高频-常频程序喷射通气时喷射导管前端位置对血二氧化碳清除效果的影响

周娅梅，刘乐，陈丽梅，徐旭仲

（1.温州医科大学附属第五医院丽水市中心医院麻醉科，浙江丽水 323000；2.温州医科大学附属第一医院麻醉科，浙江温州 325015）

·论 著·

高频-常频程序喷射通气时喷射导管前端位置对血二氧化碳清除效果的影响

周娅梅1，刘乐2，陈丽梅2，徐旭仲2

（1.温州医科大学附属第五医院丽水市中心医院麻醉科，浙江丽水 323000；2.温州医科大学附属第一医院麻醉科，浙江温州 325015）

目的：比较气道内不同位置施行高频-常频程序喷射通气清除血CO2的效果。方法：择期非气腹、非胸科手术患者20例，全麻后术中行高频-常频程序喷射通气，将实验对象随机分为A、B组，A组先将喷射导管前端置于隆突上3 cm施行高频-常频程序喷射通气40 min；再将喷射导管前端置于声门水平行高频-常频程序喷射通气，施行喷射通气40 min后改为间歇正压通气至术毕；B组除喷射导管前端放置顺序与A组相反，其他均同A组。记录喷射通气前（T0）、喷射通气20 min（T1）、喷射通气40 min（T2）3个时间点的呼气末CO2分压（PETCO2）、吸气峰压（PIP）、平均动脉压（MAP）、心率（HR）、脉搏氧饱和度（SpO2）和血气分析指标。结果：隆突上喷射通气时，PETCO2在T1、T2时均显著高于T0时，T2时显著高于T1时，差异均有统计学意义（P＜0.05）；声门喷射通气时，PETCO2在T1、T2时均显著低于T0时，差异有统计学意义（P＜0.05）；2组喷射通气位置先后顺序比较的血气指标差值d-PaCO2、d-PaO2、d-pH、d-HCO3-差异均无统计学意义（均P＞0.05）；2组喷射通气部位比较的d-PaCO2、d-pH、d-HCO3-差异均有统计学意义（均P＜0.01）。结论：高频-常频程序喷射通气时，声门水平喷射通气清除血CO2效果更好，而喷射导管头端置于隆突上3 cm处则有血CO2升高。

喷射通气；喷射通气位置；二氧化碳

高频通气应用于临床已有近60年的历史，随着高频呼吸机技术的革新和临床研究的深入，高频通气技术现已广泛应用于临床麻醉、复苏、危重症、呼吸治疗等各大学科[1-3]，在临床麻醉中以高频喷射通气应用最为普遍[4]。林春水等[5]研究认为喷嘴置于气管导管远端时的动脉血CO2分压（PaCO2）低于置于近侧端时，而SPACKMAN等[6]研究则发现近端喷射通气比远端喷射通气效果好。这可能是由于使用的喷射呼吸机、实验方法和呼吸参数设定不同，故结论难以统一。本研究通过比较在气道内2个不同位置施行目前常用的高频-常频程序喷射通气，观察清除血CO2的效果，为临床选择合适的喷射通气位置提供依据。

1 资料和方法

1.1 一般资料选择2016年1月至2016年3月温州医科大学附属第一医院需行非气腹、非胸科择期手术的患者20例，美国麻醉医师学会（AmericansocietyofAnesthesiologists，ASA）分级I～I I级，预计手术时间大于2h，年龄＞18岁，排除合并颅内高压、肺部中重度疾病者。本研究已获温州医科大学附属第一医院伦理委员会批准，并与患者签署知情同意书。

1.2 分组采用随机数字表法将患者分为A、B组，每组10例，每例观察2个阶段，每个阶段观察40min。A组：第一阶段喷射导管头端置于气管导管前端隆突上3cm处，第二阶段喷射导管前端置于气管导管内声门水平；B组：第一阶段喷射导管头端置于气管导管内声门水平，第二阶段喷射导管前端置于气管导管前端隆突上3cm处。

1.3 麻醉方法入手术室后常规心电监护、血压、脉搏血氧饱和度（SpO2）监测。给氧去氮后麻醉诱导：舒芬太尼0.3～0.4μg/kg、丙泊酚2mg/kg、顺苯磺酸阿曲库铵0.2mg/kg；在喉镜直视下气管内插入8F无菌塑料管。麻醉诱导后行气管插管（导管内径7.5mm）并行间歇正压通气（intermittentpositivepressureventilation，IPPV），设置呼吸参数潮气量为8mL/kg，呼吸频率为10～12次/min。患者生命体征及呼吸道情况稳定后在纤维支气管镜（简称纤支镜）引导下将气管内的8F无菌塑料管前端置于右主支气管内距离隆突2cm处，其外侧端由2个三通管分别与压力传感器和呼气末CO2分压（PETCO2）测定管相连，间断通过监护仪测定喷射通气时的吸气峰压（peakinspiratorypressure，PIP）和PETCO2。术中麻醉维持采用丙泊酚6～10mg/（kg·h）、瑞芬太尼0.05～1μg/（kg·min）、顺苯磺酸阿曲库铵0.15mg/（kg·h），维持脑电双频指数（bispectralindex，BIS）值在40～60范围。桡动脉穿刺置管后用于有创血压监测和采血行血气分析。

观察PETCO2稳定在35～45mmHg维持10min，将10F无菌塑料管与高频喷射呼吸机（TKR-300JI I，江西特力麻醉呼吸设备有限公司）的喷射针头紧密连接，作为喷射管。喷射导管头端均在纤支镜引导下经气管导管内置于相应位置，A组先置于气管导管前端隆突上3cm，进行高频-常频程序喷射通气。采用成人定量通气模式，喷射周期=10min，高频喷射（100次/min）时间:常频（20次/min）时间=7:3，吸呼时间比=1:1.5，喷射压力＜0.15MPa。高频-常频程序喷射通气40min后转为IPPV，观察PETCO2恢复至35～45mmHg稳定10min时停IPPV，调整喷射导管前端至声门水平，再次启动高频-常频程序喷射通气，40min后转为IPPV至术毕，并经纤支镜检查有无大气道黏膜损伤。B组喷射通气的位置顺序与A组相反，通气条件与A组相同。术后第2天随访患者有无呼吸道不适症状及听诊呼吸音，必要时行胸部X线或CT检查。

1.4 观察指标记录喷射通气前（T0）、喷射通气20min（T1）、喷射通气40min（T2）的PETCO2、PIP、SpO2、平均动脉压（MAP）和心率（HR）。采集T0和T2时间点的动脉血行血气分析，记录动脉血氧分压（PaO2）、PaCO2、pH、碳酸氢根离子（HCO3-）和动脉血氧饱和度（SaO2），并计算T2-T0的差值（d）表示喷射通气后与喷射通气前血气值的变化。记录术中、术后低氧血症、心率失常、电解质紊乱、大气道黏膜损伤、肺炎和严重气胸等并发症。

1.5 统计学处理方法采用SPSS19.0统计学软件进行统计分析。正态计量资料以±s表示。喷射部位和喷射顺序的分析采用交叉设计资料的方差分析，不同喷射部位间比较采用配对t检验；组内不同时间点比较采用重复测量方差分析，组内存在交互作用时，则进行单独效应配对t检验；非正态计量资料以中位数（M）和四分位数间距（IQR）表示，采用Kruskal-Wallis秩和检验，计数资料比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较2组患者性别、年龄、体质量指数（BMI）比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 2组一般资料比较（n=10，±s）

表1 2组一般资料比较（n=10，±s）

组别年龄（岁）BMI（kg/m2）性别（男/女，例）A组54±1523.2±3.05/5 B组58±1523.4±2.96/4

2.2 血气分析

2.2.1 基础血气指标的比较：2组患者喷射导管前端置于不同位置在T0时的基础血气指标比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.2.2 不同喷射顺序和喷射部位的血气指标差值的比较：2组喷射位置先后顺序和不同喷射部位在T2与T0时的血气分析结果差值（d）进行交叉设计方差分析，2组喷射位置先后顺序比较的d-PaCO2（P=0.426）、d-PaO2（P=0.946）、d-pH（P=0.086）和d-HCO3

-（P=0.447）差异均无统计学意义；2组喷射部位比较的d-PaCO2（P＜0.001）、d-pH（P＜0.001）和d-HCO3

-（P=0.002）差异均有统计学意义；2组喷射部位比较的d-PaO2差异无统计学意义（P=0.271），见表3。

2.3 2 个部位、不同时间点PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2的比较隆突上喷射通气时，T1、T2时的PETCO2值均显著高于T0时（P＜0.05），T2时显著高于T1时（P＜0.05）；在T1、T2时喷射导管前端置于隆突上的PETCO2值均显著高于喷射导管前端置于声门水平（P＜0.001）。2个喷射部位的PIP值比较，T2均显著高于T1（P＜0.05），T1、T2均低于T0（P＜0.05）。2个部位、不同时间点之间喷射通气时MAP、HR和SpO2值差异均无统计学意义，见表4。

表2 2组行高频-常频程序T0时基础血气指标[±s或M（IQR）]

表2 2组行高频-常频程序T0时基础血气指标[±s或M（IQR）]

注：1mmHg=0.133kPa

组别部位PaCO2（mmHg）PaO2（mmHg）pHHCO3-（mmol/L）A组隆突上41±4350.70（52.00）7.41±0.0325.9±1.5声门40±48342.40（182.50）7.41±0.0425.3±1.3 B组隆突上40±6397.00（351.25）7.39±0.0624.1±2.0声门40±6363.20（327.00）7.41±0.0525.1±0.4

表3 2组不同部位喷射通气后-前（T2-T0）血气分析指标差值（d）比较[M（IQR）]

2.4 并发症所有患者术中、术后均未出现低氧血症、心律失常和气胸并发症。

3 讨论

有文献报道高频喷射通气用于支气管镜检查期间的呼吸管理具有优势[7-8]。与传统机械通气相比，高频通气技术具有气道开放、低潮气量、低气道压、氧合作用好、循环干扰小、不干扰自主呼吸、不干扰手术区域等优点，但存在CO2不易清除、区域性肺不张、湿化和容量测定困难等缺点。而影响高频通气时CO2清除的因素有喷嘴的大小、喷射频率、驱动压、潮气量、吸呼时间比、喷射管位置等[9-10]。BIRO等[11]报道高频通气时CO2的蓄积程度和患者自身体质情况尤其是肥胖程度密切相关。本研究所用交叉设计实验，最大程度排除了患者自身因素及处理因素对实验结果的影响；所用的高频急救呼吸机成人定量模式各呼吸参数相对固定，且采用同一型号的喷射管，观察的血CO2的清除效果主要取决于喷射管的位置，受其他因素干扰少。

表4 不同喷射位置不同时间PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2比较（±s）

表4 不同喷射位置不同时间PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2比较（±s）

注：1mmHg=0.133kPa；1cmH2O=0.098kPa。与T0时比：aP＜0.05；与T1时比：bP＜0.05；与声门部位比：cP＜0.05

指标部位T0T1 T2 PETCO2（mmHg）隆突上34.0±3.437.0±6.5ac41.1±8.5abc声门34.0±3.530.4±7.0a30.3±6.7aPIP（cmH2O）隆突上14.6±2.410.8±2.9a12.5±3.2ab声门14.9±2.913.6±4.2a14.0±3.6abMAP（mmHg）隆突上83.7±9.079.6±11.282.2±11.2声门83.2±8.782.3±9.389.2±10.4 HR（次/min）隆突上65.2±14.467.8±14.667.9±12.4声门68.6±17.270.2±17.767.0±15.5 SpO2（%）隆突上99.5±0.699.5±0.799.4±0.8声门99.0±1.499.6±0.799.7±0.6

本研究所用通气模式为高频与常频混合模式，高频与常频通气时间比为7:3，以10min为周期反复循环。结果显示隆突上喷射通气时PaCO2较喷射通气前高，而声门水平喷射通气时PaCO2较喷射通气前低，故声门水平喷射通气清除血CO2效果更好。本研究隆突上喷射通气出现CO2潴留与季勇等[12]的报道不相符，该研究未明确喷射导管前端位置，考虑采用的通气模式相同，我们认为喷射导管前端位置为主要因素，喷射导管前端置于隆突上3cm处，PETCO2随通气时间延长而增高。本研究中不同喷射部位行喷射通气后测得的PaO2差异无统计学意义，都高于常规机械通气的PaO2，且整个通气过程SpO2均维持在98%～100%，表明气管内行喷射通气能提供足够的氧合效果，与文献[13-14]报道一致。

高频喷射通气能以小于解剖死腔量的潮气量满足肺泡气体交换，其机制尚未完全阐明，自喷射通气应用于临床开始，通常用“venturi效应”（快速气流进入患者气道和肺内，产生负压将周围的气体一起卷吸带入肺内）解释喷射通气气体拖带现象，而IHRA等[15-16]则认为喷射通气时并不存在“venturi效应”，而应以“喷射效应”（喷射的高速气流与周围静态气体间的黏度和摩擦作用加速静态气体进入气道）来解释。高频喷射通气是直接肺泡通气、对流扩散、并联单位间的气体交换、湍流扩散等多种机制共同作用的结果。高频通气由于呼气时间短，潮气量低，长时间通气容易导致CO2明显蓄积，本研究采用的高频程序通气设置为3min常频通气和7min高频通气交替进行，一定程度增加了潮气量和呼气时间，能促进CO2排出。但在不同喷射部位通气效果仍有差异，可能是声门处喷射通气时带入的气体含新鲜空气较多，而隆突上喷射通气时带入的气体含死腔内呼出气体较多，而隆突上死腔内气体CO2含量高于声门水平气管导管内CO2含量，因此随喷射通气时间的延长，隆突上喷射时易导致CO2蓄积。

高频通气时压力极低（为3～7cmH2O），潮气量小，既可保留自主呼吸，又能维持较低的气道压和胸内压[17]。本研究结果发现声门和隆突上常频喷射通气时测得的PIP没有明显差异，但都较普通IPPV时测得的气道压低，而观察到高频喷射通气时测得的PIP则更低。喷射通气前后的血压、HR均无显著差异，均符合高频喷射通气时气道压低、循环干扰小的特点。本研究所用高频急救呼吸机兼有湿化功能，故高频-常频交替进行的喷射通气方式用于手术呼吸管理是安全的。

本研究不足：高频通气时气道开放，PETCO2描记图为锯齿状的小幅度曲线，其数值不能准确反映肺泡CO2情况，虽可间断测得常频喷射通气时的PETCO2或进行动脉血气分析，但缺乏连续性。使用的喷射呼吸机自动测得的气道压值为喷射导管前端处的压力值，随喷射导管前端位置而改变，不能固定测压点，且以光柱显示，不能准确显示数值。本研究对象均为心肺状况较好的患者，心肺状况差的患者是否也有同样的结果有待进一步验证。为避免喷射导管前端摆动对气管内壁的损伤，所以本实验的喷射导管前端置于气管导管内，但不能避免气管插管引起的相应并发症。

综上所述，高频-常频程序喷射通气（高频与常频时间比为7:3）时喷射导管前端置于声门水平或隆突上3cm这2个部位喷射均能维持足够的氧合和稳定的血流动力学，但声门水平喷射通气清除血CO2效果更好，而置于隆突上3cm处则有血CO2升高。

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（本文编辑：赵翠翠）

The effect of different positions of injector catheter tip on carbon dioxide elimination during high-con-ventional frequency jet ventilation

ZHOU Yamei1, LIU Le2, CHEN Limei2, XU Xuzhong2. 1.Department of Anesthesiology, the Fifth Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Lishui Municipal Central Hospital, Lishui, 323000; 2.Department of Anesthesiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective:To compare the effect of carbon dioxide elimination during high-conventional frequency jet ventilation with different injector positions in trachea.Methods:Twenty patients undergoing scheduled surgery were selected in this study, with exclusion of thoracic or laparoscopic surgery. High-conventional frequency jet ventilation was applied after general anesthesia. The study objects were randomly divided into two groups named group A and group B by crossover design. In group A, the injection catheter tip was frst placed in the endotracheal tube about 3 cm above carina for 40 minutes applying high-conventional frequency jet ventilation, then the injection catheter tip was placed proximal to vocal cord level for another 40 minutes for the same. After that, IPPV was carried out to the end of the surgery. In group B, the only difference is that the injection catheter tip placement sequence was opposite to group A. PETCO2, PIP, MAP, HR, SpO2and the results of blood gas analysis were recorded at three defned time points including the time before jet ventilation (T0), 20 minutes after jet ventilation (T1), 40 minutes after jet ventilation (T2).Results:The value of PETCO2at T2and T1was signifcantly higher than that at T0(P＜0.05), and the value at T2was signifcantly higher than that at T1(P＜0.05) when the injector head was placed about 3 cm above carina. While the value of PETCO2at T2and T1was signifcantly lower than that at T0(P＜0.05) when the injector tip was located proximal to the vocal cord level. Placement sequences of injection catheter tip in these two groups made no statistical differences in values of d-PaCO2(P＞0.05), d-PaO2(P＞0.05), d-PH (P＞0.05), d-HCO3-(P＞0.05). However, there were significant differences in d-PaCO2(P＜0.01), d-PH (P＜0.01), d-HCO3-(P＜0.01).Conclusion:It is easier to eliminate carbon dioxide in blood when the injector tip was located proximal to the vocal cord level than that was placed about 3 cm above carina where the level of carbon dioxide in blood increased during the high-conventional frequency jet ventilation.

jet ventilation; jet position; carbon dioxide

R614.1

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.01.008

2016-04-25

周娅梅（1979-），浙江龙泉人，主治医师，在职硕士生。

徐旭仲，主任医师，教授，硕士生导师，Email：xuzhong@263.net。