氦-氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾患并高二氧化碳血症的临床应用
作者：解立新 刘又宁 马迎民
单位：解放军总医院呼吸内科，北京 100853
关键词：慢性阻塞性肺疾患；高二氧化碳血症；氦-氧混合气；治疗
氦 摘要 目的：观察氦-氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾患(COPD)合并高二氧化碳血症的临床疗效。方法：选择 17 例慢性阻塞性肺疾患合并高二氧化碳血症患者，随机分为实验组 (8 例，吸入He-O2) 和对照组 (9 例，吸入N2-O2)，通过自制重复利用氦气的循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置进行呼吸，实验中患者依次吸入FiO2分别为 21%、 40%、 60%、 80% 的氦-氧(实验组)或空-氧(对照组)混合气，观察肺功能及血气的变化。结果：氦-氧混合气可以降低吸气负荷，促进氧合及体内二氧化碳排除；起效迅速，但后续效应短暂；氦-氧混合气的理想治疗浓度为 40%～79% 氦。结论：临床初步应用证明吸入氦-氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾患合并高二氧化碳血症患者具有良好的疗效，循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置可以显著节省氦气的消耗。 中国图书资料分类法分类号 R 563
, 百拇医药
Heliox breathing for patients and complicated with hypercapnia in COPD
Xie Lixin, Liu Youning, Ma Yingmin (Department of Respiratory Medicine, General Hospital of PLA, Beijing, 100853)
Abstract Objective:To evaluate the effects of breathing helium-oxygen (heliox) mixtures on COPD patients suffering from hypercapnia. Methods:Seventeen COPD patients were randomly divided into treatment group (breathing heliox, 8 cases) and control group (breathing N2-O2, 9 cases), and the FiO2 were in order of 21% O2, 40% O2, 60% O2 and 80% O2 respectively. Results:The data of pulmonary function tests, arterial blood gas values of the patients were recorded. The results showed that heliox reduced the breathing load, ameliorated oxygen diffusion and CO2 eliminating obviously, but the effective duration was very short after stopping of heliox breathing. The range of heliox effective treating concentration was 40%～79% He.Conclusion:The study demonstrated that heliox breathing may be one of effective ways in severe COPD patients, and the assisted respirator of recycled helium using may save helium distinctly and maybe a useful instrument for pulmonary obstructive diseases.
, 百拇医药
Key words COPD; hypercapnia; heliox breathing; therapy
慢性阻塞性肺疾患(COPD)是危害人民身体健康的呼吸系统常见病，随着病情加重，会导致呼吸衰竭，危及患者的生命。目前虽然临床广泛采用鼻(面)罩呼吸机治疗，但临床疗效并不令人满意。氦气(Helium, He)是一种小分子惰性气体，可明显降低呼吸负荷，节省呼吸功。氦-氧混合气(Heliox)应用于无创辅助呼吸治疗中，可促进氧合及二氧化碳排除，减轻呼吸肌疲劳，以利患者的康复，避免因病情恶化进行有创机械通气。本研究探讨Heliox的治疗机制，并率先开发出重复循环利用氦气装置，以期能成为治疗COPD的有效途径之一〔1，2〕。
1 对象和方法
1.1 对象 选择慢性阻塞性肺疾患合并高二化碳血症患者 17 例，其中男性 14 例，女性 3 例，年龄 42～76 岁，平均 65.9 岁，均符合COPD诊断标准〔3〕。按完全随机分组方式分为实验组和对照组，实验组患者半卧于床上，戴上鼻罩，与麻醉机连接，呼吸机接口连接Evita呼吸机，测口腔闭合压；启动装置后，记录参数，开启氦-氧混合气，呼吸Heliox 15 min (FiO2＝21%)，测定下面各项指标：肺功能(FEV1.0，FEV1.0/FVC， MMEF， PEFR， FEF50， FEF75)、血气(PaO2， PaCO2)、口腔闭合压(P0.1)；休息 30 min 后，接呼吸装置，吸入气氧浓度升至 40%，呼吸 15 min，测定指标(同上)；按同样步骤测定FiO2分别为 60% 和 80% Heliox 的各项指标；移开鼻罩，呼吸空气 15 min 后再次测定指标。对照组实验步骤及FiO2同实验组，将氦-氧混合气换成氮-氧混合气，其余同上。
, 百拇医药
1.2 实验资料处理 实验数据运用SAS软件进行处理，实验结果以
表示，组内比较均用F检验和Q检验，组间比较均用t检验。
2 结 果
如表 1 所示，实验组患者FEV1.0在呼吸 21% O2 Heliox 时与对照组比较差异具有显著性意义，且实验组吸入各浓度Heliox均比实验前有提高；实验组FEV1.0/FVC各浓度FiO2与对照组比较均有明显差异，并较实验前也有显著提高；实验组停止吸入Heliox 15 min 后FEV1.0/FVC则恢复到实验前水平。
表1 吸入Heliox对COPD患者FEV1.0及FEV1.0/FVC的影响()
, http://www.100md.com
FiO2
FEV1.0
(L)
FEV1.0/FVC
(%)
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
, 百拇医药
P
实验前
0.50±0.07
0.54±0.05
0.4381
0.6676
34.0±3.3
41.2±5.4
0.1810
0.8588
21%
1.12±0.18* ***
, 百拇医药
0.56±0.05
3.1382
0.0068
75.1±5.6* ** ***
36.5±3.2
5.9755
0.0001
40%
1.09±0.25* ***
0.58±0.05
2.1124
, 百拇医药
0.0518
73.6±5.5* ** ***
36.2±3.1
5.9400
0.0001
60%
0.99±0.22* ***
0.57±0.04
2.0160
0.0621
72.0±3.8* ** ***
, 百拇医药
35.8±4.2
6.4621
0.0001
80%
0.86±0.21* ***
0.57±0.04
1.3395
0.1820
60.0±4.5* ** ***
37.7±5.5
3.0801
, http://www.100md.com
0.0076
停机 15 min
0.46±0.07
32.8±3.0**
F
9.02
0.80
24.03
1.73
P
0.0001
0.5348
, http://www.100md.com
0.0001
0.1682
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与80% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05 从表 2、表 3 可以看出，实验组患者吸入Heliox后MMEF、 PEFR、 FEF50、FEF75均有明显改善，与对照组比较有显著性差异，停机后均再次下降。
表2 吸入Heliox对COPD患者MMEF及PEFR的影响()
FiO2
MMEF
, 百拇医药
PEFR
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
P
实验前
0.42±0.15
0.19±0.02
1.6502
, http://www.100md.com
0.1197
0.83±0.20
0.68±0.10
0.6965
0.4968
21%
1.01±0.18* ** ***
0.23±0.05
4.5511
0.0004
2.11±0.30* ***
, 百拇医药
0.63±0.08
5.0917
0.0001
40%
0.89±0.20* ***
0.21±0.03
2.9697
0.0095
1.65±0.33* ** ***
0.61±0.09
3.2026
, 百拇医药
0.0059
60%
0.81±0.20* ***
0.19±0.03
3.2182
0.0057
1.45±0.30* ** ***
0.55±0.08
3.1091
0.0072
80%
, 百拇医药 0.66±0.21
0.20±0.03
2.3020
0.0361
1.20±0.27**
0.60±0.06
2.3011
0.0361
停机 15 min
0.43±0.17
0.85±0.22
F
, 百拇医药
9.85
1.06
12.63
0.80
P
0.0001
0.3899
0.0001
0.5319
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与21% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05 表3 吸入Heliox对COPD患者FEF50及FEF75的影响()
, 百拇医药
FiO2
FEF50
FEF75
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
P
实验前
0.40±0.15
, http://www.100md.com
0.24±0.04
1.1275
0.2773
0.32±0.06
0.14±0.02
1.3551
0.1954
21%
0.91±0.17* ** ***
0.23±0.03
4.0415
0.0011
, http://www.100md.com
0.46±0.09
0.22±0.01
4.1481
0.0009
40%
0.79±0.25* ***
0.24±0.04
2.3283
0.0343
0.53±0.20* ***
0.14±0.02
, 百拇医药
1.9943
0.0646
60%
0.72±0.20* ***
0.24±0.03
2.4985
0.0246
0.33±0.06
0.11±0.02
3.5794
0.0027
80%
, http://www.100md.com
0.61±0.21
0.27±0.04
1.6509
0.1195
0.36±0.08
0.11±0.01
3.0483
0.0081
停机 15 min
0.42±0.17
0.21±0.06
F
, 百拇医药
8.10
2.50
3.73
1.83
P
0.0001
0.0621
0.0082
0.1477
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与80% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05
如表 4、表 5 所示，实验组患者吸入Heliox后PaO2较对照组明显上升，尤其在FiO2较低情况下；实验组PaCO2有明显下降，与对照组比较有显著性差异；但也可以看出，随着FiO2的升高，实验组PaCO2也有上升趋势。实验组吸入Heliox后口腔闭合压(P0.1)明显下降，且与对照组比较差异有显著性意义，但停止吸入Heliox后P0.1则又降至实验前水平。
, 百拇医药
表4 吸入Heliox对COPD患者PaO2及PaCO2的影响(P/kPa)
FiO2
PaO2
FEF75
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
, 百拇医药
P
实验前
8.53±0.52
7.56±1.59
1.7023
0.1194
7.91±0.44
7.59±0.47
0.4924
0.6296
21%
11.89±0.40*
, http://www.100md.com
8.07±0.29
7.7937
0.0001
5.37±0.40* △
8.21±0.55* ** ***
4.0923
0.0010
40%
12.44±0.45*
9.80±0.25* △
5.1064
, http://www.100md.com
0.0003
5.88±0.69* △
8.67±0.52* *** △
3.4869
0.0033
60%
13.56±0.39* △
11.31±0.31* △
4.6081
0.0004
6.31±0.57*
, 百拇医药
9.80±0.37* △
5.3943
0.0001
80%
14.09±0.37* △
12.47±0.39* △
3.0196
0.0089
7.09±0.52
11.05±0.35
6.4379
, http://www.100md.com
0.0001
F
26.90
7.31
11.31
38.34
P
0.0001
0.0001
0.0001
0.0001
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与40% 比较，P<0.05； *** 与 60% 比较， P<0.05；△ 与 80% 比较，P<0.05 表5 吸入Heliox对COPD患者口腔闭合压的影响(P/cmH2O)
, http://www.100md.com
氧浓度
实验前
21%
40%
60%
80%
停机 15 min
F
P
实验组
6.10±0.25
4.56±0.21***
4.61±0.24***
, 百拇医药
4.98±0.16***
4.83±0.17***
6.11±0.21
22.13
0.0001
对照组
5.49±0.23
5.32±0.19
5.51±0.22
5.45±0.18
5.24±0.28
, http://www.100md.com
0.59
0.6700
t
1.7775
2.6417
2.7717
1.9656
1.2532
P
0.0958
0.0185
0.0142
0.0681
, 百拇医药
0.2293
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与停机 15 min 比较， P<0.05
3 讨 论
氦气是一种小分子量的生物惰性气体，具有低密度、高运动粘性系数的特性，在相同条件下，氦气的流速是空气的 2.68 倍〔4，5〕。
3.1 氦-氧混合气治疗COPD的机制及其应用 ①增加肺泡有效通气量，促进氧合：由于Heliox可以通过传导气道，促进气体弥散，纠正VA/Q失调，减少通气不足，故可增加肺泡有效通气量，改善氧合〔6，7〕。本实验患者吸入Heliox(79% He) 15 min，PaO2即由 8.54 kPa 升至 11.89 kPa，与对照组比较，P＝0.0001；且吸入不同浓度的Heliox与对照组比较，PaO2均比对照组要高，显示出Heliox促进氧合的独特优势。②增大呼气流速，减少肺过度通气，促进CO2 排除：吸入Heliox，可使气道内压下降，EPP向上游气道移位，使低密度依赖肺区横截面积增大，从而促进呼气流速加快〔7，8〕。本实验COPD患者吸入Heliox后FEV1.0、FEV1.0/FVC、MMEF、PEFR、FEF50、FEF75均有明显好转，PaCO2 在吸入Heliox (21% O2) 时较实验前降低 32.1%，对照组则较实验前上升 8.3%，在该浓度点两组比较，P＝0.001，其余各浓度点实验组与对照组比较PaCO2亦均有显著性差异。③降低呼吸功耗：吸入Heliox，可促使气流向层流转变，减少死腔，从而降低呼吸功耗〔8〕。本实验COPD患者实验组各浓度点与实验前比较，P0.1 有明显下降，与对照组比较也有显著性差异；而P0.1 作为反应呼吸驱动压力水平的标志，可以反应出COPD患者吸入Heliox后因吸气负荷下降使呼吸功耗降低。
, 百拇医药
3.2 氦-氧混合气的最适浓度范围、作用时间及后续效应 从本实验结果来看，COPD患者吸入Heliox在 40%～79% He 范围内有明显的优势，在 20% He 点时已基本回到实验前水平。根据国外报道，结合本实验，我们发现患者吸入Heliox后 15 min 肺功能和血气即有明显改善，表明Heliox起效是迅速的〔9，10〕。另外从实验结果可以发现，停止吸入Heliox后 15 min 肺功能指标则有明显下降，提示Heliox的后续效应极短。
3.3 循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置的研制及初步应用 虽然Heliox的疗效已被证实，但由于氦气价格昂贵，故而限制了其进一步研究与应用。我们根据麻醉机的工作原理及氦气在体内不被吸收的特点，采用密闭回路，在呼气回路中滤掉二氧化碳，并按需供给氧气及少量氦气，通过呼吸机触发或患者吸气触发，从而降低治疗成本。通过临床初步应用，证明该装置的设计思路是合理的。我们认为吸入氦-氧混合气可以降低呼吸功耗，促进氧合，促进二氧化碳排除；通过运用循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置，可明显降低氦气消耗，使今后Heliox在临床的广泛应用有了可能。本实验提示吸入Heliox可能使COPD并发呼吸衰竭患者避免气管插管，使气管插管机械通气患者降低机械通气并发症，有利于病情康复。可以认为该方法会成为今后治疗COPD的有效手段之一。
, 百拇医药
参考文献
1 Burchardi H, Sydow M. Artificial ventilation: some unresolved problems. Eur Aneasth, 1994，11:53
2 Swidwa DM, Montenegro HD, Goldman MD et al. Helium-oxygen breathing in severe chronic obstructive pulmonary disease. Chest, 1985，87:790
3 American Thoracic Society. Standards for the diagnosis and care of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med， 1995，152(5 pt 2):s77
, 百拇医药
4 Webb JM, Gee GN. In: Respiratory case: a guide to clinical practice: manufacture, storage and transport of medical gases. Boston: Lippin JB Company， 1977.323
5 Gluck EH, Onorato DJ, Castriotta R. Helium-oxygen mixtures in intubated patients with status asthmatics and respiratory acidosis. Chest, 1990，98:693
6 Orr JB. Helium-oxygen gas mixtures in the management of patients with airway obstruction. Ear, Nose and Throat J, 1988， 67:866
, 百拇医药
7 Anderson M, Svartengren M, Bylin G et al. Deposition in asthmatics of particles inhaled in air or in helium-oxygen. Am Rev Respir Dis, 1993，147:524
8 Skriskas GJ, Hyland RH, Hutcheon MA. Using helium-oxygen mixtures in the management of acute obstruction. Can Med Assoc J, 1983， 128:555
9 Fleming MD, Weigelt JA, Brewer V et al. Effect of helium and oxygen on airflow in a narrowed airway. Arch Surg, 1992，127:956
10 Zhukovsky LI, Tsyrulnikov VA, Kogosov YA et al. Heliox effect on ventilation and blood oxygen transport in patients with restructive ventilation insufficiency. Probl Tuberk, 1987，6:27
(1999—02—18收稿，1999—04—09修回), 百拇医药
单位：解放军总医院呼吸内科，北京 100853
关键词：慢性阻塞性肺疾患；高二氧化碳血症；氦-氧混合气；治疗
氦 摘要 目的：观察氦-氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾患(COPD)合并高二氧化碳血症的临床疗效。方法：选择 17 例慢性阻塞性肺疾患合并高二氧化碳血症患者，随机分为实验组 (8 例，吸入He-O2) 和对照组 (9 例，吸入N2-O2)，通过自制重复利用氦气的循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置进行呼吸，实验中患者依次吸入FiO2分别为 21%、 40%、 60%、 80% 的氦-氧(实验组)或空-氧(对照组)混合气，观察肺功能及血气的变化。结果：氦-氧混合气可以降低吸气负荷，促进氧合及体内二氧化碳排除；起效迅速，但后续效应短暂；氦-氧混合气的理想治疗浓度为 40%～79% 氦。结论：临床初步应用证明吸入氦-氧混合气治疗慢性阻塞性肺疾患合并高二氧化碳血症患者具有良好的疗效，循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置可以显著节省氦气的消耗。 中国图书资料分类法分类号 R 563
, 百拇医药
Heliox breathing for patients and complicated with hypercapnia in COPD
Xie Lixin, Liu Youning, Ma Yingmin (Department of Respiratory Medicine, General Hospital of PLA, Beijing, 100853)
Abstract Objective:To evaluate the effects of breathing helium-oxygen (heliox) mixtures on COPD patients suffering from hypercapnia. Methods:Seventeen COPD patients were randomly divided into treatment group (breathing heliox, 8 cases) and control group (breathing N2-O2, 9 cases), and the FiO2 were in order of 21% O2, 40% O2, 60% O2 and 80% O2 respectively. Results:The data of pulmonary function tests, arterial blood gas values of the patients were recorded. The results showed that heliox reduced the breathing load, ameliorated oxygen diffusion and CO2 eliminating obviously, but the effective duration was very short after stopping of heliox breathing. The range of heliox effective treating concentration was 40%～79% He.Conclusion:The study demonstrated that heliox breathing may be one of effective ways in severe COPD patients, and the assisted respirator of recycled helium using may save helium distinctly and maybe a useful instrument for pulmonary obstructive diseases.
, 百拇医药
Key words COPD; hypercapnia; heliox breathing; therapy
慢性阻塞性肺疾患(COPD)是危害人民身体健康的呼吸系统常见病，随着病情加重，会导致呼吸衰竭，危及患者的生命。目前虽然临床广泛采用鼻(面)罩呼吸机治疗，但临床疗效并不令人满意。氦气(Helium, He)是一种小分子惰性气体，可明显降低呼吸负荷，节省呼吸功。氦-氧混合气(Heliox)应用于无创辅助呼吸治疗中，可促进氧合及二氧化碳排除，减轻呼吸肌疲劳，以利患者的康复，避免因病情恶化进行有创机械通气。本研究探讨Heliox的治疗机制，并率先开发出重复循环利用氦气装置，以期能成为治疗COPD的有效途径之一〔1，2〕。
1 对象和方法
1.1 对象 选择慢性阻塞性肺疾患合并高二化碳血症患者 17 例，其中男性 14 例，女性 3 例，年龄 42～76 岁，平均 65.9 岁，均符合COPD诊断标准〔3〕。按完全随机分组方式分为实验组和对照组，实验组患者半卧于床上，戴上鼻罩，与麻醉机连接，呼吸机接口连接Evita呼吸机，测口腔闭合压；启动装置后，记录参数，开启氦-氧混合气，呼吸Heliox 15 min (FiO2＝21%)，测定下面各项指标：肺功能(FEV1.0，FEV1.0/FVC， MMEF， PEFR， FEF50， FEF75)、血气(PaO2， PaCO2)、口腔闭合压(P0.1)；休息 30 min 后，接呼吸装置，吸入气氧浓度升至 40%，呼吸 15 min，测定指标(同上)；按同样步骤测定FiO2分别为 60% 和 80% Heliox 的各项指标；移开鼻罩，呼吸空气 15 min 后再次测定指标。对照组实验步骤及FiO2同实验组，将氦-氧混合气换成氮-氧混合气，其余同上。
, 百拇医药
1.2 实验资料处理 实验数据运用SAS软件进行处理，实验结果以
表示，组内比较均用F检验和Q检验，组间比较均用t检验。2 结 果
如表 1 所示，实验组患者FEV1.0在呼吸 21% O2 Heliox 时与对照组比较差异具有显著性意义，且实验组吸入各浓度Heliox均比实验前有提高；实验组FEV1.0/FVC各浓度FiO2与对照组比较均有明显差异，并较实验前也有显著提高；实验组停止吸入Heliox 15 min 后FEV1.0/FVC则恢复到实验前水平。
表1 吸入Heliox对COPD患者FEV1.0及FEV1.0/FVC的影响(
), http://www.100md.com
FiO2
FEV1.0
(L)
FEV1.0/FVC
(%)
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
, 百拇医药
P
实验前
0.50±0.07
0.54±0.05
0.4381
0.6676
34.0±3.3
41.2±5.4
0.1810
0.8588
21%
1.12±0.18* ***
, 百拇医药
0.56±0.05
3.1382
0.0068
75.1±5.6* ** ***
36.5±3.2
5.9755
0.0001
40%
1.09±0.25* ***
0.58±0.05
2.1124
, 百拇医药
0.0518
73.6±5.5* ** ***
36.2±3.1
5.9400
0.0001
60%
0.99±0.22* ***
0.57±0.04
2.0160
0.0621
72.0±3.8* ** ***
, 百拇医药
35.8±4.2
6.4621
0.0001
80%
0.86±0.21* ***
0.57±0.04
1.3395
0.1820
60.0±4.5* ** ***
37.7±5.5
3.0801
, http://www.100md.com
0.0076
停机 15 min
0.46±0.07
32.8±3.0**
F
9.02
0.80
24.03
1.73
P
0.0001
0.5348
, http://www.100md.com
0.0001
0.1682
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与80% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05 从表 2、表 3 可以看出，实验组患者吸入Heliox后MMEF、 PEFR、 FEF50、FEF75均有明显改善，与对照组比较有显著性差异，停机后均再次下降。
表2 吸入Heliox对COPD患者MMEF及PEFR的影响(
)FiO2
MMEF
, 百拇医药
PEFR
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
P
实验前
0.42±0.15
0.19±0.02
1.6502
, http://www.100md.com
0.1197
0.83±0.20
0.68±0.10
0.6965
0.4968
21%
1.01±0.18* ** ***
0.23±0.05
4.5511
0.0004
2.11±0.30* ***
, 百拇医药
0.63±0.08
5.0917
0.0001
40%
0.89±0.20* ***
0.21±0.03
2.9697
0.0095
1.65±0.33* ** ***
0.61±0.09
3.2026
, 百拇医药
0.0059
60%
0.81±0.20* ***
0.19±0.03
3.2182
0.0057
1.45±0.30* ** ***
0.55±0.08
3.1091
0.0072
80%
, 百拇医药 0.66±0.21
0.20±0.03
2.3020
0.0361
1.20±0.27**
0.60±0.06
2.3011
0.0361
停机 15 min
0.43±0.17
0.85±0.22
F
, 百拇医药
9.85
1.06
12.63
0.80
P
0.0001
0.3899
0.0001
0.5319
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与21% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05 表3 吸入Heliox对COPD患者FEF50及FEF75的影响(
), 百拇医药
FiO2
FEF50
FEF75
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
P
实验前
0.40±0.15
, http://www.100md.com
0.24±0.04
1.1275
0.2773
0.32±0.06
0.14±0.02
1.3551
0.1954
21%
0.91±0.17* ** ***
0.23±0.03
4.0415
0.0011
, http://www.100md.com
0.46±0.09
0.22±0.01
4.1481
0.0009
40%
0.79±0.25* ***
0.24±0.04
2.3283
0.0343
0.53±0.20* ***
0.14±0.02
, 百拇医药
1.9943
0.0646
60%
0.72±0.20* ***
0.24±0.03
2.4985
0.0246
0.33±0.06
0.11±0.02
3.5794
0.0027
80%
, http://www.100md.com
0.61±0.21
0.27±0.04
1.6509
0.1195
0.36±0.08
0.11±0.01
3.0483
0.0081
停机 15 min
0.42±0.17
0.21±0.06
F
, 百拇医药
8.10
2.50
3.73
1.83
P
0.0001
0.0621
0.0082
0.1477
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与80% 比较，P<0.05； *** 与停机 15 min 比较， P<0.05
如表 4、表 5 所示，实验组患者吸入Heliox后PaO2较对照组明显上升，尤其在FiO2较低情况下；实验组PaCO2有明显下降，与对照组比较有显著性差异；但也可以看出，随着FiO2的升高，实验组PaCO2也有上升趋势。实验组吸入Heliox后口腔闭合压(P0.1)明显下降，且与对照组比较差异有显著性意义，但停止吸入Heliox后P0.1则又降至实验前水平。
, 百拇医药
表4 吸入Heliox对COPD患者PaO2及PaCO2的影响(P/kPa)
FiO2
PaO2
FEF75
实验组
对照组
t
P
实验组
对照组
t
, 百拇医药
P
实验前
8.53±0.52
7.56±1.59
1.7023
0.1194
7.91±0.44
7.59±0.47
0.4924
0.6296
21%
11.89±0.40*
, http://www.100md.com
8.07±0.29
7.7937
0.0001
5.37±0.40* △
8.21±0.55* ** ***
4.0923
0.0010
40%
12.44±0.45*
9.80±0.25* △
5.1064
, http://www.100md.com
0.0003
5.88±0.69* △
8.67±0.52* *** △
3.4869
0.0033
60%
13.56±0.39* △
11.31±0.31* △
4.6081
0.0004
6.31±0.57*
, 百拇医药
9.80±0.37* △
5.3943
0.0001
80%
14.09±0.37* △
12.47±0.39* △
3.0196
0.0089
7.09±0.52
11.05±0.35
6.4379
, http://www.100md.com
0.0001
F
26.90
7.31
11.31
38.34
P
0.0001
0.0001
0.0001
0.0001
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与40% 比较，P<0.05； *** 与 60% 比较， P<0.05；△ 与 80% 比较，P<0.05 表5 吸入Heliox对COPD患者口腔闭合压的影响(P/cmH2O)
, http://www.100md.com
氧浓度
实验前
21%
40%
60%
80%
停机 15 min
F
P
实验组
6.10±0.25
4.56±0.21***
4.61±0.24***
, 百拇医药
4.98±0.16***
4.83±0.17***
6.11±0.21
22.13
0.0001
对照组
5.49±0.23
5.32±0.19
5.51±0.22
5.45±0.18
5.24±0.28
, http://www.100md.com
0.59
0.6700
t
1.7775
2.6417
2.7717
1.9656
1.2532
P
0.0958
0.0185
0.0142
0.0681
, 百拇医药
0.2293
* 与实验前比较，P<0.05； ** 与停机 15 min 比较， P<0.05
3 讨 论
氦气是一种小分子量的生物惰性气体，具有低密度、高运动粘性系数的特性，在相同条件下，氦气的流速是空气的 2.68 倍〔4，5〕。
3.1 氦-氧混合气治疗COPD的机制及其应用 ①增加肺泡有效通气量，促进氧合：由于Heliox可以通过传导气道，促进气体弥散，纠正VA/Q失调，减少通气不足，故可增加肺泡有效通气量，改善氧合〔6，7〕。本实验患者吸入Heliox(79% He) 15 min，PaO2即由 8.54 kPa 升至 11.89 kPa，与对照组比较，P＝0.0001；且吸入不同浓度的Heliox与对照组比较，PaO2均比对照组要高，显示出Heliox促进氧合的独特优势。②增大呼气流速，减少肺过度通气，促进CO2 排除：吸入Heliox，可使气道内压下降，EPP向上游气道移位，使低密度依赖肺区横截面积增大，从而促进呼气流速加快〔7，8〕。本实验COPD患者吸入Heliox后FEV1.0、FEV1.0/FVC、MMEF、PEFR、FEF50、FEF75均有明显好转，PaCO2 在吸入Heliox (21% O2) 时较实验前降低 32.1%，对照组则较实验前上升 8.3%，在该浓度点两组比较，P＝0.001，其余各浓度点实验组与对照组比较PaCO2亦均有显著性差异。③降低呼吸功耗：吸入Heliox，可促使气流向层流转变，减少死腔，从而降低呼吸功耗〔8〕。本实验COPD患者实验组各浓度点与实验前比较，P0.1 有明显下降，与对照组比较也有显著性差异；而P0.1 作为反应呼吸驱动压力水平的标志，可以反应出COPD患者吸入Heliox后因吸气负荷下降使呼吸功耗降低。
, 百拇医药
3.2 氦-氧混合气的最适浓度范围、作用时间及后续效应 从本实验结果来看，COPD患者吸入Heliox在 40%～79% He 范围内有明显的优势，在 20% He 点时已基本回到实验前水平。根据国外报道，结合本实验，我们发现患者吸入Heliox后 15 min 肺功能和血气即有明显改善，表明Heliox起效是迅速的〔9，10〕。另外从实验结果可以发现，停止吸入Heliox后 15 min 肺功能指标则有明显下降，提示Heliox的后续效应极短。
3.3 循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置的研制及初步应用 虽然Heliox的疗效已被证实，但由于氦气价格昂贵，故而限制了其进一步研究与应用。我们根据麻醉机的工作原理及氦气在体内不被吸收的特点，采用密闭回路，在呼气回路中滤掉二氧化碳，并按需供给氧气及少量氦气，通过呼吸机触发或患者吸气触发，从而降低治疗成本。通过临床初步应用，证明该装置的设计思路是合理的。我们认为吸入氦-氧混合气可以降低呼吸功耗，促进氧合，促进二氧化碳排除；通过运用循环式氦-氧混合气辅助呼吸装置，可明显降低氦气消耗，使今后Heliox在临床的广泛应用有了可能。本实验提示吸入Heliox可能使COPD并发呼吸衰竭患者避免气管插管，使气管插管机械通气患者降低机械通气并发症，有利于病情康复。可以认为该方法会成为今后治疗COPD的有效手段之一。
, 百拇医药
参考文献
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(1999—02—18收稿，1999—04—09修回), 百拇医药