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走近科学 | 警惕呼吸钟摆现象

作者:编辑部

时间:2024-06-21 09:08:01 来源:山西白求恩医院

当患者感到呼吸节奏变得不稳定,时而快时而慢,就像个调皮的钟摆一样,在合适的频率左右波动。或者出现呼吸困难和气喘,感觉就像是肺部无法充分扩张和收缩。就要警惕啦!可能是出现了呼吸钟摆现象!有时候,这种现象还会导致肺部出现异常的声响,就像是有水在冒泡泡一样。


作为ICU的护理人员对呼吸钟摆的识别和监测尤为重要!第一时间识别它并配合医师及时给予相应的处理及护理措施更是专业的体现。


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动物实验的证据表明,呼吸钟摆可能通过诱导局部过度膨胀和潮汐复张而产生潜在的危害。局部肺泡的过度膨胀可能导致肺泡壁的损伤,而潮汐复张则是指肺泡在呼吸过程中的反复开闭,也可能对肺泡造成损伤。


因此,呼吸钟摆现象的产生是一个复杂的生理病理过程,涉及到肺泡通气的不均匀性、肺部损伤以及气体交换效率的降低等多个方面。对这一现象的理解和研究,有助于我们更好地认识和治疗相关疾病。


呼吸钟摆的定义

 

呼吸钟摆是由于肺泡不同步通气造成肺内气体重分布的现象。在正常情况下,我们的肺部在进行呼吸时,各个肺泡的通气应该是相对均匀的。然而,在某些病理状态下,比如肺部损伤或疾病,肺泡的通气情况就会出现差异,导致一部分肺泡过度通气,而另一部分则通气不足。这种通气异质性,就是呼吸钟摆现象产生的基础。钟摆的定义

 

呼吸钟摆和其他呼吸障碍的区别

 

PART \ 01

 

呼吸钟摆现象主要表现为呼吸节奏的不稳定,时快时慢,而其他呼吸障碍可能表现为呼吸频率的固定增加或减少。

 

PART \ 02


呼吸钟摆现象通常与肺部异质性有关,可能导致局部肺泡过度膨胀或塌陷,而其他呼吸障碍可能由不同的原因引起,如气道阻塞、肺实质病变等。



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PART\ 03

 

呼吸钟摆现象在重症患者中更为常见,尤其是存在肺损伤的人群,而其他呼吸障碍则可能在不同的人群和疾病状态下出现。



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例如,慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者就常会出现这种情况。他们的肺部功能已经受损,导致呼吸时肺泡的通气不同步,进而引发呼吸钟摆现象。此外,肺部感染、肺癌等疾病也可能导致呼吸钟摆现象的出现。这些疾病会影响肺部的正常结构和功能,使得呼吸过程中肺泡的通气变得不均匀,从而诱发呼吸钟摆。

 

呼吸钟摆与通气效率

 

呼吸钟摆影像通气效率主要体现在肺部通气的不均匀性和呼吸节奏的不稳定性上。当呼吸钟摆发生时,一些肺泡可能出现过度通气,而另一些肺泡则通气不足,这种通气异质性导致肺部整体的气体交换效率降低。


PART \ 01

 

过度通气的肺泡可能造成气体在肺部的无效循环,即吸入的氧气未能充分进入血液,而血液中的二氧化碳也未能有效排出。同时,通气不足的肺泡则使得部分肺组织无法有效参与气体交换,进一步降低了通气效率。

 

PART \ 02

 

呼吸钟摆导致的呼吸节奏不稳定性也会影响通气效率。呼吸过快或过慢都可能使得每次呼吸的潮气量(即每次呼吸时吸入或呼出的气体量)减少,从而减少了单位时间内肺部有效通气量。这种不稳定的呼吸模式还可能引起呼吸肌的疲劳,进一步降低通气效率。

 

因此,呼吸钟摆现象通过影响肺部通气的均匀性和呼吸的稳定性,对通气效率产生负面影响。为了改善通气效率,需要针对呼吸钟摆现象进行干预和治疗,比如通过调整呼吸机参数、优化呼吸模式、改善肺部病理状态等方式来减轻或消除呼吸钟摆现象,从而提高通气效率。

 

重症医学科的呼吸机辅助技术


我们重症医学科通过调整呼吸机参数可以减轻或一定程度上缓解呼吸钟摆现象,优化患者的通气状况,减少呼吸不稳定性和不均匀性。


压力支持:根据具体情况,适当调节压力支持水平。过高的压力可能导致肺泡过度扩张,增加呼吸钟摆的风险,但是过低的压力可能无法提供足够的通气支持。建议从较低的水平开始逐渐调整,直至达到患者所需的合适水平。


潮气量:潮气量的设置应根据患者的体重、临床状况及血气分析结果进行调整。通常,潮气量建议控制在8~15mL/kg体重,并根据病情进行微调,避免过大或过小,以减少呼吸钟摆现象。


呼吸频率:呼吸频率的设置应考虑到患者的具体需求和病理状况。过快的呼吸频率可能导致气体交换不充分,而过慢可能导致肺泡充气不足。一般来说,成人患者的呼吸频率建议设置在20次/分钟以下,具体数值根据实际情况进行调整。


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触发敏感度:触发敏感度的调节可以帮助呼吸机更准确地响应患者的呼吸努力。过低的触发敏感度可能导致呼吸机与患者呼吸节奏不匹配,增加呼吸钟摆的风险。因此,应根据患者的自主吸气力量大小适当调整触发敏感度。


PEEP(呼气末正压):PEEP的设置可以帮助维持气道的通畅性,防止肺泡萎陷。在某些情况下,如FiO2(吸入氧浓度)较高而PaO2(动脉血氧分压)较低时,可能需要增加PEEP的值。


在调整呼吸机参数时,应密切观察患者的生命体征和通气状况,确保调整后的参数能够有效减轻呼吸钟摆现象,并改善患者的通气效率。同时,还应注意呼吸机的报警参数设置,以确保患者的安全和舒适。


呼吸钟摆现象的影像学观察

 

要通过影像技术直观观察呼吸钟摆现象,我们可以借助先进的医学成像设备。这些设备能够实时捕捉肺部在呼吸过程中的动态变化,从而揭示呼吸钟摆的直观表现。


PART \ 01

 

使用X射线或CT扫描。通过让患者躺在扫描床上,并进行连续的呼吸动作,我们可以获取到一系列肺部影像。这些影像可以展示肺部在不同呼吸阶段的形态和通气情况。通过分析这些影像,我们可以观察到肺泡通气的不均匀性,以及呼吸过程中可能存在的钟摆样摆动。

 

PART \ 02

 

使用MRI技术。MRI能够提供更为详细的肺部结构和功能信息。通过特殊的MRI序列,我们可以观察到肺部在呼吸过程中的运动模式,以及肺泡的通气状态。MRI影像不仅具有较高的空间分辨率,还能够提供关于肺部组织结构和功能变化的定量信息,有助于更准确地评估呼吸钟摆现象。


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除了上述方法,还有一些新兴的影像技术,如超声成像和光学相干断层扫描(OCT)等,也可能在观察呼吸钟摆方面发挥潜力。

 

小拓展

 

EIT对呼吸钟摆的监测

 

关于EIT技术我们在这里不多做赘述,有兴趣的可以自行研究,这里仅谈论与呼吸钟摆相关文献研读。

 

与自主呼吸相关性肺损伤有关的呼吸钟摆现象可以使用EIT进行监测,但应排除膈肌与胸腔积液所致反向电阻变化信号对钟摆现象识别的干扰。


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对于实施ICU内机械通气的急性呼吸衰竭或ARDS患者,保留适度的自主呼吸有助于改善重力依赖区通气、提高氧合和预防膈肌萎缩。然而,过强的吸气努力却有可能通过呼吸钟摆机制加重肺损伤[1]。由于钟摆现象仅涉及肺内气体重分布,其本身不改变潮气量,这也就意味着对于存在肺损伤的重症患者而言,即使已经采取小潮气量通气策略,钟摆现象仍有可能造成局部区域肺过度膨胀,成为肺损伤加重的隐性来源[2]。EIT监测技术可实现对钟摆现象的床旁识别[3]和钟摆体积的定量评估[4-5]。识别钟摆现象有助于半定量评估自主吸气努力的程度,联合食道压等监测手段有助于指导临床医师调整呼吸治疗。

 

参考文献:

[1]YoshidaT, AmatoM, KavanaghBP, et al. Impact of spontaneous breathing during mechanical ventilation in acute respiratory distress syndrome[J]. Curr Opin Crit Care, 2019, 25(2):192-198. DOI: 10.1097/MCC.0000000000000597.

[2]YoshidaT, NakahashiS, NakamuraM, et al. Volume-controlled ventilation does not prevent injurious inflation during spontaneous effort[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2017, 196(5):590-601. DOI: 10.1164/rccm.201610-1972OC.

[3]YoshidaT, TorsaniV, GomesS, et al. Spontaneous effort causes occult pendelluft during mechanical ventilation[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2013, 188(12):1420-1427. DOI: 10.1164/rccm.201303-0539OC.

[4]SangL, ZhaoZ, YunPJ, et al. Qualitative and quantitative assessment of pendelluft: a simple method based on electrical impedance tomography[J]. Ann Transl Med, 2020, 8(19):1216. DOI: 10.21037/atm-20-4182.

[5]CoppadoroA, GrassiA, GiovannoniC, et al. Occurrence of pendelluft under pressure support ventilation in patients who failed a spontaneous breathing trial: an observational study[J]. Ann Intensive Care, 2020, 10(1):39. DOI: 10.1186/s13613-020-00654-y.


单 位 | 山西白求恩医院

作 者 | 重症医学科董维华

审 核丨黄彩珍(副主任)

 

审校:冯瑶

责编:王春丽

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