不同辅助比例时PAV对急性肺损伤犬心肺功能影响的比较

作者：方智野，钮善福，朱蕾，王健，张敏

【摘要】 目的：观察比例辅助通气（PAV）时不同辅助比例对急性肺损伤（ALI）犬呼吸、循环功能影响，为PAV临床广泛应用奠定基础。方法：对10条ALI犬先用间歇正压通气(IPPV)模式通气，同时计算弹性阻力(Ers)和粘性阻力(Rrs)，然后将模式改为PAV，随机设置辅助比例80％、60％、40％、20％，观察通气期间呼吸力学、血气和血流动力学的变化。结果：随着辅助比例的增加气道峰压(Ppeak)、气道平均压(mPaw)、潮气量(VT)、呼吸机呼吸功(WOBv)均增加，犬呼吸功(WOBp)减少。Ppeak、WOBp各比例间均差异显著，PAV40%和PAV20%的VT、WOBp与PAV80%相比，差异显著，PAV20%时mPaw、血氧分压(PaO2)、WOBv与PAV80%相比差异显著，PAV20%时WOBp、WOBv与PAV40%相比，差异显著。随辅助比例增加，PAV80%、PAV60%、PAV40%间血气分析结果差异不显著，PAV20%时PaCO2、PaO2与PAV80%相比差异显著。随着辅助比例的增加血压(mBP)、中心静脉压(CVP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、平均肺动脉压(mPAP)均有增加趋势，心输出量(CO)有降低趋势，其中PAV20%的CVP与其余辅助比例相比，差异显著，余指标间差异不显著。结论：在ALI犬中，不同的辅助比例对气道压力和呼吸功影响较大，对血流动力学影响较小。

【关键词】 比例辅助通气； 急性肺损伤； 心肺功能

Influence on Cardiac-pulmonary Function of Acute Lung Injury (ALI) Dogs by Different Assist Ratio of Proportional Assist Ventilation

Abstract： Objective： Comparing the influence on cardiac-pulmonary function of acute lung injury (ALI) dogs by different assist ratio of proportional assist ventilation (PAV). Method： Use intermittent positive pressure ventilation (IPPV) mode in ALI dogs, calculate Elastance (Ers) and Resistance(Rrs), then change to PAV, set the assist ratio 80％、60％、40％、20％randomly, Observe the changes of respiratory mechanics、blood gas analysis and hemodynamics during mechanical ventilation. Result： With the increase of assist ratio, peak pressure(Ppeak)、mean airway pressure(mPaw)、tidal volume(VT)、work of breath of ventilator(WOBv) were all increased, work of breath of Patient(WOBp) decreased， the difference of Ppeak and mPaw between the every two assist ratios were notable. During PAV80%, VT and WOBp were different from that of PAV20% and PAV40%，the difference was notable. with the increase of assist ratio, mean blood pressure(mBP)、central venous pressure(CVP)、pulmonary capillary wedge pressure(PCWP)、mean pulmonary artery pressure(mPAP) increased, cardiac output(CO) decreased. During PAV20%, CVP were markedly different from that of the other assist ratios, the difference was notable. Conclusion： For the ALI dogs, during PAV, different assist ratios had much influence on airway pressure and WOB, and less influence on hemodynamics.

Key words: Proportional assist ventilation； Acute lung injury； Cardiac-pulmonary function

比例辅助通气(proportional assist ventilation，PAV)是近年来发展起来的新型通气模式，它提供的压力辅助与患者呼吸产生的容量和流速成比例。PAV通气时气道峰压低、死腔小、通气效率高、感觉舒适，患者易接受［15］。PAV为崭新通气模式，是将机械通气更符合呼吸生理的一种尝试。PAV最初由Younes付诸实施，在国外已有较多实验室和临床研究，其应用前景良好。国内有关PAV研究的报道不多。 PAV的应用也有一定的适应症，需选择好病例。不同辅助比例时PAV对呼吸力学、氧合、血流动力学的影响尚需进一步深入研究。本研究在急性肺损伤犬中进行PAV通气，对PAV时不同辅助比例对循环呼吸功能的影响进行研究，以期为临床广泛应用奠定基础。

1 对象与方法

1.1 实验动物：健康杂种犬10只，雌雄不拘，体重9.5～14kg。

1.2 监测方法：动物称重后以3％戊巴比妥钠(30mg/kg)静注麻醉，取仰卧位，实验期间予戊巴比妥钠1～2mg/kg·h，使犬保持持续麻醉状态而又不抑制自主呼吸。经口插入食道测压管测定犬呼吸功(WOBp)，传感器连接在呼吸机和BicoreCP100呼吸监护仪间用来测定气道峰压(Ppeak)，平台压(Pplateau)，流速(V)，呼吸机呼吸功(WOBv)。经右颈内静脉插入Swan-ganz导管(Arrow，5F)用来测定平均肺动脉压(mPAP)，中心静脉压(CVP)，肺毛细血管契压(PCWP)，心输出量(CO)。心电图和血压由惠普生理监测仪测定。血气分析仪(IL-1302，USA)用来测定肝素化的动脉血标本。

1.3 通气方法：静脉注射油酸0.04ml/kg，等4～6h即达到ALI标准。制作ALI模型过程中，FiO2为21％。ALI的标准包括：①吸空气PaO2<8kpa；②肺顺应性下降一半；③PaO2/FiO2<300。由呼吸机(Drager Evita-2，Germany和BiPAP-Vision，Respironic，USA)提供机械通气。观察不同辅助比例对血流动力学、呼吸力学、血气的影响。先用容量控制间歇通气模式IPPV，注射肌松剂哌库溴铵2mg用来抑制犬的自主呼吸，用吸气末停顿的方法测定平台压并计算弹性阻力（Ers)和气道粘性阻力(Rrs)。犬的自主呼吸恢复后，应用PAV模式通气，吸氧浓度(FiO2)40％，PEEP为2cmH2O。随机设置辅助比例80％、60％、40％、20％，随机选定一种辅助比例后，稳定1h后记录有关心肺功能参数。以上指标均测三次，取平均值。

1.4 计算方法：计算弹性阻力(Ers)和气道粘性阻力(Rrs)，公式如下：Ers = (Pplateay－PEEP)/VT，Rrs＝(Ppeak－Pplateau)/V。

1.5 统计学方法：用T检验对结果进行处理，用student-newman-keaul-test方法进行统计。

2 结 果

2.1 Ers和Rrs情况：10条ALI犬平均Ers为57.93cmH2O/L，平均Rrs为8.41cmH2O/L/s。

2.2 对于ALI犬，PAV模式下，不同辅助比例对呼吸力学、血气的影响：随着辅助比例的增加Ppeak、mPaw、VT、、WOBv均增加，WOBp减少。Ppeak、WOBp各比例间均差异显著，PAV40%和PAV20%的VT、WOBp与PAV80%相比，差异显著，PAV20%时mPaw、PaO2、WOBv与PAV80%相比差异显著，PAV20%时WOBp、WOBv与PAV40%相比，差异显著。随辅助比例增加，PAV80%、PAV60%、PAV40%间血气分析结果差异不显著，PAV20%时PaCO2、PaO2与PAV80%相比差异显著。结果见表1。

表1 对于ALI犬，PAV模式下，不同辅助比例对呼吸力学、血气的影响　略

表2 对于ALI犬，PAV模式下，不同辅助比例对血流动力学的影响　略

3 讨 论

比例辅助通气(proportional assist ventilation, PAV)是一种新的通气支持方式，压力在气道内的输送与病人的瞬间努力成比例地连续加在每次吸气上，机器产生的压力Paw与病人产生的压力Pmus，一致增加或减少，实际效果是病人的努力得到了放大，因此能协调好病人努力和机械通气间的关系，让病人能控制自己的呼吸形式。PAV有流速(Flow Assist，FA)和容量辅助(Volume Assist，VA)两个参数，能减少由于气道粘性阻力和弹性阻力所致的呼吸功［1～4］。 本实验结果显示，对于ALI犬，PAV模式下，随着辅助比例的增加Ppeak、mPaw、VT、WOBv均增加，WOBp减少。随辅助比例增加，RR无变化。随着辅助比例的增加mBP、CVP、PCWP、mPAP均有增加趋势，CO有降低趋势。PAV在进行通气辅助时，提供与病人用力程度成比例的Paw，对于一定的用力程度，辅助比例越大，Paw也越大，气道压力就越高。随着气道压力的增高，胸内压亦会增加，从而对血流动力学参数有一定影响。PAV能减少呼吸肌做功，这在许多作者的实验中都能看到［5～9］。在Schulze A的实验中，单独对容量信号进行放大可显著减少正常和急性肺损伤猫膈神经冲动，而单独对流速信号进行放大对正常和急性肺损伤猫膈神经冲动无显著影响［4］。本实验中对流速和容积信号都进行了放大，故随着辅助比例的增加WOBp减少。对于浅速呼吸，如果原因是神经通气耦联欠佳(如呼吸肌无力或呼吸系统自身机制异常)，PAV可以降低呼吸频率。如果呼吸浅速不是原发现象，而是反射致呼吸过速(如由于肺实质或肺血管病理生理机制反射引起)，则PAV不能降低呼吸频率［1］。本实验中PAV对ALI犬呼吸频率无显著影响，可能因为ALI犬的呼吸过速是由反射引起。本实验中，不同辅助比例对血气分析影响不显著。PAV增强病人对呼吸的控制，减少过度通气的可能性。PAV时，吸气努力的调节将引起通气辅助的相应改变，这就趋向于将动脉血气控制在狭窄的范围内，患者不会在过度通气和通气不足之间波动，而是随通气的需要而变化［1,10,15］。有研究表明，对特定的病人，在特定的病理生理状态下，用PAV时存在单一预计的VE、VT和RR值，很大程度不依赖于机械负荷(弹性阻力和粘性阻力)的大小，通气需要是决定VT、RR变化的最重要决定因子［14］。如果增加辅助，病人的自主努力就减少以保持通气目标［12,14］，故不同辅助比例时通气量变化不显著。

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