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高频通气高频通气Highfrequencyoscillatoryventilation(HFOV)PICUShanghaiChildrensMedicalCenterCopyrightbyPICUofSCMCThankyouforyourcooperationHFOV高频通气l高频通气的历史l高频通气的定义l高频通气的分类l高频通气和气体交换原理l高频通气原理和优点l高频应用文献复习l高频通气参数l根据血气调整参数l高频通气的适应证l高频通气的撤机l高频通气的并发症l高频通气的监护高频通气的历史高频通气的历史l1915年,Henderson和Chillingworth在理论上描述了快频率的人工通气可以改善气体交换。
l1952年,Emerson设计了第一台人工高频通气设置,并将它应用于临床。
高频通气的历史高频通气的历史l1972年,Lunkenheimer描述了临床应用HFOV的经验,当时设定频率为常频通气2-3倍。
lUS匹兹堡大学是HFOV的起源地。
l直到1984年高频通气开始在新生儿中应用。
高频通气的定义高频通气的定义l最初:
人工通气频率为常频通气的2-3倍。
lSlutsky:
人工通气频率为常频通气的4倍。
l通气机输送的潮气量(VT)小于死腔容量。
l对于儿科病人设定的频率通常150/min。
高频通气分类高频通气分类l高频正压通气(HFPPV):
与CMV通气方式类似,频率可达60-120次/分。
l高频喷射通气(HFJV):
通过极快流速的持续/间断气流在高频率相下达到通气方式。
l高频振荡通气(HFOV):
通过不同方式使进入气道内的气流发生快速振荡性输送到达气道并进行运动而达到通气的目的。
高频通气分类高频通气分类lHFV-A(主动呼气方式):
sensormedics3100A&B1.呼气相主动抽吸出气体。
2.可以减少气道陷闭和iPEEP。
lHFV-B(被动呼气方式):
BennellJet呼吸机1.呼气相被动呼出气体,依赖胸肺弹性回缩力。
2.容易导致气道陷闭和iPEEP。
HFOV分类分类lSensormedics3100A1995年经USFDA批准,应用于新生儿和体重35Kg的儿童和成人。
HFOV振荡方式l声波-隔膜振荡方式(loudsperker)l活塞(piston)驱动方式l气流切割(flowinterrupt)方式HFOV通气和气体交换的原理l肺内大量混合气体的放大通气作用:
HFOV通气时进入与排出气道内的气体在瞬间是极快的,肺内始终充满着新鲜气流并供应肺进行气体交换,这就是气体交换的放大效应。
HFOV通气和气体交换的原理l侧壁气体分子弥散和尖状气流的形成HFOV的气流输送过程中,产生与CMV钝状气流不同的尖状气流,而到达最终肺泡部位可交换气体量明显增多。
HFOV通气和气体交换的原理l直接肺泡通气与肺泡间互相通气a气流到达气道末和肺泡b顺应性好的肺泡在气流到达时先行通气c先行通气肺泡后气流向顺应性差肺泡通气HFOV理论基础和优点l肺开放通气策略(Openlungstrategy):
提供相对高的MAP和相对低的VT&P。
lKinsella报道应用HFOV可以维持最佳功能残气量(FRC),保证了肺泡复张,减少由于肺牵拉引起的急性肺损伤(ALI)。
HFOV理论基础和优点l虽然大部分ALI病人,可以从常频通气(CMV)获得足够的氧合和通气,但是有一小部分病人需要更高的气道压力MAP来打开肺泡。
对于这部分病人,高频通气可以减少和防止呼吸机相关性肺损伤VILI。
HFOV的优点从P-V曲线看ALI的发生机理HFOV应用文献复习lKinder&gentlerventilation一种温和的通气方式ARDSARDSl“HFOV-CaringfortheBabyinAdults”ARDS时肺部病变不均质lCMV操作时设定TV6-10ml/kgl实际达到肺单位TV20-50ml/kgARDS时肺组织病理变化相似于婴儿肺损伤呼吸机相关肺损伤VILI动物模型(早产狒狒)CoalsonJ.UnivTexasSanAntonio不同通气方式对肺损伤的影响lHFOV&CMV比较:
对PS物质的影响HFOV可以l减少影像学上肺部病变的程度l减少氧损伤l减少肺泡蛋白质物质的分解JacksonCAJRCCM1994;150:
534不同通气方式对肺损伤的影响lHFOV通气方式增加PS物质活性使磷脂层分布趋于正常改善了肺部通气l所有常频通气策略可伴随较高的病死率,与PS物质减少相关FroeseA,ARRD1993;148:
569HFOVRCT文献总结前瞻性随机对照试验证实了HFOV3100A:
降低了NRDS婴儿CLD的严重程度。
降低了NRDS病人住院费用。
降低了病人应用ECMO的几率。
降低了严重RDS病人气压伤的发生。
提高了无CLD的儿童ARDS病人的存活率。
CochraneMeta分析新生儿l降低了CLD的发生率l神经系统病变发生率无差异。
NullMeta分析l只包含了3100A的随机对照试验lHFOV与低的CLD发生、气压伤和好的生存质量相关。
l神经系统病变无差异。
HFOV在PICU中应用lArnoldJ,etal:
前瞻随机对照HFOV&CMV在儿童呼吸衰竭中的应用.CritCareMed1994.58儿科病人入选应用HFOV后不并发CLD存活率为83%,而应用CMV的为30%PICU资料(Arnold)l初始OI26+10HFOV,28+14CMVlOI42(24h)预示病死,OR20.8,sens.62%,spec93%l应用HFOV存活者OI(24h)为26vs.病死者为41儿童随机对照试验儿童随机对照试验l30后预后有显著差异,提示了HFOV的优点。
儿童随机对照试验儿童随机对照试验l6个月后的资料(儿童ARDS)儿童随机对照试验儿童随机对照试验lArnold总结了10个ICU的290个儿童病人,年龄18月l在用HFOV之前常频通气的PIP达到34.27.9cmHO2,氧合指数(OI)达到27.514.1OI=(PawFiO2100)/PaO2Highfrequencyoscillatoryventilationinpediatricrespiratoryfailure:
amulticenterexperience.CritCareMed2000;28(12):
39133919.HFOV&ARDS/ALIl早期应用HFOV可以改善儿童ALI病人预后。
l目前尚无资料显示HFOV与常频通气下采用小VT和肺保护通气策略哪个更好。
Prospective,randomizedcomparisonofhigh-frequencyoscillatoryventilationandconventionalmechanicalventilationinpediatricrespiratoryfailure.CritCareMed1994;22(10):
15301539.HFOV通气参数通气参数HFOV和CMV比较参数参数CMVHFOVMAP实际测得设定&测得bmp0-120180-900DeltaP基线以上基线上下波动PEEP低高肺泡压力波动4-50cmH2O0.1-5cmH2OHFOV的策略
(1)
(2)l使肺保持恒定的扩张容量,即功能残气量(FRC),利于氧合。
l避免了高的气道峰压(PIP),减少气压伤的产生。
HFOV的策略(3)l在基线上的震荡或摆动(Wiggle),维持了比较高的MAP。
其MAP不同于常频通气的MAP,该值是设定并且测得的。
l压力在MAP基础上震荡波动,实际肺泡压的波动仅在0.5-1cmH2O,而常频通气中该值可以在4-50cmH2O之间,所以HFOV减少了由于开放和关闭小气道和肺泡所引起的机械损伤。
HFOV的策略(3)HFOVMAPCMVPIPPEEPMAP高频通气参数氧合参数通气参数FiO2吸入氧浓度平均气道压MAP吸气时间I-Time%振幅P频率Hz偏流BiasFlow活塞定位PistonCenteringFiO2吸入氧浓度l只要给予病人所能耐受的最低氧浓度。
l对于新生儿通常初设在常频通气时的吸入氧浓度。
l而对于儿童最初设定为1.0。
平均气道压MAPl通过控制高频通气呼吸回路中呼出臂的蘑菇瓣的膨胀来调整MAP的。
l无论我们设定怎样水平的P,氧合的改善是通过调整MAP来完成的。
平均气道压MAPl新生儿MAP设定在常频MAP的2-3cmH2O以上。
l儿童MAP初设在常频MAP的5-6cmH2O之上。
l并且床旁胸片显示肺野扩张至第8-10肋,两肺透亮度改善。
l然后根据氧合状况,进行调整,每次调整1-2cmH2O。
吸气时间I-Time%l指控制活塞向前移动的时间。
l在大部分情况下只要设定在33%,并且在治疗过程中保持在33%。
l增加I-Time%即增加了活塞向前移动的程度,增加了每分通气量(MV)。
l只有在特殊病例中,当P已调整在最高,并且频率设置在最低时,才将吸气时间从33%增加至50%来改善通气。
振幅Pl通过调节“Power”旋钮来调节P。
l当活塞快速往复运动时,产生的振幅变化叠加在MAP上。
振幅PlETT管和Y型管连接口产生的P可以高达90cmH2O左右,但气道阻力大大削弱了压力幅度,并使波形变为三角形。
l在ETT管末端,近80-90%的P被削弱,所以达到肺泡内的压力变化仅仅在0.5-1cmH2O。
振幅PlHFOV中CO2的排除依赖于P的值。
l增加P就是增加潮气量和每分通气量,改善通气。
lP是引起胸部震动的因素。
l设定一定P使胸腹部和跨部振动起来,对于儿童初设在35-40cmH2O。
RespiratoryFrequencyinBreaths/minuteHz13579111315BPM60180300420540660780900频率Hertzl频率设置决定了活塞(Piston)每分钟往复运动的次数。
l频率的初设根据儿童的体重。
l对于特殊病人下降频率,可以改善通气,这与常频通气完全相反。
Hz=CO2Hz=CO2频率HertzPtweightHz500-1500g151500-2000g122-5Kg105-12Kg912-20Kg821-30Kg730Kg6偏流BiasFlowl指经过湿化器和空氧混合器的持续的湿化的新鲜气流。
l用于补充HFOV回路中的新鲜O2,排出CO2。
l对于新生儿临床最初设置在6-8L/min,儿童最初设置在20L/min。
l在整个治疗过程中该值保持不变。
活塞定位PistonCenteringl活塞位于一英尺长的气缸的中心,无论向哪个方向偏移,最大的振动都会受到影响。
l整个治疗过程中,将活塞位置居中,并保持不变。
时间FiO2FreqMAPP%IT上机时.85(.53-1.0)15(15-15)17(11-35)45(26-75)33%(33-33)通气维持阶段.81(.3-1.0)15(4-15)15(6-35)41(11-80)33%(33-50)撤机阶段.30(.22-.41)15(15-15)10(7-19)31(10-43)33%(33-33)根据ABG调整参数lFiO270,PaCO2PaO2=okayPPaO2MAP,P,FiO2PaO2P,FiO2根据ABG调整参数lFiO270,PaCO2normalPaO2=okaynoactionPaO2MAP,FiO2PaO2FiO2根据ABG调整参数lFiO270,PaCO2PaO2=okayPPaO2P,FiO2PaO2P,MAP根据ABG调整参数lFiO270,PaCO2normalPaO2=okaynoactionPaO2FiO2PaO2FiO2,MAP根据ABG调整参数lFiO270,PaCO2PaO2=okayPP
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