1、新生儿急性肺损伤和呼吸治疗进展,孙 波 复旦大学附属儿科医院上海市枫林路183号 200032021-54524666 x4038,呼吸治疗技术发展,肺表面活性物质：早产儿RDS吸入NO: 足月儿低氧性呼吸衰竭和持续肺动脉高压(胎粪吸入，感染)机械通气：CPAP+常频+高频抗感染：洗手，手油膏，药物营养：肠道，肠道外无创检查：心，脑，肺，消化,90年代的北美和欧洲,普及Surfactant, steroids (pre-, post-natal)试验NO inhalation, PLV增加CPAP, HFOV减少ECMO- 2000-2006 -普及NO inhalation, CPAP减少
2、postnatal steroids探索NO预防BPD/CLD, CPAP+PSV,急性肺损伤-发生机制: 新线索、新见解,通气模式：CPAP vs. CMVSIMV vs. SIMV+PSV氧疗：高氧 vs. 常氧 vs. 低氧Surfactant vs. NO inhalation长期随访对出生后早期干预的反馈指导,急性肺损伤-定义和诊断标准,急性肺损伤: 累及双侧肺实质(小气道和肺泡)的炎症性伤害导致氧合障碍,急性起病并进行性加重,发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)病理生理：可以因高血管通透性、炎症性渗出、肺表面活性物质功能抑制、通气-灌流障碍、肺内分流等，导致继发性肺动脉高压和持续低
3、氧性呼吸衰竭，可合并多脏器功能衰竭,新生儿急性肺损伤-定义和诊断标准 ？,早产儿：RDS足月儿急性肺损伤：出生后两肺弥漫性炎症损伤伴持续低氧血症，进行性加重，出现严重呼吸窘迫，RDS，ARDS-like足月儿RDS：窒息后肺累及出现低氧性损害新生儿肺炎，呼吸机相关性肺炎(VAP)先天性肺表面活性物质蛋白缺乏,急性肺损伤-病因,肺发育不成熟，表面活性物质缺乏 过度气道正压机械牵张肺泡 过氧化损伤和再氧化损伤 吸入 感染 低氧,表面活性物质相对缺乏 持续低氧导致肺内小动脉痉挛，肺血流显著下降，通气-灌流失调 物理、化学、生物等因素影响肺巨噬细胞、组织细胞释放促炎症介质 高氧造成组织细胞蛋白过氧化变
4、性和功能改变，诱发炎症和水肿 病原体直接在肺组织细胞繁殖感染，释放毒素侵袭组织细胞,急性肺损伤-发生机制,新概念,出生后复苏，早产儿，压力损伤气道黏膜上皮，不可逆损伤氧疗，浓度低也会导致过氧化损害，建立安全监测制度，氧浓度监测，SpO2安全范围呼吸机，正压通气会导致肺炎，加高氧治疗不良反应首先损害肺，也损害脑窒息后持续肺血管痉挛导致肺通气-灌流失调，应使用选择性肺血管扩张剂，如吸入 NO,新概念,严重低氧血症时，肺直接暴露于高氧，其它脏器低氧状态，导致脏器损害及组织重塑严重炎症反应综合征(SIRS)也会导致多脏器过氧化损害和功能障碍肺可以成为多脏器损害的始动器官，控制肺部病变可以避免多脏器损害
5、,呼吸治疗技术应用的困难和对策,医务人员接受和掌握程度家属的受教育和经济程度行政领导的判断决策能力可持续发展量力而行，循序渐进，跳跃发展新生儿医学的提升可以带动儿科各专业和产科发展,10,20,30,3,6,9,weeks,Birth,months,肺发育阶段,A C: 4 weeks D E: 5 weeksF: 6 weeks G: 8 weeks,胎儿肺泡面积增加与肺容量增加成正比,新生儿呼吸参数,频率：40 60次/分潮气量：6 8 mL/kg吸气时间：0.3 0.5 s死腔：2 ml/kg功能余气量：25 30 ml/kg残余气量：10 15 ml/kg氧浓度：保持SpO2 88%
6、95%,新生儿呼吸参数,PIP: - 15 20 cmH2O (正常-中度呼吸困难) - 20 25 cmH2O (中-重度呼吸困难) - 25 30 cmH2O (重度呼吸困难),PEEP: - 0 2 cmH2O (无-轻度肺扩张困难) - 3 6 cmH2O (中度肺扩张困难) - 5 10 cmH2O (重度肺扩张困难，持续低氧血症),呼吸机治疗的主要参数设置,自主呼吸呼吸机通气频率胸腔负压气道长短节律齐/不齐齐/不齐潮气肺体积肺体积分钟通气量通气/灌流氧和二氧化碳代谢率,Evolution of oxygen requirement in the two forms of CLD,慢
7、性肺损伤-病因,炎症与感染过氧化损害正压机械通气肺不成熟，发育停滞,Principles of formation of secondary septa,肺泡原生隔，双层血管肺泡次生隔，单层血管肺泡血管形成,生长因子KGF, HGF, IGFVEGF, (TGF-1),慢性炎症诱发组织细胞金属蛋白酶活跃，纤维化；新型支气管肺发育不良(New BPD)内源性肺表面活性物质合成障碍继发性肾上腺皮质功能低下免疫反应与生长因子调节紊乱营养与组织修复功能，全身性疾病的一部分,慢性肺损伤-发生机制,主要内容,肺发育生理和病理生理概述呼吸机原理持续气道正压通气(CPAP)肺表面活性物质及新应用指征研究肺动脉
8、高压与吸入一氧化氮(NO)治疗氧疗,Embryonic lung development,From week 22 of gestation pulmonary gas exchange becomes theoretically possible,A: NormalB: Air flow limitation as seen in BPD,新的临床研究,CPAP预防和救治RDS，肺损伤和脑损伤较少出现发育期脑损伤肺表面活性物质治疗早产儿呼吸窘迫，足月儿胎粪吸入吸入NO治疗RDS-BPD-CLD, 预防炎症损伤HFOV+iNO, CPAP+iNO,机械通气的临床目的,改善肺的气体交换缓解呼吸窘
9、迫改善压力-容积关系其他 - 保障应用镇静剂和肌松剂的安全 - 降低颅内压 - 维持胸壁稳定性有利于肺和气道的愈合,人工呼吸机基本结构,主 机,电 源,减压器,高压氧,高压气,滤湿器,空/氧混合器,湿化器,雾化器,监测,病 人,呼 气,呼吸机使用方法,原则：先准备及试机，然后用于病人上机前准备：气管插管，各种管道联接湿化器及过滤器准备呼吸机各单元安装无误试机：打开电源气源，设定参数，定标将呼吸机送气接口与病人联接血气分析及通气参数的调整,呼吸机常规参数的设置,通气模式呼吸频率(f)吸气时间(Ti)或吸呼比(I:E)触发敏感度,供氧浓度呼气末正压潮气量(VT)湿化器温度报警设置,呼吸机通气模式,
10、定压通气 (PCV)定容通气 (VCV)辅助/控制通气 (A/C)同步间歇指令通气(SIMV)或间歇指令通气(IMV)压力调节容量控制通气 (PRVC)压力支持通气(PSV)持续气道正压通气 (CPAP),Servo-i呼吸机通气模式,定压通气 (PCV, 辅助/控制通气 (A/C)定容通气 (VCV)同步间歇指令通气(SIMV-PC+PSV)同步间歇指令通气(SIMV-VC+PSV)压力调节容量控制通气 (PRVC)压力支持通气(PSV)持续气道正压通气 (CPAP),通气量控制,定压通气 (PCV), 监测潮气(VT)定容通气 (VCV), 监测气道压力(PIP, MAP)辅助/控制通气
11、(A/C), 多用触发同步间歇指令通气(SIMV+PSV)同时应用压力调节容量控制通气 (PRVC)压力支持通气(PSV)持续气道正压通气 (CPAP),呼吸机通气模式转换,上机阶段利用自主呼吸,采用触发同步通气定压通气辅助/控制通气 (A/C) (PRVC)同步间歇指令通气(SIMV+PSV)撤机阶段同步间歇指令通气(SIMV+PSV)(PSV+CPAP)持续气道正压通气 (CPAP),新概念：脑保护策略,没有只能用定压通气的说法尽量利用自主呼吸，使用触发同步通气适当给于镇静剂，避免脑血流剧烈波动一般不用肌松剂监测每分钟通气量，保持PaCO2稳定迅速降低PaCO2，脑血流迅速下降，会导致继发
12、性脑缺血损伤控制肺部炎症少用/不用糖皮质激素,肺通气量,潮气量(VT) - 儿童: 5-7 ml/kg - 足月儿: 6 8 ml/kg - 早产儿: 4-6 or 8-10 ml/kg呼吸频率 (f) 和比值 (I:E)每分通气量(MV): VT x f = ml/min每分肺泡通气量: (VT-VD) x f = ml/min,新概念：同步化通气,设置通气频率低于实际测定(预期)频率当PaCO2过高，刺激呼吸中枢，呼吸加强加快，通气频率增加，每分钟通气量增加，PaCO2降低脑血流稳定，避免脑损伤肺泡扩张适当，避免肺损伤有利于观察脑水肿程度和恢复，四肢活动及对称程度反映大脑皮层抑制解除,生理
13、死腔=解剖死腔+肺泡死腔,通气压力,气道峰压（PIP）基线压（baseline pressure)平台压或停顿压（plateau pressure, pause pressure)呼气末正压（PEEP）平均气道压（MAP） MAP = (PIP PEEP) Ti / (Ti + Te) + PEEP,通气流量,主供气流量设定流量和实测流量峰流量偏流双气流,气流切换,时间切换容量切换流量切换,PCV时压力、流量变化,t,t,P,F,VT,PIP,PEEP,VCV时压力、流量变化,t,t,P,F,Pause,PIP,PEEP,IT,VTFIT,PCV模式通气：A，正常肺B，顺应性下降C，气道阻力增
14、加,Pressure and flow patterns of pressure-regulated volume control,Comparison of ventilator waveforms:A: sine wave B: square wave,压力控制通气（PCV）,容量控制通气（VCV）,压力调节容量控制通气 (PRVC),正常肺顺应性下降气道阻力增加,通气效果的判断,氧合指数（OI） OI = Fi O2 MAP 100 /PaO2 正常OI： 300,通气参数调整,排除下列因素气道阻塞，气漏，脱管，肺不张心衰，休克，高热，疼痛低氧血症提高: FiO2 ，平均气道压，吸气时间
15、高碳酸血症提高: 潮气量，每分通气量; 降低I:E,呼吸机参数改变对血气的影响,高频通气,高频正压通气 (high-frequency positive-pressure ventilator, HFPPV)高频喷射通气 (high-frequency jet ventilator, HFJV)高频震荡通气 (high-frequency oscillatory ventilator, HFOV),优点：气道插管和气管分叉处的压力可以较高，但在肺泡水平的压力则显著降低,高频正压通气(HFPPV),高频振荡通气(HFOV),高频喷射通气 (HFJV),经鼻气管插管,ID = ages/4+4,E
16、T tip,气管插管口径,机械通气适应症,呼吸衰竭：呼吸、神经肌肉及心血管疾病多脏器衰竭：MODS，心肺复苏其他疾病：上呼吸道梗阻，胸部手术或外伤 颅内高压症血气分析：PaO2 6.7 kPa,机械通气相对禁忌症,存在气漏或潜在危险： 气道阻塞，气胸，肺大泡气管内异物未取出前,机械通气并发症,新生儿危重呼吸衰竭,21家新生儿ICU调查8个月危重呼吸衰竭：1234/8646 (14.3%), 66.6%早产, 15.8% SGA58%90%2吸入NO治疗肺动脉高压成功率90，协助全国多家儿童医院开展研究3肺表面活性物质治疗RDS：区域全国指导4血液净化(CRRT)：新生儿救治成功5小婴儿纤维支气
17、管镜, 小婴儿肺功能6 手术后存活 90%,CPAP治疗新生儿早期呼吸衰竭,维持功能残气量降低气道阻力提高肺顺应性调节呼吸频率减少呼吸暂停,改善氧合保持表面活性物质减少肺损伤和炎症反应减少能量消耗减少机械通气需要,CPAP的作用,双鼻道CPAP比经气管插管CPAP疗效好双鼻道CPAP 与单鼻道相比，可减少再插管的机率合适压力尚无定论更多情况下需要较高压力 ( 5 cm H2O)部分婴儿需要CPAP压力达10 12 cm H2O不建议使用较低压力,CPAP管理,呼吸暂停呼吸衰竭FiO2 60 % ?排除以下因素 - CPAP鼻导管位置不正确 - 鼻腔堵塞 - 口唇未紧闭 - 颈部扭曲 - CPA
18、P压力不够（必要时可10 cm H2O）,CPAP应用失败原因分析,Three methods for delivery of CPAP,CPAP仪,新型CPAP仪 优点：氧浓度、压力可调节 可加温、湿化 呼吸管理的基本手段 减少气道插管机械通气的需要目前新生儿呼吸治疗的趋势,病例和方法,1、n-CPAP组：42例 Neonatal CPAP Flow System， 英国2、b-CPAP组：28例， 水封瓶简易CPAP3、压力：3 4 cmH2O4、FiO2：n-CPAP 组: 25 50 % b-CPAP 组: 100 %,结 果,n-CPAP组b-CPAP组时间 4.1（1-11） 3.
19、8（1-8）天改善 86%(36/42 例) 66%(21/32 例)机械通气 24% (12/42 例) 34%(11/32 例),4、并发症n-CPAP组：没有发生气漏b-CPAP组：7 例发生气漏5、预后 (死亡率)n-CPAP组：12% (5/42 例)b-CPAP组：12.5% (4/32 例),结 果,肺表面活性物质缺乏-历史的回顾,Mary Ellen Avery,对作者有影响的学者,1950s 在Johns Hopkins 医学院:George Anderson 和Peter Gruenwald：早产儿第一天肺疾病常见死因是肺不张和透明膜病Gruenwald (1947): 由
20、于高表面张力的存在，必须有足够高的压力才能使肺泡撑开，使空气象瑞士奶酪那样聚集于肺中。,对作者有影响的学者,Richard Pattle（英国，1950s）： 肺透明膜的形成机理： a. 血浆； b. 其它物质在肺泡腔内形成衬里；推断肺内有降低表面张力的物质： a. 可能来自肺泡； b. 保持低的液体表面张力； c. 缺乏时可能导致肺不张。,对作者有影响的学者,John Clements：设计了Wilhelmy 膜天平： 研究气液界面间表面积与表面张力动态变化的关系，指出肺容积大表面张力高，肺容积小表面张力接近零；命名肺泡气液界面降低表面张力的物质为“肺表面活性物质”；肺表面活性物质主要作用为
21、抗肺不张； 美国科学院院士（1991）,对作者有影响的学者,在Harvard： Mead：研究设计（从新生儿肺提取物研究表面活性物质）；Boston 妇产科医院：新生儿尸解证实为HMD和非HMD的肺组织；用膜天平测量肺组织匀浆中表面活性物质的表面张力，HMD较高。,I型和II型肺泡上皮细胞特点,I型II型形状扁平立方微绒毛无有板层小体无有占肺内细胞8 10%15%覆盖肺泡面积95%90可再利用表面活性的产生主要为饱和磷脂（DSPC）,The biologic life cycle of pulmonary surfactant,管状髓样物，晶格网状Tubular myelin,Effects
22、of an extract of porcine lung lavage on pulmonary mechanics and function in endotoxin-injured rats,PS分泌合成作用下降PS再循环途径的阻断肺泡腔内液体转运障碍导致肺泡水肿 PS灭活：胎粪、肺泡腔内血浆蛋白等,肺表面活性物质缺乏,肺表面活性物质-指征,新生儿呼吸窘迫综合征（RDS）胎粪吸入综合征肺炎、呼吸衰竭急性肺损伤、ARDS开胸和肺移植手术后呼吸衰竭先天性膈疝,预防RDS：出生体重100 ppb,吸入NO的肺内作用机制,吸入一氧化氮的不良反应,与O2反应- 生成NO2- 生成亚硝酸根与过氧化物
23、反应- 生成硝基阴离子与金属离子反应- 生成高铁血红蛋白等与亲核基团反应- 生成亚硝基硫醇、亚硝胺,一氧化氮气体,铝合金钢瓶 5，8，12，20，48升特殊内壁处理，避免氧在缝隙中残留高纯氮气稀释NO原料气(5%)NO = 1000 50 ppm (0.1%)NO2 10 ppm压力 = 10 15 mPa (100 150 bar),精确配制气体特殊容器极低杂质气体稳定性安全管理,供气装置和流量控制系统减压阀门流量控制器气体浓度监测废气排除,医用NO气体,NO的呼吸机给气方式,呼吸机气体混合器接入，间断供气呼吸机湿化器前接入，间断供气呼吸机湿化器后接入，连续供气面罩内连续供气,临床条件,应用
24、西门子300/NO呼吸机作为主要设备，自制NO流量控制器为辅助设备可以和高频通气技术联合应用床旁NO/NO2浓度监测仪，随时定标NO经管道排出室外监测高铁血红蛋白，尿亚硝酸根，出凝血时间,NO供气装置可以保证各种呼吸机安全供气,NO剂量估算,1. 浓度钢瓶浓度: 1,000 ppm治疗浓度：20 ppm, 稀释50倍呼吸机通气量：1 L/minNO流量：20 mL/min, 达到稀释50倍目的,NO剂量估算,2. 时间 (x时间h=累积暴露量)40 ppm: 48 h改变呼吸机通气量：检测NO浓度,NO安全性监测,NO = 2 201 ppm(最高80 ppm)NO2 3 ppmMetHb 1
25、0，可以提高氧浓度0.1 0.2补偿,吸入NO技术疗效要点,低氧血症：FiO20.6, SpO27 d疗效：FiO2下降0.3，SpO285%，PaO2 50 mmHg，PAP/SAP80，PaO250mmHg，SpO2 85常规通气治疗2小时以上新生儿PPHN（经多普勒彩超及临床检查指标)复杂先天性心脏病合并肺动脉高压 ALI/ARDS体重小于1000g早产儿慎用，需排除颅内出血,气胸、肺出血等其它因素导致的呼吸衰竭。肺出血有出血性疾病或出血倾向伴有严重贫血,NO临床禁忌征,iNO对不同胎龄PPHN的影响,34周新生儿 -显著改善氧合，提高生存率 -不增加神经系统后遗症发生率80%，存活率70%,吸入NO后体动脉及肺动脉压力变化,先心病手术后肺动脉高压,1998-2002年 37例治疗结果： 痊愈：29例 好转：2例 死亡：6例,第一例吸入NO治疗的先心病肺动脉高压患儿，随访一年后情景,Thank you!,
