喷射通气的原理及应用

喷射通气技术在气道手术中的应用

复旦大学眼耳鼻喉科医院麻醉科谭放

上海交通大学第一人民医院麻醉科陈莲华

喷射通气应用于临床已30余年，取得了显著效果。与传统通气比较，它有其独特的优点，如频率高、潮气量低、气道保持开放、不产生因通气引起的手术区干扰、不与自主呼吸对抗，对循环功能干扰轻微等。

一、喷射通气技术发展史

二十世纪六十年代后期，瑞典学者Jozon和Sjostrand等人在进行动脉血调节的实验中，为了减少传统的正压通气对动脉血压的影响，减少血压波动，采用了略高于死腔量的潮气量而频率增加到100次/分的通气方式，产生了意外的通气效果。这一有趣现象引发了各国学者的系列研究，高频通气技术由此开始应运而生。在瑞典学者早期的报告中，把这种通气方式称为高频正压通气(High frequency positive pressure ventilation, HFPPV)，学者们注意到HFPPV 能保持低的气道正压和胸腔负压，对心血管抑制小，通气时动脉压、中心静脉压和肺动脉压均无明显波动，这是在传统的正压通气时不可能的。

1972年，Lunkenheimer发明了高频振荡通气(High frequency oscillation ventilation, HFOV)。他在测定犬的胸骨衰减作用时发现，可以通过采用一个连接到气管的高音喇叭来使这些实验动物的胸壁震荡，以实现氧合与通气。美国Klia 和Smith于1976年将喷射通气和高频通气技术紧密地组合到一起，并且设计出一种新型的呼吸机进行高频率间歇性的喷射通气(High frequency jet ventilation，HFJV)。他们所用的高频喷射呼吸机是采用射流技术，每分钟频率0.5-5Hz甚至更高，并针对这种通气方法开展大量动物实验研究。

随着高频喷射呼吸机的研制，世界各国纷纷开展对高频喷射通气的研究以及对其技术原理的探讨。国内在70年代初期，江西医学院曹勇教授等为配合针麻研究工作，参考Sandors用的通气技术将高压气流经狭细的管道口喷入气道，并借其V enturi效应把周围的空气带入开展喷射通气的研究，很快通过了临床实验阶段，发表了论文，这是我国高频喷射通气呼吸机的雏形。经数年改进，生产出高频喷射呼吸机。高频喷射通气技术首先较大范围内应用于麻醉期间的呼吸管理和呼吸支持，并且在一些特殊手术中应用而取得了成功经验。与此同时，高频通气的学

术研究也广泛而深入地开展，发展到今天，国际先进水平已使用双重喷射通气（superimposed high-frequency jet ventilation, SHFJV），即高频和低频联合喷射通气技术。

二、高频通气的分类

1. 高频通气(High frequency ventilation, HFV)的分类

高通气频率(超过1Hz)、小潮气量是各类HFV的共同特征，但由于气流型式、驱动压力波型以及施行通气的具体方法各有不同，所使用的频率范围也相差甚大，故目前尚缺少国际公认的HFV统一分类标准。通常将HFV划分为以下三类。

(1) 高频正压通气(High frequency positive pressure ventilation, HFPPV)

1967年由Oberg与Sjostrand首先提出，常用通气频率为60~120次／min (1～2Hz)，潮气量3～5ml/kg。

(2) 高频喷射通气(High frequency jet ventilation，HFJV)

1967年Sanders首先创用了喷射通气法，Klain与Smith又将喷射通气与高频通气技术相结合，设计出高频喷射通气呼吸机，通气频率为60～600次/min (1～10Hz)，目前HFJV已广泛应用于各国临床实践。

(3) 高频振荡通气(High frequency oscillation ventilation, HFOV)

1972年由Lunkenheimer等首先报道，1980年Bohn等首次将其应用于临床。通气频率为l80-3000次/min (3-50Hz)，通过高频活塞泵或震荡隔膜运动将少量气体(20%～80%解剖死腔量) 送入和抽出气道。通常是经气道施行正弦波式气流振荡，此外也可经胸壁或体表对气道内的气体施行振荡。最常见的有两种：高频胸壁振荡(High frequency chest wall oscillation, HFCWO)和高频体表振荡(High frequency body surface oscillation, HFBSO)。

2. 喷射通气(Jet ventilation，JV) 的分类

(1) 按喷射频率分类

①常频喷射通气：喷射频率<60次/min；②高频喷射通气：定义为通气频率为正常频率4倍以上的辅助通气，美国食品和卫生监督局(FDA)定义为通气频率>150次/min或2.5HZ的辅助通气。通过高频电磁阀、气流控制阀、压力调节阀和喷嘴直接将气体以小于或等于解剖死腔量的潮气量按高频率快速的方式喷入患者气道和肺内。

(2) 按喷射通气途径分类

根据喷射通气导针的位置分为声门上喷射通气（Supraglottic jet ventilation，图7-1）、声门下喷射通气（Subglottic jet ventilation，图7-2）和经气管穿刺喷射通气(Transtracheal jet ventilation, TTJV，图7-3）。

图7-1：声门上喷射通气示意图

图7-2：经支撑喉镜声门下喷射通气示意图

图7-3：经气管穿刺喷射通气示意图

三、高频通气的机理

为什么小于解剖死腔的潮气量能到达肺泡进行气体交换？许多生理学家、医生、生物物理专家就此进行了大量的研究。目前认为，HFV 气体运输的总效率是多种机理共同作用的结果。在HFV 条件下，呼吸系统不同部位的气体运输方式不同，但作为一个整体，呈“串联”式共同完成气体运输。

1. 直接肺泡通气

在正常潮气量下的吸气时相，气道内的气柱向肺泡方向推进，使肺泡获得新鲜空气。在呼气时相，气柱循相反方向移动，从而使肺泡的一部分气体得以排出。这种整团对流实现的肺泡通气范围较广，足以保证活动的肺泡可通过分子弥散以完成与血液间的气体交换。当潮气量近于或小于无效腔气量时，上述对流式所起的作用范围显著缩小。但由于气管和肺在结构上的不对称，致使进入气道的新鲜空气柱的前沿有可能达到靠近口端的一部分肺泡，实现直接的肺泡通气。HFV 时气道内气流的速度剖面不对称，流体质点在气道中的实际运输距离将大于喷射距离。因此，只要潮气量相当于死腔量的50％～75％即可保证肺泡有足够的气体交换。

2．对流性扩散通气

气体流速剖面在吸气相和呼气相不对称，可导致连续的纵向气体运输，使O2向肺泡方向而CO2向口腔方向产生连续位移。在一个振荡周期中，由于流体的流向不同，其呈抛物线形的速度剖面会出现差异，产生非对称性速度剖面。经过几个振荡周期后，流体的质点究竟是向右还是向左，这取决于发生振荡时这些质点是在管道的中心还是靠近管壁。中心部的质点被移向右侧，而近壁处的质点则被移向左侧，于是在每振荡周期之末，流体在管内产生双向的净移动。如果从左侧进入的气体中，含有比右侧气体中较高浓度的某种成分，则将会发生该种成分的净交换，此为对流性交换。

3．摆动或并联肺单位间气体的快速往返流动

按照一般的物理学概念，可将肺单位的充气和排气比拟为电容的充电和放电。肺单位的充气、排气时间常数(t)，为其阻力(R)和顺应性(C)的乘积，即t=R×C。时间常数的大小，决定着在一定的压力梯度下肺单位充盈和排空的速率。由于并联肺单位时间常数的差异，在呼气末“慢”单位的排空慢，内压高于相邻近的“快”

单位，一部分气体流向“快”单位，在吸气末则由“快”单位流向“慢”单位。故在每一呼吸周期，除了“快”单位和“慢”单位同步地进行充气和排气外，尚有这两个并联单位间的气体交换。HFV时在并联单位间将出现快速的往复气流，有人用“迪斯科肺”来形容肺内的此种气体运动形式。肺泡间存在的这种循环气流，是高频通气时气体运输的形式之一。通过肺泡间的气体交流，可使其所含气体得到混合，从而使肺内气体浓度更为一致。

4．增强扩(弥)散或Taylor湍流扩散(turbulent dispersion)

HFV时的气体运输可能是中心气道内出现的增强扩散与肺外周部分的分子弥散二者的结合。增强扩散是轴向速度剖面与径向浓度梯度相互作用的结果。在振荡气流中，可出现湍流或速度剖面，引起径向混合或者横向流动混合。在它们与此时存在的轴向对流共同作用下，产生增强扩散。

5．纯粹的分子弥散

在总横截面积很大和气流速度很小的肺区，气体运输主要是通过分子弥散。这种气体分子的热力学运动，不仅在经肺毛细血管膜的气体交换中，而且在靠近膜的气相O2和CO2运输中，都是一种主要的形式。

6．声学共振

Lin和Smith提出一种全新的观点，认为可将高频呼吸机看作是一种遵循声学和热动力学运动规律的压力波声源模型，这种压力改变可传递给病人(可看作声学负载)。这种分析包括低频(0～50Hz)与高频(50～20000Hz)两部分。

(1)低频声学模型

肺力学的两个基本因素是阻力和顺应性，尚有第三个因素，即惯性。由于当通气频率低于30～40次／min时其作用很小，故常被忽视。但当频率增加时，惯性对肺力学的作用则变得十分重要，最终将成为决定潮气量分布的主要因素，而气道阻力和顺应性的局部改变对气体分布的影响则降低。任何共振系统均存在势能与动能的转换，呼吸系统作为一个共振系统，其势能可由肺内压代表，动能可由气体及整个呼吸系统的运动代表。当以其共振频率进行通气时，可以最小的压力产生最大的气体运动。

(2)高频声学模型

HFJV时的喷射气流都可产生音频输出，音频输出可能在气道内导致共振，

这种管道内的共振可引起湍流，而湍流则可增强CO2的排除和氧的运输。

四、HFV对机体的影响

高频通气机自问世以来，经过了多年的动物与临床研究，目前的应用范围仍然很有限。在临床应用中发现，HFV对循环系统，呼吸系统，中枢神经系统等有不同程度的影响。高Paw下，胸内压持续为相对较高的正压，心输出量会下降，幅度可达30%，所以，一般会把循环功能不稳定作为HFV应用的禁忌症。同时，也说明在实施HFV时有创的血流动力学监测是必要的。由此，可以设想在治疗呼吸功能衰竭的同时给予循环支持，把血流动力学控制在可适应范围，仍可以很好地实施HFV。处理的重点在于预防，即动态观察肺顺应性的变化，随顺应性改善而相应下调Paw等参数。

由于HFV特殊的气体传输方式，和相对较高的MAP下的肺泡复张状态，任何通气中断或干扰将会造成不利影响，例如通气不足、肺泡重新塌陷而氧合过程欠稳定、压力不平衡而致气压伤等。虽然Kim及其同事的研究显示气管充血是机械刺激下的正常炎症反应，HFJV与CMV无差异，但在某些特殊状态下譬如休克时供血不足或炎症反应过度，就会成为气管缺血坏死的原因。因此，维持稳定的循环功能，争取在最短时间内达到撤离HFV的条件，可使气道免受局部损伤，也是避免肺纤维化等其他未预知并发症的办法。

HFV时胸内压升高，理论上会限制颈静脉回流而间接引起颅内压升高，而且HFOV的机械震荡也会传入颅内而造成颅内压波动，这就可能增加颅内并发症特别是新生儿颅内出血、脑室周边白质软化的机会，或原有颅内疾患恶化。HFV 治疗早期过度通气会造成低碳酸血症，脑血流减少，也可造成缺血性脑损伤。

五、喷射通气的临床应用

HFJV在国内外都有大量的实验和临床研究，无需气管插管即可进行，设备简便、操作方便，应用于临床麻醉已历多年。

1. 在临床麻醉中的应用

常用于耳鼻喉科的喉气道手术，如支撑喉镜下喉声带手术、气道肿瘤切除、气道异物取出等。按其喷射方式分为以下几种：

(1) 声门上喷射通气

其喷射管系金属直型管，附设于支撑喉镜腔内施行喷射通气。方法的关键在

于：①喷射管的远端口必须对准声门上方处，若不能对准，通气量将减少50％；若喷射管口远离声门，喷射气流可因声门上组织的结构起伏不规则而形成喘流，可致严重通气不足；②要求喷射管居于喉镜管的中心位，通过V enturi原理可夹带入大量空气流，可保证满意通气；如果喷射管贴于喉镜壁，气流量将丢失20％。本法的优点在手术野无导管干扰，金属喷射管具有抗激光能力。缺点也较明显：①麻醉医师无法监视喷射管的正确位置．控制性很差，因此可引起较多并发症，如喷射管口被手术者误插入咽喉粘膜下，可引起严重颈部皮下气肿；气流容易进入食管而引起胃扩张；气流返流引起耳气压伤，将驱动压控制在50psi以下，可减少此类并发症的发生；②无法监测PetCO2和气道压力；③血和异物容易随喷射气流进入气管，需手术医师及时将血和分泌物清除，否则术中下呼吸道易坠人血液或组织碎屑，偶有喉痉挛、呼吸抑制、心律失常等严重并发症发生；④在低频通气时，相对较大的潮气量下气流通过声门会引起声带震动，在声带精细手术时会影响外科医生操作。该法对手术器械要求较高，且需手术医师高度配合，因此国内也较少使用。目前欧美国家大多应用声门上双重喷射通气法，亦可使声门暴露无任何阻碍，但需使用特制的支撑喉镜，镜管上有位置佳且足够大的侧孔放置两根喷射管，一根行频率150-300bpm高频通气，一根行频率10-20bpm低频通气（图7-4，图7-5）。

高频导针低频导针支撑喉镜

图7-4：双重喷射通气用于支撑喉镜

图7-5：各种配套的支撑喉镜及喷射导针

(2) 声门下喷射通气

最初系将声门上的金属喷射管延伸至声门下来实施，发现金属管有戳破气管粘膜引起气压伤，或因偏位引起通气不足的危险；以后改用3.5mm外径塑料软管作为喷射管，置于声门及隆突之间。声门下喷射通气的优点有：①通气效果比声门上喷射稳定，气道峰压及吸气末气道压较低。这可能与两方面因素有关，第一，声门上喷射通气时有更多的空气被带入气道，因此与声门下通气相比，在喷射压力相同的情况下，声门上通气时潮气量更大；第二，在声门上喷射通气时整个呼吸循环中30%是吸气而70%是呼气，而在声门下喷射通气时即使处于30%的吸气阶段亦有气体持续从声门流出。②由于气体持续溢出时造成了向外的气压，可阻挡分泌物或组织碎片落入下气道，从而降低了误吸、感染或肿瘤向气道深部播撒的发生。③对喷射导管位置的控制较有把握；④声带活动度相对较小。其存在的问题有：①气压伤发生率较声门上喷射通气高，如果存在上呼吸道的阻塞，气体流出受阻，肺内压增高则更易发生气压伤。②塑料喷射导管位于激光辐射范围内，可能引起燃烧。

因此，声门下喷射通气的禁忌证有：①喉肿瘤致气道半阻塞的病人，因肿瘤的活瓣样作用．容易引起肺气压伤；②下呼吸道阻塞；③肺顺应性差；④过度肥胖。目前国内由于设备的原因较多使用的是声门下HFJV及LFJV，且有研究显示其耳气压伤的发生率大大低于声门上喷射通气。

复旦大学眼耳鼻喉科医院将声门下喷射通气应用于上气道手术，包括支撑喉镜、气管狭窄T管植入术等，在支撑喉镜手术和其他通气方式相比，细喷射导管行频率60次/分的HFJV既能提供清晰的手术视野，又能保证良好的通气效果，是一种较理想的通气方法。而在气管狭窄T管植入术，术中待手术医师完成喉裂开瘢痕切除行T管植入时，麻醉医师经鼻插入喷射导管至咽喉部，再借助插管钳将其送入气管，手术医师在手术野拉出喷射导管头端，将喷射导管穿过T管，再将内置喷射导管的T管置入气管内，行HFJV（图7-6）。传统的T管置入术麻醉是在置入T管后将4.0-4.5mm内径的气管导管插入T管顶部后行间歇正压控制通气，该方法妨碍手术操作，而且由于气管导管过细，易扭曲，不利于气体交换，而使用HFJV可提供不受妨碍的手术操作空间，避免气管导管扭曲而造成的通气不足。

图7-6：经鼻插入喷射导管穿过T管行喷射通气

(3) 经气管穿刺喷射通气

本法机理类似于声门下喷射通气，为了避免喷射导管对手术操作的影响，或避免激光造成塑料喷射导管燃烧，使用套管针进行环甲膜穿刺至气管内，成功后将针芯退出，套管连接喷射通气装置，进行经气管穿刺喷射通气（TTJV）。可使声门暴露无任何阻碍，氧供亦可保证。但在三种喷射通气途径中，TTJV发生气压伤如皮下气肿、气胸、纵隔气肿的危险性最高；操作不当可能会刺入食道，造成血肿、气管后壁穿透、感染等并发症，应用起来有一定顾虑。故目前较多适用于急救；某些无法施行气管内插管的巨大喉肿瘤病人；上呼吸道急性阻塞病人，

在进行紧急气管造口或喉镜检查之前，作为过渡性通气措施，为病人接受下一步治疗创造安全的条件；此外，也适用于气管插管困难病例，TTJV即使在清醒患者也很容易耐受，因此可以在TTJV后进行麻醉诱导。

2. 在心肺脑复苏中的应用

在心肺脑复苏中开放气道保持良好通气与建立人工循环同样重要。声门上HFJV在CPR中起着重要作用，声门上HFJV的特点主要是喷气管放于鼻咽部或口咽部，不进入声门，操作简单，易于掌握。CPR复苏成功的关键在于时间。患者突然呼吸心跳停止时．口对口或口对鼻的人工呼吸，需要密切的人体接触，存在着疾病传播的可能，通过面罩加压给氧，虽优于前者但该法易造成胃膨胀，可增加呕吐与误吸的机会。最有效最安全的方法是进行气管内插管，然而气管内插管有一定难度，对于训练有素的麻醉医生来讲，延迟和插管困难的发生率都有5%。而声门上HFJV能为患者早期建立人工通气，改善缺氧状态，提高救治效率，提供了一个既迅速简便而又有效的途径。江西医学院高频通气研究协作组对于声门上HFJV的动物实验和临床研究都充分证明了声门上HFJV能够完成充分供氧的问题。近年又报道将HFJV与胸外按压与提拉结合(按压与呼气同步，提拉与吸气同步)，循环与呼吸相互促进，既提高了排出CO2效果，又增加了心排血量，大大提高了CPR抢救成功率。

3．在治疗急性肺水肿中的应用

急性肺水肿是临床常见的危急症，表现为突然呼吸困难、紫绀、血压下降、气管内喷出粉红色泡沫痰，若不及时抢救可在短时间内内死亡。此时既有肺毛细血管压力增高，又有肺毛细血管通透性增高和胶体渗透压降低，是一种混合性肺水肿，而泡沫痰是急性肺水肿的典型症状，HFJV可消除或减少此症状发生。对于肺水肿造成的低氧血症，HFJV可提高动脉氧分压，并且还可以边通气，边咳痰。HFJV治疗肺水肿的原理可能是高速气流的涡流有利于气体均匀分布，从而加强气体弥散，纠正不同肺区肺泡气不均匀状态，提高肺的顺应性，改善肺氧合作用。该方法另一优点是患者易耐受，可以早期应用，当然除HFJV外尽早采取其他治疗措施也是必不可少的，如：利尿、激素等综合治疗措施。

4. 在慢性阻塞性肺病并多器官衰竭治疗中的应用

慢性阻塞性肺病(COPD)是老年人的常见病和多发病，如合并多器官衰竭

(MODS)不及时抢救治疗可在短时间内导致死亡。COPD并MODS的治疗除采用综合治疗外，还应尽快而有效地纠正低氧血症和CO2潴留，HFJV操作简单，清除呼吸道分泌物可不必停机，且具有气道开放，低潮气量，低气道压，氧合作用好，循环干扰小，不干扰自主呼吸，改善通气血流比值等优点。只要适当调整HFJV 的频率和压力对伴有低氧血症及CO2潴留的COPD患者的治疗是安全有效的。我们主张工作压力为0.5～1.0kg/cm2，呼吸比为1：2～3，频率以24～60次/分为好，并与低流量吸氧交替。

此外，HFJV在临床上还适用于顽固性心律失常，重度CO中毒、安眠药中毒、有机磷中毒、高血压脑出血、麻醉术中、新生儿窒息、支气管哮喘等等。目前用途越来越多，范围越来越广。

六、喷射通气的主要并发症

1．气胸

气胸是喷射通气的最严重并发症，气胸发生率的报道各家不一。一项研究对10年间共942例经喉镜行喉内喷射通气的患者进行回顾性调查表明，共有4例患者发生了气胸，该研究使用的是Sanders 喷射通气。目前认为，气胸的发生主要与两个因素有关：气道损伤和过高的气道压力。有报道一例在激光手术中因气道粘膜的损伤而导致的皮下气肿及气胸，在次日的第二次手术中刚开始实施喷射通气即刻发生皮下气肿，认为第一次手术发生皮下气肿和气胸后已知道气道粘膜损伤，在第二次手术中不应该实施喷射通气，因为喷射通气的高压气流很容易通过损伤的部位进入皮下或胸腔引起皮下气肿、气胸等并发症。气道压力是临床最为关注的与气压伤有关的一个因素，而喷射通气的气道压力不仅取决于喷射气流速度及导管直径，亦取决于喷射气流扩散的环境大小，如气管直径、气管横截面积大小及导管末端距离声门的远近等因素。在驱动压固定的情况下，气体流出道的梗阻是引起气道压力升高、发生气胸的主要原因。在气道内手术中，造成气体流出道梗阻的原因可能有：喉气管狭窄或新生物阻塞上气道；喉气管镜操作使得气道粘膜水肿加重；外科手术操作或器械的位置也有可能将气道完全阻塞。

2．低氧血症

尽管绝大多数的文献都表示喷射通气能够保证患者的氧供，但是氧饱和度下降仍然是最常发生的并发症。在喷射通气中，由于V enturi效应被卷吸入的空气占

潮气量的25%~60%，因此即使使用纯氧喷射通气，进入气道内的氧气浓度估计在32%~42%。在一项552例常频喷射通气的回顾性调查研究中，发现低氧血症和二氧化碳潴留是发生率最高的并发症，且其危险因素包括以下四个：心脏疾病史、老年人、ASA III 或IV级以及既往喉部手术史。同时该文献亦指出，氧饱和度下降事件均发生在激光手术时需要将氧浓度降低至40%的患者中。另外一个对高频喷射通气并发症的研究表明，患者入手术室时氧饱和度<95%和ASA IV级是发生并发症的独立危险因素，这些并发症包括低氧血症、二氧化碳潴留、血流动力学的不稳定等。因此，在存在这些危险因素的患者中，更需要注意监测氧饱和度情况，采取措施确保患者氧供。

我们的临床研究证明：在肺功能正常患者经鼻插入喷射导管行声门下喷射通气，在纯氧条件下，无论采用高频还是常频均能确保氧饱和度98%以上；而使用空气-氧气混合气体时，氧浓度低于50%则氧饱和度下降；在肥胖患者氧浓度还要更高才能维持氧饱和度；推测原因是在50%氧浓度下真正进入气道内的氧浓度被卷吸气流稀释而更低。由于喷射通气在开放的气道内进行，至今还没有办法能够监测气道内氧浓度，因此在气道内激光手术时不要使用易燃烧的塑料喷射导管行喷射通气。

3．二氧化碳潴留

二氧化碳潴留是喷射通气的另一个最常见的问题，尤其是在手术时间较长时。喷射通气对于大多数肺功能正常的患者并无CO2排除的困难，但对于气道阻力升高或肺顺应性下降的患者，可能出现CO2排出障碍，产生CO2蓄积，甚至有导致心跳骤停的报道，临床上也应警惕。在高频喷射通气时更容易发生，可能与低潮气量和呼气相呼出气重复吸入有关。一项在显微喉镜手术中采用低频喷射通气的报道指出：在体重指数<25的患者中可以保持良好的肺换气，而在体重指数>25的患者中，二氧化碳显著升高，因此认为在肥胖病人及时间比较长的手术中，二氧化碳的监测是很有必要的。我们的临床研究也得出相似的结论：在显微喉镜手术中，经鼻插入细喷射导管行喷射通气，频率150次/min的高频喷射通气较频率60次/min和20次/min的常频喷射通气更易发生CO2储留；在频率固定的情况下，患者的体重指数大于25.224是发生CO2储留的主要危险因素，因此在使用喷射通气时最好能行经皮二氧化碳监测或间断进行血气分析。

七、麻醉中应用高频喷射通气需具备的条件

为保证病人安全，使用高频喷射通气，应当具备下列条件：

1.对使用者的要求：

凡使用高频喷射通气者，都应掌握呼吸、生理和病理生理的基础知识及高频喷射通气的有关理论和方法，有鉴别呼吸性酸碱紊乱(包括判别心电图改变，解释血气分析结果，识别相应的临床体征)和进行正确处理的能力，并能熟练地实施心、肺、脑复苏。

2. 对基本监测设备的要求：

必须有心电监测仪、血气分析仪、麻醉机(或简易呼吸器)、氧气、吸引器等急救器具。如无这些设备，对无自主呼吸的病人长期使用高频喷射通气是不安全的，特殊情况可允许用于短时间通气；当病人有自主呼吸时，条件可适当放宽。

3．使用方法和监测

⑴使用方法：

一般成年病人全麻诱导后，即可连接喷射通气呼吸机进行高频喷射通气。喷射导针（导管）不宜过分深入气管内，声门上喷射途径以导针恰好位于声门入口上方为标准，而声门下途径以导管放置到声门和气管隆突中间为妥，这样既可以保证足够的卷吸气量从而得到最大有效潮气量，也能减少气压伤或气流喷入食道的危险。通气参数的选择，各家报告不一，据笔者的经验，临床应用开始以频率100次／min，驱动压1.0kg／cm2，吸／呼比l：2为好；如吸／呼比固定为1：1.5或者l：1时，则驱动压可降至0. 9kg／cm2，待听到机器发出的喷射音并有气体自喷射针口喷出后，在针口处会有气流经过的“哧哧”声。然后根据胸廓起伏程序调节驱动压，一般胸廓略有起伏即可，起伏程度过大往往导致过度通气。

⑵监测：

开始通气即刻就要用听诊器听诊两侧肺呼吸音，当一侧有呼吸音而对侧听不到，或一侧响而对侧轻时均应予以重视；在排除导管插入过深的因素后，应考虑是否导管口贴于气管壁所致，可采用改变头位等措施解决，还应考虑支气管内是否有分泌物潴留等；在这一过程中应密切监测病人血压、心率、心电图等的改变及麻醉深浅的变化，切忌忙于调节呼吸机而忽略对病人的观察。通气30min后，应抽取动脉血做血气分析，如PaCO2<35mmHg，提示过度通气，可降低驱动压

0.1～0.2kg/cm2；如PaCO2>45mmHg，提示通气不足，则应加大驱动压；总体来讲调节范围视PaCO2水平而定，不宜使参数变动过大；是否需行第二次血气分析可视病人具体情况而定，如首次血气分析结果正常，病人生命体征平稳，术中无大出血、呼吸道阻塞等意外，可不必重复血气分析；对首次血气分析PaCO2偏离正常上、下限10mmHg以上者，经调节通气参数30min后，应再次行血气分析，直至血气正常或接近正常为止；如出现通气不足或“矫枉过正”的现象，应进一步调整通气参数并于通气30min后再行血气分析；当术中怀疑存在通气问题，而血气分析又无法进行或一时无法得到结果时，应立即改换麻醉机进行紧闭式纯氧控制呼吸，以保证病人的安全；某些短时间手术无需肌肉松弛，可在保留自主呼吸下使用较低的驱动压，起到辅助通气的作用，此种情况下可免做血气分析，仅在病情需要时再做。

⑶停机步骤：

术毕撤离呼吸机的标准与常规通气方式无异，需待病人各项反射恢复，自主呼吸频率12次／min以上，潮气量与每分钟通气量能达到要求，吸空气下能维持SpO2方可撤离；对因过度通气引起的自主呼吸抑制，可在术毕将呼吸机频率加快到200次／min甚至300次／min，逐步降低驱动压（每次降低0.1～0.2kg/cm2 )，使PaCO2逐渐升高，以刺激呼吸中驱使自主呼吸恢复；高频通气时相对较容易鉴别自主呼吸是否已恢复及幅度大小，但必须注意的是对肌松药作用尚未消退的病人不宜使用这种方法。

八、使用喷射通气应注意问题

临床实践证明，喷射通气确实效果良好，然而如果适应症选择不当，使用方法掌握失误，也会造成不良后果，应注意以下几点：

1. 一定要开机器报警：

尤其是在没有自主呼吸的患者，可引起窒息、心搏骤停。常见的原因是电源中断、气源耗尽，及气路管道脱节等。

2. 术前检测血电解质和心电图：

通气过度可能造成低血钾，心电图表现为Q-T间期延长，ST段压低及心律失常；因此对于因口腔、食道、消化道肿瘤而影响正常进食的患者，使用HFJV前应测血钾、监测血压和心电图。、

3．避免气道阻塞：

如喉部乳头状瘤或恶性肿瘤III度以上喉阻塞时避免使用HFJV，因为此时气体流出道受阻，易发生气压伤；同理，手术医师在用肾上腺素棉片给病灶止血时，也需避免将整个声门填塞，如必须使用大片棉片压迫止血，HFJV需暂停，待止血完毕再继续；虽然可行气道压监测，但只能监测气道完全开放时的返流气流，无法监测呼吸抵抗时返流气流，并不能及时发现气道阻塞；在使用喷射通气过程中，必须时刻观察患者的胸廓起伏程度并时刻聆听每次气体进出的气流声，判断通气效果，及早判断气流阻塞的发生；气道内手术操作有可能移动喷射导管位置，因此在手术过程中应该经常听诊呼吸音复查喷射导管位置。

4．选择适当的驱动压、频率和吸呼比：

①通气频率：HFJV使用过程中必须选择适当的频率，频率增加时潮气量相应减少，CO2清除率也成比例减少，频率、潮气量与CO2清除率之间存在线性关系，在每分钟通气量相同的情况下，如潮气量、吸呼比恒定，随频率的增加必然使潮气量减少，使肺内气体对流作用减弱，CO2不能充分排出，故增加潮气量维持气体交换要比增加频率更有效；②驱动压：HFJV气流量的大小与驱动压的高低成正比，潮气量随驱动压的加大而呈线性增加，分钟通气量相同时，增加频率可使PaCO2升高，但如同时增加驱动压则可明显改善PaCO2的变化，PaCO2随驱动压的升高而降低；然而如企图通过提高驱动压来增加潮气量，则很可能引起气道损伤，包括气压伤和喷射导管的鞭状效应导致气管粘膜损伤，因此驱动压控制在0.3MPa以下可大大降低气压伤的发生率。③吸呼比(I／E)：在较高频率通气期间，精确的控制I／E时间，吸气时间在呼吸周期中所占比例大时可使被动呼吸期缩短，影响其肺内CO2的充分排出，理想的吸气时间为整个呼吸周期的20~30％。当频率增加到200次／min以上，吸气时间>30％时，则呼气时间过短可造成肺泡通气量和呼气正压效应降低的效果。

5．注意保护气道：

HFJV不使用气管插管，血液和肿瘤组织碎片易被喷射至下呼吸道，引起支气管痉挛或肿瘤播散，因此对于有出血倾向的手术，如喉部乳头状瘤、会厌血管瘤以及喉部肿瘤等，不易使用声门上喷射通气。

6．保持足够麻醉深度和肌松程度

在麻醉变浅，肌松减弱时，会出现声门关闭，呼出气流受阻，产生湍流，可发出叫嚣音，此时必须马上加深麻醉，暂停喷射通气，否则声门持续关闭，呼出气流减少，且又有持续的高压喷射气体吹入，肺内气体大量积聚，易引起气压伤。

7．加强湿化：通气过程中气流对气道粘膜的损伤与喷射气流湿化充分与否有密切关系，文献报道HFJV期间粘膜纤毛的转运功能在未湿化10min即可完全停止，结果可因粘稠分泌物难以排出而阻塞气道发生气道梗阻，影响气体流出而增加CO2蓄积的风险；因此HFJV期间必须加强湿化，成人湿化液量以30ml/h最合适，湿化宜利用HFJV的喷嘴进行；国产喷射呼吸机的湿化附件较简陋，效果也不尽如人意，临床长时间应用时仍以从针座口每分四滴向气管内滴注无菌生理盐水为简便实用；虽然湿化与否对气道粘膜转运功能有显著影响，但临床麻醉中短时间应用，有无湿化似并不构成严重问题；当然，在我国干燥地区及某些基层单位，如手术室内的湿度达不到要求，理应加用湿化装置，以避免分泌物在气道内形成千痂，冷空气刺激气管壁引起呛咳，以及长时间应用引起体温下降等问题。

九、禁忌症

胸肺顺应性严重减低和呼吸道阻力显著增高者，如严重的慢性阻塞性肺疾病、张力性气胸、湿肺、双侧气胸的病人，循环功能不稳定以及严重颅脑损伤、脑干损伤及合并呼吸道梗阻的病人禁用。

十、手控喷射通气（Manujet）在气道手术中的应用

常频（低频）喷射通气可以进行手控，仅需要手控喷射通气装置（如Manujet III装置，VBM公司，德国)及氧气源就可以实施。

1.与HFJV相比，Manujet的优点

在气道内手术，尤其是在支撑喉镜手术中，采用HFJV的报道远多于Manujet。而一项对英国全国范围内的高压氧源通气方式用于喉部手术的并发症的研究中，发现Manujet的使用很广泛，只有17%的高压氧源通气中采用的是HFJV。从临床应用角度来讲，Manujet具有独特的优点：首先，实施喷射通气不需要复杂的设备，仅需Manujet装置及氧气源就可以进行，携带方便，通气过程中可随时根据情况对驱动压及频率等进行调控；其次，HFJV 所产生的呼吸末正压(PEEP)对通气效果具有双重影响，有利于动脉血氧合，但不利于CO2排出，在某种情况下，增加呼吸的频率实际上导致肺泡通气量减少。常频喷射通气频率和吸呼比

更接近生理状况，可能更利于CO2排出。有一项报道比较了在全麻下行激光手术的气管支气管狭窄病人，分别行手控喷射通气（频率为20次/分）和高频喷射通气（频率为300次/分），采用高频喷射通气的病人有轻度的高碳酸血症，因此认为手控喷射通气在这种气管支气管狭窄的特殊病人中是更好的选择。

2.Manujet的应用范围

⑴用于困难气道急救

在气管插管及面罩通气都失败的情况下，通过环甲膜穿刺将喷射通气导管置入气管，进行喷射通气（图7-7）。困难气道协会已制定的“无法通气、无法插管”处理指南建议使用经皮气管内喷射通气。复旦大学眼耳鼻喉科医院从2007年起将Manujet III装置及其配套的环甲膜穿刺配件列为困难气道急救设备之一，为困难气道急救提供了可靠的保障。

图7-7. Manujet 装置用于困难气道急救

⑵用于支撑喉镜手术

喷射通气在支撑喉镜中的应用已有大量的临床经验，尤其是位于声带后联合或声门下病变，可避免气管插管对手术视野的干扰，一般以HFJV为主。但是Manujet因其可以降低二氧化碳潴留的发生率而具有一定优势，有一项报道回顾了1995年至2005年采用Hunsaker Mon-Jet导管在显微喉镜手术中进行喷射通气552例，通气频率平均为20次/分，结论是该方法确保患者的安全，并可以为术者提供良好手术视野。我们的临床资料表明在支撑喉镜手术经鼻插入喷射导管行喷射通气，使用150次/min的频率几乎全部患者都发生轻度高碳酸血症，而使用60次/min和20次/min的频率均没有CO2储留现象。因此在时间较短的支撑喉镜手术采用Manujet不失为一种方便而有效的选择。

⑶用于气道异物取出术

复旦大学眼耳鼻喉科医院从2007年起将Manujet用于气道异物取出术，取得了满意的临床效果。我们比较了保留自主呼吸、控制通气及Manujet三种通气方式，观察置镜满意率、体动发生情况、术中缺氧情况、异物取出率等，得出结论：Manujet可降低术中低氧血症发生率，并为手术操作提供良好的条件。我们的另一项384例大样本资料临床研究证明：在小儿气道异物取出术中，除患儿年龄、异物种类、存留时间和术前肺炎外，通气方式是术中发生去氧饱和的相关风险因素之一，相对于控制通气而言，保留自主呼吸增加术中去氧饱和发生的风险，而Manujet则降低术中发生去氧饱和的风险。

附录一：

1.Fang Tang, Shao-Qing Li, Lian-Hua Chen*, Chang-Hong Miao. The Comparison

of Various Ventilation Modes and the Association of Risk Factors with CO2

Retention During Suspension Laryngoscopy. Laryngoscope 2011; 121:503–508. 2.谭放，李绍清，陈莲华*。喉气道狭窄患者行喉气管重建T管置入术的麻醉管

理。临床麻醉学杂志2010；26（11）：970-971.

附录二：

Transtracheal Jet V entilation Guidelines (elective cases):

?TTJV is a rarely performed technique with the potential for frequent and serious

complications. TTJV is only rarely needed and where possible the technique should be avoided. That being said these guidelines represent suggested …best practice?.

?TTJV is not to be performed by junior anesthetists alone without specific

consultant approval.

?TTJV should not to be done by a solo anesthetist unless performed before.

?Where possible it is strongly recommended to use fibreoptic guidance/

confirmation of catheter position prior to TTJV.

?Clinically confirm position of the cannula before jetting (aspiration of air and

capnography +/- fibreoptic examination).

If in doubt do not jet!

?Consider performing one inspiration before the patient is asleep, to confirm

correct positioning. This should be done at a low volume and a low pressure (0.5 bar) timed to synchronize with patient inspiration (tell the patient).

?Once the patient is anesthetized ensure neuromuscular blockade is maintained to

prevent cord closure and airway obstruction.

?Slowly increase driving pressure: you should rarely need 2.5 bar and if this is

needed have an increased level of suspicion of complications.

?Actively observe and palpate for exhalation for each breath.

?Maintain a patient?s upper airway at all times when the surgeon is not performing

laryngoscopy (i.e. use Jaw thrust, Guedel or Laryngeal mask airway as needed). ?Observe for subcutaneous emphysema throughout: preferably keep patient as free

from drapes as possible.

?If emphysema occurs inform surgeon and stop (see below: actively seek

complications and treat).

?Beware: obstructive lesions, cancer, previous radiotherapy, multiple insertions,

use of surgical laser. All are associated with an increasing in the incidence of barotrauma.

If problems occur:

?Stop TTJV.

?Consider insufflation with oxygen 2-4 litre/min.

?Assume upper airway obstruction and relieve by Guedel, LMA or intubation.

?If problems persist, consider conversion to large cricothyroid cannula (i.e. surgical

airway or Melker device) allowing conventional ventilation.

? A postoperative chest X-ray (looking for pneumothorax and pneumomediastinum)

should be performed if there is any subcutaneous emphysema during or after TTJV.