高頻振蕩通氣治療新生兒呼吸窘迫綜合征的機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)展

申祥運

(安徽省六安世立醫(yī)院兒科，安徽 六安 237000)

機(jī)械通氣是治療呼吸衰竭的重要方法之一，改善了患者的換氣和通氣功能，為治療患者原發(fā)病爭取了更多時間。呼吸機(jī)按通氣頻率分為常頻通氣(CMV)和高頻通氣(HFV)[1]。目前對高頻通氣的定義主要根據(jù)患者的年齡進(jìn)行評定，臨床上尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[2]。有學(xué)者認(rèn)為，呼吸頻率超過正常機(jī)械通氣頻率4倍的機(jī)械通氣可稱為HFV[3]。在HFV中主要有4種類型，包括高頻正壓通氣(HFPPV)、高頻噴射通氣(HFJV)、高頻振蕩通氣(HFOV)以及高頻氣流阻斷通氣(HFFIV)。HFOV是臨床運用于新生兒高頻通氣的最主要方式，采用主動呼吸過程治療[4]。相對于其他高頻通氣方式來說，采用主動呼吸模式治療相對于被動呼吸模式，更能解決二氧化碳潴留問題[5]。近年來HFOV在臨床上運用越來越廣泛?，F(xiàn)就HFOV在治療新生兒ARDS中的機(jī)制和應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述，進(jìn)一步為臨床治療新生兒呼吸窘迫綜合征提供借鑒和理論指導(dǎo)，現(xiàn)綜述如下。

1 HFOV的工作原理

1.1HFOV的定義、特點及氣體交換原理：HFOV是一個密閉系統(tǒng)，主要用小解剖死腔潮氣量，在較高振動頻率振蕩下產(chǎn)生壓力變化，從而實現(xiàn)氣體交換[6]。一般以500～3 000次/min的高頻率振動將少量氣體送入和抽出解剖死腔。HFOV的供氧、二氧化碳排出及濕化主要通過偏置氣流的方式進(jìn)行。所產(chǎn)生的壓力變化稱為振蕩壓力幅度(oscillatory pressure amplitude，△P)，疊加于平均氣道壓上。振蕩容量是每次振動引起的容積變化。HFOV在氣道內(nèi)產(chǎn)生的雙相壓力變化均為主動進(jìn)行的，可有效減少肺內(nèi)氣體滯留，促進(jìn)二氧化碳的排出。HFOV憑借循環(huán)干擾小、氧合改善好、氣體彌散好等優(yōu)勢，已成為臨床較為理想的肺保護(hù)通氣的主要方式之一。雖然HFOV的運用越來越廣泛，但對于HFOV氣體交換的機(jī)制仍未明確。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其與以下原理有關(guān)[7]：①肺泡直接通氣；②肺泡間氣體交換；③氣體帶入；④增強的彌散。

1.2HFOV參數(shù)的意義：HFOV是通過高頻活塞或振蕩隔膜片產(chǎn)生氣流，將少量氣體送入和抽出氣道的通氣方式，頻率可達(dá)到500～3 000次/min。HFOV常用的參數(shù)調(diào)節(jié)包括：①平均氣道壓(Paw)：Paw是控制氧合的基礎(chǔ)參數(shù)，增加Paw可有效提高肺容量，增大肺泡表面積，從而提高氧合水平。臨床上初始設(shè)置Paw時應(yīng)高于CMV 2～3 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，再遞增或遞減1～2 cm H2O，最終使氧飽和度(SaO2)在90%～95%之間，吸入氧濃度(FiO2)不超過60%。在設(shè)置Paw時需要進(jìn)行胸片監(jiān)測，肺擴(kuò)張至第8～9肋間。②振蕩壓力幅度(△P)：△P是振蕩器活塞運動幅度的控制參數(shù)，△P的變化可導(dǎo)致Paw的變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)△P可維持Paw的平衡。當(dāng)△P增加時，可增加輸入的潮氣量。臨床上初始設(shè)置△P時以接觸患兒胸部振動為標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)患兒二氧化碳分壓(PaCO2)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使PaCO2調(diào)整至35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)。若△P調(diào)至最大值時，PaCO2仍高于目標(biāo)值，則可降低通氣頻率。③頻率(F)：臨床上在使用HFOV時根據(jù)患兒體重決定初始F值，對于體重質(zhì)量越大的患兒F設(shè)置越低。臨床上一般規(guī)定早產(chǎn)兒和足月兒頻率設(shè)置在10～15 Hz之間，調(diào)整時每次調(diào)節(jié)1～2 Hz。當(dāng)F越高時，氣體在氣道中傳導(dǎo)時壓力衰減的越快，氣體到達(dá)肺泡時振動壓越小。④吸氣時間百分比(%Ti)：通常HFOV設(shè)置為33%Ti，若PaCO2仍然過高，則可調(diào)為50%Ti，振蕩氣量增加10%。⑤側(cè)支氣流(Bias Flow)：氣道中空氣、氧氣混合器合并濕化的連續(xù)氣體稱為側(cè)支氣流，可補充新鮮氧氣，抽取氣道中的二氧化碳。根據(jù)臨床設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)[8]，早產(chǎn)兒：10～15LPM；足月兒：10～20 LPM。⑥FiO2：一般通氣時FiO2維持在90%～95%之間即可，若FiO2超過60%氧合仍不佳，則可增加Paw改善氧合情況。

1.3HFOV臨床適應(yīng)證及參數(shù)調(diào)節(jié)：HFOV的臨床適應(yīng)證：①新生兒氣漏、間質(zhì)性肺氣腫、支氣管胸膜瘺、縱隔氣腫等；②CMV治療失敗后的替代治療；③新生兒肺氣腫；④腹內(nèi)壓增高的疾病等。HFOV治療時通氣方式分為兩種，包括高肺容量和低肺容量通氣。高肺容量主要用于肺不張等彌漫性肺疾??；低肺容量主要用于支氣管肺發(fā)育不良、肺氣漏等限制性肺部病變。而均適用的疾病包括胎糞吸入綜合征、感染性肺炎等。HFOV的參數(shù)調(diào)節(jié)：主要根據(jù)患者血氣情況進(jìn)行分析，PaO2主要受到FiO2和Paw調(diào)節(jié)的影響，先調(diào)節(jié)FiO2，在高濃度供氧時患者仍然氧合指數(shù)較低時，再調(diào)節(jié)Paw。PaCO2則受△P影響，隨著振幅的增大，CO2清除率不斷升高，而降低振蕩頻率則可增加潮氣量，促進(jìn)CO2的排出。當(dāng)肺部過度膨脹時會抑制CO2的排出，因此過大的Paw會引起肺部膨脹，從而可能導(dǎo)致CO2潴留。HFOV監(jiān)測患者臨床體征時，需要配合胸片和血氣分析進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

2 HFOV在新生兒呼吸窘迫綜合征(RDS)中的應(yīng)用

臨床上RDS又稱為肺透明膜病(HMD)，主要是肺表面缺乏活性物質(zhì)所致。多見于早產(chǎn)兒，一般患兒出生后RDS呈進(jìn)行性加重。據(jù)研究顯示[9]，年齡越小，RDS發(fā)生率越高，胎齡36周早產(chǎn)兒發(fā)生率僅為5%，而胎齡32周早產(chǎn)兒發(fā)生率達(dá)到25%，胎齡小于28周者發(fā)生率更是達(dá)到70%以上[9]。目前臨床上采用機(jī)械通氣對RDS患兒進(jìn)行治療。傳統(tǒng)采用CMV治療時，低通氣壓力難以改善氧合指數(shù)，采用高氧濃度則容易引發(fā)患兒視網(wǎng)膜病變，甚至引發(fā)新生兒慢性肺病。若采用高通氣壓，則容易造成新生兒肺壓傷。HFOV是近年來興起治療RDS的方式，HFOV可通過適當(dāng)?shù)钠骄鶜獾缐毫?，促進(jìn)肺泡復(fù)張，減少肺泡塌陷，使肺內(nèi)氣體在肺內(nèi)分布更均勻，接觸更廣泛，氣體交換效率更高，改善血流/通氣比例，從而促進(jìn)二氧化碳的排出[10]。在周英等人的研究中顯示，HFOV治療NRDS時明顯改善患兒氧合狀況，預(yù)防肺損傷，安全有效[11]。相對于傳統(tǒng)通氣治療，HFOV優(yōu)勢在于[12]：①可快速有效改善動脈血氧分壓，促進(jìn)二氧化碳的排出。②較低的氣道峰壓即可達(dá)到良好的氣體交換效果，減少了高氣壓造成肺部損傷的概率。③HFOV相對于CMV來說，減少了炎性反應(yīng)遞質(zhì)和氧自由基的傳遞，因此避免了肺組織損傷造成的炎性反應(yīng)細(xì)胞炎癥瀑布反應(yīng)和多器官功能障礙綜合征(MODS)。

既往研究顯示[13]，在機(jī)械通氣對RDS新生兒治療時，多數(shù)先行CMV治療，若CMV治療效果不佳時，再行HFOV進(jìn)行補救治療。目前有學(xué)者提出[14]，對于RDS新生兒早期直接采用HFOV治療效果更佳。但有學(xué)者認(rèn)為[15]，直接采用HFOV治療需要更頻繁的行胸片、血氣監(jiān)測，操作要求更高。因此對病情較輕的RDS患兒可行CMV治療，而較嚴(yán)重的RDS患兒采用HFOV具有一定優(yōu)勢。

3 HFOV對患兒機(jī)體的影響

3.1呼吸系統(tǒng)：HFOV可通過低潮氣量和低通氣壓力，對肺部組織起到保護(hù)作用。研究表明，HFOV還具有復(fù)張塌陷肺泡的效果，這與肺表面活性物質(zhì)的多少有密切關(guān)系。在患者長期使用機(jī)械刺激時可造成氣管黏膜充血水腫，氣管壁增厚，尤其是休克患者在供血不足時，容易發(fā)生壞死性氣管支氣管炎。還有研究發(fā)現(xiàn)，HFOV在PaCO2正常時可能抑制呼吸，導(dǎo)致呼吸暫停的出現(xiàn)[16]。HFOV常見的其他一些呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥包括通氣不足、呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷等。

3.2中樞神經(jīng)系統(tǒng)：在患兒采用HFOV治療時，由于氣道壓力升高，導(dǎo)致腦靜脈血液回流受阻，容易造成顱內(nèi)壓升高，甚至引發(fā)腦靜脈血管破裂。目前多數(shù)研究已證實[17]，HFOV相對于CMV來說，對二氧化碳的排出更徹底，PaCO2可在短時間內(nèi)迅速降低，腦部血流變化速度過快，從而導(dǎo)致顱內(nèi)出血的發(fā)生。HFOV的機(jī)械振動傳入患兒顱內(nèi)，也會大大增加顱內(nèi)出血幾率。還有研究分析顯示[18]，患有RDS的患兒多為早產(chǎn)兒或體重較低的患兒，側(cè)腦室室管膜毛細(xì)血管較豐富，更容易發(fā)生破裂出血。因此有學(xué)者認(rèn)為，HFOV治療可能會導(dǎo)致腦出血發(fā)生率升高[19]。但在近年來研究中發(fā)現(xiàn)，HFOV治療并不會導(dǎo)致患兒腦室內(nèi)出血(intraventricular hemorrhage,IVH)的發(fā)生。在金志鵬等人的研究中也顯示，采用HFOV和CMV治療時，兩組患兒IVH發(fā)生率均無差異[20]，提示HFOV并不會增加IVH的發(fā)生率。

3.3心血管系統(tǒng)：在HFOV治療時，較高的氣道壓為會引起胸內(nèi)壓力升高，從而導(dǎo)致靜脈血液回流受阻，心搏出量降低。而在提俊響等人的研究中發(fā)現(xiàn)，在擴(kuò)容狀態(tài)下可有效降低HFOV治療時對心搏出量的影響[21]。還有學(xué)者研究顯示，肺順應(yīng)性情況也會影響HFOV治療患者的心搏出量及血流速度[22]。肺順應(yīng)性正常情況下，氣道壓力升高可導(dǎo)致肺泡擴(kuò)張，減少心搏出量。而當(dāng)肺順應(yīng)性下降時，傳導(dǎo)至胸腔中的氣道壓力有限，難以影響心搏出量。

3.4噪音污染：HFOV治療儀器的噪音普遍較大，對治療過程中患兒造成一定影響和危害。

4 HFOV治療RDS并發(fā)癥的研究

臨床研究發(fā)現(xiàn)，HFOV通氣效果良好，但由于患兒個體間體質(zhì)差異，導(dǎo)致并不是每個患兒均適合用HFOV治療。若通氣不當(dāng)，可能導(dǎo)致肺充氣過度、肺不張、心搏出量降低等并發(fā)癥。長期使用HFOV治療，則可能引起氧中毒。目前雖然HFOV的應(yīng)用越來越廣泛，但仍無研究表明HFOV可完全替代CMV治療，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為對于CMV治療RDS頑固性低氧血癥無效時，可早期采用HFOV替代治療。

5 總結(jié)與展望

HFOV已在臨床上運用20余年，經(jīng)過20余年的發(fā)展和研究，專家學(xué)者普遍認(rèn)為HFOV相對于傳統(tǒng)CMV治療更能有效促進(jìn)氧合，排出二氧化碳，對肺組織損傷更小。但HFOV治療并發(fā)癥同樣較多，在臨床經(jīng)驗和正常血氣、胸片等指標(biāo)的指導(dǎo)下進(jìn)行調(diào)整是保障HFOV治療的重要標(biāo)準(zhǔn)。雖然大部分研究均表示HFOV在治療RDS時效果優(yōu)于傳統(tǒng)CMV，但仍然不能表明HFOV可以完全替代CMV治療。HFOV對神經(jīng)功能、肺功能等影響仍然需要一段較長的時間進(jìn)行觀察和研究。隨著HFOV受到越來越多專家學(xué)者的關(guān)注，未來我們更關(guān)注聯(lián)合治療，包括聯(lián)合肺表面活性物質(zhì)、聯(lián)合吸入一氧化氮以及聯(lián)合通氣等治療手段，是未來研究HFOV治療RDS的重要方向。