適合于高壓氧艙內氣管切開患者的吸氧頭罩研發及臨床驗證

李紅玲，劉春輝，趙龍，李曼玉，李昊，池林， 丁建章

隨著我國高壓氧(hyperbaric oxygen，HBO)醫學事業的發展，HBO的應用范圍越來越廣泛，治療的疾病涉及臨床各個學科，尤其是在各種危重患者的救治過程中，HBO治療展現出了明顯的優勢。目前，國內氧艙多為空氣加壓，患者戴面罩吸純氧進行治療，氣管切開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會。為此，國內許多學者做了不少嘗試，如采用直排導管吸氧、頭罩吸氧、自制連接管吸氧、人工鼻吸氧、暫時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、艙內氣動呼吸機給氧等治療了一些患者，取得了一定的療效[1-2]，但也有一定風險和缺陷[3-5]。本文介紹一款由資深高壓氧從業人員設計的適合于氣管切開患者高壓氧艙內吸氧的頭罩，并對其安全性、有效性進行了臨床驗證，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 ①頭罩材質及外觀設計：頭罩分為上下兩部分(圖1a～c)，上部為無毒無害的420Dpvc(polyvinyl chlorid聚錄乙烯)透明塑料，全透明圓拱形設計(直徑36cm,高度18cm)把頭部包在頭罩內。下部為特級醫用乳膠，利用其非常好的彈性，緊箍在頭罩底部，側面有1個進氧口和一個出氧口，治療時與患者頸肩部緊密結合，防漏氣(圖2)。②實驗用設備：山東煙臺冰輪三艙7門22人空氣加壓艙(型號YC3200/0.3-22；Ⅶ);所用測氧儀為國家正規廠家生產的TY-0A手持式測氧儀，也是目前國內氧艙上普遍采用的測氧儀；按照北京海定醫院高壓氧科的丁建章主任設計的吸氧頭罩(見圖1)。我科目前使用的吸氧工具DH型吸氧面罩及管路及艙內心電監護儀P&D-9000ECG anywhere 數碼動態遙測心電記錄儀。③實驗對象：科室工作人員、研究生及進行高壓氧治療的氣管切開患者(腦外傷)，均簽署知情同意書。

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 受試人員實驗中

1.2 方法

1.2.1 正常人戴實驗頭罩測試 ①常壓下頭罩內氧濃度測試：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，頭戴實驗頭罩，頭罩的進氧口用藍色管道連接艙內一級吸氧口，頭罩出氧口用白色管連接到排氧管道處，同時用測氧儀在出氧口處測量不同氧流量下(4L/min、5L/min)，不同時間點位(1min、2min、4min、6min、8min、10～30min)頭罩內的氧濃度值，最終找出以最短時間達到預期的氧濃度(75%～80%)的合理流量。同時記錄受試者的感受。②2ATA壓力下頭罩內外氧濃度測試：按照上述實驗找出的理想流量(5L/min)，然后由上述人員在高壓氧艙內進行實際治療，常規壓力2ATA，升壓、減壓各25min,穩壓戴頭罩吸氧60min,期間模擬吸痰5次(吸痰前關閉操作臺上供氧閥，摘下頭罩，模擬吸痰2min，之后戴上頭罩，打開供氧閥，6L/min流量)，期間由實驗人員在頭罩出氧口處連接測氧儀，分別記錄不同時間點下的氧濃度值(頭罩內氧濃度≥75%,艙外氧濃度≤23%為達標)。記錄受試者治療感受。

1.2.2 患者戴實驗頭罩測試 ①患者1：男性，63歲，腦挫裂傷，蛛網膜下腔出血術后，多發肋骨骨折，肺部感染，氣管切開術后10d，臥位高壓氧治療，治療壓力同上。由患者家屬進行具體操作，科室護理人員陪艙監督指導并監測患者吸痰時頭罩內外氧濃度(方法如上)，記錄所得數據。同時佩戴心電監護儀，觀察患者生命體征，并記錄病情變化以及家屬對頭罩使用的反饋意見。② 患者2：女性，19歲，腦挫傷，彌漫性軸索損傷，癲癇，多發傷，腦出血術后，肺部感染，氣管切開術后8d，進艙前徹底吸痰一次，然后進艙戴頭罩治療。方法同上。③患者3：男性，53歲，腦挫裂傷，外傷性蛛網膜下腔出血，前顱底骨折，多發骨折，氣管切開術后10d，同時佩戴心電監護儀，進艙前徹底吸痰一次，然后家屬陪艙進行高壓氧治療。方法同上。觀察患者生命體征(心電監護)、有無煩躁及患者家屬操作的方便性等。

2 結果

2.1 常壓下正常受試者頭罩內氧濃度測試結果 本研究先從 2L/min、3L/min、4L/min、5L/min、6L/min供氧流量開始預實驗， 6L/min流量，頭罩內噪聲太大，未進行測量和記錄。結果顯示，在同一供氧流量條件下，隨著時間延長，頭罩內氧濃度逐漸增加，且在供氧6min后氧濃度基本穩定不變。不同供氧流量，頭罩內氧濃度也不相同，5L/min 供氧流量既符合研究要求，也能達到治療患者的目的，因此在本研究中患者進行高壓氧治療時采用的流量為5L/min。見表1。

表1 常壓下不同流量及不同時間點頭罩內氧濃度變化 (%)

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

2.3 2ATA下患者頭罩及氧艙內氧濃度患者測試結果 3位患者均伴有意識障礙，高壓氧治療由家屬或醫護人員陪艙操作，戴頭罩開始治療，打開直流給氧1min 內氧濃度即達到99%。治療期間，患者1和患者3共吸痰3次，吸痰前后艙內氧濃度保持在20.9%～21.0%，未超過國標數值23%。吸氧期間頭罩內氧濃度始終保持在99%，整個過程操作基本順利。患者2，年輕，痰液不多，整個治療過程順利，未進行吸痰，也無異常情況發生，患者家屬反映操作簡單，觀察患者病情也較方便。整個吸氧過程中頭罩內氧濃度保持在99%，艙內氧濃度保持在20.8%～21.0%，均在規范要求范圍內。詳見表2。

2.4 頭罩的舒適性和操作的方便性 ①3個正常受試者都反映，在整個治療過程中頭部感覺悶熱，且氣流導致的噪聲較大，頭罩上下部醫用乳膠連接處有點緊，頸部感覺不舒服，操作尚方便。②3位意識障礙患者治療期間均未發現異常現象和躁動，心電監護顯示生命體征平穩。其中2名吸痰次數多的患者家屬反映，戴脫頭罩不方便，而治療期間未進行吸痰的患者家屬認為方便易行，喜歡使用。

表2 2ATA 下艙內吸氧患者在吸痰時頭罩內和艙內氧濃度

3 討論

氣管切開患者行高壓氧治療時，由于呼吸通道的改變，在空氣艙內不能帶面罩吸氧，常導致吸入氧濃度過低，影響療效[1]。目前艙內吸氧方式主要有：頭罩吸氧、自制連接管吸氧、直排導管給氧、暫時堵塞氣管套管后戴面罩吸氧、艙內氣動呼吸機給氧[2]。但直排導管給氧屬敞開式供氧，會造成艙內氧濃度升高，存在安全隱患，且吸氧濃度一般在 50%以下，達不到治療效果；暫時堵塞氣管套管后戴面罩吸氧會導致呼吸阻力加大，增加呼吸肌做功，多數意識障礙患者不能耐受，僅能在意識清醒的患者中試用；艙內氣動呼吸機給氧是較理想的供氧方式，特別適宜無自主呼吸或者呼吸微弱的重癥患者，但目前國內大多數醫院尚未配置，且費用昂貴；當前國內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國內尚無統一的標準[5,7]。 因此，氣管切開患者行高壓氧治療時安全有效的吸氧方式是需要探索的重要課題。

我科目前針對氣管切開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，去除供氧一側的單向閥，保留排氧側的單向閥，并去除面罩，然后將其直接套在患者氣管套管處，藍管連接到艙內直流流量輸出口，白管一端連接排氧口，然后進行給氧治療。此方法操作簡單，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到99%，說明供氧也沒問題。如果操作正確，患者不多(如每個艙室只有一個氣管切開患者時)，艙內氧濃度在治療過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、或連接口不符)時艙內氧濃度會升高，甚至報警。

科室對市售頭罩進行測試，2ATA 治療時，正常受試者(戴頭罩4min頭罩內氧濃度達86%，10min達93%，19min達99%，艙內氧濃度保持在21.0%～22%)結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，彈性差，會導致不適或漏氣，且頸肩部連接處的塑料材質，會使受試者有沉重感或壓迫感。頭罩內同樣存在悶熱，噪聲大的問題。

本研究設計的頭罩先由科室工作人員試驗，確定安全、實用后，再用于氣管切開患者，試驗表明，頭罩具有以下優點：頭罩體積小，頭罩內氧濃度很快(1～3min內)就能達到99%，超過有效治療濃度75%很多；頭罩材質輕薄，摘戴輕便。頭罩密閉性好，吸氧或吸痰時艙內氧濃度始終保持在23%以下(20.8%～21.0%)符合國標。但也存在一些缺點：頭罩頸部密封處松緊度需要改進；隔音效果差，噪聲大。頭罩上部體積偏小(目前只有一個型號的樣品)頭罩內有悶熱感；頭罩衛生問題：患者咳嗽或呼吸等遺留在頭罩內的污物不易清理，尤其乳膠材料在多次清洗后容易發粘、老化。本研究產品和目前國內設計的其他頭罩產品相比各有優劣，但無論哪種款式密閉性都沒問題，只是舒適性和方便性還有待改進。針對本研究設計的面罩，建議改進如下：根據患者頭部大小，以及頸部粗細長短不同，設計不同型號的頭罩，使其空間足夠；進一步改進隔音和噪聲問題。

總之，產品研制成功后，不但適用于高壓氧艙內氣管切開患者，同時也適用于住院病房氣管切開患者，尤其是對呼吸微弱的患者，相當于一個小型常壓純氧艙，相較于病房內鼻導管吸氧方式而言，此頭罩更能保障吸氧效果。