肺復(fù)張通氣策略治療重癥呼吸窘迫綜合征的研究進展

冀湧

·綜述·

肺復(fù)張通氣策略治療重癥呼吸窘迫綜合征的研究進展

冀湧

【摘要】急性呼吸窘迫綜合征是指由心源性以外的各種肺內(nèi)、外致病因素導致的急性、進行性呼吸衰竭。其發(fā)病急、進展快，病情嚴重，容易發(fā)生呼吸衰竭而危及生命。目前治療該病尚無特效的治療治療方法。本文從機械通氣-肺復(fù)張角度，綜述近年來對該病的治療方法。

【關(guān)鍵詞】呼吸窘迫綜合征；肺復(fù)張；綜述

1967年，急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）首先由Ashbaugh提出［1］，將呼氣末正壓（PEEP）作為治療ARDS低氧血癥的重要方法。ARDS的主要病理改變是肺廣泛性充血水腫和肺泡內(nèi)透明膜的形成，引起肺間質(zhì)和肺泡水腫，肺泡II型細胞分泌的肺泡表面活性物質(zhì)減少，導致小氣道陷閉和肺泡萎陷不張。肺泡萎陷是肺泡通氣/血流比例失調(diào)的主要原因［2］，參與通氣的肺泡明顯減少是ARDS最重要的病理生理特點之一。通過觀察ARDS患者胸部CT，發(fā)現(xiàn)其肺水腫和肺不張在肺內(nèi)呈“不均一”分布，存在于重力依賴區(qū)（仰臥位時靠近背部區(qū)域），而在非重力依賴區(qū)的肺泡通氣正常。機械通氣主要的作用部位在重力依賴區(qū)，對早期ARDS實施肺復(fù)張方法的成功率相對較大。由于肺水腫和肺泡萎陷，使得肺功能殘氣量和有效參與換氣的肺泡數(shù)量明顯減少，從而形成了“小肺”或“嬰兒肺”的基礎(chǔ)［2］。同時，也成為小潮氣量通氣、低氣道內(nèi)壓平臺壓和允許性高碳酸血癥等措施被廣泛應(yīng)用的理論基礎(chǔ)［3］。ARDS的治療目前尚無特異性方法，尋找高效并適宜的治療ARDS的措施是一項重要的臨床任務(wù)。

1　肺復(fù)張通氣策略的研究

Lachmann于20多年前就提出了“肺開放”的概念［4］，其目的有二：一是讓已萎陷的肺泡再次復(fù)張，并能保持膨脹狀態(tài)，二是讓有萎陷趨勢的肺泡不發(fā)生萎陷。對此，“肺開放”的研究者便開始了各種研究途徑。首先，Suter［5］提出選擇最佳PEEP的標準，而其他學者也提出多種選擇最佳PEEP的方法，但是都存在一定的局限性。目前，實施肺復(fù)張通氣策略（Recruitment Maneuers，RMs）的方法很多，如氣道壓力釋放通氣、高頻震蕩通氣、俯臥位通氣等。其中，引起廣泛關(guān)注的有3種：控制性肺膨脹（Sustained Inflation，SI）、高水平PEEP和嘆息樣通氣。由于學者們在實施RMs的方式、持續(xù)時間、壓力水平各有不同，臨床應(yīng)用無統(tǒng)一標準，多年來，臨床研究專家對實施RMs也沒有達成一個專家共識。

2　有創(chuàng)通氣肺復(fù)張通氣策略的研究

近年來，研究小潮氣量、PEEP及RMs的肺保護性通氣策略已越來越多的被醫(yī)務(wù)工作者重視，并應(yīng)用臨床治療越來越多的ARDS患者。但是，由于機械通氣造成的呼吸機相關(guān)性肺損傷，以及對循環(huán)系統(tǒng)的不良反應(yīng)也越來越多地引起人們的重視。在選擇最佳 PEEP的問題上引起研究者的極大關(guān)注。Suter等［5］研究認為，體內(nèi)既能改善氧合，又能減輕ARDS癥狀的PEEP是最佳PEEP。Hickling［6］認為能達到最大氧輸送，滿足機體氧代謝的最低PEEP，才是最佳PEEP。隨著臨床和動物實驗等研究的開展，近年來出現(xiàn)了許多尋找最佳 PEEP的方法。如壓力-容積（P-V）曲線法：Hickling［7］利用數(shù)學模型發(fā)現(xiàn)在呼吸圖形中吸氣支下拐點（LIP）之上仍有肺復(fù)張，LIP只是肺復(fù)張的開始而非結(jié)束。Albaiceta等［8］使用CPAP模式對早期ALI患者進行通氣，發(fā)現(xiàn)在呼氣曲線拐點（PMC）附近的氣道壓力比在LIP附近時有較高的正常通氣肺組織，認為應(yīng)用PMC選擇最佳PEEP合適。而La Follette等［9］總結(jié)前人研究最佳PEEP各種實踐和理論觀點，認為利用P-V曲線呼氣支的拐點來確定最佳PEEP是RMs最好的方法。

在臨床應(yīng)用中，選擇PEEP時我們應(yīng)綜合考慮以下4方面因素：肺部形態(tài)學的改變、P-V曲線的形狀、不同PEEP水平下的氣體交換情況、血流動力學是否穩(wěn)定。在權(quán)衡以上各項的優(yōu)劣后，再作出設(shè)定最佳PEEP的方法。Villar［10］研究ARDS模型中認為，最佳PEEP的可選擇區(qū)域是很寬的，而沒有通用的PEEP水平和根據(jù)某種公式計算得到，往往是根據(jù)患者病情的發(fā)展情況、疾病的嚴重程度和所想得到的治療目標進行個體化設(shè)定。同時，需要密切監(jiān)測患者血氣分析、血流動力學指標，防止加重患者病情的情況發(fā)生。

3　無創(chuàng)通氣肺復(fù)張通氣策略的研究

除了有創(chuàng)通氣實現(xiàn)肺復(fù)張策略外，目前無創(chuàng)通氣的肺復(fù)張策略研究也逐漸增多。最常用無創(chuàng)通氣是經(jīng)鼻-面罩氣道正壓通氣。其原理為：呼吸機在患者吸氣時，通過鼻-面罩提供一定的氣道壓力支持，以克服吸氣阻力而擴張萎陷的肺泡，又稱壓力支持通氣。主要有3種：（1）雙水平氣道正壓通氣（BiPAP），具有同步、分別調(diào)節(jié)吸氣末和呼氣末正壓設(shè)置，能分別對吸氣相和呼氣相提供不同水平的壓力輔助通氣。（2）持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP），也稱自主呼吸，是指有自主呼吸的患者在整個呼吸周期中接受高于大氣壓的氣體，由于呼氣末增加了氣體存留，增加功能殘氣量，防止了呼氣末肺泡萎陷、從而提高氧合和減少肺內(nèi)分流。（3）自動調(diào)節(jié)氣道正壓（Auto CPAP），原理與CPAP相似，Auto CPAP呼吸機即全自動持續(xù)正壓通氣，可在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)，根據(jù)患者氣道阻塞情況，自動調(diào)整治療壓力，提高了治療舒適度。不同之處在于autoCPAP呼吸機能夠同時監(jiān)測到呼吸暫停、低通氣、打鼾、氣流受限等事件，并能夠?qū)τ诓煌暮粑录鞒龇磻?yīng)并進行壓力調(diào)整，主要用于阻塞型睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者。

自從1990年Sanders用BiPAP治療阻塞性呼吸睡眠綜合征成功后，世界上許多公司研制出各種型號的BiPAP呼吸機。所有的無創(chuàng)BiPAP通氣原理是相同的：通過面罩或鼻罩對有自發(fā)性呼吸的患者提供吸氣、呼氣雙水平的壓力支持。近年來，BiPAP臨床應(yīng)用也較前更是廣泛流行。無創(chuàng)通氣治療呼吸衰竭的患者，其臨床療效是肯定的［11］。Castill等［12］實驗研究提示，BiPAP組較對照組可改善患者2 h內(nèi)的意識狀態(tài)，治療6 h的PaCO2和pH得到改善；氣管插管率和平均住院時間較對照組減少。若應(yīng)用無創(chuàng)通氣方法恰當，其可改善肺通氣量，改善氧合功能，減少呼吸肌做功，使呼吸肌得以適當?shù)匦菹?，促進患者的康復(fù)和降低病死率。

4　實驗中肺復(fù)張通氣策略的研究

臨床實驗提示，患者大多都能很好耐受RMs的相應(yīng)操作。肺復(fù)張通氣策略能增加ARDS患者的肺容積，同時有效的肺復(fù)張還能改善氣體交換及減輕機械通氣相關(guān)性肺損傷。Lim等研究認為［13-14］，肺復(fù)張可引起狗心臟指數(shù)下降。SI可以通過CPAP、壓力控制通氣和BiPAP等模式實施，其壓力多在35～60 cm H2O水平，維持15 s～2 min［15-19］。研究結(jié)果證明［20］，PEEP選擇30～45 cm H2O水平，維持20 s是安全的。Fujino等［21］起始使用PEEP 20 cm H2O，緩慢增加至40 cm H2O，每30 min重復(fù)1次，維持2 min，可以很好地實施RMs，臨床未出現(xiàn)肺部損傷。因此，為達到最佳的RMs效果，必要時可重復(fù)實施RMs。另外，研究發(fā)現(xiàn)［22］反復(fù)SI除了可增加肺容量、改善氧合和通氣/血流比外，還能通過對血流動力學和肺內(nèi)皮細胞通透性的影響，減少肺水腫液的形成。Suh等［23］對ARDS患者實施RMs方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者臨床癥狀明顯好轉(zhuǎn)，呼吸窘迫消失，呼吸及氧合改善，呼吸頻率、動脈氧分壓、肺順應(yīng)性治療前后對比，有顯著意義，治療效果較好。Menezea等［24］在ARDS的動物模型中發(fā)現(xiàn)直接肺損傷的基本結(jié)構(gòu)是肺泡上皮，引起肺內(nèi)炎癥反應(yīng)。

5　討論

眾所周知，采用最佳PEEP是進行肺復(fù)張通氣策略，其治療效果和實施的壓力水平密切相關(guān)，是ARDS患者改善氧合的重要治療方法之一。機械通氣目的是使用呼吸機讓萎陷的肺泡復(fù)張，能保持持續(xù)正常功能，使ARDS患者渡過危險期而安全撤機。通氣策略采用RMs［25］，可以限制氣道高壓，以減少肺損傷的發(fā)生［26］。Lim等［27］研究提示，ARDS患者肺復(fù)張后肺部氧合能力的改善與肺復(fù)張后采用的PEEP的水平有關(guān)。在臨床實施肺復(fù)張通氣策略的具體過程時，Barbas等［28］也提出設(shè)置PEEP的不同方法。

但是，目前對PEEP水平的調(diào)節(jié)和最佳PEEP的選擇尚無共識，仍是困擾臨床療效的主要問題之一。另外，無創(chuàng)通氣加肺復(fù)張通氣策略治療NRDS也有廣闊的臨床應(yīng)用前景，今后根據(jù)患者個體的差異尋找最佳的PEEP是肺復(fù)張研究的一個重要內(nèi)容。

參考文獻

［1］Ashbaugh DG，Bigelow DB，Petty TL，et al. Acute respiratory distress in adults［J］. Lancet，1967（Ⅱ）：319-323.

［2］Slutsky AS，Hudson LD. PEEP or No PEEP Lung recruitment may be the solution［J］.N Engl J Med，2006，354（17）：1839-1841.

［3］Chonghaile M，Higgins B，Laffey J G.Permissive hypercapnia：role in protective lung ventilatory strategies［J］. Curr Opin Crit Care，2005，11（1）：56-62.

［4］Lachmann B.Open up the lung and keep the lung open［J］. Intensive Care Med，1992（18）：319.

［5］Suter PM，F(xiàn)airley B，Isenberg MD.Optimum end-expiratory airway pressure in patients with acute pulmonary failure［J］. N Engl J Med， 1975，323（292）：284-289.

［6］Hickling KG.Reinterpreting the pressure-volume curve in patients with acute respiratory distress syndrome［J］. Curr Opin Crit Care，2002，8（8）： 32-38.

［7］Hickling KG.The pressure-volume curve is greatly modified by recruitment. A mathematical model of ARDS lungs［J］. Am J Respir Crit Care Med，1998（158）：194-202.

［8］Albaiceta GM，Taboada T，ParraD，et al.Tomographic study of the inflection point sof the pressure-volume curve in acute lung injury［J］. Am J Respir Crit Care Med，2004（170）：1066-1072.

［9］La Follette R，Hojnowski K，Norton J，et al.Using pressurevolume curves to set proper PEEP in acute lung injury［J］. Nurs Crit Care，2007（12）：231-241.

［10］Villar J.Positive end-expiratory pressure or no positive endexpiratory pressure：is that the question to be asked？ ［J］. Crit Care，2003（7）：192.

［11］中華醫(yī)學會呼吸病學分會臨床生理及ICU學組.無創(chuàng)通氣臨床應(yīng)用中的幾點建議［J］. 中華結(jié)核和呼吸雜志，2002，25（3）：130.

［12］Castillo D，Barrot E. Noninvasive positive pressure ventilation for acute respiratory failure in chronic obstructive pulmonary disease in a general respiratory ward［J］. Med Clin Barc，2003（120）：647-651.

［13］Lim SC，Adams AB，Simonson DA，et al.Transient hemodynamic effects of recruitment maneuvers in three experimental models of acute lung injury［J］. Crit Care Med，2004，32（12）：2378-2384.

［14］李家瓊，邱海波，楊毅，等.不同肺復(fù)張方法對急性呼吸窘迫綜合征犬血流動力學的影響［J］. 中華內(nèi)科雜志，2006，45（9）：755-757.

［15］The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome［J］. N Engl J Med，2000，348（342）：1301.

［16］Grasso S，Mascia L，Del Turco M，et al.Effects of recruiting maneuvers in patients with acute respiratory distress syndrome ventilated with protective venilatory strategy［J］. Anesthesiology， 2002 （96）：795.

［17］Oczenski W，Hormann C，Keller C，et al.Recruitment maneuvers after a positive end2expiratory pressure trial do not induce sustained effectsin early adult rspiratory distress syndrome［J］. Anesthesiology，2004（101）：620.

［18］Villagra，Ochagavia A，Vatua S，et al.Recruitment maneuvers during lung protective ventilation in acute respiratory distress syndrome［J］. Am J Respir Crit Care Med，2002（165）：165.

［19］James AF，Danny FM，Jorge A，et al.Differential effect of sustained inflation recruitment maneuvers on alveolar epithelial and lung endothelial injury［J］. Crit Care Med，2005，33（33）：181.

［20］Lapinsky SE，Aubin M，Mehta S， et al.Safety and efficacy of a sustained inflationfor alveolar recruitment in adults with respiratory failure［J］. Intensive Care Med，1999（25）：1297.

［21］Fujino Y，Goddon S，Dolhnikoff M，et al.Repetitive highpressure recruitment maneuvers required to maximally recruit lungin a sheep model of acute respiratory distress syndrome［J］. Crit Care Med，2001，29（29）：1579.

［22］陳永銘，楊毅，邱海波，等. 肺保護與肺開放通氣策略對急性呼吸窘迫綜合征家兔血管外肺水的影響［J］. 中華結(jié)核和呼吸雜志，2005（28）：615.

［23］SUH G Y，KWON O J，YOON J W，et al. A practicalprotocol for titrating optimal PEEP in acute lung injury recruitment maneuver and PEEP decrement［J］. J Korean Med Sci，2003（18）：349-354.

［24］Menezea SL，Bozza PT，Neto HC，et al. Pulmonary and extrapulmonary acute lung injury： inflammatory and ultrastructural analyses［J］. J Appl Physiol，2005，98（5）：1777-1783.

［25］黃曉梅，曾勉. 肺復(fù)張策略在急性呼吸窘迫綜合征治療中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀［J］. 中國呼吸與危重監(jiān)護雜志，2006（5）：393-396.

［26］Povoa P，Alm eida E，F(xiàn)ernandes A，et al.Evaluation of a recruitment maneuverwith positive inspiratory pressure and high PEEP in patients with severe ARDS［J］. Acta Anaesthesiol Scand，2004（48）：287-293.

［27］Lim SC，Adams AB，Simonson DA，et al.Intercomparison of recruitment maneuver efficacy in three modelsof acute lungin jury［J］. Crit Care Med，2004，32（12）：2371-2372.

［28］Barbas CS，de Matos GF，Okamoto V，et al. Lung rucruitment maneuversin acute respiratory distress syndrome［J］. Respir Care Clin N Am，2003（9）：401-418.

Research Progress of Pulmonary Ventilation Strategy in Treatment of Severe Respiratory Distress Syndrome

JI Yong ICU， Children's Hospital of Shanxi Provincial， Taiyuan Shanxi 030013，China

［Abstract］Objective Acute respiratory distress syndrome （ARDS） is an acute and progressive respiratory failure which caused by a variety of pulmonary and external pathogenic factors.It is characterized by its incidence of acute， rapid progress， serious illness， prone to respiratory failure to endanger life. There is no effective treatment for the disease at present. In this paper， the treatment of the disease is reviewed from the point of view of mechanical ventilation and pulmonary rehabilitation.

［Key words］Respiratory distress syndrome， Pulmonary rehabilitation，Review

【中圖分類號】R56

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-9308（2016）13-0081-03

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2016.13.051

作者單位：山西省兒童醫(yī)院重癥醫(yī)學科，山西 太原 030013