视觉错觉导致麻醉机传感器故障

Steven Simon;Bryan Gaeta, CRNA;Enrique Pantin, MD;Antonio Chiricolo, MD

一名 57 岁的男性在气管插管全身麻醉下接受了机器人辅助腹疝修补术。这是当天的首例病例,Avance CS2(GE Healthcare,伊利诺伊州芝加哥)机器通过了自动检查。在此事件发生之前,未报告任何麻醉机故障,患者诱导也很顺利。约一小时后,我们注意到吸入气体中二氧化碳浓度增加,范围在 4 到 6 毫米汞柱之间。我们对吸收剂进行了检查,虽然吸收罐并非为空,但我们还是更换了吸收罐。此时,冷凝器储液罐似乎是空的(如图 1 附件 A 所示)。吸收器的更换对报告的二氧化碳水平没有影响,我们继续更换连接到气体取样管线的气道模块 D-fend 脱水器,随后更换 GE CARESCAP 呼吸模块(GE Healthcare,伊利诺伊州芝加哥),而吸气 CO2 浓度未见任何变化。此时,我们还注意到挥发性麻醉剂的呼气末浓度与输送的浓度不一致。七氟醚挥发罐设定为 4%,但吸气浓度明显低于预期的 1.6%。开始静脉麻醉,以保持足够的最低肺泡浓度,同时继续进行故障排除。进一步检查显示,吸入氧分数为 21%,而麻醉机设定为输送 50%。此外,在整个手术过程中,患者的血氧饱和度保持在正常范围内。现在,在 50% 的氧气下将新鲜气体流量设定为每分钟 2 升,然后在 50% 的氧气下将流量提高至每分钟 4 升,测得的氧气、CO2 和试剂浓度无变化。此时,我们联系了我们的生物医学团队,怀疑回路中的单向阀可能存在故障。但确认阀门和流量传感器正常工作,因此这也被排除在外。在咨询另一位同事后,我们决定更仔细地检查冷凝器储液罐是否积水。麻醉机推开后,显示冷凝器储液罐中的水管线已上升至透明塑料上方,而视觉外观为空的储液罐实际上已装满水(如图 1 附件 B 中的气液平面所示)。排干冷凝器储液罐,报告的测量值逐渐回到期望值。这一发现使我们得出结论,回路中过量的潮气导致气道模块传感器发生故障。值得注意的是,冷凝器储液罐在该案件结束前完全充满,并进行了二次排水。我们怀疑,准确测量结果和储液罐二次填充速度的恢复延迟是由于超过储液罐容量后,回路内出现了大量潮气积聚。

图 1:附件 A 和 B 显示了未受干扰的冷凝器满储液罐 (A) 和摇动时的同一冷凝器储液罐 (B)。

图 1:附件 A 和 B 显示了未受干扰的冷凝器满储液罐 (A) 和摇动时的同一冷凝器储液罐 (B)。

讨论

图 2:Avance CS2 上冷凝器储液罐的位置。

图 2:Avance CS2 上冷凝器储液罐的位置。

我们首先要认识到,根据 GE Healthcare 发布的用户参考指南进行适当的维护,建议操作员每天目视检查冷凝器储液罐,并在需要时进行排水。冷凝器储液罐位于 CO2 吸收罐附近,负责收集来自呼吸回路的水分。按下冷凝器侧面的绿色排水按钮,并让水从下方开口排出,这样即可完成排水。1适当的维护对于麻醉设备的正常运行至关重要,这起事件进一步证明了这一点。然而,前述事件引发了关于冷凝器储液罐位置和设计的几个问题。Avance CS2 上的储液罐位于吸收罐后面,距离机器左侧底座仅有几英寸(如图 2 所示)。手术室中麻醉机左侧的直接通道通常被各种设备阻挡,且通常紧邻无菌手术区。即使从机器前部接近,冷凝器储液罐较低且在后方的位置也会使观察和排水变得繁琐且易被忽视。

关于冷凝器储液罐的另一个问题与储液罐本身的设计有关。如维护得当,水位应永远不会超过水库所含透明塑料的高度。然而,正如前述案例所证实的,如果水位超过透明塑料的水位,冷凝器储液罐的外观可能为空。建议考虑对储液罐进行改良,以便确定储液罐内是否有水。可能的改良可能包括使用浮子、在冷凝器壁上使用半透明塑料,或使用电子传感器以告知用户储液罐中是否有多余的水积聚。

最后,我们关于这一事件的报告旨在告知读者,并提高 Avance CS2 其他用户对这一问题的认识,以便在传感器异常故障排除早期排除冷凝器储液罐的问题。我们一直在与当地公司代表联系,欢迎其就此做出回复,并解释潮气如何影响传感器的完整性。

 

Steven Simon 是罗伯特·伍德·约翰逊大学医学院(新泽西州新伯朗士威克)的医学生。

Bryan Gaeta 是罗伯特·伍德·约翰逊大学医学院(新泽西州新伯朗士威克)经认证的注册护理麻醉师。

Enrique Pantin (MD) 是罗伯特·伍德·约翰逊大学医学院(新泽西州新伯朗士威克)的麻醉学教授。

Antonio Chiricolo (MD) 是罗伯特·伍德·约翰逊大学医学院(新泽西州新伯朗士威克)的麻醉学副教授。


作者没有利益冲突。


参考文献

  1. GE Healthcare Avance CS2 User’s Reference Manual. Datex-Ohmeda, Inc. 2013.
  2. Siempos II, Vardakas KZ, Kopterides P, Falagas ME. Impact of passive humidification on clinical outcomes of mechanically ventilated patients: a meta-analysis of randomized controlled trials. Crit Care Med. 2007;35:2843–2851. PMID: 18074484
  3. Bhavani-Shankar K, Moseley H, Kumar AY, Delph Y. Capnometry and anaesthesia. Can J Anaesth. 1992;39:617–632. PMID: 1643689
  4. Fullick J, Oliver M. “Water, water, everywhere”: a challenge to ventilators in the COVID-19 pandemic. Br J Anaesth. 2020;125:e188–e190. PMID: 32389392

 

GE HealthCare 的回复:
视觉错觉导致麻醉机传感器故障

2023 年 3 月 15 日

尊敬的 APSF 快速答复栏目:

图 3:冷凝器位置。

图 3:冷凝器位置。

GE HealthCare 感谢罗格斯大学/罗伯特·伍德·约翰逊大学医学院的团队将其在 Avance CS2 中的积水和气体采样经验提交给快速答复栏目。针对该报告,GE HealthCare 进行了大量测试,以复现相关情景。但遗憾的是,未能重现这些观察结果。尽管如此,通过大量测试可回顾Avance CS在减轻麻醉呼吸管路中湿度影响的设计特征2,以及用于管理积水这一问题的推荐操作方式。

管理呼吸管路中的湿度和积水是所有麻醉系统中的必要环节。最大限度减少呼吸管路中水分的建议策略,以及可以消除水分对流量和气体浓度传感器性能影响的操作方式。考虑到这一目标,Avance CS2 麻醉系统在吸气流量道中设计了一个冷凝器,以控制积水。请参见图 3。

罗伯特·伍德·约翰逊医学中心的观察结果显示,依据相关规定对设备进行维护可最大限度地减少冷凝器中的液态水积聚。当冷凝器在使用中且未满时,冷凝器储液罐壁会显示冷凝水位,指示储液罐未满。请参见图 4。如使用期间未显示冷凝水,应打开储液罐排水口,排出任何积水。虽然冷凝器排水口位于站立位不易察觉的位置,但可从机器前部轻松访问,以目视检查水位,并每天排空冷凝器。此外,排水口还靠近 CO2 吸收器,建议在对患者进行麻醉之前目视检查吸收器。

图 4:储液罐冷凝。

图 4:储液罐冷凝。

Simon 等人在报告中提出其他检测建议,以改进对满储液罐的识别,但这些方法可能会降低设计的整体可靠性和简易性。如果储液罐已满,由于冷凝器顶部外壳内设计了旁路气流路径,来自呼吸机的吸气流量就会通过水柱或完全绕过储液罐。此功能可确保持续通气,而不受储液罐中水位的影响。冷凝器壁采用铝设计,既是一个结构元件,又是一个隔热层,可防止 CO2 吸收器的热量加热冷凝管。

将水分对气体采样的影响降至最低的有用操作包括:

  1. 在患者和呼吸回路之间使用带过滤器的湿热交换器 (HMEF),以防止患者呼出的水蒸气到达呼吸系统。如图所示,尽管这是可选选项,但可有效控制水,避免其侵入回路。
  2. 根据患者类型和应用,确保附件尺寸和匹配度正确。
  3. 确保气道气体测量设置正确。请参见图 5。
  4. 如果使用 D-lite/D-lite+ 流量传感器,将所有 D-lite 端口向上倾斜 20° 至 45°,以防止冷凝水进入传感器内部和管路
  5. 在高湿度条件下使用 D-lite+ 流量传感器
  6. 在使用面罩和对患者气体进行采样时,确保配置允许水分从气体采样口排出。请参见图 6。
  7. 每天目视检查冷凝器,并每天排空储液罐(见图 3)
图 5:气体测量设置。

图 5:气体测量设置。

图 6 - 面罩通气过程中的气体测量设置。

图 6 – 面罩通气过程中的气体测量设置。

回到原始报告,尽管排空冷凝器储液罐似乎纠正了气体浓度测量值,但我们无法模拟也无法解释,积水相较于设定值如何导致 FiCO2 增加、FiAA 降低和 FiO2 降低。气体和麻醉剂浓度测量值低于设定值通常是由新鲜气体流量低或气体采样设置泄漏所致。当新鲜气体流量低至足以引起显著的再呼吸时,相较于设定值,患者对麻醉剂和氧气的吸收将导致测量的呼出剂和 O2 浓度降低。气体采样装置泄漏会导致采样气体被稀释,由于 21% 的 FiO2 读数与室内空气相同,因此存在发生此种情况的可能性。FiCO2 的增加通常是由装置无效区较高或 CO2 吸收剂有效性下降所致。

尽管已开展大量测试,但 GE Healthcare 仍无法对报告的观察结果提供经验证的解释。按照建议的流程管理呼吸系统中的湿度和积水应能最大化减少任何相关问题。本报告中总结的建议应能成为有用的指南。如有任何疑问,用户可随时参考使用说明或通过以下网址直接联系 GE Healthcare:www.gehealthcare.com/about/contact-us

此致,

 

Tim McCormick

GE HealthCare 麻醉与呼吸照护总工程师

 

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