氦氧混合气在新生儿呼吸系统疾病中的应用*

马 娟 综述，史 源 审校

(第三军医大学大坪医院儿科，重庆 400042)



·综 述· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.037

氦氧混合气在新生儿呼吸系统疾病中的应用*

马 娟 综述，史 源△审校

(第三军医大学大坪医院儿科，重庆 400042)

氦氧混合气；新生儿；呼吸系统疾病

氦氧混合气(helium oxygen mixture，Heliox)具有降低气道压、促进氧气向肺泡弥散及二氧化碳排除的优点，可减少机械通气并发症并缩短呼吸机上机时间。近年，Heliox逐渐被应用于新生儿呼吸系统疾病，针对临床上治疗部分新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)、重症新生儿胎粪吸入综合征(MAS)、新生儿持续性肺动脉高压(PPHN)等疾病。这些疾病病情危重，治疗困难，病死率极高。而Heliox的引入可能为上述疾病提供新的治疗方法，相信具有潜在而巨大的临床价值。现对Heliox在新生儿呼吸系统疾病中的应用予以下介绍。

1 Heliox的理化性质

氦气(He)是相对密度最小的惰性气体，无色无味且基本不参加化学反应，稳定性极高很方便保存，且在所有元素中熔点和沸点最低。因氦气密度极小，具有较高的导热性可以方便患者较快地将体内热量传导出去而降低体温，所以当氦气包绕整个机体时就会发生热丢失，从而降低机体新陈代谢[1]；此外，氦气无生物学效应，稳定性极高，不会和生物膜及机体组织中的其他物质发生反应。呼吸道阻力大小与以下几个因素有关：呼吸道口径、呼吸道的畅通情况、气流速度、是否存在黏液阻碍等[2-3]。一般来说，在其他因素确定情况下低密度和(或)高黏滞度气体在运动时受到的阻力更小，由于氦气恰好满足了这一要求，满足雷诺公式：r=P·D·Vel/ix的原理，因此其在呼吸道中流动时受到的阻力很小，可以显著降低呼吸道阻力，并提高肺的通气效果[4]。目前，应用的Heliox均为混合流，当混合流的气体密度越低则雷诺数越小，故气道阻力也越小[5]。由表1则可以看出，Heliox中氦气含量越高，其密度越低，运动黏性系数越高，相对流速越高，故证明格雷厄姆定律在平衡体系中占据优势。

2 Heliox在新生儿呼吸系统疾病中的应用

2.1 NRDS NRDS是一种常见的患儿在初出生后表现出的呼吸系统疾病，其主要症状为呻吟、呼吸障碍、发绀等，在严重情况下会导致呼吸衰竭并直接引发死亡[6-7]。NRDS病因很复杂，主要是肺表面活性物质(PS)缺乏而导致肺的通气效率低下。常频机械通气[8]、高频振荡通气[9-10]、体外膜肺生命支持技术，一氧化氮(NO)疗法等均有一定局限性。Heliox的引入为NRDS患儿提供新的治疗方法，具有巨大的潜在临床应用价值。Heliox低密度的物理特性使其在患NRDS新生儿的狭窄呼吸道中弥散速度较空氧混合气体更快，且减少气体湍流，促进患儿氧气弥散，同时降低其呼吸道阻力，Heliox可改善肺通气及肺换气，故可改善新生儿呼吸系统症状；Heliox吸入治疗具有增大呼气流速及每分通气量，从而减轻呼吸功耗，改善肺顺应性等诸多优点，在NRDS的治疗中引入Heliox具有良好的发展前景。Szczapa等[11]应用Heliox治疗患NRDS并行呼吸机支持治疗的早产儿，发现Heliox安全可靠，既可增加氧合，又可降低吸氧浓度。有研究者针对NRDS早产儿，试验组吸入Heliox(70∶30)，3 h后更换气源为30%空氧混合气直至撤除经鼻间歇正压通气(NIPPV)；对照组使用30%空氧混合气直至撤除NIPPV；在研究开始前(0 h)和开始后1、2及3 h测定经皮氧分压及经皮二氧化碳分压，于研究开始前(0 h)和开始后3 h留取血标本测定白细胞介素-6(IL-6)和心肌损伤标志物(肌酸激酶、肌酸激酶同工酶)水平，3 h时点留取血标本测定炎性因子(丙二醛、髓过氧化物酶、肿瘤坏死因子、诱导型一氧化氮合酶)水平，于患儿撤除NIPPV后记录其呼吸机使用时间，该试验结果提示Heliox吸入联合NIPPV可提高NRDS早产儿的二氧化碳(CO2)清除率，缩短其NIPPV使用时间，且安全性较好[12-14]。Colnaghi等[15]对28～32周的早产儿使用持续正压通气吸入Heliox后发现，试验组患儿机械通气的风险从对照组的45．8%降至14．8% 。虽然以上研究表明Heliox在NRDS中的疗效显著，但Heliox的治疗效果仍需大样本随机对照试验的进一步证实。

表1 Heliox物理特性

2.2 MAS MAS是新生儿常见的呼吸系统疾病，由胎儿吸入混有胎粪的羊水引发化学性炎症与肺泡机械性阻塞引起，临床表现主要是缺氧、酸中毒，此外还会同时导致多脏器的功能损伤，在严重情况下很容易导致死亡[16]。应用PS、NO吸入疗法、机械通气治疗是MAS的主要治疗手段，但对于重症MAS患儿临床治疗困难，病死率仍较高。而Heliox吸入技术是此方面一种有效的治疗技术，实际使用经验表明其效果良好，具有广阔的临床应用价值。氦气在体内外均可发挥其生物学效应，并且不会和体内组织发生反应，可以有效保护心脏、大脑，避免其因为缺血而损伤，减少炎性反应，可进一步减轻MAS引起的化学性炎性反应[17]。有研究者使用Heliox来治疗患MAS的早产儿引起的呼吸衰竭，结果显示吸入Heliox可使吸入氧体积分数降低，肺泡-动脉间氧分压梯度降低，二者的差异有统计学意义[18]。Heliox低密度的物理特性使其在狭窄的呼吸道中弥散速度较空氧混合气更快，可减少气体湍流，促进患儿氧气弥散，同时降低其呼吸道阻力。Heliox具有改善肺通气及肺换气的作用，可进一步减轻MAS引起的肺泡机械性阻塞；但迄今为止，国内外通过机械通气联合吸入Heliox治疗重症新生儿MAS的研究较少，且局限的研究仅限于小样本。

2.3 PPHN PPHN多见于过期产儿或足月儿，患儿主要表现为肺循环阻力增高，右心室负荷增高，增加氧耗。当肺动脉压超过主动脉时，引起右向左分流，使得大量血液通过未关闭的动脉导管进入主动脉，影响全身氧供。长期作用，右心负荷增加，室间隔左移，影响左室充盈[19-21]。Heliox的使用将有效改善患儿的氧供。Heliox吸入治疗具有增大呼气流速，减轻呼吸功耗，增加每分通气量，从而改善肺顺应性等优点，将其应用于PPHN患儿中具有良好的发展前景。部分重度MAS患儿常并发持续性肺动脉高压，发生右向左分流，使其病情加重。除此之外，重症患儿因为长时间吸入高浓度氧及机械通气，可导致肺损伤、肺纤维化，甚至支气管肺发育不良的发生。Heliox吸入可显著改善该患儿的氧合状况，减轻机械通气损伤，可在一定程度上降低持续性肺动脉高压及支气管肺发育不良的发病率。Heliox弥散速度较较快，可明显减少气体湍流，促进氧气弥散，降低气道阻力，提高氧供，可明显改善患儿呼吸困难、晕厥、面色青紫等非特异性症状[22-24]。

3 Heliox在新生儿呼吸系统疾病中的应用问题和展望

据文献记载，Heliox应用于成人各种呼吸道疾病中虽然已有70多年的历史，但Heliox在儿童呼吸系统疾病中的应用系近几年才逐渐引起国内外学者的关注和研究。Heliox在新生儿呼吸系统疾病中的应用甚少，应用问题如下：(1)Heliox的制备、贮存及运输过程中需要使用特殊的设备，成本较高，这些对其进一步的推广造成影响。(2)目前，研究报道缺乏大样本多中心的随机对照试验，大多研究并未实施双盲，对研究结果而言也存在偏倚。因此，仍需大样本的随机对照双盲临床试验来进一步证实Heliox的有效性。(3)Heliox通过何种机制发挥作用仍不明确，而且Heliox对炎性介质和心肌损伤有无保护作用也需进一步研究，且不同的吸入浓度与吸入时间，以及最佳吸入浓度、吸入时间的选择。对患儿疗效有区别，但是，结合Heliox安全、特殊的物理生化性质，目前，医药公司对Heliox的制备、贮存及运输技术的逐渐成熟，也逐渐降低了Heliox的使用成本。Heliox在新生儿呼吸系统疾病中的应用已引起国内外学者的热点关注，相信Heliox成为治疗新生儿呼吸系统疾病的常规手段之一已为期不远。

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国家自然科学基金资助项目(81100458)。 作者简介：马娟(1984-)，主治医师,在读硕士，主要从事新生儿疾病临床研究。△

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