重症哮喘和AECOPD患者的机械通气初始参数设置及策略
The following article is from 医道同行 Author 古道幽香
AECOPD或严重哮喘（ASA）引起呼吸衰竭特征是与严重气流受限、气体陷闭、动态过度充气和内源性呼气末正压(PEEPi)相关呼吸症状的急性恶化。在最严重的情况下，需要机械通气。尽管哮喘和AECOPD的发病机制和临床病程不同，但两者的机械通气管理在许多方面相似。在机械通气的早期阶段，主要目标不是使血气正常化，而是在维持pH值在7.25-7.30、允许高碳酸血症的同时防止因过度充气（DHI，有时也表达为DPH）引起的并发症。临床中如何采取最佳通气策略，仍是一项具有挑战性的任务。
重症哮喘和AECOPD患者机械通气的适应征（表1）
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重症哮喘和AECOPD患者的机械通气初始参数设置（表2）
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图1. 解释哮喘患者通气时预设通气量模式下的压力-时间波形。A，正常P-T波形。B，继发于支气管痉挛的P-T波形变化，无气体陷闭。注意 PIP 和 PIP-Pplat 梯度的增加。由于 Pplat 与 A 中相同，这表明气道阻力增加，但没有气体陷闭，因为顺应性与 A 中相比没有变化。C，P-T波形的变化继发于 (1) 支气管痉挛并伴有气体陷闭或 (2) 气胸扩大。请注意 PIP 和 Pplat 增加程度相似。由于 PIP-Pplat 梯度与 B 中相同，因此支气管痉挛程度没有进一步恶化（阴影区域= 正常P-T波形）。PIP :吸气峰压；Pplat :平台压。 |
哮喘通气时应将压力上限，重设为高于患者内在PIP的值。否则可能会因过早终止容量输送而导致致命性肺泡通气不足。如果将患有严重支气管痉挛的哮喘患者的压力上限设置为40 cmH2O，且其基础 PIP为80 cmH2O，那么一旦压力达到40 cmH2O，就会终止容量输送。由于解剖死腔容积（不参与气体交换的容积）占正常潮气量（6 ml/kg）的1/3（成人约为150 ml），因此如果输送的Vt远低于设定指标，可能会导致肺泡通气不足。因此，压力上限必须设定在高于PIP的水平（在此情况下假设>80 cmH2O），以防止致命的肺泡通气不足。随着支气管痉挛的突然改善（PIP下降），患者将继续接受设定的Vt，而肺泡压力不会增加（图2）。
图 2. 使用容控模式（推荐）为哮喘患者通气。左图：患者支气管严重痉挛，PIP 为80 cmH2O。压力上限设置为 40 cmH2O，过低；因此，吸气过早终止。注意 270 ml的低潮气量导致肺泡通气不足。中间：同一患者，支气管严重痉挛，PIP 为 80cmH2O。现在，压力上限被正确设置为 >80cmH2O，患者获得了 >450 mL 的充足潮气量。请注意，尽管 PIP 很高（80 cmH2O），但平台为 20 cmH2O，在建议的安全压力范围内。右图：同一患者的支气管痉挛突然改善（PIP=50 cm H2O）。尽管压力上限保持不变，仍为 >80 cmH2O，但输送的潮气量和平台压保持不变，分别为 >450 mL 和 20cmH2O。 |
图3.使用压控通气模式为哮喘患者通气（不推荐）。左图：患者支气管严重痉挛，PIP为80 cmH2O。压力上限设置过低，仅为40cmH2O，只能提供270mL的潮气量，导致肺泡通气不足。中间：同一患者，支气管严重痉挛，PIP为80 cmH2O。为了获得大于450 ml的足够潮气量，PC设置为80cmH2O，压力上限调为> 80 cm H2O。需要注意的是，在这种模式下，平台压无法确定；因此，哮喘患者在这种模式下，平台压高潜在原因（气胸或气体陷闭）不容易被察觉。右图：同一患者，支气管痉挛突然改善（PIP =50cmH2O），设定PC>80cmH2O。由于气道压力突然降低，输出潮气量（由设定PC80cmH2O的驱动）现在达到高危（1000 mL），从而增加了肺气压伤和气胸的风险。 |
3、肺动态的过度充气（DPH）与分钟通气量、PEEP和触发灵敏度有关
在严重哮喘发作时，由于与气道阻塞相关水肿和支气管痉挛导致的呼气阻力增加，DHI非常高。通气策略关键是尽量减少过度充气，减少分钟通气和延长呼气时间(低Vt、RR和高Vi，目标是I:E=1:4~1:6之间)来实现。
3.1分钟通气量
在重度气流受限患者的通气设置中，分钟通气量是DPH的决定性因素。随着分钟通气量的增加，显著增加DPH、低血压和气压伤的风险。高分钟通气量应当避免，过度限制也是没必要的。哮喘患者以大约10L/min的分钟通气量通气时，逐步降低RR，可观察到 Pplat 和PEEPi 下降，但下降幅度相对平缓，因为在呼气结束后的数秒内仍存在较低的气流。哮喘患者DPH有相当一部分是由于气体被陷闭在阻塞的气道之后，这一情况并不易被机械通气所改善，简言之，当Vt:7-9mL/kg，RR<10-14次/分时，患者往往很少获益。但是，当DPH非常明显（如Pplat>30cmH2O），或者已经出现了相关的并发症，仍可以进一步降低RR，因为既使DPH改善很少，也可以带来明显的临床益处。
严重气道阻塞时，主张用高Vi（≥100L/min）和方波，该策略可缩短吸气时间和延长呼气时间，从而减少DPH。虽然这一方法可以优化I:E，但与递减波相比，对呼气时间的延长非常有限，在高分钟通气量时Vi是DPH的主要决定因素，但在限制分钟通气量为10L/min时Vi对DPH影响甚小（图4）。
图5.病人肌松，容控模式下启动呼气保持测在P-T波形上测auto-peep。 |
图6.使用呼吸机波形识别容控模式下的auto-EPEEP（气体陷闭）。顶部：压力-时间波形：注意 PIP 和 Pplat 的增加，PIP-Pplat 梯度没有变化。出现气胸时也会出现这种变化。中间： F-T间波形：注意呼气阶段延长，在开始下一次呼吸前气流无法恢复到基线。底部： V-T波形：注意呼气阶段延长，气体陷闭表现为呼气量无法恢复到基线（阴影区域=正常呼气）。PEEP 呼气末正压；PIP 吸气峰压；Pplat 平台压。 |
由于支气管痉挛，肺泡排空缓慢和持续时间延长，因此调整呼吸机设置以延长Te最大限度减少PEEPi 积聚，ASA初始参数设置旨在实现这些目标。这些措施会导致高碳酸血症恶化，可能出现严重的气体陷闭，如发生，可将呼吸机与ET管断开20～30s，手动为 "气体陷闭"减压，同时临床医生双手环绕患者腋窝并向内挤压胸壁。对于自主触发呼吸机（未肌松）的机械通气患者，低水平的PEEPe足以抵消 PEEPi，被认为可以维持气道开放。在这些患者中增加PEEPe可减少机械呼吸功，改善呼吸努力、肺力学、呼吸机触发灵敏度、V/Q不匹配和气体交换。然而，在对肌松的哮喘患者进行控制 MV 时，由于不需要患者用力，因此增加PEEPe 对呼吸功没有益处。事实上，由于肌松的重度哮喘患者的气流阻塞更加弥散，增加 PEEPe 实际上可能会加重气体陷闭。因此，应考虑将这些患者的 PEEPe 设为0（呼气末压力为0（zero end-expiratory pressure，ZEEP））。
ASA和AECOPD患者进行MV时，PEEP对过度充气有三种影响（如图7）。在部分哮喘患者中显示出可能对于“单纯”呼气气流受限具有双向影响，PEEPe≈80% auto-PEEP不会影响肺容积或气道压力，但当更高的 PEEPe 可使两者均增加。而在呼气流量受限和肺高度不均匀的患者中，可能会出现矛盾的反应。
图7. 逐渐增加PEEPe时，严重气流阻塞患者肺容积、Pplat和auto-PEEP（定义为呼气末阻断气流时测得的压力）的变化：三种反应。A、双向反应提示呼气气流受限（随着PEEPe的增加，肺容积、Pplat和auto-PEEP无变化，直至PEEPe>PEEPi）；B、过度充气（随着外源性PEEP的增加，肺容积、Pplat和auto-PEEP亦增加）；C、“矛盾”放气（Pplat和auto-PEEP和肺容积随着PEEPe增加而减少，直至PEEPe>PEEPi ）。 |
3.3触发灵敏度
急性COPD加重时选择合适PEEP的复杂性，还取决于患者是否触发呼吸机。一般来说，在插管的早期，患者不会触发呼吸机，一旦能够触发呼吸机，就加入适度PEEPe来平衡PEEPi，从而减少触发呼吸机所需的努力，改善患者与呼吸机的相互作用（图8）。值得注意的是，COPD患者容易发生呼吸机诱导的DHI和不同步，如无效触发。由于PEEPi增加了触发呼吸机所需的努力，微弱的呼吸努力可能无法触发呼吸机。无效触发/吸气触发不敏感、高水平的PS、Vt都和较高的pH值有关。在无效触发发生率高的患者中，发现明显降低PS或Ti以达到Vt约6 ml/Kg，可消除2/3患者的无效触发。当使用PS时，PS不应设置过高，以限制Vt(6-8ml /Kg)和随后的DHI。通过降低呼气触发来缩短吸气时间(also called cycling-off) 也可能有助于DHI。机械通气COPD患者存在心肺相互作用，部分恶化与左心功能不全相关，对心脏改变是由DPH和胸腔内负压的大幅波动引起，DPH对左心室血流动力学的损害比胸腔内负压的大幅波动更大，PEEPe<PEEPi时不会导致COPD的血流动力学损害。较高的PEEP降低心脏指数。然而，PEEPe对肺力学和血流动力学的影响取决于诸多因素，如气道特征、肺容量、血管内容量状态、血管舒缩张力等，使个体患者的反应难以预测。
图8在气道开口处测量压力时呼吸系统的压力-容积(P-V)关系。在正常受试者中，呼气末肺容量(EELVNormal)是指呼吸系统的松弛量或功能残余容量(FRC)，其中不存在向内或向外反冲压力(呼吸系统压力相对于大气为0 cmH2O)。要触发呼吸机，患者的吸气肌必须产生吸气力≥呼吸机设定的触发阈值(本例中为2cmH2O)。呼吸机提供的500ml潮气量呼吸将使呼吸系统的容积增加到吸气末肺容积(EIVNormal)。三角形区域表示正常弹性呼吸功(Wel,n)并不过大。在过度充气的COPD或哮喘患者中，呼气末肺体积(EELVHyperinfl)大于呼吸系统松弛体积，增加ΔFRC (Δ表示容积比正常FRC增加);在这一增加的容积下，存在向内反冲压力(呼吸系统的压力相对于大气为7 cmH2O)。这个压力被称为内在呼气末正压(PEEPi)。(该压力通常在患者放松的情况下通过呼气末闭塞法测量)。为了触发呼吸机，患者的吸气肌首先必须产生吸气力，以克服呼气结束时呼吸系统的正向内向外反冲力(7 cmH2O, PEEPi)，然后达到呼吸机上设置的触发阈值(本例中为2 cmH2O)。有效触发呼吸机所需的压力(在示例中，Peffect,trigger = 7+2 = 9 cmH2O)。如果他们不能产生这个量(9 cmH2O)，一个无效的触发努力随之而来，它不会触发呼吸机。由呼吸机输送的类似呼吸的500ml潮气量将使呼吸系统的容积增加到新的吸气末肺容积(EILVhyperinfl)，此时存在过度充气的风险，并可能造成伤害性后果。呼吸的弹性功主要归因于PEEPi(方形阴影面积，WPEEPi)，并大大增加，导致输送的机械功率增加。 |
ASA和AECOPD患者有创通气过程中,应评估药物治疗反应以及有创机械通气支持的效果，评估患者自主呼吸和排痰能力。同时尽可能保持患者自主呼吸，缩短机械控制通气时间，避免呼吸肌损伤导致的呼吸机依赖，减少撤机困难。而AECOPD并发肺部感染得以控制，脓性痰液转为白色且痰量明显下降、肺部啰音减少、临床情况表明呼吸衰竭获得初步纠正后，如果 FiO2 <40% , 血气接近正常 , pH > 7.35, PaCO2 < 50mmHg,通常可以考虑拔管,切换成为无创通气呼吸支持。有创-无创序贯通气策略有助于早日拔管 , 减少VAP的发生。
9. 患者不同阶段的最佳治疗及管理 |
10.急性危重哮喘简易评分表 |
参考文献：
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