呼吸湿化:冷凝水管理知多少

冷凝水管理 知多少

从梅雨季湿漉漉的墙壁地面,到呼吸机管路中的流动水,冷凝水形成是我们熟悉的一个物理现象。而在气道温湿化治疗的过程中,有效的冷凝水管理是至关重要的一环。如果你也对冷凝水管理这个议题感兴趣,就让我们先来回答第一个问题:为什么会出现冷凝水?


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冷凝水的诞生?

要解决这湿哒哒的烦恼,我们必须先从“湿度”这个概念开始说起。湿度,是气体中水蒸气的量。当气体的温度上升,气体容纳水蒸气的能力也会随之上升。


绝对湿度丨Absolute Humidity

绝对湿度指单位体积的气体中所含有的水蒸气。


相对湿度丨Relative Humidity

相对湿度常用百分比来表示,代表在某个特定温度下,气体中水蒸气的实际含量与气体所能容纳的水蒸气总量的比值。例如在某个温度下,气体的相对湿度为 25%,我们可以理解为气体中目前的水蒸气,占其能够容纳水蒸气能力的 25%;而 RH 100%,也就说明气体在当前温度下达到水蒸气饱和的状态。


露点丨Dewpoint

气体的温度越高,容纳水蒸气的能力也越强。当水蒸气饱和状态下的气体温度下降,意味着气体容纳水蒸气的能力会随之下降,于是多余的水蒸气将转变成液态水,这个现象称之为冷凝。而气体处于相对湿度 100% 状态下的温度,称之为露点。


以下请划重点!

A. 气体温度上升,容纳水蒸气的能力增加;

B. 露点指气体处于水蒸气饱和状态(RH 100%)下的温度;

C. 当气体从露点降温,因容纳水蒸气的能力下降而出现冷凝,多余气态水蒸气凝结成液态水滴,温度下降越多,冷凝体积越大。


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看到这里我们应当为冷凝水正名:冷凝水的出现并不全然是一件坏事。正因为冷凝现象出现的前提条件是气体已经达到水蒸气饱和状态,所以湿化器启动一段时间后,我们会在水罐的内壁观察到水雾/水珠形成,这是湿化效果好的表现。


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管路冷凝水相关因素


既然呼吸管路中冷凝现象的出现,是由于气体自露点降温导致的,那在管路内外有哪些因素引起温度改变呢?下图展示的是 成人 ICU 的常见情景,五个点所指示的“环境因素”和“设备布局”因素可能就是我们要找的答案。


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下面就让我们依次序排查。请向右滑动下图查看排查的结果。通过合理的环境布局,减少下列因素带来的冷凝现象,自然是冷凝水管理极为关键的环节。


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下面再让我们把场景转换到 儿科ICU 。弱小的新生儿常被放置在保暖设备中,因此在合理安排儿科管路时,我们必须考虑到辐射台和暖箱所带来的影响因素。

首先是暖箱,下面两张图展现的都是在暖箱中接受治疗的新生儿,MR850 湿化器的气道端温度探头却分别放置在了暖箱内和暖箱外。实际上这两种做法都可以是正确的,在我们权衡是否需要保留延长管以将探头放置于暖箱外时,暖箱的温度是否达到 34℃ 是关键。


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情景一 探头放置于暖箱内

适用于暖箱温度设置 <34℃ 的情况

当暖箱设置的温度低于 34℃,应当移除不加热的延长管。因为此时暖箱内的温度相对较低,不会对探头和加热丝的工作带来影响,而保留延长管更可能会带来较多的冷凝水形成。


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情景二 探头放置于暖箱外

适用于暖箱温度设置 ≥34℃ 的情况

当暖箱的设置温度 ≥34℃,应当保留管路延长管,并将 MR850 湿化器的气道温度探头置于暖箱外。其目的是避免箱内高温影响探头正常工作。但如果使用中发现了冷凝水难以管理时,可尝试移除延长管以减少冷凝水。


而使用辐射台时该如何设置呢?如下图所示,辐射台红外线可能会影响探头和管路,但此时周围的温度不太可能超过 34℃,因此延长管应当被移除。


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温度/流量探头

温度/流量探头负责实时监测数据并反馈回 MR850 湿化器,湿化器根据这些数据自动调整。因此探头是否正确放置,对湿化最终效果和冷凝水控制具有重大影响。


检查:水罐端探头正确连接,完全置入管路中

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检查:气道端探头正确连接,完全置入管路中


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检查:气道端探头朝上放置


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无加热的附件

检查在管路 Y 型件后连接的附件长度,包括延长管、雾化器及 ETCO2 接头等等。这些配件都是不加热的,如果长度过长,会造成气体冷却并带来冷凝水困扰。如果可能的话,移除任何不需要的附件。

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湿化器位置

确保管路中既已形成的冷凝水无法流向患者端,是冷凝水管理中非常非常重要的一环。在安排湿化器位置的时候应当确保湿化器放置低于病人端,充分利用“水往低处流”的原理,将可能形成的冷凝水导向水罐端。


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工程师有话说

科技推动临床不断进步,如何在现有技术下尽可能预防冷凝水形成,呼吸湿化系统产品的设计者,也就是费雪派克医疗的工程师们,也有话要说说。


吸气端冷凝水,如何减少?

尽可能减少气体传送过程中的降温是关键。在最新的成人有创呼吸管路吸气端,我们采用了微蜂窝隔热技术 MicroCellTM,它的原理是在外部冷空气和内部水蒸气之间营造一个有效的隔热层,以减少温降和冷凝。


呼气端冷凝水,如何减少?

呼气端我们采用了独创的“透水不透气材料”,这种先进的材料允许水蒸气通过管壁弥散。我们把这种材料称为EvaquaTM,也就是Evaporate Water,使水分蒸发的意思,它仅允许水蒸气渗透,但维持气密性。


来源:费雪派克医疗
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