四川省30家综合医院无创正压通气治疗过程中供氧浓度和吸入氧浓度的调查研究*

陶琳，万群芳，吴小玲，李进，杨荀，周春芬

（四川大学华西医院 呼吸内科，四川 成都 610041）

慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）急性起病反复发作的过程，常导致患者呼吸系统症状恶化甚至呼吸衰竭[1]。自1989年MEDURI等人报道，无创正压通气（noninvasive positive pressure ventilation，NPPV）成功应用于COPD导致的呼吸衰竭开始，NPPV因其无创性、操作简单、并发症少及患者易接受等优点广泛应用于医院、社区及家庭[2-4]。NPPV需根据患者病情给予恰当的吸入氧浓度FiO2，依据呼吸病学专家共识对缺氧伴二氧化碳CO2潴留的COPD患者应持续低流量低浓度给氧[5]，笔者在设置恰当的呼吸机参数，并采取多种介质方式（如鼻罩、口鼻面罩）后，发现相当部分患者的CO2潴留虽有改善，但部分患者的缺氧改善不显著甚至加重，经提高设置氧浓度后得到改善。排除患者病理因素和其他机械因素影响，高度关注中心供氧的终端氧浓度、呼吸机出口端氧浓度及NPPV鼻面罩端实际吸入氧浓度，笔者进行多中心的调研，结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

根据四川省卫生管理部门公示的四川省所有三级医院名单，按区域（省会城市和其他城市）进行分层便利抽样，抽取30家三级乙等及以上综合医院，并对各院呼吸科接受NPPV治疗AECOPD伴呼吸衰竭的患者进行调查。纳入标准：①诊断符合2013年中华医学会呼吸病分会制定的COPD诊断标准[5]及Ⅱ型呼吸衰竭[6]诊断标准；②纳入对象均接受NPPV治疗，且其使用Vision或V60型呼吸机美国伟康公司；③自愿参与本调查并签署知情同意书。排除标准：①患者合并严重肺大泡以及支气管扩张、支气管哮喘、肺结核及间质性肺疾病等其他呼吸系统疾病；②患者合并严重心律失常、心功能不全及其他系统严重疾病；③调查期间撤机的患者；④调查期间病情加重，改为气管插管或者气管切开使用有创呼吸机的患者。

1.2 方法

采取横断面研究设计，测量包括3个部分：第1部分测量各医院呼吸科病房端中心供氧浓度，根据各医院病房床位总数确定病房的测量端口数（测量端口数=病房床位数×1/3）。为保证病人的用氧安全，某一房间内若患者全部处于用氧状态，则跳过该房间的测量；第2部分测量呼吸机出口端氧浓度；第3部分测量纳入对象的鼻/面罩内氧浓度，其NPPV呼吸机参数设置均为S/T模式（触发定时模式），给氧浓度为40%，吸气相正压（inspiratory positive airway pressure，IPAP）调至10～18 cmH2O，呼气末正压（expiratory positive airway pressure，EPAP）调至4～6 cmH2O，后备呼吸频率12～14次/min.氧浓度测量工具为PRO2 ELITE-1多功能氧浓度测量仪（美国Salter Labs公司），该仪器出厂前已经校正完全，可直接使用。本调查人员均为课题组成员，接受统一的测量培训，待数据显示稳定1 min后读取数据并记录，数据收集时间为2015年7月-2016年7月。

1.3 统计学方法

数据分析采用SPSS 19.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，计数资料用构成比（%）表示；计量资料组间比较采用t检验或方差分析，其中两两比较用Tukey法，计数资料用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

本研究共纳入患者332例，其中，12例患者在调查期间撤机或改用有创呼吸机，最终共纳入320例患者。其中，男性246例，女性74例；男女比3.32：1.00；男性平均年龄（68.04±10.35）岁，女性平均年龄（72.18±11.24）岁。动脉血气分析：酸碱度pH 7.25～7.40，动脉血氧分压PaO258～82 mmHg，动脉血氧二氧化碳分压PaCO232～102 mmHg；调查对象使用无创呼吸机的品牌型号分别是美国伟康公司生产的Vision（195例，60.9%）、V60型（125例，39.1%），其NPPV的模式均为S/T模式，主要参数设置为IPAP 10～18 cmH2O，EPAP 4～6 cmH2O，给氧浓度为40%，压力上升时间0.2 s，后备呼吸频率12～14次/min，吸气时间0.8～1.2 s。监测的潮气量300～620 ml，每分钟通气量5～8 L/min。

2.2 医院中心供氧模式下的病房终端氧浓度总体情况

调查显示，30家医院均为医院中心供氧，其供氧方式有3种：分子筛制氧机供氧5个（16.7%）；液态氧供氧7个占23.3%；以制氧机和液态氧的混合氧供氧18个（60.0%）。呼吸科病房测量端口数共494个，总体供氧浓度为（85.60±5.65）。见表1。

2.3 呼吸机出口端氧浓度

患者上机前，将呼吸机吸入氧浓度分别设置为100%、80%、60%、40%及35%，测量呼吸机出口端的实际氧浓度（见表2），无创呼吸机出口端实际氧浓度与预设值比较。见表3。

2.4 患者鼻/面罩内氧浓度情况

调查显示，无创呼吸机给氧浓度为40%时，患者上机后鼻/面罩内总体吸入氧浓度为（33.36±1.29）%，当EPAP在4～6cmH2O时，保证适宜的漏气量范畴（20～30L/min），经鼻/面罩给氧的FiO2变化。见表4。

表1 医院中心供氧模式下的病房终端氧浓度总体情况 （±s）

表1 医院中心供氧模式下的病房终端氧浓度总体情况 （±s）

注：*混合供氧为制氧机与液态氧混合供氧。1）与省会城市比较，P ＜0.05；2）与攀西和川中比较，P ＜0.05；3）与川南比较，P ＜0.05

项目供氧来源制氧机 液态氧 混合供氧*端口 氧浓度 端口 氧浓度 端口 氧浓度地域分布省会城市 31 82.48±1.20 38 96.48±1.20 191 83.48±1.26攀西和川中 17 81.18±1.311） 30 95.37±1.251） 33 82.25±1.381）川南 21 80.02±1.621） 28 93.34±1.741）2） 35 82.27±1.411）川东北 16 80.04±1.541） 25 94.26±1.171）2） 29 81.15±1.521）2）3）F值 17.252 32.587 34.421 P值 0.000 0.000 0.000标准比较总体情况 85 81.15±1.76 121 95.01±1.81 288 82.96±1.53规定标准[7-8] 90.00 - 99.50 - -t值 46.363 24.179 -P值 0.000 0.000 -

表2 无创呼吸机出口端氧浓度情况 （±s）

表2 无创呼吸机出口端氧浓度情况 （±s）

注：1）与制氧机比较，P ＜0.05；2）与液态氧较，P ＜0.05

预设值（设定氧浓度）100% 80% 60% 40% 35%制氧机 54 80.04±1.21 64.25±2.82 49.01±1.32 33.62±0.05 30.14±1.13液态氧 76 94.23±1.021） 74.75±1.031） 56.48±0.131） 37.71±0.121） 33.52±0.111）混合氧 190 81.12±1.171）2） 65.09±1.051）2） 50.86±1.071）2） 34.04±0.081）2） 31.26±0.151）2）F值 3 968.920 1 261.768 1 150.721 54 182.113 907.918 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001氧源 端口

表3 无创呼吸机出口端实际吸入氧浓度与预设值比较 （±s）

表3 无创呼吸机出口端实际吸入氧浓度与预设值比较 （±s）

预设值 端口预设值（设定氧浓度）100% 80% 60% 40% 35%制氧机 54 80.04±1.21 64.25±2.82 49.01±1.32 33.62±0.05 30.14±1.13 t值 121.218 41.041 61.183 937.670 31.612 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000液态氧 76 94.23±1.02 74.75±1.03 56.48±0.13 37.71±0.12 33.52±0.11 t值 49.322 44.438 1236.05 166.372 117.294 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000混合氧 190 81.12±1.17 65.09±1.05 50.86±1.07 34.04±0.08 31.26±0.15 t值 222.433 195.732 117.740 1026.912 343.683 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

表4 鼻面罩内实际吸入氧浓度情况 （%，±s）

表4 鼻面罩内实际吸入氧浓度情况 （%，±s）

类别 端口 10≤IPAP＜12 12≤IPAP＜14 14≤IPAP＜16 16≤IPAP≤18制氧机鼻罩 27 32.76±0.21 32.12±0.82 31.54±1.32 30.34±1.13鼻面罩 27 33.14±0.26 32.85±0.71 32.01±0.36 31.15±0.23 t值 5.912 3.502 1.791 3.652 P值 0.000 0.000 0.040 0.000液态氧鼻罩 38 36.25±0.35 36.02±0.08 35.78±0.21 34.24±0.27鼻面罩 38 37.03±0.26 36.84±0.12 36.16±0.14 35.62±0.18 t值 11.031 35.053 9.282 26.219 P值 0.000 0.000 0.000 0.000混合氧鼻罩 95 33.75±0.13 32.84±0.43 32.06±0.87 30.75±0.27鼻面罩 95 33.82±0.23 33.17±0.18 36.16±0.14 31.54±0.32 t值 2.578 6.896 45.352 18.392 P值 0.005 0.000 0.000 0.000

3 讨论

3.1 医院中心供氧模式下的病房终端氧浓度不足，相关职能部门必须完善监控

调查显示，四川省三级乙等及以上医院的病房终端总体供氧浓度不高，其供氧方式以制氧机和液态氧的混合氧供氧为主，除混合氧供氧外，分子筛制氧机供氧和液态氧供氧也存在供氧浓度不足的情况，与GB8982-1998《医用氧》[7]及《中国药典》[8]规定的液态氧氧浓度需≥99.5%，国际标准ISO10083-2006《医用气体管道系统用氧气浓缩器供气系统》所规定的制氧机所生产的氧浓度应≥90%[9]标准尚有差距，尤其以分子筛制氧机供氧浓度最低，这可能与制氧机年限时间长、供氧管道较长氧气瓶内氧压不足等导致供氧浓度不足以及中心供氧质控监管不到位等因素有关。在经济条件允许情况下，医院中心供氧应以液态氧供氧为主。不同地域医院的中心供氧浓度也有差异，四川省省会城市医院的中心供氧浓度高于省内其他城市，这可能与不同地区医院供氧设备老化及更新速度不同，经济发达地区更重视供氧质量有关；也可能因四川省是海拔高度差异较大的省份，各地区医院因其海拔高度的差异导致供氧浓度的不同。建议相关部门应重视不同地区医院中心氧浓度供给情况，通过定期组织氧浓度监测以实际了解各区域医院中心供氧情况，进一步完善监控体系并加强质控检测，同时积极改善川南和川东北医院的供氧设备，以促进各区域协调发展，保证临床有效的氧气供应，从而保障患者安全。

3.2 呼吸机出口端氧浓度不足，应加强对呼吸机的维保

结果显示，在3种医院中心供氧方式下，呼吸机出口端实际氧浓度均低于预设值，提示在医院中心供氧浓度不足的现况下，呼吸机出口端氧浓度不达标，会导致实际吸入的氧浓度不足，从而严重影响氧疗的有效性。究其原因，可能与呼吸机使用时间延长，各部件如氧传感器等发生不同程度老化[10]有关；也可能是由于呼吸机清洁与维护不当所致，如按要求应一次性使用的进气过滤膜经过反复清洗重复利用，会破坏过滤膜的结构和密度，导致无创呼吸机内灰尘过多，影响呼吸机的精确度[11]。呼吸机维护保养人员和护士对呼吸机维护保养的认识水平不足[12-13]，可导致呼吸机清洁工作落实不到位，使呼吸机不能保持在最佳工作状态。因此，医院有关部门应加强对呼吸机定期维保工作，同时开展护士对呼吸机的基本维护与保养方面的培训，从而为临床工作提供保障。研究还显示，应根据不同供氧方式设置氧浓度，尤其当制氧机或混合氧供氧时，应在原设氧浓度值的基础上适度提高预设值，如按照COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者的氧疗要求，无创呼吸机设置FiO2通常在35%～50%，建议在此氧浓度设置上，可适度提高FiO2预设值的10%。

3.3 鼻罩或鼻面罩内实测氧浓度不足，均低于给氧浓度

调查显示，除医院中心供氧浓度和呼吸机出口端氧浓度不足外，患者的鼻/面罩内实测氧浓度也均低于给氧浓度，导致患者的实际FiO2严重不足，其氧疗质量较差，这可能与供氧方式、压力设置、潮气量变化及漏气等多种因素有关[14]，而何因素导致鼻/面罩内实测氧浓度不足或如何优化呼吸机从而避免氧气输出损耗，值得学者进一步探讨。随着IPAP升高，3种供氧方式下的鼻/面罩内氧浓度均有下降趋势，提示高水平IPAP下患者的实际氧疗质量尤其值得关注，这可能是通气过程中鼻/面罩内压力整体升高或存在漏气量，因供氧端压力低于鼻/面罩内的压力，氧气无法进入。其次，由于鼻/面罩内压力越大，进入的氧气被稀释，从而导致鼻面罩端的实际氧浓度降低，此时需提高呼吸机设置的FiO2，才能保证有效的实际氧浓度供给，这与米崧等人[15]呼吸机压力变化对吸入氧浓度也有一定影响的研究结果一致。因此，当调节EPAP和IPAP时，应关注提高压力对给氧浓度的影响，同时医护人员应定期检测鼻/面罩内FiO2，以保证有效氧疗。建议当NPPV治疗AECOPD伴Ⅱ型呼吸衰竭患者，EPAP调至4～6 cmH2O，IPAP在10～18 cmH2O时，其呼吸机FiO2预设值可在需求氧浓度的基础上适度提高10%。

综上所述，在现行医院中心供氧模式下，医院病房终端氧浓度、呼吸机出口端氧浓度以及患者的鼻/面罩内FiO2存在层层氧气输出损耗，从而损害患者的氧疗质量。建议各医院病房应配备氧浓度检测器，定期检测病房终端、呼吸机出口端以及鼻/面罩内FiO2，并根据监测结果适度提高NPPV设置的给氧浓度10%左右，以保障患者接受有效的氧疗。同时工程师应定期对呼吸机进行维保。此外，在经济条件允许的情况下，应积极改善供氧方式，最佳为液态氧。

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