適合于高壓氧艙內(nèi)氣管切開(kāi)患者的吸氧頭罩研發(fā)及臨床驗(yàn)證

李紅玲，劉春輝，趙龍，李曼玉，李昊，池林， 丁建章

隨著我國(guó)高壓氧(hyperbaric oxygen，HBO)醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展，HBO的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，治療的疾病涉及臨床各個(gè)學(xué)科，尤其是在各種危重患者的救治過(guò)程中，HBO治療展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)氧艙多為空氣加壓，患者戴面罩吸純氧進(jìn)行治療，氣管切開(kāi)或氣管插管的患者由于呼吸通道的改變，不能戴面罩吸氧，從而失去早期治療的機(jī)會(huì)。為此，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者做了不少嘗試，如采用直排導(dǎo)管吸氧、頭罩吸氧、自制連接管吸氧、人工鼻吸氧、暫時(shí)堵塞氣管套管后戴面罩吸氧、“麻醉呼吸回路-三通管”吸氧裝置、艙內(nèi)氣動(dòng)呼吸機(jī)給氧等治療了一些患者，取得了一定的療效[1-2]，但也有一定風(fēng)險(xiǎn)和缺陷[3-5]。本文介紹一款由資深高壓氧從業(yè)人員設(shè)計(jì)的適合于氣管切開(kāi)患者高壓氧艙內(nèi)吸氧的頭罩，并對(duì)其安全性、有效性進(jìn)行了臨床驗(yàn)證，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 ①頭罩材質(zhì)及外觀設(shè)計(jì)：頭罩分為上下兩部分(圖1a～c)，上部為無(wú)毒無(wú)害的420Dpvc(polyvinyl chlorid聚錄乙烯)透明塑料，全透明圓拱形設(shè)計(jì)(直徑36cm,高度18cm)把頭部包在頭罩內(nèi)。下部為特級(jí)醫(yī)用乳膠，利用其非常好的彈性，緊箍在頭罩底部，側(cè)面有1個(gè)進(jìn)氧口和一個(gè)出氧口，治療時(shí)與患者頸肩部緊密結(jié)合，防漏氣(圖2)。②實(shí)驗(yàn)用設(shè)備：山東煙臺(tái)冰輪三艙7門(mén)22人空氣加壓艙(型號(hào)YC3200/0.3-22；Ⅶ);所用測(cè)氧儀為國(guó)家正規(guī)廠家生產(chǎn)的TY-0A手持式測(cè)氧儀，也是目前國(guó)內(nèi)氧艙上普遍采用的測(cè)氧儀；按照北京海定醫(yī)院高壓氧科的丁建章主任設(shè)計(jì)的吸氧頭罩(見(jiàn)圖1)。我科目前使用的吸氧工具DH型吸氧面罩及管路及艙內(nèi)心電監(jiān)護(hù)儀P&D-9000ECG anywhere 數(shù)碼動(dòng)態(tài)遙測(cè)心電記錄儀。③實(shí)驗(yàn)對(duì)象：科室工作人員、研究生及進(jìn)行高壓氧治療的氣管切開(kāi)患者(腦外傷)，均簽署知情同意書(shū)。

a.頭罩外形

b.頭罩上部 c.頭罩下部

圖1a～c頭罩外形及上部、下部組成

圖2 受試人員實(shí)驗(yàn)中

1.2 方法

1.2.1 正常人戴實(shí)驗(yàn)頭罩測(cè)試 ①常壓下頭罩內(nèi)氧濃度測(cè)試：具體步驟，受試者為科室工作人員(3男，2女，年齡26～49歲)，常壓下坐在艙內(nèi)，頭戴實(shí)驗(yàn)頭罩，頭罩的進(jìn)氧口用藍(lán)色管道連接艙內(nèi)一級(jí)吸氧口，頭罩出氧口用白色管連接到排氧管道處，同時(shí)用測(cè)氧儀在出氧口處測(cè)量不同氧流量下(4L/min、5L/min)，不同時(shí)間點(diǎn)位(1min、2min、4min、6min、8min、10～30min)頭罩內(nèi)的氧濃度值，最終找出以最短時(shí)間達(dá)到預(yù)期的氧濃度(75%～80%)的合理流量。同時(shí)記錄受試者的感受。②2ATA壓力下頭罩內(nèi)外氧濃度測(cè)試：按照上述實(shí)驗(yàn)找出的理想流量(5L/min)，然后由上述人員在高壓氧艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)際治療，常規(guī)壓力2ATA，升壓、減壓各25min,穩(wěn)壓戴頭罩吸氧60min,期間模擬吸痰5次(吸痰前關(guān)閉操作臺(tái)上供氧閥，摘下頭罩，模擬吸痰2min，之后戴上頭罩，打開(kāi)供氧閥，6L/min流量)，期間由實(shí)驗(yàn)人員在頭罩出氧口處連接測(cè)氧儀，分別記錄不同時(shí)間點(diǎn)下的氧濃度值(頭罩內(nèi)氧濃度≥75%,艙外氧濃度≤23%為達(dá)標(biāo))。記錄受試者治療感受。

1.2.2 患者戴實(shí)驗(yàn)頭罩測(cè)試 ①患者1：男性，63歲，腦挫裂傷，蛛網(wǎng)膜下腔出血術(shù)后，多發(fā)肋骨骨折，肺部感染，氣管切開(kāi)術(shù)后10d，臥位高壓氧治療，治療壓力同上。由患者家屬進(jìn)行具體操作，科室護(hù)理人員陪艙監(jiān)督指導(dǎo)并監(jiān)測(cè)患者吸痰時(shí)頭罩內(nèi)外氧濃度(方法如上)，記錄所得數(shù)據(jù)。同時(shí)佩戴心電監(jiān)護(hù)儀，觀察患者生命體征，并記錄病情變化以及家屬對(duì)頭罩使用的反饋意見(jiàn)。② 患者2：女性，19歲，腦挫傷，彌漫性軸索損傷，癲癇，多發(fā)傷，腦出血術(shù)后，肺部感染，氣管切開(kāi)術(shù)后8d，進(jìn)艙前徹底吸痰一次，然后進(jìn)艙戴頭罩治療。方法同上。③患者3：男性，53歲，腦挫裂傷，外傷性蛛網(wǎng)膜下腔出血，前顱底骨折，多發(fā)骨折，氣管切開(kāi)術(shù)后10d，同時(shí)佩戴心電監(jiān)護(hù)儀，進(jìn)艙前徹底吸痰一次，然后家屬陪艙進(jìn)行高壓氧治療。方法同上。觀察患者生命體征(心電監(jiān)護(hù))、有無(wú)煩躁及患者家屬操作的方便性等。

2 結(jié)果

2.1 常壓下正常受試者頭罩內(nèi)氧濃度測(cè)試結(jié)果 本研究先從 2L/min、3L/min、4L/min、5L/min、6L/min供氧流量開(kāi)始預(yù)實(shí)驗(yàn)， 6L/min流量，頭罩內(nèi)噪聲太大，未進(jìn)行測(cè)量和記錄。結(jié)果顯示，在同一供氧流量條件下，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，頭罩內(nèi)氧濃度逐漸增加，且在供氧6min后氧濃度基本穩(wěn)定不變。不同供氧流量，頭罩內(nèi)氧濃度也不相同，5L/min 供氧流量既符合研究要求，也能達(dá)到治療患者的目的，因此在本研究中患者進(jìn)行高壓氧治療時(shí)采用的流量為5L/min。見(jiàn)表1。

表1 常壓下不同流量及不同時(shí)間點(diǎn)頭罩內(nèi)氧濃度變化 (%)

2.2 2ATA下正常受試者頭罩及氧艙內(nèi)氧濃度 受試者1(男性，30歲，頭的大小發(fā)育正常)帶頭罩在5L/min的流量下，2min頭罩內(nèi)氧濃度達(dá)74%，3min達(dá)99%。正常受試者2(男性，48歲，體胖，頭稍大)頭罩內(nèi)氧濃度1min 99%；正常受試者3(女性，26歲)頭罩內(nèi)氧濃度2.5min 99%。正常吸氧60min，艙內(nèi)氧濃度2h內(nèi)始終保持在20.8%～20.9%。

2.3 2ATA下患者頭罩及氧艙內(nèi)氧濃度患者測(cè)試結(jié)果 3位患者均伴有意識(shí)障礙，高壓氧治療由家屬或醫(yī)護(hù)人員陪艙操作，戴頭罩開(kāi)始治療，打開(kāi)直流給氧1min 內(nèi)氧濃度即達(dá)到99%。治療期間，患者1和患者3共吸痰3次，吸痰前后艙內(nèi)氧濃度保持在20.9%～21.0%，未超過(guò)國(guó)標(biāo)數(shù)值23%。吸氧期間頭罩內(nèi)氧濃度始終保持在99%，整個(gè)過(guò)程操作基本順利?；颊?，年輕，痰液不多，整個(gè)治療過(guò)程順利，未進(jìn)行吸痰，也無(wú)異常情況發(fā)生，患者家屬反映操作簡(jiǎn)單，觀察患者病情也較方便。整個(gè)吸氧過(guò)程中頭罩內(nèi)氧濃度保持在99%，艙內(nèi)氧濃度保持在20.8%～21.0%，均在規(guī)范要求范圍內(nèi)。詳見(jiàn)表2。

2.4 頭罩的舒適性和操作的方便性 ①3個(gè)正常受試者都反映，在整個(gè)治療過(guò)程中頭部感覺(jué)悶熱，且氣流導(dǎo)致的噪聲較大，頭罩上下部醫(yī)用乳膠連接處有點(diǎn)緊，頸部感覺(jué)不舒服，操作尚方便。②3位意識(shí)障礙患者治療期間均未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象和躁動(dòng)，心電監(jiān)護(hù)顯示生命體征平穩(wěn)。其中2名吸痰次數(shù)多的患者家屬反映，戴脫頭罩不方便，而治療期間未進(jìn)行吸痰的患者家屬認(rèn)為方便易行，喜歡使用。

表2 2ATA 下艙內(nèi)吸氧患者在吸痰時(shí)頭罩內(nèi)和艙內(nèi)氧濃度

3 討論

氣管切開(kāi)患者行高壓氧治療時(shí)，由于呼吸通道的改變，在空氣艙內(nèi)不能帶面罩吸氧，常導(dǎo)致吸入氧濃度過(guò)低，影響療效[1]。目前艙內(nèi)吸氧方式主要有：頭罩吸氧、自制連接管吸氧、直排導(dǎo)管給氧、暫時(shí)堵塞氣管套管后戴面罩吸氧、艙內(nèi)氣動(dòng)呼吸機(jī)給氧[2]。但直排導(dǎo)管給氧屬敞開(kāi)式供氧，會(huì)造成艙內(nèi)氧濃度升高，存在安全隱患，且吸氧濃度一般在 50%以下，達(dá)不到治療效果；暫時(shí)堵塞氣管套管后戴面罩吸氧會(huì)導(dǎo)致呼吸阻力加大，增加呼吸肌做功，多數(shù)意識(shí)障礙患者不能耐受，僅能在意識(shí)清醒的患者中試用；艙內(nèi)氣動(dòng)呼吸機(jī)給氧是較理想的供氧方式，特別適宜無(wú)自主呼吸或者呼吸微弱的重癥患者，但目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院尚未配置，且費(fèi)用昂貴；當(dāng)前國(guó)內(nèi)普遍采用的是頭罩吸氧和各種連接管吸氧兩種方式[3-4,6]。而頭罩和各種連接管?chē)?guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[5,7]。 因此，氣管切開(kāi)患者行高壓氧治療時(shí)安全有效的吸氧方式是需要探索的重要課題。

我科目前針對(duì)氣管切開(kāi)患者的吸氧方法是將普通吸氧管路及面罩改造后的連接管。即將普通吸氧管的三通管拆開(kāi)，去除供氧一側(cè)的單向閥，保留排氧側(cè)的單向閥，并去除面罩，然后將其直接套在患者氣管套管處，藍(lán)管連接到艙內(nèi)直流流量輸出口，白管一端連接排氧口，然后進(jìn)行給氧治療。此方法操作簡(jiǎn)單，便于家屬操作，也方便清潔。而且在給氧瞬間氣管套管處氧濃度即達(dá)到99%，說(shuō)明供氧也沒(méi)問(wèn)題。如果操作正確，患者不多(如每個(gè)艙室只有一個(gè)氣管切開(kāi)患者時(shí))，艙內(nèi)氧濃度在治療過(guò)程中基本保持在安全范圍(21.0%～22.9%)，但冬季患者多，或者三通管與氣管套管連接不緊密(家屬操作不當(dāng)、或連接口不符)時(shí)艙內(nèi)氧濃度會(huì)升高，甚至報(bào)警。

科室對(duì)市售頭罩進(jìn)行測(cè)試，2ATA 治療時(shí)，正常受試者(戴頭罩4min頭罩內(nèi)氧濃度達(dá)86%，10min達(dá)93%，19min達(dá)99%，艙內(nèi)氧濃度保持在21.0%～22%)結(jié)果顯示市售頭罩同樣安全、有效。但其頭頸連接處多為硅膠材質(zhì)，彈性差，會(huì)導(dǎo)致不適或漏氣，且頸肩部連接處的塑料材質(zhì)，會(huì)使受試者有沉重感或壓迫感。頭罩內(nèi)同樣存在悶熱，噪聲大的問(wèn)題。

本研究設(shè)計(jì)的頭罩先由科室工作人員試驗(yàn)，確定安全、實(shí)用后，再用于氣管切開(kāi)患者，試驗(yàn)表明，頭罩具有以下優(yōu)點(diǎn)：頭罩體積小，頭罩內(nèi)氧濃度很快(1～3min內(nèi))就能達(dá)到99%，超過(guò)有效治療濃度75%很多；頭罩材質(zhì)輕薄，摘戴輕便。頭罩密閉性好，吸氧或吸痰時(shí)艙內(nèi)氧濃度始終保持在23%以下(20.8%～21.0%)符合國(guó)標(biāo)。但也存在一些缺點(diǎn)：頭罩頸部密封處松緊度需要改進(jìn)；隔音效果差，噪聲大。頭罩上部體積偏小(目前只有一個(gè)型號(hào)的樣品)頭罩內(nèi)有悶熱感；頭罩衛(wèi)生問(wèn)題：患者咳嗽或呼吸等遺留在頭罩內(nèi)的污物不易清理，尤其乳膠材料在多次清洗后容易發(fā)粘、老化。本研究產(chǎn)品和目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的其他頭罩產(chǎn)品相比各有優(yōu)劣，但無(wú)論哪種款式密閉性都沒(méi)問(wèn)題，只是舒適性和方便性還有待改進(jìn)。針對(duì)本研究設(shè)計(jì)的面罩，建議改進(jìn)如下：根據(jù)患者頭部大小，以及頸部粗細(xì)長(zhǎng)短不同，設(shè)計(jì)不同型號(hào)的頭罩，使其空間足夠；進(jìn)一步改進(jìn)隔音和噪聲問(wèn)題。

總之，產(chǎn)品研制成功后，不但適用于高壓氧艙內(nèi)氣管切開(kāi)患者，同時(shí)也適用于住院病房氣管切開(kāi)患者，尤其是對(duì)呼吸微弱的患者，相當(dāng)于一個(gè)小型常壓純氧艙，相較于病房?jī)?nèi)鼻導(dǎo)管吸氧方式而言，此頭罩更能保障吸氧效果。