引用本文
廖娟, 陶建平. 儿童长期机械通气的气道管理及并发症 [J] . 中国小儿急救医学, 2022, 29(3) : 170-174. DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2022.03.003.
作者单位：
作者：廖娟 陶建平
单位：广州市妇女儿童医疗中心PICU
通信作者：陶建平
Email：golou6354@163.com
长期机械通气患儿病情复杂，长期滞留PICU治疗费用高，发生院内并发症及病死率高，有效的气道管理及并发症处理，对减少呼吸机相关性肺炎、延长生命以及减轻经济负担至关重要。本文旨在结合当前国内外研究进展，为儿童长期机械通气的气道管理及并发症处理提供一定经验。
随着儿童重症监护室及精准医学的发展，越来越多的危重患儿得以存活，其中部分神经肌肉疾病、中枢性低通气综合征、部分心血管疾病、上下气道畸形及慢性肺部疾病等困难撤机患儿需要长期机械通气(prolonged mechanical ventilation，PMV)[1-2]。一项综述估计，美国PMV的气管切开术从1993年的8.3人/10万上升到2002年的24.2人/10万，据此推测PMV患者10年间增加了190%[3]。目前无明确的儿童PMV定义，2017年Sauthier等[4]根据2005年美国全国呼吸管理医学指导协会成人PMV共识[5]提出儿童PMV定义如下：连续21 d有创或无创机械通气，且每日机械通气时间>6 h。同时强调以下几点：(1)机械通气如中止时间<48 h，可连续计算；(2)早产儿需要矫正胎龄后计算连续机械通气时间；(3)经鼻高流量氧疗是否应包含在PMV中，未来需要儿童共识性会议确认。
PMV的模式包括无创通气及有创通气，有创通气采用的人工气道包括气管插管及气管切开，而PMV常选用的人工气道为气管切开。
1 无创通气
无创通气在世界范围内各年龄段儿童中的使用都呈指数级增长，占儿童家庭机械通气(home mechanical ventilation，HMV)的50%~75%[6]。长期无创通气最先应用于阻塞性睡眠呼吸暂停，后续逐渐适用于上气道梗阻、慢性呼吸衰竭以及呼吸中枢控制异常，其存在以下相对禁忌证，如球麻痹、严重的胃食管反流以及误吸高风险、每天机械通气时间>16 h、不能耐受无创通气、颌面部手术等。无创通气主要有持续气道正压(continuous positive airway pressure，CPAP)和双水平气道正压(bi-level positive airway pressure，BiPAP)两种模式。CPAP在整个呼吸周期提供持续的压力支持，防止咽部及肺泡塌陷，增加功能残气量，改善氧合，减少呼吸功，减少左心室后负荷[7]。BiPAP提供一个循环、预先设定的压力支持，在吸气时比呼气时更高，吸气压力主要是减少呼吸功，降低呼吸频率，减少PaCO2，呼吸压力主要消除上气道阻塞，减少内源性呼气末正压，改善氧合。CPAP不适用于神经肌肉疾病患儿，对这些患儿进行无创通气时，应采用BiPAP模式。当慢性高碳酸血症呼吸衰竭和(或)CPAP不耐受或不能改善上呼吸道阻塞时，应更改为BiPAP模式。
实施无创通气时首先需要选择合适的无创通气接口(interface)，目前主要有鼻罩、口鼻面罩、鼻枕(nasal pillow mask)、全脸面罩及头盔(total face mask)等5种类型。鼻罩是最常用的，口鼻面罩适用于下颌短小、皮肤松弛以及无法闭口呼吸的患儿；鼻枕由于尺寸问题适用于5~7岁较大年龄儿童；全脸面罩则适用于面部或鼻部有创伤及解剖异常的患儿；头盔在国内鲜见应用于儿童，也不适用于PMV。无论使用何种类型，都应该有良好的附着力、低气流阻力、最小死腔通气及低风险的泄漏[8]。
长期无创通气目的是治疗通气不足或与睡眠相关的呼吸障碍，治疗过程中的监测、依从性、照顾者的教育及随访至关重要。早期需根据疾病类型、血气及患儿舒适度选择合适的模式，滴定最佳压力，后续需进行夜间多导睡眠监测，脉搏血氧仪监测血氧的变化，记录使用过程中出现的紧急事件，定期医院随访，及时处理并发症[6,9]。长期无创通气的并发症及处理方式见表1[10]。有效的长期无创通气能改善睡眠及喂养、增加体重、促进生长发育，同时可预防患有神经肌肉疾病幼儿的胸部畸形和随后的胸、肺发育不全，降低肺不张和肺炎的风险。部分早产儿支气管发育不良及急性神经肌肉损伤性疾病，随着生长发育及神经康复治疗，有望脱离无创呼吸机。
表1 长期无创通气的并发症及处理方式
2 气管切开
2.1 对于不能耐受长期无创通气、基础疾病短期内不可逆转、不能拔除气管插管的患儿，应行气管切开术。气管切开可降低呼吸机相关性肺炎、声门下狭窄、双侧声带麻痹的风险，促进呼吸机撤离，有助于气道管理、使患儿更为舒适和易于沟通、减少镇静剂的使用、能经口喂养等优点[11]。目前尚无儿童气管切开时间的统一标准，Fraga等[12]建议对于无撤机可能的儿童及青少年，在插管后10~14 d行气管切开，Ertugrul等[13]研究建议有创通气后3周行气管切开。因儿童气管切开并发症的发生率和病死率比成人高2倍，而新生儿尤其早产儿更高，且新生儿通常可以耐受气管插管数个月而较少出现喉头水肿，以及家庭经济状况及文化程度的差异，我国儿童气管切开的时间可能更晚[14]。
2.2 气管切开导管的选择 气管切开导管大小的选择可参考同年龄组气管插管，但需要注意其不仅受限于患儿气管的内径，还受限于手术切口的大小。不同品牌、型号的气切导管的长度及弧度也各异，气切导管置入前应根据患儿的年龄、体重和发育情况预估，置入后根据体格检查和胸部X-线平片的情况来评估置入深度是否合适。导管末端以平第2-3胸椎椎体水平为理想；必要时加摄胸部X-线侧位片，评估导管的弧度与患儿气管匹配与否，如弧度过大可导致气管前壁受压、损伤和气道受堵。
用于儿童的气切导管可分为带气囊和不带气囊两种，带气囊导管可使气道封闭，有利于呼吸支持并防止异物吸入。带气囊套管只有在需要正压通气或防止误吸时才应使用[15]。
2.3 气管切开的并发症 尽管气管切开是一种挽救生命的方法，但气管切开相关的病死率在0.5%~3.6%，并发症发生率在5%~100%[12-13]。一项Meta分析总结49篇文献，发现并发症发生的平均比例接近40%[14]。与气管切开相关的手术并发症可分为术中、术后早期及术后晚期。术中、术后早期并发症发生率为5%~49%不等，术后早期并发症包括伤口感染、出血、皮下气肿、黏液或血块堵塞导管、脱管及吞咽困难。术后晚期并发症发生率为24%~100%,包括气管狭窄及软化、肉芽组织形成、气管-食管或气管-无名动脉和气管皮肤瘘[12,16]。2016年国际儿科耳鼻喉学组提出需要从气道、镇静、皮肤护理和营养4个主要方面减少儿童气管切开的并发症[17]。气管切开并发症的发生率与术前有效评估、手术医生技巧、气管切开套管型号及材质、术后气道及局部皮肤护理相关[16]。
2.4 气管切开的管理 气囊管理不当可能会导致黏膜侵蚀或气道损伤，因此气囊管理十分重要。目前认为20~30 cmH2O(1 cmH2O＝0.098 kPa)足以保证气囊贴紧气管壁形成密封状态。气囊压力过大可导致气管坏死、破裂等并发症。需要注意的是，气囊对管壁施加的压力与儿童解剖特征和体位均相关，为保证气囊压力处于安全范围，可以通过压力计等压力检测装置测压。气囊的注入物应根据说明书指导选择液体或空气。
《2021美国呼吸治疗学会(AARC)急诊儿科气管切开患者管理临床实践指南》[15]建议采用气管切开日常护理包来规范化护理气管切开患儿，包内物品应包括气囊测压装置、促进语言练习装置、湿润气管装备以及敷料等。有研究显示日常护理包有助于降低器械相关并发症，如颈部皮肤损伤、压疮等。
气管切开术后在一定时间内需更换套管以保证造口通畅。第1次更换套管时间一般在术后3~7 d，至少每12周更换1次[15]。但在回顾性研究中，Carr等[18]认为更换套管的时间对下呼吸道感染、瘘管的产生、切口肉芽肿、皮下气肿、黏液堵塞或死亡的风险没有影响。此外，随着患儿的成长，气管切开套管的尺寸及气道功能需要重新评估，以满足个体生长和临床的需求。
切口和周围组织的护理对保持皮肤和外界之间的完整屏障至关重要。Boesch等[19]报道预防设备相关并发症有3个关键因素：压疮和皮肤评估、干燥设备界面、无压力设备界面。
在气切导管下放置吸湿材料可以帮助保持皮肤干燥，保持颈部皮肤清洁，每日更换吸湿排汗材料。
原发病缓解后，可尝试拔管、封闭气管切口。在尝试拔管前，建议行纤维支气管镜检查进行气道评估，明确是否存在喉部或声门下狭窄、肉芽肿、气管塌陷等拔管禁忌证[20]。儿童气管切开后拔管成功率因疾病类型而异，McPherson等[21]总结2001至2011年的436例儿童，行气管切开的中位年龄为1.5岁，其中53%在出院时需要PMV，69%需行胃造口术，23%的患儿死亡，与上气道梗阻相比，获得性神经系统疾病病死率最高，先天性神经疾病拔管的可能性最小。
3 有创通气
有创通气的常见并发症主要有：(1)呼吸机相关性肺损伤，包括气压伤，容积伤，萎陷伤和生物伤；(2)呼吸机相关性肺炎(ventilator associated pneumonia，VAP)；(3)氧中毒；(4)呼吸机相关的膈肌功能不全等。此外还可影响肺外器官的功能，包括对心血管系统的影响、肾功能不全、消化系统功能不全和精神障碍等。由于已接受了较长时间的机械通气，患儿大都适应了机械通气产生的胸腔内压力的直接机械效应和肺与脑、肺与肾之间的串扰(crosstalk)，因此，防治PMV并发症的发生主要在于气道分泌物的排出及VAP的防治，所以PMV的气道管理不仅是气道内的吸引，还需完善的气道廓清技术。
儿科气道内吸引目前大多参考成人的指南，认为常规使用盐水滴注，反复吸引过程中可能导致细菌进入下呼吸道，增加细菌在下呼吸道定植和VAP发生的机会。主张气管内吸引仅仅是在患者有痰的时候，而不是常规进行；下呼吸道有大量分泌物的患者才深部吸引；至少每8小时进行1次吸引，以减少气管插管部分堵塞和分泌物积聚的风险；每次吸痰的时间不要超过15 s；连续吸引不应超过2次[22]。
4 气道廓清术
根据2013年美国呼吸治疗学会(AARC)临床实践指南[23]的定义，气道廓清技术是运用物理或机械方式作用于气道，以促使患者气道分泌物松动和有效咳嗽、咳痰，减轻与分泌物潴留相关并发症的一系列方法和手段的总称。气道廓清术为PMV患儿气道管理的重要组成部分，无创通气及有创通气均需行气道廓清术。
4.1 常用的气道廓清技术
4.1.1 体位引流(postural drainage)
也称支气管引流，是将患者放置在特定的体位，通过重力使分泌物从外周气道移到大气道的技术。操作者须熟悉患者的肺部解剖位置和需确定引流的部位。体位引流的方法容易学习，所需的成本最低，且可长时间、反复进行治疗。
4.1.2 廓清手法
廓清手法包括扣拍和振动。
4.1.2.1 叩拍
叩拍可以手动或通过机械装置进行。手动叩拍时，用手指拢成'杯状'在患儿的胸壁上进行快速、有节奏的连续叩击待治疗的特定部位。注意叩拍强度不得造成患儿的不适，叩拍频率4.6~8.5 Hz[24]。
4.1.2.2 振动
振动技术可以由治疗师进行手动或以机械进行。在人工振动时，在深吸气末治疗师对患者的胸壁施加压力，在呼气末用双手(手掌)振动下胸壁[23]。
4.1.3 呼吸技术
4.1.3.1 主动循环呼吸技术
主要由3个通气阶段的反复循环构成：呼吸控制、胸廓扩张运动和用力呼气技术[25]。呼吸控制是放松上胸部和肩部，同时进行轻柔的潮式呼吸；胸廓扩张阶段包括深吸气，同时可由治疗者对患者进行的叩击或振动[26]。这个阶段可以帮助松动分泌物；用力呼气技术包括一个或两个呵气，像向窗户吹气除雾或像用呼气清洁眼镜一样。
4.1.3.2 自主引流
是另一种不需要特殊设备的清除气道分沁物的方法，分为'松解(Unstick)'、'收集(Collect)'和'排出(Evacuate)'3个阶段。其原理就是通过呼出的气流产生剪切力，把分泌物从支气管壁分离，并将它们从外周气道排至近端气道[27]。需要强调的是，这种方法比较复杂，对于年龄较大的儿童患者可能也是困难的。
4.1.3.3 呼气正压(positive expiratory pressure，PEP)
PEP使用连接有单向呼吸阀的面罩或咬嘴，在患儿呼气时提供一定的正压。其原理是，在吸气时它促进空气通过侧支小气通道越过阻塞部位，使分泌物后面积聚更大量的气体，在梗阻上形成一个压力梯度，从而有利于分泌物向大气道方向移动[28-29]。此外，在呼气时，产生的正压可避免外周气道在呼气相过早塌陷，以利于排出分泌物。PEP形成的呼气正压10~20 cmH2O。有些PEP设备增加了一个振荡阀，将PEP与气流的高频振荡结合起来，这就是振荡PEP(oscillation positive expiratory pressure，OPEP)。通过设备的呼气气流会在气道中产生振荡，从而促进排除分泌物[30]。常用的OPEP设备有Flutter、Acapella、RC-Cornet、Lung Flute和PEP Bottle等[23]。
4.1.4 常用设备
4.1.4.1 辅助咳嗽(mechanical insufflator/exsufflator，MI-E)
又称为咳嗽辅助机、'人工咳痰机'，MI-E工作原理通过向肺部提供正压后立即给予负压，从正压到负压的快速转换模拟正常咳嗽时支气管内的气流变化，有助于分泌物清除[31-32]。
4.1.4.2 肺内叩击通气
是由1个高压流量发生器和1个止流阀组成，在吸气时喷入短而快速的脉冲气流(50~550次/min)，在肺内部产生振动，从而帮助把分泌物移动至大气道，提高气道分泌物的清除能力[33]。
4.1.4.3 高频胸壁震荡(high-frequency chest-wall oscillation，HFCWO)
是通过与压缩机连接的充气背心的快速充气与放气，产生5~25 Hz的振荡通过胸壁传到整个支气管树，增加气流和黏液之间的相互作用，增加剪切力，从而降低分泌物的黏性[33]。
4.1.4.4 Uniko-TPEP®
Uniko-TPEP®是新一代呼气正压装置。在患者呼气阶段的开始，该设备提供与呼出空气相反的脉冲气流(约42 Hz)，从而产生约1 cmH2O的低压。脉冲流产生的振动通过呼吸道传播，将分泌物从气道的内壁分离[23]。
4.1.4.5 真空技术
目前有一种使用真空技术来清理气道的设备Free Aspire，该设备使用了呼气流量加速器技术，加速呼气流量，促进深度引流和分泌物的清除，无论患者有否有效咳嗽，都可把分泌物安全排到上呼吸道而清除。呼气流量的加速是由文丘里效应产生的，空气在黏液层上的流动对其产生剪切力。当剪切力超过黏液层的表面张力时，黏液开始向气流方向移动，分泌物从周围区域'拖拽'到中心区域[23]。
4.1.4.6 无创通气
无创通气可以作为其他气道廓清术的补充，特别是咳痰困难时。在呼气期，无创通气可用于改善肺容积，与PEP效应相关。
4.2 气道廓清术的应用
应根据疾病类型、年龄、依从性来个体化选择。临床上最常用的气道廓清术为体位引流、胸部叩击或振动、咳痰辅助机，可同时配合负压吸引，其他气道廓清术因操作复杂，多由康复治疗师实施。
神经肌肉疾病的患儿大多咳嗽无力、吞咽反射弱，胸部叩击或振荡是最常用的气道廓清术，尤其是无法配合的婴幼儿。对于支气管扩张症及肺囊性纤维化，已证实体位引流结合胸部叩击或振荡，有利于清除黏性分泌物[34]。
主动循环呼吸技术与自体引流同样也容易操作，都可不受时间地点的限制，但要求均较高，分别仅适用于4岁和8岁以上的患儿，均需要一定的技巧，必须具有学习和认知能力[35]。
设备方面，PEP和OPEP装置的成本较低，既可单独，也可结合其他设备，如药物雾化治疗等来使用，但仅适用于4岁以上的非有创通气患儿。MI-E既可用于无创通气也可用于有创通气，特别适用于神经肌肉病变、长期卧床、肌肉无力或无有效咳嗽的患儿。一项家用MI-E使用情况的调查显示，46%的患儿每天使用，27%的患儿每周使用，能够减少再入院率，改善整体呼吸状况，解决1/3的窒息发作[36]。而肺内叩击通气适用于5岁以上的患儿，也可结合药物雾化等治疗，还可为神经肌肉疾病患者和慢性肺部疾病的患儿提供通气支持。HFCWO则携带方便，适用于2岁以上的患儿，可单独使用。但肺内叩击通气和HFCWO的设备费用均较昂贵[35]。
5 HMV
目前儿童实施PMV的场所主要有PICU、康复医疗中心或家庭，随着儿童家用型呼吸机的日益发展与推广，越来越多家庭选择回归HMV。2016年美国胸科学会《儿童长期家庭有创通气管理临床循证实践指南》[37]对儿童HMV的医疗管理模式、出院前评估、长期家庭照护人员的培训及治疗过程中所需的仪器设备4个问题提出管理策略。
我国儿童PMV仍处于初级阶段，随着经济发展，更多的疑难危重患儿得以救治存活。对于病情稳定而仅需PMV的患儿，可转往专门的康复中心或家庭实施PMV，但国内各地尚缺乏相关的康复中心，需尽快制定适合我国国情的儿童PMV循证指南。
参考文献（略）
专家简介：陶建平
主任医师、教授、硕士研究生导师，广州市妇女儿童医疗中心PICU专科主任。
中华医学会儿科学分会第十八届委员会急救学组委员，广东省健康管理学会第一届儿童重症专业委员会副主任委员，广东省医学会危重病医学分会第四届委员会常务委员，广东省医师协会重症医学医师分会第三届委员会常务委员，广东省医院协会医院重症监护中心管理委员会第二届委员会常务委员，广东省医学会儿科危重病医学分会第三届委员会常务委员。
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