同步间歇正压通气和同步间歇指令通气对新生儿肺透明膜病早产儿心功能的影响研究

丁 璐，燕旭东，黄进洁，陈 丽，吴本清

·论著·

同步间歇正压通气和同步间歇指令通气对新生儿肺透明膜病早产儿心功能的影响研究

丁 璐，燕旭东*，黄进洁，陈 丽，吴本清

目的探讨在相同通气参数下，同步间歇正压通气(SIPPV)和同步间歇指令通气(SIMV)模式对新生儿肺透明膜病(HMD)早产儿心功能的影响。方法选择2013年3月—2015年3月深圳市人民医院新生儿科收治的新生儿HMD早产儿100例，采用随机数字表法分为SIPPV组50例和SIMV组50例，另外选取健康早产儿50例为对照组，SIPPV组与SIMV组早产儿均使用瑞典产Maquet SERVO-i呼吸机，采用合适的气管导管，通气参数相同；SIPPV组模式为SIPPV，SIMV组模式为SIMV。记录气道压、潮气量、呼吸频率(RR)、血压、pH值、二氧化碳分压(PCO2)、氧分压(PO2)。3组早产儿使用彩色多普勒超声诊断仪测定左心室泵血功能指标，包括左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)、每搏量(SV)、心率(HR)、心输出量(CO)；同时测量心脏各瓣膜血流速度，包括主动脉瓣口血流速度(AV)、肺动脉瓣口血流速度(PV)和左房室瓣口(MV)及右房室瓣口(TV)的舒张早期峰值血流速度(E峰)与舒张晚期峰值血流速度(A峰)比值(M-E/A、T-E/A)。结果SIMV组早产儿气道压、潮气量较SIPPV组降低(P<0.05)。SIPPV组与SIMV组早产儿血压、pH值、PCO2、PO2比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；SIMV组早产儿RR较SIPPV组降低(P<0.05)。3组早产儿LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV、SV、CO、AV、M-E/A比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；3组早产儿HR、PV、T-E/A比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中SIPPV组早产儿HR较对照组升高，PV、T-E/A较对照组降低(P<0.05)；SIMV组早产儿HR较SIPPV组降低，PV、T-E/A较对照组降低，PV、T-E/A较SIPPV组升高(P<0.05)。SIPPV组和SIMV组气道压、潮气量与PV、T-E/A均呈负相关(P<0.05)。结论早产儿应用SIPPV和SIMV模式机械通气，在设定相同通气参数下，右心室舒张功能和PV降低，SIPPV模式较SIMV影响更大。两者对左心室泵功能和舒张功能无明显影响。

透明膜病；婴儿，早产；间歇正压通气；心室功能

本研究创新点：

机械通气是治疗新生儿呼吸窘迫综合征的重要方法，不同通气模式之间的差别及其优缺点如何，目前的研究多集中在对肺功能的影响，而其对心功能影响的研究较少，而早产儿由于发育不成熟，心功能差异较大，目前尚缺少大规模的数据分析，本研究主要探讨了两种新生儿常用的机械通气模式：同步间歇正压通气(SIPPV)和同步间歇指令通气(SIMV)，观察不同通气模式对新生儿肺透明膜病(HMD)早产儿心功能的影响，从而为临床更好地选择机械通气模式提供依据。

呼吸衰竭是导致新生儿死亡的主要原因。机械通气已广泛应用于新生儿各种疾病所致的呼吸衰竭的治疗，提高了新生儿危重症的抢救成功率，成为新生儿危重症救治的重要手段。新生儿气管插管常用的通气模式有同步间歇正压通气(synchronized intermittent positive pressure ventilation，SIPPV)和同步间歇指令通气(synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV)。机械通气对血流动力学的影响是一个相当复杂的过程，不仅与通气参数有关，还与患者的疾病状态、心肺相互作用等有关[1]。新生儿早期呼吸循环功能变化十分明显，特别是早产儿心肺功能可受多种因素的影响。本研究旨在探讨SIPPV和SIMV模式对新生儿肺透明膜病(HMD)早产儿心功能的影响，为新生儿不同通气模式对心功能的影响提供理论依据，以指导临床实践。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2013年3月—2015年3月深圳市人民医院新生儿科收治的新生儿HMD早产儿100例为研究对象，纳入标准：(1)患儿出生后诊断为新生儿HMD，胸部X线片表现为HMD分期Ⅲ期和Ⅳ期；自主呼吸尚可；(2)常规给予肺表面活性物质(PS)治疗(100～200 mg/kg)后，经无创正压通气治疗后吸入氧浓度(FiO2)为60%时仍存在低氧血症〔动脉血氧分压(PO2)<50 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)〕或经皮血氧饱和度<85%；动脉血二氧化碳分压(PCO2)>70 mm Hg，伴酸中毒。排除标准：(1)出生时存在重度窒息；(2)先天畸形和染色体病；(3)脑室周围-脑室内出血(>2级)；(4)血流动力学不稳定，存在低血压。本研究已通过医院伦理委员会审查，均获得家属同意并签署知情同意书。

1.2 分组 采用随机数字表法分为SIPPV组50例和SIMV组50例，另外选取健康早产儿50例为对照组，1 min Apgar评分均≥8分。3组早产儿性别、分娩方式、胎龄、出生体质量比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。SIPPV组与SIMV组早产儿1 min Apgar评分、HMD分期、PS使用时间及剂量、有创通气开始时间比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表2)。

1.3 方法 记录3组早产儿性别、分娩方式、胎龄、出生体质量，记录SIPPV组与SIMV组患儿1 min Apgar评分、HMD分期、PS使用时间(PS使用距出生的时间)及剂量、有创通气开始时间(开始使用有创通气距出生的时间)。SIPPV组早产儿出生后(3.0±1.4)h内给予气管插管-PS-拔管(INSURE)技术治疗无明显好转，改为气管插管机械通气辅助呼吸；SIMV组早产儿出生后(2.8±1.3)h内给予INSURE技术治疗无明显好转，改为气管插管机械通气辅助呼吸。均使用瑞典产Maquet SERVO-i呼吸机，采用合适的气管导管，SIPPV组模式为SIPPV，SIMV组模式为SIMV，初调通气参数:FiO2使患儿经皮血氧饱和度维持在88%～93%，吸气峰压(PIP) 18～25 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，呼气末正压(PEEP)4～6 cm H2O，呼吸频率(RR)35～45次/min，吸气时间(Ti)0.3～0.6 s。记录气道压、潮气量。

表1 3组患儿一般情况比较Table 1 Comparison of general data among three groups

注：SIPPV=同步间歇正压通气，SIMV=同步间歇指令通气；a为F值

表2 SIPPV组与SIMV组早产儿1 min Apgar评分、HMD分期、PS使用情况、有创通气开始时间比较
Table2 Comparison of 1-min Apgar score，HMD staging，PS treatment situation，and start time of invasive ventilation between SIPPV group and SIMV group

组别例数1minApgar评分(例)4～7分≥8分HMD分期(例)Ⅲ期Ⅳ期PS使用情况时间(h)剂量(mg/kg)有创通气开始时间(h)SIPPV组50133738123.0±1.4145±276.5±1.3SIMV组50183235152.8±1.3145±256.7±1.2χ2(t)值1.170.460.96a0.11a0.61aP值0.280.500.340.980.55

注：HMD=肺透明膜病，PS=肺表面活性物质；a为t值

1.4 心电监护及血气分析 记录SIPPV组与SIMV组早产儿RR、血压、pH值、PCO2、PO2。

1.5 心功能及各瓣膜口血流速度测定 测定3组早产儿心功能及各瓣膜口血流速度。SIPPV组与SIMV组早产儿在相应有创通气治疗病情稳定、血气分析正常后进行；早产儿处于安静状态下，未使用镇静剂，取仰卧位，采用美国SonoSite180 PLUS彩色多普勒超声诊断仪在新生儿病房床边进行心功能测定，探头扫查频率为3.5～5.0 MHz。(1)取标准胸骨旁左心室长轴切面的腱索水平，取样线尽量与室间隔垂直，超声诊断仪微机自动运算并显示左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)和每搏量(SV)；(2)M型超声下选取相邻两舒张末期点计算心率(HR)，心输出量(CO)=HR×SV；(3)在心尖左心室长轴切面的瓣膜远端获取主动脉瓣口的血流频谱，记录主动脉瓣口血流速度(AV)；(4)在主动脉根部短轴切面的瓣膜远端获取肺动脉瓣口的血流频谱，记录肺动脉瓣口血流速度(PV)；(5)在心尖四腔心切面获取左房室瓣口(MV)及右房室瓣口(TV)的舒张早期峰值血流速度(E峰)与舒张晚期峰值血流速度(A峰)比值(M-E/A、T-E/A)。为记录到最佳血流频谱，测量时尽可能使声束与血流方向平行或夹角<20°，每项测量值均取3个心动周期的平均值，检测及数据记录均由同一人完成。

2 结果

2.1 SIPPV组与SIMV组早产儿呼吸机通气参数比较 SIPPV组与SIMV组早产儿FiO2、PIP、PEEP、RR、Ti比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；SIMV组早产儿气道压、潮气量较SIPPV组降低，差异均有统计学意义(P<0.05，见表3)。

2.2 SIPPV组与SIMV组早产儿心电监护及血气分析结果比较 SIPPV组与SIMV组早产儿血压、pH值、PCO2、PO2比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；SIMV组早产儿RR较SIPPV组降低，差异有统计学意义(P<0.05，见表4)。

2.3 3组早产儿心功能及各瓣膜口血流速度比较 3组早产儿LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV、SV、CO、AV、M-E/A比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；3组早产儿HR、PV、T-E/A比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中SIPPV组早产儿HR较对照组升高，PV、T-E/A较对照组降低，差异均有统计学意义(P<0.05)；SIMV组早产儿HR较SIPPV组降低，PV、T-E/A较对照组降低，PV、T-E/A较SIPPV组升高，差异均有统计学意义(P<0.05，见表5)。

表4 SIPPV组与SIMV组早产儿心电监护及血气分析结果比较

Table4 Comparison of results of ECG monitoring and blood gas analysis between SIPPV group and SIMV group

组别例数RR(次/min)血压(mmHg)血气分析收缩压舒张压pH值PCO2(mmHg)PO2(mmHg)SIPPV组5044±758±646±77.39±0.1538.5±1.472±4SIMV组5038±457±747±77.40±0.1337.2±1.571±3t值5.321.280.790.180.720.19P值<0.010.200.440.760.640.86

注：PCO2=二氧化碳分压，PO2=氧分压

2.4 气道压与PV、T-E/A的相关性分析 SIPPV组气道压与PV呈负相关(r=-0.83，P=0.01)；SIMV组气道压与PV呈负相关(r=-0.80，P=0.01)。SIPPV组气道压与T-E/A呈负相关(r=-0.67，P=0.03)；SIMV组气道压与T-E/A呈负相关(r=-0.61，P=0.04)。

2.5 TV与PV、T-E/A的相关性分析 SIPPV组潮气量与PV呈负相关(r=-0.43，P=0.02)；SIMV组潮气量与PV呈负相关(r=-0.68，P=0.01)。SIPPV组潮气量与T-E/A呈负相关(r=-0.39，P=0.01)；SIMV组潮气量与T-E/A呈负相关(r=-0.59，P=0.01)。

3 讨论

尽管早期给予PS及经鼻持续正压通气，但仍有部分呼吸窘迫早产儿需要气管插管机械通气辅助呼吸，DANI等[2]对胎龄<30周的125例患有HMD的早产儿分析示，125例患儿中30例(24%)需要气管插管机械通气，75例(60%)接受了INSURE治疗，余20例(16%)单纯给予持续正压通气治疗，其中91%患儿经INSURE治疗后痊愈且未并发脓毒症、肺炎，住院时间及病死率较低，而9%患儿在给予INSURE治疗失败，并认为出生体质量<750 g，氧合指数(PO2/FiO2)<218 mm Hg和第1次血气分析肺泡-动脉氧分压差(PA-aO2) <0.44是需再次机械通气的危险因素；BRIX等[3]的研究同样表明，胎龄<32周的早产儿早期给予INSURE治疗，仍有59%的患儿需要气管插管改为有创机械通气。本研究结果显示，胎龄及出生体质量较大且给予INSURE治疗后，仍需要气管插管辅助呼吸，考虑与患儿HMD程度较重有关。为避免人机对抗、镇静剂的使用、气压伤及脑室内出血等并发症的发生，有创机械通气多采用同步的呼吸模式，其中SIMV和SIPPV是两种常用的同步模式[4]。

表3 SIPPV组与SIMV组早产儿呼吸机通气参数比较Table 3 Comparison of ventilator parameters between SIPPV group and SIMV group

注：FiO2=吸入氧浓度，PIP=吸气峰压，PEEP=呼气末正压，RR=呼吸频率，Ti=吸气时间

表5 3组早产儿心功能及各瓣膜口血流速度比较Table 5 Comparison of cardiac function and blood flow velocity measured at the valve orifices in preterm infants among three groups

注:LVEF=左心室射血分数，LVFS=左心室短轴缩短率，LVEDV=左心室舒张末期容积，LVESV=左心室收缩末期容积，SV=每搏量，HR=心率，CO=心输出量，AV=主动脉瓣口血流速度，PV=肺动脉瓣口血流速度，M-E/A=左房室瓣口舒张早期峰值血流速度与舒张晚期峰值血流速度比值，T-E/A=右房室瓣口舒张早期峰值血流速度与舒张晚期峰值血流速度比值；与对照组比较，aP<0.05；与SIPPV组比较，bP<0.05

压力控制通气下的SIMV模式，呼吸机通过识别患儿吸气初期气道压/流量的变化来触发，通过设定的PIP、PEEP和RR进行通气，在两次正压通气之间可以自行呼吸但无支持压，早期研究证明SIMV模式与间歇指令通气(IMV)相比，不仅实现了呼吸同步，而且对于早产儿更易改善PO2/FiO2[5]。SIPPV是将辅助通气与控制通气结合的通气模式，患者自主呼吸触发呼吸机供给间歇正压通气，设置通气参数与SIMV相同[6]，研究表明其与IMV相比不仅可使患儿尽快脱离呼吸机还可减少患儿呼吸功[7]，而对于以上两种通气模式的优缺点研究主要集中在其对呼吸力学的差异上[8]，对新生儿血流动力学的影响研究很少。本研究结果表明，SIPPV组和SIMV组患儿PV、T-E/A明显低于对照组，且SIPPV组低于SIMV组，其原因可能与两种通气模式在平均气道压及潮气量不同有关。

气道压是指在一个呼吸周期中，呼吸道瞬间压力的平均数，是综合评定呼吸机通气参数的指标，不仅可以反映潮气量、气道阻力及胸肺顺应性之间的关系，还可以预测平均肺泡压力的变化。MADKE等[9]在动物实验中观察不同气道压对血气分析及血流动力学指标的影响，当气道压维持在20 cm H2O时不仅可得到良好的PO2/FiO2且无血流动力学影响，而当通过升高PEEP使气道压增加至25 cm H2O时，不仅部分患者表现为PO2/FiO2、动脉血压下降，且可因增加的胸膜腔内压导致静脉回流减少，从而使右心室前负荷减少，使心输出量减少及肺动脉血管收缩。本研究结果显示，SIPPV组和SIMV组早产儿随着气道压的增高，PV逐渐减低，气道压与PV呈负相关。PV是间接反映肺动脉阻力及肺动脉压力的指标，其大小与阻力呈反比，广泛应用于肺动脉高压、肺动脉瓣狭窄等疾病的评估[10]。当正压通气时，由于胸膜腔内压增高，肺血管阻力增加，可使肺血管血流量减少，表现为PV降低[11]。本研究结果显示，SIPPV组和SIMV组早产儿T-E/A的变化随气道压的增高而降低。M-E/A、T-E/A是评价心脏舒张功能的主要指标，心动周期中舒张早期心室充盈血流速度最大值为E峰，舒张晚期(心房收缩)心室充盈血流速度最大值为A峰，正压通气时 E/A减低，可能与正压通气下增高的胸膜腔内压影响静脉回流并限制心脏舒张造成E峰减低有关。本研究结果显示，SIPPV组气道压较SIMV组明显升高，原因考虑与两种机械通气的不同工作原理有关，SIPPV模式对每一次能触发送气的自主呼吸均提供预设的PIP和PEEP，而SIMV模式对呼吸的支持仅为预设的频率，当患者的自主呼吸大于呼吸机设置频率时，SIPPV模式对患者呼吸的支持大于SIMV模式，气道压也随之升高。有研究表明，高气道压导致肺循环阻力增高，从而导致静脉回心血量减少[5]。同时气道压增高会增加右心室负荷，造成右心室功能损伤[12]。 本研究也表明，SIPPV组因明显增高的气道压而使其对右心室舒张功能及右心室后负荷的影响更大。

正压通气下通过增加的气道力使肺容积增加，其程度取决于气道阻力以及胸肺顺应性，增加的肺容积可使胸膜腔内压增加而影响心功能[13]。压力控制模式的潮气量主要由PIP-PEEP差值决定，在肺顺应性不变的情况下PIP-PEEP差值小则潮气量小，反之则大。本研究结果显示，SIPPV组与SIMV组PIP及PEEP无差异，但SIPPV组潮气量明显高于SIMV组，两组潮气量的差异与胸肺顺应性不同有关。有研究显示，增加潮气量会增加肺容积，增加心肌损伤，影响心功能[14]。本研究结果显示，潮气量与PV和T-E/A呈负相关，提示肺容积也是影响右心室舒张功能和PV的因素。

正压通气通过复杂且相互的机制影响着左心室功能，且与基础心功能和血流量等有关，MITCHELL等[15]研究发现，正压通气下左心室压力和容积变化密切相关，在急性肺损伤的模型中，提高PEEP对AV和心脏指数没有影响，但HR明显增快，随PEEP增高，肺血管阻力上升，LVEDV和LVESV减少。有学者在16例存在动脉导管开放的早产儿中发现，提高PEEP会减少左心室输出量[16]。在冠状动脉手术患者术后使用机械通气，提高PEEP，会降低心输出量，但对平均气道压和HR无影响[17-18]。也有研究表明，PEEP在0～30 cm H2O调节，HR并无明显差异[19]。本研究结果表明，在通气参数相同情况下，SIPPV和SIMV模式对左心室收缩功能和舒张功能无明显影响。SIPPV组因HR增快致CO增加，SIPPV模式下HR增加的原因是否与较高的气道压有关有待进一步研究。本研究的不足之处是未做机械通气前的基础心功能测定。正压通气下对早产儿左心室功能的影响需进一步研究。

作者贡献：丁璐、吴本清进行文章的构思与设计，负责文章的质量控制及审校，论文的修订；燕旭东进行研究的实施与可行性分析，进行数据整理、统计学处理，对文章整体负责，监督管理；黄进洁、陈丽进行数据收集；丁璐、燕旭东负责撰写论文；丁璐进行结果的分析与解释。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：陈素芳)

SynchronizedIntermittentPositivePressureVentilationversusSynchronizedIntermittentMandatoryVentilationonCardiacFunctionofPrematureInfantswithHyalineMembraneDisease

DINGLu，YANXu-dong*，HUANGJin-jie，CHENLi，WUBen-qing

DepartmentofNeonatology，ShenzhenPeople′sHospital，Shenzhen518020，China

*Correspondingauthor：YANXu-dong，Attendingphysician，Mainresearchdirections:neonatalrespiratorydisorders；E-mail：378315748@qq.com

ObjectiveTo compare the effect of synchronized intermittent positive pressure ventilation(SIPPV) with that of synchronized intermittent mandatory ventilation(SIMV) at the same level of parameters on the cardiac function in premature infants with hyaline membrane disease(HMD).MethodsOne hundred premature infants with HMD admitted in Department of Neonatology，Shenzhen People′s Hospital from March 2013 to March 2015 were randomized into SIPPV group(50 cases) and SIMV group(50 cases).Both groups were treated with invasive mechanical ventilation，with the Maquet SERVO-i respirator produced in Sweden，appropriate tracheal catheter and the same level of parameters，but different ventilation mode，SIPPV group adopted SIPPV mode，SIMV group adopted SIMV mode.Other 50 healthy premature infants with matched sex，gestational age，mode of delivery and birth weight were selected as the control group.The mean airway pressure(MAP)，tidal volume(VT)，respiratory rate(RR)，blood pressure，pH value，carbon dioxide(PCO2)，oxygen partial pressure(PO2) of the SIPPV and SIMV groups were recorded.In all groups，color Doppler echocardiography was used to determine the indexes for evaluating left ventricular pump blood function，including left ventricular ejection fraction(LVEF)，left ventricular fractional shortening(LVFS)，left ventricular end-diastolic volume(LVEDV)，left ventricular end-systolic volume(LVESV)，stroke volume(SV)，heart rate(HR)，and cardiac output(CO)，and to measure the blood flow velocity at the valve orifices，covering peak flow rate at the aortic valve orifice(AV)，and peak flow rate at the pulmonary valve orifice(PV)，mitral ratio of early to late diastolic filling velocities(M-E/A) and tricuspid ratio of early to late ventricular filling velocities(T-E/A).ResultsMAP and VT in the SIMV group were lower than those in the SIPPV group(P<0.05).Blood pressure，pH value，PCO2，PO2between SIPPV group and SIMV group had no significant difference(P>0.05).RR in the SIMV group was lower than that in the SIPPV group(P<0.05).LVEF，LVFS，LVEDV，LVESV，SV，CO，AV，M-E/A among the three groups did not differ significantly(P>0.05).Notable differences in HR，PV，T-E/A were found among the three groups(P<0.05).Compared with the control group，the SIPPV group had higher HR but lower PV and T-E/A(P<0.05).SIMV group had lower HR but higher PV and T-E/A than the SIPPV group did(P<0.05).And it had lower PV and T-E/A than the control group did(P<0.05).MAP and VT were negatively correlated with PV and T-E/A in both the SIPPV group and SIMV group(P<0.05).ConclusionRight ventricular diastolic function and PV decreased in both the SIPPV and SIMV groups at the same level of parameters，but they decreased more in the former group;while left ventricular pump function and diastolic function in both groups had no obvious changes.

Hyaline membrane disease；Infant，premature；Intermittent positive-pressure ventilation；Ventricular function

R 725.638

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.01.y02

2016-07-11；

2017-01-05)

518020广东省深圳市人民医院新生儿科

*通信作者：燕旭东，主治医师，主要研究方向：新生儿呼吸系统疾病；E-mail：378315748@qq.com

丁璐，燕旭东，黄进洁，等.同步间歇正压通气和同步间歇指令通气对新生儿肺透明膜病早产儿心功能的影响研究[J].中国全科医学，2017，20(29)：3622-3627.[www.chinagp.net]

DING L，YAN X D，HUANG J J，et al.Synchronized intermittent positive pressure ventilation versus synchronized intermittent mandatory ventilation on cardiac function of premature infants with hyaline membrane disease[J].Chinese General Practice，2017，20(29)：3622-3627.