急性高碳酸血症性呼吸衰竭诊断和治疗.docx
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1、急性高碳酸血症性呼吸衰竭诊断和治疗机制和病因高碳酸血症是指动脉血二氧化碳分压升高。动脉血中C02水平与 C02生成速率C02生成量(VC02)成正比,与肺对C02的清除速率肺 泡通气量(VA)成反比。而VA由每分钟通气量以及死腔量与潮气量的 比值决定(VA = VE x 1 - VD/VT) o死腔量增加和每分钟通气量减 少是高碳酸血症的常见原因。急性高碳酸血症下列患者应怀疑有高碳酸血症:有通气不足的风险(如,使用镇 静剂、有睡眠呼吸暂停史),或者生理性死腔量增加且肺储备有限如, 慢性阻塞性肺疾病加重,且表现为呼吸急促、神志改变、新发低氧血 症和/或嗜睡。急性高碳酸血症的起病特征因人而异,没有
2、对诊断有 敏感性或特异性的症状或体征。切记:呼吸过速并不总是等同于肺泡 通气量增加;死腔量增加且呼吸系统有机械性异常的患者可能虽然出 现呼吸频率增加和动用辅助呼吸肌,但仍然存在高碳酸血症。高碳酸 血症的临床特征一高碳酸血症的临床特征主要为神经系统和肺部 表现,因动脉血中C02蓄积的水平和速率而异:高碳酸血症为轻至中 度或高碳酸血症缓慢发生的患者可出现焦虑,和/或主诉轻度呼吸困 难、日间反应迟钝、头痛或嗜睡。C02水平较高或迅速发生高碳酸血 症的患者会发生明确的神志变化,包括出现澹妄、偏执、意识水平下 降和意识模糊,随着C02水平继续升高,患者会进展至嗜睡,随后进 入昏迷(C02麻醉)。重度高碳
3、酸血症患者可能表现为扑翼样震颤、肌 阵挛、抽搐,以及视乳头水肿和浅表静脉扩张。正常人在 PaC0275-80mmHg (9. 9-10. 9kPa)之后才会出现意识水平下降,而慢性 高碳酸血症患者可能在PaC02快速上升(数分钟)逆转,可使用气囊-面罩通气暂时帮助患者通气。例如,若 麻醉剂过量的患者嗜睡但有自主呼吸,可在给予纳洛酮的同时采用这 种通气形式,从而避免有创机械通气。然而,在大多数情况下,这种 通气方式是在插管和机械通气前对通气前患者使用。最有可能获益于 NIV的患者是COPD急性加重者。其他可能获益的患者包括:合并心 源性肺水肿所致低氧性呼吸衰竭的患者、拔管后呼吸衰竭患者、阻塞 性
4、睡眠呼吸暂停患者,以及神经肌肉疾病患者。适合进行NIV的患者 -虽然没有ABG分析的特定标准可用于确定何时应当采用NIV,但一 般而言,若患者出现中至重度呼吸窘迫的中度急性酸中毒(如, pH25)且呼吸功增加,常常适合尝试早期 NIVo然而,睡眠暂停或镇静剂导致的轻至中度C02诱发性嗜睡(“不 愿呼吸”)患者,以及常常不表现出呼吸窘迫的神经肌肉疾病患者(“不 能呼吸”);对于这种病例,可采用NIV来暂时治疗高碳酸血症,同 时评估基础病因并启动治疗。不适合进行NIV的患者-一般而言,认 为不适合进行NIV的患者包括:血流动力学不稳定或发生重度心脏呼 吸窘迫的患者,意识严重受损的患者(不能保护其气
5、道且分泌物过 多),以及接受面部手术、食管手术或胃分流术的患者。尚不明确最 佳的模式、面罩和初始设置,具体取决于基础疾病和患者舒适程度。 模式-虽然对大多数患者在开始时使用压力控制NIV如,双水平气 道正压(bilevel positive airway pressure, BiPAP),但一些患者 接受容量控制NIV可提高耐受性(如,存在神经肌肉疾病的患者)。面 罩-初始应用常选择口鼻面罩,而非全面罩、鼻罩或鼻套管。设置- 最佳初始设置具体取决于所选NIV模式。大多数临床医生选择设置较 低的水平,然后根据患者的耐受能力和反应逐步向上调整。床旁NIV 的初始设置举例:BiPAP - 8-12c
6、mH20 (吸气压)和3-5cmH20 (呼气压), 压力控制 NIV (pressure support NIV, PSV-NIV) - 8T2cmH20(压力 支持)和3-5cmH20(呼气末正压),容量控制NIV - 6-8mL/kg (潮气量) 和5cmH20(呼气末正压);呼吸频率10-12次/分。密切监测和早期再 评估对于NIV的成功至关重要。因此,有必要密切临床监测以观察患 者的生命征并随访血气分析,以确定NIV治疗成功和失败的患者,若 失败需行机械通气。尚不确定尝试NIV的最佳时长。然而,根据从 C0PD患者中得到的数据,有反应的患者可能在头2小时内即成功, 而在此时间段内无反
7、应的患者需接受机械通气的可能性增加。氧气的 逐步调整一出现急性高碳酸血症性酸中毒的患者常常同时存在低 氧血症,因此有必要辅助供氧。低氧血症的程度因人而异,取决于呼 吸衰竭的原因和是否存在基础慢性肺部疾病。对这一患者人群给氧的 主要问题是可加重高碳酸血症及其导致的酸中毒。在本章节,我们将 讨论这一患者人群中高碳酸血症的风险,以及如何安全地给予和逐步 调整氧气。氧气的给予一必须对严重低氧血症的患者给予氧疗,以 避免Pa02偏低引起危及生命的并发症,但同时需谨记降低PaC02也 可改善氧合。因此,对高碳酸血症性呼吸衰竭伴低氧血症患者给予氧 疗的主要目标是充分治疗低氧血症,而次要目标是避免发生有临床意
8、 义的高碳酸血症恶化3-6。尚不清楚这一患者人群中可接受氧合的 绝对下限,不过通常目标脉搏氧饱和度(pulse oxygen saturation, Sp02)应该在 90%-93%,或者 Pa02 在 60-70mmHg (8-9. 3Kpa)。然而, 在罕见情况下,对于重度慢性低氧性高碳酸血症性呼吸衰竭患者可维 持低于上述水平的氧合(如,88%或Pa0255-60mniHg),尤其是如果 该水平接近于患者的基线且患者临床情况稳定(如,精神状态正常)。 我们的方法如下:对于大多数尚未接受氧疗的低氧性高碳酸血症性呼 吸衰竭患者,我们启动氧疗的Fi02水平是为了目标Sp02达到90%-93% 或
9、者目标PaO2达到60-70mmHg(8-9. 3kPa) o对于据估计需要少量辅 助供氧的患者,恰当做法是起始时采用低流量(如,2L/min或FiO2 为24%-28%)以达到或接近上述SpO2目标。可能有必要以IL/min(通 过鼻套管)或427%通过文丘里(venturi)面罩的增量逐渐增加给 氧,同时密切监测PaO2和PaC02,以最终实现目标SpO2 (90%-93%)。 一旦实现目标,辅助供氧可以维持在这个水平,然后随着基础疾病和 高碳酸血症消退而撤除。尚不明确逐步增加的最佳速率,但我们倾向 于每5-15分钟增加1次FiO2;对于没有基础通气/灌注(V/Q)不匹配 的患者,较短间隔
10、(5分钟)通常足够,但对于V/Q严重不匹配的患者, 需要较长时间才能将Fi02的变化完全反映在肺泡水平(PA02)上。大 多数临床医生在初始一般都采用鼻套管来逐步调整氧气。使用鼻套管 时,氧流量一般应一次增加IL/min;需谨记,通过鼻套管辅助供氧 时很难预测FiO2,这是因为鼻套管输送给定氧气流量时对应的FiO2 取决于患者的总通气量(较高通气会稀释鼻套管输送的氧气),以及患 者是用嘴呼吸还是经鼻呼吸(许多呼吸窘迫患者主要用嘴呼吸)。也可 使用文丘里面罩,从而能够严格调整向患者给予的Fi02(图4),但 通常在患者经初始治疗后更加稳定的情况下使用这种面罩。维持Sp02 在90%或刚好超过90
11、%, 02饱和度下降至低于88%时可触发警报,从 而能够发现通气不足恶化。由于通气不足会导致肺泡PA02下降并由 此引起动脉Pa02下降,将02饱和度维持在氧合血红蛋白饱和度曲线 上升支与平台的交汇处(如,Pa0260-70mmHg),可使临床医生能够密 切监测通气不足的发生(图5)o Sp02下降时不应通过给予更多氧气 来处理,除非ABG分析证实高碳酸血症不是02饱和度下降的原因。 重要的是,逐步调整氧气期间不应允许存在重度低氧血症长时间发 作,因此这种方法对以下患者有效:迅速有反应(15-20分钟内)或没 有低氧血症并发症证据(如,胸痛、神志改变和乳酸酸中毒),且仅需 要少量辅助供氧或对F
12、iO2进行微小调整以实现充分氧合的患者。若 患者出现重度低氧血症(如,SpO2为65%)或上述策略失败,则应以可 实现充分氧合(即,Sp02为90293%)的FiO2给予辅助供氧,发生高 碳酸血症恶化时,需行NIV或有创机械通气。若患者接受这些策略供 氧时发生重度呼吸性酸中毒(如,pH7. 2)和/或意识水平明显抑制, 需要插管和机械通气。酸中毒较轻和症状较轻的情况下,可通过NIV 和根据耐受情况降低FiO2进行治疗。需谨记,碳酸氢盐并不能有效 缓冲呼吸酸;必须通过增加通气量来处理急性重度呼吸性酸中毒,而 不是使用碳酸氢钠。若患者疑似氧诱发的高碳酸血症性呼吸衰竭且血 氧饱和度在正常高值范围(如
13、,95%),明智做法是降低辅助供氧水平 以使外周血氧饱和度介于90%-93%,同时抽取ABG分析。例如,一名 阻塞性睡眠呼吸暂停患者可能在术后因整体通气不足而出现血氧饱 和度降低,给予该患者100%氧气以改善外周血氧饱和度。虽然此举 可改善氧合,但可能恶化高碳酸血症和诱发明确的高碳酸血症性呼吸 衰竭。对于这样的情况,可通过减少辅助供氧(联合或不联合NIV)来 避免机械通气。然而,临床医生应该避免随着降低Fi02而出现严重 低氧血症的情况,因为这样既可能导致高碳酸血症、也可能导致低氧 血症,而需要气管插管。若患者发生氧诱发的高碳酸血症性呼吸衰竭 且血氧饱和度处于正常低值(如,基础重度慢性低氧性高
14、碳酸血症性 患者的血氧饱和度为88%-93%),根据呼吸衰竭的严重程度,处理方 式可选择精细地逐步调整辅助供氧联合或不联合NIV,或者机械通气o 选择方案时要考虑患者的具体情况,并且要有呼吸科医生或重症科医 生参与帮助治疗。不应当为了避免插管而完全不给氧,因为这样可能 加重组织缺氧、恶化酸中毒。虽然已证实经鼻导管高流量氧疗在治疗 低氧性呼吸衰竭中发挥了作用,但尚未证实其在治疗高碳酸血症性呼 吸衰竭中的作用,因此不应使用。高碳酸血症的风险一已在COPD患 者中研究了氧疗的高碳酸血症性作用。在这一患者群体中,大多数患 者在接受辅助供氧时不会潴留C02(非潴留者)。然而,在一小部分患 者中,辅助供氧
15、可导致高碳酸血症性呼吸性酸中毒或使其恶化(潴留 者)。除了利用既往高碳酸血症病史,没有理想方式能够预测潴留者 与非潴留者。根据我们和其他专家的经验,COPD患者因氧疗引起C02 潴留的危险因素包括:基线时C02潴留病史(有时可由血清碳酸氢盐 升高提示),和/或给氧时C02潴留病史。初始pH值偏低(7. 33)和/ 或初始PaO2偏低。因此,对呼吸功能不全伴COPD的患者给予非控制 性氧疗时可能有3种结局:患者的临床状态和PaC02可能改善或没有 变化。患者可能变得嗜睡但是能被唤醒配合治疗;在这些情况下, PaC02通常缓慢上升(最多上升20mmHg),约12小时后稳定。患者迅 速失去意识,Pa
16、CO2以每小时230niniHg的速率升高。对于神经肌肉疾 病(如,肌萎缩侧索硬化症)患者接受辅助供氧时发生高碳酸血症的风 险,研究不如在COPD患者中深入。一项回顾性研究发现,在8例确 认存在神经肌肉疾病的患者中,7例存在基线高碳酸血症,6例在接 受低流量辅助供氧后出现高碳酸血症恶化(平均PaC02升高 28mmHg)12o研究未检测呼吸模式、呼吸驱动和死腔,也不太清楚 这些结果的原因是否与COPD患者中的产生机制相同。针对基础病因 的经验性治疗一如果患者的气道和循环稳定,应该给予针对基础病 因的经验性治疗。对于大多数病例,经验性治疗包括:在需要时逆转 镇静剂的作用;用支气管扩张剂和糖皮质激
17、素治疗COPD加重;或者 对神经肌肉疾病患者使用抗生素和补液治疗肺炎和脱水。在许多情况 下,可仅给予这些治疗,也可联合无创或有创机械通气,同时进行诊断性调查。其他一若怀疑患者的高碳酸血症性呼吸衰竭由血管性水 肿引起,可在床旁肌内注射肾上腺素。常规成人剂量是:1:1000的 肾上腺素0.3mg,注射到大腿中部外侧,并在需要时每5T5分钟重 复给药1次(表3)o给予肾上腺素后,常用的其他药物包括:抗组胺 药(如,苯海拉明25-50哨和法莫替丁 20mg,静脉给药),雾化沙丁 胺醇(2. 5mg沙丁胺醇加入3mL生理盐水),以及甲泼尼龙(1-2mg/kg, 静脉给药)。应在治疗前或治疗后尽快抽血用于
18、检测总类胰蛋白酶或 组胺。对于上气道梗阻的病因已知且可治疗(如,喉水肿)的轻至中度 呼吸窘迫患者,在开始治疗基础问题的同时,采用氮氧混合气启动辅 助供氧可减少紊流和呼吸功。收入ICU的标准旦在床旁对患者进行了评估,除了需要插管和机械通气的情况,尚没有收入ICU的公 认标准。需要收入ICU的重度高碳酸血症性呼吸衰竭患者,通常是由 于C0PD或肥胖低通气综合征。然而,收入ICU的常见原因可能包括: 需要频繁监测、需要精细逐步调整辅助供氧,以及长时间使用NIV。 可能被考虑收入ICU进行治疗的患者例如:意识严重受损患者、呼吸 肌疲劳患者(如,神经肌肉疾病患者)、NIV未引起改善的患者,以及 有除高碳
19、酸血症性呼吸衰竭外其他ICU收治指征的重度酸中毒(如, 45mmHg),即可诊断为高碳酸血症。急性高碳酸血症总是伴有 呼吸性酸中毒(pH7. 35),而慢性高碳酸血症时pH值为正常低值或接 近正常。若高碳酸血症伴碱性pH值,必须考虑混合型酸碱平衡紊乱 (例如,原发性代谢性碱中毒伴继发性代偿性呼吸性酸中毒);通过纠 正代谢性碱中毒,可缓解高碳酸血症。鉴别诊断高碳酸血症症状的鉴别诊断和能否区分高碳酸血症的各种病因,通常 取决于一系列临床特征并辅以实验室检查、影像学检查和生理评估结 果。高碳酸血症症状的鉴别诊断-因为高碳酸血症最常表现为呼吸困 难和神志改变,很多其他病因也可出现这两种症状(如,肺栓子
20、、心 力衰竭、脑病和脓毒症),所以需要借助全面的病史采集和体格检查 来区分。高碳酸血症性呼吸衰竭的鉴别诊断- 一旦诊断为高碳酸血 症,引起高碳酸血症的病因可通过临床、实验室检查、影像学和生理 评估来相互区分。在ABG分析中测定A-a氧梯度以区分整体通气不足 所致高碳酸血症与内在肺部疾病所致高碳酸血症的价值。确定性维持治疗急性呼吸性酸中毒的维持治疗主要针对治疗基础疾病和将急性高碳 酸血症逆转到基线水平。许多患者在基线时血碳酸正常。然而,在入 院前就有慢性高碳酸血症的患者,目标应该是将PaC02逆转至接近其 发病前的状态。实践中应警惕慢性高碳酸血症的过度纠正,这可导致 碱血症,进而降低呼吸驱动并在
21、严重时诱发抽搐。逆转病因一高碳酸血症性呼吸性酸中毒维持治疗的关键在于确定 和治疗基础病因。在大多数病例中,这包括在患者临床情况稳定时完 善诊断性检查。针对急性高碳酸血症性呼吸衰竭各种病因给予的特异 性治疗。逆转高碳酸血症一针对高碳酸血症本身的持续治疗,在需要时通 过采用NIV或有创机械通气实现。然而,运用这些通气模式过度纠正 高碳酸血症可导致碱血症,因此,采用这些技术时应注意患者的基线 PaC02和动脉pH值。NIV -不是所有急性高碳酸血症患者都需要NIVO 然而,对于床旁治疗有益的患者,适合持续NIV直至高碳酸血症消退。 机械通气-机械通气应该在启动后持续使用,直至高碳酸血症消退。 或者,
22、应当对初始治疗失败的患者使用机械通气。因急性呼吸衰竭行 机械通气的指征和此类机械通气患者的管理,包括存在基础COPD的 患者。体外二氧化碳去除(extracorporeal carbon dioxide removal, ECCO2R)是新型技术,通过静-静脉旁路去除C02而不影响氧合。研究 者正在低潮气量肺保护性通气伴允许性高碳酸血症的呼吸性酸中毒 并发症的情况下,评估ECCO2R用于治疗这种呼吸性酸中毒。但在这 种技术可常规用于这一人群作为高碳酸血症的特异性治疗之前,尚需 更多研究。虽然曾使用过呼吸系统兴奋药物(如,甲羟孕酮、乙酰嗖 胺和茶碱),但并未证实它们在治疗急性(或慢性)高碳酸血症
23、状态中 有益,基本已不再支持其应用。因此,我们建议不要常规使用这些药 物。同样,碳酸氢钠输注应仅考虑用于确实有其适应证的患者(如, 重度症状性代谢性酸中毒、三环抗抑郁药过量),因为碳酸氢盐不能 有效缓冲急性呼吸性酸中毒。总结与推荐高碳酸血症是指动脉血二氧化碳分压(PaC02)升高。动脉血中C02水 平与C02生成速率C02生成量(VC02)成正比,与肺对C02的清除速 率肺泡通气量(VA)成反比。而VA由每分钟通气量(VE)以及死腔量 (VD)与潮气量(VT)的比值决定。高碳酸血症的病因详见附表(表1)。 对于以下患者都应怀疑为高碳酸血症:有通气不足的风险(如,镇静 剂),或者生理性死腔量增加
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