Volume 4, No. 1 • February 2021   Issue PDF

麻醉机作为 ICU 呼吸机 – COVID-19 全球大流行期间的一例未遂事件

Matthew A. Levin, MD；Garrett Burnett, MD；Joshua Villar, AS;；Joshua Hamburger, MD；James B. Eisenkraft； Andrew B. Leibowitz, MD
本文曾发布在 APSF 在线门户网站上。
本版本将由本期 APSF Newsletter 的作者进行更新和修改。

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麻醉机

2020 春季，纽约市的 COVID-19 疫情导致需要机械通气的患者数量空前增加。由于重症监护室 (ICU) 床位和呼吸机供不应求，因此被迫在非手术室区域将麻醉机当做呼吸机使用（这是一种非常规用法）。1 APSF/ASA 文件“有关将麻醉机用作 ICU 呼吸机的指南”包含了“准备将麻醉机用作 ICU 呼吸机需要考虑的关键要点”指出，在任何有高压空气和氧气的地方还是可以接受的。2我们报告了一例麻醉机作为呼吸机使用的不良事件，事件中COVID-19患者在遥测单元无窗负压室（临时COVID-19 ICU）接受治疗。 该案例说明标准设备的非常规用法会带来无法预见的问题。

病例

一名有非胰岛素依赖性糖尿病病史的 66 岁男性，由于出现急性呼吸衰竭，需要进行气管插管和机械通气而入住临时 COVID-19 ICU。通过将每个房间的外窗替换为硬纸板，硬纸板上有一个HEPA过滤器/抽排气扇排气管(Air Shield 550 HEPA空气洗涤器，AER Industries, Irwindale, CA)的缺口，从而建造临时的负压病房。在该临时 ICU 中，麻醉工作站（Aisys Carestation CS2，GE Healthcare，Waukesha，WI）被用作呼吸机，由一组麻醉专业人员进行 24/7 管理。该房间没有向内通风装置或门窗，但可以通过远程可视患者监控系统 (AvaSys Telesitter, Belmont, MI）来间接查看。监控通过一个中心站点遥测网络 (GE CareScape, GE Healthcare, Waukesha, WI) 进行，该网络与工作站生理监护仪连接，能够对异常节律和心动过缓/心动过速提供高音量声音警报，并默认对低 SpO2 提供低音量声音警报。

在住院第 10 天，中心站点听到了声音警报，发现 SpO2 为 45%。照护团队穿戴好 PPE，进入患者的病房，发现机械通气已经停止，外排风扇停止工作，病房闷热。Aisys 控制屏变黑，AC 电源指示灯熄灭，但生理监护仪仍正常工作。立即离断患者的呼吸回路，使用自膨胀式人工通气囊进行通气，SpO2 很快恢复到基线水平。检查发现，病床 (HillRom Progressa Pulmonary, HillRom, Chicago, IL) 的电源插头被插进了外排风扇上的辅助插座中，排风扇的电源插头被插进了地面插座中，Aisys 工作站的电源插头被插进了一个单独的地面插座中。立即将工作站连接至不同的电源插座，AC 电源指示灯点亮，工作站重启。在执行了用前检查以后，该患者被重新连接至呼吸回路，机械通气恢复正常。

随后，将有问题的 Aisys 工作站中从房间中移除，并更换一台新机器。医院工程部职员发现，房间的断路器跳闸了，并对其进行了重置。外排风扇未发现问题，并重新开始工作。

根本原因分析

工作站的故障是由于断路器跳闸引起电力供应中断所致。审查服务日志发现，AC 失电，适当切换到备用电池，最终导致电池完全放电。从 AC 失电后 28 分钟开始，工作站屏幕上已经显示了几个警告信息 – 从“电池电量低”、“电池电量非常低”到“电池电量非常非常低”，1 小时 43 分钟以后，变成为“电池电量为零”。1 小时 52 分钟以后，系统关机。服务日志证实，系统按既定程序运行，3但患者病房外的工作人员却没有看到这些警告信息。

讨论

本案例说明了在 COVID-19 全球大流行期间可能遇到的某些问题，即在短时间内建立一个临时 ICU，使用麻醉工作站在一个封闭的房间里为危重病人进行通气，采用远程监控并不理想。在麻醉工作站的正常使用过程中，有资质的麻醉专业人员常会值班，这些人员能查看屏幕、听见声音警报，并在必要时作出判断。规定 Aisys 工作站备用电池的持续时间为 50–90 分钟，这取决于设备型号，但在这个案例中，其几乎持续工作了两小时。相反，规定 ICU 呼吸机 – 如 Puritan Bennett 980 (Medtronic，Boulder, CO) 应当配备一小时的备用电池。4尽管本案例中的呼吸机故障是由于外部停电导致的，但也报告了呼吸机的内部电力供应故障。5庆幸的是，生理监护仪 (Care-Scape b650, GE Healthcare, Waukesha, WI) 有自备电池，能够支持运行 1-2 小时，6，并与遥测网络连接，从而给工作人员发出警报。断路器跳闸的原因不明。病房的电力供应包含两条专用的 15A 线路（配有白色插座）、两条 20A 线路（与隔壁病房共用的，也配有白色插座）以及一条 20A 紧急线路（配有红色插座）。白色电源插座没有明显的标志来显示其与哪一条线路连接。

相邻病房内的设备导致断路器跳闸这种情况不太可能，因为该房间并未断电。最可能的解释是，病床、外排风扇、遥测医用监护仪以及麻醉工作站均连接在相同的 15A 线路上，所有设备的总电流负荷超过了 15A。外排风扇的电流负荷为 2.5A，病床的电流负荷为 12A，该线路剩余可用电流负荷过小，从而可能导致过载。值得注意的是，在许多医院（包括我们医院），由于安全问题，断路器面板被上锁，只有工程部门才能打开。访问受限或将导致电力恢复延迟。7,8

APSF/ASA 指南包含以下建议，即“麻醉专业人员需要立会诊，并对这些麻醉机进行“巡视”，每小时至少一次。”在疫情最严重的时候，由于 PPE 有限、工作人员有限，有 168 名通气患者和 18 名其他患者使用麻醉工作站进行通气，每小时巡视一次基本上不可能。在使用标准ICU 呼吸机时也会发生相同的问题，因为其配备的备用电池也有限，除开一些非常新的型号，这些设备都没有远程监控能力。将控制和监视屏幕从 Aisys 工作站分离出来，并使用专用延长电缆，将其移至室外，从而实现对气流和通风的控制，以及远程监控，这一解决方案当时还无法应用。9

总之，在紧急情况下使用麻醉工作站作为 ICU 呼吸机是可行的，但需要提高警惕来识别和管理未预期的问题。

 

Matthew A. Levin（医学博士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的副教授。

Garrett Burnett（医学博士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的助理教授。

Joshua Villar （文学学士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的首席麻醉技术员。

Joshua Hamburger（医学博士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的助理教授。

James B. Eisenkraft（医学博士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的教授。

Andrew B Leibowitz（医学博士）是西奈山伊坎医学院（美国纽约州纽约市）麻醉学、围术期和疼痛医学系的教授。

Garrett Burnett、Joshua Villar、Joshua Hamburger、James Eisenkraft 和 Andrew Leibowitz 报告均没有利益冲突。

Matthew Levin 报告已收到了 McMahon Group 发放的文章发表费以及 ASA PM 2020 发放的顾问费，并与 Stryker Corporation 共同申报了一项针对分离式通气回路的临时专利，他未接受任何费用或股本权益。

参考文献

  1. Haina KMK Jr. Use of anesthesia machines in a critical care setting during the coronavirus disease 2019 pandemic. A A Pract. 2020;14:E01243.Doi:10.1213/Xaa.0000000000001243
  2. APSF/ASA guidance on purposing anesthesia machines as icu ventilators. https://www.asahq.org/in-the-spotlight/coronavirus-covid-19-information/purposing-anesthesia-machines-for-ventilators Accessed August 6, 2020.
  3. GE Aisys CS2 user’s reference manual. https://www.manualslib.com/manual/1210542/ge-aisys-cs2.html Accessed August 10, 2020.
  4. Technical Specifications for U.S. Puritan Bennett™ 980 Ventilator System.Medtronic/Covidien; 2016. https://www.medtronic.com/content/dam/covidien/library/us/en/product/acute-care-ventilation/puritan-bennett-980-ventilator-system-tech-specifications.pdf. Accessed December 21, 2020.
  5. Davis AR, Kleinman B, Jellish WS. Cause of ventilator failure is unclear – Anesthesia Patient Safety Foundation.Published 2005. https://dev2.apsf.org/article/cause-of-ventilator-failure-is-unclear/ Accessed August 6, 2020.
  6. GE Healthcare. Carescape Monitor B650.; 10/2010. https://www.gehealthcare.com/-/jssmedia/e4c9c6ed549f43a0b2efdba2adfe2687.pdf?la=en-us Accessed August 10, 2020.
  7. Carpenter T, Robinson ST. Response to a partial power failure in the operating room. Anesthesia & Analgesia.2010;110:1644.Doi:10.1213/Ane.0b013e3181c84c94
  8. August DA. Locked out of a box and a process. Anesth Analg.2011;112:1248–1249; Author Reply 1249.Doi:10.1213/Ane.0b013e31821140e4
  9. Connor CW, Palmer LJ, Pentakota S. Remote control and monitoring of ge aisys anesthesia machines repurposed as intensive care unit ventilators.Anesthesiology.2020;133:477–479.Doi:10.1097/Aln.0000000000003371