呼吸机相关性肺损伤与保护性肺通气策略 万勇 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 AssociatedLungInjury VALI 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 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 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 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 Babylung 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 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 主要机理 3气压伤及肺内菌群迁移 Barotraumaandbacterialtranslociation 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 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 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 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 通气策略 最佳PEEPPEEP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 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 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 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 ARDS患者的P V曲线 通气策略 2000年ARDSNetwork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 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 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 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 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 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 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 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 谢谢大家