周馨综述：高频喷射呼吸机

综述
高频通气的临床应用及发展
天津市人民医院周馨
高频通气技术已问世三十余年，在我国的使用也已超过二十五年。

与传统常频呼吸机比较，前者结构简单，容易学习。

然而从某种意义来讲，越简单的机械，对使用者的要求越高。

伴随医学及其相关自然学科的飞速发展，高频通气技术也有了日新月异的变化。

为探讨高频通气技术的临床应用及新发展，结合近期文献，对高频通气的临床应用及发展，作一简要综述。

高频通气的临床应用
1.高频通气技术在危重症及呼吸内科的应用
因外伤、大手术、严重感染、骨折、药物中毒等引起的成人呼吸窘迫综合症(ARDS)以及各种原因引起的感染性肺炎所致的呼吸衰竭以进行性低氧血症为特征，由于该通气方式具有较低的平均气道压、较高的功能残气量、较好的通气/血流匹配，故对该类病员有较好的治疗效果，可在缺氧期及早期进行高频射流供氧以防止重症呼吸衰竭的形成。

对中、重度的呼衰病人进行通气可通过鼻前庭射流给氧，可避免进行气管切开，高频射流给氧是一种具有多种气流机制并存的新型供氧方式，它具有操作简便，病人易于耐受，供氧时具有压力支持和低氧浓度供氧等特点，血氧分压提高较快，且不易造成氧中毒。

高频通气对支气管胸膜瘘能提供较低的气道压和气道峰压，提供充足的气体达到有效的肺泡通气而减少瘘口的漏气，有利于瘘口的修复，由于高频率小潮气量的通气方式有利于更多的气体吹胀肺而减少瘘口的排气，高频通气对气道阻力和肺顺应性干扰甚小，临床上对负压不能复张的气胸一般多由于脏层胸膜有较大的破损与支气管相通形成瘘口或因病变粘连牵拉不适造成瘘口愈合所致，高频通气有效的通气方式可以避免此类病人免除开胸手术，为内科治疗慢性交通性气胸打下良好的基础。

对支气管食管瘘和伴有支气管炎、肺炎的病人进行高频通气可以低气道压的通气减少瘘
口的漏气而高频通气具有一定的PEEP效应，该效应有效地复张了肺泡；增加了功能残气量；改善了弥散功能和通气/灌注比例；保证了氧合和二氧化碳的排出。

在慢性阻塞性肺疾病(COPD)如采用常规CMV通气由于潮气量大气道平均压和峰值压、胸腔内压较高对循环不利妨碍心排血量也容易诱发气胸，如采用高频喷射通气由于气道开放、压力低、潮气量小，不干扰自主呼吸，有利于心排血量的增加，能改善低氧血症且通气安全可靠。

对Ⅰ型呼吸衰竭的治疗效果是肯定的，如频率选择适当并适量减少吸气时间，选择合适的驱动压力对ⅡI型呼衰也能达到改善低氧血症，减少或避免二氧化碳的潴留。

2.高频通气技术在麻醉的应用
高频通气作为术中呼吸管理配合应用适宜所有的外科手术，包括颅脑、颌面、耳鼻喉、颈部、胸腹部、四肢手术等。

高频通气在手术过程中能保持良好的气体交换，在开胸手术时肺叶中度膨胀并轻微的震动，纵膈稳定，手术视野安静能为手术操作者提供一个良好的条件。

高频通气可在开放状态下插管，无需打套囊，故在开胸手术可分别对健肺和病肺进行单侧肺通气，可避免交叉感染。

在支气管、胸膜瘘和肺瘘的手术中高频通气可保证有效地交换，且由于气道压力低，有利于瘘口的修复；脑外科手术时脑压波动小便于精细手术的操作，通气过程中有利于减少脑水肿的形成；五官科和喉显微外科手术可经皮行环甲膜穿刺和插小管进行高频通气，能保证良好的通气效果更有利于手术的彻底进行，又由于通气时气道压力大于大气压力不易造成分泌物返流。

术中血压、脉博稳定，末梢循环好，心电图显示未见心律紊乱。

可配合纤维支气管镜检查，能有效地改善病员缺氧的状况。

开放式喷射通气由于气道压力低对回心血流干扰小，有利于心排血量的增加。

高频通气易于和自主呼吸同步，亦有利于术后呼吸机的撤离。

高频通气具有刺激性小适宜浅麻醉，自主呼吸恢复较好，病人呛咳挣扎反应轻等优点。

3.高频通气在儿科的应用
高频通气适于以下常见疾病的治疗：
（1）呼吸系统：新生儿肺透明膜形成、胎粪吸入性肺炎以及各种感染性肺炎所致的呼吸衰竭、呼吸窘迫综合症、肺水肿、肺出血、各种原因的窒息、心跳呼吸骤停、重症哮喘等。

（2）中枢神经系统：早产儿原发性或继发性的呼吸暂停、颅内感染所致的中枢性呼吸衰竭、合并颅内高压；新生儿破伤风以及由于使用大量镇静剂所致呼吸抑制；药物中毒所致呼吸抑制等。

（3）呼吸肌疲劳：各种原因所致的呼吸肌做功增加，呼吸肌疲劳，临床表现为呼吸变浅、快甚至出现矛盾呼吸以及周期性的呼吸暂停。

（4）循环系统：循环衰竭需过度通气治疗时。

（5）神经肌肉疾患：感染性、多发性的神经根炎、脊髓灰质炎、重症肌无力及呼吸肌麻痹。

（6）预防性应用：心脏、胸部、先天性隔疝，巨大脊膜膨出手术后的高频通气以减轻呼吸循环负担以及对术中的呼吸管理胸部手术创伤影响呼吸能力的辅助通气、肺部原有病变不能适应术后的呼吸负担及心脏手术过程中呼吸管理等等。

目前公认的适合新生儿、婴幼儿的呼吸机应为定时、限压、持续恒流型，而高频通气正适合这种通气原理的要求，可以成为目前临床小儿一种常规呼吸的有效设备。

高频通气是一种开放式结构的呼吸器，通气时可插小管呼气时呼出气从气道两侧口溢出，减少了呼气阻力吻合了小儿呼吸道狭长、生理死腔大的特点。

它采用时间循环压力调节制式设计而成，由于该类呼吸机的特定设计要求其喷射针及空氧混合针座均设计在气道口端，故呼吸机在给病员送气时具有较高的流速且流量易调，是一种具有压力支持的理想的恒流式的呼吸设备，甚适宜肺无动力学改变的婴幼儿及儿童的呼吸生理的要求，随着市场上新型的具备多种功能的高频婴幼儿呼吸机的推广，高频通气技术也越来越广泛地应用于新生儿、婴幼儿的呼吸管理、治疗和麻醉复苏。

高频通气技术以及通气设备的发展
1、高频通气的频率选择，由盲区走向规范
高频通气是一个抽象概括性的名词，它包括在高频率前提下(相对于人的呼吸频率而言)可使机体气体交换有满意的通气形式。

如按频率分类，高频率通气的范围尚不统一，Smith提出HFPPV的频率范围为60-110次/分 (1-1.8HZ)，HFJV为100-400次/分(1.8HZ)，HFOV为400-2400次/分
(6.7-40HZ)。

但这种分类法有片面性，因其并不代表各种通气机制的转化。

例如接近HFJV 频率上限的气体交换机制可能与接近HFOV频率下限相似，间歇正压通气IPPV机制是气体对流弥散的复合。

国内在使用高频喷射通气频率上在高频通气机发明的早期无具体的规范，在使用通气频率上争议较大。

如何结合病人的具体情况选择好各项通气频率参数是使用好高频喷射通气重要因素。

早期的市售高频呼吸机通气频率的选择没有具体的限制，高频呼吸机通气频率极限有300次/分，500次/分，甚至1000次/分以上。

临床人员如盲目选择，有的容易造成二氧化碳潴溜，自1 983、1986、1989相继三次在江西九江、庐山召开的全国高频通气学术讲座会对此进行了全面细致的研讨并在1989第三次高频通气学术讨论会后确认高频喷射通气频率一般不宜超过20 0次/分，在91年由国家麻醉呼吸设备技术委员会主持的YY0042-91高频呼吸机行业标准中亦将高频通气频率的设计规定在150次/分左右。

由于高频呼吸机的频率设计得到了相关权威部门的共识，高频呼吸机在设计和临床使用上频率都有了遵循的依据，在此规范的频率下进行高频通气只要相应地掌握好驱动压力和吸呼比例(即掌握好吸气时间)，二氧化碳的潴留的比例大幅度地下降。

但在使用高频呼吸机时仍要根据病员的具体情况选择好相应的参数，不应盲目追求过高频率通气，同时仍要注意由于采用非标生产的高频呼吸机在此方面招致的失误。

2、高频通气“湿化难”的问题有了新的突破
高频通气应用与临床取得了显著的效果，但湿化仍然是一个棘手的问题。

临床经验证明长时间使用高频通气，由于其分钟通气量较大，气道开放时间较长，容易使气管粘膜干燥或
出血，如未能及时给予充分的湿化，不仅会导致通气失败，甚至会发生严重的并发症和支气管损害。

高频通气与传统的机械通气不同，它包括两种气流，一种是喷射气流，一种是卷吸气流。

要达到良好的雾化效果，两种气流都必须考虑在内。

用传统的办法将湿化器和雾化器连在喷射气流的管道上，喷射气流的流速势必受影响限制了射流效果。

早期的高频呼吸机采用螺旋管阀的湿化方法即用加温生理盐水在喷嘴前端滴向喷射气流使液滴喷散(同喷雾器)。

这种方法比较简单但喷射的液体颗粒较大，不易进入气管末端或支气管，湿化效果仍不理想。

EI-Iaz等提供了一种容量泵控制的流量，经蛇形管加温，由一管道引入气管导管，输液管滴下的液滴借喷射管喷出的高速气流雾化来提供气体的湿化。

国内张志坚和金清尘采用氧气由喷射出产生的空吸作用，将生理盐水经导管及针头吸入气道内，并吹散成雾状以便喷入的氧气湿化。

以上方法同时存在颗粒大牵带气道位置浅等缺点。

近期特力麻醉呼吸设备公司采用一获得国家专利雾化衔接装置可任意配合多种不同湿化形式的湿化器和雾化器，可对吸入气产生良好的湿化效果，湿化颗粒的大小密度及加温与否可由匹配的湿化器和雾化器解决。

这种雾化衔接头的原理是通过吸入的喷射氧流将雾化气体二次牵带随同空氧混合气体一起喷入气道达到气道湿化的效果，这种雾化牵带方式的深度和广度均有显著的差异，是目前高频呼吸机吸入气湿化的一种较为理想的办法，临床上取得了良好的效果。

3、高频呼吸机技术趋向成熟通气功能趋向全面发展
高频通气是近二十年来发明的一种新的通气方法，随着全国范围风起云涌的研究、讨论以及广泛的临床应用，高频呼吸机的设计趋向标准化、规范化发展。

与常规的CMV通气机一样高频呼吸机的呼吸方式的设计亦越来越趋向广泛，继八十年代初第一批高频呼吸机的设计后以特力麻醉呼吸设备公司为代表的新一代高频呼吸设备，在呼吸方式上有了长足的改进和发展，在TK R系列高频呼吸机中设制了两种程序通气功能，这种程序通气功能是将高频喷射通气与常频喷射通气按不同时间比值由电脑程序控制组合在一起，以便针对严重低氧血症病人，迅速提高其血氧分压和同时又保证在提高血氧分压的同时维持其一定时间的低频
率大潮气量的通气方式，保证胸廓运动幅度以利于二氧化碳的排出，在另一程序中与前一程序恰恰相反时间比值以常频大潮气量通气为主辅以一定比值的高频通气，以维持病人二氧化碳分压和氧分压均在一定的正常范围，该程序更适宜于长时间机械通气的病员的呼吸管理；新一代的TKR系列高频呼吸机设制了呼气末正压通气与控制呼吸叠加，以保证在呼气末在气道内维持一定氧压以利于改善通气血流比；在该公司系列产品中设制了持续正压通气方式(CPAP)以利于保证自主呼吸的同时增加病员的功能残气量。

与常规CMV通气一样高频喷射控制通气亦可和叹息通气(SIMV )叠加同时使用以利于长时间机械通气部分塌陷的肺泡在叹息能气时重新得以充盈，以其增加氧合效果。

在TKR系列呼吸机中采用了先进的环流控制系统，驱动压的调整精细、气流稳定并附有锁定装置以免造成误操作，在该系列呼吸机中应用了优质的压力传感器，在驱动压、气道压力得以数字显示，提高了呼吸机的控制精度，TKR系列呼吸机中有的采用了吸入气氧浓度监测以增加机器对吸入气氧浓度的调节，和常规的CMV通气一样新一代的高频呼吸机设计了吸气压力停顿和吸气坪台的功能，以便对复杂的呼吸疾病增加其治疗功能。

吸入压力支持是高频呼吸机一大主要特点，这种功能能减少病人对吸气的呼吸功的消耗以提高病员的整体机制。

4、高频呼吸机的工艺性及参数复现性明显提高
高频呼吸机在使用过程中虽然只要简单地通过调节驱动压力、吸呼比例、通气频率就能有效地对病人进行通气，但早期的高频呼吸机由于其原器件质量及工艺设计差，往往机器的复现性较差，同一型号的高频呼吸机在其驱动压、吸呼比及通气频率相同的情况下所提供的的潮气量往往相差甚远，给临床使用时的复现造成了困难影响了对病员的治疗，致使病员造成一定的损害。

新一代的高频呼吸机随着现代科技的发展及高新技术的使用，在对新型机的设计原器件及工艺条件上均有较大的提高，加上临床具有统计意义的参数的参考以及配合现代计算机CAD辅助设计新一代的高频呼吸机各项使用参数的复现性具有较大的提高，对呼吸机基本及所需功能的设计更为全面，使高频呼吸机已成为临床各科呼吸管理、呼吸治疗、急救复苏过程中不可缺少的工具。

参考文献
1.Artlich A,Adding C,Agvald P，et al.Exhaled nitric oxide increases during high frequency
oscillatory ventilation in rabbits〔Ｊ〕.Exp Physiol,2006,84(5):959-969.
2.梁国容施焕中温梅科陈一强钟小宁莫晓能龙学明李超乾，高频通气膈肌
起搏治疗慢阻肺膈肌疲劳的研究广西医科大学大学一附属医院 2007.3：121-122 3.高频通气在极低体重新生儿治疗中的应用刘锐（综述）黄为民（审校）健康网
讯2004.4.1：52-54
4.Kohelet D，Arbel E.Survival of a300g infant ventilated by high-freˉq uencyoscillatory ventilation
for respiratory distress syndrome.Crit Care Med.2007，30（5）:1152-1155.
5.沈微.高频通气时气体交换的生理作用及其临床应用.国外医学·儿科学分册，
1999，26（1）：43.
6.Sakai T,Kakizawa H,Aiba S,et al.Effects of mean and swing pressures on piston-type
high-frequency oscillatory ventilation in rabbits with and without acute lung injury〔Ｊ〕.Pediatr Pulmonol，2007，27(5):328-335.
7.Kinsella J P,Parker T A,Galan H,et al.Independent and combined effects of inhaled nitric oxide,liquid
perfluorochemical,and high-frequency oscillatory ventilation in premature lambs with respiratory distress syndrome〔Ｊ〕.Am J Respir Crit Care Med，2008，159(4 Pt 1):1220-1227.
8.吴成富,马雪,王春亭,刘丽.高频喷射通气在呼吸道异物取出术中的应用.中华麻醉
学杂志[J],2008,18(7):34-39.
9.葛衡江.高频振荡通气气流机制与临床效应[J].第三军医大学学报，2003.5：56-57
10.急性呼吸窘迫综合征机械通气治疗研究进展张凤林北京医科大学第三医院，临床荟
萃 2005，5：25-27
11.高频喷射通气技术李宗翼特力麻醉呼吸设备公司 2001.4
12.Dimitriou G.Rescue high frequency oscillation and predictors of adˉverseneurodevelopmental outcome in preterm infants.Early Hum Dev，2002，
66（2）:133-141.
13.. Ko SY，Chang YS，Park parison of respiratory indices in preˉdi ctingresponse to high frequency oscillatory ventilation in very lowbirt
h weight infants with respiratory distress syndrome.J Korean Med Sci，2006，15（2）:153-158.
14.. JT3-TKR-200高频喷射呼吸机使用说明
15. 急性中毒时呼吸衰竭的呼吸支持与机械通气浙江大学医学院第一附属医院ICU 方强浙江医药 2003.3：213-215
1:6.钱桂生.急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的临床研究 .中华烧伤杂志[J]. 2004,3
358-359
17. 胡波,凌宝存.单肺通气在胸外科手术中的应用.中华现代外科学杂志
[J] ,2004,9(1)101-104.。