彭哲哲编译陈怡绮审校
上海儿童医学中心
小爱导读
新生儿，尤其是早产儿进行气管插管和机械通气，气管导管长度无一致标准。更短的导管可降低通气阻力和死腔量，但增加了气管导管固定的困难和滑出的风险。关于气管导管长度对婴幼儿呼吸运动的影响，暂无完全一致的数据。本文基于婴儿模拟肺，应用不同内径和长度气管导管，离体评估呼吸功。结论：在模拟肺中，气管导管更短可减少呼吸功；降低吸气峰压值。
研究背景
在新生儿机械通气过程中，总气道阻力包含了气管导管内径的阻力。因此，气管导管更长和内径更细，可增加新生儿气道阻力，影响呼吸。此外，早产儿因体重更轻，所需潮气量更小，气管导管机械死腔造成的负面影响更大。为避免这一问题，部分临床医生缩短气管导管长度，以提高CO2清除率。推测认为，气管导管长度更短，内径更小，可降低新生儿气道阻力和气道死腔量，减少呼吸功。本研究主要目标：应用模拟肺，离体评估使用不同长度和内径的气管导管通气时的膈肌驱动压，研究其对呼吸功的影响。次要目标：离体应用模拟肺进行压力支持通气时，使用不同长度和内径的气管导管对吸气峰压的影响。
研究方法
2.1模拟肺
婴儿模拟肺（JTR）由风箱和吸气装置组成，产生模拟的自主呼吸。激光距离传感器，胸膜腔内压和肺内压测量装置合并设计（详见图1A,B）。应用程序可指定设置该装置的相关参数：潮气量，呼吸频率，吸呼比，PEEP，膈肌驱动压。风箱排出空气（真空化），模拟负性胸膜腔内压，自主呼吸开始。设定此时的胸膜腔内压为膈肌驱动压，测量该数值作为呼吸功指数。该模拟肺已校准精确度和可重复性。
2.2气管导管评估：长度和内径
体外使用模拟肺（JTR）连接多种气管导管，测量呼吸功指数和机械通气参数。JTR自主呼吸时的基础参数为：RR20次/分，I:E1:3，PEEP5cmH2O。气管导管内径分为4型：2.0，2.5，3.0，4.0mm（Portextrachealtube,SmithsMedicalInternationalLtd,Kent,UK），长度分为13型：自6cm至20cm等差递增，公差为1cm。电脑连接流量分析仪，进行数据采集。应用不同型号气管导管通气，分别测量潮气量为6，12，18ml时的膈肌驱动压，作为呼吸功指数。
2.3呼吸机的吸气峰压
对模拟肺（JTR）行气管插管，连接呼吸机（Babylogplus，Drager,Lubeck,Germany），测量自主呼吸时的呼吸机参数。电脑连接流量传感器，采集数据。呼吸机基本参数设置如下：辅助/控制模式（流量触发，0.2L/min；目标潮气量，10-30ml），呼吸频率10次/分，吸气时间0.5秒，PEEP5cmH2O。校准JTR，维持呼吸频率20次/分，I:E1:5。通过不同气管导管（内径2.0mm，长度自7cm至14cm等差递增，公差为1cm）连接Babylogplus，测量该通气模式下，维持目标潮气量（10-30ml）时呼吸机的吸气峰压。
研究结果
3.1气管导管内径对呼吸功的影响
在该离体实验中，待各测量参数稳定后，采集数据。4种不同内径（2.0，2.5，3.0，4.0mm）气管导管被裁为相同长度（12cm），连接模拟肺（JTR）。记录维持不同目标潮气量（6,12,和18mL）时的膈肌驱动压，为呼吸功指数。相同目标潮气量下，以内径4.0mm测定的呼吸功指数为参考标准，计算呼吸功指数比，结果如图2。应用内径2.0mm的气管导管行机械通气，目标潮气量为6ml或12ml时，测得呼吸功指数增加，呼吸功指数比分别为1.47和1.77。当设定潮气量为18ml时，测得的膈肌驱动压为参考标准（4.0mm）的2倍。设定的目标潮气量越大，呼吸功指数比越大。
3.2气管导管长度对呼吸功的影响
对4种不同内径（2.0，2.5，3.0，4.0mm）气管导管进行裁减，从初始长度裁减1cm，依此固定差值递减，直至气管导管最小长度为13cm。使用改造过的各气管导管行机械通气，记录不同潮气量（6,12,和18mL）时的膈肌驱动压，即为呼吸功指数。以初始气管导管通气时测定的呼吸功指数为参考标准，计算呼吸功指数比，结果如图3。应用内径为4.0mm的气管导管行机械通气时，设定不同潮气量，呼吸功指数比皆不受气管导管长度的影响。机械通气使用的气管导管内径越小，裁短气管导管长度对呼吸功指数比的影响越大。应用内径为2.0mm的气管导管（裁短9cm）行机械通气时，设定不同目标潮气量，呼吸功指数比分别减至0.79,0.75和0.73，呼吸做功减少。以上结果提示，气管导管长度对呼吸功有明显影响，尤以用内径2.0mm气管导管行机械通气时为甚。
3.3气管导管长度对呼吸机吸气峰压的影响
应用不同长度（7，10，13cm）的内径为2.0mm气管导管行机械通气，测量维持目标潮气量（10-30ml）时的气道峰压，图4。相同条件下，应用7cm气管导管通气时，吸气峰压最小。当目标潮气量为30ml时，气道峰压从23cmH2O（导管长度13cm）降至18cmH2O（导管长度7cm）。
讨论
本文创新性地使用模拟肺（JTR）进行离体实验，探索应用不同内径或长度的气管导管机械通气时，对呼吸功和吸气峰压的影响。统一导管内径时，相对更短的气管导管可以减少膈肌驱动压和吸气峰压，提示减短气管导管有降低呼吸功和避免呼吸机源性肺损伤的可能。应用的气管导管内径越小，这一降低呼吸功的作用越明显。
Mohr等人近期应用新生儿模拟肺行类似离体实验，尝试将这一作用量化，得出减短气管导管长度可减少呼吸功，上限可达10%。有临床研究在统计了拔管结果后发现，在成功拔管和拔管失败时，其呼吸功差值比可达40%。基于此，Mohr等人质疑，呼吸功差值最大减少为10%，这一减少程度是否具有影响临床转归的潜力。在本实验中，内径为2.5-，3.0-和4.0-mm的气管导管进行试验时，实验结果与Mohr等人的发现类似，减短气管导管长度可降低呼吸功。然而，在应用2.0-mm内径气管导管时，呼吸功差值比最多可达30%，吸气峰压差值最多可达5cmH2O。实验使用的模拟肺不同，且机械通气的呼吸参数设置也不一致，可能是导致这一差别的潜在原因。此外，需要更多临床实验，研究减短气管导管长度对早产儿机械通气的影响。
局限性
本实验存在局限性。首先，该实验为离体实验，具有精确和可重复性的优点，但并不能反映出临床中存在的变异情况，缺乏实际的临床指导作用。其次，实验中设置自主呼吸频率为20次/分，这是由于当呼吸频率超过这一临界值，该模拟肺呼气过程不完整，导致数据采集不稳定。该局限性可启发展开相应对照实验，但不应高估这一因素的影响。
总之，机械通气时，应用更细更长的气管导管增加了呼吸功；而应用更短的气管导管降低了呼吸机参数设置水平，提示可能可以减少有创机械通气时的压力性损伤。
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