急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征的机械通气策略的再认识

　　急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征的机械通气策略的再认识(pdf)

　　急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是指由心源性以外的各种肺内、外致病因素引起肺泡—毛细血管损伤为主的急性呼吸衰竭，属于急性肺损伤(ALI)的严重阶段。不同的病因直接损伤肺组织或通过炎症细胞、炎性介质和细胞因子介导的炎症反应，引起肺泡膜损伤、通透性增加和微血栓形成，损伤肺泡上皮，使表面活性物质减少或消失，产生肺水肿和肺不张，导致严重而顽固的低氧血症，可诱发多器官功能衰竭。其诊断标准目前多采用1994年欧美共识会议修订的标准［1］：(1)有致病的高危因素；(2)急性起病、呼吸频数和(或)呼吸窘迫；(3)低氧血症，PaO2/FiO2≤300(ALI),PaO2/FiO2≤200(ARDS)；(4)胸部X线检查示双肺浸润阴影；(5)PCWP＜18mmHg或临床上能除外心源性肺水肿。ARDS的发病率约为1.5～3.5/10万，虽然近年对ARDS进行了大量研究，死亡率仍高于50%。其中因为低氧血症导致的死亡占到6%～11%，且肺损伤可作为启动因素，诱发、加重多器官功能衰竭，进一步增加死亡率［2］。因此，在治疗原发病的基础上，给予有效的呼吸支持，最大限度地改善患者的呼吸功能，对改善患者的预后有极大的意义。在多年的临床实践中，使用呼吸机进行机械通气成为治疗的重要手段。

　　研究发现，ARDS患者肺损伤的特点是各种病因导致的“通透性肺水肿”，肺水含量增加。ARDS患者肺内不均匀分布的肺泡水肿和肺不张可占到70%～80%，参与通气的肺泡仅占30%，因此Gattioni提出了“小肺”的概念，并称之为“婴儿肺”［3］。根据复张程度可以将肺泡分为3类：开放区、萎陷区、实变区。实变区不能复张通气，萎陷区肺泡要较大的压力才能复张，且在呼气相很容易再次萎陷，即间歇性复张；开放区则是保持开放和通气的肺泡［4］。合理而有效的呼吸支持就是要充分保护开放区的肺泡，使萎陷区和肺泡复张并尽可能维持开放状态，逐渐减少实变区，以增加通气、减少肺内分流、改善氧合功能，同时避免发生呼吸机相关性肺损伤(VILI)。

　　1  呼气末正压、小潮气量通气为主的肺保护性通气策略

　　有研究显示，机械通气本身即可引起肺损伤。由于肺水肿和肺不张的存在，ARDS的有效肺容积减少，肺顺应性下降，此时采用“常规潮气量(10～15ml/kg)”进行机械通气相对于ARDS患者的“小肺”而言则过大，气道压力增高，容易发生“气压伤”；而且过多的气体进入相对正常的“开放区”的肺泡，导致其过度扩张，通透性进一步增加，加重肺水肿，称之为“容积伤”；同时较大的潮气量虽然使“萎陷区”的肺泡在吸气相开放，但是在缺乏足够的PEEP支撑时，其很容易在呼气相再次萎陷，反复地开放、萎陷可产生“剪切伤”。这些都可以在已有肺损伤的基础上造成新的损伤即VILI。

　　1967年Ashbaugh首次将PEEP引入ARDS的治疗，经过多年的研究证实PEEP的作用有：(1)增加肺泡内压力，减少毛细血管内液的渗出，促进血管外液体的吸收，减轻肺泡及肺间质水肿；(2)使萎陷的肺泡在复张后维持较长时间的开放状态，增加功能残气量，减少分流，改善V/Q比值，从而改善氧合；(3)改善肺组织顺应性，减轻呼吸功耗；(4)减少肺血总流量；(5)促进肺泡表面活性物质的生成等。因此成为ARDS患者机械通气的重要方法。

　　基于上述认识，临床逐渐采用新的通气策略：在合适的PEEP基础上，采用小潮气量通气(一般为6～8ml/kg)，限制气道压力在35cmH2O以下，避免引起呼吸机相关性肺损伤。而小潮气量通气必然会带来血CO2分压增高，称之为“允许性高碳酸血症”，临床称之为“肺保护性通气策略”。

　　“合适的PEEP”或称“最佳PEEP”，要求使氧合改善最大，而对气道压力和循环的影响最小，是肺保护性通气策略的关键。ARDS患者肺的压力—容积曲线(P—V曲线)为“S”形，有高低2个拐点。逐渐增加气道压力，早期随着气道压力的升高，肺容积增加不明显；气道压力增加到高于低位压力拐点(LIP)后曲线开始变得陡直，气道压力稍增加肺容积即可有明显增加；气道压力超过高位拐点(UIP)后肺容积增加有限，而气压伤的发生率明显增加。可见，气道压力在LIP和UIP之间时肺组织的顺应性较好，既可满足氧合需要，又可减少气压伤的发生。其原因是逐渐增加气道压力超过LIP水平时萎陷区肺泡逐渐开始复张，增加了有效的肺容积，肺顺应性改善，且肺泡复张的数量与压力水平成正相关；而超过UIP时因大部分萎陷肺泡已经复张，有效容积难以进一步增加，反而容易发生气压伤。

　　所以临床上可以测定病人的P—V曲线［5］，找到LIP和UIP，设定PEEP在两个拐点之间。一般将PEEP设为LIP+2cmH2O(是考虑到过高的PEEP对气道压和循环的不利影响)。传统的测定方法是“大注射器法”，将病人与呼吸机断开，连接注射器与气管插管，分段注入气体100～200ml，同时记录气道压力，绘制曲线。较为繁琐且对危重病人不太安全。现在许多呼吸机可自动监测和绘制P—V曲线的功能，测定方便。不能测定曲线时也可直接将PEEP设为10～15cmH2O，再根据病人的气道压力、血气分析和血压水平等指标进行调节。而潮气量(VT)则因为“实变区”的存在，设为与“小肺”相适应的较低水平，6～8ml/kg。有研究显示肺保护性通气策略可降低ARDS的病死率，减少ARDS的血管外肺水含量［6］，减少肺内肿瘤坏死因子α、白介素-1β、白介素-6、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶等炎症因子的释放减轻肺损伤［7］。因此肺保护性通气策略已在临床广泛应用。

　　2  肺开放策略

　　在临床采用肺保护性通气策略的过程中，人们发现常规小潮气量+PEEP通气对由肺组织损伤导致的ARDS的疗效比由肺毛细血管损伤所致的ARDS的效果差［8］。而高PEEP、常规VT、高VT零PEEP通气均可加重肺外器官炎症反应，尤以高VT零PEEP最重［9］。这说明单纯强调潮气量或PEEP都不能得到好的疗效，必须使两者的水平与病人的具体情况达到最佳匹配，才能提高疗效。

　　有研究显示将PEEP设为(LIP+UIP)/2的水平比设为LIP+2的效果更好，可使更多肺泡复张，但又对循环不利。部分ARDS病人的P—V曲线并没有明显的LIP，而这部分患者对PEEP的反应(氧合改善)与存在LIP的患者类似，说明仅根据LIP选择PEEP可能并不恰当，应按照肺容积增加最大而对循环影响相对较小的标准设定［10］。

　　小潮气量通气虽然可减少肺泡过度的扩张，减少机械通气带来的气压伤、容积伤，但是即使应用PEEP，VT的过度减少仍然可以造成已损伤的肺泡再次萎陷，尤其是伴高浓度吸氧和发生断开呼吸机回路的操作后，会加重进行性和吸收性肺不张，不利于氧合改善甚至加重低氧血症。其原因是小VT或较低通气压力时，萎陷的肺泡难以复张。

　　在使萎陷肺泡复张的过程中，是吸气压力起主要作用，PEEP的作用主要是提供一个基础压力，维持肺泡的开放状态。上述方法测得的曲线是P—V曲线的吸气相，在转入呼气相后维持同样肺容积的压力要低于吸气相的压力水平，也就是说维持肺泡开放要比打开肺泡所需的压力低。

　　于是临床开始采用所谓“肺开放策略”，即在机械通气过程中间断、短时间应用较大的潮气量或维持较高的气道平台压使更多的肺泡复张(recruitment maneuver，RM)，尔后使用相对低水平的PEEP维持肺泡的开放。具体的方法是：升高PEEP至25～35cmH2O，采用压力控制通气将吸气压设为10～15cmH2O，或采用较大潮气量(10～20ml/kg)使吸气压达到上述水平，使气道平均压达到45～60cmH2O，维持45～60s，尔后恢复到RM前的水平。

　　王辰等［11］发现RM可以防止小VT所致的继发性肺不张，同时即使在RM后将PEEP降到LIP水平以下，氧合效果可以与采用较高水平的PEEP所得到的改善类似，而气道压力则要低于后者。国内易丽等［12］研究发现小潮气量通气加肺复张可改善ARDS的氧合功能。其机制有：(1)通过肺泡复张增加有效肺容积，改善气体分布，减少肺内分流，改善了通气/血流比值；(2)RM持续一段时间可使不同时间常数的肺泡逐渐开放，延长了气体交换时间；(3)减少了肺泡周期性开闭所致的剪切力损伤和肺泡表面活性物质的丢失；(4)减轻肺水肿。成为肺保护性通气策略的重要补充。

　　肺复张法也为设定合适的PEEP提供了一种新的方法，在RM后将高水平的PEEP逐渐下调，血氧饱和度(SpO2)可保持相对稳定，降到一定水平的SpO2突然大幅下降，此时可认为是大量的肺泡重新萎陷，此压力+2～5cmH2O即为“最佳PEEP”或“合适的PEEP”。由此也可看出，最佳PEEP水平并不是一成不变的，随着更多的肺泡复张，PEEP水平可逐渐降低，这也预示着患者肺损伤的好转。需要注意的是ARDS早期以肺水肿为主时应用RM的效果较好，后期因发生肺纤维化导致效果降低，一次复张的效果可维持4～6h，因此要定期实施，而且进行吸痰或断开呼吸机等操作时作用即消失，应重新进行肺复张。RM过程中气道压力较高，所以应在循环功能相对稳定时进行，减少对循环的不利影响。

　　经过近50年的研究和临床实践，ARDS的机械通气策略不断变化，从常规潮气量通气到小潮气量+最佳PEEP的“肺保护性通气策略”，再到“肺开放策略”的补充，说明只有针对具体的病人、不同的病因和疾病发展的不同阶段，采用“个体化”的通气策略才能改善治疗效果。虽然ARDS的机械通气的疗效较以前有了很大改善，但是在临床实践中还是有较多的问题需要解决，如临床测定P—V曲线方法繁琐，而结果欠准确，如何找到简便而准确的测定方法；或者说如何找到一种简便的确定最佳PEEP的方法；如何设定合适的潮气量以减轻或避免小潮气量通气所带来的“高碳酸血症”等，都是临床亟须解决的问题。

　　［参考文献］

　　1  Bernard GR,Artigas A,Brigham KL,et al.Report of the American-European consensus conference on ARDS:definition,mechanisms,relevant outcomes and clinical trial coordination.Intensive Care Med,1994,20:225-232.

　　2  陈灏珠.实用内科学.北京：人民卫生出版社，2003，1676-1682.

　　3  Gattioni L,Bombino M,Pelosi P,et al.Lung structure and function in different stages of severe adult respiratory distress syndrome.JAMA,1994,1772-1779.

　　4  朱蕾，钮善福.机械通气.上海：上海科技出版社，2001，326.

　　5  俞森祥.现代机械通气的监护和临床应用.北京：中国协和医科大学出版社，2000，53.

　　6  陈永铭.肺保护性通气策略对急性呼吸窘迫综合征家兔血管外肺水的影响.中华结核和呼吸杂志，2005，25：615-618.

　　7  赵晓巍.肺保护性机械通气对急性肺损伤家兔血氧合指数及支气管肺泡灌洗液细胞因子和酶的影响.中国临床康复，2005，9：66-68.

　　8  解立新，刘又宁.肺保护性通气对肺内外源性急性呼吸窘迫综合征外周血和肺泡灌洗液中炎性介质影响的比较.中国危重病急救医学，2004，16：262-266.

　　9  燕艳丽，邱海波.肺保护性通气对急性呼吸窘迫综合征家兔肺外器官炎症反应的影响.中华急诊医学杂志，2004，13：804-807.

　　10  邱海波.呼气末正压对急性呼吸窘迫综合征肺复张容积及氧合影响的临床研究.中国危重病急救医学，2004，16：399-402.

　　11  王辰.肺复张后不同呼气末正压和潮气量调节策略对防止肺泡萎陷效果的实验研究.中华结核呼吸杂志，2005，28：763-768.

　　12  易丽.小潮气量通气及肺复张法对急性呼吸窘迫综合征疗效的影响.中国危重病急救医学，2005，17：472-476.

　　(编辑：唐  城)

　　作者单位： 430080 湖北武汉，武钢总医院呼吸内科