不同肺復(fù)張模式對(duì)ARDS患者呼吸力學(xué)及呼出氣冷凝液炎癥因子的影響

倪瑞云 張建國(guó) 王振紅 熊 瑛 周廷發(fā) 劉清敏

1 郯城縣第一人民醫(yī)院急診科 臨沂 276100；2 臨沂市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科

?

不同肺復(fù)張模式對(duì)ARDS患者呼吸力學(xué)及呼出氣冷凝液炎癥因子的影響

倪瑞云1張建國(guó)2王振紅2熊 瑛2周廷發(fā)2劉清敏2

1 郯城縣第一人民醫(yī)院急診科 臨沂 276100；2 臨沂市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科

目的 比較控制性肺膨脹(SI)和壓力控制(PCV)兩種肺復(fù)張模式對(duì)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者肺氧合功能、呼吸力學(xué)、呼出氣冷凝液炎癥因子及血流動(dòng)力學(xué)的影響。方法 45例ARDS患者隨機(jī)分為對(duì)照組、SI組和PCV組。對(duì)照組使用保護(hù)性肺通氣治療；SI組在保護(hù)性肺通氣基礎(chǔ)上使用控制性肺膨脹治療；PCV組聯(lián)合壓控法肺復(fù)張治療。每12 h重復(fù)1次RM，連續(xù)3 d。觀察各組患者治療前、治療12、24、48、72 h各時(shí)間點(diǎn)氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)、氣道峰壓(PIP)、氣道平臺(tái)壓(Pplat)、靜態(tài)肺順應(yīng)性(Cst)。檢測(cè)治療前、治療24、72 h呼出氣冷凝液(EBC)中TNF-α、IL-6、IL-10水平，監(jiān)測(cè)SI組與PCV組RM前后血流動(dòng)力學(xué)變化。結(jié)果 ①三組患者治療12、24、48、72 h各時(shí)間點(diǎn)PaO2/FiO2、Cst均呈上升趨勢(shì)，PIP、Pplat呈下降趨勢(shì)，與治療前比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)間點(diǎn)RM組(SI組和PCV組)PaO2/FiO2、Cst高于對(duì)照組，PIP、Pplat低于對(duì)照組，比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但上述指標(biāo)SI組與PCV組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。②SI組與PCV組患者治療后呼出氣冷凝液(EBC)中TNF-α、IL-6、IL-10水平均呈下降趨勢(shì)，在治療后24、72 h與治療前比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但SI組與PCV組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。③SI組與PCV組在肺復(fù)張時(shí)MAP下降，HR、CVP升高，與復(fù)張前比較差異顯著，PCV組上述指標(biāo)波動(dòng)幅度及持續(xù)時(shí)間均低于SI組，在肺復(fù)張時(shí)、復(fù)張后60、120、300 s兩組上述指標(biāo)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 SI與PCV兩種肺復(fù)張均能改善ARDS患者肺氧合功能、增加肺順應(yīng)性，降低平臺(tái)壓，減輕肺部炎癥反應(yīng)；PCV肺復(fù)張對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響低于SI。

肺復(fù)張；急性呼吸窘迫綜合征；血流動(dòng)力學(xué)；炎癥因子

機(jī)械通氣是急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)重要的治療措施之一，但同時(shí)也可因正壓通氣所致的肺泡過度膨脹和肺泡反復(fù)萎陷/復(fù)張產(chǎn)生的剪切力，引起呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷(VALI)[1]。在開放肺概念的指導(dǎo)下，學(xué)者們提出了肺復(fù)張(recruitment maneuver，RM)策略。RM能使萎陷的肺泡開放，減少肺泡表面活性物質(zhì)的損失，減輕肺部炎癥反應(yīng)，改善肺功能[2]。但不同RM方法對(duì)肺氧合功能、肺部炎性損傷及血流動(dòng)力學(xué)影響可能存在差異。本研究通過觀察壓控法肺復(fù)張與(PCRM)控制性肺膨脹(SI)兩種RM模式對(duì)ARDS肺氧合、呼吸力學(xué)、呼出氣冷凝液(EBC)炎癥因子及血流動(dòng)力學(xué)的影響，系統(tǒng)比較這兩種RM模式對(duì)ARDS的治療效果及安全性。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2012年1月—2013年12月我院重癥醫(yī)學(xué)科收治的45例ARDS患者作為研究對(duì)象。入選標(biāo)準(zhǔn)：所有病例均符合2011年柏林ARDS診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定(收縮壓<90 mmHg或>180 mmHg)；嚴(yán)重的顱內(nèi)高壓；氣胸或支氣管胸膜瘺或肺葉切除術(shù)后2周內(nèi)；慢性疾病終末期；RM過程中出現(xiàn)氧飽和度(SaO2)下降>10%、心律失?；蛐穆?50次/min或>150次/min、收縮壓<90 mmHg或>180 mmHg。

1.2 分組與治療方法 將所選病人按照隨機(jī)化原則分為對(duì)照組、控制性肺膨脹組(SI)和壓控法肺復(fù)張組(PCV)。對(duì)照組應(yīng)用保護(hù)性肺通氣，SI組聯(lián)合控制性肺膨脹，PCV組聯(lián)合壓控法肺復(fù)張治療。

1.2.1 保護(hù)性通氣模式的確定 所有患者均仰臥位，經(jīng)口氣管插管，小潮氣量容量控制通氣(方形波、VT 4～8 mL/kg、f 15～20次/min、吸呼比1∶2)；根據(jù)2004年《重癥膿毒癥和膿毒癥休克治療指南》[4]制定的ARDSNET呼吸機(jī)管理規(guī)定，按不同的吸氧濃度(FiO2)調(diào)整呼氣末正壓的(PEEP)值，盡可能在FiO2<0.6時(shí)達(dá)到目標(biāo)氧合的最小PEEP水平；治療過程中要求氧分壓(PaO2)達(dá)到60～80 mmHg或脈搏氧飽和度(SpO2)為90%～95%；pH值為7.30～7.45；平臺(tái)壓≤30 cmH2O[5-7]。

1.2.2 肺復(fù)張的實(shí)施 SI組與PCV組在保護(hù)性通氣穩(wěn)定后0.5 h即開始RM治療。每次RM前充分鎮(zhèn)靜，將FiO2調(diào)至1.0，持續(xù)5 min后開始RM治療。SI組將呼吸機(jī)模式調(diào)整為CPAP模式，將PEEP在10 s內(nèi)勻速提高至40 cmH20，持續(xù)40 s后將FiO2和PEEP調(diào)至先前水平，恢復(fù)原通氣模式及條件；PCV組將呼吸機(jī)模式調(diào)整為PCV模式，吸氣壓20 cmH2O，I∶E=1∶1，其他參數(shù)不變，PEEP在10 s內(nèi)勻速提高至20 cmH2O，維持氣道峰壓(Ppeak)為40 cmH2O，持續(xù)時(shí)間120 s后將FiO2和PEEP調(diào)至先前水平，恢復(fù)原通氣模式及條件。每12 h重復(fù)1次RM，連續(xù)3 d。

1.3 觀察指標(biāo)和方法

1.3.1 動(dòng)脈血?dú)獗O(jiān)測(cè) 三組病例在治療前、治療12、24、48及72 h各時(shí)間點(diǎn)采集動(dòng)脈血測(cè)血氧分壓(PaO2)，并計(jì)算氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)。

1.3.2 呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè) Puritan Bennett 840呼吸機(jī)監(jiān)測(cè)三組病例治療前、治療12、24、48及72 h各時(shí)間點(diǎn)氣道峰壓(PIP)、平臺(tái)壓(Pplat)及肺靜態(tài)順應(yīng)性(Cst)。

1.3.3 血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè) 經(jīng)右鎖骨下靜脈置中心靜脈導(dǎo)管、橈動(dòng)脈置動(dòng)脈導(dǎo)管，分別接換能器與監(jiān)護(hù)儀連接，記錄SI組與PCV組病例每次RM前、復(fù)張時(shí)、復(fù)張后60、120及300 s的心率(HR)、平均動(dòng)脈壓(MAP)、中心靜脈壓(CVP)。

1.3.4 呼出氣冷凝液(EBC)中TNF-α、IL-6、IL-10水平 分別于治療前、治療24、72 h各時(shí)間點(diǎn)收集2 mL EBC分裝，置-80℃冰箱保存?zhèn)錂z。采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)EBC中TNF-α、IL-6、IL-10濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 用SPSS16.0 for windows軟件分析。計(jì)量資料以表示，多樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析，組內(nèi)多均數(shù)比較采用Dunnett-t檢驗(yàn)，同時(shí)間點(diǎn)組間多均數(shù)比較采用SNK-q檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 三組研究對(duì)象年齡、性別、ARDS病因(肺內(nèi)/肺外)、PaO2/FiO2及APACHEⅡ評(píng)分等基礎(chǔ)資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

表1 三組入選時(shí)基本狀況比較 ±s,n=15

2.2 肺復(fù)張對(duì)呼吸功能的影響 各組患者治療后各時(shí)間點(diǎn)PaO2/FiO2、Cst均呈上升趨勢(shì)，PIP、Pplat均呈下降趨勢(shì)，與試驗(yàn)前比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)間點(diǎn)SI組及PCV組 PaO2/FiO2、Cst均高于對(duì)照組，PIP、Pplat低于對(duì)照組，比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但上述指標(biāo)SI組與PCV組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見圖1～4。

2.3 兩種肺復(fù)張對(duì)EBC炎癥因子的影響 SI與PCV組患者治療后EBC中TNF-α、IL-6、IL-10水平呈下降趨勢(shì)，在治療后24 h、72 h與試驗(yàn)前比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且同時(shí)間點(diǎn)SI組與PCV組低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但SI組與PCV組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表2。

表2 三組患者EBC中TNF-α、IL-6、IL-10比較

注：*P<0.05，**P<0.01與組內(nèi)治療前比較；#P<0.05，##P<0.01與對(duì)照組比較。

2.4 兩種肺復(fù)張對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響 SI組與PCV組在肺復(fù)張時(shí)MAP下降，HR、CVP升高，與RM前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；PCV組上述指標(biāo)波動(dòng)幅度及持續(xù)時(shí)間均低于SI組。兩組在肺復(fù)張時(shí)、復(fù)張后60、120、300 s上述指標(biāo)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見圖5。

3 討論

機(jī)械通氣是ARDS重要的治療措施，但同時(shí)也因正壓通氣所致的肺泡過度膨脹和肺泡反復(fù)萎陷/復(fù)張產(chǎn)生的剪切力，通過炎性細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的作用產(chǎn)生生物傷，引起呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷[8]。RM是借助短時(shí)間較高的吸氣壓力和較高(大于15 cmH2O)的呼氣末正壓，讓萎陷的肺泡復(fù)張，改善氧合功能、減輕肺損傷。RM方法有控制性肺膨脹法(SI)、PEEP遞增法(IP)、壓控法(PCV)，但哪種方法改善肺氧合效果更好，對(duì)呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷及血流動(dòng)力學(xué)影響更小，目前仍無定論。本研究結(jié)果表明，SI組與PCV組治療后各時(shí)間點(diǎn)PaO2/FiO2、Cst呈上升趨勢(shì)，PIP、Pplat呈下降趨勢(shì)，且治療后同時(shí)間點(diǎn)RM組(SI組和PCV組)PaO2/FiO2、Cst高于對(duì)照組，PIP、Pplat低于對(duì)照組(P<0.05或P<0.01)，說明這兩種肺復(fù)張模式均能有效地改善肺氧合，增加肺順應(yīng)性，與文獻(xiàn)[6，9]一致。同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組治療后也有氧合功能及肺順應(yīng)性改善，可能與保護(hù)性肺通氣、原發(fā)病的治療以及液體負(fù)平衡管理等因素有關(guān)。

氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)是ARDS主要病理改變之一，肺部炎癥反應(yīng)與肺損傷程度呈正相關(guān)，同時(shí)機(jī)械通氣會(huì)影響ARDS肺部炎癥反應(yīng)的表達(dá)。呼出氣冷凝液(exhaled breath condensate，EBC)是無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、重復(fù)性收集的下呼吸道標(biāo)本，通過對(duì)EBC的檢測(cè)可以了解ARDS患者肺部炎癥反應(yīng)的變化，成為判斷ARDS治療效果及機(jī)械通氣過程中肺損傷的參考指標(biāo)[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)SI組與PCV組患者治療后呼出氣冷凝液(EBC)中TNF-α、IL-6水平均呈下降趨勢(shì)，在治療后24、72 h與治療前比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，且同時(shí)間點(diǎn)SI組與PCV組明顯低于對(duì)照組(P<0.05或P<0.01)。其機(jī)制可能為肺復(fù)張能夠減少肺泡表面活性物質(zhì)的損失，減輕肺泡上皮與內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，下調(diào)肺部炎癥反應(yīng)有關(guān)[12-14]。本研究還發(fā)現(xiàn)SI與PCV肺復(fù)張明顯降低EBC中IL-10 濃度，說明肺復(fù)張同樣抑制ARDS 肺部抗炎反應(yīng)，有利于恢復(fù)促炎和抗炎反應(yīng)平衡，減輕組織損傷。

筆者發(fā)現(xiàn)，SI組與PCV組患者在應(yīng)用RM過程中均出現(xiàn)MAP下降，HR、CVP升高；但PCV組上述指標(biāo)波動(dòng)幅度及持續(xù)時(shí)間低于SI組，在肺復(fù)張后5 min后恢復(fù)至復(fù)張前水平。說明肺復(fù)張會(huì)對(duì)血流動(dòng)力學(xué)有一過性影響，且壓控法肺復(fù)張對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響小于控制性肺膨脹。其原因可能是應(yīng)用RM時(shí)胸內(nèi)壓增加，回心血量減少，前負(fù)荷不足致心臟排血下降有關(guān)；而PCV組由于存在呼吸周期，有壓力釋放間歇，在呼氣末時(shí)胸腔內(nèi)壓力降低能減少對(duì)回心血量的抑制和心腔的壓迫，從而使得其對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響低于SI組[15]。停止RM后，上述情況很快恢復(fù)，提示肺復(fù)張術(shù)對(duì)血流動(dòng)力學(xué)無嚴(yán)重的不良影響。但是，在具體實(shí)施中應(yīng)具備相對(duì)充足的前負(fù)荷，并應(yīng)當(dāng)密切觀察HR、MAP，CVP的變化。

綜上所述，SI與PCV法肺復(fù)張均可以改善ARDS患者肺氧合，增加肺順應(yīng)性，降低氣道壓，降低肺部炎癥反應(yīng)。PCV法肺復(fù)張對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響小，應(yīng)用比較安全，為臨床應(yīng)用機(jī)械通氣治療ARDS提供新的理論依據(jù)。

[1] Salman D,Finney S J,Griffiths M J.Strategies to reduce ventilator-associated lung injury (VALI)[J].Burns,2013,39(2):200-211.

[2] Mahmoud K M, Ammar A S. A comparison between two different alveolar recruitment maneuvers in patients with acute respiratory distress syndrome[J].Int J Crit Illn Inj Sci,2011,1(2):114-120.

[3] The ARDS Definition Task Force.Acute respiratory distress syndrome the berlin definition[J].JAMA,2012,307(23):2526-2533.

[4] 任建安.重癥膿毒癥和膿毒癥休克治療指南[J].中國(guó)實(shí)用外科雜志,2005,25(1):37-41.

[5] Mercat A,Richard J C,Vielle B,et al.Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial[J].JAMA,2008,299(6):646-655.

[6] 于湘友,陳淑萍,于朝霞.兩種肺復(fù)張方法治療急性呼吸窘迫綜合征的效果比較[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志,2010,19(7):749-752.

[7] Zhang J,Chen X,Liu F,et al.Lung recruitment maneuver effects on respiratory mechanics and extravascular lung water index in acute respiratory distress syndrome[J].World J Emerg Med,2011,3(2):201-205.

[8] Manicone A M.Role of the pulmonary epithelium and inflammatory signals in acute lung in acute lung injury[J].Expert Rev Clin Immunol, 2009,5(1):63-75.

[9] Katsiari M,Koulouris N G,Orfanos S E,et al.Intercomparison of three recruitment maneuvers in acute respiratory distress syndrome:the role of Body Mass Index[J].Minerva Anestesiol,2012,78(6):675-683.

[10] Carter S R,Davis C S,Kovacs E J.Exhaled breath condensate collection in the mechanically ventilated patient[J].Respir Med,2012,106 (5):601-613.

[11] Vaschetto R,Corradi M,Goldoni M,et al. Sampling and analyzing alveolar exhaled breath condensate in mechanically ventilated patients:a feasibility study[J].J Breath Res,2015,9(4):D47106.[12] 趙小龍,李家瓊,史載祥,等.反復(fù)肺復(fù)張聯(lián)合肺保護(hù)性通氣對(duì)急性呼吸窘迫綜合征家兔肺損傷的影響[J].中華麻醉學(xué)雜志,2011,31(3):346-349.

[13] 李娜, 邱海波, 楊毅, 等. 肺復(fù)張手法對(duì)急性肺損傷大鼠肺泡上皮細(xì)胞屏障功能的影響[J].中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué),2007,19(2):90-94.

[14] Zhao F,Wang W,Fang Y,et al.Molecular mechanism of sustained inflation in acute respiratory distress syndrome[J].Trauma Acute Care Surg,2012,73(5):1106-1113.

[15] Iannuzzi M,De Sio A,De Robertis E,et al.Different patterns of lung recruitment maneuvers in primary acute respiratory distress syndrome:effects on oxygenation and central hemodynamics[J].Minerva Anestesiol,2010,76(9):692-698.

Effects of various lung recruitment maneuvers on respiratory mechanics and inflammatory cytokines in exhaled breath condensate of patients with ARDS

NI Ruiyun1ZHANG Jianguo2WANG Zhenhong2XIONG Ying2ZHOU Tingfa2LIU Qingmin2

1 Emergency Department,First People’s Hospital of Tancheng, Linyi 276100，P.R.China; 2 Department of Critical Care Medicine, Linyi People's Hospital

Objective To investigate the effects of recruitment maneuvers (RM) with substained inflation (SI) and pressure control ventilation (PCV) on oxygenation,respiratory mechanics,concentration of inflammatory cytokine in exhaled breath condensate (EBC) and hemodynamics in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS).Methods Forty-five patients with ARDS were randomized into control group, SI group and PCV group.The patients of SI group received RM with continuous positive airway pressure,the PCV group patients received pressure control ventilation and the control group patients received lung protective strategy without RM. The RMs were performed and repeated once every 12 hours, lasting 3 days. Parameters of Oxygenation index (PaO2/FiO2), Peak inspiratory pressure (PIP),Plateau pressure (Pplat) and Static pulmonary compliance (Cst) of patients before the trial and at 12, 24, 48, 72 h of the test were measured and compared between groups.The TNF-α,IL-6 and IL-10 level in exhaled breath condensate collected before the trial and at 24 and 72 h was analyzed by ELISA.Hemodynamics changes before and after every RM were monitored.Results ①The PaO2/FiO2and Cst of three groups showed upward trend after treatment and the PIP and Pplat showed downward trend after treatment. The changes were significantly different among the control group and the two recruitment groups,but not significantly different between recruitment groups.②The TNF-α, IL-6 and IL-10 level in exhaled breath condensate of SI group and PCV group showed downward trend after treatment, but there were not significantly different between the two groups. ③The MAP and CI of two recruitment groups both showed downward trend and the HR and CVP showed upward trend during and after RM. The wave amplitude and duration of the Parameters of PCV group were lower than that of SI group, and the change was significantly different at the point of RM and 60,120,300 s after RM.Conclusion RMs with PCV and SI could reduce inflammatory reaction in the lung tissue, increasing oxygenation and lung compliance. The effect of PCV on hemodynamic was lower than SI.

lung recruitment maneuver,acute respiratory distress syndrome,hemodynamic,inflammatory cytokine

臨沂市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(201515009)

張建國(guó),E-mail:drzhangjianguo@163.com

R563.8

A

1001-9510(2016)05-0353-05

2016-06-15)