新生儿机械通气呼吸监测原则

德国柏林夏里特医学院新生儿科 Schmalisch 教授等对当前临床上使用的呼吸功能监测方法及参数测定进行了详细的阐述，文章发表在近期的 Paediatric Respiratory Reviews 杂志上。

行气管插管的患儿，在气管导管（ET）的近端通常会测量气流量和压力。如果没有气体泄漏，所测到的气体体积几乎与施加到肺的体积相同。实际跨肺压可以仅通过带有侧壁压力传感器的气管导管测定，也可使用特定的 ET 电阻模型对近端压力数值进行校正。出于监控目的，T 管测得的压力通常足以用于临床分析。

1. 直接方法：呼吸功能监测巨大进步是通过气流积分计算潮气量，从而防止高潮气量导致的容量肺损伤。通过测量气流可以检测到病人自主呼吸和呼吸机触发的机械呼吸，从而使自主呼吸和机械呼吸同步。

2. 间接方法: 原始的双电极系统目前已扩展到多电极系统，允许测量胸腔内电阻抗变化的空间分布，改善气体容积测量的准确度。另外，经胸电阻抗变化可以通过颜色编码的截面图像显示，称电阻抗成像（EIT），但是目前还未用于新生儿。

3. 气体泄露：新生儿肺部通气不同于成人，例如，新生儿普遍使用无囊气管导管来保护气道，避免声门下狭窄，然而这与气体泄漏的意外风险相关。ET 泄漏可能加重患者-呼吸机对抗，从而干扰病人监护。目前对 ET 泄漏的量化没有共识。然而，无论怎么定义气体泄漏，其导致吸气量的高估和呼气潮气量的低估（图 1）。
图 1 机械通气中 ET 泄露约 40% 时，气道压力（上），气流（中）和体积（下）。与吸入量（V_Tin）相反，呼气量（V_Tex）不受气体泄露的影响

压力、气流量和体积是用于描述呼吸力学的基本参数，包括惯性（I_res），电阻（R_res）和呼吸系统的顺应性（C_res）。虽然通气参数有明确界定，然而呼吸力学的确定使用的是不同计算方法，会产生不同的结果。这阻碍了不同通风机间所测参数的可比性。

使用新生儿监视器评估肺过度充气，其特征是呼气末压力-容积环（P-V 环）的平坦化。检测肺过度充气时，P-V 环的视觉评估通常更敏感。此外，由于自主呼吸运动或 ET 泄漏导致的呼吸信号减弱，可能产生无用参数。ET 泄漏相关的顺应性低估，可能错误地指示肺力学的恶化，ET 泄漏相关的肺张力高估，可能错误地指示呼吸道或 ET 阻塞。

机械通气过程中，肺过度充气或呼气末肺容积减少，可能会导致严重的肺部损伤。示踪气体稀释法或洗入/洗出技术可用于测量功能残气量（FRC）。反复呼吸气体洗出（MBW）技术适合监测通气中的新生儿肺容积。  
图 2 对通气中的婴儿，使用 0.8% 七氟丙烷（HFP）作为示踪气体洗入和洗出，曲线下的面积可计算 FRC

MBW 使用氮为示踪气体, 氧气为洗脱气体，是成人和较大儿童优选的方法，但是，由于氧毒性和纯氧对血气的影响，100% 的氧气洗脱法在早产儿很少使用。示踪气体技术的主要优点是能够从洗入和洗出的曲线中导出通气不均匀（VI）指数。因肺的不均一性, VI 指数随着示踪气体洗出而增加。

二氧化碳图是成人患者的标准测量图，可以确认气管插管和评估通气情况。二氧化碳图还可用于评估呼吸回路的完整性以及早期事故检测。二氧化碳被描述为第五种生命体征，并且可以通过主流或侧流技术来测量。

一些研究指出，主流技术比侧流测量更有优势，尤其是对于婴幼儿群体。主流传感器具有更快的响应时间，使得单次呼吸二氧化碳测量更可靠。侧流测量利用 ET 样品端口，使死腔数值无效。然而，呼气气体样本所需的吸气量可能不利于测量精度和响应时间，特别是低潮气量和高呼吸频率的小婴儿。

二氧化碳描记图，分为时间或体积二氧化碳图。出于监测目的，通常使用时间二氧化碳图（图 3）。

图 3  因表面活性物质耗尽，进行机械通气的婴儿的时间二氧化碳描记图。尽管呼气末零气流量（箭头），该婴儿有稳定的肺泡平段。在这样的情况下，重新呼吸或气体泄露可以从样品室洗出二氧化碳，使测得的呼气末二氧化碳（P_etCO₂）趋于零。

虽然二氧化碳图在手术室及重症监护病房经常使用，但它在新生儿肺通气中，还有一些技术和方法上的挑战。其主要缺点是高频呼吸和低潮气量时，体积二氧化碳描记图中经常不见肺泡平段。当且仅当二氧化碳图中出现该平段且无 ET 泄露时，P_etCO₂才可准确地反映肺泡 PCO₂。

1. 自动计算的监控参数可能会对临床决策产生误导；

2. 呼吸信号的仔细检查可以帮助验证和测量计算参数；

3. ET 泄漏的计算参数影响非常复杂，因呼吸机的不同而各异；

4. 使用示踪气体 MBW 技术，无需中断机械通气的肺容积监控；

5. 二氧化碳图的应用在新生儿患者中受到限制，尤其是在低潮气量和高频呼吸的早产儿中。