机械通气治疗呼吸衰竭的进展

·述评· 机械通气治疗呼吸衰竭的进展 钮善福 作者单位 : 200032 上海 , 复旦大学附属中山医院肺科、复旦大 学呼吸病研究所 　　机械通气应用于临床近 70 年的历史。十多年 来 , 由于高科技 (如精密微传感器压力、流量、容 积和气体分析等) 和电脑微处理技术应用于呼吸衰 竭 (简称呼衰) 的病理生理、呼吸机及其机械通气 各种生理效应的研究 , 从而使呼吸监护和呼吸机的 性能不断优化。人们在实践中更认识到机械通气治 疗呼衰的成败除与呼吸机性能和机械通气的连接方 式有关外 , 更重要的是医务人员能掌握患者的病理 生理的变化 , 合理地应用机械通气 , 给患者以呼吸 支持 , 改善或纠正缺氧、二氧化碳潴留和酸碱失 衡 , 预防减少机械通气并发症和多脏器功能不全 , 拯救患者生命 , 为基础疾病治疗、呼吸功能改善和 康复提供条件。机械通气只有呼吸机与呼吸系统建 立在一个密闭情况下 , 才能建立气道口与肺泡间压 力差 , 有良好的同步性和有效的通气 , 所以其连接 的密闭性极为重要。 约 50 年前 , 由于早期的橡胶口鼻面罩难以做 到密闭 , 只能短暂应用。故抢救呼衰必须做气管切 开或气管插管 , 将气管套管或经口 (或鼻) 气管插 管导管的气囊充气至不漏气时 , 方能进行有效的机 械通气。由于人工气道系创伤性具有风险 , 不易被 患者及其家属接受 , 待患者呼吸微弱、昏迷时进 行 , 易致重要脏器损伤 , 其结果疗效差、并发症 多、恢复慢 , 造成人力、物力和财务的浪费。近十 多年来 , 小型的 Bi2PAP (PSV + PEEP) 呼吸机的压 力流量传感器灵敏度不断提高 , 加上电脑微处理技 术对患者呼吸流量图形的自动追踪 , 计算出呼与吸 的开始点 , 使呼吸机与病人的呼吸节律同步转换。 还有好的漏气补偿 , 易达到预置吸气压力 , 有利向 呼气切换 , 提高了机械通气的同步性。目前具有多 种通气模式和呼吸监护的大型呼吸机 , 亦设置漏气 补偿 , 为面罩机械通气的应用创造更好条件。近年 来 , 国内外将气垫面罩改进为鼻或口鼻硅胶面膜面 罩 , 或可变形半固态面罩 , 在 30cm H2O 基本不漏 气 , 且组织相容性好 , 对皮肤损害小 , 可较长时间 持续使用。使面罩机械通气的密闭性、舒适性和依 从性大为提高 , 如橡胶、塑料气囊和硅胶面膜面罩 的依从性分别为 4515 %、7016 %和 90 %以上。国 产硅胶面膜面罩设有胃和小肠孔 , 利于重症呼衰患 者插胃管和小肠管 , 作胃减压排气和鼻饲营养 , 以 免为内容物反流吸入性肺炎。面罩机械通气维持呼 吸道吸入气的温热湿化、滤过和自主咳痰能力 , 亦 能说话 ; 比人工气道导管阻力小数十倍 , 降低呼吸 功 ; 减少气道并发症 (分泌物阻塞气道、呼吸机相 关性肺炎和气道粘膜损伤等) ; 缩短机械通气和住 院时间 ; 减少护理时间和治疗费用。面罩机械通气 为无创性 , 易被人们接受 , 且操作简单 , Bi2PAP 机器轻巧 , 便于急性呼衰及时抢救 , 减少重要脏器 损伤。防治老人、肥胖、呼吸功能障碍患者胸腹部 术后并发症、急性呼衰发生和慢性呼衰的康复 , 还 可作人工气道机械通气撤离后的序贯治疗 , 以免病 情反复。面罩机械通气对面部手术、创伤或畸形 ; 上呼吸道损伤、阻塞 ; 气管食管篓 ; 吸气压 > 30 cm H2O , 气体易进入食道胃 (健康者吸气到肺总 量的肺泡压达 30 cm～35 cm H2O) ; 有打嗝、恶心、 呕吐者应列为禁忌。大量分泌物无力咳出者易误吸 入性疾病 , 以及昏迷意识障碍不合作者列为相对禁 忌 , 如试用后无效 , 改作气管插管机械通气。若不 能拔除气管插管 , 需长期机械通气者 , 应作气管切 开机械通气[1～8 ,12 ] 。 机械通气应根据各种疾病呼衰患者的病理、病 理生理和各种通气方式的不同生理效应 , 合理地调 节机械通气各种参数和吸入氧浓度 , 以达到既能改 善通气和换气功能 , 又能减少或避免机械通气的不 ·6· 中华急诊医学杂志 2003 年 1 月第 12 卷第 1 期 Chin J Emerg Med , January 2003 , Vol112 , No11 良反应 (呼吸机肺损伤、对血流动力学的影响和氧 中毒等) 。以往的控制通气 (容量 →压力) 发展为 如今的自主性辅助通气。因自主性辅助通气符合一 定的呼吸生理 , 如由于重力作用 , 气体向肺上部 , 而血流向肺底部分布 , 底部肺泡易陷闭 , 自主呼吸 的膈肌收缩 , 有利于肺底部通气增多 , 减少肺泡陷 闭 , 改善气体分布和通气血流比例的协调 , 降低生 理无效腔。而控制性通气使自主呼吸的代偿作用消 失 ; 在相同的 VT 下 , 有自主呼吸的压力支持通气 (PSV) 比控制通气 ( IPPV) 的吸气压低 8cm H2O , 有助于肺组织均匀扩张 , 降低肺切变力。自主通气 良好的人机协调 , 避免人机对抗致峰压升高 , 从而 减少机械通气肺损伤和减少对血流动力学的影响 ; 控制通气易发生人机对抗和通气过度或通气不足 ; 若应用镇静剂、麻醉剂 , 乃至肌松剂 , 会抑制分泌 物引流和咳嗽 , 易引起感染反复发生 , 且不易控 制。长期的控制通气会诱发呼吸肌萎缩。自主性辅 助通气不仅减少呼吸肌作功 , 缓解呼吸肌疲劳 , 又 能避免呼吸肌的废用。最常用的自主辅助通气模式 有 PSV、SIMV 和双水平气道正压调节通气 (Bi2 CPAP) 。机械通气改善通气功能的调节必须遵循患 者肺的 P2V 曲线 (图 1) 和肺泡通气量 (VA ) 与肺 泡二氧化碳分压 ( PA CO2 ≈PaCO2 ) 关系曲线 (图 2) , 以及反映气道阻力大小的峰压与平坦压之差 值。从肺的顺应性而言 , 慢性阻塞性肺病 (COPD) 肺气肿最大 , 哮喘与健康者接近 , 而肺水肿、肺纤 维化和急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的顺应性越 来越差。人们要从它们的 P2V 曲线所处的位置来选 择适宜的 VT [9 ] 。 图 1 　各种疾病的压力容积曲线 图 2 　肺液透气量与肺泡氧分压和肺泡 二氧化碳分压的关系 (吸空气) 　　COPD 和危重哮喘 Ⅱ型呼衰患者 , 主要为气道 病变和支气管痉挛引起阻塞性肺气肿和严重肺过度 充气 , P2V 曲线趋向平坦段 , 且吸气峰压与平坦压 差大。先采用简易呼吸器或呼吸机随患者浅快呼吸 作小 VT 人工和机械通气氧疗。吸入管路串入储雾 器或射流喷雾器 , 吸入β2 激动剂、胆碱能阻止剂 和糖皮质激素。待支气管舒张 , 气道阻力降低 , 肺 过度充气改善后 , P2V 曲线向陡直段移 , COPD 者 更为明显 , 允许较大 VT , 支持压力逐增加 , 低吸 气流量 (有利气分布) , 延长呼气时间 , 避免肺动 态过度充气 , 变为较深而慢地机械通气。这样有利 降低 VD / VT 比值 , 增加肺泡通气量 (VA ) , 尤在 PaCO2 > 80 mm Hg 时 , 与 VA 处于反抛物线陡直段 , 当 VA 轻微增加 , 即可致 PaCO2 明显下降 , pH 值上 升。但要注意 COPD 慢性呼衰碳酸氢盐高的患者 , PaCO2 不要下降过多 , 可导致碱中毒。COPD 和哮 喘呼衰缺氧主要与通气血流比例失调和通气不足有 关。通过机械通气增加 VA 后 , PAO2 明显上升 , PEEP 3 cm H2O～5 cm H2O 能扩张陷闭气道 , 改善 气体分布和通气血流比例 , 减少肺内分流 , 提高 PaO2 , 降低内源性呼气末正压 ( PEEPi) , 减少吸气 肌作功。一般只需吸低浓度氧可纠正缺氧 , 除伴广 泛肺水肿、肺不张所致的肺内分流增加 , 才需吸较 高浓度氧。在 COPD 伴睡眠呼吸暂停患者 , 应采用 PSV + PEEP + 呼吸兴奋剂、PSV + SIMV + PEEP , 或 A/ CV + PEEP[1～5 ,9～11 ,13～16 ] 。 ARDS的病理生理为肺间质肺泡渗透性水肿伴 肺泡萎缩不张 , 其 P2V 曲线出现低位和高位拐点 (LIP、UIP) , 且陡直段显著缩短 , 以肺内静脉血分 流为主的换气功能损害的严重缺氧 , 肺容积缩小。 为改善氧合 , 采用吸气时足够压力使萎陷肺泡复 张 , 呼气时的 PEEP ( > LIP + 2 cm H2O) 让其保持 ·7·中华急诊医学杂志 2003 年 1 月第 12 卷第 1 期 Chin J Emerg Med , January 2003 , Vol112 , No11 开放 , 减少高切变力的发生 , 减少不必要的呼吸机 断离 , 来实施肺开放策略。美国心肺血液研究所组 织的多中心研究结果显示 , 在控制通气下 , 吸气压 (P1 ) < 50 cm H2O 的 12 ml/ kg 的 VT 要比 P1 < 30 cm H2O的 6 ml/ kg 的 VT 地死亡率明显增加 , 分别 为 3918 %和 3110 %。事实上 P1 30 cm H2O 已为健康 人吸气至肺总量的肺泡压 , 即 6 ml/ kg 的 VT 相当 于健康人 4 倍 VT (500 ml) 的肺泡压力 , 所以说 6 ml/ kg 的 VT 不为小潮气量。在临床实践中 , 常遇 到 ARDS的早期患者 , 因严重缺氧吸气肌用力做深 大快速呼吸 , VT > 700 ml , f > 30 次/ min , P1 < 20 cm H2O , 出现低 PaCO2 和高 pH。如能尽早应用面 罩机械通气氧疗 , PSV (15～20 cm H2O) + PEEP (5～15 cm H2O) , 再及时治疗原发病 , 则会达到事 半功倍的疗效 , 减少机械通气并发症和重要脏器的 损害。对重症 ARDS 患者 , 根据 P - V 曲线只可实 施所谓小 VT 机械通气 , 以及允许性高碳酸血症保 护肺的策略。故采用 Bi2PAP 模式 , 允许患者在 2 个正压水平 (5～15 cm H2O、20～30 cm H2O) 上间 断自主呼吸 , 具自主呼吸和控制通气并存的特点。 吸气呼气均为正压 , 改善氧合 , 高低压差可增加肺 泡通气量排除二氧化碳[5 ,9 ,14～16 ] 。如再加上 PSV 则 更有利。同样该通气模式适用于吸气高压力的 COPD、哮喘等其他疾病。机械通气辅助如俯 卧位通气能使背部肺单位再通气 , 改善通气与血流 之比 , 以及吸入一氧化氮 , 能使血流再分布到通气 较好的肺单位 , 减少分流 , 改善氧合 , 并降低肺动 脉压。还有气管内气体吹入法 , 以降低高碳酸血症 水平等 , 作为 ARDS的通气支持的辅助作用。 心源性肺水肿、肺栓塞急性呼衰 , 以往列为机 械通气禁忌症 , 现为良好的适应症。合理正压机械 通气能改善肺水肿和换气功能 , 降低心脏前后负 荷 , 增加心输出量 , 舒张期心室充盈量下降 , 改善 冠状动脉血供。一般患者神智清 , 尚能较好配合面 罩机械通气氧疗 (PSV 15～20 cm H2O、PEEP 5～10 cm H2O、FiO2 50 %左右) , 在强心利尿积极治疗下 , 数小时后取得可喜疗效。肺间质纤维化疾病急性呼 衰　因肺 P2V 曲线是低顺应性和弥散所致的缺氧 , 并发肺部感染性加重。给予低 VT 快频率 , 吸较高 氧的机械辅助通气 , 可改善症状 , 延长生存期 , 因 原发病难治 , 预后不良。防治肺功能障碍、肥胖或 老年 ( > 70 岁) 患者 , 在上腹部或胸部手术后肺 部感染、肺不张和肺功能不全 , 应在术前作面罩机 械通气适应 , 术后支持 , 必要时作人工气道机械通 气[14～16 ] 。 参 考 文 献 1 　白春学 , 钮善福. 经鼻和口鼻面罩机械辅助呼吸治疗慢性阻塞 性肺病致呼吸衰竭. 中国急救医学 , 1992 , 12 : 27 - 28. 2 　朱蕾 , 钮善福. 经面罩机械通气治疗慢性阻塞性肺病呼吸衰竭 患者影响因素分析. 上海医科大学学报 , 1997 , 24 : 308 - 310. 3 　钮善福 , 朱蕾. 通气技术进步对面罩通气治疗慢阻肺呼吸衰竭 疗效的影响. 上海医科大学学报 , 1998 , 25 : 127 - 129. 4 　钮善福 , 朱蕾. 危重支气管哮喘治疗体会. 中华结核和呼吸杂 志 , 1998 , 21 ; 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