Làm ẩm trong thở máy ở bệnh nhân người lớn

Bài viết Làm ẩm trong thở máy ở bệnh nhân người lớn được BS. Đặng Thanh Tuấn dịch từ bài viết gốc: Humidification during Mechanical Ventilation in the Adult Patient

1. Tóm tắt

Làm ẩm và ấm khí hít vào là tiêu chuẩn trong chăm sóc bệnh nhân thông khí cơ học trong một thời gian dài. Hơn một thế kỷ trước, một loạt các báo cáo mô tả tổn thương đường thở quan trọng khi sử dụng khí khô trong quá trình thông khí nhân tạo.

Do đó, các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc hô hấp đã sử dụng các máy tạo độ ẩm bên ngoài để bù đắp cho việc thiếu các cơ chế làm ẩm tự nhiên khi đường hô hấp trên bị nối tắt. Đặc biệt, các thiết bị làm ẩm chủ động và thụ động đã phát triển nhanh chóng. Hệ thống tinh vi bao gồm các bình chứa, dây điện trở, thiết bị sưởi ấm và các yếu tố khác đã trở thành một phần của các thiết bị thông thường của chúng tôi trong đơn vị chăm sóc đặc biệt.

Do đó, kiến thức cơ bản về cơ chế hoạt động của từng thiết bị này, cũng như ưu điểm và nhược điểm của chúng, trở thành một điều cần thiết cho việc chăm sóc hô hấp và chuyên gia chăm sóc đặc biệt. Trong bài báo này, chúng tôi xem xét các phương pháp hiện tại để tạo độ ẩm đường thở trong quá trình thông khí cơ học xâm lấn của bệnh nhân người lớn. Chúng tôi mô tả một loạt các thiết bị và mô tả các ứng dụng theo điều kiện lâm sàng cụ thể.

2. Giới thiệu

Năm 1871, Friedrich Trendelenburg đã mô tả nội khí quản đầu tiên cho việc điều trị gây mê toàn thân [1]. Kể từ đó, ngày càng nhiều các y văn nghiên cứu về các tác động của khí khô trên đường hô hấp của bệnh nhân đặt nội khí quản. Trên thực tế, một nghiên cứu trên mười tám bệnh nhân được gây mê toàn thân đã chứng minh rằng sau ba giờ tiếp xúc với khí gây mê khô, tế bào biểu mô hô hấp có 39% tổn thương lông chuyển, 39% thay đổi tế bào chất và 48% thay đổi hạt nhân [2].

Sauđó, các tác giả khác đã xem xét tác động của khí khô lên niêm mạc ở chó gây mê cho các phẫu thuật nối tắt tim-phổi. Trong nhóm tiếp xúc với khí khô, lớp niêm mạc hô hấp đã giảm tốc độ thanh thải so với nhóm hít khí hoàn toàn làm ẩm [3]. Trong suốt những năm qua, một lượng lớn tài liệu đã cho thấy những tác động không thuận lợi của không đủ làm ẩm đường hô hấp [4–10].

Do đó, làm ẩm trong quá trình thông khí cơ học xâm lấn hiện là tiêu chuẩn chăm sóc được chấp nhận [11].

Trong tổng quan này, chúng tôi hướng đến việc mô tả các nguyên tắc cơ bản về làm ẩm đường hô hấp trên các bệnh nhân thở máy, các thiết bị tạo độ ẩm thường được sử dụng nhất và lựa chọn độ ẩm phù hợp theo điều kiện lâm sàng.

3. Kiểm soát sinh lý đường thở về nhiệt độ và độ ẩm

Độ ẩm là lượng nước trong trạng thái hơi chứa trong khí. Độ ẩm thường được phân loại thành độ ẩm tuyệt đối hoặc tương đối. Độ ẩm tuyệt đối (AH, Absolute humidity) là trọng lượng của nước có trong một thể tích khí nhất định và nó thường được biểu thị bằng mg/L.

Độ ẩm tương đối (RH, Relative humidity) là tỷ số giữa trọng lượng thực của hơi nước (AH) so với khả năng khí có thể giữ được lượng hơi nước tối đa ở một nhiệt độ cụ thể. Bất cứ khi nào lượng hơi nước chứa trong một mẫu chất khí bằng dung tích hơi nước tối đa của nó, thì RH là 100% và khí hoàn toàn bão hòa hơi nước.

Điều quan trọng là phải hiểu rằng dung tích hơi nước của mẫu khí sẽ tăng theo cấp số nhân với nhiệt độ [3]. Do đó, nếu độ ẩm tuyệt đối không đổi, RH sẽ giảm bất cứ khi nào nhiệt độ tăng (vì mẫu số tăng) và RH sẽ tăng khi nhiệt độ giảm (vì khả năng giữ hơi nước giảm). Trong tình huống sau, vì hàm lượng nước trong khí vượt quá khả năng giữ nước của nó, nước sẽ ngưng tụ thành những giọt chất lỏng.

Tình trạng này trở nên đặc biệt liên quan đến bệnh nhân thở máy, vì nước lỏng có khuynh hướng tích lũy ở điểm thấp hơn của ống, tăng sức đề kháng đối với việc phân phối khí. Ở mực nước biển, khả năng giữ nước ở nhiệt độ cơ thể và áp suất bão hòa (BTPS) là 43,9 mg nước trên mỗi lít khí.

Bảng 1 cho thấy các yêu cầu về độ ẩm cho việc phân phối khí tại các vị trí giải phẫu khác nhau trong đường hô hấp [12].

Bảng 1: Các yêu cầu về độ ẩm cho việc phân phối khí tại các vị trí giải phẫu khác nhau trong đường hô hấp.

Vị tríMũi hoặc miệngHạ họngGiữa khí quản
Độ ẩm cần thiếtRH là 50% với AH là 10 mg/L ở 22oCRH là 95% với AH là 28- 34 mg/L ở 29-32oCRH là 100% với AH là 36- 40 mg/L ở 31-35oC

[Reference 12]

Trao đổi nhiệt và độ ẩm là một trong những chức năng quan trọng nhất của hệ hô hấp. Các mô liên kết của mũi được đặc trưng bởi một hệ thống mạch máu phong phú của nhiều tĩnh mạch và thành mỏng. Hệ thống này chịu trách nhiệm làm ấm không khí hít vào để tăng khả năng độ ẩm của nó. Khi không khí hít vào đi xuống đường hô hấp, nó đạt đến một điểm mà ở đó nhiệt độ của nó là 37°C và độ ẩm tương đối của nó là 100%.

Điểm này được gọi là ranh giới bão hòa đẳng nhiệt (ISB, isothermic saturation boundary), và nó thường nằm dưới carina 5 cm [5]. Niêm mạc đường hô hấp được lót bởi biểu mô trụ có lông chuyển phân tầng (pseudostratified columnar ciliated epithelium) và với nhiều tế bào trụ tiết chất nhày (goblet cells).

Những tế bào này, cũng như các tuyến dưới niêm mạc bên dưới biểu mô, chịu trách nhiệm duy trì lớp màng nhầy phục vụ như một cái bẫy cho các mầm bệnh và như một giao diện để trao đổi độ ẩm. Ở mức độ tiểu phế quản tận, biểu mô biến thành một tế bào dạng hình khối đơn giản với các tế bào goblet tối thiểu và ít có các tuyến dưới niêm mạc. Do đó, khả năng của các đường dẫn khí này đạt được cùng một mức độ ẩm được duy trì bởi đường hô hấp trên bị giới hạn [14].

Sau khi đặt nội khí quản, vì đường hô hấp trên mất khả năng làm ấm và ẩm khí hít vào, ISB bị dịch chuyển xuống đường hô hấp phía dưới. Điều này áp đặt một gánh nặng trên đường hô hấp dưới, vì nó không được chuẩn bị tốt cho quá trình làm ẩm. Do đó, việc cung cấp khí y tế lạnh và khô một phần mang lại những tổn thương tiềm ẩn cho biểu mô hô hấp, biểu hiện bằng cách tăng công thở, xẹp phổi, dịch tiết mất nước và cô đặc, ho và/hoặc co thắt phế quản [15].

Đáng chú ý, có những yếu tố khác có thể làm thay đổi ISB tạo ra các hiệu ứng tương tự, chẳng hạn như thở miệng, thở không khí lạnh và khô, và/hoặc thông khí phút tăng. Trong thực tế, hít phải một lượng lớn không khí lạnh trong khi tập thể dục được cho là yếu tố kích phát của hen suyễn do tập thể dục gây ra [16].

Trong quá trình thở ra, khí thở ra chuyển nhiệt trở lại niêm mạc đường hô hấp trên. Khi nhiệt độ đường khí giảm, khả năng giữ nước cũng giảm. Do đó, nước ngưng tụ được tái hấp thu bởi niêm mạc, phục hồi hydrat hóa của nó. Quan trọng hơn, trong thời tiết lạnh, lượng nước ngưng tụ có thể vượt quá khả năng niêm mạc để chấp nhận nước. Do đó, lượng nước còn lại tích lũy trong đường hô hấp trên với hậu quả là chảy nước mũi.

Để tránh những hậu quả nói trên liên quan đến việc thiếu độ ẩm ở bệnh nhân thở máy, một loạt các thiết bị (làm ẩm) đã được giới thiệu trong thực hành lâm sàng. Trong các đoạn dưới đây, chúng tôi mô tả các loại máy tạo độ ẩm hiện tại được sử dụng trong thông khí cơ học.

4. Các loại thiết bị làm ẩm

Máy làm ấm và ẩm (humidiiers) là các thiết bị bổ sung hơi nước vào khí. Chúng
được phân loại là chủ động hoặc thụ động dựa trên sự hiện diện của nguồn nhiệt và nước bên ngoài (làm ẩm chủ động), hoặc sử dụng nhiệt độ và độ ẩm của bệnh nhân để đạt được độ ẩm trong hơi thở tiếp theo (làm ẩm thụ động).

4.1 Làm ẩm chủ động (Active Humidifiers)

Làm ẩm chủ động hoạt động bằng cách cho phép không khí đi qua bên trong một buồng chứa nước nóng (heated water reservoir). Các thiết bịnày được đặt trong nhánh hít vào (inspiratory limb) của bộ dây máy thở, gần bên phía máy thở.

Sau khi không khí được nạp với hơi nước trong buồng chứa, nó di chuyển dọc theo nhánh hít vào đến đường hô hấp của bệnh nhân. Khi hơi nước ngưng tụ có thể tích tụ khi nhiệt độ xung quanh của nhánh hít vào giảm, các hệ thống này được bổ sung các bẫy nước, đòi hỏi phải đổ bỏ nước ngưng tụ thường xuyên để tránh nguy cơ gây nhiễm bẩn bộ dây thở. Hình 1 cho thấy một sơ đồ của một máy tạo độ ẩm nóng hoạt động ở 50°C để đạt được AH là 84 mg/L ở phía bên của máy tạo độ ẩm nhưng chỉ đạt được AH là 44 mg/L do sự ngưng tụ đáng kể trong ống [17].

Do thiếu sót nói trên, máy làm ẩm và ấm thường được bổ sung thêm dây điện trở nung nóng (HWH, heated wires) dọc theo nhánh hít vào để giảm thiểu vấn đề này. Những máy tạo độ ẩm này có 2 cảm biến (sensors) ở đầu ra của máy tạo độ ẩm và ở phần Y, gần bệnh nhân. Các cảm biến này hoạt động theo kiểu vòng kín, cung cấp phản hồi liên tục cho bộ điều chỉnh trung tâm để duy trì nhiệt độ mong muốn ở mức đầu xa (Y-piece). Khi nhiệt độ thực tế vượt quá hoặc giảm quá mức cực đoan nhất định, hệ thống báo động sẽ được kích hoạt.

Mặc dù hệ thống lý tưởng nên cho phép tự động khắc phục dựa trên mức độ ẩm, cảm biến thương mại có sẵn cung cấp phản hồi dựa trên những thay đổi về nhiệt độ [18]. Hình 2 cho thấy một máy tạo độ ẩm hoạt động với một sợi dây nóng trong nhánh hít vào; cả hai cảm biến nhiệt độ, một ở phía bên của bệnh nhân và một ở đầu ra của buồng chứa nước nóng, được hiển thị [17]. Cài đặt nhiệt độ thông thường cho các máy làm ẩm hiện tại là 37°C. Hiệu suất của máy tạo độ ẩm có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ phòng, cũng như thông khí phút của bệnh nhân.

Việc tăng thông khí phút, với cùng một nhiệt độ của buồng chứa nước nóng có thể không đủ để cung cấp AH phù hợp cho bệnh nhân. Do đó, một số máy tạo độ ẩm được bổ sung các hệ thống bù tự động, tính toán lượng năng lượng nhiệt cần thiết để làm ẩm lượng khí nhất định và thay đổi nhiệt độ của buồng chứa nước cho phù hợp. Lellouche et al. nghiên cứu hiệu suất của hai HWH và HH không có dây nóng, dưới các nhiệt độ phòng khác nhau (cao, 28–30°C; bình thường, 22-24°C).

Các tác giả cũng nghiên cứu hiệu suất thiết bị bằng cách thay đổi nhiệt độ khí trong máy thở và dưới hai mức thông khí phút (V E) khác nhau (thấp 10 L/phút và cao 21 L/phút). Sự hiện diện của thông khí và nhiệt độ phòng cao làm giảm hiệu suất làm ẩm, với độ ẩm tuyệt đối dưới 20 mg H 2O/L. Một trong những máy tạo độ ẩm được thử nghiệm có hệ thống bù tự động cho những thay đổi trong thông khí phút.

Mô hình này đạt được mức AH cao hơn so với những máy chỉ dựa vào cảm biến nhiệt độ [19]. Hơn nữa, các nghiên cứu khác cũng đã tăng cường ảnh hưởng của nhiệt độ phòng, sai lệch trong thông khí phút và nhiệt độ khí của máy thở ở các mức độ ẩm tuyệt đối được phân phối cho bệnh nhân [20–22]. Đáng chú ý, một số nghiên cứu chỉ ra rằng máy làm ẩm mà không có dây nung nóng đạt được độ ẩm cao hơn HWHs. Tuy nhiên, rõ ràng là chúng có liên quan đến sự ngưng tụ và bài tiết dịch đường hô hấp hơn [23].

Do đó, các loại máy làm ẩm này đang ngày càng trở nên không phổ biến trong các nhà cung cấp chăm sóc hô hấp. Như đã đề cập trước đây, dây dẫn nhiệt được làm nóng có thể giảm thiểu sự ngưng tụ. Tuy nhiên, không khí thở ra có thể tạo thành nước ngưng tụ ở nhánh thở ra. Điều này đã dẫn đến việc sử dụng các mạch dây nóng đôi (DHW, double heated wire).

Thực hành này đã thay thế việc sử dụng các mạch dây nóng đơn (SHW, single heated wires) tại một số quốc gia [24]. Một kỹ thuật được mô tả khác để hạn chế sự ngưng tụ trong nhánh thở ra là sử dụng bộ dây thở ra dạng xốp (porous) [25].

Hình 1: Máy làm ẩm và ngưng tụ nóng, được điều chỉnh từ các nguyên tắc cơ bản về chăm sóc hô hấp của Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis:Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17].
Hình 1: Máy làm ẩm và ngưng tụ nóng, được điều chỉnh từ các nguyên tắc cơ bản về chăm sóc hô hấp của Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis:Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17].
Hình 2: Máy tạo độ ẩm và ấm có dây nóng ở nhánh hít vào, được điều chỉnh từ các nguyên tắc cơ bản về chăm sóc hô hấp của Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis:Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17]
Hình 2: Máy tạo độ ẩm và ấm có dây nóng ở nhánh hít vào, được điều chỉnh từ các nguyên tắc cơ bản về chăm sóc hô hấp của Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis:Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17]
Máy làm ẩm có thiết kế khác nhau và các kỹ thuật khác nhau để làm ẩm. Theo đó, các thiết bị này được phân loại là (1) sủi bọt (bubble); (2) mặt thoáng (passover); (3) ngược dòng (counter-flow); và (4) bốc hơi nội tuyến (inline vaporizer).

4.2 Làm ẩm sủi bọt (bubble).

Trong máy tạo độ ẩm sủi bọt, khí được đẩy xuống một ống vào đáy buồng chứa nước (Hình 3). Khí thoát ra từ đầu xa của ống dưới mặt nước tạo thành bong bóng, có độ ẩm khi chúng di chuyển lên mặt nước. Một số các máy tạo độ ẩm có bộ khuếch tán ở đầu xa của ống làm vỡ khí thành các bong bóng nhỏ hơn.

Các bong bóng nhỏ hơn, giao diện không khí – chất lỏng lớn hơn cho phép hàm lượng hơi nước cao hơn. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hàm lượng hơi nước của khí sinh ra là lượng nước trong bình chứa và tốc độ dòng khí. Đơn giản, cột nước trong thùng chứa càng cao, thì càng có nhiều giao diện không khí – chất lỏng hơn, do đó mực nước phải được kiểm tra thường xuyên. Xét về tốc độ dòng khí, khi dòng khí tốc độ chậm được phân phối, có nhiều thời gian hơn để làm ẩm khí.

Máy tạo ẩm sủi bọt có thể không làm nóng hoặc có làm nóng. Thông thường, các máy tạo độ ẩm sủi bọt không được làm nóng, được sử dụng với hệ thống phân phối oxy bằng đường mũi có lưu lượng thấp.

Máy làm ẩm sủi bọt có làm nóng cung cấp độ ẩm tuyệt đối cao hơn. Chúng được thiết kế để làm việc với tốc độ dòng chảy cao tới 100 L/phút. Những máy tạo ẩm này thường sử dụng bộ khuyếch tán để tăng giao diện không khí – chất lỏng. Một vấn đề với máy làm ẩm sủi bọt có làm nóng là biểu hiện sức đề kháng cao với luồng không khí, gây tăng công thở hơn so với loại mặt thoáng (passover) [26, 27]. Hơn nữa, chúng có thể tạo ra dạng hạt khí dung [28, 29]. Tuy nhiên, theo hướng dẫn của CDC về phòng ngừa viêm phổi liên quan đến thở máy báo cáo rằng lượng aerosol được tạo ra bởi các loại máy tạo độ ẩm này có thể không có ý nghĩa lâm sàng [30].

Mặc dù vậy, việc sử dụng máy tạo độ ẩm sủi bọt trong quá trình thông khí cơ học đã đánh mất lợi thế cho loại mặt thoáng.

Hình 3: Máy tạo độ ẩm sủi bọt và mặt thoáng, được điều chỉnh từ Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis: Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17].
Hình 3: Máy tạo độ ẩm sủi bọt và mặt thoáng, được điều chỉnh từ Egan’s Fundamentals of Respiratory Care, 10th edition, St. Louis: Mosby-Elsevier; 2012: 1424 [17].

4.3 Làm ẩm mặt thoáng (passover).

Trong các máy tạo độ ẩm mặt thoáng (Hình 3), khí đi qua một buồng chứa nước nóng mang hơi nước đến bệnh nhân. Chúng thường được sử dụng cho mục đích thông khí cơ học xâm lấn và không xâm lấn. Một biến thể khác của làm ẩm mặt thoáng là một cái bấc (wick) (Hình 3).

Trong loại thiết bị này, khí đi vào một buồng chứa và đi qua một bấc hoạt động như một miếng bọt biển có đầu xa của nó ngâm trong nước. Các lỗ chân lông bấc cung cấp thêm giao diện không khí – chất lỏng, cho phép độ ẩm hơn so với máy làm ẩm đơn giản. Các buồng chứa nước được cho ăn thông qua một hệ thống khép kín. Hệ thống này có thể được cung cấp nước hoặc bằng tay thông qua một cổng hoặc hệ thống cấp nước qua phao nổi (float feed system) đảm bảo mực nước vẫn hằng định trong toàn bộ thời gian. Khi khí khô đi vào buồng và di chuyển qua bấc, nhiệt độ và độ ẩm tăng lên.

Do thực tế rằng khí không xuất hiện bên dưới mặt nước, không có bong bóng nào được tạo ra. Một loại máy tạo độ ẩm mặt thoàng thứ ba liên quan đến màng kỵ nước (hydrophobic membrane) (Hình 3). Như với thiết bị bấc, khí khô đi qua bề mặt màng. Tuy nhiên, đặc tính kỵ nước của nó chỉ cho phép hơi nước đi qua, ngăn cản nước lỏng đi qua nó. Tương tự như máy tạo độ ẩm dùng bấc, bong bóng và hạt khí dung không được tạo ra. Như đã đề cập trước đây, các loại máy làm ẩm này thường được sử dụng trong quá trình thông khí cơ học hơn so với các loại sủi bọt do khả năng tạo sức cản với dòng khí thấp hơn và không sinh các hạt khí dung.

Trong mọi trường hợp, đầu dò nhiệt độ được đặt gần đầu nối Y của bộ dây máy thở để đảm bảo cung cấp khí với nhiệt độ tối ưu. Như đã nói ở trên, sự có mặt của nước ngưng tụ trong ống có thể làm tăng trở kháng, có thể làm giảm thể tích cung cấp trong thông khí điều khiển áp suất, hoặc tăng áp suất đỉnh trong các chế độ thông khí điều khiển thể tích. Mặc dù nhu cầu của các dây làm nóng được đề cập ở trên để tránh ngưng tụ không mong muốn, cũng cần biết việc sử dụng các dây này có thể gây nguy cơ do nhiệt [31].

Do đó, các hướng dẫn thực hành lâm sàng của Hiệp hội Chăm sóc hô hấp Hoa Kỳ (AARC) của Mỹ khuyến cáo việc cung cấp khí với nhiệt độ tối đa là 37°C và 100% RH (44 mg H 2O/L) [11].

Về hệ thống làm nóng không khí, hiện tại có 6 loại thiết bị. Loại đĩa nóng (hot plate), định vị phía dưới của buồng tạo độ ẩm, là một trong những loại phổ biến nhất được sử dụng. Các thiết bị khác bao gồm loại bao quanh (wrap around), bao quanh buồng tạo độ ẩm; loại cổ (collar), nằm giữa buồng chứa và lổ thoát (outlet); thiết bị nóng nhúng vào chất lỏng (immersion heater), được đặt trực tiếp bên trong buồng chứa nước; và dây được làm nóng (heated wire), được đặt ở nhánh hít vào của máy thở.

4.4 Làm ẩm ngược dòng (Counter Flow)

Trong bộ tạo độ ẩm ngược dòng được mô tả gần đây, nước được làm nóng bên ngoài bộ tạo hơi. Sau khi được đun nóng, nước được bơm lên đỉnh máy tạo độ ẩm, đi vào bên trong máy tạo ẩm thông qua lỗ chân lông có đường kính nhỏ và sau đó chạy xuống một khu vực bề mặt lớn. Khí chảy theo hướng ngược lại. Trong suốt quá trình đi qua buồng tạo độ ẩm, không khí được giữ ẩm và làm ấm đến nhiệt độ cơ thể.

Schumann et al. so sánh máy tạo độ ẩm ngược dòng, làm ẩm mặt thoáng có nung nóng (heated passover), và bộ trao đổi nhiệt và độ ẩm (HME) trong mô hình phổi nhân tạo. Các tác giả đã chứng minh rằng thiết bị dòng chảy ngược lại tạo ra ít công thở hơn so với các thiết bị khác. Ngoài ra, hiệu suất làm ẩm của mô hình dòng chảy ngược không phụ thuộc vào lưu lượng và tần số thở, ngược lại với làm ẩm mặt thoáng trong đó hiệu suất làm ẩm giảm với tần số máy thở [32]. Công nghệ này hứa hẹn nhưng cần nhiều nghiên cứu hơn trước khi nó được phổ biến rộng rãi.

Hình: Cơ chế hoạt động loại làm ẩm ngược dòng (Counter flow humidifier) – từ internet
Hình: Cơ chế hoạt động loại làm ẩm ngược dòng (Counter flow humidifier) – từ internet

4.5 Làm ẩm bốc hơi nội tuyến (Inline Vaporizer)

Hình: Làm ẩm theo cơ chế in-line vaporizer (từ internet)
Hình: Làm ẩm theo cơ chế in-line vaporizer (từ internet)

Bộ tạo ẩm bốc hơi nội tuyến mới sử dụng một capsule bằng nhựa, nơi hơi nước được bơm vào khí trong nhánh hít vào của bộ dây máy thở, gần với đầu nối với bệnh nhân. Ngoài hơi nước, hệ thống sưởi khí được bổ sung bằng một máy sưởi đĩa nhỏ trong capsule. Nước được đưa đến capsule bằng bơm nhu động nằm trong bộ điều khiển.

Lượng nước bơm đến capsule được thiết lập bởi các bác sĩ dựa trên thể tích phút thông qua bộ dây máy thở. Cả nhiệt độ và độ ẩm đều có thể điều chỉnh và hiển thị liên tục. Sự gần với kết nối wye làm giảm bớt yêu cầu đối với dây nóng và đầu dò nhiệt độ bên ngoài. Nhà sản xuất báo cáo cung lượng AH rất cao với hệ thống này. Tuy nhiên, hệ thống này chỉ được nghiên cứu trong quá trình thông khí bộ gõ tần số cao (high frequency percussive ventilation) [33, 34].

5. Làm ẩm thụ động (Passive Humidifiers)

 Bộ trao đổi nhiệt và độ ẩm (HME, Heat and Moisture Exchanger)

Bộ trao đổi nhiệt và độ ẩm cũng được gọi là mũi nhân tạo vì chúng bắt chước hoạt động của khoang mũi trong khí ẩm. Chúng hoạt động trên cùng một nguyên tắc vật lý, vì chúng chứa một phần tử ngưng tụ, giữ lại độ ẩm từ mọi hơi thở lúc thở ra và trả lại cho hơi thở hít vào tiếp theo. Không giống như các máy tạo độ ẩm và ấm, được đặt trong nhánh hít vào của bộ dây thở, các thiết bị HME được đặt giữa ống nối Y và bệnh nhân (Hình 4).

Điều này có thể làm tăng sức cản với luồng không khí không chỉ trong giai đoạn hít vào, mà còn trong giai đoạn thở ra. Trong những trường hợp cần sử dụng thuốc khí dung, HME cần phải được loại bỏ khỏi bộ dây máy thở để tránh lắng đọng hạt khí dung trong các bộ HME. Nếu không, các HME có khả năng thay đổi từ “chức năng HME” thành “chức năng khí dung” được sử dụng.

Hình 4: Vị trí HME trong mạch thông khí.
Hình 4: Vị trí HME trong mạch thông khí.

Thiết kế ban đầu của HMEs sử dụng chất gây ngưng tụ làm bằng các kim loại có tính dẫn nhiệt cao. Vì vậy, họ chỉ có thể lấy lại được 50% độ ẩm thở ra của bệnh nhân. Do đó, HME cung cấp độ ẩm từ 10-14 mg H 2O/L, với thể tích khí lưu thông (VT) dao động từ 500 mL đến 1000 mL.

Những thiết bị này được gọi là HME đơn giản. Chúng không được thải bỏ (sau một thời gian sử dụng) và tạo ra một sức đề kháng đáng kể trong quá trình thông khí cơ học [35, 36]. Các thiết kế mới hơn của HME bao gồm kỵ nước, kết hợp kỵ nước và hút ẩm, và HME hút ẩm thuần túy.

Trong các HMEs kỵ nước, buồng ngưng tụ đượ