人工氣道氣囊管理預防呼吸機相關性肺炎的研究進展

舒 越，畢蒙蒙，李星茹，劉曉玉，謝文廣，鄧玉璐，楊鑫晨，張 超*

1.南昌大學第二附屬醫院，江西 330006；2.南昌大學護理學院；3.皖南醫學院弋磯山醫院

呼吸機相關性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)是機械通氣超過48 h 之后發生的一種醫院獲得性肺炎[1]。呼吸機相關性肺炎是重癥監護病房（intensive care units，ICU）中最常見和最致命的醫院感染。我國ICU 機械通氣病人中呼吸機相關性肺炎的發病率為 9.7%～48.4%，病死率為 21.2%～43.2%[2]。呼吸機相關性肺炎可延長機械通氣病人機械通氣時間、住院時間，增加抗菌藥物使用、住院醫療費用及病死率[1-2]。人工氣道的建立破壞了人體正常的吞咽和咳嗽功能，口腔分泌物及胃食管反流物聚積在氣囊上形成氣囊上滯留物，被細菌污染的氣囊上滯留物通過氣囊與氣道之間的間隙微量吸入下呼吸道是呼吸機相關性肺炎的主要致病機制[3]。為控制并降低呼吸機相關性肺炎的發生率，采取相應預防措施已成為當務之急。美國《急重癥醫院呼吸機相關性肺炎預防策略(2014 版)》[4]認為，有效的氣囊管理是預防呼吸機相關性肺炎的有效方法。《呼吸機相關性肺炎診斷、預防和治療指南(2013)》[5]也推薦氣囊管理作為呼吸機相關性肺炎的預防措施。因此，加強氣囊管理是預防呼吸機相關性肺炎發生的重要手段之一。目前，國內外尚缺乏關于最佳氣囊壓力、測壓時機和測壓方法的指南。本研究旨在對人工氣道氣囊管理的研究進展進行綜述，以提高臨床醫護人員對氣囊管理的認識，預防和避免呼吸機相關性肺炎的發生，為制定人工氣道氣囊管理規范及相關研究提供依據和方向。

1 最佳氣囊壓力的維持

氣管插管氣囊充氣后可以封閉導管和氣管壁之間的空隙，以確保在機械通氣期間準確地輸送潮氣量。氣囊充氣過度可導致氣管壁出現組織缺血、潰瘍和壞死，而充氣不足則導致氣體和口咽分泌物從氣管插管周圍滲漏，分別使病人出現通氣不足和呼吸機相關性肺炎[6]。《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]推薦，氣囊充氣后壓力應維持在25～30 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）。國外相關指南建議，氣囊壓力應維持在20～30 cmH2O，以確保通氣以及防止分泌物的誤吸[8]。同時，氣囊壓力也需要進行個體化調節，如病人氣道直徑小但氣管插管型號較大時，可以使用較低的氣囊壓力[9]。指南建議，如果呼吸道傳染病病人遇到高氣道壓力，氣管導管氣囊壓力要比吸氣峰值壓力高5 cmH2O[10]。《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]建議，對于氣管切開無須機械通氣的病人，如果自主氣道保護能力好，可將氣囊完全放氣或更換為無氣囊套管。因此，設定最佳氣囊壓力時需要仔細權衡，以確保足夠的通氣同時避免分泌物誤吸。

2 氣囊工藝的改進

2.1 氣囊材料的創新

傳統的氣管插管氣囊材料為厚度50 μm 的聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC)，然而材料越厚，氣囊與氣道壁之間的褶皺越多，褶皺通道就更大，分泌物的滲漏增多。因此，超薄的7 μm 聚氨酯（polyurethane，PU）材料應運而生，其更符合氣管的形狀，相比PVC 其只需要更低的氣囊壓力就可以密封氣道，防止空氣和分泌物的滲漏，這與Blot 等[11]的研究結果相似，且對于插管時間較短的高危病人更有益，但對于長時間通氣病人呼吸機相關性肺炎發生率的影響尚存在爭議[7,11]，需要更多的高質量研究進一步證實。此外，Zanella 等[12]設計了一種由低蛋白銀膠菊天然乳膠制成的氣囊，并比較了不同氣囊材料（PVC、PU 和銀膠菊乳膠）在減少氣囊周圍液體滲漏方面的效果，結果發現，只有銀膠菊乳膠氣囊可長時間防止液體滲漏。Kolobow 等[13]發明了由萊卡PU 制成的薄壁氣管插管氣囊，這種氣囊在模擬氣管充氣時沒有褶皺，并在24 h 內完全防止液體滲漏。Mariyaselvam 等[14]發現，由高彈性硅膠氣囊制成的一種新型氣管插管，能夠在靜止、活動或24 h 實驗中始終防止微生物滲漏，其原因可能是由高彈性硅膠制成的低容量、低壓力氣囊能夠均勻充氣，貼合氣管壁，不會產生褶皺，并且配有保持穩定氣囊壓的電子監測器以及去除氣囊上分泌物的聲門下引流有關。防止氣管插管氣囊周圍分泌物微吸入是預防呼吸機相關性肺炎發生的重要條件，新型氣囊材料在預防呼吸機相關性肺炎方面展現出巨大的潛力。同時，在未來的研究中有待開展大樣本、高質量研究來探討新型氣囊材料對于長期機械通氣病人呼吸機相關性肺炎預防的長期效果和成本效益。

2.2 氣囊形狀的創新

相關研究提出在氣管插管形狀方面進行創新來預防呼吸機相關性肺炎[15-16]。傳統的圓柱形氣管插管氣囊不完全符合氣管的形狀，充氣時會形成垂直的微褶皺。有研究嘗試通過將氣囊的形狀從圓柱形改為在氣囊直徑最大處更均勻接近氣管壁的圓錐形[11]。《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]推薦采用PU 制成的圓錐形氣囊導管防止呼吸機相關性肺炎。然而，Jaillette 等[15]將326 例氣管插管病人隨機分為圓錐形氣囊組和圓柱形氣囊組，通過測定氣管分泌物中的胃蛋白酶和α-淀粉酶判斷兩組的微吸入率均超過50%，且兩組在呼吸機相關性肺炎發生率、機械通氣時間、抗生素使用天數、ICU 住院時間和死亡率方面沒有明顯差異，與Maertens 等[17]的研究結果相似。Philippart 等[18]將621 例機械通氣超過2 d 的病人隨機分為圓柱形PVC 氣囊組、圓柱形 PU 氣囊組、圓錐形PVC 氣囊組和圓錐形PU 氣囊組，發現PU 和（或）圓錐形氣囊在預防呼吸機相關性肺炎方面并不優于傳統氣囊。可見，PU 和（或）圓錐形氣囊在預防細菌氣道定植和呼吸機相關性肺炎方面的能力尚存在爭議，還需更多高質量研究驗證其臨床效果。

2.3 氣管插管設計的創新

2.3.1 雙氣囊氣管插管

傳統的氣管插管只有一個氣囊，近年來，雙氣囊氣管插管被證明可應用于ICU 機械通氣病人并能有效地防止分泌物滲漏。Spapen 等[19]發明了一種配備雙PVC 氣囊的氣管導管，并與4 種不同的氣囊類型（圓柱形PVC、錐形PVC、圓柱形PU 和錐形PU）進行了比較，發現在5 cmH2O 單獨呼氣末正壓（PEEP）條件下，只有雙PVC 氣囊沒有發生滲漏。Spapen 等[20]構建了1個雙氣囊“加壓密封”的氣管插管，并通過支氣管鏡在近端氣囊上滴入亞甲藍用作滲漏追蹤劑，1 h 和24 h 后通過可視化纖維鏡發現雙氣囊氣管插管能安全、有效地防止滲漏。新型雙氣囊氣管插管在防止分泌物滲漏方面展現出較好的效果，未來的研究中還需要開展大樣本研究探討其在預防呼吸機相關性肺炎方面的能力。

2.3.2 含抗菌劑涂層氣管插管

氣管插管表面的生物膜被認為是引起病人呼吸機相關性肺炎的主要來源，由于病人使用全身抗生素無法消除氣管插管生物膜上的細菌，因此研究者將抗菌劑涂在氣管插管表面以防止或減少生物膜的形成[21]。銀離子具有廣譜的抗菌作用，鍍銀導管被設計應用于重癥病人。Kollef 等[22]將機械通氣時間≥24 h 的2 003例成人病人隨機分配使用鍍銀氣管插管或普通氣管插管，結果發現，與使用普通氣管插管的病人相比，接受銀涂層氣管插管的病人可降低呼吸機相關性肺炎發生率并延遲呼吸機相關性肺炎的發生時間。Tokmaji等[23]的系統綜述表明，鍍銀氣管插管可將病人插管后10 d 內發生呼吸機相關性肺炎的風險從6.7%降低到3.5%。此外，貴金屬以及有機硅的抑菌效果也被提出。Thorarinsdottir 等[24]比較了危重癥病人機械通氣＞24 h 后，未涂層PVC、有機硅涂層PVC 和貴金屬涂層PVC 制成的氣管插管上生物被膜的形成情況，結果發現，與未涂層的PVC 氣管插管相比，有機硅涂層和貴金屬涂層的PVC 氣管插管能夠減少細菌生物膜的形成，降低呼吸機相關性肺炎的發生風險。表明含抗菌劑涂層氣管插管在減少細菌生物膜的形成以及預防呼吸機相關性肺炎方面具有巨大的潛力，未來需要更多高質量研究評估其成本效益。

3 氣囊測壓方法

3.1 引導球囊觸診法

通過注射器將空氣注入氣囊，并觸摸引導球囊的飽滿度，以“比鼻尖軟，比口唇硬”的程度為宜，這是氣囊壓力充氣最常規的方法。這種技術簡單、省力且不昂貴，但容易導致氣囊壓力過高，不推薦常規使用[25]。

3.2 被動釋放技術

被動釋放技術是通過釋放注射器將被動回流的空氣注到氣管插管氣囊中的技術。被動釋放技術的準確率為56%～65%，這種技術在印度尼西亞等發展中國家使用廣泛[26]。

3.3 最小漏氣法

最小漏氣法是通過聽診病人喉部吸氣末少量的漏氣聲來決定向氣囊內注入空氣量的方法。與引導球囊觸診法相似，這種方法也容易出錯。Harvie 等[27]進行了一項橫斷面觀察研究，使用最小漏氣法進行氣囊充氣，發現55%的病人氣囊壓力不合格。最小漏氣法會導致充氣過度或充氣不足，在沒有壓力計的情況下可臨時采用。

3.4 最小閉合容積法

最小閉合容積法是在病人正壓通氣時通過聽診病人喉部的吸氣末漏氣聲來判斷向氣囊內注入空氣量的技術。雖然該技術可使氣囊剛好封閉氣道且充氣量最小，但往往不能有效防止氣囊上滯留物進入下呼吸道。《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]建議，不宜常規采用最小閉合容積法給予氣囊充氣，在無法測量氣囊壓的情況下可臨時采用。

3.5 手動氣囊測壓表

手動氣囊測壓表測壓是將引導球囊連接到校準的氣囊測壓表來監測氣囊壓力，此種方法科學、準確，并已經成為測量氣囊壓力的標準測量技術[26]。但林艷俠等[28]發現，手動氣囊測壓表直接斷開引導球囊時會引起氣囊壓力的下降，這可能會導致咽部內容物的無聲吸入。國內多項研究對傳統的手動氣囊測壓表測量法進行改良，黃玲等[29]通過在測壓表上連接1 個三通管鎖定測壓表壓力為目標壓力（32 cmH2O）后，再連接引導球囊檢測，可避免傳統測壓時氣囊內壓力明顯下降以及可能造成的氣囊上滯留物滲漏。袁麗榮等[30]采用導管單向閥上旋的方式連接測壓表，斷開連接時采用導管單向閥下旋的方式斷開測壓表，連接的時間控制在1～2 s，能更有效地維持氣道壓力在適宜范圍內。

3.6 自動控制裝置

自動控制氣囊壓力的裝置有望保持更穩定的壓力，但其在預防呼吸機相關性肺炎的效果方面存在爭議。Sevdi 等[31]將60 例病人隨機分為自動智能氣囊管理器組和手動測量組進行氣囊壓力監測，發現48 h 后自動智能氣囊管理器組的臨床肺部感染評分低于手動測量組，使用自動智能氣囊管理器持續控制氣囊壓力降低了呼吸機相關性肺炎的發生率。Marjanovic 等[32]研究發現，在氣管插管后28 d 內自動控制裝置調節氣管導管氣囊壓力在預防病人呼吸機相關性肺炎方面并不優于常規護理，這與Dat 等[33]的研究結果相似。未來需要更多多中心隨機對照試驗研究自動控制裝置在預防呼吸機相關性肺炎方面的作用。同時，針對成人的氣囊壓力調節裝置還有待繼續研發和探索，未來該領域具有廣闊的發展空間和市場。

3.7 移動終端應用程序

移動終端應用程序是一種新穎的提醒系統，具有提醒護士通過手動氣囊測壓表測量氣囊壓力，并將氣囊壓力記錄在電子醫療記錄中的功能。在一項為期18 個月的前后對照研究中，研究者發現移動終端應用程序組的氣囊壓力測量值落在正常范圍內的百分比高于常規測量組，但在呼吸機相關性肺炎發生率上兩組差異無統計學意義[34]。

3.8 智能管理系統

智能管理系統由氣管插管和控制系統組成，其將在聲門下測量的二氧化碳（CO2）作為滲漏指標，對氣囊內壓力進行自動連續閉環監控，通過同步沖洗和抽吸自動排出聲門下分泌物，從而減少呼吸機相關性肺炎的發生[35]。Pascale 等[35]將智能管理系統用于60 例危重插管病人中，持續監測和控制氣囊壓力，同時促進聲門下分泌物吸引，結果發現此系統安全、有效，且對病人發生呼吸機相關性肺炎的風險有降低趨勢。Efrati 等[36]研究表明，智能管理系統可以保持更穩定的正常范圍內的氣囊壓力。自動氣囊壓力控制的智能管理系統安全、有效，使用方便。

4 氣囊測壓時機

4.1 連續氣囊壓力測量

在ICU 氣囊壓力測壓時機方面，連續氣囊壓力監測和調節在預防呼吸機相關性肺炎方面顯示出了良好的效果。Wen 等[37]的Meta 分析納入了7 項隨機對照試驗，涉及970 例機械通氣病人，研究發現，氣囊壓力的連續控制在穩定氣囊壓力和降低呼吸機相關性肺炎發生率方面提供了更多的好處。連續氣囊壓力測量不僅可以減少ICU 護士的工作量，而且可以防止因氣囊漏氣導致病人再次插管。因此，對于每例機械通氣時間超過48 h 的病人，都應該考慮進行連續氣囊壓力測量。

4.2 間歇氣囊壓力測量

當沒有使用連續氣囊壓力調節裝置時，國內ICU普遍使用氣囊測壓表進行間歇氣囊壓力測量。《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]建議，每隔6～8 h 重新手動測量氣囊壓。陳名桂等[38]對ICU 氣管插管病人選擇6 h 為氣囊壓力測量最佳頻率進行循證實踐，結果顯示，相比于傳統的8 h 測量1 次的頻率，每隔6 h 測量氣囊壓降低了病人呼吸機相關性肺炎的發生率、氣囊平均漏氣量以及呼吸機漏氣報警率。吳彥爍等[39]發現，吸痰、翻身、口腔護理、吞咽會導致氣囊壓力出現短暫性升高，建議在此期間不可盲目調整氣囊壓力，以免增加漏氣和誤吸的風險。周丹等[40]建議在翻身、吸痰、口腔護理等操作后10 min 左右再進行氣囊測壓并給予補氣。吞咽、霧化吸入和管道更換雖然對氣囊壓力有影響但相對緩和，建議在操作20～30 min 后進行氣囊壓力監測。Delorenzo 等[41]發現，在緊急醫療服務空中運送病人期間氣囊壓力會增加，建議當病人被轉移到不同海拔高度，宜重新測量氣囊壓力[7]。醫護人員應加強人工氣道氣囊管理以及呼吸機相關性肺炎集束化預防策略的培訓，掌握氣囊壓力測量時機，有效預防氣囊上滯留物的誤吸以及呼吸機相關性肺炎的發生。

5 氣囊上滯留物的清除

5.1 聲門下分泌物引流（subglottic secretion drainage，SSD）

聲門下分泌物引流是一種通過吸引聲門和氣管導管氣囊之間聚集的分泌物（聲門下分泌物/氣囊上滯留物），減少分泌物的誤吸，從而減少呼吸機相關性肺炎發生的方法[42]。《呼吸機相關性肺炎診斷、預防和治療指南（2013）》[5]和《人工氣道氣囊的管理專家共識（草案）》[7]建議，清除氣囊上滯留物可采用帶聲門下吸引的人工氣道，對于建立人工氣道的病人應行聲門下分泌物引流。Pozuelo-Carrascosa 等[43]的Meta 分析納入了20 項隨機對照試驗，發現聲門下分泌物引流顯著降低了呼吸機相關性肺炎的發生率，但對于住院時間和機械通氣時間沒有改善。對于選擇持續聲門下分泌物引流還是間歇聲門下分泌物引流，Wen 等[44]的系統評價納入8 項研究，涉及1 071 例病人，發現持續和間歇性聲門下分泌物引流在預防呼吸機相關性肺炎的效果方面差異無統計學意義。聲門下分泌物引流使用不當可造成氣道黏膜損傷，持續聲門下分泌物引流更為嚴重。因此，目前傾向于使用間歇聲門下分泌物引流。臨床上應加強對間歇聲門下分泌物引流的重視，同時考慮聲門下分泌物引流的成本效益，預防呼吸機相關性肺炎的發生。

5.2 氣流沖擊法

氣流沖擊法是利用高速的氣流尋找突破口將滯留在氣囊上方的分泌物沖刷至口咽部的方法，主要包括呼吸機吸氣屏氣鍵聯合氣囊充放氣和采用簡易呼吸囊聯合人工手法2 種方法[45]。樊華等[45]比較了2 種氣流沖擊法對清除氣管插管氣囊上滯留物的效果，發現2種氣流沖擊法均可以有效地降低呼吸機相關性肺炎的發生率，但呼吸機吸氣屏氣鍵聯合氣囊充放氣對病人生命體征影響更小，病人更易耐受，且醫護人員更容易掌握與配合。

6 小結

人工氣道氣囊的有效管理是預防呼吸機相關性肺炎的重要措施，雖然PU 和（或）圓錐形氣囊在預防細菌氣道定植和呼吸機相關性肺炎方面尚存在爭議，但是新型材料氣囊與氣管插管設計在預防呼吸機相關性肺炎方面展現出巨大的潛力，未來需要更多高質量研究評估其成本效益與長期效益。目前，臨床上監測氣囊壓力的手段有多種，各有利弊，臨床科室可根據成本、病人效益等實際情況，選擇合適的氣囊監測方法。除此之外，還要重視呼吸機相關性肺炎集束化預防策略，加強臨床醫護人員氣囊壓力管理相關培訓，規范氣囊測壓方法與時機，重視氣囊上滯留物的清除，有效預防呼吸機相關性肺炎的發生。總之，優化氣囊壓力管理具有重要的臨床意義，今后應開展多中心、大樣本的研究，制訂對臨床工作指導性更強的相關標準或指南。