1、高频通气High frequency oscillatory ventilation (HFOV),PICU,Shanghai Childrens Medical Center,Copyright by PICU of SCMCThank you for your cooperation,HFOV,高频通气,高频通气的历史高频通气的定义高频通气的分类高频通气和气体交换原理高频通气原理和优点高频应用文献复习高频通气参数根据血气调整参数高频通气的适应证高频通气的撤机高频通气的并发症高频通气的监护,高频通气的历史,1915年，Henderson和Chillingworth在理论上描述了快频率的人工通
2、气可以改善气体交换。1952年, Emerson设计了第一台人工高频通气设置，并将它应用于临床。,高频通气的历史,1972年, Lunkenheimer描述了临床应用HFOV的经验，当时设定频率为常频通气2-3倍。US匹兹堡大学是HFOV的起源地。直到1984年高频通气开始在新生儿中应用。,高频通气的定义,最初：人工通气频率为常频通气的2-3倍。Slutsky：人工通气频率为常频通气的4倍。通气机输送的潮气量（VT）小于死腔容量。对于儿科病人设定的频率通常 150 /min。,高频通气分类,高频正压通气（HFPPV）：与CMV通气方式类似，频率可达60-120次/分。高频喷射通气（HFJV）：
3、通过极快流速的持续/间断气流在高频率相下达到通气方式。高频振荡通气（HFOV）：通过不同方式使进入气道内的气流发生快速振荡性输送到达气道并进行运动而达到通气的目的。,高频通气分类,HFV-A (主动呼气方式): sensormedics 3100A&B 1. 呼气相主动抽吸出气体。 2. 可以减少气道陷闭和iPEEP。HFV-B (被动呼气方式): Bennell Jet呼吸机 1. 呼气相被动呼出气体，依赖胸肺弹性回缩力。 2. 容易导致气道陷闭和iPEEP。,HFOV分类,Sensormedics 3100A 1995年经US FDA批准, 应用于新生儿和体重 35 Kg的儿童和成人。,H
4、FOV振荡方式,声波-隔膜振荡方式 (loud sperker) 活塞（piston）驱动方式 气流切割（flow interrupt）方式,HFOV通气和气体交换的原理,肺内大量混合气体的放大通气作用 ： HFOV通气时进入与排出气道内的气体在瞬间是极快的，肺内始终充满着新鲜气流并供应肺进行气体交换 ，这就是气体交换的放大效应。,HFOV通气和气体交换的原理,侧壁气体分子弥散和尖状气流的形成 HFOV的气流输送过程中，产生与CMV钝状气流不同的尖状气流，而到达最终肺泡部位可交换气体量明显增多。,HFOV通气和气体交换的原理,直接肺泡通气与肺泡间互相通气,a 气流到达气道末和肺泡b 顺应性好的
5、肺泡在气流到达时先行通气c 先行通气肺泡后气流向顺应性差肺泡通气,HFOV理论基础和优点,肺开放通气策略（Open lung strategy）： 提供相对高的MAP和相对低的VT&P。Kinsella报道应用HFOV可以维持最佳功能残气量(FRC)，保证了肺泡复张，减少由于肺牵拉引起的急性肺损伤（ALI）。,HFOV理论基础和优点,虽然大部分ALI病人，可以从常频通气（CMV）获得足够的氧合和通气，但是有一小部分病人需要更高的气道压力MAP来打开肺泡。对于这部分病人，高频通气可以减少和防止呼吸机相关性肺损伤VILI。,HFOV的优点从P-V曲线看ALI的发生机理,HFOV应用文献复习,Kin
6、der & gentler ventilation 一种温和的通气方式,ARDS,“HFOV - Caring for the Baby in Adults”ARDS时肺部病变不均质CMV操作时设定TV 6-10 ml/kg 实际达到肺单位TV 20-50 ml/kgARDS时肺组织病理变化相似于婴儿肺损伤,呼吸机相关肺损伤VILI,动物模型（早产狒狒）Coalson J. Univ Texas San Antonio,不同通气方式对肺损伤的影响,HFOV 150:534,不同通气方式对肺损伤的影响,HFOV通气方式增加PS物质活性使磷脂层分布趋于正常改善了肺部通气所有常频通气策略可伴随较高的
7、病死率，与PS物质减少相关Froese A, ARRD 1993; 148:569,HFOV RCT文献总结,前瞻性随机对照试验证实了HFOV3100A:降低了NRDS婴儿CLD的严重程度。降低了NRDS病人住院费用。降低了病人应用ECMO的几率。降低了严重RDS病人气压伤的发生。提高了无CLD的儿童ARDS病人的存活率。,Cochrane Meta分析,新生儿降低了CLD的发生率神经系统病变发生率无差异。,Null Meta分析,只包含了3100A的随机对照试验HFOV 与低的CLD发生、气压伤和好的生存质量相关。神经系统病变无差异。,HFOV在PICU中应用,Arnold J, et al
8、: 前瞻随机对照HFOV & CMV 在儿童呼吸衰竭中的应用. Crit Care Med 1994.58 儿科病人入选应用HFOV后不并发CLD存活率为83%，而应用CMV的为30%,PICU资料 (Arnold),初始OI26 + 10 HFOV, 28 + 14 CMV OI 42（24h）预示病死， OR 20.8, sens. 62%, spec 93%应用HFOV存活者OI（ 24h）为26 vs. 病死者为41,儿童随机对照试验,30后预后有显著差异，提示了HFOV的优点。,儿童随机对照试验,6个月后的资料（儿童ARDS）,儿童随机对照试验,儿童随机对照试验,Arnold总结了1
9、0个ICU的290个儿童病人，年龄18月在用HFOV之前常频通气的PIP达到34.27.9cmHO2，氧合指数（OI）达到27.514.1 OI = ( Paw FiO2 100 ) / PaO2,High frequency oscillatory ventilation in pediatric respiratory failure:a multicenter experience. Crit Care Med 2000;28(12):39133919.,HFOV & ARDS/ALI,早期应用HFOV可以改善儿童ALI病人预后。目前尚无资料显示HFOV与常频通气下采用小VT和肺保护通气
10、策略哪个更好。 Prospective, randomized comparison of high-frequency oscillatory ventilation and conventional mechanical ventilation in pediatric respiratory failure. Crit Care Med 1994;22(10):15301539.,HFOV通气参数,HFOV和CMV比较,HFOV的策略 （1）(2),使肺保持恒定的扩张容量，即功能残气量（FRC），利于氧合。避免了高的气道峰压（PIP），减少气压伤的产生。,HFOV的策略 （3）,在基线上
11、的震荡或摆动（Wiggle），维持了比较高的MAP。其MAP不同于常频通气的MAP，该值是设定并且测得的。压力在MAP基础上震荡波动，实际肺泡压的波动仅在0.5-1cmH2O，而常频通气中该值可以在4-50cmH2O之间，所以HFOV减少了由于开放和关闭小气道和肺泡所引起的机械损伤。,HFOV的策略 （3）,HFOV,MAP,CMV,PIP,PEEP,MAP,FiO2吸入氧浓度,只要给予病人所能耐受的最低氧浓度。对于新生儿通常初设在常频通气时的吸入氧浓度。而对于儿童最初设定为1.0。,平均气道压MAP,通过控制高频通气呼吸回路中呼出臂的蘑菇瓣的膨胀来调整MAP的。无论我们设定怎样水平的P，氧合
12、的改善是通过调整MAP来完成的。,平均气道压MAP,新生儿MAP设定在常频MAP的2-3cmH2O以上。儿童MAP初设在常频MAP的5-6cmH2O之上。并且床旁胸片显示肺野扩张至第8-10肋，两肺透亮度改善。然后根据氧合状况，进行调整，每次调整1-2cmH2O。,吸气时间I-Time %,指控制活塞向前移动的时间。在大部分情况下只要设定在33%，并且在治疗过程中保持在33%。增加I-Time %即增加了活塞向前移动的程度，增加了每分通气量（MV）。只有在特殊病例中，当P已调整在最高，并且频率设置在最低时，才将吸气时间从33%增加至50%来改善通气。,振幅P,通过调节“Power”旋钮来调节P
13、。当活塞快速往复运动时，产生的振幅变化叠加在MAP上。,振幅P,ETT管和Y型管连接口产生的P可以高达90cmH2O左右，但气道阻力大大削弱了压力幅度，并使波形变为三角形。在ETT管末端，近80-90%的P被削弱，所以达到肺泡内的压力变化仅仅在0.5-1cmH2O。,振幅P,HFOV中CO2的排除依赖于P的值。增加P就是增加潮气量和每分通气量，改善通气。P是引起胸部震动的因素。设定一定P使胸腹部和跨部振动起来，对于儿童初设在35-40 cmH2O。,频率Hertz,频率设置决定了活塞（Piston）每分钟往复运动的次数。频率的初设根据儿童的体重。对于特殊病人下降频率，可以改善通气，这与常频通气
14、完全相反。 Hz = CO2 Hz = CO2,频率Hertz,偏流Bias Flow,指经过湿化器和空氧混合器的持续的湿化的新鲜气流。用于补充HFOV回路中的新鲜O2，排出CO2。对于新生儿临床最初设置在6-8L/min，儿童最初设置在20 L/min。在整个治疗过程中该值保持不变。,活塞定位Piston Centering,活塞位于一英尺长的气缸的中心，无论向哪个方向偏移，最大的振动都会受到影响。整个治疗过程中，将活塞位置居中，并保持不变。,根据ABG调整参数,FiO270, PaCO2 PaO2=okay P PaO2 MAP,P,FiO2 PaO2 P，FiO2,根据ABG调整参数,F
15、iO270, PaCO2 normal PaO2=okay no action PaO2 MAP, FiO2 PaO2 FiO2,根据ABG调整参数,FiO270, PaCO2 PaO2=okay P PaO2 P,FiO2 PaO2 P，MAP,根据ABG调整参数,FiO270, PaCO2 normal PaO2=okay no action PaO2 FiO2 PaO2 FiO2, MAP,根据ABG调整参数,FiO270, PaCO2 PaO2=okay P PaO2 FiO2, P PaO2 MAP, P,HFOV的适应证新生儿,严重气漏（Air leak）：肺间质气肿（PIE）、支
16、气管肺瘘和气胸呼吸衰竭（RF）：NRDS、肺炎、胎粪吸入综合症（MAS），肺高压和肺出血肺发育不良综合征，包括先天性膈疝（CHD）。CMV时，早产儿PIP达 20-25cmH2O，足月儿PIP达 25-28cmH2O，SaO2仍小于90或PaCO2仍大于65mmHg，就应考虑HFOV。,HFOV的适应证儿童,肺出血CMV下病人氧合不足的依据： OI15，PEEP10cmH2O， FiO20.6，PIP32cmH2O， MAP15cmH2O大量的气漏影响肺泡张开，例如严重的气胸严重的肺泡通气不足伴呼吸性酸中毒。,HFOV的撤机新生儿,原发疾病好转，气胸和/或间质气肿吸收MAP下降至10-12cm
17、H2O，P30cmH2O血气：PH 7.25-7.45，PaCO2 35-50mmHg，PaO2 50-80mmHg连接常频呼吸机,HFOV的撤机儿童,原发疾病好转MAP下降至15-22cmH2O血气分析达到病人病理生理的临床目标连接常频呼吸机,HFOV的并发症,呼吸性碱中毒呼吸性酸中毒低氧血症高氧血症血流动力学不稳定心动过速心动过缓影响心输出量,肺过度膨胀内生呼末正压过高人机不协调气压伤VILIVAP气道损伤黏液阻塞等,HFOV时病人监护,床旁持续监测心率动脉血压中心静脉压经皮氧饱和度二氧化碳分压监测观察病人的一般状况听诊呼吸音,HFOV时病人监护,动脉血气分析的监测最初6小时，每小时1次第
18、二个6小时，每2小时1次之后12小时，每4小时1次然后每8小时1次每次参数改变，1小时后复查血气,HFOV时病人监护,床旁胸片上机后4小时第1天每12小时一张之后5天每天一张之后一周每两天一张当病情变化时，随时摄片,无创通气Noninvasive Ventilation（NIV）,PICU,Shanghai Childrens Medical Center,NIVa revolutionary ventilation pattern?,NIV,无创通气的历史无创通气的定义无创通气和有创通气的区别无创通气的优点无创通气的模式无创通气的参数设置无创通气的适应证无创通气的禁忌症无创通气的并发症无创通
19、气在危重病中的应用,NIV的历史,20世纪50年代，负压通气应用于治疗脊髓灰质炎并发呼吸肌麻痹，是无创通气的开始。,NIV的历史,二十世纪七十年代，面罩或鼻塞CPAP开始用于新生儿RDS病人。二十世纪八十年代，无创机械通气应用于成人睡眠呼吸暂停综合症。之后在成人与儿科病人中广泛开展起来，用于治疗各种病因导致的急性或慢性呼吸衰竭。,NIV的历史,Fortenberry等人报道了无创通气在儿童潜在性呼吸衰竭中的应用，89的病人呼吸窘迫和气体交换状况得到改善。Padman等人报道了6个月至20岁的儿童潜在性呼吸衰竭，只有8的病人无创通气失败需要气管插管。,NIV的历史,2000年由美国胸科协会、欧洲
20、呼吸病学会和欧洲危重病学会共同召开的世界无创通气大会对NIV实施的合理性、重要性及存在的问题达成一致共识，并为NIV的发展提供指南。,NIV的定义,无创通气（Noninvasive Ventilation）指不建立人工气道，采用面罩或鼻罩通过病人的口和/或鼻进行呼吸支持的技术。从定义上讲，无创通气有别于有创机械通气技术，后者依赖人工气道的建立，包括气管插管（ETT）、喉罩气道以及气管切开。,NIV Circuit,无创和有创通气的区别,呼吸机与患者的连接方式不同，无创通气无需建立有创人工气道。 有创通气中所有通气模式几乎都可用于无创通气，主要为压力控制通气。,无创和有创通气的区别,有创呼吸机吸
21、、呼气各有一条管路，无创呼吸机多采用单管路通气。有创呼吸机由压缩机供气，呼吸机对气流的强度和送气形式进行调节。 无创呼吸机采用涡轮供气方式，可产生比有创机大得多的持续气流，用以补偿漏气，维持预设压力水平。,NIV的优点,无创通气的最大优点在于避免了气管插管或气管切开。 避免有创气道的建立降低了呼吸机相关肺炎的发生。 能够在ICU外（包括普通病房或家庭中）开展人工通气，降低了医疗支出。 对于一部分病人，NIV保证了规律饮食，促进肠道喂养。,NIV的优点,减少了镇静镇痛药物的应用。 减少或避免了机械通气对血流动力学的影响。 NIV使病人更能耐受，对病人活动影响小。,NIV的模式BiPAP,双水平气
22、道正压通气（Bi-level Positive Airway Pressure，BiPAP）：提供了吸气相气道正压（IPAP）和呼气相气道正压（EPAP），允许病人在双水平压力上自主呼吸。,NIV的模式BiPAP,S指在自主呼吸基础上给予吸气相和呼气相正压支持，相当于PSVPEEP。S/T类似于S，区别在于当病人自主呼吸不够时，机器触发送气以达到预设的呼吸频率。PC指指令呼吸频率是机器预设的，每次指令呼吸由病人或机器触发，相当于SIMVPEEP。T指每次指令呼吸由机器触发或机器设定，与病人的自主呼吸无关，相当于PCVPEEP。,BiPAP时间压力曲线,NIV的模式CPAP,持续气道正压通气（C
23、ontinuous Positive Airway Pressure，CPAP）：指在病人整个呼吸周期，机器提供持续的单水平的气道正压，在这预设的压力水平上，允许病人自主呼吸。,CPAP的时间压力曲线,NIV的模式选择,无创通气模式的选择：对于自主呼吸活跃的病人，可以初设S或S/T模式。对于自主呼吸浅表或微弱的病人，可以初设PC或T模式。而CPAP适用于呼吸驱动良好、轻症的呼吸衰竭病人。,NIV的参数设置,IPAP使肺泡打开，维持通气。可以从8cmH2O开始，逐渐增加，每次可以上调1-3cmH2O。一般维持在10-20cmH2O。,NIV的参数设置,EPAP维持肺呼气时容量，保证了肺的扩张和一
24、定的功能残气量（FRC），促使了氧合。该值一般在4-10cmH2O。,NIV的参数设置,CPAP可以促进维持肺容量，增加FRC，促使氧合，防止呼气末肺泡的萎陷。一般设定在4-10cmH2O。,NIV的参数设置,RR对于CPAP、S模式，RR就是病人自主呼吸的频率。S/T时当病人呼吸驱动不足，机器按预设的RR送气。对于PC和T模式，我们必须预设RR，婴儿20-30次/分，儿童15-25次/分。无创呼吸机会显示预设的RR和实测的RR两个数值。,NIV的参数设置,氧流量氧流量3-5L/min，将氧气导管与面罩相连。根据病人氧合状况适当调节。,NIV的适应证,任何原因引起的潜在的急性呼吸衰竭囊性纤维化
25、神经肌肉性疾病喉气管发育不良拔管后肺不张睡眠呼吸暂停综合征慢性呼吸衰竭。,NIV的禁忌症,设定IPAP大于30cmH2O。无创通气后病情持续恶化者。病人分泌物过多，恶心、呕吐或严重腹胀的病人。无法人机配合或无法耐受无创通气的病人。面部畸形或手术的病人。上呼吸道损伤、阻塞或有食管气管瘘的病人。心跳呼吸停止的病人。合并其他器官功能衰竭的病人。,NIV的并发症,漏气：虽然无创通气机具有漏气补偿的功能，但是漏气补偿时吸气流速过大，病人往往难以忍受。所以选择大小适当、组织相容性好的面罩或鼻罩非常重要。 鼻、面部皮肤损伤：尤其是面罩加压的口鼻三角区和下颌。,NIV的并发症,胃胀气：往往由于IPAP过高，不
26、自主咽下气体。小部分病人由于腹内压过高而抑制了自主呼吸。 吸入性肺炎和窒息：由于病人返流和呕吐导致误吸和气道阻塞。这是最严重的并发症。 刺激性结膜炎：往往由于漏气而导致。,NIV在危重病中的应用,急性呼吸衰竭用于血流动力学稳定，可望在 2-3天内恢复的轻症急性呼吸衰竭病人。但有意识障碍，气道有大量分泌物、剧烈咳嗽的病人应首先考虑气管插管。,NIV在危重病中的应用,急性肺水肿文献报道NIV治疗急性肺水肿，避免气管插管，大大减少了因插管带来的并发症，降低死亡率。高IPAP12-15cmH2O能增加肺泡内压，减少肺间质液体外渗。EPAP3-8cmH2使功能残气量增大 ,防止肺泡或小气道萎陷，可改善通
27、气/血流比例。,NIV在危重病中的应用,ALI/ARDS有认为，可以在ALI/ARDS早期应用NIV。但是重症感染等所致的ALI/ARDS，可能需要长期应用CMV应及早建立人工气道应用CMV。,NIV在危重病中的应用,急性哮喘发作对哮喘发作应用无创通气诊疗有争议需注意气流速度（高峰流速）应满足患者需要，气体要充分加温加湿。对哮喘发作的危重患者如NIV不能很好地改善通气，应及早建立人工气道。,NIV在危重病中的应用,肺外疾病创伤、围手术期病人的肺功能障碍十分常见。NIPV在围手术期和创伤患者应用，通过调节氧浓度和不同压力水平， 增加分钟通气量，复张萎陷肺泡，纠正不良病理生理状况，达到预防呼吸衰竭的目的。但在特殊创伤病人应严格注意，如腹部外伤、严重颌面部外伤、气道烧伤以及颅底骨折病人应为禁忌。,NIV在危重病中的应用,其他在中枢性低通气、阻塞性睡眠呼吸暂停、神经肌肉病变等导致呼吸衰竭的患者，气道阻力和肺顺应性正常，或仅有轻度改变，若患者神志清醒或呼吸道分泌物不多，应首选NIPV。,Shanghai Childrens Medical Center,Thank you for your attention!,
