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编号:10450117
吸入沙丁胺醇对呼吸衰竭患者容积标限压力控制通气时通气参数的影响
http://www.100md.com 2004年8月4日 中国危重病急救医学2004年7月第16卷第7期
     陈宇清 赵冰清 周新

    【摘要】 目的 探讨在容积标限压力控制(VTPC)通气时吸入支气管扩张剂沙丁胺醇后对机械通气参数的影响。方法 10例平均年龄为(68±5)岁的呼吸衰竭患者均接受气管插管与机械通气支持治疗;采用Newport e500型呼吸机,并实施定容型通气(VCV)30 min,潮气量(VT)为8~10 ml/kg;测定气道阻力(Raw)和静态顺应性(Cst)以及通气参数的变化,包括气道峰压(PIP)、平台压(Pplat)、充气时间(Tinflate)、吸气峰流速(PIF)、呼气峰流速(PEF)和平均吸气流速(VT / Tinflate)。随后转为VTPC通气30 min,并同样记录上述参数。通过同轴吸入装置吸入沙丁胺醇600 μg后重复VCV和VTPC通气,并记录上述通气参数。结果 10例患者的Cst为(38.4±2.7)ml/cm H2O,Raw为(20.1±2.0)cm H2O·L-1·s-1 。VTPC时PIP和VT/ Tinflate较VCV时显著降低(P均<0.05),PIF则显著增高,两种通气时的Pplat无显著性差异,分别为(22.1±0.9)cm H2O和(23.0±1.2)cm H2O(P>0.05)。吸入沙丁胺醇后患者的Raw均显著降低,而Cst无明显变化,VCV时的PIP有所降低,但Pplat无变化;VTPC时的PIP和Pplat与吸入前比较无明显改变,但PIF和PEF出现显著增高,Tinflate则相应缩短(P均<0.05)。结论与VCV相比,VTPC可在较低气道压的情况下完成预期的通气目标,人机协调性更佳。VTPC时气道压的高低取决于Cst,而不受Raw变化的影响。
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    【关键词】 机械通气; 支气管扩张剂; 呼吸力学; 呼吸衰竭

    Influence of salbutamol inhalation during volume target pressure control ventilation on ventilation parameters in patients with respiratory failure

    CHEN Yu-qing, ZHAO Bing-qing, ZHOU Xin. Department of Respiratory, Shanghai First People's Hospital, Jiaotong University, Shanghai 200080, China

    【Abstract】 Objective To compare the effects of volume target pressure control ventilation (VTPC) and volume control ventilation (VCV) on respiratory mechanics in patients with respiratory failure, and to investigate the effects of ventilated parameters after salbutamol inhalation. Methods Ten patients with mean age (68±5)years were intubated and mechanically ventilated for acute respiratory failure of diverse causes. After 30 minutes withVCV (tidal volume(VT) 8-10 ml/kg), measurements of respiratory mechanics were begun, and then the patients were ventilated with VTPC for 30 minutes. VCV and VTPC were repeated after salbutamol 600 μg inhalation. Results The static compliance(Cst) was(38.4±2.7)ml/cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa) and airway resistance (Raw) was (20.1±2.0)cm H2O·L-1·s-1 in 10 patients. With the same tidal volume, peak inspiratory pressure (PIP) and mean inspiratory flow (VT/Tinflation time(Tinflate)) during VTPC were lower, but peak inspiratory flow (PIF) was significantly higher than that during VCV (all.P<0.05). The same plateau pressure(Pplat) was observed during VCV as during VTPC, they were (22.1±0.9)cm H2O vs. (23.0±1.2)cm H2O.After salbutamol inhalation, PIP and Raw were significantly decreased in all patients(both P<0.05), but no changes were found in Cst and Pplat. PIF and peak expiratory flow (PEF) were increased much more during two modes than before inhalation(both P<0.05), but Tinflate was decreased (P<0.05). Conclusion VTPC is a new mechanical ventilation mode in which closed-loop control theory is used. The airway pressure during VTPC is associated with Cst and not influenced by Raw.
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    【Key words】 mechanical ventilation; bronchodilator; respiratory mechanics; respiratory failure

    容积标限压力控制(volume target pressure control,VTPC) 是美国Newport公司近年来新研发成功的一种机械通气技术。VTPC的技术原理是通过呼吸机内置的微电脑,自动对每一次机械通气时的供气压力和容积进行双重控制(dual control),根据患者呼吸力学特性的变化,自动调整通气参数,完成预置潮气量(VT)和分钟通气量的释放。VTPC是一种闭环控制机械通气技术,呼吸机对每一次通气都进行负反馈调控。为了评价其在临床应用过程中的实际效果,对接受机械通气治疗的呼吸衰竭患者在吸入支气管扩张剂沙丁胺醇前后的通气参数变化进行观察。报告如下。

    1 对象与方法
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    1.1 病例选择:2002年12月—2003年3月本院呼吸监护中心(RICU)收治的呼吸衰竭患者10例,其中男6例,女4例;年龄60~79岁,平均(68±5)岁。基础疾病:慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)7例,支气管哮喘2例,胸部外科手术后1例。所有患者均接受气管插管及机械通气支持,导管内径(ID)为7.0~8 0 mm。

    1.2 机械通气策略:应用Newport e500型呼吸机(Newport Medical Instruments,Inc,USA)行辅助通气。患者接受气管插管后静脉注射地西泮20 mg,保持镇静状态。通气模式设为同步间歇指令通气(synchronized intermittent mandatory ventilation,SIMV),首先采用定容型通气(VCV)模式,吸入VT为8~10 ml/kg,恒定吸气流速(peak inspiratory flow,PIF)30 L/min,吸气末暂停时间(pause time)0.5 s,通气频率(RR)12次/min,呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP)3 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),并且其吸气触发灵敏度(trigger)3 L/min。持续通气30 min后,在患者生命体征和血流动力学稳定条件下,监测连续5次通气的气道峰压(PIP)、平台压(Pplat)、充气时间(Tinflate)、吸气和呼气峰流速(PIF/PEF),并计算系统静态顺应性(Cst)、气道阻力(Raw)以及平均吸气流速(VT/Tinflate),取其平均值作为统计数据。随后切换为VTPC通气,最大吸气压(Plimit)为VCV时的PIP+. 5 cm H2O,最大吸气时间(TI)为2.5 s,其余参数维持不变,持续通气30 min后亦重复采集上述数据。 1.3 药物与吸入装置:定量型沙丁胺醇气雾吸入剂(商品名为万托林,葛兰素史克公司生产),每喷为200 μg。塑制同轴吸入装置(东机贸香港有限公司提供)连接在呼吸机吸气管路与Y形管之间,在患者吸气时同步喷入沙丁胺醇600 μg,20 min后重复VCV和VTPC通气,记录各次通气参数。
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    1.4 统计学分析:所有变量根据标准单位计算平均值,以均数±标准差(x[TX-] ±s)表示,用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。统计软件使用SPSS 10.0软件包(SPSS 10.0 for windows,Chicago,USA)。

    2 结 果

    表1示:10例呼吸衰竭患者VCV通气时Cst为(38.4±2.7)ml/cm H2O,VT/Tinflate为(30.6±2.4)L/min,Raw(20.1±2.0)cm H2O·L-1·s-1。而改为VTPC通气后,所有患者的PIP均明显降低((31.7±1.9)cm H2O比(24.5±1.7)cm H2O, P<0.05),VT/Tinflate也显著下降((30.6±2.4)L/min比(15.6±1.8)L/min,P<0.05),PIF则显著增高((30.0±0)L/min比(48.7±2.8)L/min,P<0.05),两种通气形式时Pplat则无明显变化((22.1±0.9)cm H2O与(23.0±1.2)cm H2O,P<0.05)。 表2、表3示:患者吸入沙丁胺醇20 min后继续VCV,Raw由(20.1±2.0)cm H2O·L-1·s-1降至(9.1±1.8)cm H2O·L-1·s-1(P<0.05);PIP亦降低;PEF呈显著增高((41.5±1.7)L/min比(52.3±1.3)L/min,P<0.05);Pplat和Cst则无明显变化(P均>0.05)。吸入沙丁胺醇后改为VTPC通气时,PIP和Pplat均较吸入前无显著性差异;但PIF和PEF出现显著增高(P均<0.05)。
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    3 讨 论 闭环控制理论源自于公元前3世纪的古希腊,但直到近代,随着其他相关学科的发展才得到突破性的进展。闭环控制理论应用于机械通气只有数十年的历史,Siemens Servo 900系列呼吸机的推出使得临床医师开始了解闭环控制。Servo(伺服)一词的含义就是闭环控制,其最大优点在于系统输出信息可得到非常精确的控制,可在零误差前提下迅速达到稳态,并能排除各种外源性干扰。采用闭环控制原理的机械通气技术可以是相当简单的,也可以是较为复杂的。最简单的闭环控制是根据一个输入信息对一个输出变量进行控制,如压力支持通气(pressure support ventilation,PSV);相对复杂的闭环控制则可根据多个输入信息对多个输出变量进行连续调控。双重控制是指在一次通气内或对每一次通气时的输出压力和容积进行同步控制。采用一次通气内双重控制原理的通气技术有容积保障压力支持(volume assured pressure support,VAPS)和压力扩增(pressure augmentation,PA),其通气目标是在保证最小吸入VT和分钟通气量前提下减少患者吸气作功(1)。采用对每一次通气进行双重控制原理通气技术则包括压力调节容积控制(pressure regulated volume control,PRVC)、自动变流(autoflow) 和VTPC,其技术原理是呼吸机随患者呼吸力学特性变化自动调整吸气压和吸气流速,以保证每一次通气的VT趋于恒定,呼吸机对每一次通气均进行负反馈控制(2-4)。应用VTPC时必须预设靶潮气量(VT target)、Plimit和TI,启动后第一次通气的吸气压为40%P limit或基线压+5 cm H2O,呼吸机内的微电脑根据近端传感器所测得的通气参数值,自动计算出Cst和下一次通气要达到VT target所需要的吸气压,但不超过Plimit值,直至在TI内完成VT target的释放。VTPC通气时呼吸机不断调整吸气压以保持达到VT target,相邻两次通气时的吸气压差不超过6 cm H2O(2-4)。本研究发现,VTPC时PIP显著低于VCV时却与VCV时的Pplat相近,表明在相同VT的情况下,VTPC可显著减少因高气道压所造成的肺损伤危险(5)。VCV时的吸气流速通常为一恒定值,即在整个吸气相内吸气流速保持不变,这与患者的实际吸气需求有时不尽相符,此时人机协调性变差,反而容易出现气促等症状;而VTPC时的吸气流速是可变的,能随着患者的吸气需求而实时调整,我们发现无论是在应用支气管扩张剂的前后,VTPC时的PIF都显著高于VCV时的PIF,更符合患者实际需求。VT/Tinflate过高表明患者呼吸系统处于应激状态,呼吸肌较易出现疲劳或功能障碍,此时需依靠呼吸中枢放大发放冲动来促进呼吸肌收缩。与VCV相比,VTPC时的VT/Tinflate呈显著降低,这说明VTPC可明显改善呼吸衰竭患者的呼吸肌疲劳(6)吸入支气管扩张剂(沙丁胺醇)后20 min重复VCV通气时发现,所有患者的Raw有显著降低,但Cst却无明显改变。VCV与VTPC的PEF较吸入前均有显著增高,VTPC的PIF也较吸入前有所增高,表明由于吸入沙丁胺醇后,气道平滑肌痉挛程度减轻,气道直径增大,在患者相同吸气努力的情况下,呼吸机能提供更高的吸气流速。此外我们还发现,在应用支气管扩张剂后,VTPC通气时的PIP较先前未用药时无明显变化,仍与VCV时的Pplat相近,表明VTPC时PIP不受患者Raw变化的影响,而是取决于Cst.VTPC将VCV的恒定VT与PSV时的可变吸气流速有效地结合在一起,通过应用负反馈控制原理,使呼吸机能实时根据患者吸气需求而提供相应的流速,并在保持较低气道压的情况下完成预置VT释放(6)。由于VTPC时相邻两次通气的气道压差最大可达6 cm H2O,故能较快地达到预期通气目标。与VCV相比,VTPC时的V T/Tinflate显著降低,说明此时患者的吸气作功很小,人机协调性改善,有利于呼吸肌力的恢复,也有助于撤机。综上,我们认为VTPC技术是一种较新的闭环控制机械通气技术,同时还可结合其他一些智能通气技术。目前对于此项技术的临床应用经验尚不多,还有待于今后进一步的临床实践。
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    参考文献

    1 Amato M B P,Barbos C S V,Bonassa J,et al.Volume assisted pressure support ventilation(VAPSV):a new approach for reducing muscle workload during acute respiratory failure(J).Chest,1992,102:1225-1234.

    2 陈清喜,姜爱国,王妙淑.自动变流功能在机械通气中的临床应用研究(J).中国危重病急救医学,2002,14:352.

    3 Kesecioglu J,Telci L,Tutuncu A S, et al.Effects of volume controlled ventilation with PEEP,pressure regulated volume controlled ventilation and low frequency positive pressure ventilation with extracorporeal carbon dioxide removal on total static lung compliance and oxygenation in pigs with ARDS(J).Adv Exp MedBiol,1996,388:629-636.
, 百拇医药
    4 Piotrowski A,Sobala W,Kawczynski P.Patient-initiated,pressure-regulated,volume-controlled ventilation compared with intermittent mandatory ventilation in neonates:a prospective,randomised study(J).Intensive Care Medicine,1997,23:975-981.

    5 Kocis K C,Dekeon M K,Rosen H K, et al.Pressure regulated volume control vs.volume control ventilation in infants after surgery for congenital heart disease(J).Pediatr Cardiol,2001,22:233-237.

    6 Grasso S,Puntillo F,Mascia L,et al.Compensation for increase in respiratory workload during mechanical ventilation(J).Am J Respir Crit Care Med,2000,161:819-826.

    作者单位: 200080 上海交通大学附属第一人民医院呼吸科(陈宇清,周新);急诊科(赵冰清)

    作者简介:陈宇清(1969-),男(汉族),浙江省慈溪市人,讲师,副主任医师。, http://www.100md.com