[原创] 负压性肺水肿

负压性肺水肿

负压性肺水肿是由急性或慢性上呼吸道梗阻所导致的一种并发症，往往不易被麻醉医生识别和诊断。其主要的病理生理机制在于，为抵抗上呼吸道梗阻需产生巨大的吸气压力，随之胸腔内负压进行性增加，最终造成肺微血管压升高。负压性肺水肿的危险因素以及上呼吸道梗阻的原因都是多种多样的，但通常梗阻后肺水肿仅需支持治疗就能够恢复。负压性肺水肿的诊断常与胃内容物误吸所造成的肺损伤相混淆，因为诱发两者的最初因素是难以区分的。
1研究历史
1.1早期研究
上呼吸道梗阻与肺水肿发生的关系早在1927年就为人们所描述，但直到1977年才报道了第1例临床病例。
1.1.1胸腔内负压
1919年，Davies等研究了人在呼吸阻力增大时的通气反应，观察到呼吸频率增加并且发生低氧血症。1921年，Graham等观察到在孤立的水肿肺模型中呼吸运动产生了胸液。他推测在吸气过程中，胸腔内产生的负压促进了胸液的生成。
1.1.2上呼吸道梗阻
1927年，Moore和Binger扩展了先前Davies等人的工作，并首先认识到动物模型中上呼吸道梗阻与肺水肿形成之间的关联。他们对麻醉后保留自主呼吸的实验动物实施人工上呼吸道部分梗阻术，以造成动物呼吸阻力增大。随后发现，在解除梗阻后有部分动物仍存在低氧血症。对这些动物尸检后发现，其气管内充满了泡沫样液体。而且有趣的是，术中测得这些动物气管内压力值并不很高，仅在-11~-20 cm H2O之间。
1.1.3吸气负荷
1942年，Warren等描述了胸腔内压力的作用。他们将麻醉后保留自主呼吸的实验动物的右侧淋巴导管人工接导管连出体外，记录吸气时淋巴液的生成变化。当实验动物为抵抗气道梗阻而用力吸气时，可以观察到胸腔内压力显著下降（最低可达-56 cm H2O），而且在肺间隙中也发现了经肺毛细血管渗出的液体和红细胞。在Warren等所进行的进一步实验中，未增加呼吸阻力但存在缺氧的实验动物也表现出肺淋巴引流液增多，推测可能与缺氧改变了肺毛细血管通透性有关。直到数年后，这些发现的临床意义才逐渐为人们所认识。
1964年Swann通过尸检发现了窒息死亡与肺水肿之间的关系。随后，他又注意到因绞杀、脑损伤、淹溺和巴比妥类药物过量等窒息而死的实验动物，其肺内充血非常明显。
Smith-Eriksen和Bo发现，若将孤立兔肺的呼吸道封闭，然后将此侧胸腔内压降低不到5 cm H2O，则这些实验兔的肺间质水肿发生率就会升高8倍。显然，在这个实验中，人造的胸腔内负压水平是在正常呼吸时所产生的压力范围之内的。1986年，Lloyd等以清醒绵羊为实验对象，模拟了吸气负荷为20 cm H2O的上呼吸道不完全性梗阻并记录了肺淋巴生成及血流动力学变化的各项参数。结果显示，肺淋巴液的生成量超出了正常情况下相同肺动脉压时所能得到的最大范围，推想这是由于肺微血管静水压升高所造成的。这一研究使得对负压性肺水肿发病机制的理解更进了一步。
1.2人类病例研究
1973年报告了首例婴儿负压性肺水肿病例，1977年首例成人负压性肺水肿病例也被报道。从1977年到1990年，报告的因上呼吸道梗阻而发生肺水肿的病例仅有77个。真实的发病率尚不得知，但考虑到临床上围麻醉期经常发生上呼吸道梗阻，推测实际发病率应该远高于目前所报告的，只是很多病例被误诊或漏诊。
2流行病学特征
临床上对症状较轻的患者诊断出负压性肺水肿是很困难的，往往是在解除了上呼吸道梗阻后病情仍未明显缓解时才能明确这一诊断。很多急性或慢性的原因都可以造成上呼吸道梗阻（见表1）。喉痉挛和上呼吸道创伤占了造成梗阻后肺水肿病因的50%，其中喉痉挛更为常见。梗阻后发生肺水肿的时限范围是3min~150min。

表1　上呼吸道梗阻的常见原因
急性病因
喉痉挛
异物误吸
支气管痉挛
呼吸道创伤
外力压迫（如绞勒）
支气管插管阻塞
喉罩移位
声门炎症
肿瘤
假膜性喉炎
过度镇静
咽后壁或扁桃体周围脓肿
喉气管支气管炎

慢性病因
扁桃体或腺体肥大
甲状腺肿大
肢端肥大症
肥胖性阻塞性睡眠呼吸暂停
鼻咽部肿块

2.1急性呼吸道阻塞
虽然小儿经常发生喉痉挛，但梗阻后发生肺水肿却是罕见的。由于小儿胸壁顺应性极好，故吸气时能够产生更大的胸腔内负压，但小儿喉痉挛后反而不易发生肺水肿的机理尚不明确。在脉搏氧饱和度监测成为麻醉期间标准监测之前，临床症状轻微的患儿较难被诊断。假膜性喉炎、声门炎以及喉气管支气管炎三者占据了10岁以下患儿负压性肺水肿病因的50%以上。其他可引起急性上呼吸道梗阻的病因包括：误吸、绞勒、外力压迫、咽后壁或扁桃体周围脓肿、Ludwig’s咽峡炎、血管性水肿、支气管痉挛、过度镇静、支气管插管阻塞以及喉罩移位等。
2.2慢性呼吸道阻塞
慢性上呼吸道梗阻多见于肥胖性阻塞性睡眠呼吸暂停、扁桃体或腺体肥大、鼻咽部肿块、甲状腺肿大以及肢端肥大症等。患有肥胖性阻塞性睡眠呼吸暂停症、低通气和低氧血症的成年病人，由于其间断性上呼吸道梗阻而将导致间断性肺水肿。
2.3危险因素
Lorch和Sahn通过回顾病例总结出了围麻醉期诱发负压性肺水肿的危险因素，其包括伴有阻塞性睡眠呼吸暂停的过度肥胖，解剖上插管困难和鼻、咽、喉部手术或病变。有上述危险因素的患者最好行清醒插管术，而且手术结束后需在麻醉后监护室严密观察。当然，观察时间的长短是因人而异的。
年轻的男性运动员也应被列入发病的高危人群之中，因为他们比普通人能够产生更大的胸腔内负压（≤-100 cm H2O）。对于这类病例，负压性肺水肿也称为“运动员肺水肿”或“APE综合症（athlete’s pulmonary edema syndrome）”。在对运动员志愿者的试验中发现，呼吸道仅仅梗阻了10~30秒就发生了肺水肿和低氧血症。
3发病机制和病理生理特点
3.1Starling理论
负压性肺水肿的发生是多种因素共同作用的结果（见表2）。其中占主导地位的发病机制如前所述，是为抵抗呼吸道高阻力而产生的巨大的胸腔内负压。

表2　关于负压性肺水肿形成的各种因素
促进水肿的因素：吸气
Müller手法
静脉回流增加
微血管压力增高
肺毛细血管通透性增加
胸腔内负压
肺血流增多
左心后负荷增加
低氧血症和高肾上腺素能状态
阻止水肿的因素：呼气
Valsalva’s手法
静脉回流减少
微血管压力降低
胸腔内正压
肺血流减少
失代偿状态
气道梗阻解除
静脉回流增加
间质或肺泡性肺水肿
气道压力降低
微血管压力增高

Starling理论是描述液体通过肺毛细血管内皮－肺泡壁屏障的一项非常重要的理论，其方程式为：
Qf＝Kf｛（Pc－Pi）－δ（πc－πi）｝
其中，Qf＝单位时间内液体通过单位面积毛细血管壁的净流量；Kf＝液体过滤系数，即每单位压力改变所引起的管壁通透液量的改变；Pc＝肺毛细血管静水压；Pi＝肺组织间隙静水压；δ＝反射系数，表明肺毛细血管膜对血浆蛋白（主要是白蛋白）的屏障作用，其值为0表示无屏障作用，为1表示有绝对屏障作用，通常值是0.8；πc＝血浆蛋白胶体渗透压；πi＝组织液胶体渗透压。
生理情况下，少量的液体会渗出到支气管及肺血管周围的间质中，随后又通过这些部位的淋巴管引流回静脉血管。当大量、快速的液体渗出超过淋巴管的最大引流能力时，最终液体将进入肺泡而产生肺水肿。
3.1.1 Müller动作
Müller动作是声门闭合后做努力吸气动作，此动作能够明显增加胸腔内负压，经压力传递则肺血管周围及肺间质内压力也显著降低。生理情况下，吸气开始前胸腔内负压约为-5 cm H2O，吸气开始后这一压力约为-7~-8 cm H2O。但当气道发生梗阻时，强烈的吸气动作可以产生高达-50~-100 cm H2O的胸腔内负压。虽然目前仍不清楚能够诱发肺水肿的胸腔内负压的确切阈值，但推想可能存在个体差异（因为每个人的Starling方程式内的各项参数均不相同）。
3.1.2心室前负荷和后负荷
胸腔内压力降低传递到肺间质后，最终引起了向右心回流的静脉血量增多。右心做功增加结果使肺血量也增加，肺毛细血管静水压升高，跨毛细血管的静水压梯度加大，这促进了肺水肿的形成。另一方面，胸腔内压力降低能够增加左室后负荷，导致左室舒张末容积和压力均增大，从而降低了左室射血量和射血分数（EF），最终导致肺微血管压力增加。
3.1.3心室间相关性
静脉回流增加导致右心室充盈加大，压迫室间隔向左室偏移，造成左室容积减小、顺应性降低（此为“心室间相关性”），最终导致左室舒张末压升高。胸腔内负压加大了左室和主动脉之间的压力差，因此增加了左室后负荷。
3.1.4肺毛细血管通透性
目前认为在胸腔负压条件下，肺毛细血管的通透性是增加的。一般来说，当肺血管的顺应性较低时，肺血量增多会改变膜的通透性，甚至破坏膜的完整性而最终导致体液和血细胞漏到肺泡内。这种破坏作用已经在实验和临床中都得到证实。
3.2低氧血症和高肾上腺素能状态
伴随上呼吸道梗阻而发生的低氧血症和高肾上腺素能状态也能促进肺水肿的形成。高肾上腺素能状态由上呼吸道梗阻单独诱发，而为低氧血症所增强。缺氧和代谢性酸中毒导致肺微循环前的血管发生收缩，增加了肺循环阻力，改变了肺毛细血管膜通透性，并且造成心肌功能受抑。交感神经系统兴奋性增高导致循环血中心化，即体循环血液向肺循环移动，从而升高了肺微血管压力。
高肾上腺素能状态也能够改变肺毛细血管膜的完整性。自主神经过度兴奋还促进了神经源性肺水肿的发生。肺毛细血管膜通透性增加，以及儿茶酚胺强烈释放所导致的肺微血管压力升高目前均被认为是发生肺水肿的主要发病机制。
3.3Valsalva’s动作
Valsalva’s动作是声门闭合后做努力呼气动作，气道内残余的空气产生了内源性呼气末正压（auto-PEEP）作用，其能够保持肺泡膨胀并阻止肺水肿发生（见表2）。
胸腔内正压能够减少静脉回流，降低肺微血管压，减小左室后负荷。在临床环境中，一旦梗阻解除，内源性呼气末正压作用既行消失，从而促进了肺水肿的形成（见表2）。如果存在固定性的上呼吸道梗阻，则吸气时产生的负压促肺水肿作用与呼气时的正压抗肺水肿作用相抵消后，最终作用是阻止肺水肿的发生，直到梗阻解除。如果上呼吸道梗阻是可变的，则Müller动作占优势，临床表现为于梗阻解除之前即可发生肺水肿。
4临床表现
4.1症状
注意到患者具有发生上呼吸道梗阻的易感因素是非常重要的。上呼吸道梗阻的症状包括：喘鸣，呼吸窘迫，胸部反常运动以及辅助呼吸肌参与呼吸等。急性肺水肿的临床表现包括：呼吸困难，呼吸急促，紫绀，哮喘和生成大量粉红色泡沫痰。随之发生低氧血症，高二氧化碳血症以及代谢性酸中毒等。
4.2病程进展
80%的负压性肺水肿病例发生在解除上呼吸道梗阻后的数分钟之内。延迟发生的病例很少见，但也已有4~6小时后才发生肺水肿的报道（特别是绞勒后）。由于临床表现轻重差别太大，有些轻症的病例也就没能被发现。病情的严重程度与梗阻的持续时间以及肺毛细血管损伤的程度有关。
有些研究者提倡，应该对那些已经存在上呼吸道梗阻或有上呼吸道梗阻易感因素的病人延长拔管后的观察时间，即使临床上还没有观察到肺水肿的表现。对于绝大多数病人来说，手术室内的脉搏血氧饱和度监测和设立麻醉后监护室能够区分出任何危险因素。负压性肺水肿的症状和体征都是不典型的，有时临床表现可能仅为脉搏血氧饱和度的轻微降低，这在病人呼吸室内空气时可以更明显些，有的病例甚至只有行胸部影像学检查后才能被发现。负压性肺水肿通常是有自限性的。
4.3症状消退
影像学检查发现肺泡或间质水肿通常在12~24小时之内消退。偶而有些病例也需要更长的时间，这与肺微血管损伤的程度有关。
4.4血流动力学变化
血流动力学监测显示中心静脉压、肺动脉压和肺毛细血管楔压均在正常值范围。与肺动脉楔压所不同的肺毛细血管压可能是升高的，当然，在人体上这个值无法测量。通过测量肺动脉楔压来预计肺毛细血管压的方法往往是不可行和不够准确的。当临床上出现肺毛细血管压升高时，肺动脉压或肺动脉楔压却可以在正常范围之内。
5鉴别诊断
围麻醉期肺水肿应争取与以下几个疾病鉴别开来，因为它们的处理原则是不同的（见表3）。

表3　围麻醉期肺水肿的鉴别诊断
负压性肺水肿
胃内容物误吸
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）
充血性心力衰竭
血容量过多
过敏反应

5.1胃内容物误吸
如果排除了负压性肺水肿，则首先要考虑胃内容物误吸及其后的肺炎。吸入性肺炎有时仅需支持治疗即可自限，这取决于吸入物的数量和质量（如pH值和所吸入的颗粒物质）。直接喉镜或纤维支气管镜有助于明确颗粒物误吸的诊断。胸部影像学检查无助于区分肺水肿与误吸。较大的团块物误吸也可单纯发生负压性肺水肿。
5.2急性呼吸窘迫综合征
基于病人所具有的危险因素，必须排除急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。当然，临床上病情迅速改善也有助于确定梗阻后负压性肺水肿的诊断。
5.3血容量过多
要考虑到循环血容量过多的可能，这可以通过测量中心静脉压和肺毛细血管楔压来证实。治疗方法包括限制输液量，扩张血管和使用利尿剂等。然而，在治疗负压性肺水肿时是不提倡使用利尿剂的。
5.4心功能异常
必须排除心功能不全的诊断，特别是在病人先前存在心脏病史或有明显的心脏危险因素时。应该排除心脏瓣膜病所导致的心肌缺血、心律失常或心功能失代偿等情况。心肌缺血和心律异常有时可以通过心电图发现，而经胸或经食道超声心动图则能够检测室壁运动异常，量化射血分数，以及评价瓣膜功能。
5.5其它原因
在患者存在易感因素或进行相关手术操作（如骨科或心脏外科操作）时，应该排除肺栓塞可能。还应考虑过敏反应，所以要了解患者最近的用药情况。
6治疗
6.1通气支持
治疗负压性肺水肿首要的方法是保持呼吸道通畅并给氧支持（见表4）。在考虑负压性肺水肿的诊断时一般并不需要做有创性检查，但要在监护病房严密观察直到病情稳定。通常需要行气管内插管以开放气道并予以机械通气支持。在Lang等所统计报告的病例中，85%的成人和小儿需要插管治疗，50%需要机械通气，50%需要行持续正压通气或PEEP。
最初曾尝试不用插管而保持气道通畅并给氧，有些病人仅需要吸氧支持，或面罩给予持续气道正压或两者都要。发生严重肺水肿的病人通常在手术室或麻醉后监护室需再次插管。大多数行机械通气治疗的患者能够在24小时之内肺水肿消退并拔除气管插管。对于那些行机械通气治疗的患者，PEEP能够改善氧合并减少所需氧气的浓度。

表4　负压性肺水肿的治疗
一般支持
保持气道开放
吸氧
持续性气道正压
机械通气
密切监护（很少使用有创性措施）

6.2液体管理
对已经明确诊断为负压性肺水肿的病人，不提倡限制液体入量及使用利尿剂。由于大量液体转移至肺，这些病人已经处于有效循环血量不足的境地，而上述做法只能使这种情况变得更糟。
6.3其他治疗措施
通常并不需要有创性血流动力学监测，但有时其有助于鉴别诊断。过去曾应用肾上腺素皮质激素治疗，但目前并不提倡这种方法。再次强调，已经发生上呼吸道梗阻或存在易感因素但还没有表现出肺水肿的病人，需要在麻醉后监护室严密观察。但对于所需观察的时间仍有争议。负压性肺水肿通常属良性病变，具有自限性而且无后遗症。但偶而也有病人病情严重甚至危及生命。通常即使病情较重，但只要诊断明确并治疗方法得当，病人也会很快恢复。
6.4预防
迅速解除梗阻可以预防发生负压性肺水肿。对出现上呼吸道梗阻症状的病人应及时而有效地进行处理。麻醉医生不应该长时间只用面罩来对抗梗阻，此时小剂量司可林（5~20 mg）通常就可解决问题。应注意观察气管导管是否扭曲打折，并防止病人咬住导管。曾有研究者建议，在解除了小儿会厌炎或假膜性喉炎的梗阻后即面罩给予持续性气道正压以减小患儿发生负压性肺水肿的风险。然而，这种方法的有效性并未在临床上得到证实，而且对成人患者也不好用。
7结论
考虑到围麻醉期间经常发生上呼吸道梗阻，故负压性肺水肿的发生远较大多数麻醉医生所认识到的更为普遍。对于症状不典型的患者常易漏诊，而对于病情严重的病例又常常与误吸相混淆，后者由于具有潜在的致命性而经常被许多麻醉医生快速诊断。引起负压性肺水肿的诱因与导致误吸的因素很相似（如病人挣扎或插管困难或失败），甚至它们的临床表现也可以相同。在过去，可能无法诊断出症状较轻的梗阻后负压性肺水肿病例，但现在有了脉搏血氧监测就可以及时诊断了。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

Referances

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