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Efficacy of adaptive support ventilation on the respiratory mechanics during recovery stage of acute lung injury after operation

覃铁和 王首红 蒋文新 邓宇王君 麦冬青

QIN Tiehe，WANG Shouhong,JIANG Wenxin,Deng Yujun，Mai Dongqing. Intensive Care Unit of Guangdong Provincial People’s Hospital，Guangzhou 510100，Guangdong，China

Abstract

　　Objective:To explore the efficacy of the respiratory mechanics with adaptive support ventilation（ASV）in acute lung injury（ALI）after operation during the respiratory recovery stage.

　　Method:23 patients were all suffered from ALI after operation and ventilated by the same ventilator. They were all applied SIMV-PS and ASV respectively during the recovery stage. They have been compared the parameters of respiratory mechanics，hemodynamics and blood analysis before and after ASV.

　　Result:23 patients were extubated successfully. Total respiratory rates decreased significantly（P<0.05），spontaneous respiratory rates improved（P>0.05），tidal volume（VT）increased （P<0.05), plateau pressure（Pplat）and mean airway pressure（Pawm）increased（P<0.05），compliance（Cst）and P0.1 decreased（P>0.05）. No changes were noted in the parameters of vital signs，blood analysis and hemodynamics.

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　　Conclusion:ASV may automatically adjust inspiratory pressure，the tidal volume and respiratory rate with the respiratory mechanics of each patient breath，which may not affect hemodynamics and vital signs.

　　Key words：adaptive support ventilation（ASV）acute lung injury（ALI）mechanical ventilation（MV）

　　适应性支持通气（adaptive support ventilation，ASV）是基于闭合环通气原理的通气模式，可根据呼吸力学和自主呼吸的程度来自动调整通气参数，以改善人机之间的协调程度^[1]。本研究采用自身对照的方法，对23例术后急性肺损伤（acute lung ingury，ALI）机械通气（mechanical ventilation，MV）治疗的病人，序贯应用同步间歇指令－压力支持通气模式（synchronized intermittent mandatory ventilation plus inspiratory pressure support，SIMV-PS）和ASV模式，比较两种模式对病人呼吸力学的影响。

资料与方法

　　1一般资料：

　　23例病人均为2003年1～9月术后各种肺外原因所致的ALI，男16例，女7例，平均年龄（63±9.2）岁，体重（65±10）kg。其中胆道手术6例，食管或贲门癌根治术5例，人工关节置换术后3例，胃肠穿孔修补术7例，卵巢癌根治术2例。ALI诊断符合2000年中华医学会呼吸病学分会制定的《急性呼吸窘迫综合症的诊断标准（草案）》^[2]。无中枢或周围神经系统疾病。进入ICU经综合治疗后，生命体征稳定，停用镇静、肌松剂，有自主触发，呼吸频率（RR）<25/min，FiO₂<45％，PEEP<5cmH₂O，SpO₂>95％，PaO₂/ FiO₂>300，MV可进入部分支持模式，即开始进入研究阶段。

　　2方法和结果：

　　2.1研究方法：所有病人均用同一台金伽俐略型呼吸机(瑞士夏美顿公司)进行通气，进入部分通气支持时的模式为SIMV－PS，通气1h后测定并记录各项参数。随后转换成ASV模式，通气1h后测定并记录各种参数。ASV模式参数的设定，按ASV的常规步骤进行，分钟通气量以达到SIMV－PS模式时测得的分钟通气量为准，而FiO₂、PEEP和压力触发灵敏度保持不变，由指定医师负责监测和调整呼吸机参数。当ASV的分钟通气量支持达到30％以下，符合临床脱机条件时即予脱机。

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　　2.2呼吸力学观察指标：直接从呼吸机参数显示屏上记录RR（包括自主频率和总呼吸频率）、吸气峰压（Ppeak）、平台压（Pplat）、气道平均压（Pawm）、顺应性（Cst）、P0.1和潮气量（VT）。所有数值均以测定状态开始20min后的平均值作为记录数值。

　　2.3生命体征观察指标：心率、平均动脉压、中心静脉压（CVP）、氧饱和度等数值直接从监护仪（Spacelab）上实时监测并记录，动脉血气分析ASV前后各测定1次。

　　3统计学方法：ASV模式前后的参数差异显著性检验采用配对设计（自身对照）资料均数比较的方法。P<0.05为差异具显著性。

结果

　　23例病人全部均成功脱机，ASV前和ASV时的呼吸机参数设定和测得的各项参数详见表1。从中可以看出，转换通气模式后，平台压升高和气道平均压明显升高（P<0.05）；而呼吸道顺应性稍有下降，但差异没有显著性（P>0.05）。ASV时自主呼吸频率增加但差异无显著性（P>0.05），总呼吸频率明显下降（P<0.05），潮气量增加明显（P<0.05），分钟通气量基本保持不变（P>0.05）。ASV时P0.1轻微下降，与ASV前差异无显著性（P>0.05）。

　　23例病人ASV前和ASV后生命体征、血气分析和血流动力学主要指标详见表2。从中可以看出ASV前和ASV后病人的生命体征如心率、脉氧饱和度等无明显变化（P>0.05），血流动力学指标中心静脉压和平均动脉压无明显变化(P>0.05)，血气分析的各项指标也无明显变化（P>0.05）。

讨论

　　ALI可以由于手术、感染、外伤等多种原因诱发，可延长围手术期病人在ICU的停留时间，甚至发展为ARDS，增加病死率。MV是治疗ALI的重要手段之一，通气模式对治疗效果有重要影响。本组病人均为术前心肺功能正常、术后因各种肺外原因导致ALI、需继续MV治疗的病人。P－SIMV和ASV属于允许自主呼吸的压力型部分支持通气模式。MV中允许自主呼吸存在不仅可提高病人的气体交换水平，稳定血流动力学状态，还能保持呼吸肌肉的运动，减少人机对抗和呼吸机疲劳等不良现象^[3]。

　　据Otis 等^[4]和Mead等^[5]的研究，ASV能够自动根据病人呼吸功能的变化，调整呼吸频率、潮气量和分钟通气量以达到最佳的平衡点，使呼吸作功最少，以达到尽快纠正ALI、尽早脱机的目的。

　　本研究显示，用ASV前后变化最明显的是呼吸频率和潮气量。ASV前，病人处于SIMV-PS模式，潮气量为（6.5±15）mL/kg，与ARDS肺保护策略的潮气量范围基本一致^[6]。用ASV后，基于ASV的基本原理，在维持与SIMV-PS模式相同的分钟通气量前提下，呼吸机自动优化了潮气量和呼吸频率，潮气量从（6.5±15）mL/min升至（8.2±15）mL/kg，与ARDS的通气策略似有矛盾，但与可引起通气相关性肺损伤的最高值12ml/kg^[6,7]相比，还在安全范围，呼吸力学参数与ASV前无明显变化亦可证实这一点。另外，本组ALI病人肺部并无ARDS的器质性病理改变，故稍高的潮气量仍安全。

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　　本研究显示，ASV时吸气峰压和平台压升高较明显，而相应的呼吸系统顺应性较前下降，其原因可能与ASV实时自动调节呼吸频率和潮气量有关，而且这种压力和容量的变化范围小，未达到肺损伤的水平。根据ASV的原理，是否可以通过调节适当的呼吸频率来减少潮气量，从而降低压力，以免导致肺损伤有待进一步研究。P0.1是反映中枢呼吸驱动的指标，本组病人ASV时P0.1值较SIMV－PS低，提示ASV时呼吸驱动下降、呼吸作功减少、自主触发增加，是ASV根据呼吸力学水平调整吸气压力和呼吸频率的体现。

　　综上所述，对比ASV和SIMV－PS期间呼吸力学等参数，其主要的变化在于气道压力、潮气量和呼吸频率，而这些变化是基于通气模式的原理所产生，对病人的呼吸生理并无不良影响。故ASV和SIMV－PS一样，对术后ALI病人是一种安全有效的通气支持模式。

参考文献

1. Linton DM，Potgieter PD，Davis S，et al. Automatic weaning from mechanical ventilation using an adaptive lung ventilation controller.Chest，1994，（106）：1843－1850.

2. 中华医学会呼吸病学分会 急性呼吸窘迫综合症的诊断标准（草案）中华结核和呼吸杂志，2000，（23）：203－205.

3. Roussos C，Zakynthinos S. Fatigue of the respiratory muscles.Intensive Care Med，1996，（22）：134－155.

4. Otis AB，Fenn WO，Rahn H. Mechanics of breathing in man.J Appl Physiol 1950；2：592－607.

5. Mead J. Control of respiratory frequency. J Appl Physiol，1960，（15）：325－336.

6. The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with higher tidal volumes as compared with lower tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome.N Engl J Med，2000，（342）：1301－1308

7. Pugin J，Jolliet P. Ventilator－induced lung injury：An inflammatory disease?Clin Pulm Med，1998，（5）：290－299.