高频振荡通气-Mimosa

高频振荡通气(high frequency oscillatoryventilation, HFOV)是一种高通气频率、低潮气量的通气方式，其通气频率至少为常规机械通气频率的4倍，而潮气量接近于或小于解剖死腔。高频振荡通气是通过基础气流产生持续气道内正压，电驱动隔膜振动产生振荡波，使气体在气道内不断振动的一种通气方法,一般频率在 3~15 Hz/ min。HFOV在婴幼儿使用较为广泛，成人临床应用经验较少，尚存在一定争议。

HFOV 改善氧合和通气的机制与常规机械通气不同。HFOV 通过持续的基础气流维持一定的平均气道压(mPaw)，增加肺容积，改善氧合，而通过高频率的振荡维持通气，排出二氧化碳。与常规机械通气相比，HFOV 有下列特点：①改善氧合：HFOV 的基础气流在气道内产生较高的 mPaw，维持较高肺容积，使肺内气体分布更为均一，有利于改善氧合，见图9-1。②减轻呼吸机相关肺损伤：虽

然 HFOV 的振荡压力高，但由于气管插管和气道的阻力，振荡压力迅速衰减，肺泡内压力变化幅度小，仅为传统正压通气的1/15~1/5，见图9-2，可明显减少局部肺泡过度膨胀和反复开闭所造成的肺损伤。③活塞泵推动隔膜产生往复运动，吸气和呼气均为主动过程，改善气体交换。

HFOV 的潮气量小于死腔量，气体交换的机制与常规机械通气不同，包括不对称的流速分布、增强的分子弥散、Taylor传播、直接的肺泡通气、时间常数不同的肺泡间气体交换、对流等。其主要原理为：①不对称的流速分布：由于气道分叉、气道内壁的阻力，导致气道内的气体流速分布不对称，活塞泵产生振荡波使气体在气道内反复摆动，振荡隔膜向前运动时，气道内的气体产生向肺内方向的移动，中央部位的气流流速更快，振荡隔膜向后运动时，气道内的气体向肺外方向移动，而气道周边部位的气流流速更快。最终使中心部位的气体向肺内流动，而周

边部位的气体向肺外流动(图9-3)。在模拟气道内以同位素标记振荡气流的模拟研究显示：不对称流速分布使中心部位的气流产生主要向肺内方向的运动，周边部位的气流产生主要向肺外方向的运动(图9-4)。吸入和呼出气的氧气和二氧化碳含量不同，吸入气富含氧气，而呼出气富含二氧化碳，从而完成气体交换。②增强的分子弥散：高频率的振荡在气道内产生湍流，增强分子弥散过程，从而达到气体交换的目的。③Taylor传播：在高频率的振荡气流中出现层流和湍流的增强使气体在气道内的纵向气流扩散现象更加明显。④直接的肺泡通气：由于各肺泡单位距离大气道的距离不同，虽然潮气量低于死腔量，但是距离气道近的肺泡仍有可能接受到新鲜的气流，从而有气体交换。⑤时间常数不同

的肺泡间气体交换：时间常数不同的肺泡和肺单位之间产生气体交换，加速肺内气体混合，使肺内气体混合更为均匀。总之。高频振荡通气的气体交换的总效率是多种机制共同作用的结果。

适应证

(1)常规机械通气失败的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者, P: F<100mmHg,尽早开始 HFOV,并根据患者对HFOV 的反应决定是否有效。

(2)需要机械通气治疗的气胸、支气管胸膜瘘患者。

2.管路系统校准为检查管路是否存在漏气，每一套新管路使用前均需要进行管路系统的压力校准。

连接好管路后，打开主电源开关，首先调节基础气流(bias flow)为20 L/ min,平均气道压的报警高限调至 59 cmH₂O,调节 mPaw 调节钮至最大值。然后旋转呼吸机右侧面面板上的管路校准钮，如mPaw能维持在39~43 cmH₂O,则管路校准完成。如果不能达到此范围，不要过度旋转管路校准钮，需检查确认管路安装是否良好、管路及湿化装置有无明显漏气后再次行校准。

3.设置呼吸机初始参数高频呼吸机与患者连接前应设置初始参数。一般需设置下列参数：基础气流、mPaw、振荡压力(△P)、振荡频率(f)、吸入氧浓度(FiO₂)和吸气时间比例。各参数的初始设置和可调节范围见表9-1。

其中基础气流提供新鲜气流并维持 mPaw。mPaw和FiO₂是影响氧合的主要参数，f、△P 和吸气时间比例是影响通气量和二氧化碳排出的主要参数。

4.呼吸机报警设置及处理

(1)气道压力报警: SensorMedics 3100B 呼吸机的mPaw具有安全限制范围，高压安全限制为60 cmH₂O,低压安全限制为5 cmH₂O,一旦mPaw超过压力限制，振荡器停止振荡，管道压力迅速降至大气压。但是为了防止患者气压伤和肺泡萎陷，在呼吸机与患者连接前应设置报警范围。一般mPaw高限设为45 cmH₂O,低限10cmH₂O。

(2)气源压力报警：当空气或氧气气源压力低于30 psi(1 psi=6.895 kPa, 1 psi=0.07 kg/cm²)时，呼吸机气源压力报警，需检查并调整空气和氧气气源压力。

表9-1

HFOV 呼吸机的参数设置和调节

(3)振荡器报警：当呼吸机工作时间长或散热不佳，振荡马达的温度超过150℃时，振荡器过热报警。另外△P<7cmH₂O时，振荡器报警，需要检查振荡器是否工作正常。

5.呼吸机运行检查将呼吸机管路 Y 管与模拟肺连接，观察呼吸机运行是否正常。

6.机械通气过程中的参数设置和调节呼吸机检查完成后与患者连接，按Start键进行高频振荡通气，然后根据动脉血气分析调整呼吸机参数。

(1)影响氧合的参数调节：FiO₂和mPaw是影响氧合的主要呼吸机参数。根据常规机械通气时气道平均压(mean airway pressure, Pmean)加 5 cmH₂O设置mPaw,FiO₂ 设为100%,然后根据动脉血气分析或 SpO₂ 监测,将 FiO₂ 由 100%逐步降低、mPaw由初始设置逐步下降，维持动脉血氧饱和度(SaO₂)在90%以上，同时注意血流动力学改变。

(2)影响通气的参数调节：f、△P、吸气时间比例是影响通气的主要呼吸机参数。下调f、上调△P或增加吸气时间比例可使通气量增加，二氧化碳排出增加。上调f、下调△P 或降低吸气时间比例可使二氧化碳排出减少。根据血气分析调整，使PaCO₂ 维持在40~70mmHg,动脉血 pH维持在7.25~7.35。

(3)气囊放气:若f下调至3 Hz,△P 上调至90cmH₂O，吸气时间比例为33%，仍不能维持有效的通气，PaCO₂ 持续上升导致动脉血pH小于7.25，可采用气囊放气的方法，增加二氧化碳的排出。气囊放气可导致mPaw下降，在气囊放气时需要增加基础气流，使mPaw维持到原来的水平。

(4)碳酸氢钠的应用：若f下调至3 Hz时pH仍小于7.10，可静脉应用碳酸氢钠改善酸中毒。

(5) 肺复张(RM)的实施: 对于 ARDS患者,需实施RM增加肺容积，改善氧合。

7.呼吸机管路脱开的处理呼吸机管路脱开可导致气道压力下降，肺复张容积丢失。因此每次脱开呼吸机管路时，均应进行再次肺复张，以维持肺复张容积，改善氧合，防止肺萎陷和导致肺损伤。

8.气道湿化由于 HFOV 振荡气体流速高，通气量大，易导致气道干燥，痰液难以排出，气道加温加湿非常重要。一般应用热湿加温装置，不宜用人工鼻，湿化器温度设为37~38℃，管路内需达到100%的相对湿度。

9. HFOV 治疗无效的判断 HFOV 理论上是肺

保护的机械通气模式，但近期两个大规模临床研究并未发现其对 ARDS 患者预后的益处，ARDS 患者对HFOV 治疗的反应性可能是影响预后的重要因素，因此进行HFOV后3h即评估患者的反应性。如 HFOV治疗后3h患者氧合指数明显改善达30%或升高超过30mmHg,则HFOV有反应性,患者可进行HFOV,否则根据患者病情考虑联合其他措施，或ECMO辅助治疗。

判断HFOV无效后需要更换治疗策略，因此需要评估 HFOV 治疗是否有效。经HFOV 治疗24h,FiO₂不能降低0.1或氧合不能改善( ~93%)或通气不能维持( 或pH>7.25),则HFOV 治疗无效。应联合运用其他辅助治疗方法，如俯卧位通气、一氧化氮吸入等，或采用ECMO进行辅助。

10. HFOV 转换为常规机械通气的条件原发疾病及肺部病变基本稳定，血气分析结果良好，mPaw≤24cmH₂O, FiO₂在40%~60%超过12h,可考虑转为常规机械通气。

11. HFOV能否成功转为常规机械通气的判断HFOV转为常规机械通气后，需立即判断常规机械通气是否合适，如( 超过10 min;②动脉血pH<7.3;③动脉血 pH 比 HFOV 时下降0.1以上,则应考虑常规机械通气失败，考虑重新转为 HFOV 或加用其他辅助方法，如肺复张、俯卧位通气等(图9-6)。

若 FiO₂ 降至40%,每4~12h降低mPaw 2cmH₂O,直到mPaw降至22cmH₂O。

5.影响通气的参数调节通气10 min后根据动脉血气分析结果调整 f和△P，使 PaCO₂ 维持在40~70mmHg,动脉血 pH维持在7.25~7.35。若动脉血 pH大于7.35，可增加f或降低△P，以降低二氧化碳排出。若二氧化碳潴留导致 pH小于7.25，可增加f、降低△P，也可增加吸气时间比例或气囊放气，增加二氧化碳排出(表9-2)。

表9-2

ARDS患者 HFOV 治疗△P和f的调整

pH | 参数调节
pH>7.35 | 增加f,1 Hz/2h,最大15 Hz
如f=15 Hz,降低/
2)h
pH<7.25 | △P<90cmH₂O,增加(5~10)cmH₂O/(1~
2)h,最大90cmH₂O
如△P=90cmH₂O,降低f1 Hz/2 h,最小
3 Hz
f<7Hz时，可采用气囊放气措施改善通
气,先调节 Bias flow使mPaw增加5cmH₂O,
气囊放气至 mPaw达原水平
f<4Hz时，纤维支气管镜检查气道有无
气道分泌物潴留、气管插管扭曲、位置不
当等
pH<7.1 | f=3 Hz时,静滴碳酸氢钠,或停止HFOV

6.吸气时间比例的调节吸气时间比例一般设为33%~50%，增加吸气时间比例有助于降低PaCO₂，同时也有改善氧合的效应。

7. HFOV 反应性的评估 ARDS 患者 HFOV治疗后3h患者氧合指数明显改善达30%或升高超过30 mmHg,则 HFOV 有反应性,患者可继续HFOV,否则需要停止 HFOV,换用ECMO 等辅助措施。

8. HFOV 转换为常规机械通气的条件若FiO₂为40%~60%, mPaw将为24 cmH₂O, SaO₂能够维持在90%以上并超过12h，可考虑转换为常

规机械通气。

注意事项

1.镇痛镇静清醒患者难以耐受 HFOV，而且自主呼吸会影响 HFOV 的通气效果，HFOV 治疗过程中需持续给予镇痛镇静或肌松药物，维持充分镇痛、较深的镇静，但要密切监测患者血流动力学的变化，避免对血流动力学的不良作用。镇痛镇静过程中要进行镇痛镇静评估，调整镇静和肌松药物的剂量。

2.血流动力学尽管 HFOV 时 mPaw较高,但肺泡内压并不高于常规机械通气，对血流动力学影响较小。但实施RM时，可能对血流动力学有一定的干扰。

3.监测 HFOV 呼吸机无潮气量和分钟通气量监测，必须定期观察胸廓的运动，监测动脉血气分析。胸壁震动如果消失或减弱，应考虑气道阻塞。若仅有一侧存在胸壁震动，考虑气管内插管滑入一侧主支气管或是一侧气胸发生。

应用 HFOV 后立即行胸部X线摄片，了解肺容积，肺充分复张后肺下界一般应位于第九后肋水平(胸部后前位X线片)。拍摄X线胸片时不需停止振荡。

4.气道管理充分的湿化和气道管理是高频振荡通气有效的主要保障。若SpO₂下降或 mPaw明显增高，常常提示气道不畅、分泌物潴留、气管插管扭曲或移位，应及时处理。开放式吸痰使 mPaw不能维持，影响 HFOV 的通气效果，建议采用密闭式气道吸引。在吸痰或其他气管内操作断开呼吸机管路后，需行RM以恢复肺容积。

5.体位患者一般取仰卧位，如没有禁忌证，应抬高头位30°，防止呼吸机相关肺炎的发生。

6.其他治疗 HFOV 可联合俯卧位通气、一氧化氮吸入、部分液体通气等治疗，但其临床效果尚需进一步探讨。

7.其他 HFOV的振荡音会干扰听诊，进行心脏和腹部听诊时，应停止振荡。

(刘松桥)