引言
呼吸危重患者或建立人工气道的患者,特别强调充分咳痰或吸痰以保障充分引流;但严格讲引流涉及气管引流、支气管引流、肺泡引流等方面。呼吸系统的基本功能是气体交换,还有重要的防御功能,主要是咳嗽和咳痰、支气管纤毛运动和肺泡清除功能等。任何一个环节异常皆会导致或加重气道-肺泡分泌物、渗出物、血液的引流不畅。分泌物阻塞气管导致窒息或严重高碳酸血症型呼吸衰竭;阻塞支气管导致肺膨胀不全或肺不张和严重低氧血症;阻塞小气管-肺泡将导致肺泡萎陷、肺感染和低氧血症,在HAP和VAP患者,包括危重症新冠肺炎后期的VAP防治,抗感染药物难以选择,长期应用问题更多;非药物治疗手段,特别是从肺泡至支气管、气管的充分引流是重要防治手段,在某些情况下可能是主要手段。
一、气管的引流
气管主要依靠气管软骨环支撑,有丰富的粘液腺和浆液腺,因此其结构改变导致的阻塞主要依靠介入治疗;而分泌物阻塞则主要依靠主动引流和被动引流,前者以咳嗽为主要手段,后者以吸痰为主要措施。
(一)咳嗽
是一种反射活动,包括感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器,其主要特点是爆发性呼气运动,具有强大清除分泌物的作用。咳嗽的基本过程是深吸气至肺总量的85%~90%或压力-容积(P-V)曲线的高位拐点或肺活量70%~80%,声门紧闭,一般持续0.2秒;同时呼气肌收缩,形成肺内高压;然后声门开放,高速气流快速呼出,可达km/h。若气管内有分泌物、出血或异物等则可被有效咳出。
咳嗽的主要原因是感受器受刺激,神经或咳嗽中枢直接受刺激也会咳嗽。刺激性质可以是物理性、炎症性或心因性。
在一般门诊和轻症内科病人,干咳或分泌物不多的患者需抑制咳嗽;在围手术期、神经科、危重症患者,咳嗽是排痰和清洁气道的主要手段,是保护性反射。若咳嗽能有效排出痰液则称为有效咳嗽(EffectiveCough);若有大量痰液而无法有效咳出时则称为无效咳嗽(IneffectiveCough),容易导致气管-支气管阻塞。
1、影响咳嗽效果的因素
可以是咳嗽反射的各个方面,但主要见于以下问题:
①感受器缺乏足够刺激:多见于营养不良、长期卧床、手术后、过度镇静、老年人、疼痛不愿意翻身。
②中枢问题:主要见于颅脑疾病、外科手术后、应用较大剂量镇静-麻醉-肌松剂或高龄老年人。
③传出神经和肌肉病变:主要见于运动神经元或运动神经病变、多发性肌炎、皮肌炎、电解质紊乱等。
④效应器问题:主要包括咳嗽不适当、呼吸肌疲劳或力量不足、气道(包括人工气道)阻塞、声门问题,是导致患者无效咳嗽最常见原因。声门问题容易忽视,特别是停机时气囊不放气或未把气囊内气体充分抽出,是导致反复感染、撤机失败的重要原因。
2、评估咳嗽效率的客观参数
主要有峰值咳嗽流量(PeakCoughExpiratoryFlow,PCEF)和吸气肺活量(InspiratoryVitalCapacity,VCi),前者常用峰值呼气流量(PeakExpiratoryFlow,PEF)代替,后者常用肺活量(VitalCapacity,VC)代替。PCEF和VCi可综合反映效应器:呼吸肌、气道-肺、声门等的功能;PEF可大体代替PCEF和VCi反映咳嗽能力。健康人PEF为6~12L/s(~L/min),一般认为排痰需要的最小PEF为3L/s,即PEF≥3L/s(L/min)可保障有效咳嗽,否则多为无效咳嗽。
(二)改善咳嗽或无效咳嗽的基本方法
包括常规方法和针对性治疗方法,后者容易被忽视。
1.常规方法
包括充分湿化、温化,加强翻身、拍背、体位引流,对容易发生痰堵的患者2~3h唤醒1次进行咳痰或吸痰。
2.针对性方法
(1)提高咳嗽效率
①咳痰前准备:因疼痛、疲劳或气喘等原因,患者不愿意深呼吸和咳嗽,故应讲清楚道理,使其解除顾虑,休息数分钟,同时采取手按伤口、固定导管等保护性措施。
②咳嗽过程:模拟正常咳嗽过程,让患者深慢吸气,使潮气量(VT)达VC的70%~80%;短暂屏气(约0.2s);然后用爆发力(推荐)或较快速度(不太适应的患者)呼气,将分泌物排出。可连续咳嗽两声,但避免连续多声,充分休息后进再次咳嗽。
③适当应用血管转换酶抑制剂(ACEI),比如卡托普利,在部分患者可改善咳嗽感受器的敏感性。
④在有周围气道阻塞的患者,适当应用糖皮质激素(简称激素)和气道扩张剂改善气道充血、水肿和平滑肌痉挛,降低气道阻力,从而保障咳嗽时不仅容易形成肺内高压,也可降低压力在支气管的消耗而有效传至气管。
(2)其他改善咳嗽的方法
①经面罩无创正压通气(NPPV),通过提高肺容积(提高肺弹性回缩力和咳嗽力量)和气流量(刺激气道感受器)促进咳痰。首选压力支持通气(PSV),支持压力设置为约30cmH?O(一般认为的安全压力上限),同时PEEP降至0或最低,从而迅速产生气道口与肺泡之间的高压力差(30cmH?O;具体水平取决于自主吸气能力,自主吸气强,肺泡压降低明显,压力差大),从而迅速产生高速气流,刺激咳嗽感受器(同时也刺激纤毛运动和促进肺泡开放);2~3min后转换为平时的通气形式,患者也将恢复至稳定的自主呼吸;若无肺损伤,可用更高压力,推荐40cmH?O。
②用咳痰机经辅助排痰。咳痰机的基本工作原理是模拟人的咳嗽,先经气道施加适当正压,一定特点的曲线气流进入周围气道,松动支气管堵塞的分泌物,促进纤毛运动及分泌物向气管运动;然后快速转换成一定负压,高速呼出气流,PEF可达5~10L/s,故可有效排出痰液。
3.气管、主支气管分泌物阻塞的紧急处理
(1)气管插管或支气管镜吸引是最有效的方法,但可能因多种原因无法及时或有效实施。
(2)高流量无创通气在气管内介入无法实施的情况下,可采用NPPV,同时给予高浓度供氧,用较高压力的PSV模式通气,从而一方面迅速缓解严重低氧血症;又可通过高压力产生的高速气流和大VT促进咳嗽反射,迅速解除阻塞。若不能咳出,在高速气流打击下,大块状分泌物被也可被打碎进入较小气道,迅速缓解阻塞;最终分泌物随纤毛运动排入气管,咳出体外。
呼吸机稳定送气有助于改善人机配合、缓解呼吸肌疲劳和改善气体交换;间断高流量通气则有助于改善气道引流,其中高速气流刺激气管和主支气管起始部,诱发咳嗽和咳痰;刺激支气管,则促进纤毛运动。
4.促进人工气道患者咳嗽的恢复
除一般人工气道管理的要求外,强调间断高流量通气,促进主动咳嗽的恢复,便于及早撤机、拔管。首选PSV或PCV模式进行高压力通气,具体方法同上。
(三)人工气道的引流
若气道分泌物不能有效清除,建立人工气道常是最主要的选择,除符合一般人工气道的管理要求外,强调以下几点。
1.呼吸道湿化
人工气道建立后,上气道的加温、湿化功能丧失;机械通气量增加时,呼出气增加,水分丢失增多,容易导致呼吸道分泌物干结,咳嗽感受器兴奋性下降,纤毛活动减弱,容易引发导管或气道阻塞。机械通气的湿化装置主要有蒸汽发生器、雾化器、人工气道内滴注湿化液或定期注入湿化液。每日湿化液的需要量约~ml。
(1)蒸气发生器
金属电极对水加温,水分蒸发对吸入气加温、湿化。呼吸道气温以37℃为宜(与健康人相同);电极局部水温达50~70℃以上,有一定消毒作用。湿化效果与湿化温度、湿化面积、气体流量有关。温度高、面积大、气流量小的湿化效果好。气体通过湿化器的方式有并联式和传联式,前者气体和水分仅在两者的交界面接触,故阻力低,湿化效果差;后者为气体穿过湿化液,故阻力大,湿化效果好。大部分呼吸机采用并联式,为改善湿化效果,湿化器内用金属导体做成螺旋状的薄片,内覆虑纸片,从而增加导热速度和湿化面积,提高湿化效果。
(2)雾化器
在联接管道的吸入气端联接射流或超声雾化器作定期雾化,可单用生理盐水,也可加入药物。
2.痰液的引流
原则是有痰即吸,痰量不多时可2~3h吸痰一次。加强翻身拍背,有利于痰液的震动排出。体位引流也是常用的方法。吸痰可刺激交感神经,引起反射性心跳加快或心律失常;若迷走神经兴奋可引起反射性心跳减慢或心跳骤停。吸痰时停止氧气供应,并因局部负压,进一步加重低氧,从而影响心律和导致肺动脉高压,故吸痰时应先吸高浓度氧或纯氧数分钟,吸痰管插入时阻断负压,并超过导管远端,刺激呼吸道粘膜,使患者将痰咳至大气道;释放负压,将吸痰管左右旋转,并逐渐拔出,吸痰时观察患者的面色、心律及SpO?,吸痰时间以≤15s为宜,避免长时间或不规范的吸痰操作。间断应用支气管镜也是必要手段,既可吸痰,还可观察气管-支气管的情况,进行采样和灌洗。
3.气囊的管理
气囊充气量应以刚好不漏气为原则。是否容易漏气与人工气道与气管是否匹配、气道峰压等直接相关。气囊间歇性放气有助于气囊上分泌物的排出,并可能有利于局部血液循环的恢复。进行大流量加压通气或鼓励患者咳痰也有助于气囊上分泌物排出。「高容无压」气囊一般不需注气或放气。在停机观察或采用其他呼吸支持措施时必须充分抽出气囊内气体,以保障有效降低吸气阻力和提高咳嗽效率。
声门完整性是产生肺内高压、保障咳嗽效率主要因素之一。建立人工气道、进行机械通气的患者需气囊密闭气管,咳嗽时的气流必然通过人工气道呼出,不能形成有效的气道内高压,咳嗽效率显著降低。
(1)停机时气囊管理的主要问题
为「预防食道反流」或锻炼呼吸,临床医生习惯在停机时长期给气囊充气,封闭气道。如此操作是不合适的,因为防止反流的最有效的措施是采取适当的体位、合理的安排进食或应用十二指肠管、适当应用胃肠动力药;气囊尽管可一过性阻断反流,但在气囊上、下形成盲端,容易形成「分泌物或反流物团」,患者翻动体位、躁动不安、吸痰、咳嗽后深呼吸,气囊周围常出现一过性开放,必然发生吸入。
(2)停机时抽出气囊内气体的优势
①患者可通过人工气道和气管周围呼吸,气道阻力显著下降;
②避免气囊上、下出现盲端和分泌物潴留;
③分泌物流动有助于提高咳嗽感受器的敏感性;
④有助于改善气管的血液循环和损伤修复;
⑤尽管人工气道仍不能闭合,但咳嗽时声门仍会包绕人工气道闭合,气流一部分顺人工气道呼出,一部分冲击声门,形成局部高压,有助于分泌物咳出。因此停机充分抽出气囊内气体是降低气道阻力、改善气管引流的重要措施。
二、支气管的引流
支气管是连接气管、肺泡的中间环节,不仅本身的结构和功能特点对引流有重要作用;由于承上启下,对促进呼吸器官的整体引流也有重要作用。
(一)支气管引流的主要特点
支气管引流主要取决于气道阻力和纤毛运动,并对气管内高压形成(见上述)和引流产生重要影响。
(二)周围气道引流
周围气道的开放与本身结构和肺弹力纤维的牵拉密切相关,因此除上述常规改善气道引流的方法外,强调改善周围气道陷闭(主要见于COPD)、周围气道阻塞(见于哮喘和COPD)是改善周围气道引流不畅的主要方法,前者可适当应用缩唇呼气或CPAP/PEEP,后者则需适当应用激素和气道扩张剂。间断快速深呼吸或应用呼吸机、咳痰机的高速气流和适当应用β2受体兴奋剂也有助于改善纤毛运动和分泌物的引流。
(三)中央气道引流
主支气管、叶段支气管的结构与气管相似,主要依靠气管软骨环支撑,其粘膜为假复层柱状纤毛上皮,粘膜下有丰富的粘液腺和浆液腺。其阻塞主要与结构改变有关,故与气管问题的处理方法相似;而分泌物引流则介于气管和周围气道之间,即咳嗽(或吸痰)和纤毛运动改善对引流皆有重要作用。
三、肺泡引流
(一)常见问题
终末呼吸单位包括呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡,其主要组成结构皆为肺泡。肺炎大多是肺泡内的炎症,因此不仅要重视气道的引流,更应重视肺泡的引流。
1.肺泡结构特点和引流的关系
肺泡处于气管、支气管树的末端,且为盲端,本身也有重要防御功能,如肺泡巨噬细胞的吞噬作用(称为尘细胞),在健康人可较好发挥作用,但疾病患者则有较多问题,无法像气管、支气管那样通过吸引、咳嗽或纤毛运动排出分泌物,但可根据呼吸生理的特点,充分开放肺泡,促进肺泡分泌物、病原菌等向小气道运动,并最终通过纤毛摆动运送至气管而排出体外。
2.维持肺泡开放的因素
肺泡有效开放取决于适当功能残气量(FRC)、适当氮浓度、肺泡结构的完整性、肺弹力纤维的牵拉、肺泡表面活性物质的作用以及膈肌功能和有效VT的综合作用。在机械通气患者还与通气模式选择、参数设置及其他辅助治疗有关。上述任何环节的异常皆可导致肺泡萎陷和引流不畅。
(二)肺泡萎陷的防治措施
1.大潮气量呼吸或通气
(1)原发性肺外疾病的特点 主要见于颅脑疾病、脊髓疾病和周围神经-肌肉疾病。在初始阶段,患者的气道-肺阻力接近正常,P-V曲线陡直段的容积非常大,一般在0ml以上,因此理论上可用小VT,也可使用较大VT通气。通常情况下,由于重力作用,上肺区含气量多,血流量少,肺泡毛细血管呈陷闭倾向;下肺区血流量多,含气量少,肺泡呈陷闭倾向。
(2)健康人自主呼吸的特点 通过神经的调节作用和膈肌收缩的代偿作用,上肺区血流增加,下肺区通气增加,从而防止上肺区血管和下肺区肺泡的陷闭。
(3)原发性肺外疾病患者的呼吸或通气特点 自主呼吸被大部分或全部取代,膈肌的代偿作用显著减弱或消失,加之机械通气正压的作用,将发生重力依赖性的肺泡陷闭,不仅导致通气血流比例失调,也使分泌物和病原菌包绕肺泡内,形成感染灶。肺泡萎陷和低氧将导致周围血管反射性收缩,血流量显著减少,抗菌药物应用后在局部的分布浓度将显著降低。两者共同作用导致感染反复发生和难以治愈。
(4)大潮气量通气的作用
使用较大VT(≥15ml/kg)呼吸或通气,并间断进行深呼吸或叹气样通气将发挥开放肺泡和改善引流的作用;通气模式选择和参数的合理设置也可充分开放肺泡。
①原发性肺外疾病
由于肺泡结构正常或基本正常,大VT通气不仅能有效改善肺泡引流,且平台压将明显低于UIP水平,故通气是安全的;事实上,随着肺泡开放,肺顺应性改善,需要的通气压力将明显降低,通气安全性反而提高。我们治疗结果显示在该类患者用大VT和较慢RR通气,患者恢复快。若用小VT(6~8ml/kg)或常规VT(8~12ml/kg)时,肺感染难以控制;改用大VT、慢RR后,随着小气道和肺泡开放和引流的改善,感染仍可较快控制,因此大VT通气对防治肺感染有重要作用。
②阻塞性肺疾病
重症患者将导致肺过度充气,如重症哮喘或COPD呼吸衰竭患者的急性加重期,一般不存在单纯的肺泡陷闭;且P-V曲线陡直段容积显著减小,为防止气压伤,不宜大VT通气,故强调小VT通气。由于存在气道阻塞、陷闭的分布不均,也会出现部分肺单位的萎陷和引流不畅,尤其是VT小、RR快时,因此随着病情改善、FRC降低,也应逐渐增加VT,以深慢呼吸为主,有助于改善气体分布和肺泡的均匀开放,但应避免叹气样通气。
③限制性肺疾病
肺容积显著缩小,在急性期患者常有肺泡萎陷,典型代表是ARDS和肺水肿。肺泡萎陷也是导致肺泡引流不畅、感染发生和不容易控制的原因之一,适当应用PEEP和通气压力,不仅改善气体交换,对改善肺泡引流也有重要作用。急性期后,随着病情改善,有效肺容积显著增大,也应逐渐增大VT,促进肺泡的开放和引流。
2.呼吸机潮气量的设置和调节
在现代呼吸机,参数的调节非常复杂,确保预设VT(或预设压力)和输出值相同,还要注意是否漏气,输出VT是否真正有效进入气道和肺内。
(1)机械通气潮气量的评价VT有吸气VT和呼气VT、预设VT和监测VT等概念。不同VT可以有较大差别,对通气效果和肺泡引流有重要影响,但常被忽视。在定容型通气模式,吸气VT是预设值,理论上是恒定的;而定压型通气模式的吸气VT是因变量,随通气阻力变化。预设值一般为吸气VT,监测值可以是吸气VT或呼气VT,或两者同时监测,随感受器位置而变化,不同厂家、不同型号的呼吸机有较大差别。
(2)潮气量的设置
在定容型模式,VT设置方法大体有两种。
①直接设置潮气量
又分为两种类型,一是容积限制、容积转换,即达预设VT转化为呼气,是早期呼吸机的设置方式,目前基本淘汰;二是容积限制、时间转换,VT达预设值并不转换为呼气,而是维持一定时间,达预设吸气时间(Ti)后转换为呼气,是呼吸机的基本设置方式之一,可保障预设VT有效进入气管内;缺点是在病情加重的情况下容易导致气道峰压和平台压的明显升高。
②间接设置潮气量
特点是流量限制(流量的形态和大小恒定)、时间转换,吸气VT是平均流量与送气时间(与吸气时间不同)的乘积。在方形流量波,VT=流量×送气时间,流量一般需设置为40~60L/min(~ml/s);Ti一般设置为0.8~1.4s,其中送气时间0.6~1.2s,屏气时间0.2~0.4s,触发时间随多种因素变化,一般不超过0.1s。此时吸气流量和Ti的设置与常规RR(16~20次/min)、常规VT(8~12ml/kg)或较大VT(12~15ml/kg)的要求一致(急性危重症早期采用小VT除外)。在递减流量波,VT=平均流量×送气时间,常规选择60~90L/min。若送气时间太短或流量太慢,将导致实际吸入VT显著低于预设值,不仅影响气体交换,更容易导致肺泡萎陷。
(3)通气压力的设置
见于各种定压型模式,较定容型模式更常应用,应注意合适潮气量、吸气时间等。
(4)辅助参数的设置
如吸气压力坡度(或流量上升速度)、呼气压力坡度、流量大小等常成为影响通气效果和引流的主要因素,但容易忽视或错误调节。
(5)其他措施
为维持适当肺泡氮浓度,还需控制FiO?。在维持适当氧合(SaO?90%~97%)的情况下,将FiO?尽可能控制在最低水平。
为改善自主呼吸的代偿作用,应尽可能选择自主通气或间歇指令通气模式,控制镇静-肌松剂的用量,维持一定程度的自主呼吸,从而保障适当的膈肌张力和收缩力。在ARDS和肺水肿患者,肺泡萎陷也是肺泡引流不畅、感染不容易控制的原因之一,适当PEEP是必要的。
总之,严格意义上的引流是呼吸器官的全程引流,涉及肺泡-支气管-气管的各个部位,各个环节的引流通畅是防治HAP、VAP,包括危重症新冠肺炎患者后期VAP的主要措施。
作者
医院朱蕾
编辑
徐露
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