人工气道气囊工艺与压力监测技术的研究进展

人工气道气囊工艺与压力监测技术的研究进展
吴彦烁;宿桂霞;尹彦玲;魏淑艳;高鹏
【摘要】This article introduced the improvement of artificial airway airbag from the aspects of type,shape,and material,focused on the pressure monitoring technique and its influencing factors.It put forward that in order to improve the management efficiency of airbag and reduce the clinical complications,to improve the performance of the airbag,pay attention to the factors affecting the airbag pressure,continuous dynamic monitoring and control airbag pressure monitoring device were the important measures.%从人工气道气囊类型、形状、材质方面介绍了气囊的工艺改进,重点综述了气囊压力的监测技术及其影响因素,提出提高气囊的性能、重视影响气囊压力的因素、应用时持续动态监测调控气囊压力监测装置是提高气囊管理效能、减少临床并发症的重要举措.
【期刊名称】《护理研究》
【年(卷),期】2018(032)001
【总页数】4页(P18-21)
【关键词】人工气道;气囊压力;压力监测;气囊类型;气囊材质;气囊形状;影响因素【作者】吴彦烁;宿桂霞;尹彦玲;魏淑艳;高鹏
【作者单位】050000,河北医科大学第四医院;050000,河北医科大学第四医
院;050000,河北医科大学第四医院;050000,河北医科大学第四医院;050000,河北医科大学第四医院
【正文语种】中文
【中图分类】R471
建立人工气道进行机械通气是抢救危重病人的重要治疗手段，它可以改善病人的通气功能，纠正病人的缺氧状态，为危重病人的救治赢得时间。

气囊管理是人工气道管理的重要组成部分，人工气道气囊不仅可以封闭气道，保证有效的通气量；还可以防止口咽部分泌物及胃内容物反流误吸进入肺内[1]。

如果气囊过度充气，气管壁长期受压可导致黏膜缺血坏死；气囊充气不足则会造成气道漏气，囊上滞留物进入下呼吸道引发肺部感染。

因此，气囊的管理至关重要，如何做好气囊的管理，使气囊压力维持在适宜的范围，减少临床并发症的发生成为国内外学者的研究重点。

现将与气囊管理相关的研究现状进行综述，以期为临床工作提供参考。

1.1 气囊的类型早在19世纪70年代首次应用充气气囊给气管导管和气管壁之间提供密闭性，其套囊很小，且气囊壁很厚(低容量气囊)。

自此，气囊的使用原理一直沿用至今。

在1893年Eisenmenger发明了高容量气囊。

人们根据气囊充气后的容积及充气后产生的压力大小将气囊分为低容高压型气囊、高容低压型气囊。

低容高压型气囊为球形气囊，与气管壁接触面积小，因而单位面积气管黏膜承受的压力大，气管黏膜容易受损产生缺血、坏死等并发症，目前低容高压型气囊已很少在临床使用。

临床及实验研究中多采用高容低压型气囊。

高容低压型气囊材质为聚氯乙烯，其顺应性好；气囊呈圆柱形，增大了与气管壁的接触面积，从而减小了气管黏膜单位面积所承受的压力，减少因气囊压力过大所致的并发症。

1.2 气囊的工艺改进
1.2.1 形状为了提高气囊的密封性，人们致力于气囊形状方面的改进，传统的高容低压型气囊是圆柱形，近年来又研发出圆锥形。

圆锥形气囊是将气囊近端的直径设计成大于正常成人气管的直径，气囊直径从近端到远端(肺的方向)逐渐减小，从而
能够保证气囊至少有一部分与气管黏膜贴合紧密。

Zanella等[2]研究表明圆锥形气囊可以防止囊上液体的渗漏。

在Dave等[3]的体外实验研究中发现：当气管直径
较小时，圆锥形气囊与圆柱形气囊防渗漏功能效果相当，而当气管直径较大时，圆锥形气囊的防渗漏效果优于圆柱形气囊。

黄玲等[4]的研究表明圆锥形气囊密封效
果良好,并可减少声门下滞留物的渗漏量，延迟呼吸机相关性肺炎(VAP)的发生时间。

圆柱形气囊容易形成皱褶，从而使气囊上滞留物通过这些皱褶进入下呼吸道，而圆锥形气囊相比高容低压型气囊的柱形设计更能有效提高气囊的封闭性能。

另外，全金梅等[5]发明了双气囊气管导管，通过应用前、后气囊交替注气，可以减小因一
个气囊长期压迫气管壁而导致的气管黏膜损伤。

1.2.2 材质传统的高容低压型气囊的材质为聚氯乙烯，聚氯乙烯气囊壁的厚度通常超过50 μm，而且气囊完全充气后直径可达气管内腔直径的2倍，如果气囊无需
完全充气时就会有褶皱形成，气囊上方声门下分泌物就会通过褶皱漏入下呼吸道引发感染。

于是人们尝试研究各种新型材料，以提升气囊的密封性，弥补聚氯乙烯材质的缺点。

新型气囊有聚氨酯气囊、银菊胶气囊、莱卡橡胶气囊等。

聚氨酯气囊壁厚度约7 μm，是传统高容低压气管导管气囊的1/7，因此，聚氨酯材质的气囊即使没有完全充盈，也不会形成皱褶[6]。

银菊胶是一种天然橡胶，具有高弹力和抗
扯性强等特性。

Zanella等[2]的体外实验研究中比较聚氯乙烯、聚氨酯及银菊胶3种材料的防渗漏功能，结果显示银菊胶优于聚氨酯，聚氯乙烯的防渗漏功能最差。

Kolobow等[7]的研究中描述了一种有莱卡材质制成的气囊，同样通过体外实验与聚氯乙烯、聚氨酯气囊在液体渗漏方面进行了比较，结果表明莱卡材质的气囊具有高弹性，效果好于聚氨酯和聚氯乙烯气囊，能够有效预防液体渗漏。

然而在Bulpa 等[8]的临床研究中得出了与上述实验研究不同的结论，认为聚氨酯气囊与聚氯乙
烯气囊相比，并不能更好地防止微误吸的发生，但该临床研究的病例数偏少，只有29例。

聚氨酯制成的锥形气囊结合了新型气囊在形状及材质方面的优势，并通过临床试验证实可降低早发性VAP的发生率[6]。

目前在我国除了黄玲等[4]的关于锥形气囊
的研究，并无其他相关新型气囊的研究，可见新型气囊在我国尚未得到更多的关注。

2.1 气囊压力气囊压力是通过监测外露气囊内的压力来反映气道内气囊的压力状态。

气囊压力监测值是由气囊本身的弹性回缩力、气管壁对气囊的挤压力及气道压产生的冲击力组成[9]。

气管是一个随呼吸动作可舒缩的器官，但舒缩程度有一定
的限度，当气囊压力超过气管黏膜的承受能力，就会引起黏膜损伤。

当气囊压力大于30 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)时,黏膜毛细血管血流开始减少；当气囊压
力大于50 cmH2O时，黏膜毛细血管血流就会被阻断，所以气囊压力不可大于
30 cmH2O，但气囊压力过低又会增加VAP发生的风险。

结合多个VAP预防指
南及我国机械通气临床应用指南，推荐气囊压力应大于20 cmH2O，一般维持在25 cmH2O～30 cmH2O[10-12]。

2.2 气囊压力的测定方法目前，临床常用的气囊压力监测方法包括手指捏感法、
最小闭合技术(MOV)、最小漏气技术(MLT)、专用气囊表测量法(CPM)。

手指捏感法是通过手指感应气囊的硬度为“比口唇硬，比鼻尖软”。

此方法是一种相对主观的判断方法，易受个人经验与指感的影响，气囊压力无法得到准确控制，实际上为防止出现误吸和漏气，操作者往往会采用偏高的气囊压力[13]。

最小闭合技术可以使气囊刚好封闭气道而充气量最小，但不能有效防止微误吸的发生。

最小漏气技术允许有少量漏气发生，这样可以减少气囊压对气管黏膜的损伤，但因不能完全封闭气道，同样会造成囊上分泌物下行，增加肺部感染的概率。

最小封闭容积法和最小漏气技术因操作程序烦琐、操作时间长已经很少在临床使用。

专用气囊压力表可以直观、准确显示气囊压力，优于以上其他方法[13-14]。

另外，在应用指针型气囊
测压表的过程中发现气囊压并不是固定不变的，而是随着呼吸上下波动，不同病人的波动幅度各不相同，可能与病人气道的弹性、呼吸幅度、气道峰压及呼气末正压
等有关，需要进行进一步研究。

有研究表明在应用气囊压力表间断测压时所测得的压力值与实际压力值存在两个偏差，包括测压表本身所造成的固有损失值和气囊接口处连接阀在与测压表连接和断开时造成的误差损失值，这两者之和为
(5.270±2.583)cmH2O[15]，在临床测量过程中应该引起注意。

2.3 测定方法的改进上述几种测量方法均为间断测压法，气囊压力是动态变化的，瞬时监测压力值只能反映当时的气囊压力状态，并可能会误导人们对压力值安全性的判断[16]，因此，人们也在不断地探讨可以持续监测并维持气囊压力的装置。

Howard[17]发明了一种可以显示气囊压力并能维持压力的装置。

该装置由4部分组成，分别为：①压力显示器，可以持续显示气囊内压力；②连接管，负责连接该装置与气管导管的外露气囊；③连接器，负责连接流量表与压力显示器；④减压阀，通过减压阀维持气囊内压力稳定。

该装置通过体外实验证实在向气囊内注入5 mL 或10 mL气体后通过减压阀调节，气囊内压力仍可维持在原有的压力水平；并且
在断开连接管与外露气囊后重新连接，气囊内的压力未发生变化。

还有一种气动设备，通过动物实验和临床实验证实可以使气囊压力95%以上的时间维持在15 cmH2O～30 cmH2O[18-19]。

该气动设备主要由一个容积为200 mL气囊组成，气囊充气后通过连接管与气管导管的外露气囊相连。

该气囊充气后固定在一个特定的卡槽内，并在气囊上方安装了一个固定重量的砝码、调节杆及移动砝码，通过移动砝码在调节杆上移动来调节气囊内的压力。

国内陆银春等[20]发明了一种可以自动控制压力和连续监测压力的专利产品。

该仪器通过系统内部中央处理器(CPU)及压力传感器自动对外部所连接的气囊压力进行监测，并具有自动充气、放气功能，可以将气囊压力有效控制在设定范围[21]。

朱艳萍等[22]的研究中使用一次性压力传感器连接心电监测仪，持续监测气囊压力，发现一次性压力传感器位置在气囊上下50 cm内对测得的气囊压力无影响，推荐应用一次性压力传感器持续监测气囊
压力。

3.1 病人体位建立人工气道进行机械通气的病人，为了防止压疮的发生及促进病
人舒适，需要病人不断地变换体位。

多项研究显示在为病人变换体位时，气囊压力也会受到影响。

Godoy等[23]探讨体位改变后气囊压力的变化，此研究对比了70例病人，最初体位为35°半卧位，气囊的初始压力为20 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),侧卧位与半卧位交替进行，发现在280次测量中气囊压力>22 mmHg的占50.7%，而在取侧卧位且背对呼吸机时，80.2%的病人气囊压力超过22 mmHg。

Minonishi等[24]观察132例腰椎手术病人由平卧位变为俯卧位时气囊压力的变化，研究显示体位改变后，91%的病人气管导管发生移位，在这些病人中，48%
的病人气管导管移位大于10 mm,同时83%病人气囊压力发生改变，说明气管导
管的移位与气囊压的改变具有相关性。

Lizy等[25]研究12例经口气管插管病人在16种体位改变后气囊压力的变化，发现16种体位变化均使气囊压力发生改变，
并且差异有统计学意义，其中有40.6%病人气囊压超过压力参考值的上限(30 cmH2O),并且研究中所测气囊压力未低于压力参考值的下限(20 cmH2O)。

因此，在病人的体位发生改变后，应重新确认导管的深度，警惕由于体位改变导致的气囊压力变化带来的潜在风险。

3.2 吞咽反射建立人工气道的病人由于气管导管的存在导致出现口渴、咽痛等不适，为了减轻不适，病人会频繁地吞咽。

蒋琴芳等[26]的研究显示：对于存在吞咽反射的病人在首次压力校正后4 h气囊压明显低于无吞咽反射的病人，建议每隔4 h校正压力1次。

病人在吞咽过程中会将部分气体咽入胃内，危重病人胃肠蠕动功能减弱，导致胃肠胀气，因此，对建立人工气道病人一定要注意保持胃肠减压通畅。

3.3 正压通气机械通气改变了呼吸的生理状态，应用呼吸末正压通气(PEEP)后使整个呼吸周期气道内均处于正压状态，多项研究显示气道压力会对气囊压力及气囊的密封性产生影响。

Efrati等[9]的体外研究显示气道压与气囊压存在相关性，随着气道压的升高，气囊压也会逐渐升高(r>0.94)。

在有关气道压与囊上液体渗漏量的体
外研究显示：PEEP值会影响囊上液体的渗漏量，PEEP值越高，气囊的密封性越好，囊上液体的渗漏量越少[2，27]；同时，如果深吸气的力度增大，囊上液体的
渗漏量也会增加[27]。

另外，Pitts等[28]的研究显示不同的机械通气模式以及不
同的呼吸参数，气囊的密封性亦各不相同。

因此，建议在调整呼吸机参数或更改通气模式后应重新校正气囊压。

3.4 吸痰吸痰是人工气道病人保持气道通畅的重要护理措施。

朱艳萍等[29]的研究显示：吸痰时气囊压力升高明显，同时吸痰过程中伴有咳嗽的病人气囊压力显著高于无咳嗽的病人。

在采用密闭式吸痰过程中随着负压增大，气囊的密封性会降低，囊上液体的渗漏量也增大[30]。

3.5 导管位置气囊能否完全封闭气道还与气囊在气管内的位置有关。

气管导管发
生移位是影响气囊密封性的重要因素之一，在以下情况可能会发生气管导管移位：频繁的咳嗽、吐管、镇静不充分、导管固定不当、分泌物过多、频繁的吸痰、头部过伸、自行拔管及协助病人更换床单或换衣服等[31]。

因此，人工气道建立后，应通过双肺听诊、拍X线或气管镜等方法确定导管的深度，并需要定期确认导管的
深度，确保导管位置不发生变化。

3.6 导管型号气管导管型号与病人的气管直径是否匹配也会影响气囊的密闭效果。

如果气管导管的型号相对气管的直径较大，气囊充气后未达到完全充盈状态就与气管壁相接，气囊的皱褶缝隙就会造成囊上分泌物流入下呼吸道或漏气。

如果气管导管的型号相对气管的直径较小，即使气囊达到完全充盈状态或过度充盈也难以封闭气道，也会造成渗漏或漏气。

曾报道1例穆尼耶-库思综合征病人经CT测量其气
管直径约31.5 mm,在插入内径为8.0 mm气管导管，气囊充气12 mL，气囊压
22 cmH2O,仍有气道漏气现象发生[32]。

尽管这种疾病很少见，但也表明在选择
气管导管型号时注意应与气管直径相匹配。

另外，患有慢性阻塞性肺疾病的病人气管的弹性会逐渐发生改变[33]，在选择气管导管时也应该慎重。

Coordes等[34]的
研究通过CT扫描分析人体气道的直径，建立了身高与气管插管型号列线表，根据平均身高，建议男性选择内径为8.0 mm导管，女性选择内径为7.5 mm导管。

目前临床使用的气管导管各种各样，不同品牌、不同型号的气管导管气囊充气后的直径各不相同，操作者应熟知所选择品牌导管气囊充气后的直径，并根据病人的性别、身高、体型及疾病等情况进行充分评估后再选择合适的导管型号。

3.7 其他因素空运救护是远距离运送伤员的一种方式，对于带有气管插管的危重
病人的空中转运也应注意高空低气压环境对气囊的影响。

在高空环境气囊内外由于大气压的变化形成压差，气囊外压力小于气囊内，导致气囊内气体膨胀，而膨胀程度随充气量的增加而增大，在高空环境中无法准确评估气囊的压力和体积。

有文献报道高空环境下可以用注水的方式形成水囊来控制气囊压[35]。

王蕾等[36]的研究发现：不同注气量时地面和空中气囊的直径差异有统计学意义，而不同注水量时地面和空中气囊的直径及气囊压力差异无统计学意义，由此可见，在高空环境可以通过水囊来控制其压力。

另外，对于带有人工气道需要进行高压氧治疗的病人也应注意气囊的管理，与前者相反，气囊处于一个高压环境，气囊会因此而变小，导致气囊不能完全封闭气道，临床也应用水囊来控制气囊压力。

但对于在高压环境下气囊的管理未找到相关的文献报道，有待于进一步研究。

在应用水囊的过程中，由于重力作用水会流向低处，造成气道内气囊与外露气囊不等压，因此不能用外露气囊来评估气道内气囊的压力。

另外，导管的留置时间也会影响气囊的压力，在ICU内
由于病情的需要，病人需要长时间保留人工气道，尤其是气管切开的病人。

有研究报道，在追踪观察气管切开超过6个月的病人时发现随着导管应用时间的延长气
囊压力增加，而气囊容积变化不大[37]。

综上所述，气囊管理是人工气道管理的一个重要组成部分，其作用不容忽视。

合理的气囊管理要求既能保持气道的密闭性，保证正压通气的有效完成，又能防止气囊对气管黏膜的损伤。

提高气囊的性能，应用新型气囊，重视与气囊相关的影响因素，
应用可以持续动态监测、调控气囊压力的监测装置是提高气囊管理效能、减少临床并发症的重要举措。

希望通过本研究，使医护人员对气囊的管理现状有更加全面的认识。

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