雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器的應用對呼吸道與呼吸機回路細菌定植的影響

藍惠蘭，譚杏飛，陳萍云，唐桂平，梁大連，陳瀚熙，張秀濃，陳麗芳，廖游玩，王　媚

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雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器的應用對呼吸道與呼吸機回路細菌定植的影響

藍惠蘭，譚杏飛，陳萍云，唐桂平，梁大連，陳瀚熙，張秀濃，陳麗芳，廖游玩，王媚

摘要：[目的]分析雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器對呼吸道與呼吸機管道細菌定植的影響，為規范呼吸機管道更換周期、預防呼吸機相關性肺炎提供參考。[方法]選擇重癥醫學科建立人工氣道機械通氣72 h以上106例病人,使用伺服性加溫控制型呼吸濕化器,分別于建立人工氣道上機當天及應用第3天、第7天、第10天、第14天、第21天、第28天采樣，采樣部位分別為病人的咽喉部、下呼吸道、呼吸機接頭端、呼吸機管道吸氣端、呼吸機管道呼氣端、濕化罐濕化液；對采樣標本進行細菌培養，分離致病菌，比較不同時間段、不同部位致病菌的陽性率、定植率。[結果]呼吸機管道的定植菌與呼吸道病原菌具有同源性；呼吸道相同部位不同采樣時間的致病菌檢出率差異有統計學意義(P<0.05)，呼吸機管道相同部位不同采樣時間的致病菌檢出率差異無統計學意義(P>0.05)。[結論]延長使用雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器至28 d，呼吸道細菌隨著機械通氣時間的延長細菌定植增加，而呼吸機管道系統隨機械通氣時間的增加細菌定植無明顯增加；使用雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器無污染的情況下持續使用是安全的，對長期使用呼吸機的病人呼吸機管道無需常規更換，對有污染或故障的呼吸機管道應及時更換。

關鍵詞：氣道濕化；濕化器；呼吸機管道；細菌定植；呼吸道；呼吸機相關性肺炎

正常的上呼吸道黏膜對吸入的氣體有加溫、加濕、濾過和清除氣道內異物的功能。機械通氣病人建立人工氣道后，上呼吸道濕化、加溫、濾過功能消失，咳嗽反射受到抑制，喪失了正常的生理防御機制。當呼吸道溫度、濕度未達到生理需要時，呼吸道黏膜干燥和溫度下降，氣道內異物與細菌集聚，氣道分泌物黏稠，可導致氣道阻塞和呼吸機相關性肺炎(VAP)的發生。因此，采取正確的方法保證機械通氣病人呼吸道充分濕化是預防呼吸道感染的重要因素之一。呼吸道細菌定植是呼吸機管路細菌污染的主要環節，如何根據呼吸機管道細菌污染情況來確定更換管道的最佳時間，是醫院預防VAP發生一直關注的熱門課題[1]。既往的研究針對呼吸道細菌與呼吸機管道更換頻率的研究結果不盡相同[2-5]。為進一步觀察使用伺服性加溫控制型呼吸濕化器后呼吸道與呼吸機管道的細菌定植情況，選擇我院重癥醫學科(ICU)建立人工氣道機械通氣72 h以上符合研究條件106例病人,通過分析伺服性加溫控制型呼吸濕化器對呼吸道與呼吸機管道細菌定植的影響，為規范呼吸機管道更換周期，預防呼吸機相關性肺炎措施提供參考。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇2009年1月—2013年12月我院重癥醫學科(一、二、三區)建立人工氣道并機械通氣72 h以上病人為研究對象。排除標準：①年齡<18 歲；②機械通氣<72 h的病人；③機械通氣前經胸片或纖維支氣管鏡檢查能明確有肺部感染者；④全身感染及免疫缺陷性疾病(如敗血癥、艾滋病等);⑤頜面或口腔內有感染創面或手術。共有136例病人符合研究條件，由于研究過程中有30例病人因呼吸機管道污染而終止，實際研究對象有106例，其中男59例，女47例，年齡26歲～96歲(55.61歲±16.69歲)；氣管插管69例，氣管切開37例；機械通氣時間(39.00±16.56)d；急性生理學及慢性健康狀況評分Ⅱ(APACHEⅡ)評分為25.65分±6.38分。基礎疾病：呼吸衰竭33例，慢性阻塞性肺病45例，腦神經疾病16例，其他疾病12例。

1.2方法

1.2.1呼吸機管道安裝方法建立人工氣道機械通氣病人，伺服性加溫控制型呼吸濕化器安裝方法按密閉式雙加熱呼吸機濕化管道系統使用方法[1]。

1.2.2采樣部位采樣部位分別為病人的咽喉部、下呼吸道、呼吸機管道連接端(萬向接頭)、呼吸機管道送氣端、呼吸機管道出氣端、濕化罐濕化液。對采樣標本進行細菌培養，分離致病菌，并觀察相同時間段肺部感染情況。

1.2.3采樣時間本研究采用MR850型Fisher & Paykel產品濕化罐(密閉式一次性、雙加熱式自動加水加濕)濕化管道系統。分別于上機當天及應用第3天、第7天、第10天、第14天、第21天、第28天采樣。

1.2.4采樣方法[6]采用一次性無菌吸痰管抽取咽喉部分泌物；經氣管插管或氣管切開處用一次性無菌吸痰管抽取或用纖維支氣管鏡防污染毛刷(PSB)采集下呼吸道分泌物；對呼吸機管道用無菌棉拭子蘸取無菌生理鹽水在管道內面涂擦留取標本；按無菌技術留取濕化罐濕化液標本。所有標本采集后立即送檢。標本采集均由專人培訓后采用相同的方法進行標本采集，采樣時戴無菌手套并嚴格按無菌技術操作進行。

1.2.5檢測方法利用VITEK2-compact全自動微生物鑒定分析系統進行細菌檢測。對采樣標本進行細菌培養，分離菌落數、致病菌等情況，并觀察相同時間段肺部感染情況。觀察呼吸機濕化管道系統不同部位、不同時間段實驗室檢查的細菌學變化。

1.2.6觀察指標觀察機械通氣過程中呼吸道與呼吸機管道不同時間段、不同部位細菌定植情況與致病菌的陽性率，觀察痰液黏稠度與VAP的發生率。

2結果

2.1病原菌分布情況106例病人中，實驗收集3 816個標本數,共分離出包括雜菌在內的病原菌10種1 379株,病原菌陽性總檢出率36.14%。顯示呼吸機管道的定植菌與呼吸道病原菌具有同源性。病原菌分布情況見表1。

表1　不同部位陽性菌定植情況(n=1 379)

2.2呼吸道與呼吸機管道不同時間段、不同采樣部位細菌定植比較不同機械通氣時間咽喉部、下呼吸道、呼吸機接頭端致病菌陽性率存在差異(P<0.05)；不同機械通氣時間呼吸機管道吸氣端、呼吸機管道呼氣端、濕化器致病菌陽性率存在差異(P>0.05)；呼吸道相同部位不同采樣時間的致病菌陽性率差異有統計學意義(P<0.05)，呼吸機管道相同部位不同采樣時間的致病菌陽性率差異無統計學意義(P>0.05)；延長呼吸機濕化灌使用時間濕化灌內濕化液細菌無增加。見表2。

表2　不同部位不同時間段采樣標本細菌定植情況(n=106)

2.3VAP發生率與痰液黏稠度分析根據痰液黏稠度判斷標準分為3度[7]，106例病人中，痰液黏稠度2度者97例，為有效濕化，占91.51%，9例(8.49%)痰液黏稠度1度為濕化過強。堵管率為0；106例病人發生VAP者29例，VAP發生率27.36%。

3討論

3.1呼吸機管道不同使用時間對呼吸道與呼吸機管道細菌定植的影響呼吸機管道是連接外界空氣與下呼吸道之間的通道, 是細菌移行定植的重要部位，機械通氣數小時后呼吸機管道就會被污染。Craven等[8]對呼吸機管道細菌定植的研究結果表明，機械通氣后2 h即出現細菌定植，24 h細菌定植率達80%，病人近端呼吸機管道細菌定植率遠遠高于遠端，并且呼吸機管道病原微生物與病人痰液中分離出的細菌菌株具有一致性,提示病人咽喉部寄生的微生物是管道污染的原始來源。本研究實驗收集3 816個標本,共分離出病原菌1 379株,病原菌陽性總檢出率為43.36%；呼吸道與呼吸機管道定植的細菌隨著上機時間的延長數量有所增加，病人近端呼吸機管道細菌定植率遠遠高于遠端，且呼吸機管道與呼吸道定植菌具有同源性,說明呼吸機管道內細菌是來自呼吸道定植菌，此研究結果與Craven等[8]的研究結果具有一致性。從不同部位陽性菌定植情況分析，下呼吸道細菌定植與病人咽喉部及呼吸機管道的接頭端、吸入管道端、呼出管道端、濕化器5個部位的細菌定植具有可比性；咽喉部與呼吸機管道的接頭端細菌定植無可比性；咽喉部及呼吸機管道的接頭端與呼吸機管道吸氣端、管道呼氣端、濕化器3個部位的細菌定植具有可比性；而呼吸機管道的吸入管道端、呼出管道端、濕化器3個部位的細菌定植無可比性。建立人工氣道機械通氣過程中，病人呼吸道與呼吸機管道相連形成密閉的循環，從不同部位、不同時間段采樣標本細菌定植情況分析，咽喉部、下呼吸道、呼吸機接頭端致病菌陽性率與機械通氣時間有關，隨著上呼吸機時間的延長，致病菌陽性率上升，呼吸道相同部位不同采樣時間的致病菌陽性率差異有統計學意義；不同機械通氣時間呼吸機吸入管道端、呼吸機呼出管道端、濕化器致病菌陽性率差異無統計學意義，呼吸機管道相同部位不同采樣時間的致病菌陽性率差異無統計學意義；延長呼吸機濕化灌使用時間濕化灌內濕化液細菌幾乎未增加。

3.2伺服性加溫控制型呼吸濕化器更符合人體呼吸道的濕化生理需求正常健康的生理氣道將吸入的氣體加溫加濕，達到了人體的37 ℃，相對濕度100%，絕對濕度44 mg/L，并被水蒸氣飽和，稱之為等溫飽和界面，等溫飽和界面的氣體使得呼吸道的黏液纖毛轉運系統功能處于最佳狀態[9]。機械通氣通過氣管插管或氣管切開來保持病人通氣，氣體繞過了機體自然的生理溫濕化系統，自然生理防御機能被抑制，吸入的氣體沒有加濕，使肺部喪失更多的水分，人工氣道輸送缺乏濕度的氣體會減慢黏液的轉運，使分泌物變黏稠，導致人工氣道開放度減少，增加呼吸負擔，是引起人工氣道堵塞與肺部感染的危險因素[10，11]。人工氣道有效濕化是機械通氣治療過程中保持呼吸道通暢、防止和減少呼吸道并發癥的重要措施。MR850則是系統默認值，控制離開水罐的氣體加熱到37 ℃，氣體通過加熱呼吸回路時繼續加熱，達到氣道端溫度探頭的溫度自動控制為40 ℃，經過Y形管連接管溫度下降3 ℃，當進入病人氣道的溫度正好是37 ℃、絕對濕度44 mg/L，此濕化系統能達到呼吸道溫飽和界面，濕化效果更符合人體呼吸道的濕化生理需求。臨床上有不少學者通過實驗研究表明，MR850型密閉式自動加溫濕化系統呼吸回路的吸氣及呼氣管內采用螺旋形分布的加熱絲來確保氣體通過呼吸管路時被均勻地加熱，濕化器能控制性地對濕化罐中的水加熱，控制水蒸氣的產出量和溫度，同時保持濕化系統的密閉性，最大限度減少冷凝水的同時提供接近人體生理濕化的最佳濕化系統[12-14]。本研究結果也顯示人工氣道{JP3有效濕化達91.51%，過度濕化8.49%，沒有濕化不足現象，實現了零的堵管率。

3.3呼吸道與呼吸機管道細菌定植與VAP的相關性VAP的發生與多種因素有關，呼吸機管道污染是引起VAP的原因之一，呼吸機管道的污染來源于機械通氣病人呼吸道定植菌的逆行擴散，呼吸道細菌逆行擴散到呼吸機管道冷凝液中定植，選用合適的呼吸機濕化管路系統減少呼吸機管道中冷凝水非常重要[12]。冷凝水的形成與呼吸機管道的類型、呼吸機濕化管道系統有密切的關系。傳統的可重復消毒的呼吸機管道因為沒有發熱導絲，使用過程中會產生大量冷凝水，頻繁傾倒冷凝水易造成交叉感染，伺服性加溫控制型呼吸濕化器能減少冷凝液的形成,從而減少因頻繁傾倒冷凝水而引起的呼吸機回路反復開放而造成的呼吸機管路污染，減少呼吸道感染。同時伺服性加溫控制型呼吸濕化器能使呼吸道充分濕化，保證呼吸道充分濕化能有效清除呼吸道分泌物，減少呼吸道細菌定植。有研究證實分泌物從肺部排除的時間越快,細菌從肺部清除的時間就越短,細菌繁殖及感染的機會就越少，能有效降低VAP的發生[7，15]。本研究VAP發生率為27.36%，比國內外相關性研究結果偏低。MR850的溫度及濕度能保持氣道分泌物的質量和最佳的黏液纖毛轉運狀態，分泌物與細菌能更快地從肺部與氣道清除，呼吸道與呼吸機管道細菌定植減少，感染的危險下降，從而減少VAP的發生。

3.4伺服性加溫控制型呼吸濕化器更換頻率的確定我國學者有關呼吸機管道更換頻率對管道細菌污染影響的研究,建議呼吸機管道更換周期為3 d和7 d[5]。還有更多的有關機械通氣呼吸機管道的更換時間，國內外存在爭議，目前我國還沒有統一的呼吸機管道更換時間標準，大多數醫院常規7 d更換1次，有污染時馬上更換。建立人工氣道機械通氣過程中，病人呼吸道與呼吸機管道相連形成密閉的循環，本研究采用雙伺服性加溫控制型呼吸濕化器(密閉式雙加熱式自動加水加溫濕化管道系統)，能保持濕化系統的密閉性，如頻繁更換打破呼吸機系統的密閉性反而會增加感染的幾率。這與國外學者的研究一致，認為呼吸機管道僅在被污染的情況下才更換，VAP的發生率并沒有發生變化[16]。本研究采用的是雙加熱密閉性自動加水加溫呼吸機濕化系統，屬于主動加濕加溫濕化器，沒有冷凝水形成，可以將呼吸機濕化管道系統污染機會降到最低。國外學者通過臨床實驗研究表明，呼吸機管道每隔7 d更換與30 d更換1次無差異[17]。胡必杰等[18]認為機械通氣病人不必頻繁更換呼吸機管道，一旦污染應及時更換。本研究與國內外相關研究的不同點是使用伺服性加溫控制型呼吸濕化器，將呼吸機濕化管道系統更換周期延長至28 d，隨著機械通氣時間的延長,呼吸機管道相同部位不同采樣時間的致病菌陽性率差異無統計學意義(P>0.05),呼吸機管道的細菌定植量不隨著呼吸機管道更換時間的延長而增加，說明VAP的發病機制并非是呼吸機管道的污染，與呼吸機管道的更換頻率無關。表明使用伺服性加溫控制型呼吸濕化器無需常規更換，污染或出現故障時呼吸機管道應立即更換。

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(本文編輯李亞琴)

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)

作者簡介：藍惠蘭，主任護師，本科，單位：510080，廣東省人民醫院(廣東省醫學科學院)；譚杏飛、陳萍云、唐桂平、梁大連、陳瀚熙、張秀濃、陳麗芳、廖游玩、王媚單位：510080，廣東省人民醫院(廣東省醫學科學院)。

基金項目：廣東省科技廳支持立項項目，編號：2011B031800068。

中圖分類號：R473.56

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1009-6493.2015.07.010

文章編號：1009-6493(2015)03A-0798-04