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无创辅助通气在新生儿监护病房的应用

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《中国实用儿科杂志》2015年第十二期

【摘要】

随着新生儿监护病房(NICU)救治水平及管理手段的日臻完善,新生儿呼吸系统的疾病谱和严重程度也发生了很大变化。因此,机械通气方式也随之而改变,在NICU无创辅助通气的使用频率明显增加。相关临床工作者十分关注经鼻持续正压通气(NCPAP)、经鼻间歇正压通气(NIPPV)、经鼻双水平正压通气(NBiPAP)及加温湿化高流量鼻导管(HHHFNC)的原理、适应证及临床应用等相关问题。

【关键词】

无创辅助通气;适应证;临床应用;早产儿

随着产前糖皮质激素与生后肺表面活性物质(pulmonarysurfactant,PS)普遍应用,新生儿监护病房(neonatalintensivecareunit,NICU)中呼吸系统的疾病谱发生了很大变化,如呼吸窘迫综合征(respiratorydistresssyndrome,RDS)严重程度明显减轻,而支气管肺发育不良(bronchopulmonarydysplasia,BPD)发生率日趋升高,使得新生儿,特别是早产儿,往往需要更温和的辅助呼吸支持治疗。因此,无创辅助通气在NICU的使用频率日趋增加,并成为极低和超低出生体重儿呼吸支持治疗的主要策略之一。新生儿机械通气分为有创机械通气和无创机械通气。前者是通过气管插管或气管切开建立人工呼吸道连接呼吸机而进行通气,后者则是应用鼻塞、鼻罩、面罩、鼻导管、鼻咽管等相对无创方法的通气模式,即无创辅助通气(noninvasiveventilation,NIV)。目前临床上常使用的NIV包括经鼻持续正压通气(nasalcontininuouspositiveairwaypressure,NCPAP)、经鼻间歇正压通气(nasalintermittentpositivepressureventilation,NIPPV)、经鼻双水平正压通气(nasalbiphasicpositiveairwaypressure,NBiPAP)、加温湿化高流量鼻导管(heatedhumidifiedhighflownasalcatheter,HHHFNC)以及经鼻高频机械通气(nasalhigh-frequencyventilation,NHFV),其中NCPAP是我国NICU最常用的NIV,HHHFNC、NIPPV及NBiPAP也逐渐被应用于临床,因此,不断优化NICU中早产儿的呼吸支持技术,对减少BPD等相关并发症,改善低出生体重儿的远期生活质量十分关键。

1NCPAP

1.1原理NCPAP也称之为持续呼吸道正压的自主呼吸。为最早使用的无创通气模式,是指有自主呼吸的患儿在整个呼吸周期中均接受高于大气压的气体,吸气时可获得持续气流,呼气时给予一定的正压,防止小气道和肺泡萎陷,增加功能残气量,改善肺泡顺应性,从而提高肺氧合。目前NCPAP是我国NICU使用频率最高的NIV。

1.2临床应用NCPAP辅助通气的适应证包括早产儿阻塞性或混合性呼吸暂停、RDS及其他原因导致的呼吸困难、肺不张、气管软化和拔管撤机后的序贯呼吸支持治疗。目前更普遍推荐NCPAP作为早产儿呼吸支持的初始模式,2015年中华医学会儿科学分会新生儿学组制定《新生儿常频机械通气常规》推荐:可能发生RDS的高危早产儿(如胎龄<30周不需要气管插管机械通气者)可预防性应用NCPAP[1]。2014年美国儿科学会更新早产儿出生时的呼吸支持指南,通过NCPAP荟萃分析得出结论:出生早期开始使用NCPAP和随后选择性予以PS治疗可降低早产儿病死率和BPD发生率;对于早期仅接受NCPAP治疗的早产儿,即使PS给药被推迟或未给予,患儿不良转归的风险也不会增加[2]。因此,大量的临床研究表明,早产儿出生后NCPAP使用越早,越可能避免气管插管及机械通气,并减少PS应用,甚至可能降低BPD的发生。

产房内早期使用NCPAP目前在发达国家已达成共识,甚至于复苏一开始若被应用,更有助于快速建立功能残气量,并认为该技术是早产儿生后初始阶段重要的肺保护策略。有研究报道,将产房中207例极早早产儿随机分为两组,其中一组经鼻咽管早期NCPAP,另一组经面罩-气囊反复通气后再进行NCPAP,结果发现,前者需气管插管、气管插管天数、NCPAP时间、肺气漏及中重度BPD发生率,均明显低于后者[3],故2013年欧洲早产儿RDS防治共识指南提出,对存在自主呼吸的患儿可通过面罩或鼻塞给予NCPAP进行产房复苏[4]。还有学者建议在产房内使用T-组合器联合NCPAP进行复苏的初始模式,先使用T-组合器进行控制性肺膨胀[即应用20~30cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)的压力提供15s的呼吸支持],可提高NCPAP的有效性[5]。一项Meta分析结果显示,在出生后立即使用NCPAP作为初始通气方式的早产儿中,每25例患儿中可有1例(在矫正胎龄36时)避免BPD发生,而气管插管机械通气的患儿全部发生BPD[6]。大量研究证实,多数极早早产儿出生后均能接受NCPAP治疗,约50%出生体重≤750g的超低出生体重儿早期接受NCPAP,即使未补充PS,也获得治疗成功[7]。因此,中华医学会儿科学分会新生儿学组制定《新生儿常频机械通气常规》建议,有自主呼吸的极早早产儿(出生胎龄25~28周),产房可早期预防性应用NCPAP[1]。随着PS广泛应用及NCPAP使用的多中心研究成果推广,气管内插管-气管内注入PS-拔管使用NCPAP通气(INSURE)技术备受关注。研究表明,对有RDS发生风险的早产儿,早期给予INSURE技术,能降低机械通气、减少肺气漏及BPD的发生。然而,该技术并非没有风险,因为需要气管插管,有研究显示,INSURE会导致一段时间的脑电活动抑制[8]。因此,鉴于INSURE的可能风险,以及插管中麻醉镇静的问题尚无标准解决方案,有学者开始尝试使用微创(MIST或AMV)技术(即用胃管或细导管代替气管导管)或喷雾器等方法使用PS,但目前尚未在临床推广。近年一些研究证实,早期NCPAP及随后选择性PS应用,与INSURE相比,两者在对机械通气需求、病死率及BPD发生率差异无统计学意义,且前者可减少接受插管和PS治疗患儿的数量[9-10]。因此,目前多数学者更倾向于早期使用NCPAP,然后选择性应用PS。

有关NCPAP参数调定应根据患儿基础疾病以及疾病的不同阶段而进行设置。通常压力为3~8cmH2O,呼吸暂停(无肺部疾病)为3~4cmH2O,RDS时至少保证6cmH2O,但一般不超过8~10cmH2O。气体流量最低为患儿3~5倍的每分通气量或5L/min,氧分数(FiO2)则根据TcSO2进行设置和调整。尽管NCPAP已被广泛应用于临床,但也有其不足和局限性。如使用不当,可导致肺气漏综合征、腹胀及鼻损伤,如鼻黏膜损伤、鼻变形,甚至鼻中隔坏死。著名的COIN研究中,将609例早产儿(胎龄25~28周)随机分为NCPAP组及气管插管组,结果发现NCPAP组的肺气漏发生率更高[11]。因此,如下情况时不推荐使用NCPAP,包括:(1)呼吸窘迫进行性加重,不能维持氧合,PCO2>60mmHg(1mmHg=0.133kPa),pH<7.25;(2)先天畸形:包括先天性膈疝、气管-食管漏、后鼻道闭锁、腭裂等;(3)心血管系统不稳定:如低血压、心功能不全等;(4)无自主呼吸者;(5)肺气肿、气胸、严重腹胀、局部损伤(包括鼻黏膜、口腔、面部)。

2NIPPV

2.1原理也称之为同步鼻塞间歇正压通气(SNIPPV)、鼻塞式同步间歇指令通气(NSIMV)、鼻咽同步间歇强制通气(NPSIMV)等。是一种对有自主呼吸的患儿同步触发呼吸的无创通气技术,主要通过产生间歇升高的咽部压力来增加上呼吸道的压力,从而提供一个比呼气末正压(PEEP)更高的吸气峰压(PIP),间歇性膨胀肺来激发呼吸运动。NIPPV可提供比NCPAP更高的平均气道压力,维持肺泡扩张,增加潮气量及每分肺泡通气量。

2.2临床应用NIPPV辅助通气主要适应证包括早产儿呼吸暂停、拔管后呼吸支持治疗,以及作为机械通气的初始治疗模式。有研究显示,对频繁或严重发作的早产儿呼吸暂停,NIPPV疗效优于CPAP[12],但仅是短期效果,且样本量较少,有关NIPPV作为早产儿呼吸暂停治疗的有效性及安全性仍有待于大样本的随机对照研究(RCT)去证实。与NCPAP相比,NIPPV作为RDS患儿的初始治疗模式,可降低BPD的发生率。有一项纳入84例RDS患儿(胎龄24~34周)的RCT中,分别选择NIPPV(43例)及NCPAP(41例)作为初始治疗,结果显示,NIPPV组不仅插管上机率减少,BPD发生率低于NCPAP组[13]。还有学者报道,RDS初始呼吸支持模式,使用NIPPV联合PS,与NCPAP联合PS相比,可以降低BPD的发生率[14-15]。NIPPV作为拔管后的序贯呼吸治疗近年来报道较多,可显著降低拔管失败率。有研究报道,拔管后NCPAP的辅助支持虽能很好地保证肺氧合,但并不能显著提高拔管的成功率。与NCPAP相比,NIPPV在预防拔管失败方面可能更有优势。Moretti等[16]报道了63例早产儿(出生体重<1251g),应用NIPPV组拔管成功率达到94%,而应用NCPAP组仅为61%。但目前在该方面研究的样本量较小,确切疗效还需进一步证实。NIPPV主要参数包括PIP、PEEP、呼吸频率、吸气时间等。推荐PEEP设定在3~6cmH2O;PIP应高出PEEP15~20cmH2O,或同拔管前相同的PIP,或较拔管前的PIP高2~4cmH2O[12,17],因鼻腔和口腔漏气,真正的PIP往往低于设定的PIP;呼吸频率可设定在20~40次/min,如在同步NIPPV中,通气频率接近患儿自主呼吸频率,则效果更佳;吸气时间可设定在0.3~0.5s。总之,虽然NIPPV较NCPAP在作为初始治疗方面更有效,并且能显著降低拔管失败、减少治疗呼吸暂停的咖啡因使用和降低BPD的发生率,但临床研究样本量均较少,而且有研究报道,NIPPV较NCPAP更易导致腹胀和消化道穿孔。因此,有关NIPPV的有效性、安全性及远期效果还需要大样本的RCT研究证实。

3NBiPAP

3.1原理也称之为SiPAP、BiPAP、BiPhasic、DuoPAP或双相CPAP。可产生两个不同水平的压力(PIP和PEEP),即在吸气相与呼气相均可提供压力,而且在两个压力水平之间进行自主呼吸。吸气时可提供较高压力,减少吸气做功,呼气时在保证PEEP的水平下,新鲜气体通过呼出回路分流出去,可以使患儿呼气阻力更低,从而最大限度减少呼气功,防治肺泡萎陷,维持功能残气量。

3.2临床应用NBiPAP辅助通气主要适应证,包括早产儿呼吸暂停、拔管后呼吸序贯治疗和RDS。尽管NBiPAP临床应用与NCPAP相似,但由于NBiPAP可设定上限压力,较NCPAP能更快速改善肺氧合、减少CO2潴留,从而能更有效地减少RDS患儿对机械通气的需求、增加拔管的成功率和减少呼吸暂停的发生。Migliori等[18]观察了20例RDS的早产儿,先给予2h的NCPAP后,再转换为NBiPAP治疗,发现使用NBiPAP后血氧饱和度明显增加、PCO2下降,O’Brien等[19]报道了136例早产儿(出生体重≤1250g),拔管后分别给予NBiPAP与NCPAP,结果显示NBiPAP组拔管成功率为67%,NCPAP组拔管成功率为58%。还有研究显示,与NCPAP相比,接受NBiPAP治疗的RDS患儿,需机械通气比率更低、对氧气依赖时间更短[20-21]。NBiPAP参数包括PIP、PEEP、吸气时间和呼吸频率。建议基础压力(PEEP)为4~6cmH2O,上限压力(PIP)水平不超过10cmH2O,一般8~10cmH2O(可高于基础PEEP水平3~4cmH2O);吸气时间0.5~1.0s;呼吸频率10~30次/min。由于NBiPAP能提供间歇正压,故被视为NIPPV的模式之一,但两者在参数设置上存在一定的差异。NBiPAP的PIP一般限制在10cmH2O以内,与PEEP压力差更低(3~4cmH2O),使用吸气时间更长(0.5~1.0s),而NIPPV的PIP与PEEP压力差>5cmH2O,可高达30cmH2O或者更高,使用吸气时间更短(0.3~0.5s)[22]。与NCPAP相比,尽管目前报道NBiPAP在改善肺氧合、减少对呼吸需求以及增加拔管成功率等方面有一定的优势作用,但由于样本量较小及远期疗效是否确定,还需进行大样本多中心的RCT研究。此外,由于NBiPAP多了一个上限水平的正压,可能发生胃肠道相关并发症、气胸及肺气肿的风险较NCPAP更大。

4HHHFNC

4.1原理HHHFNC是一种新型的无创通气方式,通过鼻导管将加热至人体温度、100%湿化的空氧混合气体输送给患儿,其作用机制尚未完全清楚,主要包括如下几方面:(1)在吸气相,高流量所提供的气体流速超过患儿产生的流速,降低上气道阻力及呼吸功;(2)在呼气相,HHHFNC所产生的恒定流速以及贮留在鼻咽部的新鲜气体,可以冲刷口鼻咽部解剖死腔的CO2;(3)加温湿化的气体,可改善肺的顺应性和气体的传导性,产生类似NCPAP的气道压力,防止肺不张。气体流速越大,产生的气道正压越大,当流量≥3L/min,HHHFNC可对患儿产生有效的咽内压力(IPP),流量和IPP呈线性关系[23],在相同流速下,新生儿体重越大,IPP越小,有学者推荐公式:IPP(cmH2O)=0.7+1.1×F(F=流速/kg),可反映IPP、流速、婴儿体重之间的关系[24]。

4.2临床应用HHHFNC主要适应证包括RDS、早产儿呼吸暂停及预防拔管失败的呼吸支持治疗。大量研究支持HHHFNC可有等同NCPAP的功能,而且对于早产儿有比NCPAP更好的舒适度、更低的鼻损伤发生率,目前在美国、澳大利亚及英国,分别有69%、63%和77%的NICU在应用HHHFNC,我国NICU的应用也在逐渐增加。有研究表明,当分别应用HHHFNC及NCPAP,给轻中度RDS早产儿提供相同呼气末压力时,两种模式对患儿气道阻力、肺顺应性及呼吸功等方面的影响基本一致[25],Shoemaker等[26]报道,生后最初3d接受HHHFNC(流量5~8L/min)较接受NCPAP(压力3~8cmH2O),显著降低了插管上机率(分别为18%和40%),但多数报道显示,HHHFNC与NCPAP在预防拔管失败率上差异无统计学意义,其优势是HHHFNC组的鼻损伤发生率明显减少、舒适度更佳[27-28]。在有关早产儿呼吸暂停的治疗方面,目前报道两者有相同的效果。HHHFNC的参数包括流量和FiO2。目前有关流量的设定尚存在争议,多数认为当流量>1L/min称之为HHHFNC,也有学者认为只有当流量>2L/min方可能产生气道正压,流量>3L/min时产生有效的IPP。但有研究显示,早产儿应用HHHFNC时,流量设置在1.0~2.5L/min时,即可产生持续的气道正压。但需注意,影响HHHFNC产生气道正压的因素除气体流速、婴儿体重外,还应考虑鼻导管的直径,如缝隙过小,经鼻孔周围泄露气体较少,容易使气道正压过大,引起肺过度膨胀,如缝隙过大或张口,漏气过多而不能产生足够的气道正压用以维持呼气末肺泡的稳定性,故一般鼻导管的直径应小于鼻孔内径的50%。

由于HHHFNC临床操作简便、患儿耐受性好以及很少导致鼻损伤等优势,目前该技术在NICU的应用逐渐增多,但HHHFNC是否与NCPAP具有等同的效果,仍需要大样本的临床RCT去证实。有研究发现,HHHFNC患儿的革兰阴性菌感染的发病率高于NCPAP组[26],此外,HHHFNC所产生的持续气道压力也不能直接测定与调节,该方面仍有待于进一步改进和完善。综上所述,目前NICU所应用无创通气的主要对象为早产儿,适应证包括呼吸暂停、RDS、拔管撤机后序贯呼吸治疗和极早早产儿早期呼吸支持等,其中NCPAP最为常用。除上述的无创通气模式外,还包括NHFV,对其报道仅限于小样本的临床试验,尽管结果显示NHFV能有效改善肺氧合、促进CO2排出,有助于预防和延迟插管,但仍存在许多疑问,如NHFV初始参数及其调节迄今尚没有文献推荐合适的方案,此外,目前有关NHFV有效性报道的文献极少、样本量极小,因此,NHFV作为一种新型的无创辅助通气模式,可能有着很大的应用前景,但尚有待于多中心大样本的RCT证实早产儿NHFV临床应用的有效性及安全性。

作者:薛辛东 谭静 单位:中国医科大学附属盛京医院新生儿科

中国实用儿科杂志责任编辑:杨雪    阅读:人次