急性呼吸窘迫综合征机械通气策略的再评价
原作者： 邱海波 文章来源： 中华急诊医学杂志　 发布日期：2003-07-16

1967年Ashbaugh首先提出急性呼吸窘迫综合征(ARDS)以来,无论是其发病机制,还是治疗手段均取得了长足的进步.但是直到今天,ARDS仍然是急诊和危重病患者最严重的致命并发症之一,病死率高达30%～60%.机械通气是ARDS最重要的支持和治疗手段,应用合理的机械通气策略,有可能最终降低ARDS患者的病死率.传统ARDS通气策略是采用较大水平的潮气量(10～15ml/kg)促进萎陷的肺泡复张,维持正常的动脉血气,以最小的呼气末正压(PEEP)达到"足够"的动脉氧合.近年的研究显示传统的通气策略是片面的,对机体有害.易导致肺泡过度膨胀,引起呼吸机相关性肺损伤,包括气压伤(barotrauma).容积伤(volumetrauma).萎陷伤等.实际上,呼吸机相关性肺损伤的本质是生物性肺损伤(biotrauma),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.10年前我们就注意到,仅有13%的ARDS死于呼吸衰竭,而且绝大多数患者死于肺外器官衰竭或MODS,但其机制并不清楚.不合理的机械通气治疗使ARDS向MODS发展,增加ARDS病死率.这是近10年来有关ARDS发病机制与预后,特别是ARDS与MODS内在联系的重大研究进展.ARDS呼吸机相关肺损伤导致MODS的实验和临床证据包括:(1)肺脏是炎症细胞激活和聚积的重要场所:肺泡面积达50～100m2,巨大的毛细血管床内含有大量粒细胞.其次,肺泡巨噬细胞是肺脏中最丰富的非实质细胞.发生急性肺损伤时,大量炎症细胞在肺内聚积激活,同时炎症细胞释放大量炎症介质,介导组织损伤.(2)肺实质细胞可释放炎症介质:不仅肺泡巨噬细胞参与炎症反应,肺泡上皮细胞.肺毛细血管内皮细胞和间质细胞也参与局部炎症反应的发生和放大.肺泡Ⅰ型和Ⅱ型上皮细胞受到过度牵张时,肿瘤坏死因子(TNFα).白细胞介素(IL)8等炎症细胞因子的表达明显增加,强烈提示,应用大潮气量实施机械通气或肺泡过度膨胀时,肺泡上皮细胞受到的机械牵张等力学刺激,也是损伤性刺激因子,进一步导致或加重肺损伤.(3)肺泡和肺间质炎症介质移位:传统的高潮气量和低PEEP等损伤性通气策略,导致动物肺泡灌洗液和血浆中TNFα和巨噬细胞炎症蛋白(MIP)2浓度明显升高.说明气压伤不仅可引起肺组织局部炎症反应,加重肺损伤,而且可导致炎症介质向体循环移位,介导全身性炎症反应,进而引起MODS.最近欧洲两个随机临床研究也获得同样结果.传统机械通气策略加重肺损伤,并可能诱发MODS,因此,探索和实施保护性的ARDS机械通气策略势在必行.随着对ARDS病理生理特征的认识,近年来提出了肺保护性通气策略,在改善低氧血症的同时,尽可能避免呼吸机相关性肺损伤和MODS,有可能最终降低ARDS患者的病死率.肺容积明显降低是ARDS最重要的病理生理特征.严重的ARDS患者,仅20%～30%肺泡能参与通气,ARDS患者的肺实际上是"小肺"或"婴儿肺".应用常规潮气量进行机械通气时,必然引起肺泡过度膨胀和呼吸机相关肺损伤.小潮气量通气和允许性高碳酸血症(PHC)是最重要的肺保护性通气措施之一.降低潮气量,则会导致PaCO2升高,即PHC.一般情况下,潮气量4～7ml/kg时,允许PaCO2增高到40～80mm Hg.pH值达7.10～7.20时,患者通常能较好耐受.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<35cmH2O(1cmH2O=98.0665Pa)时,有利于防止呼吸机相关肺损伤.我们通过床边监测重度ARDS患者压力-容积(P-V)曲线高位转折点,发现传统的大潮气量(12～15ml/kg)通气时,气道平台压>45cmH2O,P-V曲线出现高位转折点,提示肺泡过度扩张,有可能发生呼吸机相关肺损伤;而采用较小潮气量(6～8ml/kg)通气时,气道平台压<45cmH2O,P-V曲线高位转折点消失.实施PHC防止肺泡过度膨胀,可避免肺损伤恶化和MODS,但主要适用于重度ARDS.对于中轻度ARDS,并非需要严格实施PHC,密切实时监测肺力学特征仍然是很必要的.保证气道平台压力<35cmH2O,肺容积低于P-V曲线高位转折点水平,是呼吸机相关肺损伤防治的关键.遗憾的是,尽管PHC能够明显降低间质气肿和气胸的发生率,但并不能完全预防呼吸机相关肺损伤,而且对ARDS患者病死率无明显影响.单纯应用PHC甚至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,而且需应用PEEP使塌陷的肺泡复张,避免肺泡周期性的塌陷和复张,以达到预防呼吸机相关肺损伤和MODS的目的.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.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,实用性均较差.最近应用低流速法(<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.一般以准静态P-V曲线低位转折点压力高2～3cmH2O作为最佳PEEP.最佳PEEP的应用,使肺保护性通气策略趋于完善.随机临床研究证实,肺保护性通气策略组(小潮气量+最佳PEEP)患者,肺泡灌洗液中TNFα.IL1β和IL6明显降低,而传统通气策略组肺泡灌洗液中炎症介质的浓度进行性升高.更令人兴奋的是,最近美国国立卫生研究所(NIH)主持的多中心随机ARDS临床研究显示,与传统大潮气量(11.8ml/kg)比较,小潮气量(6.2ml/kg)+最佳PEEP明显缩短ARDS患者机械通气时间,而且病死率显著降低(分别为39.8%和31.0%).这一结果标志着ARDS治疗策略根本性的突破.应用小潮气量+最佳PEEP为主要内容的肺保护性通气策略,不仅是重要的肺脏支持性治疗措施,也成为ARDS病因性治疗及MODS防治的重要手段之一.鉴于ARDS仅13%死于严重低氧血症,肺保护性通气策略降低ARDS病死率,推测与防止呼吸机相关性肺损伤及其介导的全身炎症反应有关,进而防止了MODS的发生.进一步探讨肺保护性通气策略与生物性肺损伤,特别是MODS的关系,是当前临床研究的重要方向.