2012年6月第5卷第3期Chin J LungDis(ElectronicEdition),Ju—ne 2—012,Vol . ・专家论坛・ 双水平正压通气模式临床应用 Clinical application of bilevel positive airway pressure 宋志芳 宋志芳,女、(1952.2)汉族,医学博士,主 任医师、教授、硕士研究生导师。1975年毕业 于安徽医科大学,1978年考取重庆第三军医 大学附属新桥医院呼吸内科研究生师从毛宝 龄教授,并获得硕士学位;1995年赴德国明斯 特(Muenster)大学医学院学习,获得医学博士 学位。先后在安徽合肥解放军105医院从事 麻醉工作,担任肺科军医、并任科室主任;1990 年调入上海第二军医大学附属长征医院急诊 科从事急救与危重病专业工作至今已22年。 曾担任上海交通大学医学院附属新华医院成 人ICU主任,现任上海交通大学医学院附属 新华医院崇明分院急危重症医学科主任。基础理论扎实,急危重症综合救治临 床经验丰富,擅长机械通气技术临床应用、肺开放/复张、各种类型酸碱平衡失调 与电解质紊乱的诊断与处理、危重病经验性抗感染治疗,对急性呼吸窘迫综合征 (ARDS)、多器官功能障碍综合征(MODS)、心肺脑复苏(CPCR)、各种创伤、休 克、呼吸衰竭的临床综合救治具有较深的造诣。已发表医学论文80余篇,主编 《现代呼吸机治疗学一机械通气与危重病》、《实用危重病综合救治学》、《实用呼 吸机治疗学》、《呼吸机治疗手册》等多部专著,参编各类专著20余部,培养硕士 研究生10余名。先后承办国家级继续教育项目《机械通气技术临床应用与进 展》学习班14期、《危重病急救医学进展》学习班9期,长期被邀请在国内各省 市开展学术讲座与各种危重疑难病的会诊和抢救工作。 【关键词】双水平正压通气;临床应用 中图法分类号:R563 文献标识码:A 双水平正压通气(bilevel positive airway 疗中、重度急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)严重缺氧的新模式。 一pressure,BiPAP)模式产生于20世纪80年代末,是 对单相(monophasic)持续正压气道通气(continuous positive aiway prressure,CPAP)模式的扩展,即双相 (biphasic)或双水平(bileve1)正压通气。早期被用 于呼吸机撤离,其优点未被充分认识之前,曾经被认 、BiPAP的工作原理 1.维持气道压力机制:BiPAP模式的主要特点 之一是呼吸机始终处于开放状态,即任何时候均允 许存在自主呼吸,且即便有自主呼吸存在时,气道压 力可以保持不变,至少在理论上是如此,调节机制与 为仅仅是一种撤机模式。由于其能将自主呼吸很好 地保留,并与呼吸机很好地配合,被认为是对自主呼 吸最好的扩展(augmentation)。随着应用逐步广泛, CPAP相同。即当有自主吸气出现使气道压下降 时,呼吸机迅速供气,使气道压迅速升高至原来预设 的水平。当有自主呼气出现使气道压力升高时, CPAP瓣立即打开,允许气体排出,使气道压迅速下 其优点也被充分认识,至1990年代初已被认为是治 DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2012.03.001 作者单位:202150上海,上海交通大学医学院附属新华医院 崇明分院急危重病医学科 降至原来预设水平。实际实施过程中,气道压可以 有波动,波动大小主要取决于活瓣系统。 ・2・ 生 笪 鲞箜 塑 J hmg Dis(Electronic Edition)June 2012.Vol 5.No.3 ,2.构成各种不同通气模式机制:BiPAP的实质 还是两个压力水平(P 与P )和两个时问(T 与 T:)设置下的控制性机械通气(controlled mechanical ventilation,CMV)或辅助性机械通气(auxiliary mechanical ventilation,AMV)(图1)。两个压力设 Thigh和T1>Tl。 和T2时,即相当于APRV—BiPAP,两 者的比较见图5(A、B),其实质还是PCV模式下的 反比通气(inverse ratio ventilation,IRV)。即PC—IRV. BiPAP。 7.反比通气(inversed ratio ventilation,IRV): 正常或疾病的状况下,T 通常总是较T 短,只要 T >T ,就被称为IRV。BiPAP模式下,任何设置 置可以完全不同,分高(P )和低(P )压;依据 Phigh和P 。 ,两个时间也可以不同,分别为高压时间 (T n)和低压时间(T 。 )。临床应用时,Phigh和P 、 T 和T。。 可以任意设置与组合,并相当于不同的通 气模式。如果以CMV为例,依据设置的压力不同, 所形成的压力变化图形,分别相当于CMV—BiPAP、 Thigh和T。>T。。 和T2时的模式,均可看成是IRV。但 是,与传统IRV不同的是,即便当设置Thi 和T > T 。 和T:时,任何吸、呼气或Phigh和Plow期间,均允许 患者 在自主呼吸,且由于是PCV,自然就保留 PCV的特点,潮气量(tidal volume,VT)不保证。 三、BiPAP的模式特点 IMV—BiPAP、真正(genuine)一BiPAP、CPAP等(图2)。 但无论怎样设置,所有的模式均可能是压力控制 (pressure controlled ventilation,PCV)模式。PCV与 1.具备PCV模式特点:无论设置后的BiPAP BiPAP主要的不同点是在PCV模式下,患者在吸气 相,不能任意地进行自主呼吸;而在BiPAP模式下, 相当于何种通气模式,一定具备PCV模式的特点, 即容量不保证;当有气道阻力增加或顺应性下降时, 各个周期均允许患者存在或出现任意的自主呼吸 (图3),而且具备同步性能好、舒适、镇静药使用减 少等优点。因此,BiPAP是将PCV与自主呼吸结合 最好的通气模式(图4)。 二、BiPAP的模式分类 要适当调整P 和P 。 水平,否则可能会存在容量 不保证的现象。 2.允许在各呼吸周期存在自主呼吸:无论如何 设置Phigh和Pl。 、Thigh和Tl…无论Phigh和PInw、T№h和 T 。 的时间是否与吸、呼气相重叠,各个周期均允许 1.CPAP:当设置P h=Pl=Pl。 =P2(0~90 cmH2O),T㈨和T1=T10w和T2=0,即相当于CPAP 模式(图2)。 2.间歇正压通气(intermittent positive pressure 患者存在或出现任意的自主呼吸,故具备同步性能 好、舒适、使用镇静药少等优点,属于自主呼吸支持 模式。 3.不伴有自主呼吸的BiPAP相当于PCV (图6):BiPAP模式下,无论如何设置P i吐和P 、 T 和T。。 ,只要各压力与时间相,无额外的自主呼 吸出现,就相当于PCV,如PC—IRV[压力释放通气 ventilation,IPPV):当设置P h=P1:吸气压力 (0~90 cmH O)、P =P =0或PEEP值(呼气相 压力)、T 和T =吸气时间、T。。 和T:=呼气时间 时,即相当于PCV.IPPV+PEEP或CMV+BiPAP (图2)。 (aiway prressure release ventilation,APRV)]等。 4.与无创BiPAP区别:以上所介绍的BiPAP模 式属于有创通气,虽然与无创BiPAP截然不同,如 3.同步间歇指令通气(synchronized intermitted mandatory ventilation,SIMV):当设置Phigh和P1=吸 气压力(0~90 cmH2O)、PI 和P2=0或PEEP值 无创BiPAP的压力设置水平是十分有限的,一般≤ 30 cmH:O,P i 和P。。 分别相当于吸气和呼气的压 (呼气相压力)、Thigh和T =吸气时间、T。。 和T:=期 望的控制呼吸周期,即相当于PCV型SIMV+BiPAP (图2)。 力,吸、呼气相是不允许再产生额外的自主呼吸;但 临床应用疗效与范围有相同之处,如均可以用于急 性左心衰竭引起的间质性肺水肿和严重缺氧;某些 4.真正的(genuine)一BiPAP:当设置Ph 和P1 与P1。 和P:不同,但Thigh和T =T 。 和T ,即相当于 最传统或真正的BiPAP模式(图2)。 5.传统BiPAP:当设置Phigh和P1与Pl。 和P2不 同,但Thigh和T ≯T 。 和T ,即相当于传统BiPAP模 式。 重症肺炎引起的肺内性ARDS,依靠无创BiPAP,同 样能获得较好的临床疗效,尤其是对那些分泌物少 的间质性肺炎患者。 四、BiPAP的临床应用 随着人们的BiPAP模式的认识与理解,临床应 用范围逐日扩大,基本适用于各种类型的呼吸衰竭 和各个时期的呼吸衰竭。 1.肺开放(open lung)/复张(recruitment 6.压力释放通气(airway pressure release ventilation,APRV):当设置Phigh和PI>Pl。 和P2,且 2012年6月第5卷第3期Chin JhlngDis(ElectronicEdiiton),June 坚 V( . ・3・ maneuver,RA)策略:能用于肺开放/复张的模式很 多,BiPAP是比较成熟的一种。当自主呼吸完全被 抑制的情况下,它就是一种PCV,但由于它能设置 出两个不同的压力水平,PIP与PEEP均是完成肺开 放/复张的重要参数,还能选择上述两个压力可以被 维持的时间,为气道或肺开放/复张提供了良好的条 件。难点是压力设置的水平,究竟需要多高水平的 PIP与PEEP,才能使肺开放/复张?通常决定VT的 因素是P№h和Plow压力差,Plow可以参照PEEP水平 BiPAP的Th /T】。 设置是1:1,降低BiPAP呼吸频 率的方法是延长T /T 。 。 4.呼吸机撤离:由于BiPAP是将呼吸机支持 与自主的最好结合,通过对Phigh/P 。 和T /T 。 的 设置与调节,逐渐减少呼吸机支持的程度,增加自主 呼吸的能力,有可能使BiPAP成为很好的脱机模 式。临床应用时,需要针对不同的病理生理基础。 如果针对肺开放/复张使用BiPAP,当FiO:降低 30%,P№ 降低至10 cmH:0,患者能维持较好的氧 设置,Phi ̄h则是能使VT维持5~8 ml/kg的压力水 平,通常在Plnw水平上15~35 cmH O,兼顾VT与平 均气道压力(Pmean)。T 和T 。 设置依据缺氧的 严重程度,当设置的T№ >T …即相当于APRV— BiPAP或IRV.BiPAP模式,甚至可以设置成为4~ 6:1的程度,如此长的P 维持时间,接近CPAP,常 需要有自主呼吸存在。我们在大肠杆菌腹腔注射制 作的猪急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)动物模型中设置Phigh/pl。 为35/20 cmH20,Thigh/Tl。 为4 s/1 s,持续2 rain;间 歇期设置Phigh/Pl。 为30/15 cmH2 0,Thigh/Tl。 为 1.5 s/1.8 S,持续2 min;获得很好疗效。临床实践 中,为避免盲目提高Phigh/P 。 延长Thigh对人体产生 的不利影响,可以在FiO:为100%条件下,设置T№ :Tl。 为1:1.2,监测和兼顾Phlgh/pl。 对VT、Pmean、 SaO:的作用与影响,以逐渐提高Phigh/P 。 至≤30— 35/8~20 cmH,0的方式实施肺开放/复张,直至缺 氧纠正,并保持VT 5~8 ml/kg、Pmean≤30—35 cmH2O、SaO2 i>95%。 2.慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD):呼气阻力增加与呼吸肌 疲劳是COPD的主要病理生理特点,延长T】…使患 者有足够的时间将气体呼出十分重要;P /P 压 力差不易太高,避免肺泡过度膨胀;设置出IMV. BiPAP模式,可能是最合适的选择。 3.术后呼吸机支持:BiPAP模式适合用于各种 不复杂的术后呼吸机支持治疗,通常设置出的模式 相当于SIMV-BiPAP,即设置T h 2~4 S,Tl。 4~8 S, 相当于IMV频率5~10 ̄/min;设置P1nw为 5 cmH:O,相当于基础PEEP;依据VT设置Ph 为 Pl。 上15~25 cmH2O。如果保持Pl。 为5 cmH2O不 变,逐渐降低Phigh至10~20 cmH O,延长T 。 以降低 IMV频率至4~6 ̄/min,患者能维持较好的呼吸功 能,以至于能将P 降低至10 cmH:0,则意味着可 以对患者实施脱机、拔管了。按照传统(calssic) 合状态,通常意味着可以撤除呼吸机了;如果针对通 气支持使用IMV.BiPAP,脱机过程相当于使用 SIMV,即保持P 。 和Thigh不变,逐渐降低P ,当延 长rr 】。 降低IMV频率至2—3次/min时,患者在较 低的Phigh水平,仍能维持较好的呼吸功能,则意味着 可以对患者实施脱机、拔管了。但是,无论采取哪种 模式脱机,都需要严密观察与评判,患者的病情和操 作的经验是最主要的脱机成败的影响因素。 5.如何从常规模式转换为BiPAP:临床上,需 要从常规模式转换为BiPAP的基点,通常是针对 BiPAP模式的优点,如BiPAP模式下能允许有自主 呼吸存在,神经系统外伤深度镇静的患者,需要随时 观察自主呼吸存在情况,从常规模式转换为BiPAP 有利于对自主呼吸存在情况的观察;严重肺萎陷或 不张的患者,需要足够高的压力与足够长的时间使 肺开放/复张,从常规模式转换为BiPAP有利于实 施肺开放/复张。如何从常规模式转换为BiPAP,以 PCV与VCV为例介绍如下: (1)由常规PCV转换为BiPAP:此过程最简单, 因为PEEP设置相当于P ,吸气压力设置相当于 P№ ;Thigh和T 。 相当于吸气(T。)与呼气时间(T )。 TI与TE设置需要计算RR与I:E,TI与TE以see 单位,T +T =60/RR;知道了呼吸周期时间与I:E, 1rh 和T 就可以被计算出。假设RR为10 ̄/min, I:E=1:2,呼吸周期为6 s,那将TI/Thi 设置为2 s, 将T /T 设置为4 S,即由常规PCV转换为BiPAP。 (2)由常规VCV转换为BiPAP:Thigh和Tl0w计算 与从常规PCV转换为BiPAP相同,关键是压力转 换。常规VCV时,Pl。 仍相当于PEEP,P h相当于 VCV时的压力平台压(Pplateau);即便如此,一旦转 换为BiPAP后,VT可能改变,这是需要与先前的VT 相比较,必要时需要调整P ,以达到先前的VT水 平。 五、注意事项 1.严重支气管哮喘:由于支气管痉挛可能导 ・ ・ 生 箜 鲞箜 期Chin JhlngDis(H ̄onic Edition),June 2012.Vol 5.No.3 致严重的气道阻力增加,使BiPAP模式下难以达到 满意的VT,通常不适合应用BiPAP模式。 2.对自主呼吸的估价:BiPAP能保留自主呼 吸,使用前需要了解患者对自主呼吸的需求量,以避 免过度通气。接受呼吸机治疗的患者,多接受不同 程度的镇静治疗,镇静药物能改变PaCO 对呼吸中 患者,完全可以首先选择BiPAP模式,RR可以设置 为10~15 7 ̄/min;如果Thigh和Tl。 相等,Thi /Tl。 为 2~3 S;P 。 相当于PEEP水平,设置依据肺泡萎陷程 度,通常设置为5~10 cmH:O;Phigh设置依据目标的 VT水平,即Pl。 /PEEP水平上8~15 cmH:O,并保 持VT为5~8 ml/kg;监测动脉血气分析,麻醉后患 者保持PaCO:约40 mm Hg,随苏醒程度增加,对通 枢的兴奋,自主呼吸只能在保持PaCO 对呼吸中枢 兴奋的作用下才可能存在,设置BiPAP参数时,应 该维持PaCO:40~50 mm Hg,以确信患者有自主呼 气的需求增加,患者的自主呼吸可能增强,以自行调 整满足机体的需要,此时并不需要调整呼吸机参数。 一吸存在,并避免用过多的镇静药和肌松剂。一旦达 到这些条件,就应该逐渐减少BiPAP过程中呼吸机 的作用,以便及时向脱机阶段过渡。 3.首选BiPAP模式:需要接受呼吸机治疗的 旦达到脱机指征,就应该及时向脱机程序过渡。 (本文图1~6见光盘) (收稿日期:2012-03-22) (本文编辑:任成山) 宋志芳.双水平正压通气模式临床应用[J/CD].中华肺部疾病杂志:电子版,2012,5(3):193—199 ・医学动态・ 发现新方法导致嗜中性粒细胞产生胞外DNA杀菌网络 英国伯明翰大学科学家发现一种方法来触发体内被称作嗜中性粒细胞的保护性白细胞产生一种强有力的抗细 菌感染DN 蜘蛛”网。 伯明翰大学牙医学院研究人员使用次氯酸(hypochlorous acid,HOC1)让患者嗜中性粒细胞产生这种被称作嗜中 性粒细胞胞外杀菌网络(neutrophil extracellular traps,NETs)的“蜘蛛”网,其中这些患者患有一种特殊疾病即慢性肉 芽肿病(chronic granulomatous disease,CGD)而使得他们的嗜中性粒细胞在自然条件下不能够产生这种胞外杀菌网 络。最近研究已经表明当嗜中性粒细胞——形成体内抵抗细菌感染的第一道防御线的白细胞——遭受着细菌的大 量攻击时,这些细胞以一种特异性控制的方式开始死亡。作为最后一搏,它们释放来自自身细胞核内的全部DNA到 周围组织。正是这种DNA形成粘性的“蜘蛛”网,而且这种网一旦捕捉住细菌,就利用它含有的酶来破坏它们。 伯明翰大学牙周研究小组教授Iain Chapple和博士Paul Cooper领导的一个科学家研究团队发现次氯酸刺激 CGD患者产生嗜中性粒细胞胞外杀菌网络。他们也发现“牛磺酸(taurine)”降低这种胞外杀菌网络形成,因而可能 延长嗜中性粒细胞存活。 Chapple教授指出,研究人员对这种胞外杀菌网络在抵抗导致牙周病(periodontal disease)发生的细菌过程中所起 的作用感兴趣,不过关于胞外杀菌网络形成的基础生物学特征对很多传染性免疫疾病而言是共同的。这种胞外杀菌 网络形成需要氧自由基,但是CGD患者的嗜中性粒细胞不能有效地产生氧自由基,因而不能够产生该胞外杀菌网 络,或者说不能对某些感染作出反应。这项研究有助于研究人员深入理解这些过程,而且可能在未来导致人们开发 出新的治疗策略来增加或者在某些情形下降低这种胞外杀菌网络形成。 不过Chapple教授也特别强调了关于嗜中性粒细胞胞外杀茵网络的多种矛盾之处。在一些患者当中,这种胞外 杀菌网络似乎在杀死细菌中起着非常重要的作用,但是在其他一些患者当中,他们似乎产生自身抗体对抗该胞外杀 菌网络中的组分,从而与某些免疫介导的疾病如类风湿性关节炎和自身免疫血管炎相关联在一起。因此,对一些患 者而言,这种胞外杀菌网络可能是一把双刃剑,不过当前关于这个免疫控制新领域的研究正在如火如荼地开展,因而 激动人心的发现将在接下来的5到l0年内纷沓而来。 来源:Clin.Exp.Immunol