
探讨存在哮喘持续状态的重症哮喘患儿机械通气策略的选择,为临床治疗该类急症患儿提供机械通气模式和参数的选择思路。
对南京医科大学附属儿童医院收治的1例支气管哮喘急性发作后伴哮喘持续状态的病例进行讨论分析。
支气管哮喘的病理生理机制主要与气管管壁炎性肿胀、气道重塑、气道狭窄或阻塞和支气管痉挛密切相关,吸气峰压中的部分气压用于克服气道阻力,因此,高吸气峰压不一定预示气压伤风险的升高。南京医科大学附属儿童医院急诊重症医学科收治1例12岁6个月伴有呼吸道感染的支气管哮喘发作患儿,在给予药物联合无创通气治疗后患儿通气障碍未见改善,故予有创机械通气,设置为压力控制通气模式,调节参数为吸气峰压70 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa),呼气末正压 2 cmH2O,FiO2 60%,呼吸频率 25次/min。同时辅以肺泡灌洗术,患儿病情逐渐好转,从压力控制通气模式逐渐过渡至容量控制通气模式和同步间歇指令通气+压力支持模式,最后顺利撤离呼吸机。
针对已行有创机械通气治疗但病情未明显缓解的危重症哮喘患儿,建议考虑压力控制通气模式和较高的吸气峰压参数进行机械辅助通气治疗,以对抗气道过度狭窄带来的严重气道阻力,从而改善持续的低氧血症。
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2010年全国第3次儿童支气管哮喘流行病学调查报告显示,我国城市0~14岁儿童哮喘患病率约为3.02%,其中重症哮喘发作的发生率为23.3%[1];而美国国家环境卫生中心报道,2016年美国0~18岁儿童青少年哮喘总患病率已达8.3%,其中4.7%的哮喘儿童需要住院治疗[2]。在危重症哮喘诊疗过程中,机械辅助通气治疗对改善患儿低氧血症和CO2潴留、减少呼吸做功和缓解呼吸肌疲劳起重要作用,为解除支气管痉挛、清除气道黏液栓、降低气道反应性和减弱炎症反应争取了更多的治疗时间。本文希望通过分享1例支气管哮喘急性发作后伴哮喘持续状态的病例,以及重症哮喘相关的机械辅助通气治疗文献回顾,为临床医生在处理哮喘持续状态急症时,提供机械通气模式和参数的选择思路。
患儿,男,12岁6个月,因“咳嗽伴喘息3 d,加重1 d”入院。患儿3 d前出现咳嗽伴气喘,病初有一过性发热。门诊查血常规示:白细胞计数12.08×109/L,中性粒细胞百分比81.6%;C-反应蛋白18.78 mg/L。患儿于外院住院治疗,X线胸片示两肺纹理增多、模糊,右上肺见大片状模糊影;予头孢呋辛、红霉素、甲泼尼龙静脉滴注等治疗3 d未见明显好转。1 d前咳喘加重,咳出黄色黏痰痰栓,后转诊南京市儿童医院,抢救室予氨茶碱、硫酸镁静脉滴注后收入我院呼吸科。患儿确诊支气管哮喘7年,现规律吸入美沙特罗替卡松(1次/d)。否认遗传病及传染病家族史。
入院查体:体温36.7 ℃,心率128次/min,呼吸频率36次/min,血压134/80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),身高162 cm,体重63.5 kg,神志清,精神欠佳,呼吸急促,面色正常,口唇不绀,无吸气性三凹征,双肺呼吸音粗,左右对称,可闻及湿啰音及大量哮鸣音,心音有力,律齐,未闻及病理性杂音。腹部、神经系统及四肢查体未见异常。
入院后,患儿病情进展,当天由呼吸科普通病房转入PICU,予丙酸倍氯米松、沙丁胺醇和异丙托溴铵雾化吸入,盐酸丙卡特罗、氨茶碱平喘舒张气道,予哌拉西林他唑巴坦抗感染,甲泼尼龙、孟鲁司特抗炎降低气道反应性,予咪达唑仑、舒芬太尼和罗库溴铵镇静镇痛,予有创机械通气。住院期间(入院第3天)行电子支气管镜检查和肺泡灌洗术,见气管黏膜充血水肿,右主支气管右上叶开口痰栓完全堵塞,右中叶、右下叶及背段支气管管腔亦有较多脓性分泌物,经负压吸引及反复冲洗可吸出塑型样黄白色脓性分泌物(图1)。入院第10天,患儿再次行电子支气管镜检查后见气管分泌物较前明显减少(图2),随后顺利撤离呼吸机。




入院9 h,患儿气促、喘息进行性加重,伴呼吸困难、胸闷不适,精神不佳,鼻导管吸氧(氧流量2 L/min),SpO2 88%,心率136次/min,呼吸频率36次/min,查体面色潮红,口唇无发绀,胸壁触及皮下气肿,吸气性三凹征,两肺呼吸音粗,闻及广泛哮鸣音,心音稍钝,未闻及明显杂音,下肢无水肿。由鼻导管吸氧改为无创持续气道正压通气(continuous positive airway pressure,CPAP),呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP) 4 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa),血气分析(无创CPAP吸氧下):pH 7.429,PaO2 57.3 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),PaCO2 43.5 mmHg,BE 3.8 mmol/L,PA-aDO2 177.9 mmHg,血乳酸1.02 mmol/L。考虑患儿低氧血症,停无创CPAP改为高流量吸氧,FiO2 60%,氧流量为40 L/min。
入院14 h,患儿气促、喘息明显,伴胸闷、端坐呼吸、大汗淋漓,SpO2 85%~92%,心率173次/min,呼吸频率37次/min,血压147/98 mmHg,查体面色潮红,见吸气性三凹征,可闻及少许呼气相喘鸣音及少许湿啰音。考虑患儿病情危重,增加氧流量虽然可能改善临床症状,但也可能延误救治,所以选择行气管插管术、予机械通气(西门子Servo-i,系统V.1.3),并设置模式为容量控制通气(volume controlled ventilation,VCV),参数:PEEP 3 cmH2O,FiO2 70%,呼吸频率25次/min,潮气量450 mL。
入院24 h,患儿仍有咳嗽、喘息,偶有痰液咳出,精神烦躁,时有人机对抗,出汗较多,面色潮红,VCV模式下患儿吸气潮气量(VTi)和呼气潮气量(VTe)维持于116 ~247 mL。调整模式为压力控制通气(pressure controlled ventilation,PCV),参数:吸气峰压(peak inflation pressure, PIP)70 cmH2O,PEEP 2 cmH2O,FiO2 60%,呼吸频率25次/min。PCV模式下,患儿VTi和VTe维持于300~413 mL。入院第2~4天,PIP根据患儿潮气量变化由70 cmH2O动态下调至27 cmH2O,见表1。患儿咳嗽、喘息症状较前减轻,气道痉挛逐渐缓解,精神较前安静,SpO2 维持于96%~100%。

患儿机械通气模式和参数
患儿机械通气模式和参数
| 入院时间 | 时间 | 通气模式 | PIP(cmH2O) | PEEP(cmH2O) | FiO2(%) | 呼吸频率 (次/min) | Ppeak (cmH2O) | Pmean (cmH2O) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 入院第1天 | 23:05 | VCV | / | 3 | 70 | 25 | 64 | - |
| 入院第2天 | 02:00 | VCV | / | 2 | 60 | 25 | 78 | - |
| 08:00 | VCV | / | 2 | 60 | 25 | 78 | - | |
| 09:00 | PCV | 70 | 2 | 60 | 25 | 70 | 25 | |
| 13:00 | PCV | 50 | 2 | 60 | 25 | 50 | 16 | |
| 17:00 | PCV | 40 | 2 | 60 | 24 | 40 | 13 | |
| 22:00 | PCV | 45 | 2 | 60 | 25 | 48 | 13 | |
| 入院第3天 | 6:00 | PCV | 42 | 2 | 60 | 25 | 40 | 15 |
| 14:00 | PCV | 42 | 2 | 60 | 25 | 42 | 16 | |
| 20:48 | PCV | 34 | 2 | 60 | 25 | 36 | 15 | |
| 入院第4天 | 4:00 | PCV | 27 | 3 | 60 | 25 | 27 | 11 |
| 8:00 | VCV | / | 3 | 60 | 25 | 37 | 12 | |
| 入院第6天 | 16:00 | VCV | / | 3 | 60 | 25 | 33 | 10 |
| 入院第7天 | 11:00 | VCV | / | 4 | 50 | 20 | 26 | 10 |
| 入院第8天 | 10:00 | VCV | / | 4 | 50 | 20 | 24 | 9 |
| 12:00 | SIMV+PS | / | 4 | 45 | 20 | 26 | 9 | |
| 入院第10天 | 15:00 | SIMV+PS | / | 4 | 30 | 10 | 19 | 5 |
注:/:选择VCV或SIMV+PS通气模式时,PIP为非可设置参数;-:数据缺失;PIP:吸气峰压;PEEP:呼气末正压;Ppeak:最大吸气压;P mean:平均气道压;VCV:容量控制通气;PCV:压力控制通气;SIMV+PS:同步间歇指令通气+压力支持。
入院第4~8天,患儿两肺呼吸音粗,闻及明显喘鸣音及中细湿啰音,心音尚有力,未见明显人机对抗。考虑气道痉挛已缓解,皮下气肿、纵隔气肿较前明显吸收,调整呼吸机模式为VCV,参数:PEEP 2 cmH2O,潮气量400 mL,FiO2 从60%逐步下调至50%,呼吸频率从25次/min逐步下调至20次/min。
入院第8~10天,呼吸机模式调整为同步间歇指令通气+压力支持(SIMV+PS)模式;第10天,患儿成功撤离呼吸机,改为鼻导管吸氧(氧流量1 L/min)。
目前,无论是国内还是国外的临床研究,对重症哮喘患儿采取保护性通气策略(尤其是并发气胸的患儿)的认同是占绝大多数的,但对于具体应采取何种机械通气模式和参数,还没有形成确切的共识。
在无创机械通气方面,国内的临床研究主要集中在双水平气道正压通气(bi-level positive airway pressure ventilation,BiPAP)、CPAP或上述两种模式治疗重症哮喘患儿合并呼吸衰竭的疗效分析。BiPAP模式或CPAP模式都展现了其在治疗重症哮喘方面的优势,即改善呼吸肌疲劳、避免气管插管可能及后续有创机械通气带来的各种损伤和并发症,如气道萎缩狭窄、声门水肿、呼吸机相关性肺炎等。支气管哮喘发作的患儿表现为呼气性呼吸困难,随时间推移,呼气性呼吸困难使患儿肺部功能残气量逐渐增加,肺泡过度充气,形成内源性PEEP(PEEPi),渐进性增加的PEEPi导致血流动力学异常,如肺血管阻力增加、肺动脉高压、右室肥厚以及右室扩张[3]。前述2种正压通气模式都可以通过增加外源性PEEP(PEEPe)以抵消哮喘发作期间建立的PEEPi,使有自主呼吸的患儿减少对呼吸机的无效触发,从而减轻呼吸负荷,并避免呼吸衰竭恶化[4, 5]。关于无创正压通气的参数选择,由于参与研究的临床工作者们的经验不同,各研究观察组的参数选择也不一样。其中,无创BiPAP的吸气压力(IPAP)最终设置在15~26 cmH2O不等,呼气压力(EPAP)设置在2~8 cmH2O不等。有研究发现,即使无创BiPAP抑制了气管炎性反应,减轻了气道黏膜水肿,也松弛了支气管平滑肌,相比未给予辅助通气的对照组,观察组接受治疗后需要改为有创通气治疗的比例低于对照组,但是两组患儿的病死率差异并无统计学意义[6]。Smith等[7]利用美国儿童卫生信息系统收集了多家医院哮喘患儿的信息进行横断面分析,发现虽然有创机械通气使用率处于历史新低,但无创机械通气的使用增加和有创机械通气使用率的变化无关,与ICU入院人数的增加有关;哮喘入院人数较多的医院倾向于更频繁地使用无创机械通气。法国专家共识则提出,在常规治疗效果不佳时可以考虑使用无创机械通气,但没有足够的高质量数据支持他们推荐在重症哮喘患儿中使用无创机械通气[8]。因此,还是要把握好气管插管的指征,及时进行有创机械通气,避免呼吸衰竭进一步恶化。
回顾国内相关文献发现,有关有创机械通气不同模式和参数的选择策略之间的对比分析研究寥寥无几,研究方法更多是某一种模式和未给予有创机械通气治疗的对照组之间的对比,从而肯定有创机械通气对救治哮喘患儿的疗效。虽然尚无公认的最适合急重症哮喘患儿的通气模式,但国内有关有创机械通气的临床研究大都选择了先辅助/控制(A/C)模式,后用SIMV+ PS模式逐渐过渡直至撤离呼吸机,或是根据患儿的具体情况决定是否直接选择后者。20世纪初,中华医学会儿科学分会呼吸学组专家建议通气模式选择VCV,必要时予适量的PEEPe,并保持PIP不超过40 cmH2O[9]。随后,考虑到在VCV模式下重症哮喘患儿气道阻力变化可引起气道压力大幅度的波动,而PCV模式采用的是减速气流,与前者相比可以更好地保持气道压力的恒定,有助于预防气压伤,越来越多的临床工作者也倾向于选择PCV模式[10, 11]。无论是VCV还是PCV模式,近10年,许多研究提出的PIP上限值集中在30~40 cmH2O。因此,目前研究对有创机械通气参数的选择总体是保守的。虽然有关重症哮喘患儿机械通气策略的临床研究结论各不相同,但是都突出强调了机械辅助通气治疗在抢救重症哮喘患儿时的“及时性”,以及通气策略制定的“个体化”。
本例患儿在接受无创CPAP、VCV模式通气一段时间后仍有咳嗽、喘息、精神烦躁,时有人机对抗,无法达到目标潮气量,因此,我们改用PCV模式进行机械通气。关于PCV模式的具体参数,国外的研究结论也暂未统一。Carr等[12]建议在儿童患者中使用PCV模式,初始呼吸机设置取决于年龄和呼吸衰竭的病因,但未明确指出哮喘患儿最适合的模式和参数。Pacheco等[13]基于肺保护策略,建议PIP可在PEEP >15~20 cmH2O开始,且PIP不应超过30 cmH2O。相反,Laher和Buchanan[14]认为,只要气道平台压(plateau pressure,Pplat),又称吸气末暂停气压<30 cmH2O,即使PIP极高也不会造成肺泡损伤,且PIP>80~100 cmH2O在重症哮喘患儿中很常见,支气管哮喘的病理生理与肺泡不直接相关。从病理生理角度分析,气管管壁炎性肿胀、气道重塑、黏液栓形成引起的气道狭窄或阻塞和支气管痉挛造成了支气管哮喘患儿存在可逆性气流受限。气道阻力符合泊肃叶定律:R=8 ηL/(πr4),而气管管壁炎性肿胀和痰栓堵塞引起气道口径再微小的改变,都会使气道阻力发生显著变化;同时气流速度、气流形式、自主神经以及呼吸运动对气道阻力也有一定影响;更重要的是,发生气道重塑后,变形的上皮分泌内皮素-1增强了气道平滑肌的基础收缩(紧张性效应)和组胺诱导的收缩强度[15],支气管可以表现为持续性的收缩痉挛,患儿的气道阻力会显著升高,而给予的PIP很大一部分也用于克服气道阻力,则增高的PIP不一定预示气压伤风险的升高[16]。因此,Laher和Buchanan[14]提出对哮喘患儿应用高PIP是具有合理性的。至于Pplat,有研究建议上限值为35 cmH2O,大多数则建议为30 cmH2O。由于呼吸机测得的Pplat反映的是平均吸气末肺泡压,有的单位肺泡压会更高,本文认同Pplat上限值为30 cmH2O更有助于预防气压伤。
病程初期,患儿潮气量低(116~247 mL),Ppeak也维持在高水平(64~78 cmH2O),考虑此时患儿不仅不存在肺泡过度充气、功能残气量增加,甚至出现了肺不张。因此,VCV模式下机械通气疗效不佳的原因主要考虑两个因素:一是患儿支气管镜检查提示的大量痰栓堵塞气管,二是管壁黏膜充血肿胀引起的解剖性狭窄以及气管的持续痉挛引起的功能性狭窄。基于患儿病情,我们使用PCV模式下的高参数机械通气,PIP设置值高达70 cmH2O(此时患儿才可维持400 mL的小潮气量)才保证患儿的基本氧气需求。我们通气策略的选择和患儿病情最终结局也印证了前述Laher和Buchanan[14]观点的正确性。当然,该过程需要医护人员高度关注患儿Ppeak、Pplat、VTi/VTe等测量值,动态调节适宜的有创机械通气模式和参数,避免患儿气道痉挛突然缓解瞬间并发气胸。随着患儿气道反应性下降,气道痉挛持续时间和程度的缓解,患儿的Ppeak已明显下降至42 cmH2O左右;经过电子支气管镜下肺泡灌洗术吸出大量分泌物后,患儿气道狭窄程度更为好转,PIP也动态下调至27 cmH2O,患儿气道痉挛缓解,肺部体征较前改善,调整模式为VCV,逐步过渡至SIMV+PS模式直至撤离呼吸机。
早期国内对使用机械通气抢救危重症支气管哮喘患儿有一定顾虑,考虑辅助呼吸和自主呼吸之间不易协调,过度通气会导致肺毛细血管被压迫,从而加重低氧血症,因此,既往临床工作中应用不广或干预太晚,以致复苏后出现许多并发症。儿童哮喘发病率、住院率的逐年升高引起了临床工作者的重视,重症哮喘相关临床研究因此增多,机械通气辅助呼吸治疗也逐步获得了肯定,但仍存在少数重症哮喘患儿死亡。回顾该类患儿的诊疗过程,发现他们的机械通气策略较为保守,在对症支持治疗及无创正压通气治疗仍疗效不佳后,虽然调整为有创机械通气,但设置的PIP范围在8~40 cmH2O。有研究者在讨论分析时已意识到持续的高PIP与气道阻力升高相关,但没有对死亡和PIP参数之间的关系进行更加深入的分析[17, 18]。本例中我们设置的初始参数尽管远远高于前者却能使患儿最终成功撤离呼吸机。对于结局的差异,我们考虑或许是因为既往因多器官功能衰竭抢救无效的重症哮喘患儿接受的PIP不够高,不足以对抗气道过度狭窄带来的严重气道阻力,以至于机体持续低氧血症、发生无氧酵解、水电解质紊乱和酸碱失衡、心律失常,逐步进展为肺心病,甚至多器官功能衰竭。
综上,本例合并哮喘持续状态重症哮喘患儿的治疗过程提示,在临床工作中,在决定呼吸机模式和参数设置方案前,应根据患儿实时的临床资料分析患儿此刻病理生理具体情况,从而制定个体化、适合患儿的通气策略,做到因人制宜;针对已行有创机械通气辅助通气治疗但病情未明显缓解的危重症哮喘患儿,本文建议考虑PCV模式和较高的PIP参数进行机械辅助通气治疗。
所有作者声明无利益冲突





















