人工气道气囊管理预防呼吸机相关性肺炎的研究进展

舒 越，毕蒙蒙，李星茹，刘晓玉，谢文广，邓玉璐，杨鑫晨，张 超*

1.南昌大学第二附属医院，江西 330006；2.南昌大学护理学院；3.皖南医学院弋矶山医院

呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)是机械通气超过48 h 之后发生的一种医院获得性肺炎[1]。呼吸机相关性肺炎是重症监护病房（intensive care units，ICU）中最常见和最致命的医院感染。我国ICU 机械通气病人中呼吸机相关性肺炎的发病率为 9.7%～48.4%，病死率为 21.2%～43.2%[2]。呼吸机相关性肺炎可延长机械通气病人机械通气时间、住院时间，增加抗菌药物使用、住院医疗费用及病死率[1-2]。人工气道的建立破坏了人体正常的吞咽和咳嗽功能，口腔分泌物及胃食管反流物聚积在气囊上形成气囊上滞留物，被细菌污染的气囊上滞留物通过气囊与气道之间的间隙微量吸入下呼吸道是呼吸机相关性肺炎的主要致病机制[3]。为控制并降低呼吸机相关性肺炎的发生率，采取相应预防措施已成为当务之急。美国《急重症医院呼吸机相关性肺炎预防策略(2014 版)》[4]认为，有效的气囊管理是预防呼吸机相关性肺炎的有效方法。《呼吸机相关性肺炎诊断、预防和治疗指南(2013)》[5]也推荐气囊管理作为呼吸机相关性肺炎的预防措施。因此，加强气囊管理是预防呼吸机相关性肺炎发生的重要手段之一。目前，国内外尚缺乏关于最佳气囊压力、测压时机和测压方法的指南。本研究旨在对人工气道气囊管理的研究进展进行综述，以提高临床医护人员对气囊管理的认识，预防和避免呼吸机相关性肺炎的发生，为制定人工气道气囊管理规范及相关研究提供依据和方向。

1 最佳气囊压力的维持

气管插管气囊充气后可以封闭导管和气管壁之间的空隙，以确保在机械通气期间准确地输送潮气量。气囊充气过度可导致气管壁出现组织缺血、溃疡和坏死，而充气不足则导致气体和口咽分泌物从气管插管周围渗漏，分别使病人出现通气不足和呼吸机相关性肺炎[6]。《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]推荐，气囊充气后压力应维持在25～30 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）。国外相关指南建议，气囊压力应维持在20～30 cmH2O，以确保通气以及防止分泌物的误吸[8]。同时，气囊压力也需要进行个体化调节，如病人气道直径小但气管插管型号较大时，可以使用较低的气囊压力[9]。指南建议，如果呼吸道传染病病人遇到高气道压力，气管导管气囊压力要比吸气峰值压力高5 cmH2O[10]。《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]建议，对于气管切开无须机械通气的病人，如果自主气道保护能力好，可将气囊完全放气或更换为无气囊套管。因此，设定最佳气囊压力时需要仔细权衡，以确保足够的通气同时避免分泌物误吸。

2 气囊工艺的改进

2.1 气囊材料的创新

传统的气管插管气囊材料为厚度50 μm 的聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC)，然而材料越厚，气囊与气道壁之间的褶皱越多，褶皱通道就更大，分泌物的渗漏增多。因此，超薄的7 μm 聚氨酯（polyurethane，PU）材料应运而生，其更符合气管的形状，相比PVC 其只需要更低的气囊压力就可以密封气道，防止空气和分泌物的渗漏，这与Blot 等[11]的研究结果相似，且对于插管时间较短的高危病人更有益，但对于长时间通气病人呼吸机相关性肺炎发生率的影响尚存在争议[7,11]，需要更多的高质量研究进一步证实。此外，Zanella 等[12]设计了一种由低蛋白银胶菊天然乳胶制成的气囊，并比较了不同气囊材料（PVC、PU 和银胶菊乳胶）在减少气囊周围液体渗漏方面的效果，结果发现，只有银胶菊乳胶气囊可长时间防止液体渗漏。Kolobow 等[13]发明了由莱卡PU 制成的薄壁气管插管气囊，这种气囊在模拟气管充气时没有褶皱，并在24 h 内完全防止液体渗漏。Mariyaselvam 等[14]发现，由高弹性硅胶气囊制成的一种新型气管插管，能够在静止、活动或24 h 实验中始终防止微生物渗漏，其原因可能是由高弹性硅胶制成的低容量、低压力气囊能够均匀充气，贴合气管壁，不会产生褶皱，并且配有保持稳定气囊压的电子监测器以及去除气囊上分泌物的声门下引流有关。防止气管插管气囊周围分泌物微吸入是预防呼吸机相关性肺炎发生的重要条件，新型气囊材料在预防呼吸机相关性肺炎方面展现出巨大的潜力。同时，在未来的研究中有待开展大样本、高质量研究来探讨新型气囊材料对于长期机械通气病人呼吸机相关性肺炎预防的长期效果和成本效益。

2.2 气囊形状的创新

相关研究提出在气管插管形状方面进行创新来预防呼吸机相关性肺炎[15-16]。传统的圆柱形气管插管气囊不完全符合气管的形状，充气时会形成垂直的微褶皱。有研究尝试通过将气囊的形状从圆柱形改为在气囊直径最大处更均匀接近气管壁的圆锥形[11]。《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]推荐采用PU 制成的圆锥形气囊导管防止呼吸机相关性肺炎。然而，Jaillette 等[15]将326 例气管插管病人随机分为圆锥形气囊组和圆柱形气囊组，通过测定气管分泌物中的胃蛋白酶和α-淀粉酶判断两组的微吸入率均超过50%，且两组在呼吸机相关性肺炎发生率、机械通气时间、抗生素使用天数、ICU 住院时间和死亡率方面没有明显差异，与Maertens 等[17]的研究结果相似。Philippart 等[18]将621 例机械通气超过2 d 的病人随机分为圆柱形PVC 气囊组、圆柱形 PU 气囊组、圆锥形PVC 气囊组和圆锥形PU 气囊组，发现PU 和（或）圆锥形气囊在预防呼吸机相关性肺炎方面并不优于传统气囊。可见，PU 和（或）圆锥形气囊在预防细菌气道定植和呼吸机相关性肺炎方面的能力尚存在争议，还需更多高质量研究验证其临床效果。

2.3 气管插管设计的创新

2.3.1 双气囊气管插管

传统的气管插管只有一个气囊，近年来，双气囊气管插管被证明可应用于ICU 机械通气病人并能有效地防止分泌物渗漏。Spapen 等[19]发明了一种配备双PVC 气囊的气管导管，并与4 种不同的气囊类型（圆柱形PVC、锥形PVC、圆柱形PU 和锥形PU）进行了比较，发现在5 cmH2O 单独呼气末正压（PEEP）条件下，只有双PVC 气囊没有发生渗漏。Spapen 等[20]构建了1个双气囊“加压密封”的气管插管，并通过支气管镜在近端气囊上滴入亚甲蓝用作渗漏追踪剂，1 h 和24 h 后通过可视化纤维镜发现双气囊气管插管能安全、有效地防止渗漏。新型双气囊气管插管在防止分泌物渗漏方面展现出较好的效果，未来的研究中还需要开展大样本研究探讨其在预防呼吸机相关性肺炎方面的能力。

2.3.2 含抗菌剂涂层气管插管

气管插管表面的生物膜被认为是引起病人呼吸机相关性肺炎的主要来源，由于病人使用全身抗生素无法消除气管插管生物膜上的细菌，因此研究者将抗菌剂涂在气管插管表面以防止或减少生物膜的形成[21]。银离子具有广谱的抗菌作用，镀银导管被设计应用于重症病人。Kollef 等[22]将机械通气时间≥24 h 的2 003例成人病人随机分配使用镀银气管插管或普通气管插管，结果发现，与使用普通气管插管的病人相比，接受银涂层气管插管的病人可降低呼吸机相关性肺炎发生率并延迟呼吸机相关性肺炎的发生时间。Tokmaji等[23]的系统综述表明，镀银气管插管可将病人插管后10 d 内发生呼吸机相关性肺炎的风险从6.7%降低到3.5%。此外，贵金属以及有机硅的抑菌效果也被提出。Thorarinsdottir 等[24]比较了危重症病人机械通气＞24 h 后，未涂层PVC、有机硅涂层PVC 和贵金属涂层PVC 制成的气管插管上生物被膜的形成情况，结果发现，与未涂层的PVC 气管插管相比，有机硅涂层和贵金属涂层的PVC 气管插管能够减少细菌生物膜的形成，降低呼吸机相关性肺炎的发生风险。表明含抗菌剂涂层气管插管在减少细菌生物膜的形成以及预防呼吸机相关性肺炎方面具有巨大的潜力，未来需要更多高质量研究评估其成本效益。

3 气囊测压方法

3.1 引导球囊触诊法

通过注射器将空气注入气囊，并触摸引导球囊的饱满度，以“比鼻尖软，比口唇硬”的程度为宜，这是气囊压力充气最常规的方法。这种技术简单、省力且不昂贵，但容易导致气囊压力过高，不推荐常规使用[25]。

3.2 被动释放技术

被动释放技术是通过释放注射器将被动回流的空气注到气管插管气囊中的技术。被动释放技术的准确率为56%～65%，这种技术在印度尼西亚等发展中国家使用广泛[26]。

3.3 最小漏气法

最小漏气法是通过听诊病人喉部吸气末少量的漏气声来决定向气囊内注入空气量的方法。与引导球囊触诊法相似，这种方法也容易出错。Harvie 等[27]进行了一项横断面观察研究，使用最小漏气法进行气囊充气，发现55%的病人气囊压力不合格。最小漏气法会导致充气过度或充气不足，在没有压力计的情况下可临时采用。

3.4 最小闭合容积法

最小闭合容积法是在病人正压通气时通过听诊病人喉部的吸气末漏气声来判断向气囊内注入空气量的技术。虽然该技术可使气囊刚好封闭气道且充气量最小，但往往不能有效防止气囊上滞留物进入下呼吸道。《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]建议，不宜常规采用最小闭合容积法给予气囊充气，在无法测量气囊压的情况下可临时采用。

3.5 手动气囊测压表

手动气囊测压表测压是将引导球囊连接到校准的气囊测压表来监测气囊压力，此种方法科学、准确，并已经成为测量气囊压力的标准测量技术[26]。但林艳侠等[28]发现，手动气囊测压表直接断开引导球囊时会引起气囊压力的下降，这可能会导致咽部内容物的无声吸入。国内多项研究对传统的手动气囊测压表测量法进行改良，黄玲等[29]通过在测压表上连接1 个三通管锁定测压表压力为目标压力（32 cmH2O）后，再连接引导球囊检测，可避免传统测压时气囊内压力明显下降以及可能造成的气囊上滞留物渗漏。袁丽荣等[30]采用导管单向阀上旋的方式连接测压表，断开连接时采用导管单向阀下旋的方式断开测压表，连接的时间控制在1～2 s，能更有效地维持气道压力在适宜范围内。

3.6 自动控制装置

自动控制气囊压力的装置有望保持更稳定的压力，但其在预防呼吸机相关性肺炎的效果方面存在争议。Sevdi 等[31]将60 例病人随机分为自动智能气囊管理器组和手动测量组进行气囊压力监测，发现48 h 后自动智能气囊管理器组的临床肺部感染评分低于手动测量组，使用自动智能气囊管理器持续控制气囊压力降低了呼吸机相关性肺炎的发生率。Marjanovic 等[32]研究发现，在气管插管后28 d 内自动控制装置调节气管导管气囊压力在预防病人呼吸机相关性肺炎方面并不优于常规护理，这与Dat 等[33]的研究结果相似。未来需要更多多中心随机对照试验研究自动控制装置在预防呼吸机相关性肺炎方面的作用。同时，针对成人的气囊压力调节装置还有待继续研发和探索，未来该领域具有广阔的发展空间和市场。

3.7 移动终端应用程序

移动终端应用程序是一种新颖的提醒系统，具有提醒护士通过手动气囊测压表测量气囊压力，并将气囊压力记录在电子医疗记录中的功能。在一项为期18 个月的前后对照研究中，研究者发现移动终端应用程序组的气囊压力测量值落在正常范围内的百分比高于常规测量组，但在呼吸机相关性肺炎发生率上两组差异无统计学意义[34]。

3.8 智能管理系统

智能管理系统由气管插管和控制系统组成，其将在声门下测量的二氧化碳（CO2）作为渗漏指标，对气囊内压力进行自动连续闭环监控，通过同步冲洗和抽吸自动排出声门下分泌物，从而减少呼吸机相关性肺炎的发生[35]。Pascale 等[35]将智能管理系统用于60 例危重插管病人中，持续监测和控制气囊压力，同时促进声门下分泌物吸引，结果发现此系统安全、有效，且对病人发生呼吸机相关性肺炎的风险有降低趋势。Efrati 等[36]研究表明，智能管理系统可以保持更稳定的正常范围内的气囊压力。自动气囊压力控制的智能管理系统安全、有效，使用方便。

4 气囊测压时机

4.1 连续气囊压力测量

在ICU 气囊压力测压时机方面，连续气囊压力监测和调节在预防呼吸机相关性肺炎方面显示出了良好的效果。Wen 等[37]的Meta 分析纳入了7 项随机对照试验，涉及970 例机械通气病人，研究发现，气囊压力的连续控制在稳定气囊压力和降低呼吸机相关性肺炎发生率方面提供了更多的好处。连续气囊压力测量不仅可以减少ICU 护士的工作量，而且可以防止因气囊漏气导致病人再次插管。因此，对于每例机械通气时间超过48 h 的病人，都应该考虑进行连续气囊压力测量。

4.2 间歇气囊压力测量

当没有使用连续气囊压力调节装置时，国内ICU普遍使用气囊测压表进行间歇气囊压力测量。《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]建议，每隔6～8 h 重新手动测量气囊压。陈名桂等[38]对ICU 气管插管病人选择6 h 为气囊压力测量最佳频率进行循证实践，结果显示，相比于传统的8 h 测量1 次的频率，每隔6 h 测量气囊压降低了病人呼吸机相关性肺炎的发生率、气囊平均漏气量以及呼吸机漏气报警率。吴彦烁等[39]发现，吸痰、翻身、口腔护理、吞咽会导致气囊压力出现短暂性升高，建议在此期间不可盲目调整气囊压力，以免增加漏气和误吸的风险。周丹等[40]建议在翻身、吸痰、口腔护理等操作后10 min 左右再进行气囊测压并给予补气。吞咽、雾化吸入和管道更换虽然对气囊压力有影响但相对缓和，建议在操作20～30 min 后进行气囊压力监测。Delorenzo 等[41]发现，在紧急医疗服务空中运送病人期间气囊压力会增加，建议当病人被转移到不同海拔高度，宜重新测量气囊压力[7]。医护人员应加强人工气道气囊管理以及呼吸机相关性肺炎集束化预防策略的培训，掌握气囊压力测量时机，有效预防气囊上滞留物的误吸以及呼吸机相关性肺炎的发生。

5 气囊上滞留物的清除

5.1 声门下分泌物引流（subglottic secretion drainage，SSD）

声门下分泌物引流是一种通过吸引声门和气管导管气囊之间聚集的分泌物（声门下分泌物/气囊上滞留物），减少分泌物的误吸，从而减少呼吸机相关性肺炎发生的方法[42]。《呼吸机相关性肺炎诊断、预防和治疗指南（2013）》[5]和《人工气道气囊的管理专家共识（草案）》[7]建议，清除气囊上滞留物可采用带声门下吸引的人工气道，对于建立人工气道的病人应行声门下分泌物引流。Pozuelo-Carrascosa 等[43]的Meta 分析纳入了20 项随机对照试验，发现声门下分泌物引流显著降低了呼吸机相关性肺炎的发生率，但对于住院时间和机械通气时间没有改善。对于选择持续声门下分泌物引流还是间歇声门下分泌物引流，Wen 等[44]的系统评价纳入8 项研究，涉及1 071 例病人，发现持续和间歇性声门下分泌物引流在预防呼吸机相关性肺炎的效果方面差异无统计学意义。声门下分泌物引流使用不当可造成气道黏膜损伤，持续声门下分泌物引流更为严重。因此，目前倾向于使用间歇声门下分泌物引流。临床上应加强对间歇声门下分泌物引流的重视，同时考虑声门下分泌物引流的成本效益，预防呼吸机相关性肺炎的发生。

5.2 气流冲击法

气流冲击法是利用高速的气流寻找突破口将滞留在气囊上方的分泌物冲刷至口咽部的方法，主要包括呼吸机吸气屏气键联合气囊充放气和采用简易呼吸囊联合人工手法2 种方法[45]。樊华等[45]比较了2 种气流冲击法对清除气管插管气囊上滞留物的效果，发现2种气流冲击法均可以有效地降低呼吸机相关性肺炎的发生率，但呼吸机吸气屏气键联合气囊充放气对病人生命体征影响更小，病人更易耐受，且医护人员更容易掌握与配合。

6 小结

人工气道气囊的有效管理是预防呼吸机相关性肺炎的重要措施，虽然PU 和（或）圆锥形气囊在预防细菌气道定植和呼吸机相关性肺炎方面尚存在争议，但是新型材料气囊与气管插管设计在预防呼吸机相关性肺炎方面展现出巨大的潜力，未来需要更多高质量研究评估其成本效益与长期效益。目前，临床上监测气囊压力的手段有多种，各有利弊，临床科室可根据成本、病人效益等实际情况，选择合适的气囊监测方法。除此之外，还要重视呼吸机相关性肺炎集束化预防策略，加强临床医护人员气囊压力管理相关培训，规范气囊测压方法与时机，重视气囊上滞留物的清除，有效预防呼吸机相关性肺炎的发生。总之，优化气囊压力管理具有重要的临床意义，今后应开展多中心、大样本的研究，制订对临床工作指导性更强的相关标准或指南。