喷射通气技术在气道手术中的应用复旦大学眼耳鼻喉科医院麻醉科谭放上海交通大学第一人民医院麻醉科陈莲华喷射通气应用于临床已30余年，取得了显著效果。

与传统通气比较，它有其独特的优点，如频率高、潮气量低、气道保持开放、不产生因通气引起的手术区干扰、不与自主呼吸对抗，对循环功能干扰轻微等。

一、喷射通气技术发展史二十世纪六十年代后期，瑞典学者Jozon和Sjostrand等人在进行动脉血调节的实验中，为了减少传统的正压通气对动脉血压的影响，减少血压波动，采用了略高于死腔量的潮气量而频率增加到100次/分的通气方式，产生了意外的通气效果。

这一有趣现象引发了各国学者的系列研究，高频通气技术由此开始应运而生。

在瑞典学者早期的报告中，把这种通气方式称为高频正压通气(High frequency positive pressure ventilation, HFPPV)，学者们注意到HFPPV 能保持低的气道正压和胸腔负压，对心血管抑制小，通气时动脉压、中心静脉压和肺动脉压均无明显波动，这是在传统的正压通气时不可能的。

1972年，Lunkenheimer发明了高频振荡通气(High frequency oscillation ventilation, HFOV)。

他在测定犬的胸骨衰减作用时发现，可以通过采用一个连接到气管的高音喇叭来使这些实验动物的胸壁震荡，以实现氧合与通气。

美国Klia 和Smith于1976年将喷射通气和高频通气技术紧密地组合到一起，并且设计出一种新型的呼吸机进行高频率间歇性的喷射通气(High frequency jet ventilation，HFJV)。

他们所用的高频喷射呼吸机是采用射流技术，每分钟频率0.5-5Hz甚至更高，并针对这种通气方法开展大量动物实验研究。

随着高频喷射呼吸机的研制，世界各国纷纷开展对高频喷射通气的研究以及对其技术原理的探讨。

国内在70年代初期，江西医学院曹勇教授等为配合针麻研究工作，参考Sandors用的通气技术将高压气流经狭细的管道口喷入气道，并借其V enturi效应把周围的空气带入开展喷射通气的研究，很快通过了临床实验阶段，发表了论文，这是我国高频喷射通气呼吸机的雏形。

经数年改进，生产出高频喷射呼吸机。

高频喷射通气技术首先较大范围内应用于麻醉期间的呼吸管理和呼吸支持，并且在一些特殊手术中应用而取得了成功经验。

与此同时，高频通气的学术研究也广泛而深入地开展，发展到今天，国际先进水平已使用双重喷射通气（superimposed high-frequency jet ventilation, SHFJV），即高频和低频联合喷射通气技术。

二、高频通气的分类1. 高频通气(High frequency ventilation, HFV)的分类高通气频率(超过1Hz)、小潮气量是各类HFV的共同特征，但由于气流型式、驱动压力波型以及施行通气的具体方法各有不同，所使用的频率范围也相差甚大，故目前尚缺少国际公认的HFV统一分类标准。

通常将HFV划分为以下三类。

(1) 高频正压通气(High frequency positive pressure ventilation, HFPPV)1967年由Oberg与Sjostrand首先提出，常用通气频率为60~120次／min (1～2Hz)，潮气量3～5ml/kg。

(2) 高频喷射通气(High frequency jet ventilation，HFJV)1967年Sanders首先创用了喷射通气法，Klain与Smith又将喷射通气与高频通气技术相结合，设计出高频喷射通气呼吸机，通气频率为60～600次/min (1～10Hz)，目前HFJV已广泛应用于各国临床实践。

(3) 高频振荡通气(High frequency oscillation ventilation, HFOV)1972年由Lunkenheimer等首先报道，1980年Bohn等首次将其应用于临床。

通气频率为l80-3000次/min (3-50Hz)，通过高频活塞泵或震荡隔膜运动将少量气体(20%～80%解剖死腔量) 送入和抽出气道。

通常是经气道施行正弦波式气流振荡，此外也可经胸壁或体表对气道内的气体施行振荡。

最常见的有两种：高频胸壁振荡(High frequency chest wall oscillation, HFCWO)和高频体表振荡(High frequency body surface oscillation, HFBSO)。

2. 喷射通气(Jet ventilation，JV) 的分类(1) 按喷射频率分类①常频喷射通气：喷射频率<60次/min；②高频喷射通气：定义为通气频率为正常频率4倍以上的辅助通气，美国食品和卫生监督局(FDA)定义为通气频率>150次/min或2.5HZ的辅助通气。

通过高频电磁阀、气流控制阀、压力调节阀和喷嘴直接将气体以小于或等于解剖死腔量的潮气量按高频率快速的方式喷入患者气道和肺内。

(2) 按喷射通气途径分类根据喷射通气导针的位置分为声门上喷射通气（Supraglottic jet ventilation，图7-1）、声门下喷射通气（Subglottic jet ventilation，图7-2）和经气管穿刺喷射通气(Transtracheal jet ventilation, TTJV，图7-3）。

图7-1：声门上喷射通气示意图图7-2：经支撑喉镜声门下喷射通气示意图图7-3：经气管穿刺喷射通气示意图三、高频通气的机理为什么小于解剖死腔的潮气量能到达肺泡进行气体交换？许多生理学家、医生、生物物理专家就此进行了大量的研究。

目前认为，HFV 气体运输的总效率是多种机理共同作用的结果。

在HFV 条件下，呼吸系统不同部位的气体运输方式不同，但作为一个整体，呈“串联”式共同完成气体运输。

1. 直接肺泡通气在正常潮气量下的吸气时相，气道内的气柱向肺泡方向推进，使肺泡获得新鲜空气。

在呼气时相，气柱循相反方向移动，从而使肺泡的一部分气体得以排出。

这种整团对流实现的肺泡通气范围较广，足以保证活动的肺泡可通过分子弥散以完成与血液间的气体交换。

当潮气量近于或小于无效腔气量时，上述对流式所起的作用范围显著缩小。

但由于气管和肺在结构上的不对称，致使进入气道的新鲜空气柱的前沿有可能达到靠近口端的一部分肺泡，实现直接的肺泡通气。

HFV 时气道内气流的速度剖面不对称，流体质点在气道中的实际运输距离将大于喷射距离。

因此，只要潮气量相当于死腔量的50％～75％即可保证肺泡有足够的气体交换。

2．对流性扩散通气气体流速剖面在吸气相和呼气相不对称，可导致连续的纵向气体运输，使O2向肺泡方向而CO2向口腔方向产生连续位移。

在一个振荡周期中，由于流体的流向不同，其呈抛物线形的速度剖面会出现差异，产生非对称性速度剖面。

经过几个振荡周期后，流体的质点究竟是向右还是向左，这取决于发生振荡时这些质点是在管道的中心还是靠近管壁。

中心部的质点被移向右侧，而近壁处的质点则被移向左侧，于是在每振荡周期之末，流体在管内产生双向的净移动。

如果从左侧进入的气体中，含有比右侧气体中较高浓度的某种成分，则将会发生该种成分的净交换，此为对流性交换。

3．摆动或并联肺单位间气体的快速往返流动按照一般的物理学概念，可将肺单位的充气和排气比拟为电容的充电和放电。

肺单位的充气、排气时间常数(t)，为其阻力(R)和顺应性(C)的乘积，即t=R×C。

时间常数的大小，决定着在一定的压力梯度下肺单位充盈和排空的速率。

由于并联肺单位时间常数的差异，在呼气末“慢”单位的排空慢，内压高于相邻近的“快”单位，一部分气体流向“快”单位，在吸气末则由“快”单位流向“慢”单位。

故在每一呼吸周期，除了“快”单位和“慢”单位同步地进行充气和排气外，尚有这两个并联单位间的气体交换。

HFV时在并联单位间将出现快速的往复气流，有人用“迪斯科肺”来形容肺内的此种气体运动形式。

肺泡间存在的这种循环气流，是高频通气时气体运输的形式之一。

通过肺泡间的气体交流，可使其所含气体得到混合，从而使肺内气体浓度更为一致。

4．增强扩(弥)散或Taylor湍流扩散(turbulent dispersion)HFV时的气体运输可能是中心气道内出现的增强扩散与肺外周部分的分子弥散二者的结合。

增强扩散是轴向速度剖面与径向浓度梯度相互作用的结果。

在振荡气流中，可出现湍流或速度剖面，引起径向混合或者横向流动混合。

在它们与此时存在的轴向对流共同作用下，产生增强扩散。

5．纯粹的分子弥散在总横截面积很大和气流速度很小的肺区，气体运输主要是通过分子弥散。

这种气体分子的热力学运动，不仅在经肺毛细血管膜的气体交换中，而且在靠近膜的气相O2和CO2运输中，都是一种主要的形式。

6．声学共振Lin和Smith提出一种全新的观点，认为可将高频呼吸机看作是一种遵循声学和热动力学运动规律的压力波声源模型，这种压力改变可传递给病人(可看作声学负载)。

这种分析包括低频(0～50Hz)与高频(50～20000Hz)两部分。

(1)低频声学模型肺力学的两个基本因素是阻力和顺应性，尚有第三个因素，即惯性。

由于当通气频率低于30～40次／min时其作用很小，故常被忽视。

但当频率增加时，惯性对肺力学的作用则变得十分重要，最终将成为决定潮气量分布的主要因素，而气道阻力和顺应性的局部改变对气体分布的影响则降低。

任何共振系统均存在势能与动能的转换，呼吸系统作为一个共振系统，其势能可由肺内压代表，动能可由气体及整个呼吸系统的运动代表。

当以其共振频率进行通气时，可以最小的压力产生最大的气体运动。

(2)高频声学模型HFJV时的喷射气流都可产生音频输出，音频输出可能在气道内导致共振，这种管道内的共振可引起湍流，而湍流则可增强CO2的排除和氧的运输。

四、HFV对机体的影响高频通气机自问世以来，经过了多年的动物与临床研究，目前的应用范围仍然很有限。

在临床应用中发现，HFV对循环系统，呼吸系统，中枢神经系统等有不同程度的影响。

高Paw下，胸内压持续为相对较高的正压，心输出量会下降，幅度可达30%，所以，一般会把循环功能不稳定作为HFV应用的禁忌症。

同时，也说明在实施HFV时有创的血流动力学监测是必要的。

由此，可以设想在治疗呼吸功能衰竭的同时给予循环支持，把血流动力学控制在可适应范围，仍可以很好地实施HFV。

处理的重点在于预防，即动态观察肺顺应性的变化，随顺应性改善而相应下调Paw等参数。

由于HFV特殊的气体传输方式，和相对较高的MAP下的肺泡复张状态，任何通气中断或干扰将会造成不利影响，例如通气不足、肺泡重新塌陷而氧合过程欠稳定、压力不平衡而致气压伤等。