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Performance of ICU ventilators during noninvasive ventilation with large leaks in a total face mask: a bench study.

Nakamura MA, Costa EL, Carvalho CR, Tucci MR - J Bras Pneumol (2014 May-Jun)

Bottom Line: The variables analyzed were ventilation trigger, cycling off, total leak, and pressurization.Of the eight ICU ventilators tested, four did not work (autotriggering or inappropriate turning off due to misdetection of disconnection); three worked with some problems (low PEEP or high cycling delay); and one worked properly.The majority of the ICU ventilators tested were not suitable for NIV with a leaky TFM.

View Article: PubMed Central - PubMed

Affiliation: Heart Institute, Hospital das Clínicas, School of Medicine, University of São Paulo, São Paulo, Brazil.

ABSTRACT

Objective: Discomfort and noncompliance with noninvasive ventilation (NIV) interfaces are obstacles to NIV success. Total face masks (TFMs) are considered to be a very comfortable NIV interface. However, due to their large internal volume and consequent increased CO2 rebreathing, their orifices allow proximal leaks to enhance CO2 elimination. The ventilators used in the ICU might not adequately compensate for such leakage. In this study, we attempted to determine whether ICU ventilators in NIV mode are suitable for use with a leaky TFM.

Methods: This was a bench study carried out in a university research laboratory. Eight ICU ventilators equipped with NIV mode and one NIV ventilator were connected to a TFM with major leaks. All were tested at two positive end-expiratory pressure (PEEP) levels and three pressure support levels. The variables analyzed were ventilation trigger, cycling off, total leak, and pressurization.

Results: Of the eight ICU ventilators tested, four did not work (autotriggering or inappropriate turning off due to misdetection of disconnection); three worked with some problems (low PEEP or high cycling delay); and one worked properly.

Conclusions: The majority of the ICU ventilators tested were not suitable for NIV with a leaky TFM.

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Representação das variáveis medidas. Traçados de pressão (superior)e fluxo (inferior) de uma medida hipotética com positive end-expiratorypressure (PEEP, pressão expiratória final positiva) de 5 cmH2O e pressãode suporte (PS) de 10cmH2O. No meio, traçado da pressão para o ventiladordrive. O traçado superior mostra o produto da pressão e tempoinspiratórios a 500 ms (PPT500; área cinza claro) e a 1 s (PPTt; áreacinza escuro mais área cinza claro), ambos expressos em porcentagem deárea ideal (áreas hachuradas).
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f05: Representação das variáveis medidas. Traçados de pressão (superior)e fluxo (inferior) de uma medida hipotética com positive end-expiratorypressure (PEEP, pressão expiratória final positiva) de 5 cmH2O e pressãode suporte (PS) de 10cmH2O. No meio, traçado da pressão para o ventiladordrive. O traçado superior mostra o produto da pressão e tempoinspiratórios a 500 ms (PPT500; área cinza claro) e a 1 s (PPTt; áreacinza escuro mais área cinza claro), ambos expressos em porcentagem deárea ideal (áreas hachuradas).

Mentions: Medimos as seguintes variáveis (Figura 1):pressão inspiratória proximal (PIP) no fim da fase inspiratória, emcmH2O, medida no sensor proximal; PEEP, em cmH2O;vazamento inspiratório, em L/s, determinado pela diferença entre o fluxo proximale o fluxo distal no PFI; vazamento expiratório, em L/s, por meio da medição dofluxo proximal no fim da fase expiratória; PFI, em L/s; volume corrente, em L,calculado por meio da integração do sinal de fluxo proveniente do transdutor defluxo distal; atraso no disparo, em ms, determinado pelo tempo decorrido entre oinício do esforço inspiratório (em pressão pleural) e o início do fluxoinspiratório; atraso na ciclagem, em ms, medido pelo tempo transcorrido desde ofim do esforço inspiratório motor até o fim do fluxo inspiratório do ventilador;produto da pressão e tempo inspiratórios a 500 ms e a 1 s (PPT500 e PPTt,respectivamente), determinado pelo cálculo da área sob a curva de pressão-tempoentre o início do esforço inspiratório para os dois tempos.


Performance of ICU ventilators during noninvasive ventilation with large leaks in a total face mask: a bench study.

Nakamura MA, Costa EL, Carvalho CR, Tucci MR - J Bras Pneumol (2014 May-Jun)

Representação das variáveis medidas. Traçados de pressão (superior)e fluxo (inferior) de uma medida hipotética com positive end-expiratorypressure (PEEP, pressão expiratória final positiva) de 5 cmH2O e pressãode suporte (PS) de 10cmH2O. No meio, traçado da pressão para o ventiladordrive. O traçado superior mostra o produto da pressão e tempoinspiratórios a 500 ms (PPT500; área cinza claro) e a 1 s (PPTt; áreacinza escuro mais área cinza claro), ambos expressos em porcentagem deárea ideal (áreas hachuradas).
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f05: Representação das variáveis medidas. Traçados de pressão (superior)e fluxo (inferior) de uma medida hipotética com positive end-expiratorypressure (PEEP, pressão expiratória final positiva) de 5 cmH2O e pressãode suporte (PS) de 10cmH2O. No meio, traçado da pressão para o ventiladordrive. O traçado superior mostra o produto da pressão e tempoinspiratórios a 500 ms (PPT500; área cinza claro) e a 1 s (PPTt; áreacinza escuro mais área cinza claro), ambos expressos em porcentagem deárea ideal (áreas hachuradas).
Mentions: Medimos as seguintes variáveis (Figura 1):pressão inspiratória proximal (PIP) no fim da fase inspiratória, emcmH2O, medida no sensor proximal; PEEP, em cmH2O;vazamento inspiratório, em L/s, determinado pela diferença entre o fluxo proximale o fluxo distal no PFI; vazamento expiratório, em L/s, por meio da medição dofluxo proximal no fim da fase expiratória; PFI, em L/s; volume corrente, em L,calculado por meio da integração do sinal de fluxo proveniente do transdutor defluxo distal; atraso no disparo, em ms, determinado pelo tempo decorrido entre oinício do esforço inspiratório (em pressão pleural) e o início do fluxoinspiratório; atraso na ciclagem, em ms, medido pelo tempo transcorrido desde ofim do esforço inspiratório motor até o fim do fluxo inspiratório do ventilador;produto da pressão e tempo inspiratórios a 500 ms e a 1 s (PPT500 e PPTt,respectivamente), determinado pelo cálculo da área sob a curva de pressão-tempoentre o início do esforço inspiratório para os dois tempos.

Bottom Line: The variables analyzed were ventilation trigger, cycling off, total leak, and pressurization.Of the eight ICU ventilators tested, four did not work (autotriggering or inappropriate turning off due to misdetection of disconnection); three worked with some problems (low PEEP or high cycling delay); and one worked properly.The majority of the ICU ventilators tested were not suitable for NIV with a leaky TFM.

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Affiliation: Heart Institute, Hospital das Clínicas, School of Medicine, University of São Paulo, São Paulo, Brazil.

ABSTRACT

Objective: Discomfort and noncompliance with noninvasive ventilation (NIV) interfaces are obstacles to NIV success. Total face masks (TFMs) are considered to be a very comfortable NIV interface. However, due to their large internal volume and consequent increased CO2 rebreathing, their orifices allow proximal leaks to enhance CO2 elimination. The ventilators used in the ICU might not adequately compensate for such leakage. In this study, we attempted to determine whether ICU ventilators in NIV mode are suitable for use with a leaky TFM.

Methods: This was a bench study carried out in a university research laboratory. Eight ICU ventilators equipped with NIV mode and one NIV ventilator were connected to a TFM with major leaks. All were tested at two positive end-expiratory pressure (PEEP) levels and three pressure support levels. The variables analyzed were ventilation trigger, cycling off, total leak, and pressurization.

Results: Of the eight ICU ventilators tested, four did not work (autotriggering or inappropriate turning off due to misdetection of disconnection); three worked with some problems (low PEEP or high cycling delay); and one worked properly.

Conclusions: The majority of the ICU ventilators tested were not suitable for NIV with a leaky TFM.

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