急性重型哮喘的机械通气治疗

急性重型哮喘的机械通气治疗黄克武|王辰首都医科大学附属北京朝阳医院北京呼吸疾病研究所2008-6-30点击：1181依据全球哮喘防治创议（GINA），急性重症哮喘是指，哮喘患者出现下列一种或几种急性加重的临床症状：辅助呼吸肌参与呼吸或者出现胸腹矛盾运动、奇脉（25mmHg）、心率大于120次/分、呼吸频率大于30次/分、言语不清、呼气峰流速（PEF）或FEV1低于其个人最佳值的60%以下、动脉血氧饱和度低于90%。尽管对哮喘的病理生理日臻了解及治疗药物不断增多，但严重的哮喘病例依然较多，病死率仍居高不下，全球每年有十八万人死于哮喘，国内至今尚无全国范围内哮喘死亡资料和数据。1999年中华医学会北京分会呼吸专业委员会对北京市16家大医院1988年—1998年期间住院哮喘患者资料进行了分析，结果显示10年期间16家医院共收治6410例哮喘患者，且这些患者病情都是较复杂和严重的，其中死亡56例，病死率为0.86%。危重哮喘形成的原因较多，发生机制也较为复杂，哮喘患者发展成为重症哮喘的原因往往是多方面的，包括：变应原或其它致喘因素持续存在；β2受体激动剂的应用不当和／或抗炎治疗不充分，如长期盲目地大量应用β2激动剂，使β2受体发生下调，导致其“失敏”；脱水使痰液粘稠，形成无法咳出的粘液痰栓，广泛阻塞中小气道；电解质紊乱和酸中毒使气道对许多平喘药的反应性降低；突然停用激素，引起“反跳现象”；情绪过分紧张；有严重并发症或伴发症，如并发气胸、纵隔气肿或伴发心源性哮喘发作、肾功能衰竭、肺栓塞或血管内血栓形成等均可使哮喘症状加重。哮喘患者病情加重的方式存在差异，多数患者（约70%）的肺功能是在几天内逐渐恶化的，但也有少数患者的哮喘急性发作病情演变迅速，在几分钟到数小时内即可出现呼吸、循环衰竭危象。因此有人将急性重症哮喘分成两类，即缓发持续型（或致死哮喘Ⅰ型）和急性窒息型（或致死哮喘Ⅱ型），其临床表现见表1：表1急性重症哮喘的临床表现缓发持续型（Ⅰ型）急性窒息型（Ⅱ型）性别基础情况发作病理对治疗的反应女男中到重度气流阻塞几天到数周1.气道壁水肿2.粘液腺增生3.痰栓形成慢男女正常或轻度下降的肺功能几分钟到数小时1.急性支气管痉挛2.中性白细胞性、非嗜酸性支气管炎快一般在其他传统药物治疗，如吸入支气管扩张剂、静脉使用糖皮质激素无效时，急性重症哮喘患者才考虑使用机械通气。对于需进入ICU治疗的急性重症哮喘患者，其气管插管率在各临床研究中报道相差很大（2%-70%,平均30%）。当对这类患者进行机械通气时，常首先考虑的是机械通气的技术问题和其相关的并发症，因为此时肺部在呼吸力学上表现为严重的支气管阻塞。在此，我们将首先描述急性重症患者的肺部呼吸力学的改变，然后阐述在机械通气时需考虑的一些临床实际问题，尤其在通气模式，肺过度充气的监测，运用或不运用PEEP的原因、β受体激动剂的雾化吸入和允许性高碳酸血症策略的保护效应。另外，还将对镇静剂、镇痛剂和肌松剂在急性重症哮喘中的应用进行阐述。一．呼吸力学急性重症哮喘患者最主要特点是肺部过度充气（Pulmonaryhyperinflation，PHI），伴有肺功能残气量（FRC）增加，常常能高达到正常值的2倍以上。造成PHI的两个主要原因包括：①呼气气流的驱动压降低。这主要是由于肺组织的弹性回缩力降低，和呼气时吸气肌持续地活动导致胸廓存在较大的向外弹性牵张力。②气道阻力的增加。这主要与发作时严重的气道口径狭窄和呼气时声门变窄有关。由于这两因素的存在，而导致呼气气流受限。在这种条件下，呼吸系统的时间常数将会显著增加，呼气时间也明显延长，以致与在下一次吸气之前，肺组织未达到静态平衡水平，换言之，未回复到正常的功能残气位，结果导致呼气末肺泡内压力为正值，这种现象称为内源性PEEP（intrinsicPEEP或auto-PEEP）。PEEPi的水平和PHI的程度主要与潮气量，呼吸系统的时间常数和呼气时间有关。急性重症哮喘患者的气道痉挛在肺内存在严重的不均匀分布现象，这主要表现为解剖上（由于分泌物，水肿，气道痉挛）和动态上（由于呼气时胸内压的增加导致远端气道的陷闭）不均匀。哮喘患者的肺组织可简单地分为四个并列的不同部分（如图1）：肺组织A表示的是没有气道阻塞和PHI的发生的区域；肺组织B表示的是气道在整个呼吸周期中始终阻塞的区域；在肺组织C中，气道阻塞只发生在呼气过程，从而导致PHI和PEEPi的发生；肺组织D显示的是气道在整个呼吸周期中一直处于部分阻塞的区域，其所产生的PHI和PEEPi没有肺组织C严重。在这具有不同时间常数的肺组织中，正压通气时大部分潮气量会分布于具有正常呼吸力学特性的肺组织中，即肺组织A区域（如图2）。而肺组织A区域在哮喘患者的肺组织中只占了很小一部分，在这种条件下，大潮气量通气会导致此区域过度充气（即“婴儿肺”的概念）。因此，在上述情况下可能会出现以下严重后果：肺部血流重新分布至正常肺组织，导致通气血流比的失调；增加气压伤的危险性；阻碍静脉回流，可能会导致血流动力学的恶化、休克和心脏的骤停。因此，急性重症哮喘患者行机械通气治疗的主要目的是预防PHI的进一步加重。Tuxen等研究了8个急性气道阻塞患者，其中5位为急性重症哮喘患者，3位为慢性阻塞性肺病急性发作患者。所有患者都处于麻痹状态，气管插管行容量控制通气。动态过度充气的程度通过吸气末60秒内呼出的总气量来评估。通过观察发现：（a）在每分通气量（VE）相同的前提下，低潮气量和高呼吸频率可降低吸气末肺过度充气的程度（如图3中，比较同一组中三个相邻圆柱的高度）。（b）在潮气量（VT）相同的前提下，过度充气的降低可通过延长呼气时间来实现。（如图3中，比较不同组中相应圆柱的高度）。当保持潮气量、呼吸频率和每分通气量恒定的条件下，呼气时间仍可调节，其随着吸气时间的缩短而延长。在高水平每分通气量（16和26l/min）条件下，通过增加吸气流速而降低吸气时间的方法亦可降低肺的过度充气（如图4中，比较同一组中三个相邻圆柱的高度）。但是，当使用更低水平的每分通气量（10l/min）和大于4s的呼气时间时，通过降低吸气时间而增加呼气时间的方法对肺的过度充气的影响却很小（如图5）。二．机械通气方法及策略1、插管指征插管时机的选择主要取决于临床的判断，绝对适应证为心跳呼吸骤停，呼吸浅表伴神志不清或昏迷。需要指出的是，如果经积极的治疗后患者病情和呼吸肌疲劳仍进行性加重，特别是PaCO2进行性升高伴酸中毒者，又具有下列情况之一者可考虑插管机械通气：(1)以前因哮喘严重发作而致呼吸停止曾气管插管者；(2)以往有哮喘持续状态史，在使用糖皮质激素的情况下，此次又再发严重哮喘持续状态者。为了减少因延误治疗出现严重的并发症，根据我们的经验，在医疗条件允许的情况下，插管上机宜早不宜迟，当患者出现呼吸肌疲劳的迹象，估计PaCO2开始超过患者基础PaCO2值时，就应准备插管上机。至于插管是经鼻还是经口途径，至今仍未意见一致。一般认为仅在喉和气管内存在气管导管就可增加神经介导的支气管痉挛，而经鼻插管可减少对喉的刺激，因此一些专家主张经鼻插管，认为经鼻插管比较安全，尤其是清醒患者易于耐受和感觉较舒适。但经鼻插管最重要的问题是不能应用较大管径的气管导管（经鼻插管的最大管径不能查过7.5mm，通常用7.0mm管径的导管），而重症哮喘患者应用大管径的气管导管(7.5-8.0mm或更大)，是大多数专家均提倡的，因为大管径的气管导管便于痰液引流和降低气道阻力，而后一好处对处于高气流状态的哮喘患者尤为重要。另外，经口插管相对容易，操作快，必要时给予镇静剂后再操作。再者，一般说来，哮喘插管上机时间较短，无需长期进行口腔护理。因此，我们推荐经口气管插管。2、推荐的机械通气参数机械通气的主要目的是避免气道高压和减轻肺过度充气。为达到这目的，常选择行低通气治疗。该策略最早由Darioli和Perret在1984年提出，后来称为“控制性低通气”或“允许性高碳酸血症”通气策略。表2列出了哮喘患者初始的呼吸机参数设置。从上述的数据中（图3，4和5）可知，减轻肺过度充气的主要方法是降低每分钟通气量（VE）（≤10l/min）和延长呼气时间（TE）（≥4s）。当VE和TE已达到表2所列目标时，进一步降低VE或延长TE对减轻肺过度充气的影响已经很小。例如，继续降低VE（由7.4降到3.7l/min）和延长TE（4.5s延长到9.5s）对PEEPi和Pplat的影响很小（图5）。在一定VT和呼吸频率条件下，增加吸气流速可通过降低吸气时间而延长呼气时间。在这方面，表1中建议60-80l/min的吸气流速较为合适，因为进一步增加吸气流速，其产生的效果其实很小（吸气流速由60-80l/min增加至100-120l/min所延长的TE小于1s，所以对改善肺过度充气的影响很小）。表2急性重症哮喘患者插管机械通气推荐初始模式及参数模式及参数设置模式定容分钟通气量10L/min潮气量6-10ml/kg理想体重呼吸频率10-14/min平台压30cmH2O吸气流速60-80L/min吸气流速波形减速波呼气时间4-5秒PEEP0cmH2OFiO2使SO2维持在90％以上3、重症哮喘患者机械通气管理中的具体问题1）通气模式一般情况下，哮喘患者插管后需应用镇静剂行控制通气，为避免人机不同步和进行控制性低通气。对于选择什么模式，目前没有统一的意见。推荐使用容量控制通气，因为，在变动的高气道阻力和PEEPi条件下，压力控制通气易产生潮气量较大变化，当在气道阻力较高时可能会产生难以接受的肺泡低通气现象；而当气道阻力改善后，压力控制通气又易会产生严重的呼吸性碱中毒。在密切监测吸气压的情况下，容量控制通气可以避免这些现象发生。在容量控制通气时，选择怎样的吸气流速波形较为合适现仍不是很清楚。在相同VT、Ti和Pplat条件下，方波流速波产生的气道峰压较递减波高。虽然这种担忧在理论上尚值得商榷，因为在气道峰压形成中，气道阻力起到了很重要的作用，所以气道峰压并不能反映大部分肺组织的肺泡扩张压。但是在临床实际中，与方波相比，临床医生更倾向于选择递减波，因为其所产生的吸气压力较小，能避免高压报警所致安全阀的开放，保证潮气量输送的稳定。2）过度充气的监测Tuxen和其同事建议，监测肺过度充气可采用在使用肌松剂后，在足够长的时间（通常为60s）测量从吸气末到静态功能残气位所呼出的容量（VEI）来进行。在对22位重症哮喘患者行机械通气时发现，VEI超过20ml/kg可能会有增加低血压和气压伤的危险。实际上，VEI在预计气压伤发生上的理论优势只被很少的观察研究证实。值得注意的是，由于气道陷闭，通过呼气末暂停技术测量PEEPi，有时会产生非预料的低值，因此，对于一般患者，尤其是哮喘患者，Pplat仍推荐为监测肺过度充气的主要指标。须强调的是，为精确测量，吸气暂停时间需要维持几秒钟，使气体在不均一的哮喘肺组织内均匀分布。另外，测量时，需保证呼吸系统无漏气现象发生（气管插管的cuff，吸气末阻断阀等）。一些常用的机械通气指南和Leatherman研究推荐将Pplat的上限设置于30cmH2O。因为研究发现，90位急性重症哮喘患者的Pplat为26cmH2O时，气压伤的发生率仅为4%。在上面提到，Ppeak对评估哮喘患者肺过度充气的价值很小，因为它主要依赖于气道阻力和吸气流速的设置。总之，Pplat（测量时保证有充足的吸气暂停时间）可能是最好的评估重症哮喘患者肺过度充气和气压伤危险性的指标。3）内源性PEEP的作用Tuxen在对6位严重气道阻塞患者进行观察，发现逐渐增加PEEPe（从5cmH2O到15cmH2O）会引起成比例的、严重的吸气末肺容积和功能残气量增加，并伴有Pplat升高。此外，还会出现食道压和中心静脉压增加，心输出量和血压降低。这结果与McFadden等所观察到的现象相似。产生这一现象原因是，在重症哮喘患者中，增大的气流阻力主要来自中心、不易塌陷的气道，而外周易塌陷的支气管和细支气管的跨膜压在呼气过程中一直是正值。在这种情况下，被动呼气时没有流量