高频震荡通气 Word 文档 (2)

关键词】高频振荡通气临床
【中图号】TH 778
Application of High Frequency Oscillatory Ventilation in Pedi
atrics
1 历史与背景
传统的呼吸机通气(Conventional Machanical Ventilation CMV)在严重疾病的治疗中给予重要的生命支持，使很多危重病人获得康复机会，其疗效是非常显著的，但这一治疗手段也有其严重的并发症，如气压性损伤，气漏综合症(ai r leak syndrome)以及肺间质反应性纤维化．对早产婴儿长时间呼吸机通气可造成肺损伤从而导致慢性肺泡-支气管发育不良综合征．1972年Lukenheimer及其同事在高频率通气(High Frequency Ventilation HFV)的基础上，对严重肺损伤CMV治疗无效的病人采用高频振荡通气(High Frequency Oscillatory Ventila tion HFOV)收到良好效果［1］．引起了危重病医学界的高度重视．此后国际上广泛大量开展了HFOV的基础与临床方面的科学研究取得突破性进展．今天HFOV 已成为新生儿婴幼儿极危重症病人尤其是严重肺功能障碍CMV治疗无效的一种重要治疗手段，成为儿科生命支持技术的发展方向之一．
2 高频振荡通气的原理
传统的呼吸机通气依赖于有效的肺泡通气其通气原理为：
V A =V
T
-V
D
V
A
……肺泡有效通气
V
T
……潮气量
V
D
……解剖死腔量
潮气量V
T 大于解剖死腔V
D
，才能出现有效肺泡通气．当V
T
接近V
D
时则V
A
接
近0．V
A 是决定CO
2
从肺内排出的因素．高频振荡通气时T
T
≤V
D
，则V
A
≤0按理无
气体交换．上述原理无法解析HFOV．Lukenheimer［1,10］研制的高频振荡通气是在呼吸机封闭的管道系统内，给予一个持续气流并控制在一定压力内，用一个扬声
器膜(Loudspeaker diaphram)产生高频振荡，频率范围在5～40Hz(300～2400bp m)其振荡通过持续气流传入病人肺内．在通气过程，没有峰压(PIP)与基线压(b
ase line pressure)之分．只有平均气道(MAP)压力，且潮气量极少，V
T ＜V
D
．以
传统机械通气的原理不能解析高频通气时气体交换的存在．传统机械通气时VC
O
2=FV
T
，二氧化碳的排出取决于分钟通气量(即FV
T
)而高频振荡通气时：［2,10］
VC
O2
=(F)x(V
T
)y
公式中x=0.5～1 y=1.5～2.2
由此可见高频通气时潮气量比频率更重要｛(V
T
)y?(F)x｝．HFOV时气体交换有五种学说解析其原理：［3，10］①Permutt及其同事提出的Transit Time profile学说．其主要原理为气管吸入气体到达肺泡的距离不同因而到达的时间不一致．这种时间差使不同肺单位产生容积性气体交换(bulk convection)．②Otis et al 的Interregional Gas Mixing学说，其主要原理为不同部位的肺单位存在顺应性差异，致使不同肺单位充盈胀气与回缩排气不同步．这种因顺气性差异所引致的肺泡胀缩时相差，可使气体在不同部位间流动，混合，达到气体交换．③Aug mented Dispersion 又称Taylor Dispersion学说，1953年Taylor首先在研究流体力学时提出的理论，即在密闭管道内流动的气体(或液体)会沿纵轴形成层流同时又会作横向扩散运动(axial velocity profile and radial diffusion of gas in motion)并产生涡流(gas turbulence)．高频通气时气体可通过这些原理达到气体交换．④Asymmetric Velocity Profiles学说Scherer及其同事首先描述气体在分枝系统内的不均匀扩散，在支气管树内的不同气体的流速，流量不同，并且高频振荡时即使是少量气体向远端轴向扩散时亦不会衰减甚至可迭加增强．这种气体扩散是气体交换的机制之一．Chang及其同事对此特征的研究结果是肯定的［4］．⑤分子扩散原理：气体分子的自由运动也是HFOV时气体交换原理之一．
3 高频振荡通气的临床应用
高频振荡通气的特点：(1)无峰值压力和基线压力，只有MAP，可减轻肺组织切应力性损伤．(2)适当高的MAP可提高FRC，增加氧弥散面积，改善氧合状
态．(3)连续的振荡气流形成主动排气过程使CO
2
得以主动排出，而非传统机械
通气的靠胸廓和肺的弹性回缩排气．HFOV的临床指征：HFOV的目的主要是利用其气压性损伤小(无峰压)可改善弥散功能的特点．临床主要用于需限压的通气及常规呼吸机通气不能改善的情况．新生儿与儿科适应症也不同．新生儿适应症有：［4，8］①NRDS ②PPHN(Persistent Pulmonary Hypertension of Newborn) ③NMA S (Neonatal Meconium Aspiration Syndrome) ④先天性膈疝和新生儿肺发育不良．⑤新生儿肺间质气肿及气胸．儿科HFOV的适应症有：①急性肺损伤的AR DS．②儿科气漏综合征和肺间质气肿．Gutierrez et al报告HFOV用于治疗呼吸道合胞病毒伴轻中度呼吸道梗阻，出现ARDS样症状(ARDS-like symptoms)病人，可有效改善氧合和维持满意通气．大量临床研究表明上述严重病变常规呼吸机通气无效时HFOV可明显改善缺氧和显著提高存活率，其安全性也较好，因而不少研究者主张尽早使用以减轻并发症，降低死亡率，提高生存率．HFOV还应用于较大的外科手术期间的通气以及腹部损伤所致腹压明显增高导致呼吸衰竭CMV无效的病人［7］．HFOV结合NO吸入治疗严重肺损伤伴持续肺动脉高压，可减少膜肺应用，还可缩短呼吸机通气时间及减轻并发症，缩短病程．Fort.P和Fa rmer C的研究显示：在重危病人HFOV频率在500～1000bpm时可明显改善气体交换，生存者的追踪观察，慢性肺部疾病发病率与常规呼吸机治疗者比较有显著差异．Araorld et al.发表了第一次的前瞻性、随机性HFOV与CMV用于儿科呼吸衰竭的研究结果，为FDA批准HFOV在美国临床应用的依据，在其指导的多中心研究中包括70名急性肺损伤和呼吸衰竭病人，年龄＞1月体重<3.5kg．入选研究的金标准为氧指数(Oxygen Index)≥13／或有气漏综合症(air leak)．随机
分组分别进行HFOV和CMV治疗，结果显示HFOV组需较高P
aw ；PaO
2
／P
A
O
2
增大(肺
泡动脉氧分压差)，在治疗30天结果：所需FiO
2有显著差异(HFOV组FiO
2
=21%，
CMV组FiO
2
=59%)，单纯用HFOV治疗生存率达83%；而单纯用CMV治疗为30%．从CMV转为HFOV治疗和从HOVF转为CMV治疗不伴有严重肺损伤的病人其存活率分别为21%和0%．研究还表明HFOV治疗24小时无氧改善，OI＞42者其疗效不佳，此组病人死亡率很高［8，9］．近年大量儿科临床研究均证实HFOV对严重肺功能障碍、氧合情况差，如严重肺损伤(SLI)ARDS和气漏综合征(ALS)等，CMV治疗效果欠佳的病人疗效显著，可改善氧合，降低死亡率，缩短病程［13，14］．
4 高频振荡呼吸机的选择
高频振荡通气的概念及初始研究源于1972年由Lukenheimer首先表述，九十年代初才大量进行临床研究，1995年获FDA通过．因此技术成熟的呼吸机不多，目前常用的有Sensor Medics 3100A； Drager Baby Log 8000;Metran Hum ming Bird V;Infant Star;Infant Star 950．Sensor Medics 3100A采用较小的膜式振动源；Infant Star;Drager Baby Log 8000和Infant Star 950 采用扬声器膜为振动源(Loud spesker diaphram)，Hammingv Bird V采用喷射式振荡(piston)．前二者为专用HFOV，余者为CMV配以HFOV．近两年新机型Stepha n也具有HFOV功能，但亦为piston式振荡源［1，13］．1998年David Hatcher et al对上述五种HFOV机型进行动物实验比较，结果表明各具优点，操作上也有简繁之别，病情程度、使用者知识等均影响HFOV效果．作为专用机的SENSOR Med ics 3100A.可调节参数较多而灵活，具有技术优势．其他机型可结合CMV使用，用途较广．应依据不同疾病的不同病理生理状况及使用者的经验选用．
5 高频振荡通气的研究现状与未来研究方向
HFOV近年已广泛应用于新生儿婴儿严重肺功能障碍的病人，HFOV结合NO
吸入疗法治疗婴儿持续性肺动脉高压的研究，治疗胎粪吸入综合征，先天性膈疝伴肺发育不良的病人等方面的临床研究逐渐增多，NO结合部分液体通气的动物实验研究也取得可喜的成果［17］．HFOV本身可减轻机械通气的肺损伤，结合其他方法如NO吸入，液体通气等能否将这种损伤进一步降低，将极危重病人的疗效进一步提高，进一步降低死亡率，成为年近危重病治疗特别是机械通气的研究热门课题．尽早使用HFOV还是先用CMV，疗效不好才转用HFOV?直接从HFOV撤机还是转为CMV一段时间后再撤机?目前仍无一致认识，多数应用者主张先CMV再HFOV撤机前复用CMV过渡［13，15］．也有人主张从HFOV直接撤机(有成功报道)．这些都是今后临床研究要解决的问题．对于HFOV的机理及其并发症的基础研究还需进一步深入．HFOV对机体生理的影响，HFOV配合NO吸入及液体通气方面的研究将会成为今后研究的方向，明确HFOV的临床应用指征也会成为今后研究热点．随着HFOV的广泛应用，新机型的研制，新原理的探索，HFOV同时溶入症状、病因治疗的其他手段等方面的研究必将使HFOV技术更完善，适应面更广，疗效更佳．
曾其毅（广州市儿童医院广州510120）
References
1，Chatburn RL.:A new system for understanding ventilators. Respir Ca re 36:1991,1123
2，St.-John-Re.Lefrak-SS:Alternative modes of mechanical ventilation: On the aberration of inspiratory pressure and flow profiles. Int Crit Care Dig 1990,9:28
3，David Todres, John H.Fugates: Critical Care of infants and Childre n; Mechanical Ventilation chap,1996,16,155
4，Jay P.goldsmith, Edward H.Karotkin:Assisted Ventilation of the Neo nate;High-Frequency Ventilation:chap.1996,16.199
5，Jay P.Goldsmith, Edward H.Karolkin:Assisted Ventilation of the Neo nate,Special Ventilation Techniques Ⅱ: Liquid Ventilation, Nitric Ox ide Therapy, and Negative Pressure Ventilation.
6，Peter Fort,Christopher Farmer,et al: High-frequency Oscillatory Ve ntilation for Adult Respiratory Distress Syndrome-A pilot study.
7，Margaret S,Herridge,Arthar S.et al:Has high frequency ventilation been inappropriately discarded in adult acute respiratojry distress s yndrome; Crit Care Med 1998 Vol. 26,NO.12
8，Murthy-BV,Petros-AJ.: High-frequency oscillatory ventilation with intermittent mandatory ventilation in critical ill neonates and infan ts. Acta-Anaethesiol-scand.1996 Jul;40(6):679
9，Maruyama-K;Koizumi-T:Systemic air embolism in an extremely low bir thweight infant treated with high-frequency oscillatory ventilation.A cta-Paediatr-Jpn.1996 Dec;38(6):681
10，Randall C.Wetzel:High Frequency Wentilation, The Ped.Clin-North A merica;Intensive Care;1987 Feb;34:1
11，Bernard GR,Nilsson R,Grossman G,et al:The American-European conse
nsus conference on ARDS-Definitions mechanisms,relevent outcomes and clinical trial coordination.Am J Respir Crit Care Med.1994;149:818 12，Lukenheimer PP,Praker J,Herandz L,et al:Intrapulmonaler Gaswechse l unter Simulierter Apnoe durch transtrachealen periodischen,intratho raken.Drickwechsel.Aneasthetist 22:232
13，David Hatcher,Hiroshi Watanabe,Ted Ashbury,et al:Mechanical perfo rmence of clinical available,Neonatal,High-frequency.Osccilatory-type ventilations.Critical Care Med.1998.Vol.26,No.6
14，Ng-PC,Tsuno K,Prato P,et al:High Frequency Oscillatory Ventilatio n with Persistent Pulmonary Hypertension;Singapore-Med-J.1995 Oct;36 (5):5,20
15，Shibata-Y;Okamoto-K,Loughnan PM,et al: The safety of a nitric oxi de inhalation system with high frequency oscillatory ventilation;Acta -Paediatric-Jpn.1997 Apr;39(2)
16，Cheung-PY,.Miguet D,Claris O,et al: Rescue High Frequency Oscilla tory Ventilation for Preterm Infants,Biol-Neonate,1997;71(5):282 17，Kendra M.Smith,Slutsky AS,et al:Partial Liquid Ventilation: A com parison using conventional and high frequency technique in an animal model of acute respiratory failure.Crit Care Med 1997 Vol.25,NO.7 18，Wayne E.Hachey,Fabien G,et al:High-frequency oscillatory ventilat ion versus conventional ventilation in a piglet model of early meconi um aspiration.Crit Care Med 1988 Vol.26,No.3
19，Stephen Dolan,Venegas JG,Hales CA,et al: Tracheal gas insufflatio n combined with high-frequency oscillatory ventilation.Crit Care Med 1996 Vol.24,No.3
20，Harris P.Baden,Lachmann B,et al: High-frequency oscillatory venti lation with partial liquid ventioation in a midel of acute respirator y failure.Crit Care Med 1997 Vol.25,No.2
21，Kendra M.Smith,Dennis R,et al:Partial liquid ventilation:A compar
ison using conventional and high-frequency techniques in an animal mo del of acute respiratory failure. Crit Care Med 1997 Vol.25,No.7 22，Alison B.Froese:High-frequency oscillatory ventilation for adult respiratory distress syndrome:Let's get it right this time Crit Care Med 1997 Vol.25,No.6
23，Neil R.MacIntyre:High-frequency ventilation. Crit Care Med 1998 V ol 26,No.12。