高頻通氣講課

1、高頻通氣High frequency oscillatory ventilation (HFOV),PICU,Shanghai Children’s Medical Center,Copyright by PICU of SCMCThank you for your cooperation,HFOV,高頻通氣,高頻通氣的歷史高頻通氣的定義高頻通氣的分類高頻通氣和氣體交換原理高頻通氣原理和優(yōu)點高頻應用文獻復習高頻通

2、氣參數(shù)根據(jù)血氣調(diào)整參數(shù)高頻通氣的適應證高頻通氣的撤機高頻通氣的并發(fā)癥高頻通氣的監(jiān)護,高頻通氣的歷史,1915年，Henderson和Chillingworth在理論上描述了快頻率的人工通氣可以改善氣體交換。1952年, Emerson設計了第一臺人工高頻通氣設置，并將它應用于臨床。,高頻通氣的歷史,1972年, Lunkenheimer描述了臨床應用HFOV的經(jīng)驗，當時設定頻率為常頻通氣2-3倍。US匹茲堡大學是HFO

3、V的起源地。直到1984年高頻通氣開始在新生兒中應用。,高頻通氣的定義,最初：人工通氣頻率為常頻通氣的2-3倍。Slutsky：人工通氣頻率為常頻通氣的4倍。通氣機輸送的潮氣量（VT）小于死腔容量。對于兒科病人設定的頻率通常> 150 /min。,高頻通氣分類,高頻正壓通氣（HFPPV）：與CMV通氣方式類似，頻率可達60-120次/分。高頻噴射通氣（HFJV）：通過極快流速的持續(xù)/間斷氣流在高頻率相下達到通氣方式。

4、高頻振蕩通氣（HFOV）：通過不同方式使進入氣道內(nèi)的氣流發(fā)生快速振蕩性輸送到達氣道并進行運動而達到通氣的目的。,高頻通氣分類,HFV-A (主動呼氣方式): sensormedics 3100A&B 1. 呼氣相主動抽吸出氣體。 2. 可以減少氣道陷閉和iPEEP。HFV-B (被動呼氣方式): Bennell Jet呼吸機 1. 呼氣相被動呼出氣體，依賴胸肺彈性回縮力。 2

5、. 容易導致氣道陷閉和iPEEP。,HFOV分類,Sensormedics 3100A 1995年經(jīng)US FDA批準, 應用于新生兒和體重 35 Kg的兒童和成人。,HFOV振蕩方式,聲波-隔膜振蕩方式 (loud sperker) 活塞（piston）驅動方式 氣流切割（flow interrupt）方式,HFOV通氣和氣體交換的原理,肺內(nèi)大量混合氣體的放大通氣作用 ： HFOV通氣時進入與排出氣道內(nèi)的氣

6、體在瞬間是極快的，肺內(nèi)始終充滿著新鮮氣流并供應肺進行氣體交換 ，這就是氣體交換的放大效應。,HFOV通氣和氣體交換的原理,側壁氣體分子彌散和尖狀氣流的形成 HFOV的氣流輸送過程中，產(chǎn)生與CMV鈍狀氣流不同的尖狀氣流，而到達最終肺泡部位可交換氣體量明顯增多。,HFOV通氣和氣體交換的原理,直接肺泡通氣與肺泡間互相通氣,,,a 氣流到達氣道末和肺泡b 順應性好的肺泡在氣流到達時先行通氣c 先行通氣肺泡后氣流向順應性差肺

7、泡通氣,HFOV理論基礎和優(yōu)點,肺開放通氣策略（Open lung strategy）： 提供相對高的MAP和相對低的VT&△P。Kinsella報道應用HFOV可以維持最佳功能殘氣量(FRC)，保證了肺泡復張，減少由于肺牽拉引起的急性肺損傷（ALI）。,HFOV理論基礎和優(yōu)點,雖然大部分ALI病人，可以從常頻通氣（CMV）獲得足夠的氧合和通氣，但是有一小部分病人需要更高的氣道壓力MAP來打開肺泡。對于這部分病人，高頻通氣可

8、以減少和防止呼吸機相關性肺損傷VILI。,HFOV的優(yōu)點從P-V曲線看ALI的發(fā)生機理,HFOV應用文獻復習,Kinder & gentler ventilation 一種溫和的通氣方式,ARDS,“HFOV - Caring for the Baby in Adults”ARDS時肺部病變不均質CMV操作時設定TV 6-10 ml/kg 實際達到肺單位TV 20-50 ml/kgA

9、RDS時肺組織病理變化相似于嬰兒肺損傷,呼吸機相關肺損傷VILI,動物模型（早產(chǎn)狒狒）Coalson J. Univ Texas San Antonio,不同通氣方式對肺損傷的影響,HFOV & CMV 比較：對PS物質的影響HFOV可以 減少影像學上肺部病變的程度減少氧損傷減少肺泡蛋白質物質的分解Jackson C AJRCCM 1994; 150:534,不同通氣方式對肺損傷的影響,HFOV通氣方式增加P

10、S物質活性使磷脂層分布趨于正常改善了肺部通氣所有常頻通氣策略可伴隨較高的病死率，與PS物質減少相關Froese A, ARRD 1993; 148:569,HFOV RCT文獻總結,前瞻性隨機對照試驗證實了HFOV3100A:降低了NRDS嬰兒CLD的嚴重程度。降低了NRDS病人住院費用。降低了病人應用ECMO的幾率。降低了嚴重RDS病人氣壓傷的發(fā)生。提高了無CLD的兒童ARDS病人的存活率。,Cochrane

11、Meta分析,新生兒降低了CLD的發(fā)生率神經(jīng)系統(tǒng)病變發(fā)生率無差異。,Null Meta分析,只包含了3100A的隨機對照試驗HFOV 與低的CLD發(fā)生、氣壓傷和好的生存質量相關。神經(jīng)系統(tǒng)病變無差異。,HFOV在PICU中應用,Arnold J, et al: 前瞻隨機對照HFOV & CMV 在兒童呼吸衰竭中的應用. Crit Care Med 1994.58 兒科病人入選應用HFOV后不并發(fā)CLD存活率為83%

12、，而應用CMV的為30%,PICU資料 (Arnold),初始OI26 + 10 HFOV, 28 + 14 CMV OI >42（24h）預示病死， OR 20.8, sens. 62%, spec 93%應用HFOV存活者OI（ 24h）為26 vs. 病死者為41,兒童隨機對照試驗,30后預后有顯著差異，提示了HFOV的優(yōu)點。,兒童隨機對照試驗,6個月后的資料（兒童ARDS）,兒童隨機對照試驗,兒童隨機對照試驗,

13、Arnold總結了10個ICU的290個兒童病人，年齡＞18月在用HFOV之前常頻通氣的PIP達到34.2±7.9cmHO2，氧合指數(shù)（OI）達到27.5±14.1 OI = ( Paw × FiO2 × 100 ) / PaO2,High frequency oscillatory ventilation in pediatric respiratory failure:a multi

14、center experience. Crit Care Med 2000;28(12):3913–3919.,HFOV & ARDS/ALI,早期應用HFOV可以改善兒童ALI病人預后。目前尚無資料顯示HFOV與常頻通氣下采用小VT和肺保護通氣策略哪個更好。 Prospective, randomized comparison of high-frequency oscillatory ventil

15、ation and conventional mechanical ventilation in pediatric respiratory failure. Crit Care Med 1994;22(10):1530–1539.,HFOV通氣參數(shù),HFOV和CMV比較,HFOV的策略 （1）(2),使肺保持恒定的擴張容量，即功能殘氣量（FRC），利于氧合。避免了高的氣道峰壓（PIP），減少氣壓傷的產(chǎn)生。,HFOV的策略 （3）,

16、在基線上的震蕩或擺動（Wiggle），維持了比較高的MAP。其MAP不同于常頻通氣的MAP，該值是設定并且測得的。壓力在MAP基礎上震蕩波動，實際肺泡壓的波動僅在0.5-1cmH2O，而常頻通氣中該值可以在4-50cmH2O之間，所以HFOV減少了由于開放和關閉小氣道和肺泡所引起的機械損傷。,HFOV的策略 （3）,,,,,,,,,,,,,,,,HFOV,MAP,CMV,PIP,PEEP,MAP,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

17、,,,,,,,,,,,FiO2吸入氧濃度,只要給予病人所能耐受的最低氧濃度。對于新生兒通常初設在常頻通氣時的吸入氧濃度。而對于兒童最初設定為1.0。,平均氣道壓MAP,通過控制高頻通氣呼吸回路中呼出臂的蘑菇瓣的膨脹來調(diào)整MAP的。無論我們設定怎樣水平的△P，氧合的改善是通過調(diào)整MAP來完成的。,平均氣道壓MAP,新生兒MAP設定在常頻MAP的2-3cmH2O以上。兒童MAP初設在常頻MAP的5-6cmH2O之上。并且床

18、旁胸片顯示肺野擴張至第8-10肋，兩肺透亮度改善。然后根據(jù)氧合狀況，進行調(diào)整，每次調(diào)整1-2cmH2O。,吸氣時間I-Time %,指控制活塞向前移動的時間。在大部分情況下只要設定在33%，并且在治療過程中保持在33%。增加I-Time %即增加了活塞向前移動的程度，增加了每分通氣量（MV）。只有在特殊病例中，當△P已調(diào)整在最高，并且頻率設置在最低時，才將吸氣時間從33%增加至50%來改善通氣。,振幅△P,通過調(diào)節(jié)“Powe

19、r”旋鈕來調(diào)節(jié)△P。當活塞快速往復運動時，產(chǎn)生的振幅變化疊加在MAP上。,振幅△P,ETT管和Y型管連接口產(chǎn)生的△P可以高達90cmH2O左右，但氣道阻力大大削弱了壓力幅度，并使波形變?yōu)槿切?。在ETT管末端，近80-90%的△P被削弱，所以達到肺泡內(nèi)的壓力變化僅僅在0.5-1cmH2O。,振幅△P,HFOV中CO2的排除依賴于△P的值。增加△P就是增加潮氣量和每分通氣量，改善通氣?！鱌是引起胸部震動的因素。設定一定△P使

20、胸腹部和跨部振動起來，對于兒童初設在35-40 cmH2O。,,頻率Hertz,頻率設置決定了活塞（Piston）每分鐘往復運動的次數(shù)。頻率的初設根據(jù)兒童的體重。對于特殊病人下降頻率，可以改善通氣，這與常頻通氣完全相反。 ↑Hz = ↑CO2 ↓Hz = ↓CO2,頻率Hertz,偏流Bias Flow,指經(jīng)過濕化器和空氧混合器的持續(xù)的濕化的新鮮氣流。用于補充HFOV回路中的新鮮O2，排出CO2。對于新生兒

21、臨床最初設置在6-8L/min，兒童最初設置在20 L/min。在整個治療過程中該值保持不變。,活塞定位Piston Centering,活塞位于一英尺長的氣缸的中心，無論向哪個方向偏移，最大的振動都會受到影響。整個治療過程中，將活塞位置居中，并保持不變。,,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2<70, PaCO2↑ PaO2=okay ↑△P PaO2↓ ↑MAP,△P,FiO2

22、 PaO2↑ ↑△P，↓FiO2,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2<70, PaCO2 normal PaO2=okay no action PaO2↓ ↑MAP, FiO2 PaO2↑ ↓FiO2,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2<70, PaCO2↓ PaO2=okay ↓ △P PaO2↓

23、 ↑MAP/ FiO2, ↓△P PaO2↑ ↓FiO2 ，△P,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2>70, PaCO2↑ PaO2=okay ↑△P PaO2↓ ↑△P,FiO2 PaO2↑ ↑△P，↓MAP,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2>70, PaCO2 normal PaO2=ok

24、ay no action PaO2↓ ↑FiO2 PaO2↑ ↓FiO2, MAP,根據(jù)ABG調(diào)整參數(shù),FiO2>70, PaCO2 ↓ PaO2=okay ↓ △P PaO2↓ ↑FiO2, ↓ △P PaO2↑ ↓MAP, △P,HFOV的適應證—新生兒,嚴重氣漏（

25、Air leak）：肺間質氣腫（PIE）、支氣管肺瘺和氣胸呼吸衰竭（RF）：NRDS、肺炎、胎糞吸入綜合癥（MAS），肺高壓和肺出血肺發(fā)育不良綜合征，包括先天性膈疝（CHD）。CMV時，早產(chǎn)兒PIP達 20-25cmH2O，足月兒PIP達 25-28cmH2O，SaO2仍小于90％或PaCO2仍大于65mmHg，就應考慮HFOV。,HFOV的適應證—兒童,肺出血CMV下病人氧合不足的依據(jù)： OI＞15，PEEP＞

26、10cmH2O， FiO2＞0.6，PIP≥32cmH2O， MAP＞15cmH2O大量的氣漏影響肺泡張開，例如嚴重的氣胸嚴重的肺泡通氣不足伴呼吸性酸中毒。,HFOV的撤機—新生兒,原發(fā)疾病好轉，氣胸和/或間質氣腫吸收MAP下降至10-12cmH2O，△P＜30cmH2O血氣：PH 7.25-7.45，PaCO2 35-50mmHg，PaO2 50-80mmHg連接常頻呼吸機,HFOV的撤機—兒

27、童,原發(fā)疾病好轉MAP下降至15-22cmH2O血氣分析達到病人病理生理的臨床目標連接常頻呼吸機,HFOV的并發(fā)癥,呼吸性堿中毒呼吸性酸中毒低氧血癥高氧血癥血流動力學不穩(wěn)定心動過速心動過緩影響心輸出量,肺過度膨脹內(nèi)生呼末正壓過高人機不協(xié)調(diào)氣壓傷VILIVAP氣道損傷黏液阻塞等,HFOV時病人監(jiān)護,床旁持續(xù)監(jiān)測心率動脈血壓中心靜脈壓經(jīng)皮氧飽和度二氧化碳分壓監(jiān)測觀察病人的一般狀況聽診呼吸音,H

28、FOV時病人監(jiān)護,動脈血氣分析的監(jiān)測最初6小時，每小時1次第二個6小時，每2小時1次之后12小時，每4小時1次然后每8小時1次每次參數(shù)改變，1小時后復查血氣,HFOV時病人監(jiān)護,床旁胸片上機后4小時第1天每12小時一張之后5天每天一張之后一周每兩天一張當病情變化時，隨時攝片,無創(chuàng)通氣Noninvasive Ventilation（NIV）,PICU,Shanghai Children’s Medical Cent

29、er,NIVa revolutionary ventilation pattern?,NIV,無創(chuàng)通氣的歷史無創(chuàng)通氣的定義無創(chuàng)通氣和有創(chuàng)通氣的區(qū)別無創(chuàng)通氣的優(yōu)點無創(chuàng)通氣的模式無創(chuàng)通氣的參數(shù)設置無創(chuàng)通氣的適應證無創(chuàng)通氣的禁忌癥無創(chuàng)通氣的并發(fā)癥無創(chuàng)通氣在危重病中的應用,NIV的歷史,20世紀50年代，負壓通氣應用于治療脊髓灰質炎并發(fā)呼吸肌麻痹，是無創(chuàng)通氣的開始。,NIV的歷史,二十世紀七十年代，面罩或鼻塞CPAP開始用于

30、新生兒RDS病人。二十世紀八十年代，無創(chuàng)機械通氣應用于成人睡眠呼吸暫停綜合癥。之后在成人與兒科病人中廣泛開展起來，用于治療各種病因導致的急性或慢性呼吸衰竭。,NIV的歷史,Fortenberry等人報道了無創(chuàng)通氣在兒童潛在性呼吸衰竭中的應用，89％的病人呼吸窘迫和氣體交換狀況得到改善。Padman等人報道了6個月至20歲的兒童潛在性呼吸衰竭，只有8％的病人無創(chuàng)通氣失敗需要氣管插管。,NIV的歷史,2000年由美國胸科協(xié)會、歐洲呼

31、吸病學會和歐洲危重病學會共同召開的世界無創(chuàng)通氣大會對NIV實施的合理性、重要性及存在的問題達成一致共識，并為NIV的發(fā)展提供指南。,NIV的定義,無創(chuàng)通氣（Noninvasive Ventilation）指不建立人工氣道，采用面罩或鼻罩通過病人的口和/或鼻進行呼吸支持的技術。從定義上講，無創(chuàng)通氣有別于有創(chuàng)機械通氣技術，后者依賴人工氣道的建立，包括氣管插管（ETT）、喉罩氣道以及氣管切開。,NIV Circuit,無創(chuàng)和有創(chuàng)通氣的區(qū)別

32、,呼吸機與患者的連接方式不同，無創(chuàng)通氣無需建立有創(chuàng)人工氣道。 有創(chuàng)通氣中所有通氣模式幾乎都可用于無創(chuàng)通氣，主要為壓力控制通氣。,無創(chuàng)和有創(chuàng)通氣的區(qū)別,有創(chuàng)呼吸機吸、呼氣各有一條管路，無創(chuàng)呼吸機多采用單管路通氣。有創(chuàng)呼吸機由壓縮機供氣，呼吸機對氣流的強度和送氣形式進行調(diào)節(jié)。 無創(chuàng)呼吸機采用渦輪供氣方式，可產(chǎn)生比有創(chuàng)機大得多的持續(xù)氣流，用以補償漏氣，維持預設壓力水平。,NIV的優(yōu)點,無創(chuàng)通氣的最大優(yōu)點在于避免了氣管插管或氣管切開

33、。 避免有創(chuàng)氣道的建立降低了呼吸機相關肺炎的發(fā)生。 能夠在ICU外（包括普通病房或家庭中）開展人工通氣，降低了醫(yī)療支出。 對于一部分病人，NIV保證了規(guī)律飲食，促進腸道喂養(yǎng)。,NIV的優(yōu)點,減少了鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物的應用。 減少或避免了機械通氣對血流動力學的影響。 NIV使病人更能耐受，對病人活動影響小。,NIV的模式—BiPAP,雙水平氣道正壓通氣（Bi-level Positive Airway Pressure，BiPAP）：

34、提供了吸氣相氣道正壓（IPAP）和呼氣相氣道正壓（EPAP），允許病人在雙水平壓力上自主呼吸。,NIV的模式—BiPAP,S指在自主呼吸基礎上給予吸氣相和呼氣相正壓支持，相當于PSV＋PEEP。S/T類似于S，區(qū)別在于當病人自主呼吸不夠時，機器觸發(fā)送氣以達到預設的呼吸頻率。PC指指令呼吸頻率是機器預設的，每次指令呼吸由病人或機器觸發(fā)，相當于SIMV＋PEEP。T指每次指令呼吸由機器觸發(fā)或機器設定，與病人的自主呼吸無關，相當于PCV

35、＋PEEP。,BiPAP時間－壓力曲線,NIV的模式—CPAP,持續(xù)氣道正壓通氣（Continuous Positive Airway Pressure，CPAP）：指在病人整個呼吸周期，機器提供持續(xù)的單水平的氣道正壓，在這預設的壓力水平上，允許病人自主呼吸。,CPAP的時間－壓力曲線,NIV的模式選擇,無創(chuàng)通氣模式的選擇：對于自主呼吸活躍的病人，可以初設S或S/T模式。對于自主呼吸淺表或微弱的病人，可以初設PC或T模式。而CPAP

36、適用于呼吸驅動良好、輕癥的呼吸衰竭病人。,NIV的參數(shù)設置,IPAP使肺泡打開，維持通氣?？梢詮?cmH2O開始，逐漸增加，每次可以上調(diào)1-3cmH2O。一般維持在10-20cmH2O。,NIV的參數(shù)設置,EPAP維持肺呼氣時容量，保證了肺的擴張和一定的功能殘氣量（FRC），促使了氧合。該值一般在4-10cmH2O。,NIV的參數(shù)設置,CPAP可以促進維持肺容量，增加FRC，促使氧合，防止呼氣末肺泡的萎陷。一般設定在4-1

37、0cmH2O。,NIV的參數(shù)設置,RR對于CPAP、S模式，RR就是病人自主呼吸的頻率。S/T時當病人呼吸驅動不足，機器按預設的RR送氣。對于PC和T模式，我們必須預設RR，嬰兒20-30次/分，兒童15-25次/分。無創(chuàng)呼吸機會顯示預設的RR和實測的RR兩個數(shù)值。,NIV的參數(shù)設置,氧流量氧流量3-5L/min，將氧氣導管與面罩相連。根據(jù)病人氧合狀況適當調(diào)節(jié)。,NIV的適應證,任何原因引起的潛在的急性呼吸衰竭囊性纖維化神

38、經(jīng)肌肉性疾病喉氣管發(fā)育不良拔管后肺不張睡眠呼吸暫停綜合征慢性呼吸衰竭。,NIV的禁忌癥,設定IPAP大于30cmH2O。無創(chuàng)通氣后病情持續(xù)惡化者。病人分泌物過多，惡心、嘔吐或嚴重腹脹的病人。無法人機配合或無法耐受無創(chuàng)通氣的病人。面部畸形或手術的病人。上呼吸道損傷、阻塞或有食管氣管瘺的病人。心跳呼吸停止的病人。合并其他器官功能衰竭的病人。,NIV的并發(fā)癥,漏氣：雖然無創(chuàng)通氣機具有漏氣補償?shù)墓δ埽锹庋a償時吸氣流速

39、過大，病人往往難以忍受。所以選擇大小適當、組織相容性好的面罩或鼻罩非常重要。 鼻、面部皮膚損傷：尤其是面罩加壓的口鼻三角區(qū)和下頜。,NIV的并發(fā)癥,胃脹氣：往往由于IPAP過高，不自主咽下氣體。小部分病人由于腹內(nèi)壓過高而抑制了自主呼吸。 吸入性肺炎和窒息：由于病人返流和嘔吐導致誤吸和氣道阻塞。這是最嚴重的并發(fā)癥。 刺激性結膜炎：往往由于漏氣而導致。,NIV在危重病中的應用,急性呼吸衰竭用于血流動力學穩(wěn)定，可望在 2-3天內(nèi)恢復的

40、輕癥急性呼吸衰竭病人。但有意識障礙，氣道有大量分泌物、劇烈咳嗽的病人應首先考慮氣管插管。,NIV在危重病中的應用,急性肺水腫文獻報道NIV治療急性肺水腫，避免氣管插管，大大減少了因插管帶來的并發(fā)癥，降低死亡率。高IPAP12-15cmH2O能增加肺泡內(nèi)壓，減少肺間質液體外滲。EPAP3-8cmH2Ｏ使功能殘氣量增大 ,防止肺泡或小氣道萎陷，可改善通氣/血流比例。,NIV在危重病中的應用,ALI/ARDS有認為，可以在ALI/AR

41、DS早期應用NIV。但是重癥感染等所致的ALI/ARDS，可能需要長期應用CMV應及早建立人工氣道應用CMV。,NIV在危重病中的應用,急性哮喘發(fā)作對哮喘發(fā)作應用無創(chuàng)通氣診療有爭議需注意氣流速度（高峰流速）應滿足患者需要，氣體要充分加溫加濕。對哮喘發(fā)作的危重患者如NIV不能很好地改善通氣，應及早建立人工氣道。,NIV在危重病中的應用,肺外疾病創(chuàng)傷、圍手術期病人的肺功能障礙十分常見。NIPV在圍手術期和創(chuàng)傷患者應用，通過調(diào)節(jié)氧

42、濃度和不同壓力水平， 增加分鐘通氣量，復張萎陷肺泡，糾正不良病理生理狀況，達到預防呼吸衰竭的目的。但在特殊創(chuàng)傷病人應嚴格注意，如腹部外傷、嚴重頜面部外傷、氣道燒傷以及顱底骨折病人應為禁忌。,NIV在危重病中的應用,其他在中樞性低通氣、阻塞性睡眠呼吸暫停、神經(jīng)肌肉病變等導致呼吸衰竭的患者，氣道阻力和肺順應性正常，或僅有輕度改變，若患者神志清醒或呼吸道分泌物不多，應首選NIPV。,Shanghai Children’s Medical