡ设备独立调节PIP和窥视在每一个主题,在压力控制通气(PCV)和交织通风(VCV)和(b)来确定DuplicAR通风模式Ⓡ介绍了最佳性能和安全。
2。材料和方法
2.1。的DuplicARⓇ设备
DuplicARⓇ是一种新型设备,允许同时和独立通风两个主题只有一个呼吸机。这是一个简单的适配器连接到呼吸机,并提供独立的增压系统的两个对象(图1)。它由两个适配器嵌入相同的设备。吸气的一部分设备连接呼吸机的吸气口每个主题的吸气肢体,(1)阀门调节流量,因此潮汐卷(VT)和脉冲和(2)单向阀门,允许独立的管理两个回路,避免交叉污染。呼气的部分设备连接到每个主题的呼气肢体和通风机的呼气港口。每个呼气肢体都有窥视控制器独立管理这个变量。交叉污染是通过单向阀门和预防微生物过滤器每一行的电路。
(一)
(b)
2.2。实验模型
DuplicAR的有效性Ⓡ设备通风相结合研究了体外实验模型(图2)。两个人工肺肺(测试),从现在起叫主题和主题B,连接到一个使用DuplicAR通风机Ⓡ设备。主题是“标准。整个实验”属性保持不变。它模拟病人和50公斤是由一个测试肺的合规30 ml /厘米H2O(0.6毫升厘米H2O−1公斤−1)。目标VT 350毫升(7毫升/公斤)。另一方面,主题B是修改整个实验来代表不同的场景。VT规范化的重量7毫升/公斤也针对这一主题。
在所有情况下,呼吸速率是一个固定的参数(每分钟12通风),不能为每个主题个性化。我们假设通风发生在该地区之间的上下压力-容积曲线的拐点。根据这一点,每个主题的合规是建模为一个常数。对象都认为是他们最好的肺压力-容积曲线的条件。在临床方面,这将意味着病人的肺已经优化招募。
实验使用执行新港e360通风机(新港医药,科斯塔梅萨,CA)连接到DuplicARⓇ系统。这个设备是依次连接到两个便携式精度测试与可调肺合规和阻力(所以他们的肺,侥幸生物医学,埃弗雷特,佤邦,美国)使用正则电路油管。两个流动气体分析仪(VT 650侥幸生物医学,埃弗雷特,佤邦,美国)也使用,每一个放置测试肺之间和各自的三通管(图2)。
2.3。实验阶段
研究建立了三个实验阶段,根据模拟病人的肺重量和遵从性:(我)阶段1:两个相同的对象(同样的重量和合规)(2)阶段2:两个对象具有相同重量但是不同的遵从性(3)阶段3:两个科目有不同的重量和遵从性
在每个阶段中,受试者A和B是使用DuplicAR连接到呼吸机®设备和通风在PCV和VCV。目标量为每个主题在所有阶段建立7毫升/公斤。这一目标VT是通过操纵通风机(VCV PIP在PCV或VT)结合DuplicAR流控制器Ⓡ设备。通风机设置为5厘米的窥视H2O和维持在该值在整个体验。在实验中,我认为“基线情况,”没有区别在偷看。偷看的差异是通过操纵偷看DuplicAR的控制器Ⓡ设备。然后先后窥视在主题B增加到7 - 10厘米H2H O(实验二)和11 - 14厘米2O(实验3),而主题保持5厘米H2O。
表的三个阶段进行了总结1。
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3所示。结果
3.1。阶段1
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正如在试验我,无论通风模式,没有干预,驱动压力并不明显不同在这两个科目(10.5±0.45厘米H20),因此,VT也非常类似(354±9.36毫升)。
在这两种通风模式,可以增加主题B的窥视在不损害自己的驱动压力或主题的A . PCV这是实现(1)增加了皮普的通风机在相同数量增加了主题B的窥视和(2)限制同时主题进行操纵的PIP DuplicAR的流量控制器Ⓡ设备。
VCV,主题B增加通过操纵的窥视窥视控制器的设备,有必要调整主体的流量控制器a这是强制性另有空气不进入主题B直到系统达到分解产生的压力偷窥阀,造成不成比例的增加VT交付给一个主题。
3.2。第二阶段
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两个对象具有相同的尺寸和要求相同的VT(350毫升)。因为主题B有减少合规主题相比,其驾驶需要更高的压力:
实现这种差异在PCV每个主题的驱动压力,皮普在通风机必须增加交付足够的VT最低的主题合规(在这种情况下,B),然后,皮普在主题却降低了通过操纵DuplicAR各自的流量控制器Ⓡ设备。
VCV, VT是由通风机两个对象作为一个整体,但其分布的不对称是由于受试者的差异特征。每个主题需要的足够的VT监管通过操纵DuplicAR的流量控制器Ⓡ设备的主题更合规。这样,用一个呼吸机配置,建立不同的驾驶压力。
在这两种通风模式,可以修改主题的窥视在不牺牲其驱动压力或修改其他的参数。在这三个实验中,驱动压力保留。在PCV,这是通过增加PIP通风机设置维护主体的驱动压力增加窥视(B)主题。准确的驱动压力在主题是DuplicAR调制的流量控制器Ⓡ设备,从而防止过度PIP(图2)。VCV,总VT。当主题的窥视B是选择性地增加,流量控制器的问题达到一个适当的调整分配总VT。
3.3。第三阶段
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在这种情况下,这两个学科有重要差异的重量和肺合规。主题是一个模拟病人体重50公斤的肺合规30 ml / cm H2啊,而主题B模拟病人肺合规的28公斤10 ml /厘米H2o .的驱动压力,每个主题都需要
为了实现这种差异在PCV每个主题的驱动压力,皮普在通风机必须先配置确保通风最低的主题遵从性(在这种情况下,B,要求24厘米的PIP H2O)。后来,皮普在主题却降低了通过操纵DuplicARⓇ各自的流量控制器的设备。
VCV,不同驱动压力的两个主题是通过设置一个总VT通风机和管理其分配科目DuplicAR流控制器Ⓡ设备,如第二阶段。
偷看也独立管理对于每个主题在这两种通风模式。在第二阶段中,保存在PCV,驱动压力增加皮普的呼吸机维持主体的驱动压力增加窥视(主题B)和减少脉冲通过操纵其他学科的各自DuplicAR流量控制器Ⓡ设备。在VCV总VT通风机中配置以满足每个主题的需求分配不平等。因为偷窥的B增加,流量控制器的主题需要调整,以达到一个适当的VT。
4所示。讨论
自第一COVID-19病例报道2019年12月在武汉作为一个集群的肺炎患者,疾病快速传播。几个月后,世界上一些更健全的医疗保健体系的崩溃,因为它无法满足如此之多的需求同时危重患者。到2020年底,超过8000万人患有这种疾病,几乎200万已经死了。
从一开始的大流行,机械通风的短缺在场景中心。人死亡因为资源约束有限的可用性通气支持(6,12]。2020年3月24日,理查德·布兰森,杰里米·Beitler博士和他的同事们从医生和外科医生的哥伦比亚大学和纽约长老会医院发表ventilator-sharing协议dual-patient通风与单个机械通风关键通风机短缺期间使用(13]。这只是一个多个响应全球医疗社区的危机。
然而,两天后,3月26日,全球有462680例确诊,危重病医学的社会(SCCM),美国呼吸道护理协会(AARC),美国麻醉医师协会(ASA),麻醉病人安全基金会(APSF),美国关键还是保健护士协会(AACN)和美国胸科医师学会(胸部)发表联合声明将多个病人的概念在一个机械呼吸机(10]。中央信息是,共享机械通风不应该尝试,因为它不能执行安全与设备。文档是简洁但健壮和解决所有问题相关的多个通风,因为它被执行。
同时,为了克服这些问题,我们的团队创建了一个新的医疗设备(专利申请提交),称为DuplicARⓇ。这个设备可以独立通风两个主题只有一个呼吸机。通过这种方式,“通风相结合”的概念(不同于“多个”或“共享”通风)诞生了。,两个主题之间的相互交互连接到相同的呼吸机被认为是,和个人需要参加通风充分。使用这个设备的结果lung-healthy动物模型是最近发表(11]。
在目前的工作,我们将演示一个体外模型,大多数的联合声明中列出的问题可以克服这一新的医疗设备。
的一个最主要理由暴露对多个通风是VT(或脉冲,根据模式机械通气)和窥视(COVID-19患者是至关重要的)管理是不可能的。在这里,我们表明,这些变量可以独立管理充分通风两个科目,即使他们有不同的重量和/或肺遵从性和/或窥视的要求。这是通过调整总VT主题(或所需的最高PIP)和基底偷看DuplicAR通风机和操纵Ⓡ控制器减少VT或PIP主题需要越来越增加的主题需要更多的窥视。
当我们显示,可以实现通气的目标在PCV VCV, VCV PCV相比有重大缺陷。虽然两个科目的总VT VCV它们之间(使用DuplicAR可以分布不对称Ⓡ要克服的问题卷最兼容的肺),这种模式引入了有害的对象之间的相互作用的可能性。例如,如果一个主体的气管内管弯折,其他主体将收到一个危险的大型VT。这是因为突然改变电阻或合规直接影响另一个主题。类似的现象是观察当增加偷看选择性地在一个主题。在VCV,另收到更大的VT主题,因为它是必要的,吸气管达到更大的压力允许交付数量与更大的窥视。这是完成的体积增加在这个问题上没有修改偷看。
所有这些问题都可以克服使用连续强制PCV, DuplicAR通风方式的建议Ⓡ,增加深厚的镇静和瘫痪的病人。尽管保证VT不能交付给任何病人(不不同于只有一个病人在PCV),能够控制和限制每个单独的驱动压力无论体重,气道阻力和肺合规可能允许这种策略合理肺保护。除此之外,增加一个主题的窥视(无需修改PIP通风机)只会影响主体在偷看的修改,通过减少驱动压力因此VT。PCV的另一个优点是,突然变化(即在一个主题。、动态合规可变性或气管导管阻塞)不影响系统的增压,因此没有影响其他主题13]。有害的病人之间的相互作用主要是避免使用这种模式。例如,如果主题的气管内管弯折,将获得一个降低VT主题,但是这将没有对主题的影响。最后,PCV自发地补偿由油管合规添加到系统,在结合通风将包含的两倍体积相比单一(传统)通风。在VCV,相比之下,这个必须手动补偿通过添加额外的体积总VT交付的通风机。
上面描述的个性化管理与DuplicAR很容易维持Ⓡ随着时间的推移,PIP和窥视可以调整到受试者的要求在任何时间。病人可能恶化,恢复速度不同,天然气的分布每个病人将被监控和调整以连续方式每个病人的需要。重要的是要注意,这种调整必须考虑到执行的呼吸速率是相同的主题。
最后,还有两个联合声明,所反映出的重大关切DuplicARⓇ可以充分解决。首先是相关监控和设置警报在多个通风。在最近出版的动物模型,我们使用常规监控每个动物的气道压力之间的压力传感器连接三通管和多参数监测(11]。我们正在致力于一个先进的原型和警报,所有变量的实时直接测量每个主题和电子闭环控制的PIP和窥视在每个个体通过人机接口。这种先进的原型可以补充使用capnography添加到每个电路,最近被Korsos和合作者14]。尽管战略流程操作在我们的设备是不一样的一个描述这些作者(我们操纵单个回路的电阻在吸气,不是在气管导管),这个简单的和面向目标的方法可以提供额外的信息,确保充足的通风两个主题在这个拯救生命的干预。
第二个担忧联合声明中概述的是病人之间可以共享气体回路。Pendelluft之间被认为是可能的患者,导致相互传染和overdistension。然而,这是避免DuplicARⓇ设备,过滤器和单向阀门,互相隔离病人电路。
4.1。限制
目前的研究也有局限性。在体外研究中使用的测试肺有恒定的遵从性。在临床实践中,这意味着,无论偷窥和皮普,体积微分和压差之间的关系就像一个常数。在实际机械通风方案(尤其是肺部疾病患者),这个体积和压力之间的关系可能不是线性的。在这些情况下,VT将交货压力值接近“上转折点,”因此,肺合规将逐步减少。
此外,这个实验的目的体外模型来表示,在一个简化的方式,结合通风场景中变量之间的交互。这个模型没有考虑其他方面,应考虑在临床实践中,如血流动力学状态,气体交换的质量,和疏忽的可能性自然通风在患者共享通风。
最后,重要的是要注意,这个设备尚未测试与严重急性呼吸窘迫综合征动物模型或人类,和它的使用应该被认为是一个拯救生命的桥梁选择掩饰呼吸器的突然短缺的后果在灾难性事件。
5。结论
DuplicARⓇ独立是一种有效的工具来管理PIP和偷看两个对象连接到一个单一的通风机。驱动压力可以调整,以满足这两个科目的要求,即使他们有不同的权重,肺遵从性和/或窥视的要求。DuplicARⓇ可以实现在PCV和VCV通气的目标。然而,在连续强制PCV最好执行,变量的变化经历了一个话题不要修改另一个。PCV也补偿合规变化产生的额外的油管中需要结合通风。这种新的医疗设备可能会成为一个有用的工具面临的短缺卫生危机期间机械通风。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
Lugones我是商标持有人和作者的专利申请。所有其他作者宣称他们没有利益冲突。
作者的贡献
所有作者文献检索,数据收集、研究设计、数据分析,手稿准备,审查的手稿。
确认
Ignacio Lugones要感谢卢西亚诺异教徒和帕特里夏·Crego Favaloro基金会的大学医院,阿根廷,提供设备开展实验。作者也谢谢Juan Jose迪亚兹和尼古拉斯窄花边ETYC S.A.的研究提供技术援助。
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