双伺服性加温控制型呼吸湿化器的应用对呼吸道与呼吸机回路细菌定植的影响

蓝惠兰，谭杏飞，陈萍云，唐桂平，梁大连，陈瀚熙，张秀浓，陈丽芳，廖游玩，王　媚



双伺服性加温控制型呼吸湿化器的应用对呼吸道与呼吸机回路细菌定植的影响

蓝惠兰，谭杏飞，陈萍云，唐桂平，梁大连，陈瀚熙，张秀浓，陈丽芳，廖游玩，王媚

摘要：[目的]分析双伺服性加温控制型呼吸湿化器对呼吸道与呼吸机管道细菌定植的影响，为规范呼吸机管道更换周期、预防呼吸机相关性肺炎提供参考。[方法]选择重症医学科建立人工气道机械通气72 h以上106例病人,使用伺服性加温控制型呼吸湿化器,分别于建立人工气道上机当天及应用第3天、第7天、第10天、第14天、第21天、第28天采样，采样部位分别为病人的咽喉部、下呼吸道、呼吸机接头端、呼吸机管道吸气端、呼吸机管道呼气端、湿化罐湿化液；对采样标本进行细菌培养，分离致病菌，比较不同时间段、不同部位致病菌的阳性率、定植率。[结果]呼吸机管道的定植菌与呼吸道病原菌具有同源性；呼吸道相同部位不同采样时间的致病菌检出率差异有统计学意义(P<0.05)，呼吸机管道相同部位不同采样时间的致病菌检出率差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]延长使用双伺服性加温控制型呼吸湿化器至28 d，呼吸道细菌随着机械通气时间的延长细菌定植增加，而呼吸机管道系统随机械通气时间的增加细菌定植无明显增加；使用双伺服性加温控制型呼吸湿化器无污染的情况下持续使用是安全的，对长期使用呼吸机的病人呼吸机管道无需常规更换，对有污染或故障的呼吸机管道应及时更换。

关键词：气道湿化；湿化器；呼吸机管道；细菌定植；呼吸道；呼吸机相关性肺炎

正常的上呼吸道黏膜对吸入的气体有加温、加湿、滤过和清除气道内异物的功能。机械通气病人建立人工气道后，上呼吸道湿化、加温、滤过功能消失，咳嗽反射受到抑制，丧失了正常的生理防御机制。当呼吸道温度、湿度未达到生理需要时，呼吸道黏膜干燥和温度下降，气道内异物与细菌集聚，气道分泌物黏稠，可导致气道阻塞和呼吸机相关性肺炎(VAP)的发生。因此，采取正确的方法保证机械通气病人呼吸道充分湿化是预防呼吸道感染的重要因素之一。呼吸道细菌定植是呼吸机管路细菌污染的主要环节，如何根据呼吸机管道细菌污染情况来确定更换管道的最佳时间，是医院预防VAP发生一直关注的热门课题[1]。既往的研究针对呼吸道细菌与呼吸机管道更换频率的研究结果不尽相同[2-5]。为进一步观察使用伺服性加温控制型呼吸湿化器后呼吸道与呼吸机管道的细菌定植情况，选择我院重症医学科(ICU)建立人工气道机械通气72 h以上符合研究条件106例病人,通过分析伺服性加温控制型呼吸湿化器对呼吸道与呼吸机管道细菌定植的影响，为规范呼吸机管道更换周期，预防呼吸机相关性肺炎措施提供参考。

1资料与方法

1.1临床资料选择2009年1月—2013年12月我院重症医学科(一、二、三区)建立人工气道并机械通气72 h以上病人为研究对象。排除标准：①年龄<18 岁；②机械通气<72 h的病人；③机械通气前经胸片或纤维支气管镜检查能明确有肺部感染者；④全身感染及免疫缺陷性疾病(如败血症、艾滋病等);⑤颌面或口腔内有感染创面或手术。共有136例病人符合研究条件，由于研究过程中有30例病人因呼吸机管道污染而终止，实际研究对象有106例，其中男59例，女47例，年龄26岁～96岁(55.61岁±16.69岁)；气管插管69例，气管切开37例；机械通气时间(39.00±16.56)d；急性生理学及慢性健康状况评分Ⅱ(APACHEⅡ)评分为25.65分±6.38分。基础疾病：呼吸衰竭33例，慢性阻塞性肺病45例，脑神经疾病16例，其他疾病12例。

1.2方法

1.2.1呼吸机管道安装方法建立人工气道机械通气病人，伺服性加温控制型呼吸湿化器安装方法按密闭式双加热呼吸机湿化管道系统使用方法[1]。

1.2.2采样部位采样部位分别为病人的咽喉部、下呼吸道、呼吸机管道连接端(万向接头)、呼吸机管道送气端、呼吸机管道出气端、湿化罐湿化液。对采样标本进行细菌培养，分离致病菌，并观察相同时间段肺部感染情况。

1.2.3采样时间本研究采用MR850型Fisher & Paykel产品湿化罐(密闭式一次性、双加热式自动加水加湿)湿化管道系统。分别于上机当天及应用第3天、第7天、第10天、第14天、第21天、第28天采样。

1.2.4采样方法[6]采用一次性无菌吸痰管抽取咽喉部分泌物；经气管插管或气管切开处用一次性无菌吸痰管抽取或用纤维支气管镜防污染毛刷(PSB)采集下呼吸道分泌物；对呼吸机管道用无菌棉拭子蘸取无菌生理盐水在管道内面涂擦留取标本；按无菌技术留取湿化罐湿化液标本。所有标本采集后立即送检。标本采集均由专人培训后采用相同的方法进行标本采集，采样时戴无菌手套并严格按无菌技术操作进行。

1.2.5检测方法利用VITEK2-compact全自动微生物鉴定分析系统进行细菌检测。对采样标本进行细菌培养，分离菌落数、致病菌等情况，并观察相同时间段肺部感染情况。观察呼吸机湿化管道系统不同部位、不同时间段实验室检查的细菌学变化。

1.2.6观察指标观察机械通气过程中呼吸道与呼吸机管道不同时间段、不同部位细菌定植情况与致病菌的阳性率，观察痰液黏稠度与VAP的发生率。

2结果

2.1病原菌分布情况106例病人中，实验收集3 816个标本数,共分离出包括杂菌在内的病原菌10种1 379株,病原菌阳性总检出率36.14%。显示呼吸机管道的定植菌与呼吸道病原菌具有同源性。病原菌分布情况见表1。

表1　不同部位阳性菌定植情况(n=1 379)

2.2呼吸道与呼吸机管道不同时间段、不同采样部位细菌定植比较不同机械通气时间咽喉部、下呼吸道、呼吸机接头端致病菌阳性率存在差异(P<0.05)；不同机械通气时间呼吸机管道吸气端、呼吸机管道呼气端、湿化器致病菌阳性率存在差异(P>0.05)；呼吸道相同部位不同采样时间的致病菌阳性率差异有统计学意义(P<0.05)，呼吸机管道相同部位不同采样时间的致病菌阳性率差异无统计学意义(P>0.05)；延长呼吸机湿化灌使用时间湿化灌内湿化液细菌无增加。见表2。

表2　不同部位不同时间段采样标本细菌定植情况(n=106)

2.3VAP发生率与痰液黏稠度分析根据痰液黏稠度判断标准分为3度[7]，106例病人中，痰液黏稠度2度者97例，为有效湿化，占91.51%，9例(8.49%)痰液黏稠度1度为湿化过强。堵管率为0；106例病人发生VAP者29例，VAP发生率27.36%。

3讨论

3.1呼吸机管道不同使用时间对呼吸道与呼吸机管道细菌定植的影响呼吸机管道是连接外界空气与下呼吸道之间的通道, 是细菌移行定植的重要部位，机械通气数小时后呼吸机管道就会被污染。Craven等[8]对呼吸机管道细菌定植的研究结果表明，机械通气后2 h即出现细菌定植，24 h细菌定植率达80%，病人近端呼吸机管道细菌定植率远远高于远端，并且呼吸机管道病原微生物与病人痰液中分离出的细菌菌株具有一致性,提示病人咽喉部寄生的微生物是管道污染的原始来源。本研究实验收集3 816个标本,共分离出病原菌1 379株,病原菌阳性总检出率为43.36%；呼吸道与呼吸机管道定植的细菌随着上机时间的延长数量有所增加，病人近端呼吸机管道细菌定植率远远高于远端，且呼吸机管道与呼吸道定植菌具有同源性,说明呼吸机管道内细菌是来自呼吸道定植菌，此研究结果与Craven等[8]的研究结果具有一致性。从不同部位阳性菌定植情况分析，下呼吸道细菌定植与病人咽喉部及呼吸机管道的接头端、吸入管道端、呼出管道端、湿化器5个部位的细菌定植具有可比性；咽喉部与呼吸机管道的接头端细菌定植无可比性；咽喉部及呼吸机管道的接头端与呼吸机管道吸气端、管道呼气端、湿化器3个部位的细菌定植具有可比性；而呼吸机管道的吸入管道端、呼出管道端、湿化器3个部位的细菌定植无可比性。建立人工气道机械通气过程中，病人呼吸道与呼吸机管道相连形成密闭的循环，从不同部位、不同时间段采样标本细菌定植情况分析，咽喉部、下呼吸道、呼吸机接头端致病菌阳性率与机械通气时间有关，随着上呼吸机时间的延长，致病菌阳性率上升，呼吸道相同部位不同采样时间的致病菌阳性率差异有统计学意义；不同机械通气时间呼吸机吸入管道端、呼吸机呼出管道端、湿化器致病菌阳性率差异无统计学意义，呼吸机管道相同部位不同采样时间的致病菌阳性率差异无统计学意义；延长呼吸机湿化灌使用时间湿化灌内湿化液细菌几乎未增加。

3.2伺服性加温控制型呼吸湿化器更符合人体呼吸道的湿化生理需求正常健康的生理气道将吸入的气体加温加湿，达到了人体的37 ℃，相对湿度100%，绝对湿度44 mg/L，并被水蒸气饱和，称之为等温饱和界面，等温饱和界面的气体使得呼吸道的黏液纤毛转运系统功能处于最佳状态[9]。机械通气通过气管插管或气管切开来保持病人通气，气体绕过了机体自然的生理温湿化系统，自然生理防御机能被抑制，吸入的气体没有加湿，使肺部丧失更多的水分，人工气道输送缺乏湿度的气体会减慢黏液的转运，使分泌物变黏稠，导致人工气道开放度减少，增加呼吸负担，是引起人工气道堵塞与肺部感染的危险因素[10，11]。人工气道有效湿化是机械通气治疗过程中保持呼吸道通畅、防止和减少呼吸道并发症的重要措施。MR850则是系统默认值，控制离开水罐的气体加热到37 ℃，气体通过加热呼吸回路时继续加热，达到气道端温度探头的温度自动控制为40 ℃，经过Y形管连接管温度下降3 ℃，当进入病人气道的温度正好是37 ℃、绝对湿度44 mg/L，此湿化系统能达到呼吸道温饱和界面，湿化效果更符合人体呼吸道的湿化生理需求。临床上有不少学者通过实验研究表明，MR850型密闭式自动加温湿化系统呼吸回路的吸气及呼气管内采用螺旋形分布的加热丝来确保气体通过呼吸管路时被均匀地加热，湿化器能控制性地对湿化罐中的水加热，控制水蒸气的产出量和温度，同时保持湿化系统的密闭性，最大限度减少冷凝水的同时提供接近人体生理湿化的最佳湿化系统[12-14]。本研究结果也显示人工气道{JP3有效湿化达91.51%，过度湿化8.49%，没有湿化不足现象，实现了零的堵管率。

3.3呼吸道与呼吸机管道细菌定植与VAP的相关性VAP的发生与多种因素有关，呼吸机管道污染是引起VAP的原因之一，呼吸机管道的污染来源于机械通气病人呼吸道定植菌的逆行扩散，呼吸道细菌逆行扩散到呼吸机管道冷凝液中定植，选用合适的呼吸机湿化管路系统减少呼吸机管道中冷凝水非常重要[12]。冷凝水的形成与呼吸机管道的类型、呼吸机湿化管道系统有密切的关系。传统的可重复消毒的呼吸机管道因为没有发热导丝，使用过程中会产生大量冷凝水，频繁倾倒冷凝水易造成交叉感染，伺服性加温控制型呼吸湿化器能减少冷凝液的形成,从而减少因频繁倾倒冷凝水而引起的呼吸机回路反复开放而造成的呼吸机管路污染，减少呼吸道感染。同时伺服性加温控制型呼吸湿化器能使呼吸道充分湿化，保证呼吸道充分湿化能有效清除呼吸道分泌物，减少呼吸道细菌定植。有研究证实分泌物从肺部排除的时间越快,细菌从肺部清除的时间就越短,细菌繁殖及感染的机会就越少，能有效降低VAP的发生[7，15]。本研究VAP发生率为27.36%，比国内外相关性研究结果偏低。MR850的温度及湿度能保持气道分泌物的质量和最佳的黏液纤毛转运状态，分泌物与细菌能更快地从肺部与气道清除，呼吸道与呼吸机管道细菌定植减少，感染的危险下降，从而减少VAP的发生。

3.4伺服性加温控制型呼吸湿化器更换频率的确定我国学者有关呼吸机管道更换频率对管道细菌污染影响的研究,建议呼吸机管道更换周期为3 d和7 d[5]。还有更多的有关机械通气呼吸机管道的更换时间，国内外存在争议，目前我国还没有统一的呼吸机管道更换时间标准，大多数医院常规7 d更换1次，有污染时马上更换。建立人工气道机械通气过程中，病人呼吸道与呼吸机管道相连形成密闭的循环，本研究采用双伺服性加温控制型呼吸湿化器(密闭式双加热式自动加水加温湿化管道系统)，能保持湿化系统的密闭性，如频繁更换打破呼吸机系统的密闭性反而会增加感染的几率。这与国外学者的研究一致，认为呼吸机管道仅在被污染的情况下才更换，VAP的发生率并没有发生变化[16]。本研究采用的是双加热密闭性自动加水加温呼吸机湿化系统，属于主动加湿加温湿化器，没有冷凝水形成，可以将呼吸机湿化管道系统污染机会降到最低。国外学者通过临床实验研究表明，呼吸机管道每隔7 d更换与30 d更换1次无差异[17]。胡必杰等[18]认为机械通气病人不必频繁更换呼吸机管道，一旦污染应及时更换。本研究与国内外相关研究的不同点是使用伺服性加温控制型呼吸湿化器，将呼吸机湿化管道系统更换周期延长至28 d，随着机械通气时间的延长,呼吸机管道相同部位不同采样时间的致病菌阳性率差异无统计学意义(P>0.05),呼吸机管道的细菌定植量不随着呼吸机管道更换时间的延长而增加，说明VAP的发病机制并非是呼吸机管道的污染，与呼吸机管道的更换频率无关。表明使用伺服性加温控制型呼吸湿化器无需常规更换，污染或出现故障时呼吸机管道应立即更换。

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(本文编辑李亚琴)

Influence of application of dual servo heated control respiratory humidifier on bacterial colonization in airway and ventilator circuits

Lan Huilan，Tan Xingfei，Chen Pingyun，et al(People’s Hospital of Guangdong Province，Guangdong 510080 China)

AbstractObjective:To analyze the influence of dual servo heated control respiratory humidifier on airway and ventilator circuits bacterial colonization,and to provide references for standardizing the replacement cycle of ventilator tube and preventing ventilator-associated pneumonia.Methods:A total of 106 patients with artificial airway undergoing mechanical ventilation over 72 hours were selected in ICU.All patients used dual servo heated control respiratory humidifier.Sputum were collected immediately on the day of establishment of artificial airways,and on day 3,day 7,day 10,day 14,day 21,day 28.Sampling sites were patient’s pharyngeal larynx,lower respiratory tract,ventilator connector end,ventilator tube suction side,end expiratory ventilator tube and wet fluid in humidifier tank.Bacteria culture,the number of colonies and pathogens separated were carried out for sample specimens.Then to compare the positive rate and colonization rate of pathogenic bacteria at different time and in different positions.Results:Colonization of ventilator tube has homology with respiratory pathogens.Respiratory pathogens detection rate among different parts at the same sampling time was statistically significant(P<0.05).The pathogen detection rate of ventilator tube in the same part at different sampling time was not statistically significant(P>0.05).Conclusion:The dual servo heated control respiratory humidifier was used up to 28 days.Respiratory bacteria colonization increases with mechanical ventilation time prolonged.And the colonization in ventilator tube system didn’t significantly increase with the increase of duration of mechanical ventilation.Continued use of a dual servo heated control respiratory humidifier without pollution situation is safe.For long-term ventilator patients without conventional ventilator tube replacement for pollution or faulty ventilator tube should be replaced.

Key wordsairway humidification;humidifier;ventilator tube;bacteria colonization;respiratory tract;ventilator-associated pneumonia

(收稿日期：2014-03-19；修回日期：2014-12-14)

作者简介：蓝惠兰，主任护师，本科，单位：510080，广东省人民医院(广东省医学科学院)；谭杏飞、陈萍云、唐桂平、梁大连、陈瀚熙、张秀浓、陈丽芳、廖游玩、王媚单位：510080，广东省人民医院(广东省医学科学院)。

基金项目：广东省科技厅支持立项项目，编号：2011B031800068。

中图分类号：R473.56

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1009-6493.2015.07.010

文章编号：1009-6493(2015)03A-0798-04