機(jī)械通氣呼吸頻率變化相關(guān)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究

1、<p>　　機(jī)械通氣呼吸頻率變化相關(guān)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 ,機(jī)械通氣；呼吸頻率；肺損傷 </p><p>　　【Abstract】 AIM： To investigate the effect of respiratory rate of mechanical ventilation on lung injury in rabbits. METHOD

2、S: Twentyfour New Zealand white rabbits were randomly divided into 3 groups: high respiratory rate group (40 times/min), low respiratory rate group (8 times/min) and normal control group (15 times/min)， each group inclu

3、ding 8 animals. The 3 groups were ventilated with tidal volume of 15 mL/kg body weight, FiO2 of 0.5, inspiratory time (I) of 25% and inspiratory pause time (P)</p><p>　　【Keywords】 volumecontrol ventilation;

4、respiratory rate; lung injury </p><p>　　【摘要】 目的:了解機(jī)械通氣呼吸頻率的變化對(duì)肺損傷的影響. 方法:將24只新西蘭大白兔隨機(jī)分為3組，每組8只.低呼吸頻率組，呼吸頻率8次/min；高呼吸頻率組，呼吸頻率40次/min，對(duì)照組呼吸頻率15次/min. 3組均以容量控制模式通氣，潮氣量為15 mL/kg，吸氧濃度（FiO2）=0.5，吸氣時(shí)間（I） 25%，吸氣暫停時(shí)間

5、（P） 10%，穩(wěn)定30 min后，分別記錄第30,60,90,120 min動(dòng)脈平均血壓（MAP）、心率（HR）和動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）、二氧化碳分壓（PaCO2）、pH，氣道峰壓（Ppeak）、平臺(tái)壓（Pplat）、肺順應(yīng)性（Cst）.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后放血處死動(dòng)物，左側(cè)肺行支氣管肺泡灌洗，右側(cè)肺常規(guī)留取病理標(biāo)本，右側(cè)其余肺臟用于肺濕質(zhì)量/干質(zhì)量比率測(cè)定. 結(jié)果：高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、正常對(duì)照組相比：HR較慢，MAP高，PaO2在6

6、0 min前高，60 min后通氣時(shí)間增加PaO2逐漸降低；PaCO2，pH低，Ppeak低、Pplat高、Cst低，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均存在顯著性差異（P&lt;0.01）.高呼吸頻率組肺灌洗液中細(xì)胞總數(shù)高，肺濕干比重高.病理結(jié)果提</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 機(jī)械通氣；呼吸頻率；肺損傷 </p><p><b>　　0引言 </b></p>&l

7、t;p>　　機(jī)械通氣相關(guān)肺損傷已成為呼吸機(jī)治療中一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，限制了呼吸機(jī)的使用價(jià)值.為了減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，我們分析了機(jī)械通氣呼吸頻率變化對(duì)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究，報(bào)道如下. </p><p><b>　　1材料和方法 </b></p><p>　　1.1材料健康雄性新西蘭白兔24只，購(gòu)于軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，體質(zhì)量2.3～3.0（平均2.6） kg；

8、藥品：鹽酸氯氨酮；安定注射液；潘庫(kù)溴銨；儀器：德國(guó)Serve900C呼吸機(jī)；惠普54S型監(jiān)護(hù)儀；AVL995型血?dú)夥治鰞x. </p><p>　　1.2方法健康雄性新西蘭白兔24只，用鹽酸氯氨酮40 mg/kg和安定注射液4 mg/kg肌注麻醉后，取仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上，分別行股動(dòng)脈和頸總靜脈插管及氣管切開(kāi)、氣管內(nèi)插管，插管深度為在隆突上1.5 cm左右.連接Servo900C呼吸機(jī)，靜脈注射潘庫(kù)溴銨0.2 mg

9、/kg抑制自主呼吸，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以0.1 mg/（kg&#12539;h）的劑量持續(xù)靜脈滴注維持肌松.用HP54S型監(jiān)護(hù)儀持續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)脈平均血壓(MAP)、心率(HR)；用AVL995型血?dú)夥治鰞x進(jìn)行動(dòng)脈血?dú)夥治?；氣道峰壓、平臺(tái)壓、肺順應(yīng)性由940型呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)儀測(cè)得（每一指標(biāo)記錄8次，得出均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差）.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為3組，每組8只.低呼吸頻率組，呼吸頻率8次/min；高呼吸頻率組，呼吸頻率40次/min；對(duì)照組呼吸頻率15

10、次/min. 3組均以容量控制通氣，潮氣量控制在15 mL/kg，吸氧濃度（FiO2）=0.5，吸氣時(shí)間（I） 25%，吸氣暫停時(shí)間（P） 10%，穩(wěn)定30 min后，記錄第30，60，90，120 min MAP, HR和動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）、二氧化碳分壓（PaCO2）、pH值， 氣道峰壓（</p><p>　　統(tǒng)計(jì)學(xué)處理： 所有數(shù)據(jù)均以stata 7.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，組間比較用方差分析，P&

11、;lt;0.01為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義. </p><p><b>　　2結(jié)果 </b></p><p>　　2.1三組動(dòng)物在不同通氣條件下兔循環(huán)參數(shù)值變化高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、對(duì)照組在同時(shí)段相比（P&lt;0.01）：HR較慢，MAP高；各組在不同時(shí)段，HR，MAP無(wú)顯著差別（表1）. </p><p>　　2.2三組動(dòng)物在不同通氣條件

12、下動(dòng)脈血液氣體參數(shù)的變化高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、對(duì)照組在同時(shí)段相比（P&lt;0.01）：PCO2，pH低，PaO2在30 min時(shí)高，60 min后低；各組在不同時(shí)段PaO2逐漸降低，PaCO2，pH無(wú)顯著變化（表2）. </p><p>　　2.3三組動(dòng)物在不同通氣條件下呼吸力學(xué)參數(shù)的變化高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、對(duì)照組同時(shí)段相比（P&lt;0.01）：Ppeak低、Pplat高、Cst

13、低；各組在不同時(shí)段，Ppeak，Pplat，Cst無(wú)顯著變化（表3）. </p><p>　　表1不同通氣條件下兔循環(huán)參數(shù)值變化（略） </p><p>　　bP&lt;0.01 vs對(duì)照; dP&lt;0.01 vs低頻率. HR:心率； MAP：動(dòng)脈平均血壓. </p><p>　　表2不同通氣條件下兔動(dòng)脈血?dú)庾兓裕?</p>

14、;<p>　　bP&lt;0.01 vs對(duì)照; dP&lt;0.01 vs低頻率. PaO2: 動(dòng)脈血氧分壓; PaCO2: 二氧化碳分壓. </p><p>　　表3不同通氣條件下兔呼吸力學(xué)的變化（略） </p><p>　　bP&lt;0.01 vs對(duì)照; dP&lt;0.01 vs低頻率. PIP: 氣道峰壓; Pplat: 平臺(tái)壓

15、; C: 肺順應(yīng)性. </p><p>　　2.4三組動(dòng)物肺灌洗液細(xì)胞和蛋白量高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、 正常對(duì)照組相比（P&lt;0.01）： 兔ALI模型BALF中的細(xì)胞數(shù)量分別為: （6.61±0.15）×109/L，（5.16±0.72）×109/L，（5.24±0.31)×109/L；低呼吸頻率組與正常對(duì)照組相比統(tǒng)計(jì)學(xué)分析無(wú)顯著性差異

16、. </p><p>　　2.5肺組織濕質(zhì)量/干質(zhì)量比率高呼吸頻率組與低呼吸頻率組、正常對(duì)照組相比（P&lt;0.01）：肺組織濕質(zhì)量/干質(zhì)量比率分別為: 8.24±0.42，7.73±0.13，7.52±0.32；低呼吸頻率組與正常對(duì)照組相比統(tǒng)計(jì)學(xué)分析無(wú)顯著性差異. </p><p>　　2.6病理檢查三組均有肺葉表面紅腫，有散在出血點(diǎn)，鏡下顯示肺組

17、織水腫、出血，肺泡腔內(nèi)有較多炎癥細(xì)胞浸潤(rùn). </p><p><b>　　3討論 </b></p><p>　　以前，人們認(rèn)為潮氣量容量控制模式機(jī)械通氣可降低呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，呼吸頻率在肺損傷中所起的作用很小，可以不予考慮［1］.本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)高呼吸頻率可加重呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷. </p><p>　　為了減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，有作者提出了小潮氣

18、量通氣，高碳酸血癥，呼氣末正壓等保護(hù)性通氣策略［2-5］，其主要機(jī)制是通過(guò)減小呼吸過(guò)程中萎陷肺泡與膨脹或正常肺泡之間的剪切力來(lái)減小肺損傷.但是這些保護(hù)性通氣均可造成動(dòng)脈血氧分壓下降，為了保證氧供就必須增加呼吸頻率.但呼吸頻率的增大勢(shì)必導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)萎陷肺泡與膨脹或正常肺泡之間剪切次數(shù)增加，即剪切力做功增加，同樣加重肺損傷. </p><p>　　研究表明［6-7］，急性呼吸窘迫綜合征（acute respirat

19、ory distress syndrome, ARDS）與單純呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷時(shí)損傷分布不同，ARDS時(shí)肺損傷表現(xiàn)為雙側(cè)對(duì)稱、彌漫分布，呼吸機(jī)引起的肺損傷（ventilatorinduced lung injury, VILI）表現(xiàn)為不均質(zhì)分布，可能兩種肺損傷的機(jī)制不同，所以為了排除其他因素的干擾，單純了解呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，該研究設(shè)置了潮氣量容量控制模式造成呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷.結(jié)果顯示在潮氣量不變的條件下，加大呼吸頻率后肺損傷程度明顯增加

20、，表現(xiàn)為兔BALF中的細(xì)胞數(shù)量由（5.24±0.31）×109/L上升至（6.61±0.15）×109/L；肺組織濕質(zhì)量/干質(zhì)量比率由8.24±0.42降至7.52±0.32，說(shuō)明高呼吸頻率可影響肺泡滲出，但對(duì)病理結(jié)果沒(méi)有明顯影響.Rich等［8］的研究結(jié)果也表明，高頻通氣時(shí)，肺灌洗液中細(xì)胞因子含量增加，也說(shuō)明潮氣量容量控制通氣條件下，增加呼吸頻率可以加重肺損傷.本研究也發(fā)現(xiàn)高

21、頻率組平臺(tái)壓高，平臺(tái)壓主要用來(lái)打開(kāi)肺泡，Pplat 高可能是肺泡損傷的一個(gè)原因. </p><p>　　我們研究結(jié)果中高呼吸頻率組兔肺損傷最重，但PaO2在60 min前高，60 min后隨時(shí)間降低，可能因?yàn)楦哳l率組分鐘通氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低頻率組，而隨著時(shí)間的推移，高頻率組損傷加重，通氣1 h后，高頻率組肺損傷引起的動(dòng)脈氧分壓下降超過(guò)高分鐘通氣量引起的動(dòng)脈氧分壓，表現(xiàn)為通氣60 min后動(dòng)脈氧分壓降低.高頻率組較低頻

22、率組心率慢，平均動(dòng)脈壓高. </p><p>　　總之， 在單純機(jī)械通氣容量控制模式條件下， 呼吸頻率增加可加重肺損傷， 其機(jī)制還有待進(jìn)一步研究. </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　　［1］ Cheng IW， Eisner MD， Thompson BT. Acute effects of tidal v

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