無創通氣和有創機械通氣中的氣體濕化RubenDRestrepoMDRRTFAARCandBrianKWalshRRT-NPSFAARC我們在美國國立醫學圖書館、護理學數據庫、考克蘭圖書館的數據庫中檢索了所有在1990年1月至2010年12月期間發表的文章。這份臨床實踐指南的更新基于184個臨床實踐、系統綜述和10份研究無創和有創機械通氣中濕化相關的文章。接下來的建議是遵循推薦分級的評估、制定與評價(GRADE)系統的分級。1：建議接受有創機械通氣的病人均使用濕化；2：建議無創機械通氣的病人主動濕化，增加病人的依從性和舒適度；3：有創呼吸的病人進行主動濕化時，建議提供濕化的裝置保證濕度在33-44mgH2O/L之間，氣體溫度在34℃-41℃，相對濕度達到100%。4：有創通氣的病人被動濕化時，建議濕熱交換器（HME）提供的氣體濕度至少要保持在30mgH2O/L以上。5：不建議無創機械通氣的病人使用被動濕化；6：小潮氣量通氣的病人給與濕化時，例如：肺保護通氣的模式時，不建議使用HME，它會增加額外的無效腔；7：HME不能作為常規預防呼吸機相關肺炎的策略。關鍵詞：主動濕化，濕熱交換器，加溫濕化器，疏水性，吸濕冷凝濕化，被動濕化。HMV1.0綜述：當有創機械通氣跨越了上呼吸道的生理性加溫加濕，氣體的濕化成為了預防低體溫、氣道上皮細胞破壞、支氣管痙攣、肺不張、氣道阻塞的關鍵。在許多案例中，濃縮的氣道分泌物會引起氣管導管的閉塞1。對于沒有跨越上呼吸道通氣的病人氣體加溫加濕是否必要，盡管目前仍沒有明確的共識，例如無創機械通氣（NIV），主動濕化在臨床上還是高度建議，以增加病人的舒適性2-7兩種系統：主動濕化通過加熱濕化器（HH）進行主動加溫加濕；被動濕化器則通過濕熱交換器（HME）來達到氣體的加溫和濕化，再輸送給機械通氣的病人。濕熱交換器（HME）又被稱為人工鼻，目前有三種不同的型號：防水式、吸濕式、過濾式。加熱濕化器的作用是通過主動的增加吸入氣體的溫度和水蒸氣含量8。被動濕化器人工鼻的作用則是通過被動地保存病人呼出氣體中的溫度和水分，釋放到病人的吸入氣體中。肺泡氣體75%的溫度和濕度由上呼吸道提供，當它被跨越時，濕化器需要提供這些損失的溫度和濕度。人體吸入氣體的濕度總需求量是44mg/L，濕化器就需要提供0.75*44mg/L=33mg/L的濕度。當正常的通氣情況下，氣管中的濕度在36mg/L—40mg/L之間，氣體在隆突水平以下時最佳的濕化需達到44mg/L（即在37℃時達到100%的相對濕度）。當給與無創通氣病人主動濕化時，建議濕化裝置提供的濕化水平保持在33mgH2O/Land44mgH2O/L之間，保持氣體溫度34°C—41°C，相對濕度100%的水平，以預防干燥的分泌物在呼吸管道中附著10-15。盡管現在的主動增濕器能夠將Y型回路中的氣體溫度加熱到41℃，建議Y型環路中的氣體相對濕度保持在100%且最大溫度不要超過37℃10-14。據國際標準化組織（ISO）報導，輸送的氣體持續保持在41℃以上，可能會對病人造成熱傷害，同時ISO組織建議，將呼氣末端的溫度報警上限設置為43℃，可以有效的預防熱傷害11。如果吸入氣體的相對濕度100%，溫度高于37℃，在呼吸道將會發生氣體冷凝，產生冷凝水，減少粘液的粘稠度同時增加細胞周圍的液體深度，分泌物的粘度變低，細胞周圍液體增多，使粘液的流動性增強，難以被纖毛感應，從而使纖毛與粘液無法充分接觸。因此黏膜纖毛的清除率下降。過多的水分將需要被如果將氣道暴露于濕度水平低于25mg/L的氣體中一個小時，或者濕度水平低于30mg/L的氣體中達24小時，將會導致氣道粘膜功能障礙16。因此，對于人工氣道的病人建議給與氣體的濕度不能低于33mg/L10-14。濕熱交換器（HMES）制造商提供的產品說明采用了國際標準化組織9360方法：對的呼出體外的氣體的濕度進行測量。然而濕熱交換器的內在性能與制造商提供的產品說明存在差異17，美國國際標準協會推薦：絕對濕度≥30mgH2O/L；美國呼吸治療協會（AARC）也推薦：絕對濕度≥30mgH2O/L，然而國際標準化組織（ISO）則推薦：絕對濕度≥33mgH2O/L。對于氣道分泌物清除沒有障礙的病人，我們認為濕熱交換器（HME）提供26-29mgH2O/L的濕度水平即可滿足需求18,19。提供的絕對濕度＜26mgH2O/L的濕熱交換器（HME）不建議使用。我們建議使用的人工鼻（HME）至少要提供30mgH2O/L的絕對濕度，這與降低氣管插管內阻塞的發生率有關17,18。HMV2.0設置2.1重癥監護2.2住院病人急救護理2.3手術室2.4康復護理和專業的護理機構2.5家庭護理2.6轉運HMV3.0適應癥氣管插管或者氣管切開的病人行機械通氣時，吸入的氣體必須要進行濕化1,20-24；無創通氣的病人可根據病人的情況選擇性應用20,24。HMV4.0禁忌癥機械通氣的病人，吸入氣體的濕化屬于生理性代替，無禁忌癥；人工鼻在某些情況下有禁忌：4.1：有明顯出血情況或者分泌物較多較厚的患者禁忌使用人工鼻254.2：呼出的潮氣量小于輸送潮氣量的70%的患者禁忌使用（例如：存在較大的支氣管胸膜瘺的患者、人工氣道氣囊故障的患者、氣囊缺失的患者）26-284.3：小潮氣量通氣的患者進行氣體濕化時，例如：肺保護通氣策略的患者，不建議使用人工鼻，因為它會增加患者的通氣無效腔，增加患者通氣需求和PaCO2水平25。4.3.1：人工氣道死腔減少可以降低PaCO2水平，不受任何機械通氣的影響。對于運用小潮氣量的ARDS的病人，在肯定有高碳酸血癥存在的情況下，避免使用人工鼻（HMES）29。4.3.2：在運用肺保護通氣策略的患者移除環路中的人工鼻（HME）可以有效減少患者的死腔，降低PaCO2，增加患者PH值30。4.3.3：對于急性呼吸衰竭的患者，使用人工鼻（HME）會增加分鐘通氣量、呼吸驅動和呼吸做工31。4.4：體溫低于32℃的低體溫患者禁忌使用人工鼻25.284.5：自主分鐘通氣量過高（＞10L/min）的患者禁忌使用人工鼻29.30。4.6：將霧化器連接于呼吸機管路上進行霧化吸入治療時，人工鼻（HME）必須轉變為霧化旁路模式或從環路中移除32-35。4.7：人工鼻（HME）所產生的死腔和氣道阻力會降低無創正壓通氣效果，并增加額外的呼吸做功36。4.8：面罩漏氣量過多的無創通氣患者，不適合使用人工鼻（HME），因為患者呼出的潮氣量不能為HME提供足夠下一次吸氣所需的熱量和水分。4.9：HME會增加死腔量以及PaCO2水平，因而可能會增加機械通氣患者的通氣需求。HMV5.0風險和并發癥使用濕化裝置尋在的相關的危害和并發癥包括：5.1：加熱濕化器（以下簡稱HH）可能存在電擊傷的風險；5.2：低體溫：HME和不當使用HH，溫度過高：HH37-39；5.3：HH可導致氣道灼傷，使用與HH不相匹配的加熱導絲環路或呼吸管路，會引起患者氣道灼傷和管路熔化。5.4：:使用HH或HME時，若濕度水平低于26mgH2O/L,可導致濕化不足以及黏液分泌物的排出不暢1,11,24,40,41；5.5：使用HME或HH時，氣道粘液栓塞可能導致肺通氣不足或（和）肺泡萎陷1,11,14,24,28,29；5.6：使用HME或HH時，氣道粘液栓塞可能增加吸氣做工1,7,9,15,39，；,5.7：使用HME或HH時，通過濕化器時吸氣做工增加可能導致氣道高壓或者人機不同步42-44；5.8：使用HME時通氣死腔增加，可能會引起高碳酸血癥，導致肺通氣不足41；5.9：使用HH時，由于疏忽導致濕化灌加水過多或者冷凝水匯集都會導致氣道灌洗27,45-57；5.10：使用HH或HME時，當濕化器與患者脫開時，呼吸機在病人回路中產生的高速氣流可能會使污染的冷凝水發生霧化效果，而增加患者和臨床工作者發生院內交叉感染的風險27,43-55；5.11：使用主動濕化時，醫護人員可能會被加熱裝置燙傷；5.12：使用HH時，呼吸機環路中冷凝水匯集會導致人際不同步和呼吸機性能異常；5.13：使用HME時，由于HME的阻力可能會導致無效地氣道低壓報警40,41；5.14：使用HME或HH時，壓縮氣體容積減少，會導致有效潮氣量不準確（如果不進行校準）和降低呼吸機的反饋靈敏度58；5.15：使用HH時，如果按照患者的體溫來設定濕化溫度會導致氣道脫水，相對濕度會過低12；HMV6.0研究方法的局限性6.1：采用不能提供足夠的濕化和溫度的HME裝置，會引起許多上述的并發癥和風險4,10,18,59,606.1.1:最近對一些HME進行了評估，該評估表明：只有37.5%的HME符合AARC和ISO的標準（＞30mgH2O/L），25%的設備，相對濕度甚至＜26mgH2O/L。6.2：采用不能提供足夠濕化和溫度的HH裝置，會引起許多上述的并發癥和風險。6.2.1：溫度設置不合理，溫度是一個相對便捷的監測相對濕度參數的指標，但是它的監測效果欠佳616.2.2：溫度的選擇是預先設置好的且無法調節，而不是根據臨床的評估來選擇的18。6.2.:環路中加熱導絲一般被用來控制呼吸回路中冷凝水和雨洗效應。使用加熱導絲回路時，在加熱控制濕化裝置輸出口和Y型管道之間的氣體來達到控制冷凝的同時，可能會:裝置中水平面過低6.5:HME的選擇不符合病人的型號和潮氣量HMV7.0需求評估眾所周知所有建立人工氣道機械通氣的病人都需要濕化。可以根據不同的情況進行選擇。7.1：HME更適合短期（<96小時）或在轉運時使9,17,63-66。7.2:有HME禁忌癥的患者建議使用HH9,17,56。此外，近期有一項對比HHS和HMES的系統分析提出了以下結論：7.3：HHS和HMES在預防機械通氣病人整體的死亡率和其他并發癥上沒有差異67。7.4：應用HHS或HMES在呼吸機相關肺炎發病率上沒有顯著差別。7.5：需要更深入開展防水式和吸濕式模式的HMES的研究以及HMES在嬰幼兒和新生兒中的應用。HMV8.0成果評估仔細規范的檢查加濕器，選擇合適的加濕器，病人將不存在上述的風險和并發癥；Ricardetal已證明：呼吸機接頭中存在的冷凝水預示著相對濕度是100%73。HMV9.0資源9.1：設備.合適的設備能夠提供給吸入氣體充分的濕化，這種設備至少包含：9.1.1：濕化裝置9.1.2：檢測吸入氣體溫度并在溫度超出臨界范圍時報警的系統。（加熱濕化器）9.1.3：加熱濕化器的無菌液體9.1.4：其他必須的相關設備，以用來處理各種可能出現的問題9.2：:標準.需要仔細檢查濕化裝置的性能以確保它能在夠在呼吸機提供預期的最大氣體流速和最大分鐘通氣量時提供充分的濕化。選擇使用的HHs必須要符合國際標準化組織的規格11。9.3：人力.接受過必要的訓練具有熟練的技巧，被認可或者授權的呼吸治療師或者擁有類似證書（eg,MD,RN）的個人：能夠準確評估機械通氣時的濕化效果，能夠評估病人和病人的通氣系統，同時具有適當的臨床判斷能力。HMV10.0監測雖然存在的冷凝被認為是充分的濕化的表現，但是當周圍環境溫度高時這個方法將不可靠15。進行病人通氣系統檢查時，濕化裝置也需要常規的檢查，并及時清除呼吸環路中的冷凝水。人工鼻應該要定時檢查，當過濾器被分泌物污染和（或）流速阻力增加，引起吸氣做工過度增加是需要更換人工鼻。在設備檢查是需記錄以下幾個變量：10.1:濕化設置：（溫度設置或者數字刻度盤設置或者二者兼有），在插管病人的日常使用時，要求濕化裝置設置的溫度能夠保持Y型環路中的吸入氣體溫度＞34℃8且＜41℃7,9，同時能夠使吸入氣體的水蒸氣至少達到33mg/L11。國際標準化組織認為，氣體溫度測量誤差＜2℃時不會10.1.1：無創通氣:氣體溫度選擇應該根據患者的舒適度、忍耐力、依從性以及肺部情況7。10.2：吸入氣體溫度：加熱濕化器出口處的氣體溫度和接近病人呼吸道附近的氣體溫度都需要測量6,9，國際標準化組織建議：測量氣體的溫度始終在2個標準溫度傳感器的算術平均值±2℃10.2.1：Y型回路中的氣體溫度不能超過41℃，當溫度超過43℃時要關閉加熱器10.2.2：當加熱導絲環路運用于嬰兒時，溫度探測指針不能放置在保溫箱里或靠近輻射加熱器。10.3:報警設置：當溫度高于41℃時高溫報警（43℃過熱極限），低溫不能低于Y型回路中所需溫度10.4：濕化灌水平面和自動進水系統的運行10.5：分泌物的量、粘稠度、特征需要記錄。HMEs使用過程中，分泌物豐富且越來越多時需要換用HHs,若HHs使用中出現此情況，適當增加Y型回路中的溫度來提高絕對濕度，也可調整導絲溫度來打到最適的相對濕度。10.6：氣道阻塞：HMEs中豐富的分泌物會增加氣流阻力，這使得氣道峰壓增加，誘導流速波形改變與氣道阻塞是表現一致。當換用另一HMEs后由于分泌物過多上述情況仍存在，建議換用HHs。HMV11.0使用頻率所有建立人工氣道進行機械通氣的病人都需要持續的吸入氣體濕化。HMV12.0感染控制12.1:HHs重復使用時需要高標準的消毒；給濕化灌人工加水時注意無菌操作；濕化水需無菌。12.2:當使用封閉式自動供水裝置時，供水裝置中的部分未使用的水要保持無菌，當更換患者呼吸環路時可繼續使用，然后，給水系統應指定僅供一個病人使用。12.3:病人呼吸環路中的冷凝水被認為是傳染性廢液，應當根據醫院的規定進行嚴格、全面的預防處理。12.4:冷凝水是傳染性廢液，絕對不能使其回流至儲水灌中。12.5:環路缺乏功能或者明顯污染時需要更換，除非制造商另有特定的說明。12.6:被動濕化裝置不需要每日更換因為它的感染控制能力或者說技術性能，它可以安全使用至少48小時，有些病人一些裝置甚至可以使用1星期38。HMV14.0推薦以下推薦遵循推薦分級的評估、制定與評價(GRADE)系統的標準。14.1：建議每個接受有創機械通氣的患者使用濕化（1A）14.2：建議無創通氣的患者使用主動濕化提高患者依從性和舒適度（2B）14.3：建議有創機械通氣的患者進行主動濕化時，濕化裝置提供Y型環路中濕度在33-44mgH2O/L之間，氣體溫度在34℃-41℃14.4：建議有創通氣的病人進行被動濕化時，濕熱交換器（HMEs）提供的氣體濕度至少要保持在30mgH2O/L以上（2B）14.5：不建議無創機械通氣的病人使用被動濕化(2C)14.6：小潮氣量通氣的病人進行濕化時，例如：肺保護通氣的模式時，不建議使用HME，它會增加額外的無效腔從而增加通氣需求和PaCO2（2B）14.7：建議HME不能作為常規預防呼吸機相關肺炎的策略（2B）HMV15.0信息以及可用性的識別15.1：改編原版：RespirCare1992(8);37:887–89015.2：指南開發人員美國呼吸治療協會臨床實踐指南指導委員會RubenDRestrepoMDRRTFAARC德克薩斯州圣安東尼奧市德克薩斯大學健康科學中心的教授。BrianKWalshRRT-NPSFAARC德克薩斯州達拉斯市兒童醫學中心的人員。15.3：資金來源無15.4：資產公開/利益沖突Walsh先生和Restrepo教授已經公開了與制造商美國泰利福醫療的關系。翻譯者：邵逸夫醫院呼吸治療科：董佳倩指導老師：葛慧青參考文獻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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