Method Article

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

DOI:

10.3791/61670

⸱

September 29th, 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

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Linie próbkowania kapnograficznego użyte w tych testach laboratoryjnych obejmowały 16 linii próbkowania kapnograficznego dla dorosłych, dzieci i noworodków z 7 komercyjnych źródeł. Spośród 16 linii pobierania próbek uwzględnionych w badaniach laboratoryjnych, 5 linii pobierania próbek pochodziło od tego samego producenta, co monitor kapnograficzny wykorzystany do badań laboratoryjnych ("dopasowane"), a 11 linii pobierania próbek pochodziło od alternatywnych producentów ("sparowane krzyżowo") (tabela materiałów). Wszystkie linie pobierania próbek kaniuli nosowej mają podobną konstrukcję, z maksymalnie 10 punktami połączeń między kaniulą, nawilżaczem, złączem O2, złączem CO2, 4-drożnym rurką O2 i rurką CO2 (Rysunek 1).

1. Zmierz wytrzymałość na rozciąganie linii próbkowania

  1. Skalibruj przyrząd do prób rozciągania.
    1. W oprogramowaniu do prób rozciągania ustaw wybór czujnika wagowego na 100.00 kg, a parametr obciążenia na 10.00 kg.
  2. Podłączyć elementy linii pobierania próbek (przykład: złącze O2 z rurką O2) do skalibrowanego przyrządu do prób rozciągania.
  3. Zaczynając od masy 0 kg, należy rozpocząć naprężanie elementu przewodu do pobierania próbek i obserwować, czy połączenie przewodu do pobierania próbek pozostaje nienaruszone.
  4. Jeśli połączenie przewodu do pobierania próbek pozostaje nienaruszone, automatycznie zwiększaj masę w sposób ciągły i obserwuj, kiedy części podrzędne pękają lub się rozłączają.
    UWAGA: Rozdzielczość przyrządu jest ograniczona do przyrostów co 10 g.
  5. Zanotować maksymalne napięcie (kg) wywierane przed przerwaniem przewodu pobierania próbek.
  6. Powtórzyć próbę wytrzymałości na rozciąganie dla wszystkich 10 podczęści przewodu próbkowania potencjału: złącze O2 z przewodem O2; Ø2 rurki z 4-drożnym; 4-drożny z przewodemØ2; Ø2 rurki z kaniulą; kaniula z rurką CO2 ; Przewody CO2 z 4-drożnym; 4-drożny z przewodem CO2 ; Przewody CO2 ze złączem CO2 ; nawilżacz z rurką; rurka z kaniulą.
  7. Powtórzyć próbę wytrzymałości na rozciąganie na 16 liniach pobierania próbek z 7 źródeł komercyjnych.

2. Zmierz czas narastania i dokładność linii próbkowania

  1. Skalibruj urządzenie do pomiaru czasu narastania.
    1. Pokrój standardową rurkę PVC CO2 o średnicy wewnętrznej 0,95 mm na dziesięć 15 cm kawałków.
    2. Uruchom przyrząd, wykonując następujące czynności:
      1. Włącz sprężarkę powietrza, kontroler przyrządu i zasilacz.
      2. Otwórz przepływ gazu CO2 .
      3. Podłączyć kanał do pobierania próbek bezpośrednio do komory pomiarowej bez próbki.
      4. Skalibruj przepływ powietrza i CO2 do 10 l/min, a częstotliwość próbkowania gazu do 50 ml/min za pomocą przepływomierza masowego i dedykowanego ogranicznika.
        UWAGA: Maksymalna częstotliwość próbkowania monitora kapnograficznego wynosi 50 ml/min.
      5. Otwórz oprogramowanie przyrządu i zdefiniuj parametry testu w następujący sposób: stosunek powietrza:CO2 1:1; Czas powietrza = 3 sekundy, czas CO2 = 3 sekundy, 10 cykli, długość pomiaru czasu narastania: brak.
      6. Otwórz zawór CO2
        7. .
      7. Wybierz przycisk Zakończ kalibrację na karcie Pomiar i upewnij się, że zmieni kolor na zielony.
      8. Wybierz przycisk Zmierz i poczekaj na zakończenie cykli przepływu gazu.
      9. Zamknij zawór CO2 .
    3. Zapisz czas narastania tła i upewnij się, że wynik jest krótszy niż 60 ms. Jeśli jest większy, wyczyść komorę optyczną przepływem powietrza i ponownie podłącz prawidłowo łącznik osi Y/dróg oddechowych.
    4. Wykonaj 10 pomiarów i oblicz średnią wartość czasu narastania.
    5. Porównaj wartość czasu narastania z marginesami i upewnij się, że mieści się ona w granicach specyfikacji, wstępnie zdefiniowanych jako czas narastania tła < 60 ms i czas narastania próbki kontrolnej, rurki PVC o średnicy 15 cm, średnicy wewnętrznej 0,95 mm, równej 39 ± 5 ms.
    6. Porównaj czas dostawy z marginesami i upewnij się, że mieści się on w limitach specyfikacji, wstępnie zdefiniowanych jako czas dostawy w tle <100 ms i czas dostawy próbki kontrolnej, rurki PVC o średnicy 15 cm, średnicy wewnętrznej 0,95 mm, równej 152 ± 5 ms.
  2. Otwórz nową komercyjną linię do pobierania próbek.
  3. Podłączyć przewód próbkujący do urządzenia do pomiaru czasu narastania.
  4. Kliknij przycisk Start w oprogramowaniu urządzenia do pomiaru czasu narastania i poczekaj, aż urządzenie zmierzy czas narastania.
    UWAGA: Urządzenie powtarza pomiar 10 razy i automatycznie uśrednia powtórzenia, aby podać średnią czasu narastania i odchylenie standardowe.
    1. Skopiuj wynik czasu narastania do raportu.
  5. Odłączyć przewód próbkujący od urządzenia do pomiaru czasu narastania.
  6. Obliczać maksymalną częstość oddechów dla czasu wdechu i wydechu wynoszące 1:1 i 1:2 w oddechach na minutę (BPM).
    1. Obliczyć maksymalną częstość oddechów, korzystając ze zmierzonego czasu narastania dla linii pobierania próbek i stosunku oddechu 1:1, stosując następujące równanie:
      figure-protocol-1
      gdzie 30 s oznacza skumulowany czas potrzebny do wydechu w ciągu 1 minuty (1:1 wdech: czas wydechu).
      UWAGA: W przypadku stosunku oddechów 1:1 maksymalna częstość oddechów oznacza najszybszą dozwoloną częstość oddechów bez wpływu na dokładność ETCO2, gdy czas wymagany do wdechu i wydechu jest taki sam.
    2. Obliczyć maksymalną częstość oddechów, korzystając ze zmierzonego czasu narastania dla linii pobierania próbek i stosunku oddechów 1:2, stosując następujące równanie:
      figure-protocol-2
      gdzie 40 s oznacza skumulowany czas potrzebny na wydech w ciągu 1 minuty (1:2 wdech: czas wydechu).
      UWAGA: W przypadku stosunku oddechów 1:2 maksymalna częstość oddechów oznacza najszybszą dozwoloną częstość oddechów bez wpływu na dokładność ETCO2, gdy czas wydechu jest dwa razy dłuższy niż czas wdechu.
  7. Obliczać czas wydechu dla wdechu stosunek czasu wydechu do czasu wydechu 1:1 i 1:2.
    1. Aby uzyskać stosunek oddechów 1:1, użyj następującego równania:
      figure-protocol-3
      gdzie 30 s oznacza skumulowany czas potrzebny do wydechu w ciągu 1 minuty (1:1 wdech: czas wydechu).
    2. Aby uzyskać stosunek oddechów 1:2, użyj następującego równania:
      figure-protocol-4
      gdzie 40 s oznacza skumulowany czas potrzebny na wydech w ciągu 1 minuty (1:2 wdech: czas wydechu).
  8. Określ dokładność każdej linii pobierania próbek przy 150 uderzeniach na minutę dla stosunku oddechów 1:1 i 1:2, oceniając maksymalną częstość oddechów.
    UWAGA: Jeśli maksymalna częstość oddechów wynosi ≥150 uderzeń na minutę, wówczas linia próbkowania jest uważana za dokładną dla współczynnika oddechów, ale jeśli maksymalna częstość oddechów wynosi <150 uderzeń na minutę, linia pobierania próbek nie jest uważana za dokładną przy 150 uderzeniach na minutę.
  9. Powtórzyć kroki 2.2-2.8 dla wszystkich 16 badanych linii pobierania próbek.
  10. Przeprowadzanie analiz statystycznych za pomocą oprogramowania statystycznego.
    1. Porównaj średnią i odchylenie standardowe za pomocą testu t-Studenta, z dwustronnym poziomem istotności 0,05, dla wszystkich dopasowanych linii próbkowania monitora kapnograficznego z wszystkimi parami linii próbkowania monitora kapnograficznego.
    2. Powtórz analizę statystyczną, aby porównać wszystkie pediatryczne linie pobierania próbek dopasowane do monitora kapnograficznego ze wszystkimi parami pediatrycznych linii pobierania próbek monitora kapnograficznego.
    3. Powtórz analizę statystyczną, aby porównać wszystkie dopasowane linie próbkowania dorosłych monitorów kapnograficznych ze wszystkimi parami linii próbkowania dorosłych monitorów kapnograficznych.

3. Zmierz dokładność ETCO2 jako funkcję częstości oddechów

  1. Przygotować manekina, umieszczając go w pozycji leżącej na plecach i podłączyć przewód do pobierania próbek do manekina zgodnie z instrukcjami producenta.
  2. Podłącz linię próbkowania do monitora kapnograficznego i zmień ustawienie monitora kapnograficznego, aby akceptować linie próbkowania od wszystkich producentów, wybierając Ustawienia i Anuluj identyfikację złotego pierścienia.
  3. Przygotuj i skalibruj przyrząd symulatora oddechu, aby kontrolować symulowaną częstość oddechów.
    UWAGA: Przyrząd symulatora oddechu składa się z 2-drogowego elektrycznego zaworu sterującego, pozwalającego na precyzyjną kontrolę przepływu CO2 i N2 do manekina, w celu symulacji ludzkiego oddechu.
    1. Użyj przepływomierza, aby zmierzyć przepływ gazu i skalibrować go do 10 l/min.
    2. Otwórz oprogramowanie symulatora oddechu i ustaw cykl pracy na 50%.
    3. Przetestuj szczelności w systemie za pomocą przyrządu do testowania szczelności.
      1. Podłącz przewód próbkowania do portu CO2 w przyrządzie do testowania szczelności.
      2. Utworzyć załamanie w przewodzie pobierania próbek, aby zapobiec wydostawaniu się CO2 na koniec linii pobierania próbek.
      3. Stosując natężenie przepływu 50 ml/min CO2 pozwól, aby ciśnienie w przewodzie do pobierania próbek wzrosło do 300 mmHg, a następnie przestań dodawać CO2 .
      4. Obserwuj, czy ciśnienie w przewodzie do pobierania próbek pozostaje takie samo lub spada. Jeśli ciśnienie spadnie, oznacza to nieszczelność w systemie i w kroku 4.2 należy zastosować nowy przewód do pobierania próbek.
    4. Podłącz przyrząd symulatora oddechu do manekina.
  4. Zwiększyć natężenie przepływuCO2 o 5% do 10 l/min, a natężenie przepływu N2 do 10 l/min za pomocą przyrządu symulatora oddechu. Utrzymuj stałe natężenie przepływu przez cały czas trwania testu.
  5. Odczekaj 30 sekund, aby umożliwić ustalenie stałego kształtu fali kapnograficznej, a następnie zapisz wartość ETCO2 (mmHg).
  6. Zmierz łącznie 10 wartości ETCO2 w ciągu 180 sekund.
  7. Zmień częstość oddechów za pomocą przyrządu symulatora oddechu, pozwól na normalizację kształtu fali kapnograficznej przez 30 sekund i zarejestruj 10 odczytów ETCO2 w ciągu 180 sekund.
    1. Powtórz odczyty dla każdej badanej częstości oddechów: 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120 i 150 uderzeń na minutę.
  8. Określ średnią i odchylenie standardowe 10 zmierzonych odczytów dla każdej częstości oddechów.
  9. Powtórzyć kroki 4.1-4.8 dla wszystkich 16 badanych linii pobierania próbek.
  10. Wykonaj analizę statystyczną przy użyciu wykresów graficznych Blanda-Altmana, aby ocenić odchylenie linii próbkowania.

4. Zmierz dokładność ETCO2 w obecności dodatkowego O2

  1. Przygotuj przyrząd do manekina i symulatora oddechu zgodnie z opisem w krokach 4.1-4.3. Ustaw przyrząd symulatora oddechu na 10 uderzeń na minutę.
  2. Podłącz linię O2 do 100% O2.
  3. Zwiększyć natężenie przepływu CO2 do 6 l/min, a natężenie przepływuO2 do 0 l/min, aby wykorzystać je jako pomiar odniesienia.
  4. Aby umożliwić ustabilizowanie się kształtu fali kapnograficznej, odczekaj 30 sekund przed zarejestrowaniem wartości ETCO2.
  5. Odczytaj wartość ETCO2 10 razy w ciągu 180 sekund.
  6. Zmień natężenie przepływu CO2 i O2 , pozwól na normalizację przebiegu kapnograficznego przez 30 sekund i powtórz 10 pomiarów ETCO2 przez 180 sekund. Aby uchwycić typowe scenariusze kliniczne, należy użyć następujących kombinacji natężeń przepływu CO2 i O2 :
    1. Stosować kombinację 2 l/min CO2 i 2 l/min O2 .
    2. Stosować kombinację 4 l/min CO2 i 2 l/min O2 .
    3. Stosować kombinację 4 l/min CO2 z 4 l/min O2 .
    4. Stosować kombinację 6 l/min CO2 z 4 l/min O2 .
    5. Stosować kombinację 6 l/min CO2 z 6 l/min O2 .
    6. Stosować kombinację 8 l/min CO2 z 6 l/min O2 .
  7. Powtórzyć badanie zgodnie z opisem w ppkt 5.1-5.6 dla każdej linii pobierania próbek.
  8. Wykonaj analizę statystyczną przy użyciu wykresów graficznych Blanda-Altmana, aby ocenić odchylenie linii próbkowania.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wytrzymałość na rozciąganie
Szesnaście linii do pobierania próbek kapnograficznych od 7 producentów zostało przetestowanych w celu określenia wytrzymałości na rozciąganie każdego z głównych złączy linii do pobierania próbek (Rysunek 1, Tabela materiałów). Ze względu na różnice w konstrukcji linii do pobierania próbek, nie wszystkie połączenia występują we wszystkich liniach pobierania próbek. Monitor kapnograficzny dopasowany do linii pobierania próbek 8, 9, 14, 15 i 16 miał minimalną całkowitą wytrzymałość na rozciąganie od 3,55 kg do 5,94 kg. Większość par krzyżowych linii pobierania próbek wykazywała podobną ogólną wytrzymałość na rozciąganie (tabela 1). Najsłabszą wytrzymałością na rozciąganie charakteryzowała się linia próbkowania 6, przy wytrzymałości na rozciąganie równej 1,33 kg na połączeniu rurki CO2 z rurą 4-drożną. Wspólne słabe punkty wszystkich linii do pobierania próbek obejmowały połączenie między rurką CO2 a rurką 4-drożną oraz połączenie między kaniulą a rurką CO2 .

Czas powstania
Czas narastania, zdefiniowany jako czas potrzebny do wzrostu zmierzonej wartości CO2 z 10% do 90% wartości końcowej (Rysunek 2), został określony dla tych samych 16 linii próbkowania kapnograficznego (Tabela materiałów). Porównanie dopasowanych i par krzyżowych linii próbkowania monitora kapnograficznego wykazało, że czas narastania dla wszystkich linii próbkowania sparowanych krzyżowo był znacznie dłuższy (odpowiednio 147 ± 23 ms w porównaniu z 201 ± 66 ms; p<0,001). Istotną różnicę stwierdzono również między dorosłymi dopasowanymi i skrzyżowanymi liniami próbkowania (135 ± 13 ms vs. 214 ± 61 ms; p<0,001), ale nie między pediatrycznymi dopasowanymi i skrzyżowanymi liniami próbkowania (156 ± 25 ms vs. 169 ± 69 ms; p = 0,395). Na podstawie zmierzonego czasu narastania dla każdej linii pobierania próbek, maksymalnej częstości oddechów (BPM) i czasu wydechu, przy użyciu stosunku wdechu do wydechu 1:1 i 1:2, określono dokładność każdej linii próbkowania przy 150 BPM. Podczas gdy większość linii pobierania próbek wykazywała dokładność przy 150 BPM dla obu współczynników oddychania, linie próbkowania 2, 3, 6, 7, 12 i 13 nie zachowywały dokładności przy 150 BPM, podczas gdy linie pobierania próbek 1, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 14, 15 i 16 zachowywały dokładność we wszystkich badanych warunkach (tabela 2). W szczególności linie próbkowania 3, 6 i 13 nie spełniały normy dokładności przy 150 uderzeniach na minutę zarówno w stosunku 1:1, jak i 1:2 wdech do wydechu.

Dokładność ETCO2 w funkcji częstości oddechów
Dokładność ETCO2 mierzono przy użyciu częstości oddechów od 10 do 150 uderzeń na minutę dla 16 linii pobierania próbek od 7 producentów (tabela materiałów). Oczekiwany ETCO2 w obecności 5% CO2 wynosił 34 mmHg przy ciśnieniu otoczenia, a zakres predefiniowany jako dopuszczalna dokładność wynosił ±2 mmHg dla odczytów w zakresie 0-38 mmHg i ±5% odczytu + 0,08 na każdy 1 mmHg powyżej 38 mmHg. Wśród badanych dorosłych linii próbkowania, przy 10 uderzeniach na minutę, linie próbkowania 8 i 9 odczytują ETCO2 równe 33-34 mmHg (Rysunek 3A). Linie próbkowania 2, 5, 6 i 7 odczytują również poziomy ETCO2 w dopuszczalnym zakresie (31-34 mmHg) przy najniższych częstościach oddychania (10-20 BPM). Natomiast linie próbkowania 3 i 4 zgłaszały niskie poziomy ETCO2 przy najniższym częstym oddechu (10 BPM), a odczyty te spadały 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 wskaźnikach oddychania (120-150 BPM); Linie próbkowania 2, 3, 4, 5, 6 i 7 odczytują wartości ETCO2 równe 0 mmHg przy bardzo wysokich częstościach oddychania (≥100 BPM). Podobny wzorzec zaobserwowano w liniach pobierania próbek u dzieci i noworodków, w których linie pobierania próbek 10, 11, 14, 15 i 16 rejestrowały odczyty we wszystkich częstościach oddychania, a linie pobierania próbek 12 i 13 zgłaszały ETCO2 równe 0 mmHg przy częstości oddychania ≥100 BPM (Rysunek 3B). Odchylenie odczytów ETCO2 zostało potwierdzone przy użyciu wykresów Blanda-Altmana dla dopasowanych i sparowanych linii próbkowania monitora kapnograficznego, gdzie większość pomiarów ETCO2 mieściła się w granicach 95%, ale dopasowane linie próbkowania wykazywały wyższą dokładność z tendencją do przeszacowywania ETCO2 przy 150 BPM, a sparowane krzyżowo linie próbkowania zdecydowanie nie doceniały miar ETCO2, gdy częstość oddechów wynosiła 80 BPM lub więcej (Rysunek 4A-B).

Dokładność ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu
Oprócz zbadania dokładności wartości ETCO2 komercyjnych linii do pobierania próbek od 7 producentów (tabela materiałów) w funkcji częstości oddechów, ich dokładność oceniono również w obecności 2, 4 lub 6 l/min dodatkowego tlenu (Rysunek 5), które reprezentują zakres dodatkowych natężeń przepływu tlenu powszechnie stosowanych w warunkach klinicznych. 3,29 We wszystkich przypadkach oczekiwane ETCO2 wynosiło 34 mmHg. Przy braku dodatkowego tlenu, wartości ETCO2 wynosiły 34 ± 0 mmHg dla linii próbkowania 8 i 9 oraz tak niskie, jak 16 ± 0 mmHg dla linii pobierania próbek 3, 4 i 12 (Rysunek 5A). Po dodaniu 2 l/min dodatkowego tlenu większość linii pobierania próbek wykazała spadek obserwowanych wartości ETCO2, w zakresie od 0 ± 0 mmHg do 23 ± 1 mmHg; Linie próbkowania 7, 8 i 9 wykazały wartości ETCO2 między 33 ± 0 mmHg a 34 ± 0 mmHg (Rysunek 5B). Najbardziej ekstremalny spadek wartości ETCO2 wystąpił w linii próbkowania 2, która mierzyła ETCO2 na poziomie 0 mmHg w obecności zaledwie 2 l/min dodatkowego tlenu; zaobserwowano to również w liniach pobierania próbek 2 i 5 w obecności dodatkowego tlenu o stężeniu 4 i 6 l / min ( Rysunek 5C-D). Zmniejszoną dokładność ETCO2 zaobserwowano również w liniach pobierania próbek 1, 6, 10, 11 i 13 w obecności 2, 4 lub 6 l / min dodatkowego tlenu (Rysunek 5B-D). Wykresy Blanda-Altmana dla monitora kapnograficznego z dopasowanymi i parami krzyżowymi linii próbkowania wskazują, że podczas gdy dopasowane linie próbkowania miały wysoką precyzję i ograniczone odchylenie w odczytywaniu poziomów ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu, skrzyżowane linie próbkowania konsekwentnie zaniżały ETCO2 w obecności dodatkowego tlenu (Rysunek 6A-B).

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

Tabela 2: Czas narastania linii próbkowania kapnograficznego w połączeniu z przenośnym monitorem kapnograficznym. Czas narastania dla każdej linii pobierania próbek został zmierzony 10 razy, aby zapewnić dokładność wyników. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

figure-results-1
Rysunek 1: Projekt linii próbkowania kapnograficznego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: Podstawy kapnografii strumienia bocznego. (A) Przykładowy projekt linii do pobierania próbek, pokazujący, w jaki sposób wydychany CO2 jest pobierany przez urządzenie. (B) Typowa korelacja między natężeniem przepływu oddechowego (linia) a ETCO2 (zielona linia) w funkcji czasu. Stały uzupełniający przepływO2 jest reprezentowany przez niebieską linię przerywaną. Dokładny pomiar ETCO2 następuje, gdy CO2 osiągnął szczyt (zielona linia przerywana). Niedokładne pomiary ETCO2 (czerwone przerywane linie) mogą wystąpić w późniejszym okresie cyklu oddechowego, gdy CO2 jest rozcieńczany dodatkowymO2 . Dzieje się tak najczęściej, gdy natężenie przepływu wydychanego CO2 jest równe przepływowi dodatkowegoO2 . Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rycina 3: Dokładność ETCO2 linii pobierania próbek kapnograficznych dla dorosłych i dzieci w funkcji częstości oddechów. Zmierzono wartości ETCO2 dla (A) linii próbkowania kapnograficznego dla dorosłych i (B) dzieci i noworodków w zakresie częstości oddechów od 10 do 150 uderzeń na minutę. We wszystkich przypadkach oczekiwana wartość ETCO2 wynosi 34 mmHg. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rysunek 4: Wykres Blanda-Altmana dla ETCO2 mierzy za pomocą (A) dopasowanych linii próbkowania w funkcji zwiększającej częstości oddechów i (B) par krzyżowych linii próbkowania w funkcji zwiększania częstości oddechów. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-5
Rysunek 5: Dokładność ETCO2 linii pobierania próbek kapnograficznych w obecności zwiększającego się dodatkowego tlenu. Dokładność ETCO2 jest podawana dla (A) braku dodatkowego tlenu; B) 2 l/min dodatkowego tlenu; C) 4 l/min dodatkowego tlenu; oraz (D) 6 l/min dodatkowego tlenu. Zielona linia przy 34 mmHg reprezentuje oczekiwaną wartość ETCO2 we wszystkich pomiarach. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-6
Rysunek 6: Wykres Blanda-Altmana dla pomiarów ETCO2 za pomocą (A) dopasowanych linii pobierania próbek w funkcji zwiększania dodatkowego natężenia przepływuO2; (B) Skrzyżowane parzyste linie pobierania próbek w funkcji zwiększania dodatkowego natężenia przepływuO2. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
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

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Monitoring Exhaled Carbon Dioxide. Respiratory Care. 61 (10), 1397-1416 (2016).">Siobal, M. S. Monitoring Exhaled Carbon Dioxide. Respiratory Care. 61 (10), 1397-1416 (2016).
  2. 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).">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. 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).">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. Special announcement: Guidelines to the Practice of Anesthesia - Revised Edition 2016. Canadian Journal of Anaesthesia. 63 (1), 12-15 (2016).">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. Capnography standards for outside the operating room. Current Opinion in Anaesthesiology. 29 (4), 485-492 (2016).">Whitaker, D. K., Benson, J. P. Capnography standards for outside the operating room. Current Opinion in Anaesthesiology. 29 (4), 485-492 (2016).
  6. Practice guidelines for the prevention, detection, and management of respiratory depression associated with neuraxial opioid adminstration. Anesthesiology. 110 (2), 218-230 (2009).">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. 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).">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. Standards for Basic Anesthetic Monitoring. American Society of Anesthesiologists Committee on Standards and Practice Parameters. , (2015).">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. 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).">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. Growth of Nonoperating Room Anesthesia Care in the United States: A Contemporary Trends Analysis. Anesthesia and Analgesia. 124 (4), 1261-1267 (2017).">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. Respiratory Gas Analysis-Technical Aspects. Anesthesia and Analgesia. 126 (3), 839-845 (2018).">Jaffe, M. B. Respiratory Gas Analysis-Technical Aspects. Anesthesia and Analgesia. 126 (3), 839-845 (2018).
  12. Capnography for Monitoring End-Tidal CO2 in Hospital and Pre-hospital Settings: A Health Technology Assessment. 142, CADTH health technology assessment (2016).">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. Carbon dioxide kinetics and capnography during critical care. Critical Care. 4 (4), London, England. 207-215 (2000).">Anderson, C. T., Breen, P. H. Carbon dioxide kinetics and capnography during critical care. Critical Care. 4 (4), London, England. 207-215 (2000).
  14. Current methodological and technical limitations of time and volumetric capnography in newborns. Biomedical Engineering Online. 15 (1), 104(2016).">Schmalisch, G. Current methodological and technical limitations of time and volumetric capnography in newborns. Biomedical Engineering Online. 15 (1), 104(2016).
  15. A Comparison of Different Techniques for Interfacing Capnography With Adult and Pediatric Supplemental Oxygen Masks. Respiratory Care. 62 (1), 78-85 (2017).">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. Is measurement of end-tidal CO2 through a nasal cannula reliable. Anesthesia Progress. 44 (1), 23-26 (1997).">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. 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).">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. 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).">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. Evaluation of an oxygen mask-based capnometry device in subjects extubated after abdominal surgery. Respiratory Care. 60 (5), 705-710 (2015).">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. 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).">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. 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).">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. 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).">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. 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).">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. Comparative study about the tensile strength and yielding mechanism of pacing lead among major manufacturers. Pacing and Clinical Electrophysiology. 41 (7), 828-833 (2018).">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. Comparison of Changes in Tensile Strength in Three Different Flexible Epidural Catheters Under Various Conditions. Anesthesia and Analgesia. 123 (1), 233-237 (2016).">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. Does end-tidal carbon dioxide monitoring detect respiratory events prior to current sedation monitoring practices. Academic Emergency Medicine. 13 (5), 500-504 (2006).">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. The relationship between minute ventilation and end tidal CO2 in intubated and spontaneously breathing patients undergoing procedural sedation. PloS One. 12 (6), e0180187(2017).">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. 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).">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. A critical assessment of monitoring practices, patient deterioration, and alarm fatigue on inpatient wards: a review. Patient Safety in Surgery. 8, 29(2014).">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. Supplemental oxygen impairs detection of hypoventilation by pulse oximetry. Chest. 126 (5), 1552-1558 (2004).">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. Risk factors for opioid-induced respiratory depression and failure to rescue: a review. Current Opinion in Anaesthesiology. 31 (1), 110-119 (2018).">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. 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).">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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Capnography Sampling LinePortable Capnography MonitorTensile Strength TestRise Time MeasurementETCO2 Accuracy TestSupplemental Oxygen EffectRespiratory Rate TestCross paired Sampling LinesBench Test EvaluationClinical Validation Study

Related Articles