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、機(jī)械通氣呼吸頻率變化相關(guān)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究    機(jī)械通氣呼吸頻率變化相關(guān)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究【關(guān)鍵詞】 ,機(jī)械通氣；呼吸頻率；肺損傷 【Abstract】 AIM： To investigate the effect of respiratory rate of mechanical ventilation on lung injury in rabbits. METHODS: Twentyfour New Zealand white rabbits were randomly divided into 3 groups: high respi &

2、#160;   【關(guān)鍵詞】 ,機(jī)械通氣；呼吸頻率；肺損傷 【Abstract】 AIM： To investigate the effect of respiratory rate of mechanical ventilation on lung injury in rabbits. METHODS: Twentyfour New Zealand white rabbits were randomly divided into 3 groups: high respiratory rate group (40 times/min), low respiratory rat

3、e group (8 times/min) and normal control group (15 times/min)， each group including 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) of 10%. The indexes including mean artery blood pressure （MAP

4、）， heart beat （HR）， PaO2， PaCO2， pH， airway peak pressure （Ppeak）， plat pressure （Pplat） and lung compliance （Cst） were measured at 30， 60， 90 and 120 min during ventilation. The animals were sacrificed by draining artery blood at the end of experiment. Total cells from irrigating solution of left l

5、ung were counted. Partial right lung was cut off for pathological examination， and the other part for measuring wet/dry weight ratio. RESULTS: HR, PaCO2， pH, Ppeak， and Cst in high rate group were lower than those in low and normal rate groups， while MAP and Pplat were higher （P<0.01）. PaO2 in hi

6、gh rate group began to decline since 60 min of ventilation; In high respiratory rate group vs normal rate group， the total number of cells in lung lavage liquid and the weight ratio of wetdry were higher in the former. Pathological results indicated that the lung injury got worse in the high rate gr

7、oup. CONCLUSION: High respiratory rate in volumecontrol ventilation may aggravate ventilatorinduced lung injury. < 【Keywords】 volumecontrol ventilation; respiratory rate; lung injury 【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

8、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（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60 min前高，60 min后通氣時(shí)間增加PaO2逐漸

9、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<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)果提示肺損傷加重. 結(jié)論：機(jī)械通氣高呼吸頻率可明顯加重兔肺損傷的嚴(yán)重程度. <【關(guān)鍵詞】 機(jī)械通氣；呼吸頻率；肺損傷 0引言 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. 1材料和方法 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2.33.0（平均2.6） kg；藥品：鹽酸

10、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. 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、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/kg抑制自主呼吸，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中以0.1 mg/（kgh）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)夥治觯粴獾婪鍓?、平臺(tái)壓、

11、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（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

12、灌洗， 計(jì)數(shù)肺灌洗液細(xì)胞和蛋白量， 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. <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<0.01為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義. 2結(jié)果 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<0.01）：HR較慢，MAP高；各組在不同時(shí)段，HR，MAP無顯著差別（表1）. 2.2三組動(dòng)物在不同通氣條件下動(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<0.01）：PCO2，pH低，PaO2在30 min時(shí)高，6

13、0 min后低；各組在不同時(shí)段PaO2逐漸降低，PaCO2，pH無顯著變化（表2）. 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<0.01）：Ppeak低、Pplat高、Cst低；各組在不同時(shí)段，Ppeak，Pplat，Cst無顯著變化（表3）. 表1不同通氣條件下兔循環(huán)參數(shù)值變化（略） bP<0.01 vs對(duì)照; dP<0.01 vs低頻率. HR:心率； MAP：動(dòng)脈平均血壓. 表2不同通氣條件下兔動(dòng)脈血?dú)庾兓裕?bP<0.01 vs對(duì)照; dP<0.01 vs低頻率. PaO2: 動(dòng)脈血氧分壓; Pa

14、CO2: 二氧化碳分壓.    機(jī)械通氣呼吸頻率變化相關(guān)肺損傷的實(shí)驗(yàn)研究(2)表3不同通氣條件下兔呼吸力學(xué)的變化（略） bP0.01 vs對(duì)照; dP0.01 vs低頻率. PIP: 氣道峰壓; Pplat: 平臺(tái)壓; C: 肺順應(yīng)性. 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（P0.01）     表3不同通氣條件下兔呼吸力學(xué)的變化（略） bP<0.01 vs對(duì)照; dP<0.01 vs低頻率. PIP: 氣道峰壓; Pplat: 平臺(tái)壓; C: 肺順應(yīng)性. 2.

15、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<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)分析無顯著性差異. 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<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

16、常對(duì)照組相比統(tǒng)計(jì)學(xué)分析無顯著性差異. 2.6病理檢查三組均有肺葉表面紅腫，有散在出血點(diǎn)，鏡下顯示肺組織水腫、出血，肺泡腔內(nèi)有較多炎癥細(xì)胞浸潤(rùn). 3討論 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. 為了減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，有作者提出了小潮氣量通氣，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)制是通過減小呼吸過程中萎陷肺泡與膨脹或正常肺泡之間的剪切力來減小肺損傷.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)

17、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. << 6 Slutsky AS， Coriat P， Rouby JJ. A computed tomography scan assessment of regional lung volume in acute lung injury. The CT Scan ARDS Study GroupJ. Am J Respir Crit Care Med, 1998,158（5 Pt 1）:1644-1655. 7 Valenza F, Guglielmi M, Maffioletti M. Prone position delays th