呼吸机相关性肺损伤 与保护性肺通气策略 万 勇 1 概 念 机械通气作为急性肺损伤 ALI 与 急 性呼吸窘迫综合症 ARDS 的主要 治 疗手段 其本身也可能在一定程度上 产生或加剧肺部的损伤 这种与机械通 气有关的肺部损伤被称为呼吸机相关性 肺损伤 Ventilator Associated Lung Injury VALI 2 主要机理 一 生物化学性损伤 生化损伤 biotrauma 指的是伤害性刺激 介导的局部组织器官或全身性的炎性反应 实际上 呼吸机相关性肺损伤的本质是生 物性肺损伤 诱发或加重局部和全身炎症反应 加重ARDS 成为多器官功能障碍综合征 MODS 的启动因素 3 主要机理 动物研究结果 在大鼠的高容量通气模型中发现 其肺泡 灌洗液中的肿瘤坏死因子 TNF 白介 素1 IL 1 白介素6 IL 6 等可升高50 倍以上 其相关黏附因子的表达也明显增加 4 主要机理 二 生物物理性损伤 1 容积伤 Volutranma 2 萎陷伤 Atelectotrauma 3 气压伤 Barotrauma 5 主要机理 1 容积伤 Volutranma ARDS患者广泛肺泡萎陷和不张 能够进行有效通气的肺组织明显减少 所谓 婴儿肺 Baby lung 正常标准潮气量的机械通气 剪切力增加 损伤肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞 6 主要机理 2 萎陷伤 Atelectotrauma 由于ARDS患者不同肺区域之间顺应性的 显著差别所致的剪切力形成的这种肺损伤 当某一肺泡萎陷后 其周围的肺泡组织 将被迫承受更大的拉力 并且使萎陷肺泡复 张时所产生的剪切力将远大于气道压力 有 报道气道压力为30cmH2O 时 复张萎陷肺 泡产生的剪切力可高达140cmH2O 高剪切 力及对萎陷肺泡周围组织反复拉伸可造成明 显的肺损伤 7 主要机理 3 气压伤及肺内菌群迁移 Barotrauma and bacterial translociation ARDS患者功能性肺组织明显减少 使用常 规机械通气治疗时导致气道高压 过高的气道 压力加重肺泡上皮的损害 使气体进入间质组 织 分布于纵隔 胸腹膜及皮下组织 动物模型证实在高跨肺压将明显加速肺泡 内茵群向血液循环内迁移的速度 肺水的积聚 表面活性物质的丧失等均是可能的诱因 由 此产生的菌血症将又可能产生新的损害 8 通气策略 一 肺保护性通气 1 小潮气量通气和允许性高碳酸血症 PHC 降低潮气量 则会导致动脉血二氧化碳分 压升高 即PHC 一般情况下 潮气量4 7ml kg时 允许动脉血二氧化碳分压增高到 40 80mmHg pH降低至7 10 7 20 在这 种情况下 患者通常能较好耐受 9 通气策略 PHC降低ARDS患者吸气末平台压 避免 肺泡过度膨胀 具有肺保护作用 吸气末平台 压反映肺泡跨壁压 当平台压 35cmH2O时 有利于防止呼吸机相关肺损伤 在临床上 PHC能够明显降低间质气肿和气胸的发生率 10 通气策略 2 PEEP 呼气末正压 单纯应用PHC可加重生物性肺损伤 呼气 末大量塌陷的肺泡在吸气初突然开放产生的剪 切力 以及正常肺泡和萎陷肺泡之间的剪切力 损伤 是单纯应用PHC难以防止呼吸机相关肺 损伤的主要原因 有鉴于此 需要应用PEEP 防止肺泡塌陷 使更多的肺泡维持在开放状态 因此 实施肺保护性通气策略 不仅应包括 PHC 而且需联合应用PEEP才能达到预防呼 吸机相关肺损伤和MODS的目的 11 通气策略 最佳PEEP PEEP通过呼气末肺泡内正压的支撑作用 防止肺泡塌陷 改善气体交换 其效应与 PEEP水平密切相关 最佳PEEP可以消除塌陷 肺泡反复复张产生的剪切力 减轻肺损伤 同 时增加功能残气量 改善通气 血流比例 从 而改善低氧血症 但过高水平的PEEP会导致 肺泡过度膨胀 选择最佳PEEP 既可防止呼 气末肺泡萎陷 又能避免肺泡过度膨胀 12 通气策略 方法 静态P V曲线低位转折点法和最大氧输送 法是选择最佳PEEP常用的临床方法 但实用 性均较差 最近应用低流速 8L min 测定动 态肺P V曲线 获得准静态P V曲线 与静态P V曲线高度相关 使床边选择最佳PEEP成为可 能 13 通气策略 P V曲线 压力 容量曲线 通过P V曲线对肺组织顺应性的了解是目前 指导机械通气的有效手段 其中以测定不同潮 气量时的气道压获得的静态压力 容量曲线较为 常用 通过测定P V 曲线的上拐点 气道压大 于此拐点代表肺处于过张状态 及下拐点 气 道压大于此拐点说明小气道开始开放 可将 气道压力调节在两拐点之间的陡直段变化 以 获得最佳的肺顺应性 14 通气策略 应用 在实施机械通气时 应使用呼气末正压 PEEP 结合低潮气量的保护性通气方式 PEEP 的选择大到足以 开肺 即位于P V 曲 线的下拐点之上 一般以准静态P V曲线下拐 点压力以上2 3cmH20作为最佳PEEP 而 潮气量的设定应以气道压力不超过上拐点为宜 15 ARDS患者的P V曲线 16 通气策略 2000 年ARDS Network 协作组进行了一项 大规模的临床研究 分别使用传统机械通气与 小潮气量加最佳PEEP的保护性肺通气措施对 患者进行通气治疗 发现保护性肺通气能明显 缩短呼吸机依赖的时间 并能显著降ARDS 患 者的死亡率 31 与39 8 P 0 007 既往的ARDS 治疗措施虽能在某种程度上缓 解临床症状 但均未证实可提高生存率 因此 保护性肺通气措施目前被认为是 第一个能有 效改善ARDS 预后的治疗方法 17 通气策略 二 肺复张策略 尽管肺保护性通气策略是ARDS机械通气 的重大变革 仍存在一定的局限性 实施保护 性通气策略时 小潮气量使塌陷的肺泡难以复 张 而且肺泡通气量减少 动脉血二氧化碳分 压和肺内分流增加 往往使低氧血症恶化 重 度ARDS患者尤为突出 发生率达10 20 因此 实施肺保护性通气策略的同时 有必 要采用有效措施促进塌陷肺泡复张 18 通气策略 肺复张策略是一种使塌陷肺泡最大限度复 张并保持其开放 以增加肺容积 改善氧合的 方法 是肺保护性通气策略必要的补充 主要手段 1 叹息 2 控制性肺膨胀 SI 3 俯卧位通气 4 部分液体通气 19 通气策略 1 叹息 即为正常生理情况下的深呼吸 一般在呼 吸机上都有此功能 ARDS患者应用叹息后 动脉血氧分压显著增加 可有效促进塌陷肺泡 复张 但其作用短暂 临床价值颇受质疑 20 通气策略 2 控制性肺膨胀 SI SI是一种促使不张肺泡复张和增加肺容积 的新方法 由叹息发展而来 即在吸气开始时 给予足够压力 30 45cmH2O 并持续20 120s 使塌陷肺泡充分开放 同时使时间常数 不同的肺泡达到平衡 塌陷肺泡复张后 在相当时间内 4h 能够 继续维持复张状态 显著增加肺容积 改善肺 顺应性 防止呼吸机相关肺损伤的发生 而且 氧合改善也能维持较长时间 21 通气策略 3 俯卧位通气 ARDS肺损伤以重力依赖区 背部 为主 采 用俯卧位通气有利于背部的肺泡复张 同时心 脏和纵膈对肺的压迫减少 最终改善通气 血 流比值和低氧血症 目前尚缺乏俯卧位通气的 随机对照的临床研究 但作为一种简便的辅助 治疗措施 依然值得临床应用 22 通气策略 4 部分液体通气 通过氟化碳的肺泡灌洗作用 PEEP样效应 在体膜肺效应等治疗作用 部分液体通气促 进肺泡复张 改善低氧血症 23 通气策略 三 总结 肺保护性通气策略是ARDS根本性的治疗 进步 在改善低氧血症的同时 防止呼吸机相 关性肺损伤 乃至MODS的发生 最终降低 ARDS病死率 值得临床推广应用 肺复张策 略作为肺保护性通气策略的必要补充 两者联 合应用有可能进一步改善ARDS预后 24 谢谢大家 25 26