高頻-常頻程序噴射通氣時噴射導管前端位置對血二氧化碳清除效果的影響

周婭梅，劉樂，陳麗梅，徐旭仲

（1.溫州醫科大學附屬第五醫院麗水市中心醫院麻醉科，浙江麗水 323000；2.溫州醫科大學附屬第一醫院麻醉科，浙江溫州 325015）

·論 著·

高頻-常頻程序噴射通氣時噴射導管前端位置對血二氧化碳清除效果的影響

周婭梅1，劉樂2，陳麗梅2，徐旭仲2

（1.溫州醫科大學附屬第五醫院麗水市中心醫院麻醉科，浙江麗水 323000；2.溫州醫科大學附屬第一醫院麻醉科，浙江溫州 325015）

目的：比較氣道內不同位置施行高頻-常頻程序噴射通氣清除血CO2的效果。方法：擇期非氣腹、非胸科手術患者20例，全麻后術中行高頻-常頻程序噴射通氣，將實驗對象隨機分為A、B組，A組先將噴射導管前端置于隆突上3 cm施行高頻-常頻程序噴射通氣40 min；再將噴射導管前端置于聲門水平行高頻-常頻程序噴射通氣，施行噴射通氣40 min后改為間歇正壓通氣至術畢；B組除噴射導管前端放置順序與A組相反，其他均同A組。記錄噴射通氣前（T0）、噴射通氣20 min（T1）、噴射通氣40 min（T2）3個時間點的呼氣末CO2分壓（PETCO2）、吸氣峰壓（PIP）、平均動脈壓（MAP）、心率（HR）、脈搏氧飽和度（SpO2）和血氣分析指標。結果：隆突上噴射通氣時，PETCO2在T1、T2時均顯著高于T0時，T2時顯著高于T1時，差異均有統計學意義（P＜0.05）；聲門噴射通氣時，PETCO2在T1、T2時均顯著低于T0時，差異有統計學意義（P＜0.05）；2組噴射通氣位置先后順序比較的血氣指標差值d-PaCO2、d-PaO2、d-pH、d-HCO3-差異均無統計學意義（均P＞0.05）；2組噴射通氣部位比較的d-PaCO2、d-pH、d-HCO3-差異均有統計學意義（均P＜0.01）。結論：高頻-常頻程序噴射通氣時，聲門水平噴射通氣清除血CO2效果更好，而噴射導管頭端置于隆突上3 cm處則有血CO2升高。

噴射通氣；噴射通氣位置；二氧化碳

高頻通氣應用于臨床已有近60年的歷史，隨著高頻呼吸機技術的革新和臨床研究的深入，高頻通氣技術現已廣泛應用于臨床麻醉、復蘇、危重癥、呼吸治療等各大學科[1-3]，在臨床麻醉中以高頻噴射通氣應用最為普遍[4]。林春水等[5]研究認為噴嘴置于氣管導管遠端時的動脈血CO2分壓（PaCO2）低于置于近側端時，而SPACKMAN等[6]研究則發現近端噴射通氣比遠端噴射通氣效果好。這可能是由于使用的噴射呼吸機、實驗方法和呼吸參數設定不同，故結論難以統一。本研究通過比較在氣道內2個不同位置施行目前常用的高頻-常頻程序噴射通氣，觀察清除血CO2的效果，為臨床選擇合適的噴射通氣位置提供依據。

1 資料和方法

1.1 一般資料選擇2016年1月至2016年3月溫州醫科大學附屬第一醫院需行非氣腹、非胸科擇期手術的患者20例，美國麻醉醫師學會（AmericansocietyofAnesthesiologists，ASA）分級I～I I級，預計手術時間大于2h，年齡＞18歲，排除合并顱內高壓、肺部中重度疾病者。本研究已獲溫州醫科大學附屬第一醫院倫理委員會批準，并與患者簽署知情同意書。

1.2 分組采用隨機數字表法將患者分為A、B組，每組10例，每例觀察2個階段，每個階段觀察40min。A組：第一階段噴射導管頭端置于氣管導管前端隆突上3cm處，第二階段噴射導管前端置于氣管導管內聲門水平；B組：第一階段噴射導管頭端置于氣管導管內聲門水平，第二階段噴射導管前端置于氣管導管前端隆突上3cm處。

1.3 麻醉方法入手術室后常規心電監護、血壓、脈搏血氧飽和度（SpO2）監測。給氧去氮后麻醉誘導：舒芬太尼0.3～0.4μg/kg、丙泊酚2mg/kg、順苯磺酸阿曲庫銨0.2mg/kg；在喉鏡直視下氣管內插入8F無菌塑料管。麻醉誘導后行氣管插管（導管內徑7.5mm）并行間歇正壓通氣（intermittentpositivepressureventilation，IPPV），設置呼吸參數潮氣量為8mL/kg，呼吸頻率為10～12次/min。患者生命體征及呼吸道情況穩定后在纖維支氣管鏡（簡稱纖支鏡）引導下將氣管內的8F無菌塑料管前端置于右主支氣管內距離隆突2cm處，其外側端由2個三通管分別與壓力傳感器和呼氣末CO2分壓（PETCO2）測定管相連，間斷通過監護儀測定噴射通氣時的吸氣峰壓（peakinspiratorypressure，PIP）和PETCO2。術中麻醉維持采用丙泊酚6～10mg/（kg·h）、瑞芬太尼0.05～1μg/（kg·min）、順苯磺酸阿曲庫銨0.15mg/（kg·h），維持腦電雙頻指數（bispectralindex，BIS）值在40～60范圍。橈動脈穿刺置管后用于有創血壓監測和采血行血氣分析。

觀察PETCO2穩定在35～45mmHg維持10min，將10F無菌塑料管與高頻噴射呼吸機（TKR-300JI I，江西特力麻醉呼吸設備有限公司）的噴射針頭緊密連接，作為噴射管。噴射導管頭端均在纖支鏡引導下經氣管導管內置于相應位置，A組先置于氣管導管前端隆突上3cm，進行高頻-常頻程序噴射通氣。采用成人定量通氣模式，噴射周期=10min，高頻噴射（100次/min）時間:常頻（20次/min）時間=7:3，吸呼時間比=1:1.5，噴射壓力＜0.15MPa。高頻-常頻程序噴射通氣40min后轉為IPPV，觀察PETCO2恢復至35～45mmHg穩定10min時停IPPV，調整噴射導管前端至聲門水平，再次啟動高頻-常頻程序噴射通氣，40min后轉為IPPV至術畢，并經纖支鏡檢查有無大氣道黏膜損傷。B組噴射通氣的位置順序與A組相反，通氣條件與A組相同。術后第2天隨訪患者有無呼吸道不適癥狀及聽診呼吸音，必要時行胸部X線或CT檢查。

1.4 觀察指標記錄噴射通氣前（T0）、噴射通氣20min（T1）、噴射通氣40min（T2）的PETCO2、PIP、SpO2、平均動脈壓（MAP）和心率（HR）。采集T0和T2時間點的動脈血行血氣分析，記錄動脈血氧分壓（PaO2）、PaCO2、pH、碳酸氫根離子（HCO3-）和動脈血氧飽和度（SaO2），并計算T2-T0的差值（d）表示噴射通氣后與噴射通氣前血氣值的變化。記錄術中、術后低氧血癥、心率失常、電解質紊亂、大氣道黏膜損傷、肺炎和嚴重氣胸等并發癥。

1.5 統計學處理方法采用SPSS19.0統計學軟件進行統計分析。正態計量資料以±s表示。噴射部位和噴射順序的分析采用交叉設計資料的方差分析，不同噴射部位間比較采用配對t檢驗；組內不同時間點比較采用重復測量方差分析，組內存在交互作用時，則進行單獨效應配對t檢驗；非正態計量資料以中位數（M）和四分位數間距（IQR）表示，采用Kruskal-Wallis秩和檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較2組患者性別、年齡、體質量指數（BMI）比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 2組一般資料比較（n=10，±s）

表1 2組一般資料比較（n=10，±s）

組別年齡（歲）BMI（kg/m2）性別（男/女，例）A組54±1523.2±3.05/5 B組58±1523.4±2.96/4

2.2 血氣分析

2.2.1 基礎血氣指標的比較：2組患者噴射導管前端置于不同位置在T0時的基礎血氣指標比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

2.2.2 不同噴射順序和噴射部位的血氣指標差值的比較：2組噴射位置先后順序和不同噴射部位在T2與T0時的血氣分析結果差值（d）進行交叉設計方差分析，2組噴射位置先后順序比較的d-PaCO2（P=0.426）、d-PaO2（P=0.946）、d-pH（P=0.086）和d-HCO3

-（P=0.447）差異均無統計學意義；2組噴射部位比較的d-PaCO2（P＜0.001）、d-pH（P＜0.001）和d-HCO3

-（P=0.002）差異均有統計學意義；2組噴射部位比較的d-PaO2差異無統計學意義（P=0.271），見表3。

2.3 2 個部位、不同時間點PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2的比較隆突上噴射通氣時，T1、T2時的PETCO2值均顯著高于T0時（P＜0.05），T2時顯著高于T1時（P＜0.05）；在T1、T2時噴射導管前端置于隆突上的PETCO2值均顯著高于噴射導管前端置于聲門水平（P＜0.001）。2個噴射部位的PIP值比較，T2均顯著高于T1（P＜0.05），T1、T2均低于T0（P＜0.05）。2個部位、不同時間點之間噴射通氣時MAP、HR和SpO2值差異均無統計學意義，見表4。

表2 2組行高頻-常頻程序T0時基礎血氣指標[±s或M（IQR）]

表2 2組行高頻-常頻程序T0時基礎血氣指標[±s或M（IQR）]

注：1mmHg=0.133kPa

組別部位PaCO2（mmHg）PaO2（mmHg）pHHCO3-（mmol/L）A組隆突上41±4350.70（52.00）7.41±0.0325.9±1.5聲門40±48342.40（182.50）7.41±0.0425.3±1.3 B組隆突上40±6397.00（351.25）7.39±0.0624.1±2.0聲門40±6363.20（327.00）7.41±0.0525.1±0.4

表3 2組不同部位噴射通氣后-前（T2-T0）血氣分析指標差值（d）比較[M（IQR）]

2.4 并發癥所有患者術中、術后均未出現低氧血癥、心律失常和氣胸并發癥。

3 討論

有文獻報道高頻噴射通氣用于支氣管鏡檢查期間的呼吸管理具有優勢[7-8]。與傳統機械通氣相比，高頻通氣技術具有氣道開放、低潮氣量、低氣道壓、氧合作用好、循環干擾小、不干擾自主呼吸、不干擾手術區域等優點，但存在CO2不易清除、區域性肺不張、濕化和容量測定困難等缺點。而影響高頻通氣時CO2清除的因素有噴嘴的大小、噴射頻率、驅動壓、潮氣量、吸呼時間比、噴射管位置等[9-10]。BIRO等[11]報道高頻通氣時CO2的蓄積程度和患者自身體質情況尤其是肥胖程度密切相關。本研究所用交叉設計實驗，最大程度排除了患者自身因素及處理因素對實驗結果的影響；所用的高頻急救呼吸機成人定量模式各呼吸參數相對固定，且采用同一型號的噴射管，觀察的血CO2的清除效果主要取決于噴射管的位置，受其他因素干擾少。

表4 不同噴射位置不同時間PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2比較（±s）

表4 不同噴射位置不同時間PETCO2、PIP、MAP、HR、SpO2比較（±s）

注：1mmHg=0.133kPa；1cmH2O=0.098kPa。與T0時比：aP＜0.05；與T1時比：bP＜0.05；與聲門部位比：cP＜0.05

指標部位T0T1 T2 PETCO2（mmHg）隆突上34.0±3.437.0±6.5ac41.1±8.5abc聲門34.0±3.530.4±7.0a30.3±6.7aPIP（cmH2O）隆突上14.6±2.410.8±2.9a12.5±3.2ab聲門14.9±2.913.6±4.2a14.0±3.6abMAP（mmHg）隆突上83.7±9.079.6±11.282.2±11.2聲門83.2±8.782.3±9.389.2±10.4 HR（次/min）隆突上65.2±14.467.8±14.667.9±12.4聲門68.6±17.270.2±17.767.0±15.5 SpO2（%）隆突上99.5±0.699.5±0.799.4±0.8聲門99.0±1.499.6±0.799.7±0.6

本研究所用通氣模式為高頻與常頻混合模式，高頻與常頻通氣時間比為7:3，以10min為周期反復循環。結果顯示隆突上噴射通氣時PaCO2較噴射通氣前高，而聲門水平噴射通氣時PaCO2較噴射通氣前低，故聲門水平噴射通氣清除血CO2效果更好。本研究隆突上噴射通氣出現CO2潴留與季勇等[12]的報道不相符，該研究未明確噴射導管前端位置，考慮采用的通氣模式相同，我們認為噴射導管前端位置為主要因素，噴射導管前端置于隆突上3cm處，PETCO2隨通氣時間延長而增高。本研究中不同噴射部位行噴射通氣后測得的PaO2差異無統計學意義，都高于常規機械通氣的PaO2，且整個通氣過程SpO2均維持在98%～100%，表明氣管內行噴射通氣能提供足夠的氧合效果，與文獻[13-14]報道一致。

高頻噴射通氣能以小于解剖死腔量的潮氣量滿足肺泡氣體交換，其機制尚未完全闡明，自噴射通氣應用于臨床開始，通常用“venturi效應”（快速氣流進入患者氣道和肺內，產生負壓將周圍的氣體一起卷吸帶入肺內）解釋噴射通氣氣體拖帶現象，而IHRA等[15-16]則認為噴射通氣時并不存在“venturi效應”，而應以“噴射效應”（噴射的高速氣流與周圍靜態氣體間的黏度和摩擦作用加速靜態氣體進入氣道）來解釋。高頻噴射通氣是直接肺泡通氣、對流擴散、并聯單位間的氣體交換、湍流擴散等多種機制共同作用的結果。高頻通氣由于呼氣時間短，潮氣量低，長時間通氣容易導致CO2明顯蓄積，本研究采用的高頻程序通氣設置為3min常頻通氣和7min高頻通氣交替進行，一定程度增加了潮氣量和呼氣時間，能促進CO2排出。但在不同噴射部位通氣效果仍有差異，可能是聲門處噴射通氣時帶入的氣體含新鮮空氣較多，而隆突上噴射通氣時帶入的氣體含死腔內呼出氣體較多，而隆突上死腔內氣體CO2含量高于聲門水平氣管導管內CO2含量，因此隨噴射通氣時間的延長，隆突上噴射時易導致CO2蓄積。

高頻通氣時壓力極低（為3～7cmH2O），潮氣量小，既可保留自主呼吸，又能維持較低的氣道壓和胸內壓[17]。本研究結果發現聲門和隆突上常頻噴射通氣時測得的PIP沒有明顯差異，但都較普通IPPV時測得的氣道壓低，而觀察到高頻噴射通氣時測得的PIP則更低。噴射通氣前后的血壓、HR均無顯著差異，均符合高頻噴射通氣時氣道壓低、循環干擾小的特點。本研究所用高頻急救呼吸機兼有濕化功能，故高頻-常頻交替進行的噴射通氣方式用于手術呼吸管理是安全的。

本研究不足：高頻通氣時氣道開放，PETCO2描記圖為鋸齒狀的小幅度曲線，其數值不能準確反映肺泡CO2情況，雖可間斷測得常頻噴射通氣時的PETCO2或進行動脈血氣分析，但缺乏連續性。使用的噴射呼吸機自動測得的氣道壓值為噴射導管前端處的壓力值，隨噴射導管前端位置而改變，不能固定測壓點，且以光柱顯示，不能準確顯示數值。本研究對象均為心肺狀況較好的患者，心肺狀況差的患者是否也有同樣的結果有待進一步驗證。為避免噴射導管前端擺動對氣管內壁的損傷，所以本實驗的噴射導管前端置于氣管導管內，但不能避免氣管插管引起的相應并發癥。

綜上所述，高頻-常頻程序噴射通氣（高頻與常頻時間比為7:3）時噴射導管前端置于聲門水平或隆突上3cm這2個部位噴射均能維持足夠的氧合和穩定的血流動力學，但聲門水平噴射通氣清除血CO2效果更好，而置于隆突上3cm處則有血CO2升高。

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（本文編輯：趙翠翠）

The effect of different positions of injector catheter tip on carbon dioxide elimination during high-con-ventional frequency jet ventilation

ZHOU Yamei1, LIU Le2, CHEN Limei2, XU Xuzhong2. 1.Department of Anesthesiology, the Fifth Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Lishui Municipal Central Hospital, Lishui, 323000; 2.Department of Anesthesiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective:To compare the effect of carbon dioxide elimination during high-conventional frequency jet ventilation with different injector positions in trachea.Methods:Twenty patients undergoing scheduled surgery were selected in this study, with exclusion of thoracic or laparoscopic surgery. High-conventional frequency jet ventilation was applied after general anesthesia. The study objects were randomly divided into two groups named group A and group B by crossover design. In group A, the injection catheter tip was frst placed in the endotracheal tube about 3 cm above carina for 40 minutes applying high-conventional frequency jet ventilation, then the injection catheter tip was placed proximal to vocal cord level for another 40 minutes for the same. After that, IPPV was carried out to the end of the surgery. In group B, the only difference is that the injection catheter tip placement sequence was opposite to group A. PETCO2, PIP, MAP, HR, SpO2and the results of blood gas analysis were recorded at three defned time points including the time before jet ventilation (T0), 20 minutes after jet ventilation (T1), 40 minutes after jet ventilation (T2).Results:The value of PETCO2at T2and T1was signifcantly higher than that at T0(P＜0.05), and the value at T2was signifcantly higher than that at T1(P＜0.05) when the injector head was placed about 3 cm above carina. While the value of PETCO2at T2and T1was signifcantly lower than that at T0(P＜0.05) when the injector tip was located proximal to the vocal cord level. Placement sequences of injection catheter tip in these two groups made no statistical differences in values of d-PaCO2(P＞0.05), d-PaO2(P＞0.05), d-PH (P＞0.05), d-HCO3-(P＞0.05). However, there were significant differences in d-PaCO2(P＜0.01), d-PH (P＜0.01), d-HCO3-(P＜0.01).Conclusion:It is easier to eliminate carbon dioxide in blood when the injector tip was located proximal to the vocal cord level than that was placed about 3 cm above carina where the level of carbon dioxide in blood increased during the high-conventional frequency jet ventilation.

jet ventilation; jet position; carbon dioxide

R614.1

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.01.008

2016-04-25

周婭梅（1979-），浙江龍泉人，主治醫師，在職碩士生。

徐旭仲，主任醫師，教授，碩士生導師，Email：xuzhong@263.net。