关键词： 气管内吹气；高碳酸血症；机械通气

【摘要】目的探讨气管内吹气（TGI）对急性高碳酸血症（HC）家兔二氧化碳清除的效果及其对通气效率的改善作用。方法用自行设计的TGI装置对常规正常机械通气（CMV）和低通气致HC家兔行TGI，分别观察两组动物在不同吹气流量（0.2 L^。min^-1和0.4 L^。min^-1）时呼气末二氧化碳分压（P_etCO₂）、血气与呼吸力学等指标的变化。结果（1） TGI可明显降低两组动物的动脉血二氧化碳分压(PaCO₂)水平，并能在潮气量(V_T)降低30%的情况下维持PaCO₂在正常范围，TGI降低PaCO₂的作用呈流量依赖性；（2）TGI使两组动物的气道压力明显增高，但HC组气道峰压(P_peak)、平台压(P_pause)水平均显著低于CMV组；（3）TGI使P_etCO₂明显降低，呼气阻力(Re)及呼气潮气量(V_E)显著增高，而对肺顺应性(Cst)无明显影响；（4）TGI对平均动脉压及心率无显著影响。结论TGI是一种简便实用的机械通气的辅助手段，它能有效地降低PaCO₂，并使气道压力维持在低水平。

Effects of tracheal gas insufflation on blood gases and respiratory mechanics in acute hypercapnia rabbits

ZHANG Bo, LIU Youning.

Respiratory Department, General Hospital of PLA, Beijing 100853

【Abstract】ObjectiveTo evaluate the effects of tracheal gas insufflation (TGI) on elimination of CO₂ and improvement of ventilation efficiency. MethodsUsing self-designed TGI device, physiological parameters such as PaCO₂, P_peak，P_pause, end expiratory carbondioxide pressure (P_etCO₂),lung statistic compliance(Cst) , respiratory resistance(Re) and expiratory lung volume(V_E) in the two animal groups of conventional mechanical ventilation (CMV) and hypercapnia (HC) by applying two different TGI flow(0.2 L/min and 0.4 L/min) were observed. ResultsTGI can significantly decrease the PaCO₂ level ,enhance CO₂ elimination and maintain PaCO₂ in the normal range while decreasing V_T by 30%, the eliminating effect of CO₂ is flow dependent. TGI can elevate airway pressure in both animal groups ,but the level of P_peak,P_pause in HC group are significantly lower than those of CMV group. P_etCO₂ levels are significantly decreased after TGI while Re and V_E increased significantly after TGI. TGI shows no obvious influence on Cst , mean arterial pressure and heart rate. ConclusionsOur results reveals that TGI is a simple and practical adjunct method to mechanical ventilation, it can effectively decrease PaCO₂, and maintain low airway pressure.

【Key words】Tracheal insufflationHypercapniaMechanical ventilation

常规正压机械通气是目前治疗急性呼吸衰竭的主要方法，但机械通气尤其是大潮气量和高气道压力所导致的肺损伤是造成治疗失败的主要原因，近年来，寻求各种能够减轻机械通气相关肺损伤的方法成为机械通气领域研究的热点。气管内吹气(TGI)是一种机械通气辅助措施，国外大量实验及为数不多的临床研究均证实TGI能减轻CO₂潴留、提高通气效率^［1-4］。我们用自行设计的气管内吹气（TGI)装置对实验性急性CO₂潴留家兔进行研究，探讨TGI的疗效并为其临床应用奠定基础。

材料与方法

一、动物准备、仪器设备和测量指标

健康雄性新西兰白兔18只，体重2.3～3.0 kg,平均2.6 kg，用盐酸氯氨酮（30～40 mg^。kg^-1）和安定注射液（4～5 mg^。kg^-1）肌注麻醉后，取仰卧位固定于手术台上，分别行股动脉和颈总静脉插管及气管切开、气管内插管。气管插管为经改造的4.5F麻醉插管，在呼吸机接口处连接一带侧孔的短连接管，将5F swan-Ganze导管的远端管从上述侧孔中导入气管插管内并达远端开口附近，作为TGI的通路，插管深度为在隆突上1～2 cm左右。连接Servo 900C呼吸机，静脉注射潘库溴铵0.2 mg^。kg^-1抑制自主呼吸，整个实验过程中以0.1 mg^。kg^-1。h^-1的剂量持续静脉滴注维持肌松。

用HP54S型监护仪持续监测动脉平均血压(MAP)、心率(HR)和呼气末二氧化碳分压（P_etCO₂）；用AVL995型血气分析仪进行动脉血气分析；气道峰压（P_peak）、平台压(P_pause)、肺顺应性（Cst）、呼气阻力（Re）由940型呼吸力学监测仪测得（每一指标记录4～6次，取平均值）；潮气量（V_T）、呼气潮气量（V_E）等指标由呼吸机读得；生理死腔与潮气量的比值(V_D/V_T)由公式V_D/V_T=(PaCO₂-P_etCO₂ )/PaCO₂计算而得；二氧化碳降低百分比(ΔPaCO₂%)按公式ΔPaCO₂％=（基础PaCO₂值-实测PaCO₂值）/基础PaCO₂值计算。

气管内吹气设备为自行研制的能与呼吸机电信号同步工作的时相吹气装置。其基本工作原理为：控制器感受呼吸机电信号，然后控制TGI送气管路上的电动开关，使此开关只于呼气相开通、允许气流通过，允许通过的气流大小由流量计调节控制，吸气相开关关闭，气流无法通过，保证TGI导管只于呼气相往气管内吹气，避免了吸气相过度充气的危险。TGI气源由空气-氧气混合器处接出，氧气浓度与呼吸机送气浓度相同。其工作示意图如图1所示。

图1气管内吹气装置工作示意图

二、实验步骤

将动物随机分为两组，一组为常规机械通气组（CMV)，8只,采取容量控制通气，机械通气参数设置为：呼吸频率（f）=30次/分，吸气时间（I）=25%，吸气暂停时间（P）=20%，吸氧浓度(F_iO₂)=0.6,反复调整每分通气量旋纽，使PaCO₂维持在35～50 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)之间；另一组为低潮气量致高碳酸血症组（HC)8只，亦采取容量控制通气，f、I、P、F_iO₂等与CMV组相同，调整每分通气量，使PaCO₂维持在60～80 mm Hg之间。稳定30分钟后记录各指标，作为基础值（B₀）。然后，随机交叉分别以0.2 L/min和0.4 L/min的流量行TGI，每一流量吹气时间均为20分钟，每一流量吹气结束后即刻记录各指标；间隔时间为20分钟，吹气结束后30分钟再次测定各指标，记录值为B₁。

三、统计学处理

所测数据均建立数据库，用SAS统计分析软件处理数据，各组间差异的显著性检验用方差分析。各指标均用±s表示。

结果

一、TGI对气体交换和血流动力学的影响

TGI后两组动物的PaCO₂显著降低（P＜0.0001）,不同流量吹气PaCO₂下降程度不同：TGI 0.4 L/min时两组PaCO₂降低幅度显著高于TGI 0.2 L/min时（P＜0.0001，表1，2）；CMV组ΔPaCO₂%在TGI 0.4 L/min时明显高于TGI 0.2 L/min时(P＜0.0001），而HC组两者之间无显著差别；P_etCO₂的下降程度亦随吹气流量的增大而增高，TGI 0.4 L/min时两组P_etCO₂值显著低于TGI 0.2 L/min时的P_etCO₂值（P＜0.0001），不同流量TGI对P_etCO₂的影响见图2；不同吹气流量对动脉血氧分压(PaO₂)无显著影响；TGI后HC组V_D/V_T明显降低（P＜0.0001），而CMV组V_D/V_T无显著下降。TGI对动物的血压和心率无明显影响。

图2不同流量气管内吹气时P_etCO₂曲线变化

二、TGI对潮气量及呼吸力学的影响

在吸气潮气量不变的情况下，TGI可使两组P_peak、P_pause明显增高，与其B₀相比均有显著差异(P＜0.0001),且TGI 0.4 L/min时高于TGI 0.2 L/min时（表1，2）；CMV组P_peak、P_p