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【重症醫學】正壓通氣對心血管系統的影響 (The effect of positive pressure ventilation on the cardiovascular system)

前言

在加護病房中重症患者插管使用呼吸器是很常見的事情,然而對於許多剛進入重症加護領域的醫療同仁來說,呼吸器是令人感到害怕的存在,更不用說瞭解正壓通氣是如何去影響生理運作的,本文簡述正壓呼吸器對於人體心血管於中樞與周邊系統的影響。談論正壓通氣對心血管系統影響前,我們要先知道自發性呼吸下與心血管間的作用關係。

自發性吸氣

自發性吸氣(inspiration)時: 肋間肌收縮 → 胸腔擴張 (肋膜壓↓) → 吸氣 → 胸內壓(intrathoracic pressure)↓ → 靜脈回流↑ → 心輸出↑

而正壓通氣下又可以分為幾種情況

無心臟疾病的正壓通氣

正壓吸氣期(inspiration)時: 機械提供正壓通氣 → 肺泡壓↑ → 肋膜壓↑ → 胸內壓(intrathoracic pressure) ↑ → 靜脈回流↓ → 心輸出↓

左心衰竭

正壓吸氣期(inspiration)時: 機械提供正壓通氣 → 肺泡壓↑ → 肋膜壓↑ → 胸內壓(intrathoracic pressure)↑ → 靜脈回流↓ →〔左心衰竭 → 肺血管阻力上升 → 右心 afterload↑ → RV擴張 → 心中膈shift to left〕→ 左心輸出↓

右心衰竭

正壓吸氣期(inspiration)時:
機械提供正壓通氣 → 肺泡壓↑ → 肋膜壓↑ → 胸內壓(intrathoracic pressure)↑ → 靜脈回流↓ →
〔左心衰竭 → 肺血管阻力上升 → 右心 afterload↑ → RV擴張 → 心中膈shift to left → 左心輸出↓ 〕
〔肺血管阻力上升 → 右心 afterload↑ → RV擴張 → 右心輸出↓ 〕
→ 心輸出↓

前面講了這麼多正壓呼吸會帶來心血管的負面影響,後面來說說正壓呼吸會給生理帶來甚麼樣的好處

正壓通氣帶給生理的好處

小節

最後總結一下幾個正壓通氣對心血管中樞系統的重點

  1. 肋膜壓 ↑
  2. 心輸出量 ↓
  3. 肺血管阻力 ↑
  4. RV afterload ↑
  5. RV work ↑
  6. LV work ↓
  7. Coronary blood flow ↓
  8. Coronary perfusion pressure = Systemic diastolic pressure – LV end diastolic pressure

如何避免呼吸器對心血管系統的影響??

  1. 減少Mean airway pressure, MAP (呼吸道平均壓):
    真正影響胸內壓的因素是MAP,因此降低MAP的方式,如: 降低flow、I:E、PEEP、PIP 等等,可以有效降低呼吸器所帶來的不良影響
  2. 升壓藥物支持:Epinephrine, Norepinephrine, Dopamine, Vasopressin
  3. 適當的輸液:Normal saline, D5W, Lactate ringer

說完心血管中樞的影響,接下來說一下正壓通氣對周邊血管的影響吧!

對腦內壓的影響

首先我們需要知道腦部灌流壓的公式與基礎知識:
1. 腦部灌流壓(CPP) = MAP(平均動脈壓)-顱內壓(ICP)
2. CPP normal range 60-150mmHg
3. ICP < 15mmHg

正壓通氣會增加Mean airway pressure, MAP (呼吸道平均壓),而呼吸道平均壓會使得Mean arterial pressure, MAP (平均動脈壓) 下降,進而使腦部灌流壓下降,這會導致腦內血流下降(CBF)。對於正常人來說是可以代償這點壓力,但是在一些腦受損或腫瘤的病人身上發生IICP 的情形。過去許多文獻指出高PaCO2 可能導致腦內血管收縮,間接導致ICP 升高的情形,因此曾經有讓呼吸器過度通氣產生permissive hypocapnia (32–45 mmHg)的治療策略,但是這樣的作法僅能在短時間內影響腦壓,且無法顯著改善病人預後,因此近些年較不流行這樣的做法。目前比較主流的方式是透過調整適當的PEEP (< 5cmH2O)以降低Mean airway pressure, MAP (呼吸道平均壓) 對腦壓的影響。

(Crit Care. 2018; 22: 76.)

對腎臟的影響

正壓通氣會使得周邊血流整體的血流量下降,其中會包括腎臟血流,而腎絲球過濾血液需仰賴輸入的血流,而這樣的現象會導致體內的水分與電解質滯留於體內。上述狀況會使體內的血壓上升,拮抗調控體內的血壓。當血壓過高時,會啟動體內的 腎素-血管張力素-醛固酮系統(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS),藉此調控血壓的穩定。

對肝臟與胃腸道的影響

如同腎臟血流會受到正壓通氣的影響,肝臟與胃腸道血流也會因正壓通氣而減少,導致缺血性的問題,如果發生缺血性腸疾 (Ischemia bowel)等問題,會使得重症病人死亡率上升。另外如果是使用非侵襲式呼吸器(Non-invasive ventilator, NIV) 且正壓通氣壓力高於20cmH2O,可能會使得氣體打入胃內,使得患者腹脹,因此建議這一類患者需要放置鼻胃管,以方便減壓。

總結

延伸閱讀

  • [重症病患的血流動力學監測](https://www.wongwonggoods.com/critical-care-medicine/hemodynemic-monitoring/ "重症病患的血流動力學監測")
  • [急性呼吸窘迫症候群(ARDS)的定義與歷史](https://www.wongwonggoods.com/critical-care-medicine/ards-definition-and-history/ "急性呼吸窘迫症候群(ARDS)的定義與歷史")
YC Chou
YC Chou
文章: 3

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