重症哮喘的呼吸力学特征及机械通气策略

周晓林，段开亮浙江大学医学院附属邵逸夫医院发布于2022-04-29 浏览 6244 收藏

因哮喘入院的患者中约有10%进入了重症监护室，2%的患者接受了气管插管，对于危重症哮喘患者的管理具有相当的挑战性。与此相关的并发症包括低氧血症、支气管痉挛加重、张力性气胸、动态肺过度充气、低血压、心律失常等。本文简述了重症哮喘患者的呼吸力学特征及机械通气策略。

呼吸力学特征

急性重症哮喘可引起呼吸力学的显著改变，其特征是呼气流量严重受限，从而导致过早的气道关闭、肺和胸壁动态恶性充气和高内源性PEEP。这些异常的呼吸方式可导致呼吸肌肉疲劳和危及生命的呼吸衰竭。在这种情况下实施机械通气时，我们主要担忧的是肺部恶性充气加重（引起气压伤）和血流动力学不稳定的风险。

内源性PEEP

急性重症哮喘的特点是肺部过度充气，在非常严重的情况下，呼气末肺容积的增加可达正常值的2倍，这主要是由两个因素引起：首先，由于机制不明的肺弹性回缩力异常降低，以及呼气时吸气肌持续努力产生的胸壁异常高的向外反冲力，导致呼气的驱动力降低。其次，由于气道口径严重缩小，气流阻力显著增加。这些特殊情况导致呼吸系统的时间常数明显增大，呼气时间明显延长，在达到静态平衡之前就开始吸气。因此，呼气末肺泡压仍为正值，这种现象称为内源性PEEP。

图1 非均匀阻塞条件下正压机械通气期间潮气量的预期分布

内源性PEEP的水平和过度充气的程度与潮气量、呼吸系统的时间常数及呼气时间有关。由于支气管阻塞在解剖学上（由于分泌物、水肿、支气管痉挛）和动力学上（由于呼气时胸内正压对远端气道造成的外部压迫）分布不均，在急性严重哮喘期间，肺部是极不均匀的。从结构上看，哮喘患者的肺可以被描述为4个区域：A区代表没有支气管阻塞也没有过度充气的部分肺；B区中，气道在整个呼吸周期中完全被阻塞（黏液堵塞）；C区中，阻塞仅出现在呼气时，引起肺泡过度充气和高内源性PEEP；D区中，整个呼吸周期中存在气道部分阻塞，导致肺泡过度充气和内源性PEEP的程度低于C区。在这样一个以可变时间常数为特征的系统中，正压通气提供的大部分潮气量都进入了A区，A区代表了顺应性和气道阻力几乎正常的肺实质。由于这种正常区域仅占整个哮喘肺的一小部分，这些情况类似于用大潮气量过度扩张一个微小的正常肺（类似"婴儿肺"概念）。可能带来严重的后果，包括：①由于血液灌注转移到正常通气的肺区，导致通气血流比例分布异常；②增加了气压伤的风险；③静脉回流受阻，导致血流动力学受损、休克和心脏骤停。

机械通气策略

无创正压通气

无创正压通气（NPPV）是治疗急性呼吸衰竭的常用方法。然而，支持NPPV用于急性重症哮喘患者的证据尚不清楚。部分针对成人和儿童的小型研究表明，NPPV可能通过改善呼吸肌肉做功，降低呼吸频率从而降低气管插管率。总的来说，NPPV的使用耐受性良好，不良事件较少。但必须密切关注呼吸形态和患者神志，定时复查血气。必要时行有创机械通气。

插管指征

插管的决定通常是基于临床判断的。尽管优化了最大限度的治疗，但患者仍会逐渐出现呼吸衰竭，同时伴有意识水平的改变，这些都是插管的指征。在没有呼吸骤停的情况下，即使在非常严重的哮喘患者中，通过吸氧能够维持基本氧合，即使伴有高碳酸血症也不一定要插管，患者能够配合的情况下也可以考虑NPPV。

关于呼吸机管理的建议

重点必须是避免过度的气道压力和尽量减少肺部过度膨胀。为了实现这一目标，往往需要对患者采取控制性通气策略，从而允许高碳酸血症的发生。这种策略最初由Darioli和Perret在1984年提出，被称为"控制性低通气"或"允许性高碳酸血症"。

表1总结了哮喘患者使用呼吸机的初始设置。尽量减少过度充气的方法主要是保持分钟通气量下降（即一般成人患者≤10 L/min）和呼气时间增加（4～5 s）。

表1 插管哮喘患者的初始呼吸机设置

通气参数	设置
模式	VCV
分钟通气量	＜10 L/min
潮气量	6～10 ml/kg
呼吸频率	10～14 bpm
平台压	＜30 cmH₂O
吸气流量波形	减速波形
吸气流量	60～80 L/min
呼气时间	4～5 s
PEEP	0
FiO₂	SaO₂＞90%

在确定的潮气量和呼吸频率下，增加吸气流量可以减少吸气时间，从而增加呼气时间。在这方面，60～80 L/min是最佳值，而更高的吸气流量只能带来微小的收益（例如，如果吸气流量从60～80 L/min增加至100～120 L/min，呼气时间增加量≤1 s，这基本上不足以对肺过度充气产生明显影响）。

通气模式

插管后通常需要深度镇静（避免人机不同步）和进行控制性通气（避免通气不足）。关于以后应该使用何种通气模式，目前还没有共识。通常倾向于采用容量控制的通气方式，不建议压力控制的方式，原因如下：首先，在高气道阻力和内源性PEEP波动的情况下，压力控制会带来潮气量变化的风险，有时会出现低肺泡通气。此外，在这种模式下，如果气道阻塞迅速缓解，可能会出现过度通气和气压伤。

对于使用容量控制通气的哮喘患者来说，最佳的吸气流量波形并不完全清楚。在潮气量、吸气时间和平台压（Pplat）水平相同的情况下，方波比减速波的吸气峰压（Ppeak）更高。因此，过高的Ppeak可能会导致阻力较小的支气管肺泡（即A区）过度膨胀，致使气体分布不均一。因此这类患者更建议采用减速波。

过度充气的监测

在实际应用中，Pplat仍然是监测一般机械通气过程中肺部过度膨胀的推荐变量，特别是在哮喘患者中。与Pplat相比，Ppeak对于评估哮喘患者肺部过度充气并不准确，因为它在很大程度上取决于气道阻力和吸气流量设置。总之，Pplat的测量（注意使用足够长的吸气末暂停）可能是对严重哮喘患者机械通气时的过度充气和气压创伤风险的最佳评估。

外源性PEEP的作用

有关试验表明外源性PEEP从5 cmH₂O逐渐增加到15 cmH₂O，吸气末肺容积和功能残气量明显增加，Pplat也在上升，同时心输出量和血压也随之降低。哮喘发作阶段，气流阻力增加的主要位于中央的、不可塌陷的气道，外源性PEEP的实施只会增加呼气末肺容积，而不会减低内源性PEEP。

相反，低水平的外源性PEEP（≤8 cmH₂O）在哮喘恢复阶段可能是有用的。在这一阶段，中央气道的阻力首先恢复正常，而外周气道存在部分阻塞。因此，当患者自主呼吸触发时，外源性PEEP可以减少触发呼吸机所需的肌肉做功。

总之，在控制性通气期间，外源性PEEP通常对急性重症哮喘没有适应证。相反，一旦选择了可以使患者自发触发呼吸机的通气模式，可以适当应用外源性PEEP，但必须根据患者的舒适度及人机同步性进行滴定。

总结

重症哮喘患者的机械通气管理需要对患者的肺部呼吸力学特征有充分的认识，主要原则是降低内源性PEEP和避免肺部过度充气的发生。这是一个系统化的管理过程，也包括限制性的通气策略，允许性高碳酸血症，避免并发症的发生。

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作者简介

段开亮
浙江大学医学院附属邵逸夫医院

浙江大学医学院附属邵逸夫医院呼吸治疗科主任助理
中国医学装备协会呼吸病学装备技术专业委员会呼吸机/呼吸支持装备学组委员
中国康复医学会呼吸康复专业委员会青年委员
浙江省呼吸治疗联盟常务委员
浙江省肺功能联盟委员
2004年毕业于四川大学华西临床医学院呼吸治疗与危重症监护专业，现主要从事重症患者的呼吸支持和肺康复工作
参与编写专家共识3部，编写和翻译专著10部

周晓林

浙江大学医学院附属邵逸夫医院

浙江大学医学院附属邵逸夫医院呼吸治疗科呼吸治疗师
从事呼吸治疗相关工作多年
参与科室各类继教、培训项目
参与编写《高流量氧疗实用手册》
荣获第六届全国呼吸治疗竞赛一等奖

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