新生儿高频通气周晓光

新生儿高频通气 High Frequency Ventilation,广州市妇女儿童医疗中心新生儿科周 晓 光,高频通气的定义,一般认为超过正常机体呼吸频率4倍、潮气量小于或等于解剖死腔的机械通气称为高频通气美国FDA定义HFV为通气频率150次/min 或2.5Hz(1Hz=60次/min)的辅助通气,高频通气（HFV）分类,高频振荡通气(HFOV)高频喷射通气(HFJV)高频射流阻断通气(HFFI)高频正压通气(HFPPV),高频振荡通气（HFOV）的定义,具有三个明显特征： F=5-50Hz VTVD 主动吸气，主动呼气，具正弦波形,HFOV分类,隔膜振荡型：Sensor Medics 3100A 噪音大,操作繁,无VT显示,无CMV旋转呼气阀：Babylog 8000 操作简，VT显示，有CMV活塞振荡型：Stephanie 操作简,VT显示,有CMV、PAV,反应快流量阻断型：Infant Star,HFOV气体交换机制, 团块运动与对流引起的肺泡直接通气由于机体支气管树不对称，有些肺泡处于解剖死腔较小的部位，因此很小的潮气量仍可使一定数量的肺泡经气体对流获得直通气,HFOV气体交换原理,迪斯科肺肺内各肺泡顺应性及其对空气的阻力不同，因此各肺泡的充气及排空并不同步。先充气的肺泡回缩时其内的气体进入邻近的肺泡，从而产生肺内并行通气,这可加速肺内气体混合,使肺内气体分布更趋一致，减少肺内分流。从肺表面观察全肺似跳摇摆舞样，称迪斯科肺。,HFOV气体交换原理,不对称的流速剖面气体进出肺的流速剖面不同，由于气道壁的粘性切力影响,吸气流速剖面呈抛物线型,气道中心的分子移动要比气道周边的分子快。而呼气流速剖面呈平面形次，使氧分子在气道中心流入，CO2在气道周边部排出，以此完成气体交换，气道多级分支结构可提高这种交换机制的作用,HFOV气体交换原理,Taylor弥散现象这是描述影响气体交换的对流与分子扩散之间相互作用的关系。在这一过程中,气体进入肺内的流速剖面呈抛物线形状,由于分子运动,进入气道的新鲜气体与原存在于气道内的气体之间相互扩散。气体交换是通过纵向扩散实现的,分子扩散越快,在其扩散至整个气道横切面时气体纵向传播的距离就越小。,HFOV气体交换原理,心源程序性振动心脏跳动时产生的振动作用可使气道远瑞内的气体分子弥散速度增加近5倍,HFOV气体交换原理,分子弥散在肺泡毛细血管膜,分子弥散是气体交换的主要机制。Slutsky 认为: 大气道中对流及Taylor 弥散是最主要的气体交换方式。较小气道中气流为层流,气体交换以轴流及不对称的流速剖面进行。肺泡内的气体交换以心源性震动及分子弥散为主要方式。,高频通气研究的现状,Meta分析认为应用HFOV治疗新生儿呼吸窘迫综合征的效果优于CMV,并可减少慢性肺部疾病的发生,但应注意新生儿颅内出血的并发症发生.最新的Meta 分析,早产儿肺疾病一开始就用HFOV 和用CMV 比较,在降低病死率和并发症方面并未能证实前者优于后者。但有随机对照显示,在重症肺疾病,当CMV治疗失败,达到应用体外膜肺( ECMO)指征时, HFOV 可作为二者之间的桥梁,使部分患儿获救,而不需要用ECMO,高频通气减少肺损伤的机理,尽管采用HFOV时近端的平均气道压力较用CMV时略高，但是肺泡内压力一般为近端的平均气道压力的1/51/10，远较采用CMV时的肺泡压力为低，加之采用HFOV时，肺泡内吸气相的压力变化小，因此HFOV对肺损伤作用亦明显减少。,高频通气减少肺损伤的机理,用极小的潮气量,实现有效的通气,减少气道压力和对氧的需求,减轻机械通气对组织的损害。研究表明中性粒细胞的渗出和激活在呼吸机相关性肺损伤机制中占十分重要的地位。新近的动物实验证明, HFOV 通过减少肺泡巨噬细胞肿瘤坏死因子2基因的表达,减少了中性粒细胞聚集和激活,肺的病理改变明显轻于CMV,高频通气减少肺损伤的机理,胎粪性急性兔肺损伤模型通过高频振荡通气(HFOV)干预, HFOV组的炎性细胞浸润、水肿及小气道损伤均比常频组轻,各组均未见肺透明膜形成. 提示临床治疗胎粪吸入综合征时HFOV可能比常频通气更具优越性.,高频通气存在的问题,是近端监测到的压力不能精确反映气道或肺泡压,差别的程度依赖机器本身和呼吸系统阻力,应用时要给予考虑。此外气体潴留问题,所有类型的高频呼吸机均不同程度存在此问题,由于通气频率很高,呼气时间短,易造成二氧化碳的潴留,特别是对肺顺应性正常而气道阻力高的疾病,气体的潴留比较突出,适应证,新生儿RDS、重症肺炎先天性膈疝肺出血胎粪吸入综合征腹胀、胸部运动受限引起呼吸衰竭 气漏如间质性肺气肿、皮下气肿、气胸、纵膈积气,HFOV应用时机,连续6小时内，依据病人的2次血气结果（间隔30120分钟查血气）计算氧合指数（OI）, OI13（OI=MAPFiO2100/PaO2,HFOV应用时机,早产儿相对：PIP22绝对：PIP25足月儿相对：PIP25绝对：PIP28,临床应用原则,根据病儿的不同疾病和不同阶段所处的病理生理状况等选择治疗策略并不断评估，予以调节目标血气（导管后）SpO2为88%-96%、PaCO2 40-55mmHg、对肺漏、过度扩张、CLD可用允许性高碳酸血症可维持pH7.25，但氧合需正常肺扩张程度根据X线胸片：右侧膈肌顶部位于8-9肋，PIE患儿应于第7-8肋,开始参数选择,频率：体重0.5g2kg：15Hz；较大婴儿或有气道阻力增加：510Hz；另外根据病人的病理生理设定MAP：比通常通气时的MAP高24cmH2O；气漏时用低MAP振幅：调至可见胸廓振动为度,参数调节,HFOV与常频通气不同其PaO2和PaCO2 可以分开单独调节PaO2与FiO2、MAP参数有关，增加MAP及FiO2可以提高PaO2PaCO2是通过振幅（P）调节的，但与频率（f）也有一定关系，另外与呼吸比、偏置气流亦有一定关系,高频通气提高肺氧合作用的机理,使病人的肺容量达到最适状态使肺内气体分布最大限度地处于均匀状态改善肺内气体分布，减轻肺局部过度扩张，从而改善肺的通气血流比例，并使肺的氧合作用水平增加。,高频通气提高肺氧合作用的机理,HFOV时为提高氧合可通过调节平均气道压和吸入氧浓度来实现。HFOV时肺扩张程度即肺容量,保持相对不变,呼吸周期内肺容量的变化明显减少;肺容量的改变是通过调节平均气道压而实现的。,调节原则,平均气道压力（MAP）：增加平均气道压力可以改善氧合HFOV的MAP可直接调节HFJV和HFFI通过间接调节PEEP、和PIPHFJV和HFFI的MAP受以下要素影响：PEEP、Ti、I/E及如果合用CV，可受CV的参数影响,肺复张策略(recruitment strategy),由于HFV时肺容量及压力变化相对较小,不能使萎陷的肺泡重新扩张,应用HFV时需采用肺复张策略。已有实验证明HFV时应用短时间相对较高的平均气道压力后,随即降至原水平可明显改善肺部氧合;并发现肺泡一旦扩张,将平均气道压保持于肺泡关闭压之上,可以阻止肺泡及小气道萎陷,并可加速肺表面活性物质的释放。,肺复张策略(recruitment strategy),肺复张的方法与所用高频呼吸机的类型有关。常用调节平均气道压法：首先将平均气道压调至较常规机械通气时高12cm2水平,然后再以12cm2的增幅逐渐增加,直至达到充分的肺复张。,肺复张策略(recruitment strategy),判断肺复张的标准为:吸入氧浓度小于0. 6时PaO290%,胸片显示横膈在第89后肋水平。若胸片提示有明显的肺充气过度(肺透亮度明显增加、横膈低于第9后肋、肋间胸膜膨出)、心血管功能异常,则应逐渐降低平均气道压。,二氧化碳排出的机理,振荡压力幅度(): 振荡压力幅度()是叠加于平均气道压之上的正负振荡压力变化。 每次振荡时活塞或膜运动所引起的容积变化称为振荡容量,振荡容量可通过改变活塞的振幅或膜的移动距离来调节。在向肺泡传递的过程中逐渐衰减,其衰减程度与气管插管的直径、气道通畅程度、振荡频率、吸呼比值等有关。,二氧化碳排出的机理,临床上以能看到胸壁振动作为衡量调节适宜的标准。增加可加速二氧化碳的排出,降低PaCO2。,调节原则,振幅（P）：HFV的分钟通气量（MV）频率（f）Vt2 调节P亦即潮气量，影响CO2 排除HFOV的P可直接调节,二氧化碳排出的机理,振荡频率(): 频率不仅决定每分钟活塞振荡次数,还与吸气时间(%)一起决定活塞移动距离,相应地决定潮气量的大小。HFV的压力振幅由上气道转递到肺泡，其振幅衰减十分明显，当f增加时，此压力衰减更明显HFV的吸/呼比固定，当f增加时，吸和呼时间均减少、肺泡的压力幅度亦因而降低，CO2排出减少。,调节原则,HFO频率的初调值依患者的体重而定,一般为1215Hz。当然还要根据肺部病变及血气情况适当调整。比较合适的频率一旦确定后就不要经常变动HFJV的吸气时间固定和f无关，但当f很高时，由于呼气时间不足可引起空气陷闭,二氧化碳排出的机理,吸呼比(): 大多数治疗情况下,33%的吸气时间就非常有效。对于顽固性高碳酸血症患者,可逐渐延长吸气时间至50%,增加CO2的排出;但要注意,吸气时间延长的同时可增加肺内气体滞留、肺过度膨胀的危险。,二氧化碳排出的机理,偏置气流(biasflow): HFOV时需要偏置气流以提供氧气及带走CO2。偏置气流的流量必须大于振荡所引起的流量,一般为2030升/分;否则,侧枝流量不足,死腔增加,降低通气效果。,临床应用（一）,弥漫性均匀性肺部疾病如RDS、弥漫性肺炎及双侧肺发育不良目标是增加肺容量、改善氧合和通气、减少气压伤，应采用肺复张及高容量策略MAP应在常频的MAP之上约2-5cmH2O并根据需要渐增加，直到氧合改善但耍注意不要让肺过度膨胀及影响循环调节应先降FiO2至0.3-0.5再降MAP,临床应用（二）,非弥漫性均匀性肺部疾病如局限性肺炎、肺出血、MAS、单侧肺部发育不良及BPD特点肺顺应性、气道阻力不均匀，使用不当易至气体陷闭或气胸MAP尽可能低、频率亦必须低,临床应用（二）,目的：用最低的MAP通气改善氧合开始时MAP与IMV时相同或者低于IMV低的HFV频率如f7Hz然后增加MAP直至PaO2轻度上升即可保持MAP稳定，但如果呼吸状态不能改善则改回IMV通气,临床应用（三）,气漏如间质性肺气肿、皮下气肿、气胸、纵膈积气用尽量低的MAP、较低频率必须接受和充许其有较低的Pao2和较高的PaCO2避免同时使用常频通气减少气压伤调节时应先降通气压力后降FiO2,临床应用（四）,肺不张原理是高频的振荡效应通过较高的MAP值加强肺充气以及加速分泌物清除采用间隙性，与常频通气连用PEEP应略提高，常频通气频率20 次/分吸痰前高频通气15-30分钟，大约一天6次,临床应用（五）,PPHN高MAP可以打开肺泡并降低肺血管阻力，改善通气/血流比值，清除CO2改善氧合，而降低肺动脉压，但要避免肺损伤及注意过高MAP影响心功能可加用IMV病情好转时应先降MAP后降氧浓度病情好转时应维持HFV24-48小时,气道管理,可在用HFV治疗24-48小时后或气道见有分泌物时开始吸痰吸痰后必须进行再充气过程（30-35cmH2O，10秒）吸痰后2小时内病人不能恢复正常氧合，可考虑减少吸痰次数，延长吸痰时间吸痰后不能维持经皮氧饱和度85%时，则可增大MAP或FiO2（气漏时）,气道管理,气体加温湿化 由于HFOV时偏置气流量较大,有时高达30/min,对气体加温湿化的要求较高。若加温湿化不充分可致痰液粘稠、气道粘膜干燥受损、纤毛运动受限、甚至引起坏死性气管支气管炎。气体充分湿化应以吸气管道内可以看见雾滴为度。湿化过度可至水滴进入肺内,影响振荡效果。,治疗成功的标准,当FiO20 .30 .4,平均气道压25cmH2OPaO2仍50mmHg,并持续23h以上;有明显的心功能不全或存在顽固性低血压时,认为HFOV治疗失败,应撤离HFOV改用其他通气方式。,HFOV的合并症,低血压脑室内出血坏死性气管支气管炎肺充气过度气漏以及肺不张等这些均不是HFOV所特有的合并症。,常用的高频呼吸机,SLE5000Infant starDrager Baby Log 8000STEPHANIESensor Medics 3100A,SLE5000,振荡通气的气流是由四个高速电位器控制通过正、反喷射器产生振荡气流有主动呼出功能，有利于CO2排出P范围4180毫巴，平均气道压达35毫巴，适用于新生儿至婴幼儿高频振荡可在吸气、呼气同时使用，所以可以与CV合用高频振荡无需特殊管道高频振荡时能监测肺功能,SLE5000,HFO：F：3-20Hz吸呼比：1:1P：4-180毫巴MAP：0-35毫巴,SLE5000,使用方法：按通气模式键选择高频通气模式，选择单纯HFV或HFV+IMV模式根据病人的体重及病情设定高频通气的其他参数 P不能在预设模式中设定固定在4毫巴，必须连接病人后才能调节P,Infant star,虽以HFFI 形式进行通气,由于以呼气为主动,其作用也可理解为HFOV 行HFV 时除设置高频率外尚需与CV 联合应用,设25次/ min ,间歇强制通气( IMV) 。设PEEP作为MAP（024cmH2O）,Infant star,频率：222Hz振幅：060cmH2OMAP：024cmH2O,Infant star,使用方法：选择高频通气模式，可选择单纯HFV或HFV+IMV用PEEP设定MAP根据病人的体重及病情设定高频通气的其他参数,Drager Baby Log 8000,操作简单噪音小,有CMV 模式,可自动检测潮气量和CO2 的排出。参数范围f 为5-20Hz ,MAP : 0.29-2.94kPa (3-30cmH2O) ,P 为1 %-100 % ,I/ E = 1/ 5-1/ 1,Drager Baby Log 8000,使用方法：按通气模式键选择高频通气模式，选择HFV+CPAP或HFV+IMV用PEEP设定MAP根据病人的体重及病情设定高频通气的其他参数,Drager Baby Log 8000,研究显示f = 15Hz (常用) 时,VT = 2.7mL ,仅适合体重 1500g 的早产儿。MAP 的改变伴随VT 的改变,如MAP 从1.96kPa ( 20cmH2O ) 降低到0.98kPa(10cmH2O) ,VT 下降30 % ,因此疾病恢复期下调MAP 时,将伴随着潮气量减少。调节PaCO2 和PaO2 的功能不能分离,如试图通过增加MAP 使PaO2 水平增加,VT 也将增加,CO2 排出增加,造成低碳酸血症。CO2 随f 变化增加或降低,因此促进CO2 排出需要降低f 。监测的MAP比实际值低0.05-0.31kPa ( 0.5-3.3cmH2O) 。,STEPHANIE,高频振荡通气模式为双向控制，可叠加于所有常频通气模式。往返活塞泵（pistonpump）产生正弦振荡气流；先湿化后震动，有效地避免了能量衰减。HFO可以通过按一个钮触发设PEEP作为MAP（030cmH2O）,STEPHANIE,F：5-15Hz吸呼比：可调节P：分6级调节最大可达85毫巴MAP：0-25毫巴,STEPHANIE,使用方法：按高频通气模式键选择高频通气模式，可选择单纯HFV或HFV+各种常频通气模式用PEEP设定MAP根据病人的体重及病情设定高频通气的其他参数,Sensor Medics 3100A,扬声器隔膜振荡产生高频振荡气流,机器体积和噪音大,操作复杂,不能检测潮气量,无CMV 模式。参数范围f ：3-15Hz MAP ：3-45cmH2OP : 0-100 % （90cmH2O）I/