Dyskusja
Prawdziwe płuca zareagują inaczej niż sztuczne płuco. Sztuczne płuco było małe i miało stałą podatność. Jednak gdy ciśnienie osiągnie 20 cmH2O reakcje różnych respiratorów nie będą się różnić. Rozmiar worka oddechowego w systemie ręcznym i jego podatność są ważniejsze. Można stosować worki oddechowe o różnych rozmiarach i różnej podatności. Johnstone(16) stwierdził w 1973 roku, że worki oddechowe mogą działać jako urządzenia ograniczające ciśnienie. American National Standard for Anesthetic Equipment-Reservoir Bags ANSI Z79.4 z 1983 roku (17) stwierdza, że każdy worek o objętości większej niż 1,5 L nie powinien przekraczać ciśnienia 35 cmH2O po rozprężeniu do dwukrotnej objętości, a przy sześciokrotnej objętości ciśnienie nie powinno przekraczać 60 cmH2O. W związku z tym w USA stosuje się worki oddechowe bardzo zgodne z przepisami.
Wolutrauma jest nadal możliwa w bardzo podatnych płucach z małym oporem dróg oddechowych, gdy ciśnienie jest stale powyżej 20 cmH2O. W Europie, gdzie nie ma standardu dla worków z rezerwuarem, większość anestezjologów preferuje worki oddechowe mniej zgodne z normami, dostarczane przez producenta respiratora lub firmy trzecie, jak te z C.H. Medical Ltd. Te europejskie balony bez lateksu są bardziej zgodne z wymaganiami niż starsze czarne balony gumowe, w których ciśnienie może łatwo wzrosnąć powyżej 60 cmH2O. Balony europejskie o pojemności 2 i 3 L nie spełniają wymogów ANSI. Przy dwukrotnie większej objętości balon 2 L firmy C.H.Medical Ltd osiąga ciśnienie 46 cmH2O, a balon 3 L osiąga ciśnienie 52 cmH2O, znacznie przekraczając limit 42 cmH2O.
Każdy anestezjolog jest świadomy ryzyka związanego z podłączeniem pacjenta do respiratora bez zastosowania odpowiedniego trybu wentylacji. Kiedy włączy się alarm, anestezjolog może zareagować, aby skorygować problem. Wielu anestezjologów stosuje własne środki ostrożności, aby zapobiec zarówno urazowi wolutowemu, jak i barotraumatycznemu. Niektórzy anestezjolodzy zawsze używają bardzo dużego balonu, podczas gdy inni używają balonu z otworem wymagającym okluzji opuszki palca w celu zwiększenia ciśnienia, dzięki czemu nigdy nie dojdzie do nienadzorowanego wzrostu ciśnienia. Balony z otworem nie są już produkowane z powodu problemów z podłączeniem do nich systemu odprowadzającego. Niektórzy anestezjolodzy nigdy nie zmieniają personelu podczas indukcji znieczulenia i pozycjonowania pacjenta, preferując, aby ta sama osoba podłączała pacjenta do respiratora i uruchamiała respirator. Prawidłowe ustawienia alarmów i APL mogą zapewnić wcześniejsze ostrzeżenia, ale nie zapobiegną wystąpieniu urazu objętościowego. Poniżej 20 cm H20 ręczna wentylacja przez maskę twarzową jest często niewystarczająca, a prawidłowe alarmy będą się włączać bez przerwy podczas wentylacji przez maskę twarzową.
Tylko ciągła czujność, a nie tylko prawidłowe ustawienie alarmu lub APL, może zapobiec urazowi objętościowemu. Ciągła czujność anestezjologa mającego bezpośredni kontakt z pacjentem jest obowiązkowa w większości krajów. Jeśli to możliwe, należy jednak nadal stosować lepsze środki ostrożności.
W 2000 roku Weinger (18) zasugerował wykorzystanie HFE do projektowania i rozwoju narzędzi i urządzeń medycznych. Weinger stwierdził, że wielu anestezjologów zapomniało skoordynować ustawienia przełącznika ręcznego wyboru „worek/wentylator” i APL, który określa, czy do obwodu oddechowego podłączony jest respirator mechaniczny, czy też lekarz musi kontynuować ręczną wentylację pacjenta. W rezultacie pacjent nie otrzymałby żadnego oddechu i mógłby doznać urazu objętościowego płuc.
Można dyskutować o sztucznej granicy 20 cmH2O i 5 sekund jako o niebezpiecznej. Nie ma jasnej odpowiedzi dotyczącej dopuszczalnego ciśnienia i czasu, które nie byłyby szkodliwe dla płuc. Nie istnieje dokładne ciśnienie, pod którym nie dojdzie do urazu płuc. W starym standardzie ANSI z 1983 r. przyjęto 35 cmH2O przy dwukrotnej objętości balonu, dopuszczając jeszcze wyższe ciśnienia przy większych objętościach. Wiadomo, że respirator jest potencjalnie niebezpieczny w wielu okolicznościach, o czym wspominał Kołobow (2) w 2001 roku. Jednak wolutrauma jest dziś ważniejsza niż barotrauma. Inflacja powyżej całkowitej pojemności płuc jest bardziej niebezpieczna niż inflacja do wysokiego ciśnienia przy małej objętości płuc, o czym po raz pierwszy wspomniał Dreyfuss (19) w 1992 roku. U chorych z zespołem niewydolności oddechowej dorosłych lub u chorych ze sztywną klatką piersiową lub sztywnymi płucami długotrwałe ciśnienie 20 cmH2O może nie być niebezpieczne. Większość zdrowych płuc ma szczytowe ciśnienie podczas wentylacji znacznie poniżej 20 cmH2O, co sugeruje, że inflacja powyżej 20 cmH2O może spowodować hiperinflację i uszkodzenie płuc. Jeśli weźmiemy pod uwagę ryzyko biotraumy (4), to każdy wzrost ciśnienia podczas wentylacji może być szkodliwy.
W przypadku dzieci jest oczywiste, że ciśnienia w drogach oddechowych lub objętości płuc przekraczające normalne wartości fizjologiczne są zawsze szkodliwe dla płuc. Nowy system bezpieczeństwa powinien nie tylko ograniczać wzrost ciśnienia po pewnym czasie, ale z pewnością powinien ograniczać rozszerzanie objętości płuc poprzez umożliwienie całkowitej deflacji. Proponowany obecnie w respiratorach limit 75 cmH2O, a w amerykańskich workach oddechowych 35 cmH2O jest zdecydowanie za wysoki i z pewnością niebezpieczny dla wielu chorych.
Z Fu i JB West stwierdzili u znieczulonych królików, że przepuszczalność naczyń włosowatych wzrasta znacząco przy wysokich stanach napełnienia płuc. Liczba śródbłonkowych i nabłonkowych pęknięć na milimetr komórki okładziny wzrosła znaczący od 0,7 i 0,9 do 7,1 i 8,5 kiedy oni zwiększyli longvolume przez zwiększanie transpulmonary ciśnienia od 5 do 20 cmH20 dla tego samego transmuralnego ciśnienia kapilarnego. (20)
Większa liczba doniesień o barotraumach występuje w znieczuleniu zwierząt z powodu niższej jakości sprzętu, mniejszej liczby wymaganych szkoleń, mniejszej liczby ograniczeń prawnych lub konsekwencji prawnych zgłaszania problemów. Niechęć do publikowania zdarzeń niepożądanych ogranicza przykłady z życia ludzi. W Belgii istnieją dwa zamknięte zgłoszenia zgonu pacjenta z powodu barotraumy wywołanej przez respirator.
Jest wiele respiratorów, które nie są oceniane, chociaż nic nie wskazuje na to, że ich konstrukcja jest bezpieczniejsza. Nie było żadnej różnicy w bezpieczeństwie między starszymi i nowszymi respiratorami, poza ulepszeniem konstrukcji pokrętła w celu zmiany z ręcznej na automatyczną. Od 1983 roku USA wymaga bardziej zgodnych worków oddechowych, podczas gdy reszta świata nadal używa worków oddechowych o zgodności pomiędzy amerykańskim a starszymi czarnymi gumowymi balonami.
Żaden badany respirator z amerykańskim workiem oddechowym nie spełnia bezpiecznych warunków dotyczących osiąganego ciśnienia i alarmów. Dlatego wszystkie można uznać za zagrożone lub niebezpieczne. Gdyby istniał lepszy zawór bezpieczeństwa, te niebezpieczne sytuacje mogłyby nigdy nie wystąpić. Zawór bezpieczeństwa z pamięcią mógłby otworzyć się przy niższym ciśnieniu niż zawór APL, jeśli niebezpieczne ciśnienie istnieje dłużej niż maksymalny możliwy czas wdechu. Częstość wentylacji poniżej 6 oddechów na minutę i podgląd powyżej 20 cmH2O są rzadko stosowane. Wentylacja ręczna z użyciem balonu nigdy nie może dawać stale wysokiego ciśnienia. Kiedy worek oddechowy jest prawie pusty, należy na krótki czas zwolnić ciśnienie, aby ponownie napełnić worek oddechowy.
Kończymy sugestią, że takie urządzenie zabezpieczające powinno być zbudowane i stosowane w każdym respiratorze. System ten powinien być zamontowany w obwodzie oddechowym lub w obwodzie ręcznym łączącym się z workiem oddechowym, ale najlepiej blisko pacjenta, aby chronić go w każdych warunkach. Idealnie, musi on działać we wszystkich warunkach i pozycjach, i nie może zakłócać wszystkich normalnych trybów wentylacji ręcznej i automatycznej. Powinien być zawsze aktywny lub powinien włączać się i wyłączać automatycznie.
Przyszłe badania z użyciem takiego urządzenia mogłyby określić, czy długotrwałe ograniczenie ciśnienia w drogach oddechowych byłoby korzystne, ale takie badania byłyby bardzo trudne do przeprowadzenia. Badania na zwierzętach byłyby niezwykle przydatne, zakładając, że fizjologia płuc jest porównywalna. System, który obniża ciśnienie w czasie i nadal pozwala na ręczną i mechaniczną wentylację byłby ulepszeniem dla wszystkich respiratorów anestezjologicznych.
.