体外评价Secretion-Clearing装置在降低气道阻力在气管内管

文摘

背景。分泌物积聚在气管内管”(ETT)腔放置的病人。分泌物影响气道阻力和压力。与机械通气相关肺炎分泌物加强长期机械通气和。本研究的主要目标是评估一个ETT-clearing装置(ETT-CD)去除分泌物的能力体外ETT流明。方法。四十ett,从重症监护病人拔管,是单独放在一个通风现场性能测试模拟器在37°C。通过ett压降测量60 L /分钟的流量清洗前后ETT-CD和与未使用相比,同样大小的控制管。ETT-CD插入ETT到提示了墨菲的眼睛ETT(洞)。刮水器,从技巧,扩大了ETT-CD处理激活。ETT-CD被免职,远端雨刷ETT腔分泌物中提取。结果。四十ett与非参数检验Wilcoxon符号秩测试。与ETT-CD被清除之前,气管切开的平均压降7.5毫米ett H是17.8厘米₂O;ETT-CD使用后,它是12.3。清除ett都显著提高了ett之前被清除( );然而,这仍然是一个重要的区别清除ett和控制管( ),表明清算不是水平的一个未使用的摘要。类似的结果为8.0毫米ett测定。结论。7.5毫米和8.0毫米的特点,ett ETT-CD改进有效明显的未清偿ett,独立于闭塞的位置,管大小,或管的长度。然而,这仍然是一个清除管和控制之间的显著差异。

1。介绍

物理和经济负担与机械通气相关肺炎(VAP)的记录和公认为机械通气(MV)的主要后果。VAP有重大的发病率,死亡率,和成本1]。经济负担和对资源的需求约40000美元和90000美元之间的机械通风病人(2]。VAP患者的生活质量是影响不适和额外的负担住院。根据VAP是如何定义的,它发生在约10% (365岁及以上的成人。VAP发病率相对稳定和高(3]。因此,急需开发新的预防策略对机械通气患者VAP的发展。

最初,预防VAP的策略集中在正压通风,减少微生物污染与气道油管加热元件(4]。抗菌治疗是(现在也是)经常用于危重患者VAP的管理。然而,由于耐多药耐药病原体或极的出现(5),替代抗菌素治疗是必要的。因此,限制了生物膜发展的焦点开始改变和/或减少生物膜负载和分泌物流明的气管内管(ETT)通过使用非侵入式管理团队监控患者MV日常口腔感染控制(6]。这个概念是有效的,尽管医疗人员遵守这些协议是有问题的(7]。

分泌物,包括口腔微生物群落,创建一个生物膜有可能积累高于ETT袖口。这些分泌物进入ETT适当并坚持ETT腔引起收缩(6,8]。腔的收缩导致气道阻力和压降在ETT MV。

ETT腔在MV是一致的表面微生物殖民ETT结束以来不断受到力的平行线,虽然中央管经验曲线涡流作用[9]。随着生物膜的发展和分泌物附着,流明ETT阻塞和缩小。清除ETT腔内的分泌物,封闭系统吸是定期雇佣10]。然而,据报道,完整切除分泌物吸入期间被发现的一个因素ETT狭窄的腔(11,12]。

分泌物和生物膜快速积累和不可预知的13,14]。当他们分离的细胞腔的ETT,他们可以项目肺部深处(45厘米从ETT结束)(15]。应该注意的是,除了ETT有分泌物,可以进入肺部,口腔细菌可能从口腔插管期间快速迁移,导致VAP发病机理(16]。

ETT与生物膜管腔阻塞,分泌物,这是不可预知的MV的时间(17VAP),可能导致肺部或其他感染。断奶时应该考虑是困难的,甚至对患者通风不到一天(18]。ETT阻塞可能误导临床医生对病人的准备拔管,随后导致不必要的延长插管和MV19,20.]。

在设计研究中,我们假设使用一个新的联邦注册医疗器械生物膜清除分泌物ETT流明会返回ETT腔的开放。为了验证这个假设,我们设计了一个研究旨在衡量ETT清除装置的影响(ETT-CD) (EndOclear®恢复™设备,以前叫EndOclear®气管内管洗涤器)内控制体外条件。演示一个体外模型,我们设计了一种多站通风机现场数据采集的性能测试模拟器。

2。材料和方法

这项研究是由西弗吉尼亚大学医院与病理学和西弗吉尼亚大学机构审查委员会批准的(IRB h - 23234)。四十ett随机获得成人患者拔管时从联合医疗/外科重症监护病房(SICU / MICU)。所有ett成人患者(年龄> 18岁)托收资格,除非病人被诊断为肺结核和/或艾滋病毒。病人的病史、日期、时间插管和拔管,ETT插管长度(天)和临床和通风机信息记录在数据库中。

2.1。体外测量

设置、测试设计、压降测试仪器的校准方法发表之前(13]。仿真设备修改了一个工程heat-regulated气管特性与温度传感器探头来维持体外ett在37°C(体温)而进行的研究。此外,新设计的定位包括工程加热头在30°解剖学上正确的头部位置后医疗研究所改进指导方针,将在病人护理。改性设计被称为多站通风机现场性能测试模拟器(补充图1)。设置复制了在活的有机体内解剖学和温度ETT人还在允许的测量真实的气道阻力的影响体外摘要。

2.2。控制管

标准ett(错口;Mallinckrodt公司;密苏里州圣路易斯大小为6.5,7.0,7.5,和8.0毫米内直径进行评估和用作基线控制。每个控制ETT放置和担保,袖口的通货膨胀,在多站通风机现场性能测试模拟器设定在37°C。一个高效微粒逮捕(HEPA空气呼吸过滤器(Iso-Gard)^®HEPA光28022;哈德逊RCI;泰梅库拉,CA)附加到每个控制管的近端端一致性比较控制管时病人的体外管,体外管需要HEPA过滤器来减少潜在生物危害的物质。

压降测量通过打开压缩空气的空气流量控制阀设置为2109厘米H的压力₂O(30磅每平方英寸,psi)以控制的速度从0到100升/分钟(L / min)超过30秒。数据采集的质量流率通过质量流量计和压力传感器(pts - 2000;Mallinckrodt公司;密苏里州圣路易斯,使用专门的软件(清教徒贝内特Breathlab™分呼吸产品测试软件,v . 2.0启B;Mallinckrodt公司)设置为每秒72测量。收集到的压降数据重复三次,平均,记录,分析,和评估在30、60、90 L / min可靠性(补充图2)。我们专注于60 L / min这流量达到最佳气体交换在大多数危重,插管的成年患者(21,22]。

2.3。样品管

气管切开ett收集并立即放置在一个生物危害与无菌纱布袋湿4毫升无菌生理盐水和密封,以避免除湿在交通实验室。为控制管,使用相同的方法体外ett被连接到多站通风机现场性能测试模拟器设定在37°C。初始压降数据(cm H₂O),称为清算数据之前(前),获得了使用相同的方法对于控制管。

然后,每个体外ETT与ETT清除清除装置(ETT-CD) (EndOclear®恢复™设备,EndOclear®, Inc . Petoskey MI),联邦注册(FR医生。2011 - 21685年提交了8-23-11;上午8:45)医疗设备。ETT-CD设计灵活的中央管和光滑的圆盘形的雨刷在其远端(补充图3)。ETT-CD插入ETT到提示了墨菲的眼睛ETT(洞)。一个圆盘形的雨刷,设置从提示,扩大通过激活设备的处理(补充图4)。一旦部署,雨刷坚定地与内部ETT的墙壁,在它的激活模式。ETT-CD然后删除,提取生物膜与雨刷分泌物。插入、定位和清算的ETT(远端)需要大约8秒。第二组压降数据(cm H₂O),称为清除数据(post),使用同样的方法得到控制和事先批准ett数据收集过程。

2.4。统计分析

数据是由管尺寸。压力下降列表并与size-matched控制管(13]。JMP诉9.0.0和SPSS版本20 (SAS研究所有限公司;卡里,NC)软件被用来执行数据分析。由于样本非参数统计检验使用。样品Wilcoxon符号秩测试被用来比较ett之前被清除后,被清除。一个样品(与中间控制压降)Wilcoxon符号秩检验是用来比较控制管与体外管后清算和结算。意义是接受的α< 0.05。

3所示。结果

研究了体外ett来自23个男性和17名女性患者平均53岁病人(SD±18)。ett来自15例诊断为肺炎,10吸烟史的,12与慢性阻塞性肺病,22人发烧,和30接受抗生素治疗。八ett再插管从病人和31 ett MV超过48小时。插管呼吸衰竭是最普遍的原因。收集ett已经使用了平均2.6天的插管,并由三个大小:7.0;7.5;和8.0毫米(表1)。

3.1。在清算体外摘要对控制管的结果

有一个重要的区别体外ett被清除之前,控制管阻塞指示体外ett与控制管尺寸7.5毫米和8.0毫米( )。没有显著区别7.0毫米大小体外摘要和控制管( )。

3.2。在清算体外摘要与清除体外摘要结果

的总体平均压降体外ett ( )清算之前17.5厘米H₂O (H最小= 10.2厘米₂O;最大的H = 77.8厘米₂O)。整个清算后的压降的中值为11.4厘米₂O (H最小= 9.5厘米₂O;最大的H = 16.8厘米₂O)。

有显著差异的体外ETT流明之前被清除,清除后尺寸7.5毫米和8.0毫米管( ),表明压降差异由于腔阻塞使用ETT-CD后被清除。没有显著差异在7.0毫米的管子。结果总结在表2。

3.3。清除体外ett与控制管的结果

有显著差异体外ETT流明和控制管尺寸7.5毫米和8.0毫米( ),表明之间的差异仍在压降清了清管和控制管。没有显著差异在7.0毫米的管子。

大多数的清除等管是在5 - 13%的压降在控制管。利用ETT-CD导致22 - 145%减少压降等管60 L /分钟。的平均百分比控制管的压降增加剩余流量大小7.0,7.5和8.0毫米显示在补充图5。

压降数据从结算比较之前的ett控制管评估功能的小管尺寸60 L / min。1的4 ett(7.0毫米),11个17 ett(7.5毫米),和14 19 ett(8.0毫米)有一个规模较小的压降等于1。ETT尺寸7.5毫米和8.0毫米提出了更大的压力下降而控制较小的尺寸。7 17 ett(7.5毫米)和12 19 ett(8.0毫米)有一个压降大小相当于2小。详细的百分比等管功能在较小的尺寸,在结算之前,是补充表中列出1。

4所示。讨论

四十气管切开ett随机获得机械通风成人患者从联合医疗/外科重症监护病房(SICU / MICU)。ett被置于一个模拟的解剖气管,复制在活的有机体内位置,从而创造一个更现实的实验平台。ETT-CD改进有效的清除ett开放与ett清算前7.5毫米和8.0毫米( );然而,与控制管相比,一些分泌仍然( )。ETT-CD是有效的在这个研究在改善7.5毫米和8.0毫米之间的压力变化ett后被清除之前,通过整个管的长度,经历没有问题在导航的曲率模拟解剖气管头部在30°时休息的位置。

重大阻碍呼吸流开始后几小时内气管插管由于生物膜ett的腔内阻塞。生物膜的闭塞ETT腔分泌物的积累的结果,从真菌和细菌微生物的殖民化23,24]。研究人员表明,受污染的口咽分泌物和/或胃内容物池上方膨胀ETT袖口的声门下空间,导致microaspiration,气管支气管的殖民,VAP发病率(25,26]。泄漏的声门下分泌物袖口(ETT和气管粘膜之间)在数小时内到达远端航空气管插管后(13,26- - - - - -30.]。一旦进入远端航空公司,受污染的分泌物和生物膜可以移动更容易在肺部。生物膜,本身,作为一个病灶接种的下呼吸道,与潜在的特许经销商26,31日,32]。VAP与住院时间延长,增加了重症护理病房的住院时间,增加成本。

要解决这些问题,一些长期建立和创新修改呼吸道护理和医疗实践开发了改善人工气道,气道限制污染,降低感染率,减少气道阻力,返回等管通畅,提高机械通气病人的结果。目前,医疗机构标准常用清除分泌物从ETT是盲目的气管吸到一个封闭的系统(33,34]。然而,这种策略被发现缺乏有效,作为文学表明盲吸肺容积减少导致缺氧,引发心律失常,增加颅内压,ETT生物膜分离聚合到下呼吸道(26,33]。一些研究人员(33],还发现一个重要程度的ETT腔的阻塞气管插管患者尽管最佳的加湿和标准ETT吸。

应对上述收集被污染的分泌物ETT袖口,声门下吸成立。声门下吸是一个方法,需要使用修改后的摘要与声门下抽吸能力。建议患者需要超过72小时的机械通气(34,35]。声门下吸已被证明导致气管黏膜损伤,以及气管损伤立即毗邻声门下吸(22,25,35]。吸功能障碍引起了担心安全,功能障碍归因于阻塞声门下吸入口的吸气管粘膜(26,35]。

近年来,一些研究人员和企业集中他们的努力开发新型医疗设备(如粘液剃须刀,阻塞剂、粘液发出声音,和救援导管),不同于吸,专门针对清洗ETT腔通过去除分泌物附着在ETT亲自刮或擦拭等管的内表面12,25,33]。声反射计、高分辨率计算机断层扫描(33),管腔内的导管,压力振荡分析(36),良好的分析(37),和电阻的呼吸都是方法评估修改摘要和摘要设备研究。尽管可能存在潜在的利益,大多数研究涉及部分ETT评估,进而可能会影响该方法的正确性和有效性。此外,大型临床试验和实验室测试的研究仅限于这些医疗设备缺乏准确的测量ETT开放和没有提供具体的证据来证明广泛使用12,33,34,38]。

我们的研究旨在克服以往试验的缺点更严格的设计和开发一个标准化的测试过程测量的影响ETT-clearing设备(ETT-CD)返回ETT控制内腔的通畅体外条件。

Mietto et al。12)估计,管腔内的平均损失ETT体积从部分阻塞由于分泌物积累是9 - 15%。我们的结果估计,近25%的ET管尺寸7.0毫米,7.5毫米大小,65%,74%在8.0毫米大小有一个可测量的压降相当于一个规模小的。更明显的减少压力下降ETT管尺寸7.5毫米和8.0毫米8.0毫米7.5毫米的41%和63%的估计函数在相同的值作为ETT两个尺寸较小。我们没有找到任何相关的潜在因素的增加生物膜ETT腔内的分泌物。我们做了,然而,找到一个从摘要中提取腔体积之间的正相关和压降观察多站通风机性能测试模拟器领域,独立于一般法。

与玻璃等。11),预计时间ETT到位的时间越长,碎片的机会积累越大,我们的发现Wilson非常匹配。13),说明ET管阻塞的不可预测性和独立。Wilson一致的结果(13),一个病人插管3小时或300小时可以显著增加阻力或测量相当于size-matched控制管。ETT腔内的分泌物形成的生物膜并不是一个与时间相关的事件(13];因此,部分阻塞由于分泌物积累不能鲁莽地忽略。

我们的结果表明,体外等管,在结算之前,已经明显压力下降(因此更高程度的阻力)32 - 158%从7.5毫米和8.0毫米控制管腔的大小。我们测试的有效性、安全性和可行性ETT-CD的体外模型,它减少了腔的生物膜内分泌物的ett 5 - 13%的压降在控制管。不仅ETT-CD发现很容易使用,但也有效地去除分泌物ETT流明的7.5毫米和8.0毫米管。

4.1。限制

虽然样本大小( )足够的统计观察有关设备的影响和临床协会、小样本的大小7.0毫米ett ( )限制了我们的发现,ETT直径;然而,一致的结果被发现的所有ett研究。此外,这项研究并不是动力的功效评价ETT-CD呼吸道护理和医疗实践,如标准吸。该研究旨在评估ETT-CD及其去除腔的生物膜的能力ETT的分泌物,从而增加明显。需要更大规模的研究来确定是否ETT-CD的使用有任何影响VAP发病率、死亡率、MV,持续时间和ICU住院。三个ETT大小对ETT-CD收集和测试的内部直径7.0,7.5,和8.0毫米,因为这些是ETT大小MICU / SICU用于成人。还需要更多的研究来验证在较小的ett ETT-CD功能,以及比较研究对盲人气管吸通过一个封闭的系统,医疗机构标准。

5。结论

气管插管后几个小时内,ETT MV患者开始积累腔的生物膜ETT分泌物引起狭窄甚至闭塞,正如前面报道。生物膜的积累和阻塞的程度在任何一个病人是不可预测的。ETT-CD旨在明确ETT在管腔的功能从病人的气管导管气道的机械通风不使用抗菌素。新设计的多站通风机现场性能测试模拟器允许一个更有代表性方法评价任何清理设备的影响在减少气道阻力。使用ETT-CD后,7.5毫米和8.0毫米体外ett研究在ett显著提高被清除之前,独立于闭塞的位置,管大小,或管的长度。

数据可用性

SPSS数据用于支持这项研究的结果被限制的西弗吉尼亚大学机构审查委员会为了保护病人的隐私。数据可从相应的作者,克里斯托弗•水域为研究人员符合标准访问机密数据。

信息披露

这个手稿的内容被克里斯托弗口头提出作为海报在ASM 51^圣中华2011年9月,在芝加哥,,和胸部2012年10月,2012年在亚特兰大,乔治亚州。内容是完全的责任作者,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。投资者没有参与研究设计、数据收集和分析,决定发表,或准备的手稿。

的利益冲突

克里斯托弗·水域和哈米德Motlagh收到部分酬金endOclear®, LLC。剩下的作者宣称他们没有任何潜在的利益冲突。

作者的贡献

克里斯托弗先生水域造成概念开发、样品采集、测量、数据分析、解释,和手稿准备。哈米德博士Motlagh导致样本采集、测量、数据分析、解释,和手稿准备。r·康斯坦斯博士维纳导致数据分析,解释,手稿准备。

确认

这项工作是支持endOclear®, LLC(格兰特10014975.1.1005298 R)。研究报告在这个出版得到了医学科学研究所的美国国立卫生研究院在U54GM104942奖号码。作者要感谢埃里森·m·威尔逊,医学博士和约翰·g·托马斯的帮助与概念的发展。

补充材料

补充表1:功能未清偿ETT ETT大小的关系。补充图1:多站的示意图表示通风机性能测试模拟器。模拟器被组织成四个区域用于评估的质量控制压降(之前和之后结算)伴随着一个循序渐进的示意图表示放置气管切开ETT从37°C“加热头”分- 2000。补充图2:测量每个气管切开患者气管内管的压降;控制、ETT清除(前),之前和之后ETT被清除(post)评估的流速(A) 30 L / min, (B) 60 L / min, (C) 90 L / min。补充图3:endOclear的精确表示气管tube-clearing设备(ECCD)。的endOclear气管tube-clearing设备由四部分组成:(A)深度停止,(B)红色安全开关,(C)处理和触发部署雨刷,和(D)雨刷,(D1)雨刷,和刮水器部署(D2)。补充图4:endOclear的示意图表示气管tube-clearing设备。定位的ECCD ETT:(1)子弹形状的灵活的中央管达到墨菲ETT之眼,(2)一个圆盘形的雨刷,设置回顶,(3)激活处理的设备部署雨刷。ECCD回落的管,提取生物膜分泌物清除ETT。 Supplemental Figure 5: comparison of the average percent (%) increase in pressure drop of ETTs (before and after clearing) from control ET tubes for each sized ETT, 7.0, 7.5, and 8.0 mm at flow rates, 30, 60, and 90 L/min.(补充材料)

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