气体流量和气道正压对连续气流通气犬气体交换的影响
作者：张宗泽 杜朝晖 王焱林 万德宁 李建国
单位：张宗泽 杜朝晖 王焱林 万德宁 李建国(湖北医科大学附二医院麻醉科 武汉430071)
关键词：连续气流通气；流量 气道正压；气体交换
990352
摘 要 为观察不同气体流量对连续气流通气(CFV)犬气体交换的影响，选用健康杂种犬9种，在全麻肌松下，设置气道压(Paw)为3cmH2O，三种不同气体流量进行CFV，每种气体流量维持30分钟后抽取股动脉血、肺动脉血(混合静脉血)作血气分析，并根据标准分流公式计算肺内分流率。结果显示，CFV时，保持一较低气道正压能在较低气体流量下维持有效肺气体交换，通气流量大小与PaCO2有较密切关系。
连续气流通气(Constant flow Ventilation,CFV)是一种将氧气或新鲜气体经导管直接输送到左、右支气管的呼吸支持技术。近十几年来，国内外学者对CFV进行了深入的研究，但在气道开放情况下，要保持PaCO2在生理范围，气流量常高达10～16L.min-1[1～3]。本实验采用三种较低气体流量及较低气道正压进行CFV，以观察CFV对犬肺气体交换和肺内分流的影响。
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1 材料和方法
1.1 材料
选用健康杂种犬9只，雌雄不限，体重12.11±1.85kg，实验前禁食12小时。
1.2 方法
1.2.1 实验前准备 肌注氯胺酮5mg.kg-1，犬安静后仰卧位固定于手术台。静注戊巴比妥钠20～35mg.kg-1、潘库溴铵0.15mg.kg-1，气管插管后接呼吸机行间歇正压通气，气管导管近端连接气体采样管，连续监测呼气末二氧化碳分压(PETCO2)。调节潮气量及频率使PETCO2在4.60～5.33kpa范围。监测肢导心电图，经股动脉插管连续监测动脉压和采集动脉血气标本。经颈静脉插入5F Swan-Ganz漂浮导管监测中心静脉压，肺动脉压，肺毛细血管楔嵌压，并以热稀释法测定心输出量，抽取肺动脉血作混合静脉血血气分析。实验中以乳酸林格氏液3ml.kg-1.h-1维持静脉点滴，保持体温于37℃左右，按需追加潘库溴铵维持肌松，消除自主呼吸和胸廓运动对CFV的影响。
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1.2.2 CFV装置 二根长50cm、内径2.0mm、外径3.5mm的聚乙烯通气导管，远端穿过与气管导管相连的“丫”形接头，经气管导管进入左右支气管，其尖端均置于隆突下约2cm。听诊证实后，稳妥固定。近端经三通管与呼吸机气体流量计相连。“丫”表接头接一30cm长螺纹管，CFV时将螺纹管末端置于水面下3cm处以保持气道正压。
1.2.3 观察指标 动脉血及混合静脉血血气分析，血常规、心率平均动脉压、肺动脉压、肺毛细血管楔嵌压。
1.2.4 实验过程 常频通气30分钟，FiO2定为0.5，保持PETCO2在4.60～5.33kpa范围，取血样测血气，作为对照组。然后转换为CFV，保持气道内压为3cmH2O，并以三种气体流量分别为0.6L.kg-1.min-1、0.8L.kg-1.min-1、1.0L.kg-1.min-1进行实验。每种流量维持30分钟后测所有指标，复改为常频通气30分钟，使PETCO2恢复至4.60～5.33kpa，然后再进行下一流量CFV，直至三种流量实验完毕。
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1.2.5 统计学处理 各指标均值和标准差(
±S)表示。统计学处理采用方差分析和q检验，P<0.05表示有显著性意义。
2 结果
2.1 气体流量对血气的影响见表1。由表1可见，随流量的增加，PaCO2呈下降趋势，流量1.0L.kg-1.min-1与0.6L.kg-1.min-1比较，PaCO2显著降低(P<0.05)。
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表1 CFV及IPPV时血气改变(±S,n=9)
IPPV
CFV.Paw=3cmH2O
0.6
0.8
1.0
pH
7.36±0.03
7.35±0.02
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7.23±0.01
7.37±0.02
HCO-3
22.4±3.0
22.2±2.1
23.0±2.3
22.8±2.5
PaO2
21±4
17±5
18±4
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PaCO2
5.30±0.24
6.05±0.33
5.94±0.31
5.67±0.34*
注：与流量为0.6L.kg-1.min-1比较，*P<0.05
2.2 气道内压及流量对肺内分流率的影响见表2。与IPPV比较，CFV时
s/t显著升高(P<0.01)，但仍在允许范围内。 表2 CFV及IPPV的s/t(%,±S,n=9)
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Q
Paw3cmH2O
IPPV
0.6(L.kg-1.min-1)
9.1±1.9*
0.8(L.kg-1.min-1)
9.0±1.8*
2.6±1.3
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1.0(L.kg-1.min-1)
8.5±1.3*
注：与IPPV比较，*P<0.01
3 讨论
连续气流通气(CFV)作为一种有效的通气方式，有关学者进行了大量研究。Lehnrt等[1]认为CFV能充分降低死腔，扩大弥散面积。Watson[2]提出了CFV时气体输送的三区模型，一区为射流再循环区，位于最接近喷射气流处，通过双向对流完成气体轴向输送；二区为涡流输送区，通过由喷射气流产生的涡流弥散完成气体输送；三区为外周区，位于广泛的外围小气道，气体输送通过分子弥散和由心源性振动[3]产生的增强扩散完成。
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CFV期间流量对气体交换的影响十分明显。Slutsky[4]和Watson[5]发现，随着流量的增加犬肺泡通气呈线性增加，PaCO2逐渐降低。本实验表明，由于附加一气道正压，当采用较低流量时，PaCO2仍能保持在正常范围，随着流量的增加，PaCO2逐渐降低。
CFV虽能维持正常的PaCO2，但通气灌流比例失调多有报道[6～9]。其原因主要是CFV时肺膨胀的局部差别即肺膨胀不均所致。CFV时肺叶间、肺叶内均存在压力及容量差别，在流量高时尤甚。本实验采用较低流量并附加一气道正压，结果表明s/t虽比IPPV时高，但仍在正常范围。说明此举有助于气体在肺内均匀分布，可使小支气管及肺泡持续开放，外围气道及肺泡功能残气量增加，肺容量适度增加，气道阻力相对下降，有助于肺叶间、叶内均匀通气，增加了气体弥散面积，从而降低肺内分流率，改善
A/失调。
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CFV期间，影响气体交换的因素还有通气导管顶端位置、气体的物理性质、心源性振动等。如何进一步降低肺内分流率，改善通气血流比例失调，维持适当的CO2排出，找出较佳的流量和气道内压组合，还需进一步实验探索。
参考文献
1 Lehenrt BE, G Oberdorster, et al. Constant flow ventilation in apneic dogs. J Appl Physiol, 1982,52:483～489.
2 Watson JW, Burwen DR, et al. Effect of flow rate on blood gases during constant flow ventilation in dogs. Am-Rev-Respir-Dis. 1986,133(4):626～629.
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3 王焱林.连续气流通气对急性肺损伤犬气体交换影响的实验观察.中华麻醉学杂志，1988，8(4)：219～222.
4 Slutsky AS et al. Gas mixing by cardiogenic oscillations a quantitative theoretical analysis. J Appl Phgsiol, 1987,62(2):513～519.
5 Watson J et al. Gas exchange during constant flow ventilation with different gases. Am-Rev-Respir-Dis. 1987,136(2):513～519.
6 Suhumacker PT, Samsel RW et al. Gas density dependence of regional VA/V andA/ inequality during constant flow ventilation. J Appl Physiol. 1989,66(4):1722～1729.
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7 Suhumacker PT, Sznajder JI et al. Ventilation-perfusion inequality during constant-flow ventilation. J Appl Physiol, 1987,62(3):1255～1263.
8 Suhumacker PT, Solway J et al. Lobar contribution toA/ inqulity during constant-flow ventilation. J Appl Physiol. 1988, 65(5):2132～2137.
9 Vettermann J, Brusasco V et al. Gas exchange and intrapulmonary distribution of ventilation during constant-flow ventilation. J Appl Physiol. 1988,64(5):1864～1869.
收稿日期：1999-04-23, 百拇医药
单位：张宗泽 杜朝晖 王焱林 万德宁 李建国(湖北医科大学附二医院麻醉科 武汉430071)
关键词：连续气流通气；流量 气道正压；气体交换
990352
摘 要 为观察不同气体流量对连续气流通气(CFV)犬气体交换的影响，选用健康杂种犬9种，在全麻肌松下，设置气道压(Paw)为3cmH2O，三种不同气体流量进行CFV，每种气体流量维持30分钟后抽取股动脉血、肺动脉血(混合静脉血)作血气分析，并根据标准分流公式计算肺内分流率。结果显示，CFV时，保持一较低气道正压能在较低气体流量下维持有效肺气体交换，通气流量大小与PaCO2有较密切关系。
连续气流通气(Constant flow Ventilation,CFV)是一种将氧气或新鲜气体经导管直接输送到左、右支气管的呼吸支持技术。近十几年来，国内外学者对CFV进行了深入的研究，但在气道开放情况下，要保持PaCO2在生理范围，气流量常高达10～16L.min-1[1～3]。本实验采用三种较低气体流量及较低气道正压进行CFV，以观察CFV对犬肺气体交换和肺内分流的影响。
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1 材料和方法
1.1 材料
选用健康杂种犬9只，雌雄不限，体重12.11±1.85kg，实验前禁食12小时。
1.2 方法
1.2.1 实验前准备 肌注氯胺酮5mg.kg-1，犬安静后仰卧位固定于手术台。静注戊巴比妥钠20～35mg.kg-1、潘库溴铵0.15mg.kg-1，气管插管后接呼吸机行间歇正压通气，气管导管近端连接气体采样管，连续监测呼气末二氧化碳分压(PETCO2)。调节潮气量及频率使PETCO2在4.60～5.33kpa范围。监测肢导心电图，经股动脉插管连续监测动脉压和采集动脉血气标本。经颈静脉插入5F Swan-Ganz漂浮导管监测中心静脉压，肺动脉压，肺毛细血管楔嵌压，并以热稀释法测定心输出量，抽取肺动脉血作混合静脉血血气分析。实验中以乳酸林格氏液3ml.kg-1.h-1维持静脉点滴，保持体温于37℃左右，按需追加潘库溴铵维持肌松，消除自主呼吸和胸廓运动对CFV的影响。
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1.2.2 CFV装置 二根长50cm、内径2.0mm、外径3.5mm的聚乙烯通气导管，远端穿过与气管导管相连的“丫”形接头，经气管导管进入左右支气管，其尖端均置于隆突下约2cm。听诊证实后，稳妥固定。近端经三通管与呼吸机气体流量计相连。“丫”表接头接一30cm长螺纹管，CFV时将螺纹管末端置于水面下3cm处以保持气道正压。
1.2.3 观察指标 动脉血及混合静脉血血气分析，血常规、心率平均动脉压、肺动脉压、肺毛细血管楔嵌压。
1.2.4 实验过程 常频通气30分钟，FiO2定为0.5，保持PETCO2在4.60～5.33kpa范围，取血样测血气，作为对照组。然后转换为CFV，保持气道内压为3cmH2O，并以三种气体流量分别为0.6L.kg-1.min-1、0.8L.kg-1.min-1、1.0L.kg-1.min-1进行实验。每种流量维持30分钟后测所有指标，复改为常频通气30分钟，使PETCO2恢复至4.60～5.33kpa，然后再进行下一流量CFV，直至三种流量实验完毕。
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1.2.5 统计学处理 各指标均值和标准差(
±S)表示。统计学处理采用方差分析和q检验，P<0.05表示有显著性意义。2 结果
2.1 气体流量对血气的影响见表1。由表1可见，随流量的增加，PaCO2呈下降趋势，流量1.0L.kg-1.min-1与0.6L.kg-1.min-1比较，PaCO2显著降低(P<0.05)。
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表1 CFV及IPPV时血气改变(
±S,n=9)IPPV
CFV.Paw=3cmH2O
0.6
0.8
1.0
pH
7.36±0.03
7.35±0.02
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7.23±0.01
7.37±0.02
HCO-3
22.4±3.0
22.2±2.1
23.0±2.3
22.8±2.5
PaO2
21±4
17±5
18±4
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PaCO2
5.30±0.24
6.05±0.33
5.94±0.31
5.67±0.34*
注：与流量为0.6L.kg-1.min-1比较，*P<0.05
2.2 气道内压及流量对肺内分流率的影响见表2。与IPPV比较，CFV时
s/t显著升高(P<0.01)，但仍在允许范围内。 表2 CFV及IPPV的s/t(%,±S,n=9), 百拇医药
Q
Paw3cmH2O
IPPV
0.6(L.kg-1.min-1)
9.1±1.9*
0.8(L.kg-1.min-1)
9.0±1.8*
2.6±1.3
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1.0(L.kg-1.min-1)
8.5±1.3*
注：与IPPV比较，*P<0.01
3 讨论
连续气流通气(CFV)作为一种有效的通气方式，有关学者进行了大量研究。Lehnrt等[1]认为CFV能充分降低死腔，扩大弥散面积。Watson[2]提出了CFV时气体输送的三区模型，一区为射流再循环区，位于最接近喷射气流处，通过双向对流完成气体轴向输送；二区为涡流输送区，通过由喷射气流产生的涡流弥散完成气体输送；三区为外周区，位于广泛的外围小气道，气体输送通过分子弥散和由心源性振动[3]产生的增强扩散完成。
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CFV期间流量对气体交换的影响十分明显。Slutsky[4]和Watson[5]发现，随着流量的增加犬肺泡通气呈线性增加，PaCO2逐渐降低。本实验表明，由于附加一气道正压，当采用较低流量时，PaCO2仍能保持在正常范围，随着流量的增加，PaCO2逐渐降低。
CFV虽能维持正常的PaCO2，但通气灌流比例失调多有报道[6～9]。其原因主要是CFV时肺膨胀的局部差别即肺膨胀不均所致。CFV时肺叶间、肺叶内均存在压力及容量差别，在流量高时尤甚。本实验采用较低流量并附加一气道正压，结果表明
s/t虽比IPPV时高，但仍在正常范围。说明此举有助于气体在肺内均匀分布，可使小支气管及肺泡持续开放，外围气道及肺泡功能残气量增加，肺容量适度增加，气道阻力相对下降，有助于肺叶间、叶内均匀通气，增加了气体弥散面积，从而降低肺内分流率，改善A/失调。, http://www.100md.com
CFV期间，影响气体交换的因素还有通气导管顶端位置、气体的物理性质、心源性振动等。如何进一步降低肺内分流率，改善通气血流比例失调，维持适当的CO2排出，找出较佳的流量和气道内压组合，还需进一步实验探索。
参考文献
1 Lehenrt BE, G Oberdorster, et al. Constant flow ventilation in apneic dogs. J Appl Physiol, 1982,52:483～489.
2 Watson JW, Burwen DR, et al. Effect of flow rate on blood gases during constant flow ventilation in dogs. Am-Rev-Respir-Dis. 1986,133(4):626～629.
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3 王焱林.连续气流通气对急性肺损伤犬气体交换影响的实验观察.中华麻醉学杂志，1988，8(4)：219～222.
4 Slutsky AS et al. Gas mixing by cardiogenic oscillations a quantitative theoretical analysis. J Appl Phgsiol, 1987,62(2):513～519.
5 Watson J et al. Gas exchange during constant flow ventilation with different gases. Am-Rev-Respir-Dis. 1987,136(2):513～519.
6 Suhumacker PT, Samsel RW et al. Gas density dependence of regional VA/V and
A/ inequality during constant flow ventilation. J Appl Physiol. 1989,66(4):1722～1729., 百拇医药
7 Suhumacker PT, Sznajder JI et al. Ventilation-perfusion inequality during constant-flow ventilation. J Appl Physiol, 1987,62(3):1255～1263.
8 Suhumacker PT, Solway J et al. Lobar contribution to
A/ inqulity during constant-flow ventilation. J Appl Physiol. 1988, 65(5):2132～2137.9 Vettermann J, Brusasco V et al. Gas exchange and intrapulmonary distribution of ventilation during constant-flow ventilation. J Appl Physiol. 1988,64(5):1864～1869.
收稿日期：1999-04-23, 百拇医药