不同触发方式下雾化液对热丝式流量传感器致损率对比研究

余 飞，郭振辉，余海洋

（1.南部战区总医院高压氧科，广州 510010；2.南部战区总医院老年重症医学科，广州 510010；3.南部战区总医院康复医学科，广州 510010）

0 引言

雾化吸入治疗又称气溶胶吸入疗法，是指将药物制成气溶胶状态，经吸入途径直接进入下呼吸道而达到治疗目的的给药方法，根据药物的药理作用不同可发挥解痉、平喘、化痰、抗炎等疗效，是机械通气过程中的重要治疗手段，在缩短呼吸机使用时间上发挥着显著的作用[1]。但使用呼吸机进行雾化治疗过程中的水分子、气溶胶、药物结晶等微粒易黏附在呼吸机热丝式流量传感器的金属电热丝上，造成呼吸机热丝式流量传感器的损坏、失灵，严重影响呼吸机对潮气量、每分钟通气量和气体流速等主要工作参数的实时监测，导致氧流量不稳定、通气量不足等呼吸机相关不良事件的发生[2]。本研究旨在通过对机械通气雾化治疗过程中不同触发方式下雾化液对呼吸机热丝式流量传感器致损率的研究，总结、分析热丝式流量传感器损坏的原因，找出延长机械通气雾化时热丝式流量传感器使用寿命的方法，降低呼吸机运营管理成本及临床医疗风险。

1 呼吸机的自主触发方式以及热丝式流量传感器工作原理

1.1 呼吸机的自主触发方式

呼吸机的吸气启动称为触发，在此期间呼吸机需完成关闭呼吸阀、密闭呼吸气路、向肺内送气等机械操作。触发包含呼吸机触发、操作中触发和自主触发（包括容量、流速和压力触发等）3 种方式。其中，流速触发和压力触发是最常用的2 种自主触发方式。流速触发中呼吸机连接管路内的气流受患者吸气动作的影响，当呼吸机感应到管路内吸入气体流速变化时，即启动呼吸机送气，整个呼吸周期中吸气阀与呼气阀始终保持开放状态。压力触发中患者吸气最初时，呼吸机的吸气阀和呼吸阀都处于关闭状态，当患者做吸气动作时，呼吸机连接管路内的压力降低，呼吸机感应到这种管路内的压力变化时即刻启动送气，在一个呼吸周期结束后吸气阀与呼气阀处于关闭状态。呼气时吸气阀关闭，呼气阀打开；吸气时吸气阀打开，呼气阀关闭[3]。

1.2 热丝式流量传感器工作原理

热丝式流量传感器是以热传导现象为基础来测量气体流速的，热交换在流动气体和热丝之间进行。热丝可以由一根或多根铂丝组成，其基本工作原理是利用惠斯通电桥原理检测流量，当呼吸机开机时即加热流量传感器中的铂金材料热丝，混合空氧气体流过热丝时会带走一定的热量，使得热丝温度下降，此时热丝是惠斯通电桥中的一个电阻，当电阻值变化，整个惠斯通电桥失去平衡，呼吸机会马上给热丝加热以保持平衡，此电流的变化值转化成电信号就可以得到流经气体的实时数据。热丝式流量传感器工作原理图如图1 所示。

图1 热丝式流量传感器工作原理图

2 方法

2.1 分组方法

将使用灭菌注射用水和吸入用乙酰半胱氨酸溶液、吸入用布地奈德混悬液、硫酸特布他林雾化液等3 种常用雾化药物在流速触发和压力触发2 种方式下的机械通气雾化治疗进行分组，共分为8 个组，具体分组情况详见表1。

表1 机械通气雾化治疗的分组情况

2.2 研究方法

使用Dräger Savina 呼吸机自带的雾化程序进行机械通气雾化治疗，每次雾化时间为20 min。每个组别随机分配10 个与Dräger Savina 呼吸机相匹配的热丝式流量传感器（型号226-14），并做好标记与编号。临床医生、呼吸治疗师根据患者的呼吸形态设定合适的机械通气触发方式，同时分析患者病因以选择最佳的雾化液进行机械通气雾化治疗，并结合触发方式和雾化液的类型选择相应组别的热丝式流量传感器。各组雾化结束后小心取下热丝式流量传感器，按照感染控制原则处理后备用，统计所有组别热丝式流量传感器出现故障时进行雾化的总次数，即热丝式流量传感器的使用寿命。机械通气雾化治疗过程中出现以下任意一种情况均视为热丝式流量传感器故障：（1）呼吸机报警“流量传感器不工作”；（2）呼吸机报警“流量监测失灵”；（3）排除患者本身等其他因素，出现吸入潮气量与呼出潮气量差异大于20%[4]。

2.3 统计学方法

采用Microsoft Excel 97-2003 工作表建立数据库，选取4 名实习生实施双人双机录入数据，录入后核查2 组数据，确保数据无误。采用SPSS 19.0 软件进行统计分析，计量资料采用均数±标准差（）表示，2 组均数比较采用t 检验，多组均数比较采用方差分析，所有的检验均为双侧检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

3 结果与分析

3.1 触发方式对热丝式流量传感器使用寿命的比较分析

选择流速触发方式的A1～A4 作为对照组，对应选择压力触发方式的B1～B4 作为实验组。统计分析结果显示，无论选择何种雾化液，对照组热丝式流量传感器的使用寿命均少于实验组热丝式流量传感器的使用寿命，差异有显著统计学意义（P＜0.01）。详见表2。

表2 不同触发方式下热丝式流量传感器使用寿命比较分析结果

3.2 流速触发时热丝式流量传感器使用寿命单因素统计分析及两两比较分析

单因素统计分析结果显示，流速触发时雾化液分子量对热丝式流量传感器的使用寿命存在影响，差异有显著统计学意义（P＜0.01）。两两比较结果显示，雾化液分子量越大，热丝式流量传感器的使用寿命越短，即对热丝式流量传感器的致损作用越明显，差异有统计学意义（P＜0.01）。详见表3。

表3 流速触发时热丝式流量传感器使用寿命单因素统计分析及两两比较分析结果

3.3 压力触发时热丝式流量传感器使用寿命单因素统计分析及两两比较

单因素统计分析结果显示，压力触发时雾化液分子量对热丝式流量传感器使用寿命存在影响，差异有显著统计学意义（P＜0.01）。两两比较结果显示，雾化液分子量越大，热丝式流量传感器的使用寿命越短，即对热丝式流量传感器的致损作用越明显，差异有统计学意义（P＜0.01）。详见表4。

表4 压力触发时热丝式流量传感器使用寿命单因素统计分析及两两比较分析结果

4 讨论

4.1 触发方式对热丝式流量传感器致损率的影响

本研究结果显示，无论选择何种雾化液，流速触发方式下热丝式流量传感器的使用寿命显著少于压力触发方式下热丝式流量传感器的使用寿命。究其原因，主要与呼吸机呼气阀在不同触发方式下的状态有关，流速触发时整个呼吸周期中呼气阀始终处于打开状态，而压力触发时呼气阀只在呼气时打开，呼气末及吸气时关闭。由此可知，呼气阀在流速触发时开放的时间更长，机械通气雾化治疗所产生的水分子、气溶胶、药物结晶等微粒通过呼吸阀与流量传感器热丝接触、黏附的时间也就更长，更容易导致热丝的腐蚀、断裂，造成热丝式流量传感器的损坏。压力触发时患者需克服肺泡内源性呼出末正压和气道阻力，患者呼吸肌做功较大；而流速触发灵敏度相对较高，可以排除呼吸管道气体顺应性和压缩死腔的影响，整个吸气周期保证患者能呼吸新鲜的气流，可减少呼吸肌做功。由此可知，流速触发有压力触发无法替代的优势。因此，在流速触发方式下进行雾化治疗时，应采取相应的保护措施以减少热丝式流量传感器的损坏，可在呼气管路末端安装过滤器，有效过滤、阻挡雾化气溶胶等微粒与热丝式流量传感器接触，且应在雾化结束10 min 后再取下过滤器，因为即使雾化停止，患者气道内仍会有一定的药物随呼气排出[5]。同时，研究表明，不同人群对于呼吸机的认识不同，针对医生、护士、呼吸治疗师等不同人群从呼吸机的工作原理、操作方法、使用与维护等方面开展系统的培训，规范呼吸机的使用流程，建立质量管理监测指标，可有效降低具有精密、易损属性的呼吸机热丝式流量传感器的损坏率[6-7]。

4.2 雾化液分子量对热丝式流量传感器致损率的影响

本研究结果显示，无论使用何种触发方式，分子量大的雾化液更易导致热丝式流量传感器的损坏，且雾化液分子量与热丝式流量传感器的使用寿命呈负相关。究其原因，一是大分子雾化液更易吸附在热丝式流量传感器纳米级金属丝上，直接腐蚀金属丝导致传感器的损坏；二是大分子雾化液吸附在热丝式流量传感器金属丝上后，更易形成团块包裹热丝式流量传感器的金属丝，使得混合空氧气体流过热丝时带走的热量发生偏差，导致热丝温度的下降发生偏差，从而引起惠斯通电桥中的电阻变化发生偏差，导致气体流量的监测发生错误，此时呼吸机会识别并报警“流量传感器不工作”或“流量监测失灵”，也就意味着热丝式流量传感器已损坏。为有效缓解雾化液结晶对热丝式流量传感器的损坏，除了在呼气管路末端安装过滤器外，还可在雾化结束后将热丝式流量传感器取出用70%的酒精溶液浸泡20 min左右，然后自然晾干备用。如果发现热丝式流量传感器污染严重，则可采用多酶清洗剂浸泡2～10 min后取出，并用蒸馏水浸泡几秒后放入体积分数为75%的酒精溶液浸泡20 min，这样可快速、有效地分解和去除黏附在热丝上的雾化液结晶，从而延长热丝式流量传感器的使用寿命[8]。

综上所述，机械通气雾化治疗时，触发方式与雾化液分子量大小是影响热丝式流量传感器使用寿命的2 个重要因素。相比于压力触发方式，流速触发可节约呼吸功，但是雾化过程中其对呼吸机热丝式流量传感器的致损作用更加明显。雾化液的分子量越大，对呼吸机热丝式流量传感器的致损作用越明显。在选择流速触发方式及大分子量雾化液为危重患者进行机械通气雾化治疗时，可采取在呼气管路末端安装过滤器以减少雾化液结晶与热丝式流量传感器接触的总量，同时还可以采取酒精、多酶清洗剂浸泡法以分解吸附在热丝式流量传感器上的雾化液结晶，从而有效保护热丝式流量传感器，降低运营成本，保证呼吸机安全运行。