气管内吹气在CDPD呼衰患者的应用
作者：张波 刘又宁
单位：解放军总医院呼吸科，北京 100853
关键词：气管内吹气；呼吸衰竭；慢性阻塞性肺病；机械通气
军医进修学院学报000408 [摘要] 目的：探讨气管内吹气(TGI)对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果。方法：用自行设计的呼气相TGI装置，对 8 例CDPD呼衰患者实施TGI，分别观察在常规机械通气(CMV)时，低潮气量致容许性高碳酸血症(PHC)时以及TGI流速分别为 2 L/min、4 L/min、6 L/min 时的体内CO2及气道压力变化。结果：①TGI可显著降低COPD呼衰患者PaCO2 及呼气末 CO2 分压(PetCO2)水平，随TGI流量的增大，PaCO2和PetCO2降低幅度亦增大，呈明显的流量依赖性。在VT降低约 30%，实施PHC情况下，以 2 L/min、4 L/min、6 L/min 的流量行TGI时PaCO2分别平均下降 27%、48% 和 52%；②PHC时的气道峰压 (Pperk)、平台压(Ppause)、平均气道压(Paw)等指标均较CMV时有显著降低，加用TGI后上述压力值均较PHC时显著增高，但与CMV时比较无显著差异；③TGI可产生一定水平的内源性PEEP(PEEPi)。结论：TGI可明显促进COPD呼衰患者体内CO2排除，使患者在低潮气量通气状态下，保持PaCO2大致在机体可以耐受的范围内而气道压力无明显增高。
, http://www.100md.com
中图号：R563.8 文献标识码：A
文章编号：1005-1139(2000)04-0263-04
Clinical study of tracheal gas insufflation in COPD patients with respiratory failure
ZHANG Bo,LIU Yo-ning
(Department of Respiratory Medicine,PLA General Hospital,Beijing 100853,China)
Objective:To evaluate effect of tracheal gas insufflation(TGI) on the elimination of CO2 in COPD patients with respiratory failure.Methods:8 COPD patients with rrespiratory failure were applied to TGI treament Using self-designed device,PaCO2 and end expiratory carbondioxide pressure (PetCO2) as well as Ppeak,Ppause,Paw were observed at the point while the patients received conventional mechanical ventilation(CMV),permisive hypercapnia(PHC) and PHC with different TGI flows (2 L/min,4 L/min,6 L/min).Results:TGI can significantly decrease the PaCO2and PetCO2 levels,the reduction effects of CO2 are flow dependent.The mean reduction rate of PaCO2 at the different TGI flows(2, 4, 6 L/min)under PHC condition by decreasing tidal volume are 27%,48% and 52% respectively.Levels of Ppeak,Ppause and Pawin PHC condition are significantly lower than those of CMV,but all these three pressures are increased significantly after TGI intrducing and in a flow dependent mandent manner.There are no difference of the above pressures between the CMVand PHC condition.A certain level of intrinsic PEEP can be produced by TGI.Conclusion:Our results reveal that TGI can promote the CO2 elimination profoundly and remain PaCO2 in the relatively normal range under PHC condition without elevating airway pressure highly in COPD patients with respiratory failure.
, 百拇医药
Key words:treachal gas insufflation;respiratory failure;COPD; mechanical ventilation
气管内吹气(treachal gas insufflation,TGI)是一种新的机械通气辅助措施，它是指通过放在气管隆突附近的细导管连续或定时的向气管内吹入新鲜气体以减少解剖死腔的方法，实验及临床研究均证实TGI对减轻二氧化碳(CO2)潴留，提高通气效率具有良好效果，在保持动脉二氧化碳分压(PaCO2)大致正常的前提下，TGI可有效减少常规潮气量(VT)和分钟通气量[1~3]。COPD呼衰患者常规机械通气时潜在发生气胸的危险性增大，特别是存在严重肺气肿、肺大疱及单侧肺通气时尤为担心，而TGI是解决此类危险的良好方法。本研究目的是继动物实验后，在临床探讨TGI是对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果，寻求能在低肺容积通气状态下保持PaCO2大致正常的临床治疗方法。
, http://www.100md.com
1 对象和方法
1.1 对象 COPD呼衰患者 8 例，男 6 例，女 2 例，年龄 48～76 岁，病史 18～30 年，合并肺心病 2 例，陈旧性肺结核 1 例，肺大疱 1 例，左全肺切除术后 1 例。所有患者行机械通气治疗前均达到Ⅱ型呼衰诊断标准。
1.2 方法 所有患者均经口(5 例)或经鼻(3 例)气管插管建立人工气道，接SIMENS900C型呼吸机进行辅助呼吸。适应 1 h 后，静脉注射潘可罗宁(Pancuronium)抑制患者自主呼吸(根据呼吸波型监测，大约每 30 min 注射 4 mg)。通气方式为容量控制，呼吸频率为 15 次左右，吸气时间为 25%，吸气暂停时间为 20%，呼气末正压(PEEP)为 0，FiO2 根据病情调节 (35%～60%)。反复调整VT使PaCO2保持在 6.0 kPa (45 mmHg)左右，稳定 30 min 后，记录多种呼吸参数、血气指标等作为常规机械通气基础值(CMV组)。然后将VT在原基础上降低 30% 并保持呼吸频率不变，20 min 后记录各指标(PHC组)。其后，用我们自行设计的TGI装置分别连续以 2 L/min (TGI-2 组)、4 L/min (TGI-4 组)和 6 L/min (TGI-6 组)的流量行TGI治疗，每一流量吹气时间为 45 min，每一流量TGI结束后记录下述同样指标。
, 百拇医药
用HP4S型多功能监护仪持续监测动脉平均血压(MAP)、心率(HR)和呼气末二氧化碳分压(PetCO2)；动脉血气分析用AVL995 型血气分析仪；气道峰压(Ppeak)、平台压(Ppause)由 940 型呼吸力学监测仪测得(每一指标记录 4～6 次，取平均值)；潮气量(VT)及平均气道压(
aw)等指标由呼吸机读得；内源性PEEP(PEEPi)水平通过按压呼气末暂停按纽(>3 s)由 940 型呼吸力学监测仪测得。二氧化碳下降百分比(%△PaCO2 )按公式%△PaCO2＝(基础PaCO2 值-实测PaCO2 值)/基础PaCO2 值计算；
气管内吹气设备为自行研制的能与呼吸机电信号同步工作的时相吹气装置，其基本工作原理为：控制器感受呼吸机电信号，然后控制TGI送气管路上的电动开关，使此开关只于呼气相开通允许气流通过，允许通过气流的大小由流量计调节控制，吸气相开关关闭，气流无法通过，保证TGI导管只在呼气相往气管内吹气，避免了吸气相过度充气的危险。TGI气源由空-氧混合器处接出，氧气浓度与呼吸机送气相同。TGI导管为一内径 2.5 mm 的薄壁聚乙烯细导管，经能与气管插管紧密连接的特制接头导入气管插管的远端内侧 1 cm 处，气管插管结束后，行床旁胸部X线摄影，确定和调整导管位置，使TGI导管顶端位于隆突上 3 cm 左右，并固定好气管插管和TGI导管。
, http://www.100md.com
1.3 统计学处理 所测数据均输入计算机并建立数据库，用SAS统计分析软件处理数据，各组差异的显著性检验用方差分析(ANOVA)，所测数据均以x ±s表示。
2 结 果
2.1 TGI对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果 见表 1。
表1 TGI对COPD呼衰患者PaCO2及PetCO2的影响(±s) 指标
CMV
PHC
TGI-2
TGI-4
, http://www.100md.com
TGI-6
F
P
ANOVA
PaCO2
(kPa)
6.06±0.06
10.5±2.53
6.94±0.80
5.49±1.85
4.71±0.49
28.6
, 百拇医药
0.0001
1,2,3
PetCO2
(kPa)
5.16±0.58
7.43±0.85
5.19±0.80
4.19±0.46
3.40±0.32
182.7
0.0001
1,2,3,4
, http://www.100md.com
%△PaCO2
27.4±13.5
44.8±6.45
52.1±6.37
14.9
0.0007
4
注：1.PHC组与CMV组比差异有显著意义；2.TGI-2组与PHC组比差异有显著意义;3.TGI-2组与TGI-6 组比差异有有显著意义；4.TGI-2组与TGI-4组比差异有显著意义
2.2 TGI对COPD呼衰患者呼吸力学及通气参数的影响 见表 2。
, 百拇医药
2.3 TGI对COPD呼衰患者血液动力学的影响 患者在CMV、PHC、TGI-2、TGI-4 和TGI-6 时MAP分别为 (11.4±1.40)、(12.3±1.24)、(11.5±1.17)、(11.8±1.18)、(11.7±1.24) kPa，各组之间比较差异无显著性意义(F＝2.44，P＝0.077)；HR分别为 (106.9±29.9)/min、(114.0±15.5)/min、(109.1±10.7)/min、(116.0±19.6)/min、(117.1±13.8)/min，各组之间比较差异亦无显著性意义(F值＝1.34，P＝0.286)。
表2 TGI对COPD呼衰患者气道压力及肺容量的影响(±s) 指标
CMV
PHC
, http://www.100md.com
TGI-2
TGI-4
TGI-6
F
P
ANOVA
Ppeak
(kPa)
2.73±0.93
1.99±0.90
2.23±0.91
2.39±1.04
, 百拇医药
2.42±0.96
20.3
0.0001
1,2,3
Ppause
(kPa)
1.43±0.64
1.08±0.52
1.42±0.84
1.44±0.66
1.47±0.68
3.85
, 百拇医药
0.0134
1,2,3,4aw
(kPa)
0.84±0.36
0.56±0.32
0.67±0.30
0.78±0.38
0.79±0.37
10.9
0.0001
1,2,3,4
, 百拇医药
PEEPi
(kPa)
0.15±0.13
0.14±0.13
0.26±0.15
0.39±0.17
0.48±0.17
75.1
0.0001
2,3,4
VT(ml)
440.8±71.0
, 百拇医药
320.5±59.2
321.6±58.6
320.9±60.2
319.6±60.2
837.0
0.0001
1
注：1.PHC组与CMV组比差异有显著意义；2.TGI-2组与PHC组比差异有显著意义；3.TGI-2组与TGI-6组比差异有显著意义；
4.TGI-2组与TGI-4组比差异有意义
3 讨 论
, 百拇医药
3.1 TGI装置及作用机制 依送气方式不同，TGI分为持续(在吸气和呼气相均送气)和时相TGI(仅在呼气相送气)两种，前者在应用时必须事先计算在每个呼吸周期内TGI在吸气相的送气量，以便在设定呼吸机潮气量时减去细导管的送气量，防止潮气量过大和肺过度充气。此方法无需特制的与呼吸机同步装置，简便易行，国外多数实验与临床研究均采取了此种方式[4，5]，持续TGI存在的弊端为；①存在肺过度充气的潜在危险，特别是在有呼吸道机械阻塞时，TGI导管也能很快吹入大量气体，导致气压伤；②整个呼吸周期内气管内均有气流，影响了用阻断呼吸通路的方法测量呼吸参数(PEEPi和平台压)的准确性并易在测定的瞬间导致气压伤。而时相TGI克服了上述不足。在本研究中，我们按TGI工作原理，将SIMENS Servo900C型呼吸机进行了改进，达到了呼气相送气的目的。
TGI主要作用是减少死腔通气，其理论依据为：VT＝VA+VD，而VD＝VDA+VDanp(VDA为肺泡死腔，VDanp为解剖死腔)，TGI降低VD的机制为①呼气末VDanp中充满高浓度的 CO2 气体，TGI的新鲜气体通过导管在呼气相时冲淡VDanp中的 CO2，减少了下一次吸气时进入肺泡的 CO2 降低了VDanp；②导管内较高流速的气体在导管尖端形成湍流，增加局部区域气体的混合，促进 CO2 的排出；导管气流使呼吸气流形态发生改变，从而影响气体在肺内的分布，有利于气体交换，加速 CO2 排出，VDA相对减少。可以看出，通过降低VD，在VT不变时可增加VA，或在VA不变时降低VT。
, 百拇医药
3.2 TGI对COPD呼吸衰竭者 CO2 的清除效果 本研究初步结果表明，TGI可显著降低COPD呼吸衰竭患者PaCO2及PetCO2 的水平，随TGI流量的增大，PaCO2 和PetCO2 降低幅度 亦增大，呈明显的流量依赖性。在VT降低约 30%，实施PHC情况下，以 2 L/min、4 L/min 和 6 L/min 的流量行TGI时PaCO2平均下降 27%、48% 和 52%，以 4 L/min 的流量吹气可在低VT通气时即可维持 PaCO2 在 6.0 kPa(45 mmHg)以下，提示TGI可明显增加COPD患者的肺泡通气，提高通气效率，降低VT从而减少对每分钟通气量的需要。
如前所述，TGI主要通过减少解剖死腔气，降低无效通气而发挥作用，正常潮气量机械通气时，VDanp占VD的比例相对较小，TGI减低VDanp的作用不明显，而在PHC时，由于VT明显减少，VDanp占VD的比例相对明显增大，更有利于TGI发挥疗效。我们的初步体会是，以 2～4 L/min 的流速行呼气相TGI即可产生较好的降低 PaCO2 的效果,6 L/min 吹气时 PaCO2 降低更为明显，但同时气道平台及气道平均压均有明显升高，本实验提示，4 L/min 的流速行TGI较为安全可靠。本研究中TGI气体中FiO2 与呼吸机相同，PaCO2 在TGI前后变化不显著。
, http://www.100md.com
3.3 TGI对气道压力和血流动力血的影响 实施PHC后，Ppeak、Ppause、aw等指标均较CMV时有显著降低，但加用TGI后上述压力值均较基础值有显著增高，且压力值随吹气量的增加而增大，以Ppause、aw的升高为明显，与Kalton等人的研究结果一致[6]。一般认为，TGI流量达 2～6 L/min 即可使人或犬等大动物 PaCO2 显著降低，流量过大就会引起气道压明显增高等不良作用[4，5]。
PEEPi主要是指由动态肺过度充气造成的呼气肺内压增高，多见于COPD及哮喘发作患者，它可影响血流动力学、增大呼吸功耗、并增加机械通气相关肺损伤的发生机率。该组患者在TGI前存在较低水平的PEEPi，加用TGI后PEEPi水平较前有所增加，TGI流速为 6 L/min 时可产生约 0.39～0.49kPa(4～5 cmH2O)的PEEPi。TGI导管使气管插管内径减小，呼气阻力增大以及TGI气流本身的阻力是产生PEEPi的主要原因。因此，当PEEPi明显时，应注意采取措施如延长呼气时间等减少PEEPi的影响。通过改造TGI导管如将其包埋于气管插管壁内也可克服上述问题。
, 百拇医药
TGI时患者MAP和HR均无明显变化，提示TGI对血流动力学无显著影响。
本研究成功地将自己建立的TGI技术应用于临床，取得了较好的效果，提示TGI作为一种较实用的机械通气辅助措施，可减少肺损伤的发生，有广阔的应用前途。当然，TGI技术也有待于进一步完善，主要是其安全性问题，诸如当有气道机械性阻塞时如何防止肺过度充气和避免肺内压骤然升高，TGI气体的湿化问题及长期应用TGI时对气管粘膜的损伤问题尚有待进一步解决。
(本研究得到生物医学工程中心曹德森工程师及急诊科沈 洪主任、黎檀实副主任医师大力支持，特致谢)
作者简介：张 波(1965-)，男，山东省淄博市人，1991年山东医科大学硕士毕业，济南军区总医院呼吸科副主任医师，军医进修学院97级博士研究生，导师刘又宁教授；发表论文20余篇。电话：(010)66937090
, 百拇医药 [参考文献]
[1]Nahum A,Shapiro RAdjuncts to mechanical ventilation[J].Clin Chest Med,1996,17(3);491-511
[2]Nahum A,Ravenscraft S,Adams AB, et al.Distal effects of tracheal gas insufflation :changes with catheter position and oleic acid lung injury[J].J Appl Physiol,1996,81(3);1121-1127
[3]RavenscraftSA,Shapiro RS,Nahum A,et al.Tracheal gas insufflation:catheter effectiveness determined by expiratory flush volume[J].Am J Respir Crit Care Med,1996,153:1817-1821
, http://www.100md.com
[4]Zakinthinos GN,Kotanidou A,Ysagris H,et al.Tracheal gas insufflation reduces tidal volume while PaCO2 maintained constant[J].Intensive Care Med,1994,20:407413
[5]Pizov R,Oppenheim A,Eidelman L,et al.Helium versus oxygen for traceal gas insufflation during mechanical ventilation[J].Crit Care Med,1998,26:290-295
[6]Kalton P,Umamaheswara Rao GS,Gallart L,et al.Permissive hypercainia with and without expiratory washout in patients with severe acute respiratory distress syndrome[J].Anesthesiology,1997,87(1):6-17.
收稿日期：2000-04-10； 修回日期：2000-05-24, http://www.100md.com
单位：解放军总医院呼吸科，北京 100853
关键词：气管内吹气；呼吸衰竭；慢性阻塞性肺病；机械通气
军医进修学院学报000408 [摘要] 目的：探讨气管内吹气(TGI)对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果。方法：用自行设计的呼气相TGI装置，对 8 例CDPD呼衰患者实施TGI，分别观察在常规机械通气(CMV)时，低潮气量致容许性高碳酸血症(PHC)时以及TGI流速分别为 2 L/min、4 L/min、6 L/min 时的体内CO2及气道压力变化。结果：①TGI可显著降低COPD呼衰患者PaCO2 及呼气末 CO2 分压(PetCO2)水平，随TGI流量的增大，PaCO2和PetCO2降低幅度亦增大，呈明显的流量依赖性。在VT降低约 30%，实施PHC情况下，以 2 L/min、4 L/min、6 L/min 的流量行TGI时PaCO2分别平均下降 27%、48% 和 52%；②PHC时的气道峰压 (Pperk)、平台压(Ppause)、平均气道压(Paw)等指标均较CMV时有显著降低，加用TGI后上述压力值均较PHC时显著增高，但与CMV时比较无显著差异；③TGI可产生一定水平的内源性PEEP(PEEPi)。结论：TGI可明显促进COPD呼衰患者体内CO2排除，使患者在低潮气量通气状态下，保持PaCO2大致在机体可以耐受的范围内而气道压力无明显增高。
, http://www.100md.com
中图号：R563.8 文献标识码：A
文章编号：1005-1139(2000)04-0263-04
Clinical study of tracheal gas insufflation in COPD patients with respiratory failure
ZHANG Bo,LIU Yo-ning
(Department of Respiratory Medicine,PLA General Hospital,Beijing 100853,China)
Objective:To evaluate effect of tracheal gas insufflation(TGI) on the elimination of CO2 in COPD patients with respiratory failure.Methods:8 COPD patients with rrespiratory failure were applied to TGI treament Using self-designed device,PaCO2 and end expiratory carbondioxide pressure (PetCO2) as well as Ppeak,Ppause,Paw were observed at the point while the patients received conventional mechanical ventilation(CMV),permisive hypercapnia(PHC) and PHC with different TGI flows (2 L/min,4 L/min,6 L/min).Results:TGI can significantly decrease the PaCO2and PetCO2 levels,the reduction effects of CO2 are flow dependent.The mean reduction rate of PaCO2 at the different TGI flows(2, 4, 6 L/min)under PHC condition by decreasing tidal volume are 27%,48% and 52% respectively.Levels of Ppeak,Ppause and Pawin PHC condition are significantly lower than those of CMV,but all these three pressures are increased significantly after TGI intrducing and in a flow dependent mandent manner.There are no difference of the above pressures between the CMVand PHC condition.A certain level of intrinsic PEEP can be produced by TGI.Conclusion:Our results reveal that TGI can promote the CO2 elimination profoundly and remain PaCO2 in the relatively normal range under PHC condition without elevating airway pressure highly in COPD patients with respiratory failure.
, 百拇医药
Key words:treachal gas insufflation;respiratory failure;COPD; mechanical ventilation
气管内吹气(treachal gas insufflation,TGI)是一种新的机械通气辅助措施，它是指通过放在气管隆突附近的细导管连续或定时的向气管内吹入新鲜气体以减少解剖死腔的方法，实验及临床研究均证实TGI对减轻二氧化碳(CO2)潴留，提高通气效率具有良好效果，在保持动脉二氧化碳分压(PaCO2)大致正常的前提下，TGI可有效减少常规潮气量(VT)和分钟通气量[1~3]。COPD呼衰患者常规机械通气时潜在发生气胸的危险性增大，特别是存在严重肺气肿、肺大疱及单侧肺通气时尤为担心，而TGI是解决此类危险的良好方法。本研究目的是继动物实验后，在临床探讨TGI是对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果，寻求能在低肺容积通气状态下保持PaCO2大致正常的临床治疗方法。
, http://www.100md.com
1 对象和方法
1.1 对象 COPD呼衰患者 8 例，男 6 例，女 2 例，年龄 48～76 岁，病史 18～30 年，合并肺心病 2 例，陈旧性肺结核 1 例，肺大疱 1 例，左全肺切除术后 1 例。所有患者行机械通气治疗前均达到Ⅱ型呼衰诊断标准。
1.2 方法 所有患者均经口(5 例)或经鼻(3 例)气管插管建立人工气道，接SIMENS900C型呼吸机进行辅助呼吸。适应 1 h 后，静脉注射潘可罗宁(Pancuronium)抑制患者自主呼吸(根据呼吸波型监测，大约每 30 min 注射 4 mg)。通气方式为容量控制，呼吸频率为 15 次左右，吸气时间为 25%，吸气暂停时间为 20%，呼气末正压(PEEP)为 0，FiO2 根据病情调节 (35%～60%)。反复调整VT使PaCO2保持在 6.0 kPa (45 mmHg)左右，稳定 30 min 后，记录多种呼吸参数、血气指标等作为常规机械通气基础值(CMV组)。然后将VT在原基础上降低 30% 并保持呼吸频率不变，20 min 后记录各指标(PHC组)。其后，用我们自行设计的TGI装置分别连续以 2 L/min (TGI-2 组)、4 L/min (TGI-4 组)和 6 L/min (TGI-6 组)的流量行TGI治疗，每一流量吹气时间为 45 min，每一流量TGI结束后记录下述同样指标。
, 百拇医药
用HP4S型多功能监护仪持续监测动脉平均血压(MAP)、心率(HR)和呼气末二氧化碳分压(PetCO2)；动脉血气分析用AVL995 型血气分析仪；气道峰压(Ppeak)、平台压(Ppause)由 940 型呼吸力学监测仪测得(每一指标记录 4～6 次，取平均值)；潮气量(VT)及平均气道压(
aw)等指标由呼吸机读得；内源性PEEP(PEEPi)水平通过按压呼气末暂停按纽(>3 s)由 940 型呼吸力学监测仪测得。二氧化碳下降百分比(%△PaCO2 )按公式%△PaCO2＝(基础PaCO2 值-实测PaCO2 值)/基础PaCO2 值计算；气管内吹气设备为自行研制的能与呼吸机电信号同步工作的时相吹气装置，其基本工作原理为：控制器感受呼吸机电信号，然后控制TGI送气管路上的电动开关，使此开关只于呼气相开通允许气流通过，允许通过气流的大小由流量计调节控制，吸气相开关关闭，气流无法通过，保证TGI导管只在呼气相往气管内吹气，避免了吸气相过度充气的危险。TGI气源由空-氧混合器处接出，氧气浓度与呼吸机送气相同。TGI导管为一内径 2.5 mm 的薄壁聚乙烯细导管，经能与气管插管紧密连接的特制接头导入气管插管的远端内侧 1 cm 处，气管插管结束后，行床旁胸部X线摄影，确定和调整导管位置，使TGI导管顶端位于隆突上 3 cm 左右，并固定好气管插管和TGI导管。
, http://www.100md.com
1.3 统计学处理 所测数据均输入计算机并建立数据库，用SAS统计分析软件处理数据，各组差异的显著性检验用方差分析(ANOVA)，所测数据均以x ±s表示。
2 结 果
2.1 TGI对COPD呼衰患者体内CO2的清除效果 见表 1。
表1 TGI对COPD呼衰患者PaCO2及PetCO2的影响(
±s) 指标CMV
PHC
TGI-2
TGI-4
, http://www.100md.com
TGI-6
F
P
ANOVA
PaCO2
(kPa)
6.06±0.06
10.5±2.53
6.94±0.80
5.49±1.85
4.71±0.49
28.6
, 百拇医药
0.0001
1,2,3
PetCO2
(kPa)
5.16±0.58
7.43±0.85
5.19±0.80
4.19±0.46
3.40±0.32
182.7
0.0001
1,2,3,4
, http://www.100md.com
%△PaCO2
27.4±13.5
44.8±6.45
52.1±6.37
14.9
0.0007
4
注：1.PHC组与CMV组比差异有显著意义；2.TGI-2组与PHC组比差异有显著意义;3.TGI-2组与TGI-6 组比差异有有显著意义；4.TGI-2组与TGI-4组比差异有显著意义
2.2 TGI对COPD呼衰患者呼吸力学及通气参数的影响 见表 2。
, 百拇医药
2.3 TGI对COPD呼衰患者血液动力学的影响 患者在CMV、PHC、TGI-2、TGI-4 和TGI-6 时MAP分别为 (11.4±1.40)、(12.3±1.24)、(11.5±1.17)、(11.8±1.18)、(11.7±1.24) kPa，各组之间比较差异无显著性意义(F＝2.44，P＝0.077)；HR分别为 (106.9±29.9)/min、(114.0±15.5)/min、(109.1±10.7)/min、(116.0±19.6)/min、(117.1±13.8)/min，各组之间比较差异亦无显著性意义(F值＝1.34，P＝0.286)。
表2 TGI对COPD呼衰患者气道压力及肺容量的影响(
±s) 指标CMV
PHC
, http://www.100md.com
TGI-2
TGI-4
TGI-6
F
P
ANOVA
Ppeak
(kPa)
2.73±0.93
1.99±0.90
2.23±0.91
2.39±1.04
, 百拇医药
2.42±0.96
20.3
0.0001
1,2,3
Ppause
(kPa)
1.43±0.64
1.08±0.52
1.42±0.84
1.44±0.66
1.47±0.68
3.85
, 百拇医药
0.0134
1,2,3,4
aw(kPa)
0.84±0.36
0.56±0.32
0.67±0.30
0.78±0.38
0.79±0.37
10.9
0.0001
1,2,3,4
, 百拇医药
PEEPi
(kPa)
0.15±0.13
0.14±0.13
0.26±0.15
0.39±0.17
0.48±0.17
75.1
0.0001
2,3,4
VT(ml)
440.8±71.0
, 百拇医药
320.5±59.2
321.6±58.6
320.9±60.2
319.6±60.2
837.0
0.0001
1
注：1.PHC组与CMV组比差异有显著意义；2.TGI-2组与PHC组比差异有显著意义；3.TGI-2组与TGI-6组比差异有显著意义；
4.TGI-2组与TGI-4组比差异有意义
3 讨 论
, 百拇医药
3.1 TGI装置及作用机制 依送气方式不同，TGI分为持续(在吸气和呼气相均送气)和时相TGI(仅在呼气相送气)两种，前者在应用时必须事先计算在每个呼吸周期内TGI在吸气相的送气量，以便在设定呼吸机潮气量时减去细导管的送气量，防止潮气量过大和肺过度充气。此方法无需特制的与呼吸机同步装置，简便易行，国外多数实验与临床研究均采取了此种方式[4，5]，持续TGI存在的弊端为；①存在肺过度充气的潜在危险，特别是在有呼吸道机械阻塞时，TGI导管也能很快吹入大量气体，导致气压伤；②整个呼吸周期内气管内均有气流，影响了用阻断呼吸通路的方法测量呼吸参数(PEEPi和平台压)的准确性并易在测定的瞬间导致气压伤。而时相TGI克服了上述不足。在本研究中，我们按TGI工作原理，将SIMENS Servo900C型呼吸机进行了改进，达到了呼气相送气的目的。
TGI主要作用是减少死腔通气，其理论依据为：VT＝VA+VD，而VD＝VDA+VDanp(VDA为肺泡死腔，VDanp为解剖死腔)，TGI降低VD的机制为①呼气末VDanp中充满高浓度的 CO2 气体，TGI的新鲜气体通过导管在呼气相时冲淡VDanp中的 CO2，减少了下一次吸气时进入肺泡的 CO2 降低了VDanp；②导管内较高流速的气体在导管尖端形成湍流，增加局部区域气体的混合，促进 CO2 的排出；导管气流使呼吸气流形态发生改变，从而影响气体在肺内的分布，有利于气体交换，加速 CO2 排出，VDA相对减少。可以看出，通过降低VD，在VT不变时可增加VA，或在VA不变时降低VT。
, 百拇医药
3.2 TGI对COPD呼吸衰竭者 CO2 的清除效果 本研究初步结果表明，TGI可显著降低COPD呼吸衰竭患者PaCO2及PetCO2 的水平，随TGI流量的增大，PaCO2 和PetCO2 降低幅度 亦增大，呈明显的流量依赖性。在VT降低约 30%，实施PHC情况下，以 2 L/min、4 L/min 和 6 L/min 的流量行TGI时PaCO2平均下降 27%、48% 和 52%，以 4 L/min 的流量吹气可在低VT通气时即可维持 PaCO2 在 6.0 kPa(45 mmHg)以下，提示TGI可明显增加COPD患者的肺泡通气，提高通气效率，降低VT从而减少对每分钟通气量的需要。
如前所述，TGI主要通过减少解剖死腔气，降低无效通气而发挥作用，正常潮气量机械通气时，VDanp占VD的比例相对较小，TGI减低VDanp的作用不明显，而在PHC时，由于VT明显减少，VDanp占VD的比例相对明显增大，更有利于TGI发挥疗效。我们的初步体会是，以 2～4 L/min 的流速行呼气相TGI即可产生较好的降低 PaCO2 的效果,6 L/min 吹气时 PaCO2 降低更为明显，但同时气道平台及气道平均压均有明显升高，本实验提示，4 L/min 的流速行TGI较为安全可靠。本研究中TGI气体中FiO2 与呼吸机相同，PaCO2 在TGI前后变化不显著。
, http://www.100md.com
3.3 TGI对气道压力和血流动力血的影响 实施PHC后，Ppeak、Ppause、
aw等指标均较CMV时有显著降低，但加用TGI后上述压力值均较基础值有显著增高，且压力值随吹气量的增加而增大，以Ppause、aw的升高为明显，与Kalton等人的研究结果一致[6]。一般认为，TGI流量达 2～6 L/min 即可使人或犬等大动物 PaCO2 显著降低，流量过大就会引起气道压明显增高等不良作用[4，5]。PEEPi主要是指由动态肺过度充气造成的呼气肺内压增高，多见于COPD及哮喘发作患者，它可影响血流动力学、增大呼吸功耗、并增加机械通气相关肺损伤的发生机率。该组患者在TGI前存在较低水平的PEEPi，加用TGI后PEEPi水平较前有所增加，TGI流速为 6 L/min 时可产生约 0.39～0.49kPa(4～5 cmH2O)的PEEPi。TGI导管使气管插管内径减小，呼气阻力增大以及TGI气流本身的阻力是产生PEEPi的主要原因。因此，当PEEPi明显时，应注意采取措施如延长呼气时间等减少PEEPi的影响。通过改造TGI导管如将其包埋于气管插管壁内也可克服上述问题。
, 百拇医药
TGI时患者MAP和HR均无明显变化，提示TGI对血流动力学无显著影响。
本研究成功地将自己建立的TGI技术应用于临床，取得了较好的效果，提示TGI作为一种较实用的机械通气辅助措施，可减少肺损伤的发生，有广阔的应用前途。当然，TGI技术也有待于进一步完善，主要是其安全性问题，诸如当有气道机械性阻塞时如何防止肺过度充气和避免肺内压骤然升高，TGI气体的湿化问题及长期应用TGI时对气管粘膜的损伤问题尚有待进一步解决。
(本研究得到生物医学工程中心曹德森工程师及急诊科沈 洪主任、黎檀实副主任医师大力支持，特致谢)
作者简介：张 波(1965-)，男，山东省淄博市人，1991年山东医科大学硕士毕业，济南军区总医院呼吸科副主任医师，军医进修学院97级博士研究生，导师刘又宁教授；发表论文20余篇。电话：(010)66937090
, 百拇医药 [参考文献]
[1]Nahum A,Shapiro RAdjuncts to mechanical ventilation[J].Clin Chest Med,1996,17(3);491-511
[2]Nahum A,Ravenscraft S,Adams AB, et al.Distal effects of tracheal gas insufflation :changes with catheter position and oleic acid lung injury[J].J Appl Physiol,1996,81(3);1121-1127
[3]RavenscraftSA,Shapiro RS,Nahum A,et al.Tracheal gas insufflation:catheter effectiveness determined by expiratory flush volume[J].Am J Respir Crit Care Med,1996,153:1817-1821
, http://www.100md.com
[4]Zakinthinos GN,Kotanidou A,Ysagris H,et al.Tracheal gas insufflation reduces tidal volume while PaCO2 maintained constant[J].Intensive Care Med,1994,20:407413
[5]Pizov R,Oppenheim A,Eidelman L,et al.Helium versus oxygen for traceal gas insufflation during mechanical ventilation[J].Crit Care Med,1998,26:290-295
[6]Kalton P,Umamaheswara Rao GS,Gallart L,et al.Permissive hypercainia with and without expiratory washout in patients with severe acute respiratory distress syndrome[J].Anesthesiology,1997,87(1):6-17.
收稿日期：2000-04-10； 修回日期：2000-05-24, http://www.100md.com