呼吸系统临床管理王斌

小儿呼吸衰竭的临床管理Management of respiratory failure,南方医科大学珠江医院全军儿科中心 王 斌,Signs of Inefficiency呼衰的体征,Thorax Deformations 胸廓变形Distended Abdomen 腹胀Uncoordinated Breathing 呼吸不协调,小儿呼吸衰竭实质,小儿通气和肺泡细胞换气功能的障碍临床标准 ： I型呼吸衰竭 PaO26.67kPa (50mmHg)。 II型呼吸衰竭 PaO26.67kPa , PaCO26.67kPa。 轻症 PaCO2 6.679.33kPa (5070mmHg)。 重症 PaCO29.33kPa。,小儿呼吸衰竭的常见原因,影响参与呼吸的器官系统功能的因素,Increasing Workload results in : 作功负荷增大导致Increased metabolic Need of Respiratory Muscles 呼吸肌的代谢需求增加Higher Catecholamine Release 儿茶酚胺释放增加Redistribution of Perfusion to Respiratory Muscles 呼吸肌灌流再分布Distributive Shock 休克,Pathophysiologic Alteration with progression of Respiratory Failure进行性呼衰的病理生理改变,Clinical Sign of Energetic Failure能量衰竭的临床体征,Decreased spontaneous Motoractivity only breahing“ 自主活动减少，只有呼吸Vasoconstriction of Skin 皮肤血管收缩Circulatory Shock with 休克Increased Heart Rate 心率增快Metabolic Acidosis 代酸Apnea 呼吸暂停,小儿呼吸衰竭的监测,呼吸系统 气喘 呼气呻吟 呼吸音弱或者无呼吸音 鼻翼扇动 胸壁收缩 呼吸急促、缓慢、暂停 发绀心脏 心动过缓或极度心动过速 低血压或高血压 毛细血管充盈时间延长,大脑 烦躁不安 易激惹 头痛 神志模糊 惊厥 昏迷全身情况 疲劳 大汗淋漓,（一）临床症状和体征,(二)实验室检查：血气指标,I型呼吸衰竭 PaO26.67kPa (50mmHg)。II型呼吸衰竭 PaO26.67kPa , PaCO26.67kPa。 轻症 PaCO2 6.679.33kPa (5070mmHg)。 重症 PaCO29.33kPa。,呼吸衰竭病情分级,摘自：人民卫生出版社诊断学第五版。P556,(三)呼吸衰竭的仪器监测,无创监护 一般生理状态的监护 皮肤O2电极 皮肤CO2电极 连续性无创监测的动脉血样饱和度SaO2 （脉搏氧计）呼气末CO2监测 机械通气的病人呼吸机自身检测参数,有创监测定期动脉血样血气分析。 脐动脉插管。 肺动脉插管。,（四）一些监测指标的临床意义,肺泡动脉血氧分压差 P(A-a)O2。该项指标代表氧气通过肺泡交换进入毛细血管的能力；病理情况下P(A-a)O2增大表示肺受累致氧合障碍。混合静脉血氧分压PVO2。混合静脉血或中心静脉血，指全身各部分静脉血混合后的静脉血，通常是通过右心导管取自肺动脉、右心房或者右心室的血。PaO2 与PVO2之差反映组织摄取利用氧的能力，正常值0.8kPa，该值缩小，说明组织摄取耗氧能力障碍，反之则说明组织需氧耗氧增加。,氧合指数（OI，PaO2/fiO2）。衡量氧气交换能力的指标。OI可随fiO2的增加而增大，但在一定程度上，降低了吸入气氧浓度对氧分压的影响，使变化范围减少，一般为430560mmHg，理论上的最大值为660mmHg。顺应性（compliance）。有静态顺应性（Cs）和动态顺应性(Cd)。前者是气流消失后单位压力变化时潮气量的变化，反映胸肺阻力；后者则为呼吸运动时单位压力下的潮气量变化，不仅受到胸肺阻力的影响，也显著受气道阻力变化的影响。机械通气时的计算公式为Cs=潮气量/（平台压呼气末压），Cd=潮气量/（峰压呼气末压）。,内源性PEEP（PEEPi）。呼气末肺组织恢复功能残气位时，不能恢复至弹性平衡容积，肺组织的弹性回缩力将大于胸廓的弹性扩张力，呼气末仍可存在呼出气流，肺泡压力仍然大于大气压，这部分压力就是PEEPi。一般的呼吸情况下，甚至ARDS患者轻度的PEEPi可以改善换气，不需处理，但哮喘患者和COPD患者无严重换气功能障碍，PEEPi无任何优点，需积极处理。呼气末CO2分压（PetCO2）:反映肺泡气CO2分压的变化。呼吸频率显著增快时可能采集不到实际肺泡气影响准确性。,小儿呼吸功能维护和替代,呼吸衰竭一经诊断，甚至在怀疑患儿有呼吸衰竭可能性的存在的时候，就应立即按呼吸衰竭的要求进行正确的处理 。,（一）临床一般处理-氧疗,（二）纠正内环境紊乱,纠正酸中毒。呼吸衰竭病人通常都合并代谢性酸中毒，及时的纠正酸中毒对于保护器官功能，提高抢救成功率均有积极的意义。防止和纠正休克。呼吸衰竭，合并酸中毒等多因素的影响，患儿容易出现微循环障碍，及时地纠正休克对于抢救的成功也十分重要。水电解质平衡和热量的供应。部分病人治疗过程中，虽然生命体征很快可以控制平稳，但长时间需要辅助呼吸或氧疗，有可能与液体供应不足、营养不良有关。,（三）表面活性物质应用,原理：对于早产儿肺透明膜病和成人急性呼吸窘迫综合征（ARDS），其发病机理有相似之处，就是肺表面活性物质的缺乏 优越性：外源性肺表面活性物质目前已经有正式批准的进口制剂，可以作为替代治疗的手段，迅速改善肺泡表面张力，防止肺泡萎陷，改善通气，从而进一步避免由于缺氧酸中毒导致多器官功能衰竭，大大提高呼吸窘迫的抢救成功率 适应症：呼吸窘迫综合征病人，尤其是新生儿肺透明膜病，预防及治疗性用药效果均比较好。局限性。药品来源比较困难，价格昂贵 。,（四）机械通气：（下部分详述）（五）体外膜氧合ECMO（六）NO吸入,机械通气,（一）气管插管,气管插管应该由有经验的医生或护士进行，插管应在20秒钟内完成，实施插管的前后应给予高浓度氧气吸入1分钟。如果一次插管不成功，患儿在吸氧情况下生命体征尚可的情况下，应等患儿充分吸氧休息，再进行第二次插管。喉镜暴露声门后，应立即清理干净呼吸道，患儿声门痉挛时不要强行插入。选择口径大小适当的气管插管，太小则容易漏气，太大则容易对声门和气管壁造成损伤。气管插管可经口腔或鼻腔，两者没有明显差别，经鼻腔容易固定，但有人认为容易造成鼻腔结构破坏。,（二）机械通气方式,1控制通气（control ventilation, CV,C）通气量及通气方式全部由呼吸机决定，与自主呼吸无关。分压力控制通气和容量控制通气。（1）容量控制通气(volume control ventilation, VCV)：即传统意义上的控制通气，也简称CV。潮气量、呼吸频率、吸呼气时间比完全由呼吸机控制。其压力变化为间歇正压，可为容量（比例）或时间转换。（2）压力控制通气（pressure control ventilation，PCV）:分两种基本类型。一是传统意义上的通气模式，即压力转换式；一是时间或比例转换式，压力为梯形波或方波，流量为递减波。后者已逐渐取代前者。,2.辅助通气（assist ventilation, AV）通气量（或压力）由呼吸机决定，但由自主呼吸触发，呼吸频率和吸呼气时间比随自主呼吸变化，可理解为控制模式同步化。也分为容量辅助通气（volume assist ventilation，VAV）和压力辅助通气（pressure assist ventilation，PAV）。,3.辅助/控制通气（ACV，或AC）是上述两种通气方式的结合，也分定容型（VACV，AC和定压型（P-ACV,或P-AC）。自主呼吸能力超过预设呼吸频率为辅助通气，低于预设呼吸频率则为控制通气。预设呼吸频率起“安全阀”作用，有利于防止通气过度或不足，也有利于人机的配合。现代呼吸机多用此方式取代单纯控制通气和辅助通气。,4.间歇指令通气（intermittent mandatory ventilation，IMV）上述通气方式总的特点是：不管自主呼吸次数多少和强弱，呼吸机皆按预设值（潮气量或压力等），对每次呼吸给予通气辅助，故称谓持续指令通气（ continous mandatory ventilation，CMV）。而IMV的特点则是呼吸机间断发挥通气作用，每两次机械通气之间是自主呼吸，此时呼吸机只提供气量。在自主呼吸期间可加各种“自主性通气模式”。间歇指令通气分容积控制间歇指令通气（VC-IMV，IMV）和压力控制间歇指令通气（PC-IMW）。VC-IMV是传统意义上的间歇指令通气，每次机器输送的潮气量是恒定的，PC-IMV的自变量则是压力。,5.同步间歇指令通气（synchronized intermittent mandatory ventilation， SIMV）即IMV同步化，特点是呼吸机皆设定一定的触发窗，一般为呼吸周期时间的后25。在这段时间内，自主吸气动作可触发呼吸机送气，若无自主呼吸，在下一呼吸周期开始时，呼吸机按IMV的设置要求自动送气（图）。现代呼吸机的IMV皆有同步功能，此时IMV和SIMV有相同的含义。,反映通气周期中容积随时间变化，同时也可以看成是潮气量的曲线（积分）,6.压力支持通气（pressure support ventilation, PSV）自主呼吸触发和维持吸气过程（间接影响吸呼气的转换），呼吸机给予一定的压力辅助。压力波为方波，流速为递减波，流速转换。吸气流速、潮气量、呼吸频率受自主呼吸能力和通气压力的双重影响，是目前最常用的通气模式。无自主呼吸的患者不能使用；呼吸中枢兴奋性显著降低、神经肌肉严重病变、吸肌极度疲劳的患者不宜应用；气道阻力显著增高，胸肺顺应性显著降低的情况下易导致通气不足，也不宜单独使用。,7.持续气道内正压（continuous positive airway pressure, CPAP）呼吸机在整个呼吸周期中只提供一恒定的压力，整个通气过程由自主呼吸完成。实质是以零压为基线的自主呼吸基线上移。其作用相当PEEP。,8.叹气样通气（sigh）相当于自然呼吸中叹气样呼吸，潮气量大小增加0.51.5倍，其作用是扩张陷闭的肺泡，多在容量辅助控制通气时发挥作用，部分呼吸机是通过增加PEEP（潮气量不变）达到叹气样呼吸的作用。,（四）机械通气的参数,潮气量不同教科书推荐的潮气量有所不同，基本上在510ml/kg体重。定容型通气，潮气量是预设值，而定压型通气是因变量。,通气压力 在25cmH2O压力以下是比较安全的，但由于病人肺顺应性千差万别，要根据病人胸廓扩张情况、肺呼吸音、以及检测的潮气量等因素进行及时地调整。 显示的压力实质上是连接管路近患者端的压力 压力变化的最高压力称谓峰压 在吸气未若堵塞呼气口。平台压,气流量：有时呼吸机需要一个基本的系统要求的气流量，因此在设定的时候不能低于此数。一般新生儿可选用46L/m。吸气时间、呼吸频率、吸呼比：这三个参数互为因变量，一般新生儿的呼吸频率在3060次分，吸呼比1：12。在常频呼吸机，如呼吸频率80次分则影响气体的有效呼出。,氧气浓度：开始使用呼吸机时氧气浓度可以适当给高，可以使用80氧气甚至纯氧，以使机体迅速改善缺氧状态，然后根据病人病情变化下调。60以上浓度属于高浓度氧，不宜长时间吸入。PEEP: 通常情况下，可以用35cmH2O的PEEP，而RDS、肺出血等病人则需要较高的PEEP，可以到610cmH2O。,（五）机械通气其他一些图形监测-流速曲线,（五）机械通气其他一些图形监测-压力/容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-压力容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-压力容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-压力容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-压力容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-流速容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-流速容积环,（五）机械通气其他一些图形监测-流速容积环,（六）撤机,撤机的条件要求：原发病的痊愈或好转。这是呼吸衰竭能得到治愈或改善的根本所在，否则即使暂时可以撤机，呼吸衰竭有可能再次发生。极低出生体重儿体重开始增长，营养状态好。病人咳嗽发射存在，以自行清理呼吸道分泌物。自主呼吸较强，能保证有效的呼吸运动。参数要求低：氧浓度40以下，最好30以下；SIMV模式下预设呼吸频率10次分，或者CPAP能维持和正常氧合状态。,Essential Conditions for successful Extubation:成功拔管的基本条件,FIO2 30% for normal Bloodgases正常血气Inflationspressure 吸气峰压 1.5 kg 12.5 cm H2O for 1.0 - 1.5 kg 10.0 cm H2O for 1.0 kgIMV Frequncy 5ml/kg 潮气量Duration 24 hours 以上条件持续时间,Facultative Conditions for successful extubabtion:成功拔管的特定条件,Compliance 1 ml/cmH2O 顺应性 0.75 ml/cm H2O 0.5 ml/cm H2O 1.5 kgCertain Tube Leakage 有明确的插管气漏No additional metabolic burdens ( e.g fever) 无额外的代谢负担（如，发热）Normal Hemoglobin Hb正常Normal Gastro-intestinal Function & Growth 正常的胃肠功能和生长,撤机失败的原因,（七）机械通气的管理,气道护理。定时人工排痰，清除通气管路的分泌物，同时注意观察气道湿化的情况；痰液粘稠时可以在气道内滴入气管保养液和雾划吸入，并可翻身拍背吸痰。气管插管的固定。要经常注意有没有气管插管的松动或患儿是否有发声。呼吸机状态检查。查看有没有报警或既往报警的记录，各种仪表显示指标是否正常。做好记录。包括病情变化、参数调整、病人血气状态人机对抗观察处理。,（八）机械通气常见问题,（七）机械通气常见问题（续）,（九）儿科常见机械通气并发症,（七）儿科常见机械通气并发症（续）,肺支气管发育不良(bronchopulmonary dysplasia)慢性肺疾病(chronic lung disease),Supine chest radiograph obtained at 1 week of age reveals a ground glass appearance to the lungs.,Supine chest radiograph obtained in the same patient at 1 month of age shows the development of small cystic lucencies in the lungs.,Supine chest radiograph obtained in the same patient at 2 months of age shows continued development of small cystic lucencies in the lungs,(十)机械通气的一些新进展比例辅助通气,原理：对于有自主呼吸的病人，根据病人触发呼吸时的吸气动作的幅度，在容量和流速两个方面按一定的比例进行支持，以克服病人自主呼吸时的气道阻力和胸廓弹性回缩阻力，使病人自主呼吸更舒适，更“象”自主呼吸。,Mechanics of breathing,Model,Lung,Prm,respiratory muscles,resistance,compliance,Pres,Pel,V,resistance R (kPas/l),compliance C (ml/mbar)elastance E ( mbar/ml),pressure (mbar),(pneumatical symbols),Proportional Assist Ventilation,assistant inspiratory pressure,flow,volume,Flow Proportional Assist Ventilation (VPAV),flow-gain,volume-gain,The ventilator has the property of a resistance:Negative Ventilator Resistance NVR,Volume Proportional Assist Ventilation (VPAV),The ventilator has the property of an elastance:Negative Ventilator Elastance NVE,Technique of PAV,+,I,n,t,e,g,r,a,-,t,i,o,n,s,a,f,e,t,y,c,i,r,c,u,i,t,g,a,i,n,v,o,l,u,m,e,g,a,i,n,f,l,o,w,C,P,A,P,v,e,n,t,i,l,a,t,o,r,P,n,e,u,m,o,-,t,a,c,h,o,g,r,a,p,h,pressure,flow-signal,volume-signal,control input,sensor input,KR,KE,优越性：病人感觉舒适，极少呼吸对抗，参数设置少，机器就象病人的“奴隶”一样。,“Stephanie“(Proportional Assist Ventilation),Proportional AssistVentilation,适应症：特别适用于自主呼吸比较强而呼吸肌肉比较弱的病人，如早产儿；适用于恢复期撤机前的病人。,局限性：辅助通气失控，自动化测定呼吸参数和调节问题未完全解决。商用机器少。,PAV safely maintains gas exchange with small transpulmonary pressure changes compare with A/C and IMV. It may therefore offer a way of reducing the incidence of chronic lung disease in low birth weight infant. (Schulze, A. et alJ Pediatr.1999 sep;135(3):339-),(十)机械通气的一些新进展高频振荡通气HFOV,原理：通过活塞或者其他机械装置，使空氧混合后的气体产生振荡，用小于生理潮气量和高于正常呼吸频率4倍以上的呼吸频率进行通气，吸气和呼气都是主动的。在高频通气过程中，气体的交换与常频通气的交换有所不同，由于气体的高频振荡，通过摆动性对流搅拌作用、对流性扩散等使气体分子扩散效应增强。,humidifier inside patient circuit,Principles of HFO:Piston Pump or Loudspeaker,MAP,impedance tube(high impedance for fosc ),stenosis for MAP(high resistance for spont. breathing),HFOV only in combination with CPAP,piston,CPAP + HFOV (spontaneous breathing),flow of spontaneousbreathing,Very littlepressure changedue to spontaneous breathing,oscillatory flow,HFO + CMV + Pressure Control,HFOV during wholebreathing cycle,Initial settings for HFOV,FiO2: 1.0Mean Airway Pressure: 2-6 cm H2O higher than conventional ventilation.Bias flow: 15 L/minFrequency: 10-15 Hz in neonates, 6-10 Hz in older patients.Inspiratory time: 33 %Power: 2.0-4.0 (amplitude 20-30 cm H2O),Oxygenation management,Increase MAP until saturations reach 90%Then, decrease FiO2 progressively down to 0.60.If saturations drop below 90% then increase MAP.,Switch back to conventional ventilator,HFOV can be weaned gradually to CPAP by lowering the Amplitude. (in small infants)Switch to conventional once: (in pediatric pts)MAP 15 cm H2OFiO2 0.50adequate gas exchangeimproving pulmonary function,Successful switch from HFV to conventional ventilation,Adequate oxygenation and ventilationFiO2 60rate30 bpmPIP 30 cm H2O,优越性：气体分子弥散效果好、气道压力及吸气潮气量低，可改善常频通气下氧合不足病人的氧合情况，且不至于产生气道损伤。也可以和常规通气方式结合使用。,适应征：适应征于常频呼吸是一样的，其使用的优越性主要是对于在常规正压通气时，需要较高通气压力和潮气量的患者、和发生气压伤及其高危因素患者、循环功能不稳定患者。从理论上讲，新生儿和小婴儿对通气压力比较敏感，更适宜高频振荡通气。,HFOV, when applied early and when the clinic strategy of maintenance of optimal lung volume is used, improves oxygenation in the acute stage of RDS, reduce the need of surfactant administration ,and can decrease the injury to lung tissue even in extremely immature mewborn (Palvka,r. et al. .Intensive care med. 1999 Jan; 25(1):69),(十)机械通气的一些新进展 NO吸入疗法,原理：NO是一种内源性的血管扩张剂，目前认为NO激活鸟苷酸环化酶（sGC）,提高平滑肌内环鸟苷酸（cGMP）水平，使血管平滑肌扩张；此外NO 还作为一种NANC递质参与血管张力的调节。在肺动脉高压和、通气血流比例失调时，吸入NO使肺动脉扩张，使上述情况得到改善。,Schematic of vasoconstriction of pulmonary bed with normal and atelectatic alveoli. B. Nitroprusside (NTP) causes non-selective vasodilation of all pulmonary arteries, which may worsen ventilation-perfusion (V/Q) matching. C. Inhaled nitric oxide (NO) dilates only ventilated alveoli, an outcome that improves V/Q matching. (From Lunn R: Subspecialty clinics: Anesthesiology; Inhaled nitric oxide therapy. (Mayo Clin Proc 1995; 70:247-255; with permission.),优越性：NO可以使血管扩张，吸入的NO选择性作用于肺血管，可以使肺血管阻力减少，改善肺血流；NO对肺的免疫功能有调节作用，同时有研究表明NO是一个重要的抗炎分子；NO作用于气道平滑肌NANC神经受体，维持气道平滑肌张力。,适应症：持续性肺动脉高压是新生儿疾病中主要适应症。国外有META分析认为NO吸入对于早产儿呼吸衰竭没有作用。,局限性：高浓度氧与高浓度NO结合产生NO2，可对气道黏膜和肺泡表皮细胞造成损伤。NO需要专门的吸入装置，比较昂贵，医用NO气源缺乏。,中国循证医学中心 新生儿组 一篇译文 Cochrane Review: Inhaled nitric oxide for respiratory failure in preterm infants,评价者：Barrington KJ, Finer NN 结论：目前没有一篇已经发表的研究支持在早产儿中使用一氧化氮吸入疗法。除了作前瞻性随机对照试验外，不应对早产儿使用一氧化氮吸入疗法。 /index-chinese-1.htm,(十)机械通气的一些新进展液体通气,.原理: 利用具有携带氧气和二氧化碳能力的液体物质作为通气介质进行机械通气。目前比较受推崇的液体介质是全氟化碳（perfluorocarbin,PFC）。这是一种惰性物质，化学性质稳定，表面张力低，对氧气和二氧化碳有高度的可溶性。但全液体通气技术要求复杂，近年来国外发展了将常规通气和PFC气道内应用结合气来的技术，就是所谓部分液体通气（PLV）。,Schematic of the perfluorochemical compound perflubron (LiquiVentR; lliance Pharmaceutical, San Diego, CA). This low molecular weight (499; 8F17Br) compound is very stable, is biologically inert, and is not metabolized.,Illustration of PLV in a preterm infant. 1. The ventilator warms and oxygenates PFC liquid during slow instillation. 2. As liquid enters the side port of the endotracheal tube, the ventilator carries PFC to the distal areas of the lung. 3. As PFC liquid accumulates in the lungs, atelectatic regions of the lungs are expanded from A to B. 4. Oxygen and carbon dioxide are exchanged between alveolar PFC liquid and blood passing through the pulmonary capillaries. 5. Carbon dioxide is removed in expired gases by the ventilator.,Chest radiographic changes in an 11-month-old infant with acute respiratory distress syndrome that has persistent pulmonary consolidation despite 3 weeks of extracorporeal life support (A). The radiopaque perflubron shows gradual lung volume recruitment after 4 (B) and 24 (C) hours of partial liquid ventilation. This lung recovery persists