Artykuł metodologiczny

Ocena kompatybilności i dokładności linii próbkowania kapnograficznego w przypadku korzystania z przenośnego monitora kapnograficznego

10.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/61670

⸱

29 września 2020

 ,  , 
1Division of Respiratory Care, UT Health Science Center at San Antonio, 2Research and Development, OEM Engineering, Patient Monitoring, Medtronic, Jerusalem, 3Minimally Invasive Therapies Group, Scientific Communications, Medtronic, Minneapolis

W tym artykule

Podsumowanie

Celem tego badania było oszacowanie dokładności linii próbkowania kapnograficznego używanych w połączeniu z przenośnym monitorem kapnograficznym przy łóżku. Przewody do pobierania próbek od 7 producentów zostały ocenione pod kątem wytrzymałości na rozciąganie, czasu narastania i dokładności ETCO2 w funkcji częstości oddechów lub dodatkowego natężenia przepływu tlenu.

Streszczenie

Kapnografia jest powszechnie używana do monitorowania stanu wentylacji pacjenta. Chociaż wykazano, że kapnografia strumienia bocznego zapewnia wiarygodną ocenę CO2 (ETCO2) w kierunku oddechowym, jej dokładność jest powszechnie weryfikowana przy użyciu komercyjnych zestawów składających się z monitora kapnograficznego i pasujących do niego jednorazowych linii do pobierania próbek kaniuli nosowej. Celem pracy była ocena kompatybilności i dokładności par krzyżowych linii próbkowania kapnograficznego z pojedynczym przenośnym przyłóżkowym monitorem kapnograficznym. Przeprowadzono serię 4 testów laboratoryjnych w celu oceny wytrzymałości na rozciąganie, czasu narastania, dokładności ETCO2 w funkcji częstości oddechów oraz dokładności ETCO2 w obecności dodatkowegoO2. Każdy test laboratoryjny został przeprowadzony przy użyciu specjalistycznego, zwalidowanego sprzętu, aby umożliwić pełną ocenę wydajności linii pobierania próbek. 4 testy laboratoryjne z powodzeniem rozróżniły linie pobierania próbek z różnych źródeł komercyjnych i zasugerowały, że ze względu na wydłużony czas narastania i zmniejszoną dokładność ETCO2, nie wszystkie linie pobierania próbek kaniuli nosowych dostarczają wiarygodnych danych klinicznych po sparowaniu z komercyjnym monitorem kapnograficznym. Należy dołożyć starań, aby zapewnić, że wszelkie parowanie krzyżowe monitorów kapnograficznych i jednorazowych linii do pobierania próbek jest w pełni zatwierdzone do stosowania w odniesieniu do częstości oddechów i dodatkowych szybkości przepływuO2 powszechnie spotykanych w warunkach klinicznych.

Wprowadzenie

Kapnografia jest powszechnie używaną technologią przeznaczoną do oceny integralności stanu wentylacji pacjenta poprzez pomiar końcowego oddechu CO2 (ETCO2) i częstości oddechów pacjenta1. W połączeniu z pulsoksymetrią można uzyskać bardziej kompleksową ocenę funkcji oddechowych2,3. Kapnografia jest często stosowana na oddziale opieki poanestezjologicznej, u pacjentów zaintubowanych lub głęboko uspokojonych4, na oddziale intensywnej terapii (OIOM) oraz na oddziale ratunkowym5. W rzeczywistości Amerykańskie Towarzystwo Anestezjologów (ASA)6,7 zaleca ciągłą kapnografię podczas wszystkich procedur znieczulenia ogólnego8 oraz podczas umiarkowanej i głębokiej sedacji, która obejmowała szacunkowo 106 milionów zabiegów w Stanach Zjednoczonych od stycznia 2010 r. do grudnia 2014 r9,10.

Nieodłącznym elementem korzystania z kapnografii jest poleganie na urządzeniu, które dostarcza klinicystom dokładnej oceny stanu wentylacji pacjenta. Monitorowanie kapnograficzne może być albo strumieniem bocznym, w którym wydychany oddech jest kierowany do monitora przez kaniulę nosową i rurkę, albo głównym strumieniem, w którym wydychany oddech jest mierzony u źródła bez przekierowywania próbki11. Kapnografia głównego nurtu jest najczęściej stosowana u pacjentów zaintubowanych, podczas gdy kapnografia boczna jest stosowana zarówno u pacjentów zaintubowanych, jak i niezaintubowanych12. Jednym z ważnych elementów kapnografii strumienia bocznego jest linia próbkowania, która dostarcza CO2 z wydychanego powietrza pacjenta do detektora, gdzie następuje analiza oddechu1,13. Komercyjne projekty linii do pobierania próbek różnią się znacznie, z różnicami w punktach podłączenia linii do pobierania próbek, kształtach kaniuli nosowej i objętościach przewodów, z których wszystkie mogą wpływać na wydajność linii próbkowania13,14. Na przykład linie pobierania próbek kaniuli nosowych mogą mieć do 10 połączeń między kaniulą nosową, nawilżaczem, linią próbkowania ETCO2 i rurkami doprowadzającymiO2 (Rysunek 1). Każde z tych połączeń stanowi potencjalny słaby punkt w systemie monitorowania.

Wydajność linii pobierania próbek kaniuli nosowych może być oceniana za pomocą różnych testów, takich jak ogólny słaby punkt i czas narastania. Ponadto można je testować w celu określenia wpływu częstości oddechów i dostarczania dodatkowego tlenu na odczyty ETCO2. Chociaż poprzednie badania wykazały dokładność ETCO2 na ograniczonej liczbie linii próbkowania15,16,17,18,19,20,21,22,23, nie są znane żadne badania, w których oceniano wydajność linii pobierania próbek kapnograficznych kapnografii kanonografii kanonu nosa przy użyciu kombinacji testów, takich jak identyfikacja ogólnego słabego punktu, pomiar czasu narastania i określenie dokładności ETCO2.

Ogólny słaby punkt linii próbkowania może być mierzony za pomocą testu wytrzymałości na rozciąganie, w którym każdy punkt połączenia jest testowany pod kątem siły wywieranej na połączenie, zanim osiągnie ono punkt zerwania. Test wytrzymałości na rozciąganie może zidentyfikować najsłabszy punkt połączenia dla wyrobu medycznego, umożliwiając bezpośrednie porównania między unikalnymi konstrukcjami urządzeń. Ten rodzaj testu wytrzymałościowego jest często wykonywany na urządzeniach medycznych, począwszy od przewodów stymulujących, a skończywszy na cewnikach24,25. Ponieważ linie próbkowania kapnograficznego mają dużą liczbę punktów połączeń przewodów, najsłabszy punkt połączenia może się różnić w zależności od konstrukcji urządzenia. Wytrzymałość punktów połączeń na rozciąganie jest szczególnie ważna w środowiskach mobilnych, takich jak karetki pogotowia, gdzie przewody do pobierania próbek mogą zostać przypadkowo rozerwane ze względu na ograniczenia przestrzenne. Linie pobierania próbek kapnograficznych mogą również zostać przypadkowo rozłączone w salach szpitalnych, gdzie wiele systemów monitorowania jest często jednocześnie podłączonych do pacjenta, a linie sprzętowe mogą zostać splątane i pociągnięte przez mobilnego pacjenta lub pracownika służby zdrowia. W obu scenariuszach naprężenie przyłożone do linii pobierania próbek może spowodować utratę danych kapnograficznych, a w niektórych przypadkach przerwanie dodatkowego dostarczaniaO2

.

Innym krytycznym elementem monitorowania kapnograficznego strumienia bocznego, na który wpływa projekt linii próbkowania, jest czas narastania, zdefiniowany jako czas wymagany do wzrostu mierzonej wartości CO2 z 10% do 90% wartości końcowej14. Czas narastania jest bezpośrednim wskaźnikiem rozdzielczości systemu, określającym, jak dobrze poszczególne oddechy są od siebie oddzielone podczas próbkowania (Rysunek 2A). W praktyce krótszy czas narastania jest lepszy niż długi czas narastania. Wynika to z potencjalnego mieszania wielu próbek oddechu w systemach kapnograficznych o długich czasach narastania, co skutkuje niedokładnymi pomiarami ETCO214. Co ważne, na czas narastania ma wpływ zarówno przepływ oddechu, jak i konstrukcja linii pobierania próbek, ze względu na tarcie powietrza poruszającego się wzdłuż rurki, obecność filtrów i objętość martwej przestrzeni w przewodzie pobierania próbek. Linie próbkowania z większą ilością martwej przestrzeni mają zmniejszoną rozdzielczość próbki oddechu, co skutkuje przebiegami ETCO2 mieszanego oddechu, a w rezultacie niedokładnymi odczytami ETCO213,14. Te słabo zróżnicowane próbki oddechu występują najczęściej u pacjentów z przyspieszoną częstością oddechów, w tym u niemowląt i dzieci14,15,16.

Na pomiary ETCO2 może mieć również wpływ częstość oddechów i dostarczanie dodatkowego tlenu15,26,27,28. Chociaż zmiany w wentylacji minutowej i obecność depresji oddechowej można łatwo wykryć za pomocą capnograph27,28, istnieje niewiele danych na temat specyficznej wydajności linii próbkowania kapnograficznej kapnografii kaniuli nosowej przy różnych częstościach oddechowych. Niedawne badanie wykazało, że podczas równomiernego oddychania częstość oddechów mierzona za pomocą monitora objętości oddechowej i kapnografu była silnie skorelowana (R = 0,98 ± 0,02) i spójna dla wszystkich częstości oddechów, w tym normalnej, wolnej i szybkiej częstości oddechów28. Jeśli chodzi o stosowanie dodatkowego tlenu, w oddzielnym badaniu porównano odczyty ETCO2 u zdrowych ochotników w obecności pulsacyjnego lub ciągłego przepływu tlenu, przy użyciu od 2 do 10 l/min tlenu17. Podczas gdy pulsacyjny przepływ tlenu miał ograniczony wpływ na zmierzony ETCO2 (mediana 39,2 mmHg), ciągły przepływ tlenu, który jest standardem w warunkach klinicznych, skutkował szerokim zakresem pomiarów ETCO2 (mediana 31,45 mmHg, zakres od 5,4 do 44,7 mmHg), które klinicznie różniły się od odczytów ETCO2 przy braku dodatkowego tlenu17. Ponadto porównano różnice w pomiarach ETCO2 w obecności dodatkowego przepływu tlenu w różnych konstrukcjach kaniuli nosowych15,18. W przeciwieństwie do kaniul nosowych z miarkami doustnymi, jedno z badań wykazało, że niektóre kaniule nie dostarczały wydychanego CO2 do kapnometru w obecności 10 l / min O218. Inne badanie wykazało, że podczas gdy odczyty ETCO2 z dodatkowym tlenem podczas symulowanej normalnej wentylacji były normalne, odczyty ETCO2 były zmniejszone w obecności dodatkowego tlenu podczas symulowanej hipowentylacji i hiperwentylacji15. Jest to zgodne z dowodami, że dokładność ETCO2 jest trudniejsza do osiągnięcia, gdy natężenie przepływu CO2 w wydychanym powietrzu jest podobne do natężenia przepływu dodatkowego tlenu, ze względu na rozcieńczenie wydychanego CO2 (Rysunek 2B)20.

Dokładność odczytów ETCO2 została oceniona w wielu niezależnych badaniach, z których wszystkie wykazały, że kapnografia oferuje wiarygodną miarę stanu wentylacji16,18,19,20,21,22. Jednak w niewielu badaniach porównano dokładność różnych systemów kapnograficznych strumienia bocznego i chociaż linie próbkowania kapnograficznego są używane z różnymi komercyjnymi monitorami kapnograficznymi, dokładność tych sparowanych krzyżowo urządzeń nie jest dobrze opisana23. W związku z tym ustalenie, czy alternatywne komercyjne linie pobierania próbek są kompatybilne z monitorami kapnograficznymi i dostarczają dokładnych danych, jest ważne dla świadczeniodawców, którzy używają tego sprzętu do monitorowania wentylacji pacjentów.

Celem tego badania było określenie kompatybilności i dokładności dostępnych na rynku linii próbkowania kapnograficznego strumienia bocznego używanych w połączeniu z przenośnym monitorem kapnograficznym. Przeprowadzono serię czterech testów laboratoryjnych przy użyciu specjalnie zaprojektowanych, zwalidowanych systemów w celu porównania wydajności serii linii do pobierania próbek kapnograficznych z pojedynczym monitorem oddechu. Cztery główne wyniki badania obejmowały: (1) wytrzymałość na rozciąganie i identyfikację słabego punktu połączenia dla każdej linii próbkowania kapnograficznego; (2) czas narastania; (3) Dokładność ETCO2 w funkcji częstości oddechów; oraz (4) dokładność ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu.

Protokół

Linie pobierania do kapnografii wykorzystane w tych testach laboratoryjnych obejmowały 16 linii pobierania dla dorosłych, pediatrycznych i neonatalnych z 7 komercyjnych źródeł. spośród 16 linii pobierania uwzględnionych w testach laboratoryjnych, 5 linii pochodziło od tego samego producenta, co monitor kapnograficzny wykorzystany w testach („dopasowane”), a 1 linii pobierania pochodziło od innych producentów („krzyżowo sparowane”) (Tabela materiałów). Wszystkie linie pobierkowe kaniul donosowych mają podobną konstrukcję, z maksymalnie 10 punktami połączenia pomiędzy kaniulą, nawilżaczem, O2 złącze, CO2 łącznik, 4-drożny, O2 probówka, i CO2 probówka (Rysunek 1).

1. Pomiar wytrzymałości na rozciąganie linii pobierania próbek

  1. Zkalibrować uchwyt do badań wytrzymałości na rozciąganie.
    1. W oprogramowaniu uchwytu do badań wytrzymałości na rozciąganie ustawić wybór ogniwa obciążnika na 10.0 kg oraz parametr obciążenia na 10.0 kg.
  2. Przymocować komponenty linii pobierania próbek (na przykład: złącze O2 z rurką O2) do skalibrowanego uchwytu do badań wytrzymałości na rozciąganie.
  3. Zaczynając od masy 0 kg, rozpocząć rozciąganie komponentu linii pobierania próbek i sprawdzić, czy połączenie linii pobierania próbek pozostaje nienaruszone.
  4. Jeśli połączenie linii pobierania próbek pozostaje nienaruszone, automatycznie zwiększać masę w sposób ciągły i obserwować moment, w którym części składowe pękają lub rozłączają się.
    UWAGA: Rozdzielczość uchwytu jest ograniczona do przyrostów 10 g.
  5. Zapisać maksymalne naprężenie (kg) przyłożone przed wystąpieniem przerwania linii pobierania próbek.
  6. Powtórzyć test wytrzymałości na rozciąganie dla wszystkich 10 potencjalnych części składowych linii pobierania próbek: złącze O2 z rurką O2; rurka O2 z rozdzielaczem 4-drożnym; rozdzielacz 4-drożny z rurką O2; rurka O2 z kaniulą; kaniula z rurką CO2; rurka CO2 z rozdzielaczem 4-drożnym; rozdzielacz 4-drożny z rurką CO2; rurka CO2 ze złączem CO2; nawilżacz z rurką; rurka z kaniulą.
  7. Powtórzyć test wytrzymałości na rozciąganie na 16 liniach pobierania próbek z 7 źródeł komercyjnych.

2. Pomiar czasu narostu i dokładności linii pobierania próbek

  1. Zkalibruj urządzenie do pomiaru czasu narostu.
    1. Odciąć standardową rurkę CO o średnicy wewnętrznej 0,95 mm2 rurkę PVC na dziesięć 15-centymetrowych odcinków.
    2. Obsługuj uchwyt zgodnie z poniższymi krokami:
      1. Włącz kompresor powietrza, sterownik uchwytu i zasilacz.
      2. Otwórz CO2 przepływ gazu
      3. Podłącz kanał próbkowania bezpośrednio do komory pomiarowej bez próbki.
      4. Przed dokonaniem kalibracji powietrza i CO22 przepływ do 10 L/min, a szybkość pobierania próbek gazu do 50 mL/min, używając przepływomierza masowego i dedykowanego ogranicznika przepływu.
        UWAGA: Maksymalna częstotliwość próbkowania monitora kapnograficznego wynosi 50 ml/min.
      5. Otwórz oprogramowanie uchwytu i zdefiniuj parametry testu w następujący sposób: Air:CO2 stosunek 1:1; czas napowietrzania = 3 sekundy, CO2 czas = 3 sekundy, 10 cykli, długość pomiaru czasu narastania: brak.
      6. Otwórz CO2 zawór
      7. Wybierz Zakończ kalibrację przycisk na Pomiar naciśnij tabulator i upewnij się, że pole zmieni kolor na zielony.
      8. Wybierz Pomiar przycisk i poczekaj do zakończenia cykli przepływu gazu.
      9. Zamknij CO2 zawór
    3. Zarejestruj czas narastania tła i upewnij się, że wynik jest mniejszy niż 60 ms. Jeśli jest on większy, oczyść komorę optyczną strumieniem powietrza i ponownie poprawnie podłącz adapter dróg oddechowych/trójnik.
    4. Wykonaj 10 pomiarów i oblicz średnią wartość czasu narastania.
    5. Porównaj wartość czasu narastania z marginesami i potwierdź, że mieści się ona w granicach specyfikacji, zdefiniowanych wcześniej jako tło czasu narastania. < 60 ms oraz czas narastania próbki kontrolnej, rurki PVC o długości 15 cm i średnicy wewnętrznej 0,95 mm, wynoszący 39 ± 5 ms.
    6. Porównaj czas dostarczenia z marginesami i potwierdź, że mieści się on w granicach specyfikacji, zdefiniowanych uprzednio jako czas dostarczenia w tle. <10 ms oraz czas dostarczenia próbki kontrolnej, rurki PVC o długości 15 cm i średnicy wewnętrznej 0,95 mm, wynoszący 152 ± 5 ms.
  2. Otwórz nową komercyjną linię pobierania próbek.
  3. Podłącz linię pobierania próbek do urządzenia do pomiaru czasu narastania.
  4. Kliknij w Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia. przycisk w oprogramowaniu urządzenia do pomiaru czasu narastania i poczekaj, aż urządzenie zmierzy czas narastania.
    UWAGA: Urządzenie powtarza pomiar 10 razy i automatycznie wyciąga średnią z powtórzeń, aby podać średnią oraz odchylenie standardowe czasu narostu.
    1. Skopiuj wynik czasu narastania do raportu.
  5. Odłącz linię pobierania próbek od urządzenia do pomiaru czasu narastania.
  6. Oblicz maksymalną częstość oddychania dla stosunków czasu wdechu do wydechu wynoszących 1:1 oraz 1:2, w oddechach na minutę (BPM).
    1. Oblicz maksymalną częstotliwość oddychania, wykorzystując zmierzony czas narastania dla linii próbkowania oraz stosunek wdechowo-wydechowy 1:1, stosując następujące równanie:
      Wzór na obliczenie maksymalnej częstości oddechów: BPM = 30 ÷ czas narastania dla linii pobierania próbek (s).
      gdzie 30 s oznacza skumulowany czas wydechu w ciągu 1 min (stosunek czasu wdechu do wydechu 1:1).
      UWAGA: Przy stosunku wdech do wydechu 1:1 maksymalna częstość oddechów stanowi najwyższą dopuszczalną częstotliwość oddychania, która nie wpływa na ETCO22 dokładność w przypadku, gdy czas wymagany dla wdechu i wydechu jest taki sam.
    2. Oblicz maksymalną częstość oddechów, wykorzystując zmierzony czas narastania dla linii próbkowania oraz stosunek wdechu do wydechu 1:2, stosując następujący wzór:
      Równanie maksymalnej częstości oddechów, BPM = 40 ÷ czas narastania, wzór dla analizy próbkowania
      gdzie 40 s oznacza skumulowany czas wydechu w ciągu 1 min (stosunek czasu wdechu do wydechu 1:2).
      UWAGA: Przy stosunku wdech do wydechu 1:2 maksymalna częstość oddechów stanowi najwyższą dopuszczalną częstość oddechów, która nie wpływa na ETCO22 dokładność w przypadku, gdy czas wydechu jest dwukrotnie dłuższy od czasu wdechu.
  7. Oblicz czas wydechu dla stosunków czasu wdechu do wydechu wynoszących 1:1 oraz 1:2.
    1. Dla stosunku oddechowego 1:1 należy zastosować następujące równanie:
      Wzór na czas wydechu, Czas wydechu = 30 ÷ Maksymalna częstość oddechów dla stosunku oddechowego 1:1 (BPM).
      gdzie 30 s reprezentuje skumulowany czas wydechu w ciągu 1 min (stosunek czasu wdechu do wydechu 1:1).
    2. Dla stosunku oddechowego 1:2 należy zastosować następujące równanie:
      Wzór na czas wydechu: Czas wydechu (s) = 40 ÷ maksymalna częstość oddechowa dla stosunku oddechów 1:2 (oddechów na minutę).
      gdzie 40 s oznacza skumulowany czas wydechu w ciągu 1 min (stosunek czasu wdechu do wydechu 1:2).
  8. Określ dokładność każdej linii pobierania próbek przy 150 BPM dla stosunków oddechowych 1:1 i 1:2 poprzez ocenę maksymalnej częstości oddechów.
    UWAGA: Jeśli maksymalna częstość oddechów wynosi ≥150 BPM, linię próbkowania uznaje się za dokładną w zakresie pomiaru stosunku oddechów, natomiast jeśli maksymalna częstość oddechów wynosi <150 BPM, zatem linia próbkowania nie jest uznawana za dokładną przy 150 BPM.
  9. Powtórz kroki 2.2-2.8 dla wszystkich 16 badanych linii próbkowania.
  10.  Przeprowadź analizę statystyczną przy użyciu oprogramowania statystycznego.
    1. Porównać średnią i odchylenie standardowe za pomocą testu t Studenta, przy dwustronnym poziomie istotności 0,05, dla wszystkich dopasowanych linii próbkowania monitorów kapnograficznych względem wszystkich naprzemnie sparowanych linii próbkowania monitorów kapnograficznych.
    2. Powtórz analizę statystyczną w celu porównania wszystkich dopasowanych linii pobierania próbek pediatrycznych dla monitorów kapnograficznych z wszystkimi naprzemiennie sparowanymi liniami pobierania próbek pediatrycznych dla monitorów kapnograficznych.
    3. Powtórz analizę statystyczną w celu porównania wszystkich dopasowanych linii pobierania próbek dla dorosłych z wszystkimi krzyżowo sparowanymi liniami pobierania próbek dla dorosłych w monitorach kapnograficznych.

3. Pomiar dokładności ETCO2 w zależności od częstości oddychania

  1. Przygotuj manekina, umieszczając go w pozycji tyłowej, a następnie podłącz linię pobierania do manekina zgodnie z instrukcjami producenta.
  2. Podłącz linię pobierania do monitora kapnograficznego i zmień ustawienia monitora, aby akceptował linie pobierania od wszystkich producentów, wybierając Settings oraz Cancel Gold Ring Identification.
  3. Przygotuj i skalibruj oprzyrządowanie symulatora oddechu, aby kontrolować symulowaną częstotliwość oddychania.
    UWAGA: Oprzyrządowanie symulatora oddechu składa się z dwudrożnego zaworu elektrycznego, który umożliwia precyzyjną kontrolę przepływu CO2 i N2 do manekina w celu symulacji ludzkiego oddechu.
    1. Użyj przepływomierza do pomiaru przepływu gazu i skalibruj go do wartości 10 L/min.
    2. Uruchom oprogramowanie symulatora oddechu i ustaw cykl pracy na 50%.
    3. Przeprowadź test szczelności systemu za pomocą oprzyrządowania do testowania wycieków.
      1. Podłącz linię pobierania do portu CO2 w oprzyrządowaniu do testowania wycieków.
      2. Zagiń linię pobierania, aby zapobiec ucieczce CO2 z jej końcówki.
      3. Przy przepływie CO2 wynoszącym 50 mL/min pozwól ciśnieniu w linii pobierania wzrosnąć do 30 mmHg, a następnie zaprzestań podawania CO2.
      4. Zaobserwuj, czy ciśnienie w linii pobierania pozostaje na tym samym poziomie, czy spada. Spadek ciśnienia potwierdza nieszczelność systemu; w takim przypadku w kroku 4.2 należy zastosować nową linię pobierania.
    4. Podłącz oprzyrządowanie symulatora oddechu do manekina.
  4. Zwiększ przepływ 5% CO2 do 10 L/min oraz przepływ N2 do 10 L/min za pomocą symulatora oddechu. Utrzymuj stałe wartości przepływu przez cały czas trwania testu.
  5. Odczekaj 30 sekund, aż ustali się stabilna krzywa kapnograficzna, a następnie zapisz wartość ETCO2 (mmHg).
  6. Zmierz łącznie 10 wartości ETCO2 w czasie 180 sekund.
  7. Zmień częstotliwość oddychania za pomocą symulatora oddechu, odczekaj 30 sekund do normalizacji krzywej kapnograficznej i zapisz 10 odczytów ETCO2 w czasie 180 sekund.
    1. Powtórz pomiary dla każdej badanej częstotliwości oddychania: 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120 i 150 BPM.
  8. Oblicz średnią i odchylenie standardowe z 10 zmierzonych odczytów dla każdej częstotliwości oddychania.
  9. Powtórz kroki 4.1–4.8 dla wszystkich 16 testowanych linii pobierania.
  10. Przeprowadź analizę statystyczną z wykorzystaniem wykresów Bland-Altmana, aby ocenić błąd systematyczny linii pobierania.

4. Pomiar dokładności ETCO2 w obecności dodatkowego O2

  1. Przygotować manekina i oprzyrządowanie symulatora oddechowego zgodnie z opisem w krokach 4.1-4.3. Ustawić symulator oddechowy na 10 BPM.
  2. Podłączyć linię O2 do źródła 10% O2.
  3. Zwiększyć przepływ CO2 do 6 L/min oraz zmniejszyć przepływ O2 do 0 L/min w celu uzyskania pomiaru referencyjnego.
  4. Odczekać 30 sekund przed zapisaniem wartości ETCO2, aby umożliwić stabilizację krzywej kapnograficznej.
  5. Odczytać wartość ETCO2 10 razy w ciągu 180 sekund.
  6. Zmienić przepływy CO2 i O2, odczekać 30 sekund do normalizacji krzywej kapnograficznej, a następnie powtórzyć 10 pomiarów ETCO2 w ciągu 180 sekund. Aby odtworzyć typowe scenariusze kliniczne, zastosować następujące kombinacje przepływów CO2 i O2:
    1. Kombinacja 2 L/min CO2 i 2 L/min O2.
    2. Kombinacja 4 L/min CO2 i 2 L/min O2.
    3. Kombinacja 4 L/min CO2 i 4 L/min O2.
    4. Kombinacja 6 L/min CO2 i 4 L/min O2.
    5. Kombinacja 6 L/min CO2 i 6 L/min O2.
    6. Kombinacja 8 L/min CO2 i 6 L/min O2.
  7. Powtórzyć test zgodnie z opisem w punktach 5.1-5.6 dla każdej linii pobierającej.
  8. Przeprowadzić analizę statystyczną z wykorzystaniem wykresów Blanda-Altmana w celu oceny błędu systematycznego linii pobierającej.

Wyniki

Wytrzymałość na rozciąganie
Przebadano szesnaście linii pobierania próbek do kapnografii od 7 producentów, aby określić wytrzymałość na rozciąganie każdego z głównych połączeń linii pobierania (Rysunek 1, Tabela materiałów). Ze względu na różnice w konstrukcji linii pobierania, nie wszystkie połączenia występują w każdej z nich. Linie pobierania 8, 9, 14, 15 i 16, dopasowane do monitora kapnograficznego, wykazały minimalną całkowitą wytrzymałość na rozciąganie w zakresie od 3,5 kg do 5,94 kg. Większość parowanych na krzyż linii pobierania wykazała podobną całkowitą wytrzymałość na rozciąganie (Tabela 1). Linia pobierania 6 wykazała najniższą wytrzymałość na rozciąganie, która wyniosła 1,3 kg w miejscu połączenia rurki CO2 z rozgałęźnikiem 4-drożnym. Wspólnymi słabymi punktami we wszystkich liniach pobierania były połączenie między rurką CO2 a rozgałęźnikiem 4-drożnym oraz połączenie między kaniulą a rurką CO2.

Czas narastania
Czas narastania, zdefiniowany jako czas potrzebny do zwiększenia zmierzonej wartości CO2 z 10% do 90% wartości końcowej (Rycina 2), określono dla tych samych 16 linii pobierania próbek do kapnografii (Tabela materiałów). Porównanie linii pobierania dopasowanych do monitora kapnograficznego z liniami sparowanymi krzyżowo wykazało, że czas narastania dla wszystkich linii sparowanych krzyżowo był znacząco wyższy (odpowiednio 147 ± 23 ms vs. 201 ± 6 ms; p<0.01). Istotna różnica wystąpiła również pomiędzy dopasowanymi a sparowanymi krzyżowo liniami dla dorosłych (135 ± 13 ms vs. 214 ± 61 ms; p<0.01), ale nie pomiędzy dopasowanymi a sparowanymi krzyżowo liniami dla dzieci (156 ± 25 ms vs. 169 ± 69 ms; p=0.395). Na podstawie zmierzonego czasu narastania dla każdej linii pobierania, maksymalnej częstości oddechów (BPM) oraz czasu wydechu, przy zastosowaniu stosunku wdechu do wydechu 1:1 i 1:2, określono dokładność każdej linii pobierania przy 150 BPM. Podczas gdy większość linii pobierania wykazała dokładność przy 150 BPM dla obu stosunków oddychania, linie pobierania 2, 3, 6, 7, 12 i 13 nie zachowały dokładności przy 150 BPM, natomiast linie pobierania 1, 4, 5, 8, 9, 10, 1, 14, 15 i 16 zachowały dokładność we wszystkich badanych warunkach (Tabela 2). W szczególności linie pobierania 3, 6 i 13 nie spełniły normy dokładności przy 150 BPM zarówno dla stosunku wdechu do wydechu 1:1, jak i 1:2.

Dokładność ETCO2 w funkcji częstości oddechów
Dokładność ETCO2 mierzono przy częstościach oddechów od 10 do 150 BPM dla 16 linii próbkowania od 7 producentów (Tabela materiałów). Oczekiwana wartość ETCO2 przy obecności 5% CO2 wynosiła 34 mmHg przy ciśnieniu otoczenia, a zakres zdefiniowany jako akceptowalna dokładność wynosił ±2 mmHg dla odczytów między 0-38 mmHg oraz ±5% odczytu + 0,08 dla każdego 1 mmHg powyżej 38 mmHg. Wśród przetestowanych linii próbkowania dla dorosłych, przy 10 BPM, linie próbkowania 8 i 9 wykazały ETCO2 równe 3-34 mmHg (Rysunek 3A). Linie próbkowania 2, 5, 6 i 7 również wskazały poziomy ETCO2 w zakresie akceptowalnym (31-34 mmHg) przy najniższych częstościach oddechów (10-20 BPM). W przeciwieństwie do nich, linie próbkowania 3 i 4 wykazały niskie poziomy ETCO2 przy najniższej częstości oddechów (10 BPM), a odczyty te spadły do 0 mmHg, gdy częstość oddechów wzrosła do 80 BPM lub więcej. Tylko linie próbkowania 1, 8 i 9 nadal rejestrowały odczyty przy bardzo wysokich częstościach oddechów (120-150 BPM); linie próbkowania 2, 3, 4, 5, 6 i 7 wskazały wartości ETCO2 równe 0 mmHg przy bardzo wysokich częstościach oddechów (≥10 BPM). Podobny wzorzec zaobserwowano w liniach próbkowania pediatrycznych i neonatalnych, w których linie próbkowania 10, 1, 14, 15 i 16 rejestrowały odczyty dla wszystkich częstości oddechów, a linie próbkowania 12 i 13 wskazały ETCO2 równe 0 mmHg przy częstościach oddechów ≥10 BPM (Rysunek 3B). Błąd odczytów ETCO2 potwierdzono za pomocą wykresów Blanda-Altmana dla dopasowanych i krzyżowo parowanych linii próbkowania monitora kapnograficznego, gdzie większość pomiarów ETCO2 mieściła się w granicach 95%, jednak dopasowane linie próbkowania wykazały wyższą dokładność z tendencją do zawyżania ETCO2 przy 150 BPM, a linie próbkowania krzyżowo parowane silnie zaniżały pomiary ETCO2 przy częstości oddechów 80 BPM lub wyższej (Rysunek 4A-B).

Dokładność ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu
Oprócz zbadania dokładności wartości ETCO2 komercyjnych linii próbkowania od 7 producentów (Tabela materiałów) w funkcji częstości oddychania, oceniono również ich dokładność w obecności dodatkowego tlenu w przepływie 2, 4 lub 6 L/min (Rysunek 5), co odpowiada zakresowi przepływów tlenu najczęściej stosowanych w warunkach klinicznych.3,29 We wszystkich przypadkach oczekiwana wartość ETCO2 wynosiła 34 mmHg. W przypadku braku dodatkowego tlenu wartości ETCO2 wynosiły 34 ± 0 mmHg dla linii próbkowania 8 i 9 oraz były tak niskie jak 16 ± 0 mmHg dla linii próbkowania 3, 4 i 12 (Rysunek 5A). Po dodaniu 2 L/min dodatkowego tlenu większość linii próbkowania wykazała spadek obserwowanych wartości ETCO2, mieszczących się w zakresie od 0 ± 0 mmHg do 23 ± 1 mmHg; linie próbkowania 7, 8 i 9 wykazały wartości ETCO2 między 3 ± 0 mmHg a 34 ± 0 mmHg (Rysunek 5B). Najbardziej drastyczny spadek wartości ETCO2 wystąpił w linii próbkowania 2, która wskazała ETCO2 na poziomie 0 mmHg przy dodatkowym tlenie już w ilości 2 L/min; zaobserwowano to również w liniach próbkowania 2 i 5 przy przepływie 4 i 6 L/min dodatkowego tlenu (Rysunek 5C-D). Obniżoną dokładność ETCO2 zaobserwowano również w liniach próbkowania 1, 6, 10, 1 i 13 w obecności 2, 4 lub 6 L/min dodatkowego tlenu (Rysunek 5B-D). Wykresy Blanda-Altmana dla dopasowanych i krzyżowo sparowanych linii próbkowania monitora kapnograficznego wskazują, że podczas gdy dopasowane linie próbkowania charakteryzowały się wysoką precyzją i ograniczonym błędem systematycznym przy odczycie poziomów ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu, linie krzyżowo sparowane konsekwentnie zaniżały wartość ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu (Rysunek 6A-B).

Tabela 1: Test wytrzymałości na rozciąganie linii pobierania próbek do kapnografii. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Tabela 2: Czas narastania dla linii pobierania próbek do kapnografii podczas użycia wraz z przenośnym monitorem kapnograficznym. Czas narastania dla każdej linii pobierania próbek mierzono 10 razy, aby zapewnić dokładność wyników. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Schemat drenów kaniuli z łącznikiem czterodrożnym; drogi przepływu O₂ i CO₂; układ analizy oddechowej.
Rysunek 1: Projekt linii próbkowania kapnografii. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

Schemat procesu kapnografii z przepływem powietrza, absorpcją CO2 oraz analizą wykresu wydechu O2.
Rysunek 2: Podstawy kapnografii bocznej. (A) Przykład konstrukcji linii próbkowania, demonstrujący sposób pobierania wydychanego CO22 jest próbkowane przez urządzenie. (B) Typowa korelacja między szybkością przepływu oddechowego (czarna linia) a ETCO22 (zielona linia) w funkcji czasu. Stałe dodatkowe O2 przepływ jest przedstawiony niebieską przerywaną linią. Dokładny pomiar ETCO2 występuje, gdy CO2 osiągnęło szczyt (zielona przerywana linia). Nieprawidłowy ETCO22 pomiary (czerwone przerywane linie) mogą wystąpić później w cyklu oddechowym, gdy CO2 rozcieńcza się dodatkowym tlenem2Dzieje się to najczęściej, gdy CO2 przepływ wydechowy jest równy przepływowi dodatkowego tlenu (O2)2. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wykresy częstości oddychania a ETCO2; analiza porównawcza linii pobierania próbek; wyniki badań fizjologicznych.
Rycina 3: ETCO22 dokładność linii próbkowania kapnografii dla dorosłych i dzieci w zależności od częstości oddychania. Zmierzony poziom ETCO22 wartości dla (A) dorosłych i (B) linie próbkowania kapnografii pediatrycznej i neonatalnej dla zakresu częstości oddechów od 10 do 150 BPM. We wszystkich przypadkach oczekiwane ETCO2 wartość wynosi 34 mmHg. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wykresy Blanda-Altmana porównujące błąd systematyczny w funkcji średniej wartości pomiaru z 95-procentowymi granicami zgodności.
Rycina 4: Wykres Blanda-Altmana dla ETCO2 pomiary wykonane przez (A) dopasowane linie pobierania próbek w funkcji zwiększającej się częstości oddychania i (B) Krzyżowo sparowane linie próbkowania w funkcji zwiększającej się częstości oddychania. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wpływ dodatkowego O₂ na ETCO₂; wykres słupkowy; różne przepływy; analiza oddechowa; wartości oczekiwane.
Rycina 5: ETCO2 dokładność linii próbkowania kapnografii w obecności zwiększonej ilości tlenu suplementacyjnego. ETCO2 dokładność podano dla (A) bez dodatkowego tlenu; (B) 2 l/min tlenu suplementacyjnego; (C) 4 L/min tlenu dodatkowego; i (D) 6 l/min tlenu wspomagającego. Zielona linia na poziomie 34 mmHg reprezentuje oczekiwany ETCO2 wartość dla wszystkich pomiarów. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

Wykres Blanda-Altmana przedstawiający błąd systematyczny w funkcji średniej pomiaru dla analizy mieszaniny CO₂/O₂; wykresy A i B.
Rysunek 6: Wykres Blanda-Altmana dla ETCO2 pomiary za pomocą (A) Dopasowane linie próbkowania w funkcji zwiększenia dodatkowego O22 przepływ; (B) Krzyżowo sparowane linie pobierania próbek w funkcji zwiększonego dodatkowego O22 natężenie przepływu Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Dyskusja

Przeprowadzono serię czterech testów laboratoryjnych w celu porównania dokładności i kompatybilności dopasowanych i sparowanych linii próbkowania kapnograficznego z przenośnym monitorem kapnograficznym. Te skalibrowane testy mierzyły średni czas narastania i poziomy ETCO2 w 10 niezależnych powtórzeniach pomiarów dla każdej z 16 testowanych linii pobierania próbek i zidentyfikowały minimalne różnice w wynikach. Podczas gdy wytrzymałość na rozciąganie komercyjnych linii do pobierania próbek pozostała w granicach specyfikacji produktu, czas narastania różnił się znacznie między dopasowanymi i parami linii pobierania próbek z monitorem kapnograficznym (p<0,001), a dokładność ETCO2 w funkcji częstości oddechów i w obecności dodatkowego O2 była wyższa w dopasowanych liniach pobierania próbek do monitora kapnograficznego w przeciwieństwie do linii pobierania próbek z parami krzyżowymi. W szczególności kilka sparowanych krzyżowo linii pobierania próbek dorosłych i dzieci miało czasy narastania uważane za niedokładne przy maksymalnej częstości oddechów 150 uderzeń na minutę. Te same linie pobierania próbek wykazywały słabą dokładność ETCO2 przy wysokiej częstości oddechów lub w obecności dodatkowego tlenu.

W teście wytrzymałości na rozciąganie wykorzystano skalibrowany przyrząd do prób rozciągania, aby skutecznie zmierzyć naprężenia na elementach linii do pobierania próbek kapnograficznych w zakresie od 1,33 do 26,6 kg. Chociaż testy wytrzymałości na rozciąganie są często wykonywane na innych typach wyrobów medycznych 24,25, nasza metoda była wyjątkowa, ponieważ badała wytrzymałość na rozciąganie każdego segmentu linii do pobierania próbek kapnograficznych. W związku z tym, oprócz określenia wytrzymałości na rozciąganie każdego elementu linii pobierania próbek, umożliwiło to również identyfikację ogólnego słabego punktu całej linii pobierania próbek. Wyniki testów potwierdziły, że prawie wszystkie linie pobierania próbek spełniają specyfikacje produktu, wstępnie zdefiniowane jako wytrzymywanie siły 2 kg. Jednym z ograniczeń tego systemu testowego jest ciągły, stopniowy wzrost siły przyłożonej do linii pobierania próbek, w przeciwieństwie do nagłej silnej siły, która może wystąpić w warunkach klinicznych. Co ważne, jako zwalidowany instrument, przyrząd używany do pomiaru wytrzymałości na rozciąganie linii do pobierania próbek kapnograficznych może być używany do innych zastosowań, takich jak pomiar wytrzymałości na rozciąganie innych probówek do pobierania próbek i urządzeń medycznych, które mogą potencjalnie doświadczać naprężeń w warunkach klinicznych.

Czas narastania jest ważną cechą techniczną linii do pobierania próbek kapnograficznych strumienia bocznego i określa ich zdolność do zapewnienia precyzyjnego odczytu CO2 w wydychanym powietrzu o wysokiej rozdzielczości 1,14. Ze względu na znaczenie tej cechy technicznej staraliśmy się zmierzyć czas narastania za pomocą zwalidowanego urządzenia do pomiaru czasu narastania, aby można było obliczyć maksymalną częstość oddechów i czas wydechu. Musieliśmy zmodyfikować parametry pomiaru czasu narastania, aby usunąć górny limit czasu na przyrządzie czasu narastania, tak aby czas narastania mógł być zbierany dla wszystkich linii próbkowania przed zakończeniem okresu pomiaru. Długi czas narastania obserwowany dla niektórych linii próbkowania kapnograficznego może odzwierciedlać zwiększoną objętość martwej przestrzeni w tych liniach próbkowania. Co ważne, w ramach tej metody wyznaczyliśmy maksymalną częstość oddechów i czas wydechu dla dwóch unikalnych wzorców oddychania, zdefiniowanych przez stosunek wdechu do wydechu równy 1:1 i 1:2. Ten unikalny aspekt analizy pozwolił na ocenę dokładności zmierzonego CO2 w okolicznościach, które reprezentują pacjentów, których wzorzec oddychania jest jednolity lub których czas wydechu trwa dłużej niż czas wdechu. W liniach pobierania próbek, w których obliczona maksymalna częstość oddechów wynosiła >150 uderzeń na minutę, stwierdziliśmy, że linia pobierania próbek była dokładna. Chociaż jest mało prawdopodobne, aby szybkie tempo oddychania wynoszące 150 uderzeń na minutę było mało prawdopodobne klinicznie, określiliśmy dokładność każdego urządzenia do pobierania próbek przy tak wysokiej częstości oddechów, ponieważ jest ona uważana za techniczną górną granicę dla wielu linii pobierania próbek kapnograficznych. Podczas gdy częstość oddechów wynosząca 150 uderzeń na minutę jest niefizjologiczna, test laboratoryjny podkreśla, że podczas gdy niektóre linie próbkowania kapnograficznego były dokładne w pełnym technicznym zakresie częstości oddechów, inne linie próbkowania nie osiągnęły tego samego standardu dokładności. W porównaniu z dopasowanymi liniami próbkowania monitora kapnograficznego, niektóre z par krzyżowych linii próbkowania, w tym linie próbkowania 2 i 7, nie osiągnęły dokładności przy 150 BPM dla stosunku wdechu do wydechu 1:1, a linie próbkowania 3, 6 i 13 nie osiągnęły standardu dokładności przy 150 BPM dla obu stosunków wdechu i wydechu. Może to być spowodowane większą martwą przestrzenią w liniach pobierania próbek, co skutkuje dłuższym czasem narastania i mieszaniem próbek wydychanego powietrza.

Aby zastosować wyniki czasu narastania do warunków klinicznych, przeprowadziliśmy dwa testy w celu zbadania dokładności ETCO2 , gdy linie pobierania próbek były podłączone do przenośnego monitora kapnograficznego za pomocą manekina. W przypadku obu testów musieliśmy zmodyfikować domyślne ustawienia monitora kapnograficznego, aby umożliwić monitorowi rozpoznawanie par krzyżowych linii próbkowania. Po pierwsze, podobnie jak w poprzednim badaniu, kontrolowaliśmy częstość oddechów za pomocą kontrolera częstości oddechów i monitorowaliśmy wynikowe pomiary ETCO2 dla każdej linii pobierania próbek18. Kluczowym elementem tego testu było zastosowanie wstępnie zdefiniowanego zestawu częstości oddechów w zakresie od 10 do 150 uderzeń na minutę, w celu określenia dokładności ETCO2 we wzorcach oddechowych, które mogą wykazywać pacjenci. Podczas gdy oczekiwany poziom ETCO2 wynosił 34 mmHg we wszystkich okolicznościach, zaobserwowaliśmy wiele przypadków, w których wraz ze wzrostem częstości oddechów linie próbkowania nie zgłaszały już dokładnych odczytów ETCO2 , ale zamiast tego spadły do 0 mmHg, co nie jest klinicznie znaczącym wynikiem. W rzeczywistości tylko linie próbkowania 1, 8, 9, 10, 15 i 16 nie mierzyły wartości ETCO2 wynoszących 0 mmHg przy żadnej częstości oddechów. Ta dokładność może wynikać z konstrukcji linii pobierania próbek, tak że te o większym tarciu lub większej objętości martwej przestrzeni skutkują próbkami oddechu o niższej rozdzielczości przy zwiększonej częstości oddechów, podobnie jak to zaobserwowaliśmy w teście czasu narastania. Podczas gdy linie próbkowania z wysokimi odczytami ETCO2 mogą zawierać mniej martwych przestrzeni, które umożliwiają im dostarczanie dyskretnych próbek oddechowych, błąd odczytów ETCO2 powyżej 38 mmHg został wstępnie zdefiniowany jako ±5% odczytu + 0,08 na każdy 1 mmHg powyżej 38 mmHg. Może to częściowo wyjaśniać, dlaczego odczyty ETCO2 zostały podwyższone powyżej 34 mmHg podczas wysokiego częstości oddechów w niektórych liniach pobierania próbek. W przeciwieństwie do tego, linie próbkowania z niskimi lub zerowymi odczytami ETCO2 mogą zawierać więcej martwej przestrzeni, co skutkuje mieszanymi próbkami oddechu, których monitor kapnograficzny nie rozpoznaje jako prawidłowych oddechów, a tym samym zgłasza brak oddechu. Co ważne, 3 z par krzyżowych linii pobierania próbek od jednego producenta nie wykazywały dokładnych odczytów ETCO2 przy żadnej częstości oddechów testowanych między 10 a 150 BPM, co sugeruje, że nie dostarczają klinicznie wiarygodnych informacji o wentylacji po sparowaniu z monitorem kapnograficznym użytym w teście (tabela materiałów). Łącznie obserwacje te sugerują, że urządzenia o dłuższym czasie narastania mają niższą maksymalną dokładną częstość oddechów i wykazują niską dokładność ETCO2 przy maksymalnej dokładnej częstości oddychania.

W drugim teście dokładności ETCO2 przy użyciu manekina utrzymaliśmy stałą częstość oddechów, ale wprowadziliśmy dopływ dodatkowego tlenu do systemu. Test ten naśladuje powszechne zjawisko w warunkach szpitalnych, w których pacjenci monitorowani za pomocą kapnografii strumienia bocznego otrzymują dodatkowy tlen i gdzie dokładność ETCO2 jest kluczowa w zrozumieniu funkcji oddechowej pacjenta, ponieważ dodatkowy tlen może maskować wyzwania związane z wentylacją z powodu wysokich odczytów saturacji tlenem z pulsoksymetrii30,31. Podobnie jak w przypadku testu dokładności ETCO2 z różną częstością oddechów, w tym teście kluczowym krokiem w protokole było zmierzenie dokładności ETCO2 przy wielu dodatkowych natężeniach przepływu tlenu. Głównym ograniczeniem testów ETCO2 jest to, że testy są wykonywane przy użyciu manekina i kontrolowanego systemu oddychania, w przeciwieństwie do człowieka, w którym wzorce oddychania różnią się u poszczególnych osób. W odczycie kontrolnym bez dodatkowegoO2 zaobserwowaliśmy, że linie próbkowania 3, 4 i 12, wszystkie pochodzące od tego samego producenta, nie zgłosiły oczekiwanej wartości ETCO2 wynoszącej 34 mmHg, a tylko linie próbkowania 8, 9 i 11 zgłosiły tę wartość. W obecności 2, 4 lub 6 l/min dodatkowegoO2 większość linii pobierania próbek wykazywała zmniejszoną dokładność ETCO2, z wyjątkiem dopasowanych linii pobierania próbek 8 i 9 oraz linii pobierania próbek 7 sparowanych parami mieszanymi. W szczególności, podobnie jak w przypadku naszych obserwacji dotyczących wzrostu częstości oddechów, odczyty ETCO2 dla linii próbkowania 2 i 5 spadły do 0 mmHg w obecności dodatkowegoO2, co sugeruje, że ich dokładność ETCO2 w połączeniu z monitorem kapnograficznym jest bardzo niska. Może to wynikać z konstrukcji linii pobierania próbek, a w szczególności konstrukcji kaniuli nosowej, która jest zaprojektowana zarówno do dostarczania tlenu pacjentowi, jak i pobierania próbek oddechu od pacjenta. Jeśli kaniula nosowa zawiera dużą ilość martwej przestrzeni, może dojść do zmieszania dodatkowego tlenu i wydychanego oddechu, co skutkuje mieszanymi oddechami o niskiej amplitudzie, których monitor kapnograficzny nie wykrywa jako wydychanego oddechu. W takim przypadku pomiar ETCO2 spadłby do zera, jak zaobserwowaliśmy w przypadku niektórych testowanych linii próbkowania sparowanych krzyżowo.

Podobnie jak w poprzednich badaniach oceniających dokładność kapnografii, z powodzeniem zidentyfikowaliśmy okoliczności, w których dokładność ETCO2 przy użyciu różnych linii próbkowania była akceptowalna, w tym przypadki, w których występowała umiarkowana częstość oddechów lub gdy nie stosowano dodatkowegoO2 19,20,21,22,23,32. Co ważne, wiele linii pobierania próbek nie utrzymało dokładności ETCO2 po wzroście częstości oddechów lub po wprowadzeniu uzupełniającegoO2, co jest zgodne z wcześniejszymi ocenami dokładności kapnograficznej 15,18,20,23. Łącznie wyniki są zgodne z poprzednimi testami laboratoryjnymi, które z powodzeniem mierzą dokładność linii pobierania próbek kapnograficznych15,18. Biorąc pod uwagę, że wiele linii pobierania próbek sparowanych krzyżowo z monitorem kapnograficznym wykazywało zmniejszoną dokładność ETCO2 w klinicznie istotnych okolicznościach, należy zadbać o to, aby wszelkie sparowane komercyjne linie pobierania próbek i monitory zostały zatwierdzone przed użyciem do monitorowania stanu wentylacji pacjenta.

Oświadczenia

Ruben D. Restrepo jest konsultantem firmy Medtronic, a Ido Karpenkop i Katherine E. Liu są pracownikami firmy Medtronic.

Podziękowania

Ta praca została sfinansowana przez Medtronic. Marco Scardapane (Medtronic Study and Scientific Solutions MC2, Rzym, Włochy) przeprowadził analizę statystyczną.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Dorosły CO2/O2 Kaniula nosowaRespironicsM2750ALinia do pobierania próbek 1
Podwójna kaniula nosowa dla dorosłych, żeńska LuerFlexicare032-10-126ULinia do pobierania próbek 2
Podzielona kaintrogramia dla dorosłych, żeńska LuerSalter Labs4707FTG-7-7Linia do pobierania próbek 3
Podzielona kaintroplaza dla dorosłych, żeńska LuerSalter Labs4797F-7-7Linia do pobierania próbek 4
Hudson RCI Softech Bi-Flo EtCO2/O2 Kaniula, żeńska LuerHudson1845Linia próbkowania 5
CO2/O2 Kaniula dla dorosłych, żeńska LuerWestmed539Linia do pobierania próbek 6
Adult ETCO2 KaniulaVentlab4707Linia do pobierania próbek 7
O2/CO2 Linia do pobierania próbek Nasal FilterLine, dorosły, żeński LuerMedtronic6912Linia do pobierania próbek 8
https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/filterline-etco2-sampling-lines.html
Linia do pobierania próbek Smart CapnoLine Plus, dorosły, żeński LuerMedtronic9822Linia do pobierania próbek 9
https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/filterline-etco2-sampling-lines.html
Pediatryczne CO2/O2Respironiczanosowa M2751ALinia do pobierania próbek 10
Pediatryczna CO2/O2 Kaniula ustna/nosowaRespironicsM2761ALinia do pobierania próbek 11
Podzielona kapnograpia pediatryczna, żeńska LuerSalter Labs4703F-7-7Linia do pobierania próbek 12
Hudson RCI Softech Plus Pediatryczna podzielona kaniula nosowaHudson2850Linia do pobierania próbek 13
FilterLine H Zestaw linii do pobierania próbek, Linia do pobierania próbek niemowląt/noworodkówMedtronic632414
https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/filterline-etco2-sampling-lines.html
O2/CO2 Linia do pobierania próbek Nasal FilterLine, pediatryczna, żeńska LuerMedtronic6913Linia do pobierania próbek 15
https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/filterline-etco2-sampling-lines.html
Linia do pobierania próbek Smart CapnoLine, pediatryczna, żeńska LuerMedtronic7269Linia pobierania próbek 16
https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/filterline-etco2-sampling-lines.html
Symulator oddychaniaMedtronicT-158
Capnostream 35https://www.medtronic.com/covidien/en-us/products/capnography/capnostream-35-portable-respiratory-monitor.html MedtronicPM35MN
Emigal Elektroniczne rozwiązania testowe LTDN/A
PrzepływomierzOmegaFMA1823A
Gaz: 100% N2AirgasGR04930
Gaz: 100% O2Airgas10133692
Gaz: 5% CO2, 21% O2, 74% N2AirgasHPE400
ManikinTru Corp-AirSim AdvanceS/N: AA3617A29092017C
Czas narastania JigMedtronicT-547
Maszyna do prób rozciąganiaMRC LabB1 / E
Oprogramowanie statystyczneSAS Institute Incv9.4
kaniula Przenośny monitor oddechu Tester przepływu/szczelności

Bibliografia

  1. Siobal, M. S. Monitoring Exhaled Carbon Dioxide. Respiratory Care. 61 (10), 1397-1416 (2016).
  2. Lam, T., et al. Continuous Pulse Oximetry and Capnography Monitoring for Postoperative Respiratory Depression and Adverse Events: A Systematic Review and Meta-analysis. Anesthesia and Analgesia. 125 (6), 2019-2029 (2017).
  3. Chung, F., Wong, J., Mestek, M. L., Niebel, K. H., Lichtenthal, P. Characterization of respiratory compromise and the potential clinical utility of capnography in the post-anesthesia care unit: a blinded observational trial. Journal of Clinical Monitoring and Computing. , 00333-00339 (2019).
  4. Merchant, R. N., Dobson, G. Special announcement: Guidelines to the Practice of Anesthesia - Revised Edition 2016. Canadian Journal of Anaesthesia. 63 (1), 12-15 (2016).
  5. Whitaker, D. K., Benson, J. P. Capnography standards for outside the operating room. Current Opinion in Anaesthesiology. 29 (4), 485-492 (2016).
  6. American Society of Anesthesiologists Task Force on Neuraxial Opeiods, et al. Practice guidelines for the prevention, detection, and management of respiratory depression associated with neuraxial opioid adminstration. Anesthesiology. 110 (2), 218-230 (2009).
  7. American Society of Anesthesiologists Task Force on Neuraxial Opeiods, et al. Practice Guidelines for the Prevention, Detection, and Management of Respiratory Depression Associated with Neuraxial Opioid Administration: An Updated Report by the American Society of Anesthesiologists Task Force on Neuraxial Opioids and the American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine. Anesthesiology. 124 (3), 535-552 (2016).
  8. American Society of Anesthesiologists Committee on Standards and Practice Parameters. Standards for Basic Anesthetic Monitoring. American Society of Anesthesiologists Committee on Standards and Practice Parameters. , (2015).
  9. American Society of Anesthesiologists Task Force on Moderate Procedural Sedation and Analgesia, the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, American College of Radiology, American Dental Association, American Society of Dentist Anesthesiologists, and Society of Interventional Radiology. Practice Guidelines for Moderate Procedural Sedation and Analgesia 2018: A Report by the American Society of Anesthesiologists Task Force on Moderate Procedural Sedation and Analgesia, the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, American College of Radiology, American Dental Association, American Society of Dentist Anesthesiologists, and Society of Interventional Radiology. Anesthesiology. 128 (3), 437-479 (2018).
  10. Nagrebetsky, A., Gabriel, R. A., Dutton, R. P., Urman, R. D. Growth of Nonoperating Room Anesthesia Care in the United States: A Contemporary Trends Analysis. Anesthesia and Analgesia. 124 (4), 1261-1267 (2017).
  11. Jaffe, M. B. Respiratory Gas Analysis-Technical Aspects. Anesthesia and Analgesia. 126 (3), 839-845 (2018).
  12. Richardson, M., et al. Capnography for Monitoring End-Tidal CO2 in Hospital and Pre-hospital Settings: A Health Technology Assessment. 142, CADTH health technology assessment (2016).
  13. Anderson, C. T., Breen, P. H. Carbon dioxide kinetics and capnography during critical care. Critical Care. 4 (4), London, England. 207-215 (2000).
  14. Schmalisch, G. Current methodological and technical limitations of time and volumetric capnography in newborns. Biomedical Engineering Online. 15 (1), 104(2016).
  15. Phillips, J. S., Pangilinan, L. P., Mangalindan, E. R., Booze, J. L., Kallet, R. H. A Comparison of Different Techniques for Interfacing Capnography With Adult and Pediatric Supplemental Oxygen Masks. Respiratory Care. 62 (1), 78-85 (2017).
  16. Fukuda, K., Ichinohe, T., Kaneko, Y. Is measurement of end-tidal CO2 through a nasal cannula reliable. Anesthesia Progress. 44 (1), 23-26 (1997).
  17. Burk, K. M., Sakata, D. J., Kuck, K., Orr, J. A. Comparing Nasal End-Tidal Carbon Dioxide Measurement Variation and Agreement While Delivering Pulsed and Continuous Flow Oxygen in Volunteers and Patients. Anesthesia and Analgesia. , (2019).
  18. Chang, K. C., et al. Accuracy of CO(2) monitoring via nasal cannulas and oral bite blocks during sedation for esophagogastroduodenoscopy. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 30 (2), 169-173 (2016).
  19. Takaki, S., Mihara, T., Mizutani, K., Yamaguchi, O., Goto, T. Evaluation of an oxygen mask-based capnometry device in subjects extubated after abdominal surgery. Respiratory Care. 60 (5), 705-710 (2015).
  20. Takaki, S., et al. Deep Breathing Improves End-Tidal Carbon Dioxide Monitoring of an Oxygen Nasal Cannula-Based Capnometry Device in Subjects Extubated After Abdominal Surgery. Respiratory Care. 62 (1), 86-91 (2017).
  21. Mason, K. P., Burrows, P. E., Dorsey, M. M., Zurakowski, D., Krauss, B. Accuracy of capnography with a 30 foot nasal cannula for monitoring respiratory rate and end-tidal CO2 in children. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 16 (4), 259-262 (2000).
  22. Zhang, C., Wang, M., Wang, R., Wang, W. Accuracy of end-tidal CO2 measurement through the nose and pharynx in nonintubated patients during digital subtraction cerebral angiography. Journal of Neurosurgical Anesthesiology. 25 (2), 191-196 (2013).
  23. Ebert, T. J., Novalija, J., Uhrich, T. D., Barney, J. A. The effectiveness of oxygen delivery and reliability of carbon dioxide waveforms: a crossover comparison of 4 nasal cannulae. Anesthesia and Analgesia. 120 (2), 342-348 (2015).
  24. Chan, C. W., Chan, L. K., Lam, T., Tsang, K. K., Chan, K. W. Comparative study about the tensile strength and yielding mechanism of pacing lead among major manufacturers. Pacing and Clinical Electrophysiology. 41 (7), 828-833 (2018).
  25. Gonzalez Fiol, A., et al. Comparison of Changes in Tensile Strength in Three Different Flexible Epidural Catheters Under Various Conditions. Anesthesia and Analgesia. 123 (1), 233-237 (2016).
  26. Burton, J. H., Harrah, J. D., Germann, C. A., Dillon, D. C. Does end-tidal carbon dioxide monitoring detect respiratory events prior to current sedation monitoring practices. Academic Emergency Medicine. 13 (5), 500-504 (2006).
  27. Mehta, J. H., Williams, G. W., Harvey, B. C., Grewal, N. K., George, E. E. The relationship between minute ventilation and end tidal CO2 in intubated and spontaneously breathing patients undergoing procedural sedation. PloS One. 12 (6), e0180187(2017).
  28. Williams, G. W., George, C. A., Harvey, B. C., Freeman, J. E. A Comparison of Measurements of Change in Respiratory Status in Spontaneously Breathing Volunteers by the ExSpiron Noninvasive Respiratory Volume Monitor Versus the Capnostream Capnometer. Anesthesia and Analgesia. 124 (1), 120-126 (2017).
  29. Curry, J. P., Jungquist, C. R. A critical assessment of monitoring practices, patient deterioration, and alarm fatigue on inpatient wards: a review. Patient Safety in Surgery. 8, 29(2014).
  30. Fu, E. S., Downs, J. B., Schweiger, J. W., Miguel, R. V., Smith, R. A. Supplemental oxygen impairs detection of hypoventilation by pulse oximetry. Chest. 126 (5), 1552-1558 (2004).
  31. Gupta, K., et al. Risk factors for opioid-induced respiratory depression and failure to rescue: a review. Current Opinion in Anaesthesiology. 31 (1), 110-119 (2018).
  32. Casati, A., et al. Accuracy of end-tidal carbon dioxide monitoring using the NBP-75 microstream capnometer. A study in intubated ventilated and spontaneously breathing nonintubated patients. European Journal of Anaesthesiology. 17 (10), 622-626 (2000).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Test wytrzyma o ci na rozci ganiePomiar czasu narastaniaTest dok adno ci ETCO2Efekt tlenu suplementacyjnegoTest cz sto ci oddech wKrzy owo sparowane linie pr bkowaniaOcena w te cie laboratoryjnymBadanie walidacji klinicznej
Ocena kompatybilności i dokładności linii próbkowania kapnograficznego w przypadku korzystania z przenośnego monitora kapnograficznego
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.