高频振荡通气治疗新生儿呼吸窘迫综合征的机制及应用进展

申祥运

(安徽省六安世立医院儿科，安徽 六安 237000)

机械通气是治疗呼吸衰竭的重要方法之一，改善了患者的换气和通气功能，为治疗患者原发病争取了更多时间。呼吸机按通气频率分为常频通气(CMV)和高频通气(HFV)[1]。目前对高频通气的定义主要根据患者的年龄进行评定，临床上尚无统一标准[2]。有学者认为，呼吸频率超过正常机械通气频率4倍的机械通气可称为HFV[3]。在HFV中主要有4种类型，包括高频正压通气(HFPPV)、高频喷射通气(HFJV)、高频振荡通气(HFOV)以及高频气流阻断通气(HFFIV)。HFOV是临床运用于新生儿高频通气的最主要方式，采用主动呼吸过程治疗[4]。相对于其他高频通气方式来说，采用主动呼吸模式治疗相对于被动呼吸模式，更能解决二氧化碳潴留问题[5]。近年来HFOV在临床上运用越来越广泛。现就HFOV在治疗新生儿ARDS中的机制和应用进展进行综述，进一步为临床治疗新生儿呼吸窘迫综合征提供借鉴和理论指导，现综述如下。

1 HFOV的工作原理

1.1HFOV的定义、特点及气体交换原理：HFOV是一个密闭系统，主要用小解剖死腔潮气量，在较高振动频率振荡下产生压力变化，从而实现气体交换[6]。一般以500～3 000次/min的高频率振动将少量气体送入和抽出解剖死腔。HFOV的供氧、二氧化碳排出及湿化主要通过偏置气流的方式进行。所产生的压力变化称为振荡压力幅度(oscillatory pressure amplitude，△P)，叠加于平均气道压上。振荡容量是每次振动引起的容积变化。HFOV在气道内产生的双相压力变化均为主动进行的，可有效减少肺内气体滞留，促进二氧化碳的排出。HFOV凭借循环干扰小、氧合改善好、气体弥散好等优势，已成为临床较为理想的肺保护通气的主要方式之一。虽然HFOV的运用越来越广泛，但对于HFOV气体交换的机制仍未明确。多数学者认为其与以下原理有关[7]：①肺泡直接通气；②肺泡间气体交换；③气体带入；④增强的弥散。

1.2HFOV参数的意义：HFOV是通过高频活塞或振荡隔膜片产生气流，将少量气体送入和抽出气道的通气方式，频率可达到500～3 000次/min。HFOV常用的参数调节包括：①平均气道压(Paw)：Paw是控制氧合的基础参数，增加Paw可有效提高肺容量，增大肺泡表面积，从而提高氧合水平。临床上初始设置Paw时应高于CMV 2～3 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，再递增或递减1～2 cm H2O，最终使氧饱和度(SaO2)在90%～95%之间，吸入氧浓度(FiO2)不超过60%。在设置Paw时需要进行胸片监测，肺扩张至第8～9肋间。②振荡压力幅度(△P)：△P是振荡器活塞运动幅度的控制参数，△P的变化可导致Paw的变化，适当调节△P可维持Paw的平衡。当△P增加时，可增加输入的潮气量。临床上初始设置△P时以接触患儿胸部振动为标准，再根据患儿二氧化碳分压(PaCO2)进行调节，使PaCO2调整至35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)。若△P调至最大值时，PaCO2仍高于目标值，则可降低通气频率。③频率(F)：临床上在使用HFOV时根据患儿体重决定初始F值，对于体重质量越大的患儿F设置越低。临床上一般规定早产儿和足月儿频率设置在10～15 Hz之间，调整时每次调节1～2 Hz。当F越高时，气体在气道中传导时压力衰减的越快，气体到达肺泡时振动压越小。④吸气时间百分比(%Ti)：通常HFOV设置为33%Ti，若PaCO2仍然过高，则可调为50%Ti，振荡气量增加10%。⑤侧支气流(Bias Flow)：气道中空气、氧气混合器合并湿化的连续气体称为侧支气流，可补充新鲜氧气，抽取气道中的二氧化碳。根据临床设置标准[8]，早产儿：10～15LPM；足月儿：10～20 LPM。⑥FiO2：一般通气时FiO2维持在90%～95%之间即可，若FiO2超过60%氧合仍不佳，则可增加Paw改善氧合情况。

1.3HFOV临床适应证及参数调节：HFOV的临床适应证：①新生儿气漏、间质性肺气肿、支气管胸膜瘘、纵隔气肿等；②CMV治疗失败后的替代治疗；③新生儿肺气肿；④腹内压增高的疾病等。HFOV治疗时通气方式分为两种，包括高肺容量和低肺容量通气。高肺容量主要用于肺不张等弥漫性肺疾病；低肺容量主要用于支气管肺发育不良、肺气漏等限制性肺部病变。而均适用的疾病包括胎粪吸入综合征、感染性肺炎等。HFOV的参数调节：主要根据患者血气情况进行分析，PaO2主要受到FiO2和Paw调节的影响，先调节FiO2，在高浓度供氧时患者仍然氧合指数较低时，再调节Paw。PaCO2则受△P影响，随着振幅的增大，CO2清除率不断升高，而降低振荡频率则可增加潮气量，促进CO2的排出。当肺部过度膨胀时会抑制CO2的排出，因此过大的Paw会引起肺部膨胀，从而可能导致CO2潴留。HFOV监测患者临床体征时，需要配合胸片和血气分析进行检查，根据检查结果进行相应调整。

2 HFOV在新生儿呼吸窘迫综合征(RDS)中的应用

临床上RDS又称为肺透明膜病(HMD)，主要是肺表面缺乏活性物质所致。多见于早产儿，一般患儿出生后RDS呈进行性加重。据研究显示[9]，年龄越小，RDS发生率越高，胎龄36周早产儿发生率仅为5%，而胎龄32周早产儿发生率达到25%，胎龄小于28周者发生率更是达到70%以上[9]。目前临床上采用机械通气对RDS患儿进行治疗。传统采用CMV治疗时，低通气压力难以改善氧合指数，采用高氧浓度则容易引发患儿视网膜病变，甚至引发新生儿慢性肺病。若采用高通气压，则容易造成新生儿肺压伤。HFOV是近年来兴起治疗RDS的方式，HFOV可通过适当的平均气道压力，促进肺泡复张，减少肺泡塌陷，使肺内气体在肺内分布更均匀，接触更广泛，气体交换效率更高，改善血流/通气比例，从而促进二氧化碳的排出[10]。在周英等人的研究中显示，HFOV治疗NRDS时明显改善患儿氧合状况，预防肺损伤，安全有效[11]。相对于传统通气治疗，HFOV优势在于[12]：①可快速有效改善动脉血氧分压，促进二氧化碳的排出。②较低的气道峰压即可达到良好的气体交换效果，减少了高气压造成肺部损伤的概率。③HFOV相对于CMV来说，减少了炎性反应递质和氧自由基的传递，因此避免了肺组织损伤造成的炎性反应细胞炎症瀑布反应和多器官功能障碍综合征(MODS)。

既往研究显示[13]，在机械通气对RDS新生儿治疗时，多数先行CMV治疗，若CMV治疗效果不佳时，再行HFOV进行补救治疗。目前有学者提出[14]，对于RDS新生儿早期直接采用HFOV治疗效果更佳。但有学者认为[15]，直接采用HFOV治疗需要更频繁的行胸片、血气监测，操作要求更高。因此对病情较轻的RDS患儿可行CMV治疗，而较严重的RDS患儿采用HFOV具有一定优势。

3 HFOV对患儿机体的影响

3.1呼吸系统：HFOV可通过低潮气量和低通气压力，对肺部组织起到保护作用。研究表明，HFOV还具有复张塌陷肺泡的效果，这与肺表面活性物质的多少有密切关系。在患者长期使用机械刺激时可造成气管黏膜充血水肿，气管壁增厚，尤其是休克患者在供血不足时，容易发生坏死性气管支气管炎。还有研究发现，HFOV在PaCO2正常时可能抑制呼吸，导致呼吸暂停的出现[16]。HFOV常见的其他一些呼吸系统并发症包括通气不足、呼吸机相关性肺炎、呼吸机相关性肺损伤等。

3.2中枢神经系统：在患儿采用HFOV治疗时，由于气道压力升高，导致脑静脉血液回流受阻，容易造成颅内压升高，甚至引发脑静脉血管破裂。目前多数研究已证实[17]，HFOV相对于CMV来说，对二氧化碳的排出更彻底，PaCO2可在短时间内迅速降低，脑部血流变化速度过快，从而导致颅内出血的发生。HFOV的机械振动传入患儿颅内，也会大大增加颅内出血几率。还有研究分析显示[18]，患有RDS的患儿多为早产儿或体重较低的患儿，侧脑室室管膜毛细血管较丰富，更容易发生破裂出血。因此有学者认为，HFOV治疗可能会导致脑出血发生率升高[19]。但在近年来研究中发现，HFOV治疗并不会导致患儿脑室内出血(intraventricular hemorrhage,IVH)的发生。在金志鹏等人的研究中也显示，采用HFOV和CMV治疗时，两组患儿IVH发生率均无差异[20]，提示HFOV并不会增加IVH的发生率。

3.3心血管系统：在HFOV治疗时，较高的气道压为会引起胸内压力升高，从而导致静脉血液回流受阻，心搏出量降低。而在提俊响等人的研究中发现，在扩容状态下可有效降低HFOV治疗时对心搏出量的影响[21]。还有学者研究显示，肺顺应性情况也会影响HFOV治疗患者的心搏出量及血流速度[22]。肺顺应性正常情况下，气道压力升高可导致肺泡扩张，减少心搏出量。而当肺顺应性下降时，传导至胸腔中的气道压力有限，难以影响心搏出量。

3.4噪音污染：HFOV治疗仪器的噪音普遍较大，对治疗过程中患儿造成一定影响和危害。

4 HFOV治疗RDS并发症的研究

临床研究发现，HFOV通气效果良好，但由于患儿个体间体质差异，导致并不是每个患儿均适合用HFOV治疗。若通气不当，可能导致肺充气过度、肺不张、心搏出量降低等并发症。长期使用HFOV治疗，则可能引起氧中毒。目前虽然HFOV的应用越来越广泛，但仍无研究表明HFOV可完全替代CMV治疗，但多数学者认为对于CMV治疗RDS顽固性低氧血症无效时，可早期采用HFOV替代治疗。

5 总结与展望

HFOV已在临床上运用20余年，经过20余年的发展和研究，专家学者普遍认为HFOV相对于传统CMV治疗更能有效促进氧合，排出二氧化碳，对肺组织损伤更小。但HFOV治疗并发症同样较多，在临床经验和正常血气、胸片等指标的指导下进行调整是保障HFOV治疗的重要标准。虽然大部分研究均表示HFOV在治疗RDS时效果优于传统CMV，但仍然不能表明HFOV可以完全替代CMV治疗。HFOV对神经功能、肺功能等影响仍然需要一段较长的时间进行观察和研究。随着HFOV受到越来越多专家学者的关注，未来我们更关注联合治疗，包括联合肺表面活性物质、联合吸入一氧化氮以及联合通气等治疗手段，是未来研究HFOV治疗RDS的重要方向。