機(jī)械通氣中的肺保護(hù)策略及其研究進(jìn)展

張雪飛 綜述，劉亞林 審校

(重慶市第五人民醫(yī)院麻醉科 400062)

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機(jī)械通氣中的肺保護(hù)策略及其研究進(jìn)展

張雪飛 綜述，劉亞林 審校

(重慶市第五人民醫(yī)院麻醉科 400062)

機(jī)械通氣； 肺保護(hù)； 機(jī)械相關(guān)性肺損傷

機(jī)械通氣是ICU治療重癥患者的一個(gè)基本工具，也是全身麻醉的一個(gè)重要組成部分，但機(jī)械通氣也可能導(dǎo)致并發(fā)癥發(fā)生。對(duì)已經(jīng)患病的肺進(jìn)行機(jī)械通氣或?qū)υ菊５姆螜C(jī)械通氣時(shí)可能造成肺結(jié)構(gòu)和功能的顯著改變，為了區(qū)別這兩種情況，引用兩個(gè)詞：呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷(VALI)和呼吸機(jī)誘發(fā)肺損傷(VILI)，VALI是指先前存在肺損傷的患者，由于與呼吸機(jī)相關(guān)的因素導(dǎo)致肺損傷加劇或惡化，而VILI是指先前正常肺患者，由于與呼吸機(jī)相關(guān)的因素導(dǎo)致了肺部損傷[1]。本文將綜述VILI的機(jī)制，并進(jìn)一步詳述機(jī)械通氣中的肺保護(hù)策略，以期提高機(jī)械通氣的臨床理論指導(dǎo)，減少機(jī)械通氣過程中并發(fā)癥的發(fā)生。

1 機(jī)械通氣中的肺損傷機(jī)制

機(jī)械通氣時(shí)不恰當(dāng)?shù)耐獠呗詫?dǎo)致肺損傷，其機(jī)制包括：(1)較高氣道壓或較大潮氣量導(dǎo)致肺的氣壓/容積傷早就為大家所熟知。(2)呼氣末肺容積過低或肺不張導(dǎo)致終末肺單位反復(fù)的開放和塌陷導(dǎo)致不張傷。(3)在機(jī)械通氣中，即使沒有肺組織解剖上的改變，各種力的作用可以誘導(dǎo)促炎癥反應(yīng)細(xì)胞因子的釋放、白細(xì)胞的募集，局部的炎癥過程的啟動(dòng)稱為生物傷[2]。生物傷的理論基礎(chǔ)是不恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣策略所促發(fā)促炎癥介質(zhì)的釋放和免疫系統(tǒng)的過度激活。生物傷的一個(gè)早期和頻繁的現(xiàn)象是中性粒細(xì)胞從血管床向肺募集，并且由于上述的物理力(氣壓傷、容積傷、不張傷等)的作用，導(dǎo)致了不同的細(xì)胞內(nèi)的介質(zhì)的釋放：由受損傷的細(xì)胞直接釋放；或通過激活上皮、內(nèi)皮、炎癥細(xì)胞的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)而間接釋放。被釋放的這些介質(zhì)中一部分是直接對(duì)肺部有損傷作用，另一部分則可能是相繼使肺發(fā)展為肺間質(zhì)纖維化[3]。這些被釋放的介質(zhì)[4-5]、細(xì)菌[6]、脂多糖[7]從肺泡移位入血循環(huán)，可以導(dǎo)致多器官功能損害甚至死亡[8]。

2 保護(hù)性肺通氣策略

2.1 通氣模式的選擇 在臨床工作中，容量控制通氣(VCV)模式提供規(guī)則的每分通氣量和二氧化碳消除，確保了通氣操作的簡(jiǎn)單化，為臨床所常用通氣模式。近些年，壓力控制通氣(PCV)模式的優(yōu)勢(shì)逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。在Yang等[9]研究表明：和傳統(tǒng)的VCV通氣模式策略相比，PCV模式策略顯示出較高的動(dòng)脈血氧分壓/吸入氧濃度的比值和較少的術(shù)后肺部并發(fā)癥，并且PCV組的氣道峰壓和平臺(tái)壓也是較低的。但也有研究者認(rèn)為：PCV(與VCV相比)降低了氣道峰壓，卻只是維持了相似的血氧指數(shù)[10]。PCV與VCV相比，最主要的好處可能就是降低了機(jī)械通氣中較高氣道壓可能導(dǎo)致的氣壓傷。一項(xiàng)對(duì)膿毒血癥患者的回顧性分析研究表明：在保護(hù)性肺通氣策略中，限制平臺(tái)壓<30 cm H2O不僅可以提高急性肺損傷(ALI)患者的生存率，而且對(duì)沒有ALI但是進(jìn)行機(jī)械通氣的患者的生存率也有提高[11]。這有可能是該策略減少了急性肺實(shí)質(zhì)的損傷?；谶@些隨機(jī)臨床實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，指南推薦控制吸氣末平臺(tái)壓≤30 cm H2O。但是2013年發(fā)表于Anesthesiology雜志的一篇文章認(rèn)為：對(duì)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者，即便控制氣道平臺(tái)壓≤30 cm H2O，仍有可能發(fā)生過度通氣，因此他們認(rèn)為平臺(tái)壓≤25 cm H2O更加安全[12]，當(dāng)然，這需要更多的臨床實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。

2.2 潮氣量 Kim等[13]的研究認(rèn)為：在胸科手術(shù)中，用較高的潮氣量(10 mL/kg預(yù)測(cè)體質(zhì)量)對(duì)術(shù)前肺功能正常的患者進(jìn)行單肺通氣不會(huì)導(dǎo)致任何肺損傷之類的并發(fā)癥，這種方式比小潮氣量通氣聯(lián)合或不聯(lián)合呼氣末正壓(PEEP)能更有效地預(yù)防低氧血癥，而且PEEP在改善動(dòng)脈血氧分壓方面的效果是不確定的。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為機(jī)械通氣的潮氣量為8～10 mL/kg預(yù)測(cè)體質(zhì)量，潮氣量過小，可能促進(jìn)發(fā)生肺不張，而較大的潮氣量，可以增加通氣量，改善氧合。但隨后的觀察發(fā)現(xiàn)用較大潮氣量對(duì)肺進(jìn)行通氣產(chǎn)生的過度拉伸及平臺(tái)壓的增加能導(dǎo)致VILI。除此之外，Pinheiro de Oliveria等[14]的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在對(duì)術(shù)前沒有肺部疾病患者的試驗(yàn)中，小潮氣量聯(lián)合PEEP的機(jī)械通氣模式可以抑制肺部炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生；在大潮氣量通氣組，支氣管肺泡灌洗液中顯著增高的白細(xì)胞介素(IL)-8和腫瘤抑制因子α(TNF-α)水平則支持大潮氣量機(jī)械通氣對(duì)肺損害的可能。回顧性研究和前瞻性研究表明：即便對(duì)手術(shù)中需要短期機(jī)械通氣的患者，小潮氣量機(jī)械通氣也顯示出有利效果[15]。

2.3 PEEP的選擇 VILI的另一機(jī)制是肺不張傷。PEEP的保護(hù)性效應(yīng)就是預(yù)防膨脹不全的終末氣道和肺泡的反復(fù)的開放和塌陷。最近，一個(gè)國(guó)際性多中心的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，比較了對(duì)計(jì)劃施行腹部手術(shù)的患者，術(shù)中運(yùn)用較低水平的PEEP(<2 cm H2O)或較高水平的PEEP(12 cm H2O)聯(lián)合低潮氣量8 mL/kg通氣，發(fā)生術(shù)后肺部并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用較高水平的PEEP組術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率較高，而且，較高水平的PEEP組術(shù)中低血壓的發(fā)生率較高[16]。但也有研究表明：10 cm H2O的PEEP不會(huì)增加血流動(dòng)力學(xué)的損害，也不會(huì)增加術(shù)中液體的需求與術(shù)中失血[17]。而Hoftman等[18]的研究則表明：在胸科手術(shù)中對(duì)通氣側(cè)肺應(yīng)用5～10 cm H2O的PEEP，盡管循環(huán)系統(tǒng)能夠耐受，在大多數(shù)患者，卻沒有能夠改善動(dòng)脈血氧飽和度。只有少部分患者對(duì)術(shù)中的PEEP做出了積極的響應(yīng)。在臨床實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)矛盾結(jié)果一個(gè)可能的原因就是：大多數(shù)是基于氣道壓和氣體交換參數(shù)設(shè)定PEEP值，而不是根據(jù)患者的生理狀況即跨肺壓來滴定PEEP值。不能個(gè)體化考慮每個(gè)患者肺的具體的順應(yīng)性、復(fù)張能力等，簡(jiǎn)單的根據(jù)協(xié)議設(shè)定PEEP將會(huì)增加VILI的風(fēng)險(xiǎn)。ARDS的患者尤其易于發(fā)展成VILI，因?yàn)锳RDS患者的肺實(shí)質(zhì)發(fā)生不均一的損害，導(dǎo)致部分區(qū)域由于肺不張、炎癥滲出等原因而出現(xiàn)低通氣，而另一些區(qū)域出現(xiàn)過度通氣。在這種背景下，最好的通氣策略是通氣量剛好適應(yīng)肺的通氣。因此，根據(jù)跨肺壓來調(diào)整通氣模式的選擇和呼吸機(jī)參數(shù)的設(shè)置不失為一種很好的選擇[19]。目前，測(cè)量跨肺壓的方法有多種，Chiumello等[20]報(bào)道來源于肺彈性測(cè)量出的跨肺壓方法能夠較真實(shí)的反應(yīng)跨肺壓的值，這種方法不需要斷開呼吸機(jī)，因此避免了由于反復(fù)震蕩肺導(dǎo)致的肺損傷的風(fēng)險(xiǎn)及臨時(shí)失去PEEP支持導(dǎo)致的低氧血癥的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 肺泡復(fù)張策略(RMs) 在臨床工作中，即便在通氣中嚴(yán)格限制壓力和潮氣量，仍然有1/3的患者吸氣末肺泡過度擴(kuò)張。用小潮氣量行機(jī)械通氣，肺泡的反復(fù)充氣與塌陷也能夠發(fā)生，導(dǎo)致增加了VILI風(fēng)險(xiǎn)。這種情況主要是發(fā)生在有較大比例肺不張的患者。適當(dāng)水平的PEEP可以防止呼氣末肺泡的萎陷。RMs可以通過暫時(shí)性的增加跨肺壓用來開放塌陷、不張的肺單位。早期運(yùn)用RMs的確能夠使塌陷的肺泡開放，如果在RM后給予一個(gè)合適的PEEP用以維持肺泡的開放，能夠有效改善氧合。一個(gè)多中心的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)證實(shí)：對(duì)中到重度的ARDS患者，早期應(yīng)用高頻振蕩通氣與保護(hù)性通氣策略(小潮氣量聯(lián)合PEEP)相比有較高的病死率，僅僅用于那些合并嚴(yán)重難治性低氧血癥的患者[21]。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，早期APRV通過保留肺泡上皮的完整性、降低肺水腫、保留表面活性物質(zhì)、維持肺泡的穩(wěn)定性可以預(yù)防臨床和組織學(xué)上的肺損傷[22]，但這一方法還有待臨床研究中的進(jìn)一步證實(shí)。

2.5 吸入氧濃度 在全身麻醉手術(shù)期間，使用較高濃度的氧有幾點(diǎn)原因：(1)充足的氧供能降低術(shù)后惡心嘔吐和術(shù)后傷口感染的發(fā)生率[23]；(2)運(yùn)用較低的潮氣量進(jìn)行通氣時(shí)，尤其是聯(lián)合較低水平的PEEP，可能會(huì)促進(jìn)肺膨脹不全，因此增加肺內(nèi)的分流，較高的吸入氧濃度可預(yù)防和治療低氧血癥[24]，改善外周的氧合；(3)減少創(chuàng)傷性感染的風(fēng)險(xiǎn)[25]。但長(zhǎng)時(shí)間吸入較高濃度的氧導(dǎo)致高氧血癥，可誘發(fā)肺損傷和增加氧化應(yīng)激，以及與吸收性肺不張的發(fā)展有關(guān)并增加肺部分流[26]。另外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，用100%的氧雙肺通氣1 h或單肺通氣3 h的動(dòng)物比用低于50%的氧通氣的動(dòng)物有較大的肺部炎癥損害，說明純氧吸入增加了肺部損傷[27]。更有研究報(bào)道，較高的術(shù)中吸入氧濃度與腹部腫瘤手術(shù)患者的長(zhǎng)期病死率相關(guān)[28]。權(quán)衡利弊，在機(jī)械通氣中，為了保證滿意的血氧分壓和減少肺部損傷，應(yīng)該在保證機(jī)體足夠氧合的基礎(chǔ)上盡量降低吸入氧濃度。

3 結(jié) 論

目前，對(duì)不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣會(huì)誘導(dǎo)或加重肺損傷已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)同，小潮氣量聯(lián)合適當(dāng)水平PEEP以及壓力限制模式通氣策略對(duì)改善VALI、VILI預(yù)后具有重要意義，是當(dāng)今肺保護(hù)性通氣策略的主要進(jìn)步。臨床工作中，醫(yī)師應(yīng)針對(duì)患者具體情況采取適當(dāng)?shù)?、個(gè)體化的肺保護(hù)策略，使機(jī)械通氣的管理更加有效和合理，盡量減少機(jī)械性通氣肺損傷的發(fā)生。

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