694编号机械通气对心血管系统的影响

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1、机械通气对心血管系统的影响心胸外科监护室 周燕萍,心 肺(紧密协调工作) 目的是为了满足组织对氧的需求 氧需 氧供 组织缺氧和细胞坏死 因此,重症监护治疗:保持心肺功能的稳定 心脏疾病 肺部并发症(容易诊断) 呼吸系统的生理变化 对心功能的影响(常被忽视),正压机械通气对心血管功能的影响: 胸内压 机械通气 肺容量 影响心血管功能的关键性因素 导致肺间质和肺血管病理学改变的关键性因素,一、胸内压的变化对静脉回流和右心功能的影响,循环系统模型: 胸腔、腹腔、外周 胸内压 PRA 膈肌 腹压 腹腔内大静脉 外周静脉压 大气压,自主呼吸: 吸气相 胸内压 PRA 膈肌 腹内压 腹腔内大静脉压 呼气相

2、 胸内压 PRA 膈肌上抬 腹内压不变 腹内大静脉压不变 在整个呼吸周期:外周静脉压保持恒定不变,腔静脉的回流: 取决于胸腔外静脉(推进动力压)和PRA(背景压)之间的压力梯度 自主吸气 压力梯度 静脉回流 RV前负荷 RV搏出量 负压吸气 压力梯度 静脉回流 RV前负荷 RV搏出量 (Glenn术、Fontan术),正压机械通气时: 吸气相 PRA 压力梯度 静脉回流 RV前负荷 RV搏出量 随着胸内压变得越来越正,RV前负荷和心排量的下降越来越明显 呼气相:PEEP阻碍胸内压回复到大气压 当PEEP达到一定水平,能使心排量在整个呼吸周期均降低,正压机械通气期间如何保护心血管系统的功能: 吸

3、气相:以缓慢的上升速度达峰压,再快速下降 平均气道压:尽可能低,接近大气压 呼气时间:足够长,不得短于吸气时间 如果按照这些原则,则随着人体压力感受器的传入反射,交感神经系统发生应答,即心率、全身血管张力和心肌收缩力增加 此时,胸内压的变化对心血管系统的影响最小,某些病理状态:低血容量、感染性休克、与气道梗 阻性病变有关的气体滞留/代偿性 肺气肿 某些先心病手术:Glenn术、Fontan术 “胸内正压,阻止静脉回流”是导致心排量下降的主要原因 在这些状况下,可通过对右心的扩容来增加静脉回流,作为代偿来改善心排量,二、胸内压的变化对左心室的影响,有创监测外周动脉的压力是相对于大气压的 位于胸腔

4、内的胸主动脉压是受胸内压变化的影响,而不是受大气压的影响 注意:腔内/血管内的压力与腔周围/血管周围的压力的概念是不同的,主动脉的跨壁压(Ptm)等于血管内压与胸内压(Ppl)的差 Ptm =血管内的收缩压Ppl 自主呼吸/负压吸气: 血管内主动脉压 主动脉跨壁压 LV后负荷 胸内压 LV每搏量 ,对健康人/心肌功能正常的病人来说: 自主呼吸/负压呼吸对 LV 后负荷的影响并不重要,而是对右心的影响占优势,对急性哮喘/急性气道梗阻的患儿来说: 吸气相的胸内压已经相当“负值”,此时 LV 后负荷会急剧升高 在这种情况下,胸内压任何向“负值”更进一步微小的“摆动”都会造成 LV 后负荷的急性上升,

5、即使先前健康的心脏,也会产生急性肺水肿,对心肌功能降低的病人来说: 撤离正压机械通气后,任何因素导致吸气相的胸内压向“负值”“摆动” 都会导致 LV 后负荷急剧上升 启用正压机械通气/加用 PEEP,都会缩小或克服吸气相的胸内压向“负值”“摆动” 从而降低LV后负荷,这将潜在地恢复血流动力学到最佳的Starling 曲线位置,三、肺容量的变化对右心室后负荷的影响,RV后负荷主要取决于肺血管阻力(PVR) PVR 主要取决于肺内血管张力的平衡: 肺泡血管 肺泡外/肺间质血管 两者的张力直接受肺容量变化的影响,在肺容量的两个极端(RV、TLC),PVR ,肺容量超过功能残气量(FRC)时,肺泡膨胀

6、造成肺泡血管受压 PVR 肺容量下降低于 FRC 到剩余容量(RV)时,有两个因素导致 PVR : 第一,肺泡外血管进行性地扭转弯曲,趋向于萎陷 第二,末端气道的萎陷造成肺泡性低氧血症,当氧张力低于60mmHg时,将直接导致低氧性肺血管收缩,(是更重要的因素),哮喘/梗阻性肺部疾病所致的肺过度膨胀/肺气肿的患儿( PEEPi ) 合并肺动脉高压的先心病患儿(肺血管存在病理改变) 肺容量的少量变化,都可使 PVR 急剧 导致血液动力学明显受损 注意: 在机械通气期间,避免额外的气体滞留,以及肺容量大幅度的变化,四、心室间的相互影响,一个心室的充盈会直接影响到另一个心室的功能 RV充盈 室间隔向左

7、移动 阻止LV舒张期的充盈 吸气相 RV容量 心包腔压力 传输到 LV 阻止肺静脉回流 自主吸气时,RV容量 LV顺应性 LV充盈受限,“奇脉”是反映心室间相互影响的最有力实例 奇脉,常见于心包积液和缩窄性心包炎时,是心包填塞/压缩的重要体征之一 吸气相,桡动脉脉搏明显减弱,甚至消失 不甚明显的奇脉只有在听诊血压时方能发现,即原来听到的脉搏声在吸气时减弱/消失,或收缩压在吸气相较呼气相降低10mmHg以上,奇脉产生的原理:与 LV 搏出量的变化有关 正常人: 腔静脉回流量 吸气相 胸内压 肺循环血容量 肺静脉回心血量没有明显改变 周围脉搏的大小无变化,心包填塞: 胸腔压 肺循环血容量 吸气相

8、心脏舒张受限 腔静脉回流量 肺静脉回心血量较正常时 LV 搏出量 脉搏变弱甚至不能触及,快速扩容 RV 急剧充盈 室间隔向左移动 阻止 LV 舒张期的充盈 心包腔压力 传输到 LV 阻止肺静 脉回流 冠状动脉的灌注 胸内负压加剧 RV 急剧充盈 在这些状况下,可应用 PEEP 来改善左心功能,五、自主性张力,机械通气: 机体对肺容量变化的自主反应会导致窦性心律紊乱 自主吸气时,心率 通过对迷走神经刺激 自主呼气时,心率 肺过度膨胀/应用过大 TV 迷走神经会因刺激过度 心率 引起反射性小动脉扩张,六、心脏机械性压缩,肺容量 肺组织推向心脏、胸壁、膈肌 肺容量 肺膨胀 胸壁向外膨胀,膈肌下 移,

9、心脏、心包、冠状动脉受压 肺容量 肺膨胀 心室充盈困难(表现出心包填塞的症状和体征) 只要选用适当的 TV,这些是可以避免的 注意:机械通气使用前已存在肺过度膨胀的病人,CICU的心肺交互作用心胸外科监护室 周燕萍,(一)机械通气启用初期,腔静脉回流急剧 迷走神经过度刺激 血管扩张(尤小婴儿) 气管插管以后发生“急性心血管塌陷(虚脱)”,适当补充容量(尤预设高 PEEP时) 仔细选择麻醉药(避免血管扩张/负性心肌作用) 对心功能不全的病人,选用正性心肌药物 对小婴儿,事先给予抗胆碱能药物,削弱气管插管和机械通气所产生的过激“迷走反应” 尽可能允许有自主呼吸(胸内压比完全控制通气的低),(二)L

10、V功能不全,应用正压机械通气/PEEP改善左心功能: 限制静脉回流 降低LV后负荷 保持肺泡开放 维持肺容量 避免肺水肿所致的肺不张 改善氧合,应用无创CPAP/ BiPAP改善左心功能: 限制静脉回流 降低LV后负荷 降低呼吸功 改善氧合 避免气管插管相关性并发症,(三)内源性PEEP (auto-PEEP),对支气管痉挛、肺间质气肿等病人来说: 容易产生auto-PEEP 肺容量持续 静脉回流 心排量 呼气时间:尽可能延长,避免进一步气体滞留 外源性PEEP的选择:虽能降低呼吸功,但应谨慎防止心血管功能的恶化 改善肺功能:清除分泌物,应用支气管扩张剂等,(四)急性气道梗阻,对急性上呼吸道梗

11、阻、上呼吸道感染、气道异物吸入、拔除气管插管后喉痉挛的患儿来说: 胸内压快速急剧 LV后负荷 肺水肿 低氧血症/高碳酸血症 肺血管收缩 肺毛细血管压 肺水肿 快速纠正低氧血症,积极机械通气控制胸内压,(五)肺高压,机械通气的目的就是避免一切加重肺血管收缩的因素: 低氧血症、高碳酸血症、酸中毒 肺不张 肺容量的过度变化 NO气体的吸入、高频振荡通气,(六)导管依赖型先心病,对体循环完全依赖于动脉导管开放的新生儿(如左心发育不良等)来说: 极易出现体循环低灌注的并发症,如脑缺血、坏死性小肠结膜炎(NEC) 通过机械通气控制 PVR,使肺循环和体循环之间的血流量达到理想的平衡状态 避免一切使 PVR

12、 降低的因素(如过度的氧合/碱中毒) 维持轻度酸中毒 避免氧疗(利用空气通气),(七)左向右分流的先心病,对ASD、VSD、CAVC、PDA的患儿来说: 新生儿早期,PVR 增高可防止过多的血液流入肺,从而部分保护了肺血管床,因此早期新生儿即使有大的缺损,临床上也常常是没有症状的 出生后46个星期,PVR 自然下降,这样进入无保护功能的肺血管床的血流大量增加 根据分流量、心肌功能、患儿的全身状况,开始出现心衰的症状:如呼吸急促、生长迟缓、反复呼吸道感染等、甚至需要机械通气,避免一切增加肺血流的因素,如过度换气和过度氧疗 维持 PaCO2 轻微上升 氧饱和度维持在90%左右(控制肺血流量的同时能

13、够供给足够的组织氧合) PEEP 的应用:降低 LV 后负荷、减少静脉回流,适度升高 PVR 限制肺血流量,(八)体外循环(CPB)后的病人,弥漫性血管内皮细胞损伤 血管通透性 不同程度心肌和肺的损伤 肺泡、肺间质、胸壁水肿 胸肺顺应性 需要较高的吸气压/PEEP,才能获得适当的潮气量 注意:适用于早期血流动力学不稳定、心功能处于临界状态、体循环阻力高,不能耐受“代偿性”扩容的患儿,(九)Glenn/Fontan术的病人,Fontan循环具有独特的心肺生理: 缺乏 RV 功能 肺血流在舒张期被动回流 对胸内压的变化相当敏感,是心排量的主要决定因素,Glenn/Fontan术的病人: 自主吸气 胸内压变负 肺血流量 胸内压变正,达到一定程度时,肺血流量将减少,甚至到零 选择:短的吸气时间,低的吸气压力,最小的 PEEP,并且尽可能早地撤离呼吸机以改善血流动力学 “负压通气”有利于改善不能早期撤机同时又存在低心排病人的血流动力学,谢 谢,

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