Khi một bệnh nhân thở qua mũi, không khí hít vào được làm ấm đến nhiệt độ cơ thể và trở nên bão hòa với hơi nước trước khi vào khí quản. Khí y tế có độ ẩm rất thấp và được cung cấp qua ống nội khí quản hoặc mở khí quản, làm lạnh và làm khô đường thở dưới. Chất nhầy trở nên đặc hơn (đường thở “bị bịt lại”). Biểu mô đường dẫn khí trở nên khô, khiến cho giảm chuyển động vi nhung mao tế bào biểu mô và tổn thương biểu mô. Nguy cơ xẹp phổi, xẹp phổi thùy và nhiễm trùng tăng lên.
Để tránh hậu quả như vậy, các loại khí hít vào phải được làm ấm và làm ẩm. Các thiết bị chủ động, chẳng hạn như máy tạo độ ẩm ấm (heated humidifers), thêm hơi nước ấm vào khí hít vào của bệnh nhân. Thiết bị thụ động, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt và độ ẩm (HME, heat and moisture exchangers), giữ lại một số nhiệt và độ ẩm mà nếu không nó sẽ thở ra, để làm ấm khí vào.
Tiêu chuẩn cho độ ẩm được sử dụng với bệnh nhân đặt nội khí quản: độ ẩm tối thiểu 33 gm-3, hoặc độ ẩm tương đối là 75%. Độ ẩm này tương đương với độ ẩm được đo trong khoảng dưới thanh môn khi thở mũi bình thường. Rất ít HME có độ ẩm ở mức này. Tuy nhiên, HMEs rẻ hơn và dễ sử dụng hơn.
Thiết bị thụ động (passive devices)
Bộ trao đổi nhiệt và độ ẩm (HME) được sử dụng phổ biến nhất và dùng một lần. Nếu nó có thể lọc vi khuẩn, vi rút và các hạt trong cả hai hướng của lưu lượng khí, thì được gọi là Bộ lọc trao đổi nhiệt và độ ẩm (HMEF). Định vị trên bộ dây máy thở ở “đầu nối Y. Bên trong đơn vị này là vật liệu có chất hút ẩm. Khí ẩm thở ra đi qua thiết bị này, nước bị ngưng tụ cùng với sự giải phóng nhiệt tiềm ẩn trong đó cũng làm ấm nó. Trong thì hít vào, không khí khô lạnh đi qua thiết bị – và được làm ấm và làm ẩm – thiết bị này hoạt động như một ‘mũi nhân tạo’. Chức năng tối ưu chỉ đạt được sau 5-20 phút, với các thiết bị này thường thay đổi sau 24 giờ (mặc dù chức năng có thể kéo dài 48 hoặc thậm chí 96 giờ).
HME nên tránh, tốt nhất khi:
Thể tích khí lưu thông nhỏ (khi khoảng chết bổ sung của HME có thể dẫn đến tăng PaCO2).
Chất tiết đặc, lượng nhiều hoặc có máu, chúng có thể lắng đọng trên thành phần trao đổi độ ẩm, tăng sức cản đường thở, ảnh hưởng đến khả năng cai máy từ máy thở và có thể thay đổi ‘độ nhạy kích hoạt’ (chương 12). Sự lắng đọng tiết cũng có thể làm tăng nguy cơ lây nhiễm các sinh vật như pseudomonas.
Khi thể tích thông khí rất cao (khi chúng trở nên thiếu).
Khi nhiệt độ cơ thể trung tâm
Khi thể tích thở ra là
Thiết bị chủ động
Phương pháp đơn giản nhất để làm ẩm khí hít vào là thông qua sự nhỏ giọt của nước trực tiếp vào khí quản – bằng cách bơm vào 5-10 ml nước muối 0,9% (ví dụ) qua Nội khí quản mỗi giờ, hoặc bằng cách “nhỏ giọt” qua 1 bầu kiểm soát thể tích mỗi giờ. Điều này đôi khi được thực hiện khi đàm đặc và có thể giúp đỡ rất nhiều trong việc loại bỏ các cục đàm đặc trong bệnh hen suyễn.
Các thiết bị làm ấm và ẩm bằng nhiệt (ví dụ: hệ thống Fisher-Paykel) có hai hệ thống sưởi hoạt động bằng điện riêng biệt. Thứ nhất, một buồng nước nằm trên một tấm nóng. Khí đi qua buồng này, và sau đó qua một dây nóng ở trung tâm của ống dẫn đến bệnh nhân. Hai cảm biến theo dõi nhiệt độ khí tại cổng kết nối của bệnh nhân và ổ cắm buồng mạch tương ứng, và kiểm soát nhiệt độ dây nóng.
Nhiệt độ của khí ở đầu cuối của ống cung cấp cho bệnh nhân do đó có thể thay đổi, như độ ẩm tương đối: nếu nhiệt độ của khí ở mức cổng kết nối của bệnh nhân sẽ được đặt cao hơn ở đầu cuối ra khỏi buồng làm ẩm, khí được làm ấm liên tục khi nó đi qua ống cung cấp, do đó, mức độ nước ngưng tụ sẽ giảm, nhưng độ ẩm tương đối của khí cũng giảm. Ngoài ra, nếu khí được phép làm lạnh dần khi nó đi qua ống cung cấp, nó sẽ được bão hòa hoàn toàn với hơi nước.
Một bẫy nước thu thập nước ngưng tụ nằm ở nhánh thở ra. Buồng làm ẩm và bẫy nước phải được đặt dưới mức của ống khí quản để ngăn chặn nước ngưng tụ đổ vào đường hô hấp.
Hệ thống làm ấm thành tố (heated element humidifier) nhỏ giọt nước vào một thiết bị điện làm nóng đến 100°C, nhiệt độ cao đảm bảo vô khuẩn. Một bẫy nước thu nước thừa. Lượng hơi nước được cung cấp từ các hệ thống làm ẩm này phải được kiểm soát theo thể tích phút và độ ẩm cần thiết.
Máy phun khí dung có thể được kiểm soát bằng khí hoặc siêu âm. Trong cả hai thiết bị, các giọt khí dung được tạo ra; lý tưởng với đường kính khoảng 1 µm. Các giọt nước bốc hơi trong khí được cung cấp cho bệnh nhân để khí được bão hòa hoàn toàn với hơi nước. Vì nhiệt là cần thiết cho sự bay hơi, nhiệt độ của khí sẽ giảm. Một máy làm nóng (heater) có thể duy trì nhiệt độ mong muốn của khí. Tuy nhiên, với những thiết bị này, tương đối dễ dàng thêm độ ẩm quá mức vào khí được cung cấp, vì một số giọt không bay hơi, dẫn đến nguy cơ quá tải phổi với nước.
