“高频振荡通气”与常规机械通气治疗儿童ARDS的临床效果比较？

学术 2025-01-26 19:10 北京

摘要

目的　比较高频振荡通气（HFOV）与常规机械通气（CMV）治疗儿童急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的临床效果。
方法　前瞻性随机对照研究。观察2017年1月至2018年12月首都儿科研究所附属儿童医院重症监护室（ICU）进行机械通气治疗的ARDS患儿，随机（计算机数字法）分为HFOV组与CMV组。记录2组患儿基本资料、小儿危重评分、氧合指数（OI）、血气、机械通气时间、呼吸机参数、ICU住院时间、并发症发生情况、预后、炎症因子动态变化、镇静肌松药及血管活性药物使用情况等临床指标。应用SPSS 22.0软件对数据进行分析，计量资料比较采用Mann Whitney U检验，计数资料比较采用χ²检验。
结果　共45例患儿纳入分析，其中HFOV组21例，CMV组24例；中重度ARDS共34例，其中HFOV组16例，CMV组18例。24 h、48 h HFOV组OI较CMV组均显著降低，分别为［7.4（5.9,8.6）比 9.0（6.7,13.6），P=0.018］和［5.9（5.2,8.5）比 9.2（7.4,12.4），P=0.001］。中重度ARDS患儿中，通气6 h开始，HFOV组OI较CMV组即显著降低［OI-6 h：8.2（6.5,10.0）比 10.5（8.2,13.0），P=0.037；OI-12 h：7.8（6.5,9.0）比 9.8（8.0,12.8），P=0.009；OI-24 h：7.7（6.4,8.6）比 10.1（8.7,15.5），P<0.001；OI-48 h：6.0（5.3,8.6）比 10.7（8.8,13.1），P<0.001；OI-72 h：5.8（5.0,8.6）比 8.0（6.6,10.6），P=0.031］，差异均有统计学意义。CMV组与HFOV组患儿ICU住院时间、有创机械通气时间、总机械通气时间、28 d预后、血管活性药物、肌松药物使用、血液净化使用、液量平衡、炎症因子、颅内出血、气胸并发症情况比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。
结论　HFOV较CMV可更快改善ARDS患儿氧合水平，且中重度ARDS患儿更早获益。HFOV较CMV未增加气胸、颅内出血等并发症的发生，血管活性药和肌松药物的使用无增加，临床应用安全。

关键词

高频振荡通气；急性呼吸窘迫综合征；常规机械通气；儿童

儿童急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）在危重症患儿中具有较高的发病率，病死率可达15%～60%^［1-2］。常规机械通气（conventional mechanical ventilation,CMV）以小潮气量、适宜的呼气末正压和限制平台压通气为特点，是目前临床上治疗ARDS的重要策略。高频振荡通气（high-frequency osci-llatory ventilation,HFOV）是一种高频率、低于死腔通气量的通气方式，肺泡稳定性好，是一种理想的肺保护性通气模式。目前HFOV主要作为一种补救措施应用于CMV失败的ARDS患者。本研究旨在比较早期应用HFOV与CMV治疗儿童ARDS的临床疗效。

资料与方法

1.1　一般资料　随机对照研究。前瞻性研究观察2017年1月至2018年12月首都儿科研究所附属儿童医院重症监护室（intensive care unit，ICU）住院的有创机械通气的ARDS患儿的临床资料。收集患儿性别、年龄、体质量、生命体征、小儿危重评分、诊断、基础疾病、并发症、血常规、血气、生化、凝血、炎症指标、呼吸机参数、机械通气时间、ICU住院时间、治疗情况、预后等。本研究通过首都儿科研究所附属儿童医院伦理委员会批准（批准文号:SHERLL2016029），患儿监护人均知情同意。

1.2　纳入标准和排除标准　ARDS诊断标准：符合2015年“儿童急性呼吸窘迫综合征：儿童急性肺损伤会议共识推荐”标准^［3］：(1)排除有围生期相关肺部疾病的患儿。(2)发生在7 d内的已知临床表现。(3)不能完全用心功能衰竭或液体超负荷来解释的呼吸衰竭；(4)胸部影像学出现新的渗出性改变与急性器质性肺损伤的表现一致。(5)在有创机械通气时，满足4≤氧合指数（oxygenation index,OI）<8或5.0≤脉搏氧饱和度指数<7.5，可诊断轻度儿童ARDS；8≤OI<16或7.5≤脉搏氧饱和度指数<12.3，可诊断中度儿童ARDS；OI≥16或脉搏氧饱和度指数≥12.3，可诊断重度儿童ARDS。纳入年龄>28 d至14岁的患儿。排除入组前已应用有创机械通气超过24 h的患儿。

1.3　方法　
1.3.1　随机分组方法　利用SAS9.4 proc plan过程产生与研究对象编号相对应的随机数字，根据随机数字大小将研究对象随机分为2组：HFOV组和CMV组，根据研究对象入住ICU顺序，利用随机数字表，将每一研究对象分配至相应的组别。
1.3.2　呼吸机设备　HFOV呼吸机采用Sensormedics 3100A和3100B（美国CareFusion公司），CMV呼吸机采用MAQUET Servo-i（德国MAQUET公司）。
1.3.3　呼吸机参数设置　按照肺保护性通气策略进行呼吸机参数设置及调节。HFOV组：初设值吸入氧浓度（fraction of inspiration oxygen,FiO₂） 0.6～1.0，平均气道压（mean airway pressure,MAP）15～25 cmH₂O（1 cmH₂O=0.098 kPa,以右肺下界平第9后肋为标准），振幅40～80 cmH₂O直至可以观察到从锁骨下到腹股沟以上的体表振动并可触及，振荡频率设置为5～15 Hz（根据患儿体重设置：≤12 kg为12～15 Hz，>12～30 kg为6～10 Hz，>30 kg为5～6 Hz），偏流20 L/min，吸气时间百分比33%；CMV组：呼吸机模式选择容量控制通气，潮气量（tidal volume,Vt）=6～8 mL/kg，平台压限制在30 cmH₂O以下。根据急性呼吸窘迫综合征工作网建议的FiO₂-呼气末正压（positive end-expiratory pressure,PEEP）对应表格设置PEEP^［4］。根据临床表现、血气分析及胸部X线调节呼吸机参数，维持pH≥7.20，动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO₂）≤65 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa)，动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen,PaO₂）55～60 mmHg，动脉血氧饱和度（arterial oxygen saturation,SaO₂）0.88～0.92。采用Ramsay镇静评分评估患儿的镇静深度，轻度ARDS的目标为2~3分，中度和重度ARDS为4~6分^［3］。采用FLACC评分评估患儿的镇痛深度，目标为0~3分^［3］。首选的镇静和镇痛药物为咪达唑仑，吗啡或芬太尼可根据患儿的情况联合使用。对于中度至重度ARDS的患儿，每天俯卧位通气至少16 h，如存在呼吸机不同步或明显的呼吸窘迫，使用罗库溴铵肌肉松弛。如果机械通气无效，体外膜肺氧合支持为挽救治疗。
1.3.4　呼吸机撤机　患儿一般情况好转和稳定，导致呼吸衰竭机械通气的基础疾病好转，感染控制，胸部影像学无新的浸润性病灶，自主呼吸增强，呼吸节律规整，咳嗽有力，能自主排痰，气道分泌物减少；降低呼吸机条件时，患儿能自主代偿维持有效通气，进行吸痰等需要暂时断开呼吸机时患儿无明显呼吸困难，无缺氧症；血流动力学稳定［多巴胺、多巴酚丁胺≤5 μg/(kg·min）］，电解质紊乱已纠正，血红蛋白≥80 g/L，无显著腹胀，12 h 内未使用肌肉松弛剂；FiO₂≤0.40时，SaO₂>0.90，PaO₂/FiO₂≥150 mmHg，呼吸频率<35次/min；HFOV组，MAP≤10~12 cmH₂O，振幅≤30 cmH₂O；CMV组，PEEP≤5~8 cmH₂O，Vt>5 mL/kg。满足上述条件，可撤机，HFOV组直接撤机，不进行CMV转换过渡。

1.4　统计学处理　应用SPSS 22.0软件对数据进行分析，计量资料采用M(Q₁,Q₃)表示，组间比较采用Mann Whitney U检验；计数资料比较采用χ²检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

2.1　患儿基本情况　在研究期间，对55例ARDS患儿进行了资格评估，其中46例（64.4%）被随机分为HFOV组或CMV组，另外9例患者被排除在外（6例年龄不符，3例使用呼吸机时间超过24 h）。HFOV组有1例患儿在入组6 h内放弃治疗，出组。最终HFOV组21例,CMV组24例。所有患儿年龄2个月至3岁。7 d内无患儿死亡。2组在年龄、体重、小儿危重评分、OI、诊断、合并基础疾病、多脏器功能障碍、化验指标等方面比较差异均无统计学意义（均P>0.05),见表1。其中病原学提示HFOV组呼吸道合胞病毒感染12例，腺病毒感染2例，甲型流感H1N1感染1例，人偏肺病毒感染1例，人博卡病毒感染1例，流感嗜血杆菌感染2例；CMV组呼吸道合胞病毒感染10例，腺病毒感染2例，甲型流感H1N1感染2例，人偏肺病毒感染1例，人博卡病毒感染2例，副流感病毒3型感染1例，流感嗜血杆菌感染1例，肺炎链球菌感染1例。CMV组合并胸腔积液（少量）2例。2组均无气漏、塑型、肺栓塞、肺脓肿并发症。

2.2　入组后6、12、24、48、72 h 2组患儿OI、pH、PaCO₂及小儿危重评分比较　HFOV组24、48 h OI均显著低于CMV组，差异均有统计学意义（Z=-2.366、-3.253，P=0.018、0.001），见表2。

2.3　HFOV组与CMV组ARDS患儿MAP、住院时间、机械通气时间、预后、正性肌力药物评分、肌松药使用、液量平衡的比较　HFOV组MAP显著高于CMV组（Z=-2.767，P=0.006），2组患儿ICU住院时间、有创机械通气时间、总机械通气时间、28 d预后、血管活性药物、肌松药物使用、液量平衡、气胸并发症情况比较差异均无统计学意义（均P>0.05),见表3。2组患儿均无血液净化使用和颅内出血并发症。

2.4　HFOV组与CMV组ARDS患儿入组72 h炎症因子的比较　入组72 h 2组患儿炎症因子比较差异均无统计学意义（均P>0.05)，见表4。

2.5　2组中重度ARDS患儿一般情况及OI比较　根据OI进一步分为中重度ARDS亚组，共34例，2组患儿入组前年龄、体重、小儿危重评分、OI、多脏器功能障碍等方面比较差异均无统计学意义（均P>0.05)，HFOV组6、12、24、48、72 h OI均显著低于CMV组（Z=-2.084、-2.602、-3.785、-3.844、-2.158，均P<0.05），见表5。

讨论

HFOV最早用于治疗新生儿呼吸窘迫综合征，研究表明，与CMV比较，HFOV可以降低早产儿慢性肺疾病的发生率，降低呼吸机相关性肺损伤的发生率，并缩短机械通气时间，但对病死率无显著影响^［5-6］。多项成人多中心随机对照研究及回顾性分析显示，HFOV可以改善ARDS患者OI，但并不改善生存率^［7-9］。目前HFOV治疗儿童ARDS的相关研究多为回顾性研究，随机对照试验研究少且样本量小，疗效尚未确定^［10-12］。2023年第2届儿童急性肺损伤共识会议未对首选的通气模式进行推荐，对HFOV能否替代CMV也未进行推荐，仅在CMV无法达到肺保护性通气策略时可考虑使用^［13］。儿童呼吸系统生理结构与成人存在明显差异，HFOV对于儿童ARDS的治疗效果可能与成人存在差异。儿童气管支气管较成人短且狭窄，管壁缺乏弹力组织，支撑作用差，胸廓成桶状，呼吸肌肉发育差，呼吸时肺扩张潜力受到限制，而HFOV能维持较高的平均气道压，可能发挥更好的疗效。

本研究显示，ARDS患儿HFOV组较CMV组治疗24、48 h后显著改善氧合，在中重度ARDS患儿中这种优势出现更早，改善更持久，与既往研究相符^［9］。HFOV通气频率至少为机体常规机械通气的4倍，一般为3~15 Hz，此频率与人体肺脏共振频率一致。在共振条件下，小气道的气道阻力最小，气体更容易出入肺泡，通气效率更高^［14］。HFOV使用高于常规机械通气的平均气道压以复张萎陷的肺泡并维持肺扩张在一相对恒定的容积下，使肺内气体最大限度地处于均匀状态而有利于氧合的改善。HFOV还通过相邻肺泡之间的直接气体对流、不同流速剖面之间的纵向对流扩散、呼吸系统不同部位的不对称气体流动、Taylor弥散效应、肺泡间旁路通气、心源性振动加速分子弥散等机制改善血流通气比例，从而改善肺部气体交换提高氧合^［14-16］。

ARDS早期病理生理学改变以肺部渗出为主，而在72 h即可出现纤维组织重塑，仅将HFOV作为补救措施可能导致CMV时间过长或病情过重增加病死率^［17］。Higgins等^［18］进行系统回顾性分析提出HFOV前应用CMV的持续时间与死亡相关，应用CMV每增加1 d，病死率平均增加20%。而OSCAR和OSCILLATE这2项大型多中心RCT研究纳入的患者在纳入前的机械通气时间均超过3 d，可能贻误最佳治疗时机导致死亡率增加^［7-8］。本研究纳入机械通气时间<24 h的患儿，虽未能显示2组患儿在ICU住院时间、有创机械通气时间、总机械通气时间、28 d预后情况比较方面存在差异，但HFOV组较CMV组患儿的有创机械通气时间和ICU住院时间有缩短趋势，28 d病死率有降低趋势，鉴于本研究样本量较小，有必要扩大样本量进一步探究。

HFOV在机制上具有肺保护性通气的优势，但本研究在改善患儿预后方面未发现显著差异。首先，这可能与本研究纳入病例以肺源性ARDS为主有关。患儿肺部病变不均匀，从较高的平均气道压受益有限，既往研究也显示肺外源性ARDS从高PEEP通气获益更多^［19］。结合新生儿呼吸窘迫综合征是一种肺部病变较均一的疾病，其应用HFOV临床治疗效果较好，可进一步探索HFOV对肺外源性ARDS患儿的临床疗效。其次，本研究HFOV组MAP高于CMV组约3.3 cmH₂O，在改善氧合方面确实发挥了作用。而另一方面，增高的MAP会引起胸内压增高，阻碍静脉回流，抑制右心功能，导致循环不稳定^［20-22］。近年来，右心受损在ARDS的研究中受到越来越多的重视，除了肺保护性通气，在治疗原则中进一步强调了右心保护性通气^［23-25］。有研究显示HFOV时患者需要更多的血管活性药物或者更多的液体输入^［2,7-8］。本研究高频组较常频组液体、血管活性药有增加趋势，虽然差异无统计学意义，也未见心功能明显异常，但仍有可能未达到心肺保护的平衡点。第2届儿童急性肺损伤共识会议建议使用HFOV时持续监测氧和二氧化碳变化及血流动力学，滴定MAP以达到最佳肺容积^［13］。较为遗憾本研究未进行重症超声和肺动脉漂浮导管等血流动力学监测，对HFOV增加循环负担方面的副作用未能进行深入评估。如能针对ARDS患儿给予呼吸生理及血流动力学监测，实施个体化治疗，采用最适宜的机械通气，及时改善低氧血症和高碳酸血症，降低炎症因子风暴，是可以减轻肺循环阻力，降低右心后负荷，实现心肺共同保护的。因此，ARDS患儿进行高频通气时，应综合考虑各种因素，在保障最低的氧合和通气需求的同时，减轻心肺负担，实施肺保护和右心保护。

此外，尽管HFOV打破生理呼吸节律，可能引起不适，但与CMV组相比，HFOV组使用的肌肉松弛剂比例没有显著增加。本研究并未发现气胸和颅内出血等并发症的发生率增加，提示HFOV临床应用安全。
虽然本研究是一项随机对照试验，但仅是一项单中心研究，样本量较小，HFOV对循环的影响没有深入讨论，需要在未来的研究中加以改进。

总之，本研究表明早期应用HFOV较CMV治疗儿童ARDS可更早改善患儿氧合，无气胸、颅内出血并发症的增加，临床应用安全。HFOV较CMV能否改善预后尚需多中心大样本随机对照研究进一步探索。

作者贡献声明：张瑾：酝酿和设计试验、实施研究、采集数据、分析/解释数据、论文撰写、统计分析；曲东、任晓旭：研究指导、论文修改、经费支持；那巍兰、刘霜、黄偲元：实施研究、支持性贡献

参考文献略

作者：张瑾　曲东　任晓旭　那巍兰　刘霜　黄偲元；通信作者：曲东，Email：qudong2012@126.com；作者单位：首都儿科研究所附属儿童医院重症医学科，北京 100020

引用本文：张瑾,曲东,任晓旭,等.高频振荡通气与常规机械通气治疗儿童急性呼吸窘迫综合征：单中心前瞻性随机对照研究[J].中华实用儿科临床杂志,2025,40(1):44-49.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20240511-00290.

本文转载自订阅号「中华实用儿科临床杂志」

原链接戳：【论著】高频振荡通气与常规机械通气治疗儿童急性呼吸窘迫综合征：单中心前瞻性随机对照研究

* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考

本文完

责编：Jerry

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