【资源】急性呼吸窘迫综合征(ARDS)诊治进展
一、关于急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)名称变迁和确定:
1967年由ashbaugh首先提出了“发生于成人的呼吸窘迫综合征Acute Respiratory Distress Syndrome in Adult”来区别于“婴儿呼吸窘迫综合征(Infant Respiratory Distress Syndrome in Children)”。4年后由petty等使用了“发生于成人的呼吸窘迫综合征”ARDS中的“a”指“adult”,ARDS诊断名词由此沿用下来。20世纪80年代初,国内学者提出ARDS既可发生于成人,又可发生于儿童,所以把发生于成人的称为“成人型呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Distress Syndrome)”,而有别发生于儿童者,但未被国际学术界广泛接受。1992年,美欧ARDS联合委员会(aecc)提出急性肺损伤(Acute Lung Injury, ALI)概念,ALI为ARDS前期,ARDS为ALI重度表现,将ARDS中的“a”由adult改为acute,中文译名相应改为“急性呼吸窘迫综合症”,英文缩写维持不变。
二、关于ARDS定义
ARDS是由于多种原发病和诱因作用下发生的急性呼吸衰竭,以非心源性肺水肿和顽固性低氧血症为特征。表现为严重呼吸困难,呼吸窘迫;是全身炎症反应综合征(Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS),代偿性抗炎反应综合征(Compensatory Antiinflammatory Response Syndrome, CARS),在肺部的表现,其病理基础是ALI,常引发或合并多脏器功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome, MODS)甚至多脏器功能衰竭(Multiple Organ Failure, MOF),是临床常见的急危病。
三、关于病因和诱因
文献报道ARDS高危因素是:脓毒症、多发创伤、大量输血、胃内容物吸入、肺挫伤、重症肺炎、淹溺、重症坏死性胰腺炎、DIC等。有资料显示,ARDS约1/3发生于脓毒症,1/3发生于严重创伤,1/3发生于其他因素。还有资料显示,ARDS最常见的病因是多发创伤和脓毒血症,前者约有5%-8%并发ARDS,后者为25%-42%。
四、关于相关概念及发病机制
(一)相关概念
1.SIRS:临床特征:(1)过度或未受控制的炎症反应,表现为各种致病因子引起体内多种炎性介质或称为前炎症反应细胞因子(Proinflammatory Response Cytokines, PIC)的过度释放,如TNF、Il-1、Il-2、血小板活化因子(Paf)、多核白细胞(pmn、氧自由基(or)、血栓素(txa2)、前列环素(pgi2)、白三烯(lts)等,并导致局部和全身的炎症反应。(2)高动力循环状态,表现为心输出量增加,外周阻力增大。(3)持续高代谢状态,表现为通气量与氧耗量增加;血糖和血乳酸增高,蛋白分解加速等。据美国胸科医师学会(ACCP)和危重病医学会(SCCM)建议,其诊断标准为:≥下列2项即可诊断SIRS:①体温>38℃或<36℃;②心率>90次/min;③呼吸急促>20次/min,或通气过度,PaCO2≤4.27kpa(32mmHg);④白细胞计数>12×109/L或<4×109/L,或未成熟中性杆状核粒细胞>10%。据文献报道,危重患者SIRS发生率达97.6%-68%,其中发生ALI、ARDS占39.7%-5%以下,说明SIRS对诊断ALI、ARDS具有较高敏感性,但特异性差。
2.CARS:当机体发生SIRS时,通过释放抗炎介质以对抗炎症介质,从而达到减轻或防止SIRS引起的自身组织损坏。然而,如代偿抗炎反应过度,便转而发生CARS,形成包括ALI、ARDS在内的MODS。
3.ALI:为ARDS同一病理过程的早期阶段。
4.MODS:指在急性疾病时,出现≥2个脏器功能障碍,引起机体内环境稳态失衡的一个综合征。早期可无症状,仅有实验室指标改变,晚期可发展为MOF。MODS分为原发和继发性两类。原发性由直接打击所致,如胸部创伤所引起的肺挫伤,伴横放肌溶解时所致的急性肾衰;反复输血引发的凝血机制障碍等。继发性并非由原发病直接引起,而是机体应答急性损伤出现CARS的结果。临床上继发性MODS较原发性者常见。
5.SIRS、ALI、ARDS、MODS、MOF相互关系:原发病因→SIRS→CARS→MODS(包括ALI、ARDS)→MOF。
(二)发病机制
近年较一致的认识是脓毒症(sepsis)、SIRS是ALI、ARDS的主要发病基础,因此sepsis和SIRS的发病机制也就是ALI、ARDS的发病机制。机体在各种原发病致病因素的作用下激活并释放体内的前炎症反应细胞因子(Proinflammatory Response Cytokines, PIC)包括肿瘤坏死因子(TNF2)、白细胞介素(IL)、血小板活化因子(Paf)等。PIC进一步激活多核白细胞、肺泡上皮细胞、毛细血管内皮细胞、血小板等效应细胞,并释放氧自由基(OR)、蛋白酶等加速花生四烯酸代谢,释放血栓素(txa2)、前列环素(pgi2)等炎症介质。TNF激活多核白细胞、内皮细胞、血小板等,进一步释放OR、脂质代谢产物、溶酶体酶等炎症介质,形成瀑布效应(Cascade Effect)。同时,肺内的巨噬细胞(mφ)。包括肺泡巨噬细胞(am)、肺间质巨噬细胞(im)、肺血管内巨噬细胞(pim)等产生和释放TNF、IL-1、IL-2、OR、Paf以及NO、白三烯(LTs)等炎症介质参与其中。OR(包括超氧阴离子O2-、羟自由基·OH、单线态氧)和H202又可使mφ和多核白细胞在炎症区聚集、激活,并释放溶酶体酶等,损伤血管内皮细胞,形成恶性循环。当机体内的SIRS与CARS失去平衡时,既发生ALI、ARDS甚至MODS、MOF。
五、关于病理和病理生理
ARDS的病理改变主要表理为:①肺间质和肺泡水肿,水肿液中蛋白含量高。②肺小血管内微血栓形成,局部出血性坏死。③呼吸性细支气管和肺泡内透明膜形成。④肺泡萎陷。⑤晚期肺纤维化。近年国内外研究表明,这些病理的改变在肺内并非呈均匀弥温性,而分为正常区域、肺泡萎陷但尚可逆的区域及改变且难以恢复的区域三部分,ARDS是“小肺”而非“硬肺”。正常的“小肺”部分可正常通气、换气,萎陷的区域是造成肺内分流的部分,萎陷伴周围血流障碍(血管痉挛、血细胞粘附、血栓形成)的实变部分既无通气也无血流反而使肺内分流减少。此外,渗出性改变呈弥漫性分布而在低垂部分因重力关系而病变较重。以上病理改变导致肺内残气量减少,肺内分流量增加,通气与血流比值v/q失调,肺顺应性降低,氧合障碍,从而导致严重的低氧血症,酸中毒等酸碱失衡,多脏器功能损害。
六、ALI、ARDS临床表现:
主要表现为在原发病基础上的渐进性呼吸频率过快、呼吸窘迫、紫绀,但无大量泡沫痰、无端坐呼吸;双肺听诊呼吸音粗,或呼吸音减低或闻及湿性罗音;x线胸片由双肺纹理加重、磨玻璃样改变、散在斑片状阴影至大片状高密度影,而无双肺门向外扩散的蝶翼状阴影特征;动脉血气分析PaO2、PaCO2渐进下降,增加FiO2不能改善PaO2,可伴不同形式的酸碱失衡;病程晚期呼吸极度困难、昏迷甚至死亡。有文献将典型临床经过分为损伤期、相对稳定期、呼吸衰竭期、终末期共四期。
七、关于诊断标准:
(一)国际标准
1.1992年美欧ARDS联合专题会议标准:(1)急性起病。(2)PaO2/FiO2<39.9kpa(300mmHg)为ALI,PaO2/FiO2<26.6kpa(200mmHg)为ARDS。(3)x线胸片显示双肺浸润影像。(4)肺动脉楔压<2.4kpa(18mmHg)或无左房高压的病征。
2.1995年mossm等在crit.care.med.1995,23:1629~1637提出仿欧美诊断标准,增加有关原发病或诱因的内容。即ALI诊断标准:①有相应的原发病或诱因,出现呼吸困难或呼吸窘迫。②急性起病。③氧合障碍,PaO2/FiO2<39.9kpa(不管peep水平)。④x线胸片示双肺间质和/或肺泡水肿、浸润影。⑤肺动脉关闭压(padp)≤2.4kpa(18mmHg)或无左心功能不全的临床证据。ARDS诊断标准同ALI标准,唯PaO2/FiO2<26.7kpa(200mmg,不管peep水平)。
(二)国内标准: 1.1997年中华医学会急诊学会、呼吸学会联合召开ARDS研讨会提出与国际接轨,修订标准为:①ARDS的原发或诱因,如脓毒症、多发伤、胃内容物误吸、肺挫伤、重症肺炎、淹溺和急性胰腺炎等,多呈急性起病。②呼吸困难甚至窘迫。③氧合指数PaO2/FiO2<26.7kpa,不管peep水平的高低,但FiO2最好在呼吸机密闭环路中测定。④x线胸片表现为肺纹理增多,边缘模糊,斑片状或大片阴影等间质性肺泡性改变。⑤肺毛细血管楔压<2.4kpa或临床排除切性左心功能。上述标准折氧合指数<40.0kpa应诊断ALI。
八、关于鉴别诊断
(一)心原性肺水肿:常有冠心病、高血压、风湿性心脏病、心肌病等病史,通过胸x线、心电图、超声心动图等可与ARDS鉴别。
(二)急性肺梗塞:临床表现为突发呼吸困难、胸痛、紫绀、咯血等,可有心脏病史、骨折史、长期卧床史等,胸片可见局部片状或楔状阴影,心电图示Ⅰ导联s波深,Ⅲ导联呈大q波及t波倒置。可通过放射性核素肺动脉灌注、通气扫描及肺动脉造影明确诊断。
(三)慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭:主要通过病史、体征、胸部x线表现,动脉血气分析等有助鉴别。
(四)自发性气胸:突发胸痛、呼吸困难、紫绀,可通过病史、x线胸片、对氧疗的反应等予以鉴别。
(五)特发性肺间质纤维化:常为慢性过程,可呈亚急性或急性发展,表现为Ⅰ型呼衰,临床与ARDS表现相似,有主张应属ARDS者,但本病x线胸片呈网状、结节状或蜂窝状改变,病理基础与ARDS不同,总病程发展ARDS缓慢,肺功能为限制性通气功能障碍为特征等可作鉴别。
九、ARDS的救治:
ARDS致命危害是急性呼吸衰竭和原发病恶化及同时并发的MOF,因此对其救治的首要措施是尽快、有效纠正顽固性低氧血症同时针对原发病处理以阻止病程的进展恶化,配合其他对症,支持治疗。目前的救治方法包括以下几个方面:
(一)机械通气:最近研究结果表明在ALI期即实施合理、有效的机械通气较易纠正低氧血症且对改善ARDS预后有显著的积极意义。
1、通气方式的选择:如病情处于ALI早期,无呼吸道阻塞,可选无创密闭面罩方式施行正压通气。如有呼吸道阻塞或患者不能合作,病情已至ARDS阶段,可靠的方式应选经口或经鼻气管插管或气管切开,经气管套管行正压通气。
2、通气模式的选择:如采用无创面罩方式,常选压力支持通气(psv)+持续气道正压(cpap)、双时相气道正压(bipap)、双水平气道正压(bipap),同步间歇指令通气(simv)+psv+呼气末正压(peep),如采用气管插管或气管切开套管方式通气,常选用连续强制通气(cmv)+peep或simv+peep+psv,压力调节容积控制通气(prvcv),容积支持通气vsv)以及液体通气(lv)等。当上述模式难于有效改善氧合或为达到更好人—机协调,还可采用以下模式:如高频正压通气(hfppv)、高频喷射通气(hfjv)、高频振荡通气(hfov)。
3、机械通气策略在以下几方面较前有了新的转变:①为减小肺泡跨壁压,避免肺泡过度扩张,改变以往的容积目标型(volume targeted)为压力目标型(pressure targeted)。临床上以气道平台压为指标,使其低于30-35cmH20。②避免肺泡过度扩张,降低通气,采用许可性高碳酸血症(permissivehgpercapnis,phc),配合应用。③通过改变呼吸时比的方法减低气道峰压(pip),提高气道平均压(paw)形成适当水平的内源性peep(peepi)改善氧合利于萎陷肺泡复张,减少肺泡表面活性物质丢失。④尽量减少机械通气的强制性,加强自主呼吸作用,促进人—机协调。⑤应用肺力学参数准确调整peep水平,寻找“最佳peep(best peep)”,使之既可以防止呼气末肺泡萎陷,又同时避免过度增加肺泡压。⑥监于ARDS的肺损伤状态会随病程变化,强调动态呼吸监测,据以及时调整通气参数。
4、主要通气参数调节范围为:①吸入氧浓度(FiO2):争取使长期FiO2<0.6。②peep一般保持在5-15cmH20。③潮气量(vt)选择:目前推荐小潮气量通气(vt6-8ml/kg),在定容模式下应参考气道平台压(Pplat),使Pplat低于30-35cmH20;vt的大小还需根据peep水平调整,peep水平高vt宜小,在小vt通气条件下,可适当增加呼吸频率(rf)来代保证分钟通气量,但rf增加不宜大于30次/分,否则亦易致肺损伤,此时可接受低通气状态,采取phc策略,但PaO2不宜高于10.66----13.33kpa,ph不宜低于,若ph<7.20可适当补充碱。采取phc时应注意排除颅内高压、严重心功能不全等禁忌症。
5、呼吸机的指征和方法有:①病情得到控制后,FiO2<0.5而PaO2>60mmHg时开始减peep或cpap,每次减2-3cmH20,间隔6-8小时病情稳定,减至2-0cmH20时(约需24-36小时),渐下调FiO2至0.3,如并PaO2>60mmHg观察维持6---8小时病情稳定。可撤离呼吸机,撤机后留管观察2-4小时病情稳定可考虑拔管。6、机械通气过程中应加强气道管理,严密观察并避免并发症的发生,如肺气压容积伤(包括肺间质气肿、纵隔气肿、气胸、皮下气肿等)、低血压以及低心排量导致的心、脑、肝、肾等脏器灌注不足,呼吸性碱中毒,氧中毒,呼吸机相关肺炎等。
(二)原发病治疗
1.严重创伤者及时处理外伤及止痛、止血等;淹溺者迅速清除呼吸道积液及污物;大手术后患者注意引流管通畅等。
2.感染是ARDS最常见诱因之一,又是导致ARDS病人死亡的主要原因之一,控制感染及预防院内感染是很重要的措施,明确感染部位,通过痰、血、尿等的细菌培养,检出致病菌,给予敏感抗菌素治疗。未明确病原菌的情况下,可据病情经验选用抗菌素,抗菌素使用主张足量、联合、静脉给药,特殊情况可配合局部用药。
(三)液体质、量的控制:
ARDS早期(1-3天)宜补高渗晶体液(如10%葡萄糖液,1.3%-1.5%氯化钠液),以避免蛋白漏出过多加重肺水肿。病程3天以后可适量补充以白蛋白为主高渗胶体液,以提高血浆胶体渗透压,有利于肺间质、肺泡水肿液的吸收,减轻肺水肿。ARDS时体液宜处于负平衡,可通过监测尿量、中心静脉压、肺小动脉楔压等,指导补液量,肺小动脉楔压(pawp)维持在1.37-1.57kpa(14-16mmHg)。每日入液量一般应限制在2500ml以内,必要时可配合速尿静脉滴入利尿,利于肺水肿的吸收。
(四)针对发病环节的治疗
1、抗内毒素:近年研究结果提示甘氨酸及中药连翘生药煎液可破坏内毒素,可作为辅助治疗。
2、抑制白细胞活化:国内外研究证实已酮可可碱(pentox-ifylline)具有抑制中性粒细胞活化的作用。对ARDS有一定防治作用。
3、清除氧自由基:国内研究证实灯盏花注射剂具有清除氧自由基和抑制其生成的作用,并可防治缺血再灌注导致的氧自由基损害,可配合防治ARDS。
4、抑制诱导型—氧化氮合酶(inos):近年发现氨基胍和中药白芍具有抑制inos的作用,而不影响血管内的结构型一氧化氮合酶(cnos)功能,从而抑制肺血管痉挛以及羟自由基造成的组织细胞坏死,具有一定的研究前景。
5、SIRS与CARS相关因子的抑制:由于ARDS时机体SIRS和CARS处于失衡状态,晚近研究SIRS占优势者采用IL-2、4、10及炎症性细胞因子单克隆抗体等抑制炎症反应措施,以抑制SIRS、当CARS占优势时采用γ-INF、IL-12及PGE2合成抑制剂,以提高机体免疫功能,恢复SIRS/CARS平衡。
(五)肾上腺皮质激素的应用
激素的应用有不同观点,有人认为激素并不能改善ARDS预后,反而会增加感染。主张应用激素者认为激素有以下作用:①能抑制和逆转中性粒细胞的聚集,阻止中性粒细胞与补体结合。②抑制细胞膜上的磷脂代谢,减少花生四烯酸代谢产物的产生。③抑制血小板的聚集。④稳定溶酶体膜。主张早期、短程、大剂量使用。选用地塞米松10-20mg,每6-8小时静注一次,3-4天后迅速减量,1-2周内撤毕。亦可选用相应效应剂量的甲基强的松龙或氢化可的松。
(六)肝素的应用
??ARDS常有高凝状态,或并发DIC时,应配合肝素治疗,一般用量每天50-100mg静滴,使用过程中应监测三管凝血试验,使凝血时间维持在10-20分钟之间,或凝血酶原时间,一般不超过正常值的2倍。
??(七)营养支持及其它对症治疗
ARDS患者处于高代谢状态,必须补充必要的热量,一般按每日每公斤体重20-30kcal通过静滴葡萄糖、氨基酸、白蛋白、脂肪乳等予以补充。有学者提出为了减轻ARDS时心脏前后负荷、改善微循环、降低肺动脉压,主张使用强心剂与血管扩张剂,采用多巴胺+多巴酚丁胺和酚妥拉明或硝酸甘油静滴,可据病情酌情选用。
急性呼吸窘迫综合征的机械通气策略和方法
近些年来急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的死亡率已有明显降低,其原因是多方面的。其中重要原因之一是ARDS患者的机械通气策略和方法已有了重大改变。机械通气是救治ARDS的关键措施,多年来传统的通气方法是应用大潮气量(10~15ml/kg),常规通气频率(f)(10~15次/min)和生理性吸呼比(I∶E)(1∶4~1∶2),虽监测气道峰压(pip),但常无严格限制。加用呼气末正压(peep)以达到氧分压(PaO2)>60~70mmHg(1mmHg=0.133kpa),吸氧浓度(FiO2)<0.6为理想。此传统通气方法近年来已遭到批评,因为它虽可使患者的动脉血PH和动脉血二氧化碳分压(PaCO2)维持正常,但可诱发或加重呼吸机相关肺损伤(ventilator associated lung injury,VALI)。虽可使PaO2和SaO2升至理想水平,但可因加用过高peep反而减少组织的氧输送和降低肺顺应性。如今,已有越来越多的临床医生把机械通气优先考虑的目标从追求正常血气转移到维持一可接受的血气水平,同时实施肺保护策略和增加组织氧输送(保护机体各重要脏器功能)上来。
一、呼吸机相关肺损伤
大量的动物实验已证明:不恰当的机械通气确实可引起呼吸机所致肺损伤(VILI)。VILI的表现可分为两大类:一类是我们所熟知的宏观(macroscopic)损伤,习惯上称之为气压伤(barotrauma),以肺泡外气体为特征,如气胸、纵隔气肿、心包积气、气腹、皮下气肿、肺间质气肿、胸膜下气囊肿和系统性气栓塞等。其诊断可靠胸部X线片和CT检查发现。另一类为微观,(microscopic)损伤,其组织病理学改变酷似ARDS,表现为弥漫性肺泡损伤。这是较隐蔽的一种损伤类型。只有在动物模型中才能明确,此类损伤直接由机械通气引起(称为VILI)。而在原来已有肺损伤的ARDS患者,即使经全面和详细的病理学检查,也无法区别此类损伤是由机械通气所致,还是ARDS本身的改变,因此此类损伤可称为VALI。
导致VALI的机制,除了患者存在对VALI的易感内因外,最重要的致伤因素有二:(1)大潮气量或高吸气压通气引起的局部或普遍的肺泡过度扩张;(2)萎陷肺泡的反复开放和闭合,导致肺泡壁的反复牵拉和顺应性不同的组织接合处局部形成高剪切力。近年的研究还表明,无论哪种致伤因素所致,在VALI的形成和发展过程中,均伴随着多种细胞因子和炎性介质的释放和参与。
ARDS肺易致VALI的原因:(1)ARDS肺是"婴儿肺",其有效功能肺单位显著减少,严重者仅及正常人的1/3~1/2。此时若用正常的潮气量,必将使正常功能的肺泡过度扩张。(2)致伤因素的协同作用:ARDS形成过程中,已存在肺泡表面活性物质的减少,各种炎性介质,细胞因子的大量释放,VALI致伤因素的参与可致协同或叠加作用。(3)肺水肿液分布的不均质性:由于静水压的影响引起肺各区域沿垂直轴逐渐加重不张,施加可使肺基底区域肺泡开放的压力,必导致非基底区域肺泡的过度扩张。(4)原有肺损伤时通气分布不均,低肺容量位时的肺泡萎陷趋势、ARDS肺的广泛微小不张趋势、尤其在肺基底区域。加上患者代谢率的增高和氧耗增加,通气量需要大,这些使得吸气时易产生高剪切力。
二、ARDS的通气策略
为了防止VALI,易致VALI的传统通气方法必须改变,代之以各种能有效保护肺的新方法(表1)。针对VALI的两大致伤因素,近年来提倡应用以下两大通气策略[4]:(1)用低潮气量(5~6ml/kg)或严格限制通气压[平台压<30cmH20(1cmH20=0.098kpa)],允许paco2逐渐增高,所谓"允许高碳酸血症(phc)"策略;(2)吸气时短暂加用足够的压力让萎陷的肺泡尽量开放,呼气时加用适当的呼气末正压让其保持开放,即所谓"肺开放策略"。这两大策略互相联系又有区别,但目的都是为了实施"肺保护",避免VALI。
表1ARDS患者的机械通气方法
方法传统概念新概念
目标正常血气适当的血气值,预防VALI,有利于损伤组织愈和
通气模式
通气参数容量切换通气压力切换通气,压力限制扩增技术
潮气量(vt)预设10~15ml/kg5~8ml/kg
peep为达到适当的PaO2或足以防止肺泡潮气性闭-开周期,达到适适当PaO2/FiO2比
PaO2/FiO2所需要的水平肺泡峰压
(平台压)为达到peep和潮气量的目标值所需要的水平不应超过2.94~3.43kpa(30~35cmH20)
吸呼时比1∶1.5~2.5延长吸气时间,直至反比通气
体位仰卧位俯卧位
最近由美国国立心肺血液研究所(nhlbi)ARDS协作组完成的多中心随机对照临床研究,证明了低潮气量组的病死率为31%,常规通气组为39%(p=0.007)。该研究以其权威性和科学性证明了ARDS患者实施低潮气通气的有效性。
phc的副作用,主要是对心脑血管系统的不良影响,如引起心脏血管功能障碍,颅内压增高等。患有明显心肌缺血,心律失常,心功能不全,颅脑外伤,或近期有脑血管意外者应慎用或禁用phc。但近年的临床实践表明,大多数患者对phc的依从性是好的,只要paco2逐渐增高(每小时增高5~10mmHg),ph≥7.20~7.25,严重副作用的发生率很低。如果paco2增加过快过高,可采用以下方法:(1)适当增加通气频率以增加分钟有效通气量;(2)加用镇静剂,必要时同时应用肌松剂,以改进人机协调,减少co2产量。(3)加用气管内吹气(tgi),减少死腔通气量。ph过低(如ph<7.10)时可给碱性药物,但疗效欠佳。
实施肺开放策略的方法有多种,较常用的方法是应用压力控制通气,预置吸气压40~60cmH20,通气频率10~30次/分,吸呼比为1~2∶1,加peep10~20cmH20。持续2~5min后降低吸气压至能保持肺开放的最低压力。此外,也可用高频震荡通气来实施"肺开放"策略,此法在儿科较常用。存在问题是,用什么方法和指标来判断"肺开放"是否理想?其确切疗效也有待多中心前瞻性随机对照研究来证明。
现在多推荐以描绘压力(p)?容量(v)曲线来设置潮气量(或气道峰压)和peep。ARDS患者的p-v曲线常有低拐点(lip)和高拐点(uip),应加用比lip略高的peep以保持呼气末时肺泡开放,维持潮气量或气道峰压低于uip水平,以避免肺泡的过度扩张。值得注意的是,利用呼吸机的自动描记系统来记录p-v曲线时,应以恒定的低流量(50ml/s)来为肺充气,以尽量减少呼吸阻力的影响。ranieri等报道ARDS患者的p-v曲线可呈上凹形、上凸形和直线形。上凹形者加用peep能使肺泡复张,而上凸形或直线形者则不能复张。
三、ARDS的通气模式
1.压力控制通气:至今尚不能证明哪一种通气模式对ARDS患者是最好的,但无论选用哪种模式,都应遵循"肺保护策略"的原则。许多专家推荐应用压力控制通气(pcv),选用吸气峰压30~35cmH20,初始peep8cmH20,逐渐增加peep水平直至达最大顺应性。此时气道峰压与peep之差即是用于产生潮气量的驱动压。应用pcv的好处是:人机同步好;提供的减速流量波形有利于气体交换和增加氧合,而且可维持气道压不超过预定吸气压。
2.增加自主呼吸用力的通气模式:近年机械通气的趋势是结合而不是废弃自主呼吸用力,即让呼吸机适应患者,而不是让患者去适应呼吸机。能辅助或增加自主呼吸用力的通气模式有:双相气道正压(bipap),气道压力释放通气(parv)和成比例辅助通气(pav)等。
"辅助或增加自主呼吸用力"的通气模式的好处是:通气模式较自然舒适,可降低气道峰压和胸内压,减少正压通气对血流动力学的影响。增加自主呼吸的效率和膈肌收缩的有效性,促使萎陷肺泡的复张,人?机协调好,可减少或避免应用镇静剂或肌松剂,便于患者活动,主动咳嗽从而改善支气管分泌物的廓清,减低发生VALI的危险。
所谓"bipap",是让患者的自主呼吸交替地在两种不同的气道正压水平上来进行。通过调节高压和低压水平及其转换频率来改变呼吸容量及改善氧合。当将bipap的低压力水平时间调至很短(达0.5s)时,即相当于aprv通气模式。文献报道,ARDS患者应用bipap-aprv是比较有效的。应用pav时,呼吸机只是扩大和增加自主呼吸的功能和效率,而让患者自己完全控制呼吸方式,如潮气量、吸气和呼气时间、呼吸频率和吸气流量。呼吸机输送的压力按患者用力成比例地扩增。例如pav为3∶1,是指吸气气道压1/4由呼吸肌收缩产生,另3/4由呼吸机提供。故无论何时,自主呼吸肌作1/4功,呼吸机提供3/4呼吸功。应用此模式时,人机协调是最好的。理论上应十分适用于ARDS,并可预防VALI。但至今尚无临床研究证明,ARDS患者应用pav后有存活率的增加。
3.伺服控制通气模式(servo-controlledmodes):呼吸机电脑化后,应用高精度传感器和反馈系统来自动控制吸气压,维持潮气量恒定的一类通气模式,如压力调节容量控制通气(prvcv)、容量支持通气(vsv)、自动转换模式(automode)、容量保障压力支持通气(vapsv)等,这类通气模式兼压力预置和容量预置型两类模式的好处,易于控制气道压和潮气量达目标值,并可较早实行部分通气支持,便于撤机。但这些模式临床应用的时间尚不长,对ARDS的通气有何独特优点,尚有待研究确定。
四、ARDS机械通气的辅助方法
近些年来,人们对一些可促进动脉氧合和气体交换而又不会引起VALI的方法发生兴趣,这些方法包括高频通气、体外或肺外气体交换技术[如体外膜氧合(ecmo)、体外二氧化碳去除(ecco2r)和腔静脉氧合(ivox)]、俯卧位通气、部分液体通气、气管内吹气、表面活性物质替代疗法,吸入一氧化氮或前列环素等。在这些方法中,只有俯卧位通气较简便实用,有文献报道其改善氧合的有效率达50%~70%,值得在ARDS患者中试用。其他方法都要求有特殊的设备和技术或特殊制剂,尚处于研究阶段,只能在有条件的单位,慎重选择有适应证的ARDS患者,作为常规通气的辅助方法应用。
急性呼吸窘迫综合征机械通气策略的转变
机械通气是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)最重要的治疗手段之一。随着对ARDS病理生理学认识的加深和医学工程技术的进步,近年来在机械通气方面产生了一些新的技术方法和治疗概念,可能有助于提高机械通气的治疗效果。
一、以往对ARDS的认识及传统的机械通气策略
以往认为,ARDS时双肺存在分布较为均匀一致的损伤(水肿、萎陷)。因此传统的机械通气策略推荐使用较大的潮气量来使萎陷的肺泡复张。这种机械通气策略主要有以下调节取向:采用流量控制、容积切换通气方式;潮气量10~15ml/kg;维持动脉血气在正常状态(特别是ph和/或paco2);保持吸气时间短于呼气时间;在不易致氧中毒的吸入氧浓度下(FiO2<60%),以最小的呼吸末正压(peep)达到“足够”的动脉氧合(PaO2>55mmHg);监测气道压但不对其作严格限制。采取这种通气策略时,临床医生只关心气体交换和血流动力学情况并据以调节peep水平和潮气量,而很少注意这种调节对肺损伤所可能产生的影响。
二、对ARDS的一些新的认识和机械通气策略的转变
目前发现,ARDS时肺泡损伤的分布并不是均匀一致的,即部分区域肺泡闭陷,部分区域肺泡保持开放和正常通气。通常受重力影响在下肺区(gravitationallydepententareas)存在广泛的肺水肿和肺不张,而在上肺区(nondependentareas)存在通气较好的肺泡。ARDS时常仅有20%~30%的肺泡可以通气,当使用适用于全肺通气的常规潮气量时,会导致可通气肺泡的过度扩张,产生肺泡漏气、间质气肿和系统性气体栓塞等气压伤。
机械通气可以通过使肺泡过度充气而使肺泡壁处于一种被过度抻拉状态(overstretch),造成肺泡上皮和血管内皮的损伤和通透性增加,出现高通透性肺泡水肿和肺损伤。虽然气道峰压是影响气压伤的重要指标,但实验证明,肺泡跨壁压(transalveolarpressure,为吸气末肺泡压与胸腔内压之差)过高和其所致肺泡容积过大是产生肺损伤的直接决定因素。因此,气压伤(barotrauma)实质上是容积伤(volumetrauma)或气压-容积伤(baro-volutrauma)。潮气量和呼气末肺泡压决定吸-呼转换过程中肺泡膜所受的剪切力(shearingforces)大小和影响肺泡表面活性物质的功能。若呼气末肺泡内无足够的压力来防止肺泡的萎陷,亦易引起肺损伤。此外,有研究提示过快的呼吸频率(>25~30次/分)也可加重肺损伤。
基于以上对ARDS及机械通气对ARDS状态下肺组织作用的新认识,即认识到ARDS时通气肺泡分布的不均一性(仅有约不到1/3肺泡可以通气),肺泡容积损伤的概念和对机械通气本身可致肺损伤的高度重视,近年来普遍认为需要对以往的高气道压、正常或大潮气量的机械通气策略加以修正,希望采用能够限制肺泡跨壁压和尽量减少呼吸周期中肺泡内压力和容积变化的通气策略,以期在保证机械通气的治疗效果的前提下,避免机械通气所致肺损伤的发生或减小其程度。
概括近年来提倡的机械通气策略,主要有几个方面:(1)尽量减小肺泡跨壁压,避免肺泡过度扩张。在调节上改以往的容积目标型(volumetargeted)为压力目标型(pressuretargeted)[1]。临床上可主要以气道平台压为指标,使其低于30~35cmH20。(2)为求避免肺泡过度扩张,可以降低通气量,采用容许性高碳酸血症(permissivehypercapnia)策略[2]。(3)可以通过改变吸呼时比,采用反比通气的方法减小气道峰压,提高气道平均压,改善氧合。(4)尽量减少机械通气的强制性,加强自主呼吸的作用,促进机械通气与自主呼吸的协调。如成比率辅助通气(pav)、压力释放通气(aprv)等技术的应用。(5)应用肺力学参数准确调整peep水平,寻找“最佳peep”,使之既可防止呼气末肺泡萎陷,又同时避免过度增加肺泡压。(6)鉴于ARDS的肺损伤状态会随病程变化,强调动态呼吸监测,据以及时调整通气参数。
其他的一些呼吸支持技术,包括气管内充气技术(tgi),俯位通气(pronepositioning),液体通气技术(lv),肺外气体交换技术(体外膜式氧合-e.c.m.o,体外去除二氧化碳-ecco2r,血管内氧合技术-ivox)等,已在研究中显示了一定的临床应用前景。
需要指出的是,尽管认为上述机械通气策略可能有助于提高机械通气的治疗效果,防止机械通气性损伤,改善患者预后,但尚缺乏设计较为完善和可比的研究资料来说明任何一种机械通气策略或方式优于其他。客观评价某种通气方式对ARDS的治疗效果尚需在严格设定临床条件的前提下,与常规通气方式进行前瞻性、随机性研究,以期对其效果有真正了解和确定其应用指征。在对各型机械通气进行对比研究时有必要注意的另一个问题是,在呼吸衰竭仅仅是多脏器功能衰竭中致死的原因之一,而且还常常不是最重要原因的情况下,这类研究可能很难,也不应仅从最终转归和死亡率上来评价不同的通气策略。因此,若能证实某种机械通气方式确实可以改善生理功能,也有助于确定其临床价值[3]。
三、ARDS机械通气的实施
吸入氧浓度(FiO2)的选择:采用多种改善氧合手段,争取使长期吸入氧浓度<60%。
peep水平的调节:原则是即能使低顺应区肺泡开放,同时不至使高顺应区肺泡过度扩张。一般使肺泡内呼气末压力保持在7~15mmHg的范围。目前推荐根据肺力学参数变化确定最佳peep水平:(1)连续计算不同peep下肺静态顺应性(cstat),寻找与cstat由升到降的转折点相对应的peep水平;(2)在同样的吸气流速下改变peep,观察气道峰压(假定它与平台压呈平行变化),寻找当峰压增加幅度开始大于peep增加幅度的转折点对应的peep水平;(3)逐渐增加peep,观察同样吸气流速下压力-时间曲线,寻找当其斜度增加并变为曲线时相对应的peep水平。以上三项监测得到的peep水平提示所加peep已使尽可能多的萎陷肺泡开放,再增加peep将造成肺泡的过度扩张。临床上可将这一水平的peep或其稍小值视作“最佳peep”[2]。通过swan-ganz导管监测的血流动力学参数和氧输送量也可作为最佳peep的辅助评价指标。
潮气量(vt)的选择:不宜选择以往推荐的10~15ml/kg的vt,这个vt范围几乎无例外地会引起肺泡过度扩张。目前推荐在ARDS中对vt加以限制,采用小潮气量通气。vt的调节在定容方式下应参考气道平台压,使平台压低于30~35cmH20;vt的大小还需根据加用的peep水平作出调整。peep水平高,则vt宜小。在小vt通气条件下,可以通过增加呼吸频率来代偿保证分钟通气量。但呼吸频率不宜高于30次/分,否则亦易出现肺损伤。此时可以接受低通气状态,采取容许性高碳酸血症策略[4]。
关于容许性高碳酸血症:采用小潮气量、低分钟通气量,容许有一定程度的高碳酸血症(一般paco2不宜高于80~100mmHg,ph不宜低于7.20。若ph过低可补以碱剂)。其理论基础是:(1)对机械通气所致容积性肺损伤的重视,力图避免吸气时肺泡的过度扩张;(2)认为血中一定程度的高碳酸血症和低ph值不至对人体有明显损伤,即可以“容许”这种状况。这是一种权衡利弊之后,不得已而为之的治疗选择,在使用中要警惕其副作用,特别注意排除禁忌症(颅内高压,严重心功能不全等)[5]。
当采取通常的机械通气措施难于有效改善氧合或为达到更好的人-机协调,可以试用压力控制-反比通气(pc-irv),成比率辅助通气(pav),气道压力释放通气(aprv),双相气道正压(biphasicpositiveairwaypressure,bipap)等通气方式。根据我们的初步经验,双相气道正压兼有避免肺损伤和改善氧合、促进人-机协调的作用,值得进一步探索。
急性呼吸窘迫综合征机械通气治疗研究进展
严重的低氧血症是急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)的主要特征,故迅速纠正缺氧为治疗的关键。早年多主张吸入高浓度氧,以提高氧分压,但长时间吸入高浓度氧本身亦可诱发 ARDS,因此目前提倡合理给氧原则,以吸入50%浓度氧为宜,氧分压维持至8kpa即可。但临床发现单纯给氧,很难使低氧血症得到纠正,而需采用机械通气给氧。本文拟就近年有关机械通气治疗研究综述如下。
1 呼吸末正压通气(positiveend-expiratorypressure,peep)
peep作为抢救ARDS的重要措施,已有近30年的历史,多年实践证实,peep主要通过其呼吸末正压,使陷闭的支气管和闭合的肺泡张开,提高功能残气量,降低肺内右至左的静脉血分流,改善通气与血流的比例和弥散功能,对肺血管外水肿分布产生正性影响,达到提高肺顺应性、降低呼吸功、减少耗氧量、提高PaO2和sao2,改善组织缺氧的目的[1]。最近有人用电子计算机体层扫描研究发现:peep可使ARDS肺内气体分布更均匀,亦使那些重复开张—萎缩的肺组织减少,使肺泡组织处于开张状态[2]。目前多主张peep从低水平(3~5cmH20)开始渐增,至最佳peep水平(控制在10cmH20,一般不超过15cmH20):sao2≥90%,FiO2≤0.6,pap<40~45cmH20(肺气道压)。如peep已>15cmH20,而sao2仍<90%,则只可增加FiO2,使sao2达90%以上并稳定后,逐渐降低FiO2,然后再降低peep,使之<15cmH20,以巩固疗效。
2 容许性高碳酸血症通气(permissivehypercapnieventilation,phv)[3~6]
phv目的在于降低吸气末气道压力,以最大限度减少氧中毒及肺气压伤发生的可能性。与传统通气方案相比,在一定程度改善了ARDS病人预后。方法:peep从最低开始(最佳为10cmH20),使潮气量(vt)达到4~7ml/kg,维持气道压力≤30cmH20、血ph≥7.20、FiO2<0.6,PaO27.0~8.0kpa,通气频率14~20次/分。缺点:(1)高碳酸血症可引起酸中毒、脑血管扩张、脑水肿、颅内压升高、外周血管扩张、心肌收缩力降低、心输出量增加、血压下降(血容量不足时);(2)清醒患者多不能耐受phv,需使用镇静剂、肌松剂等。高碳酸引起的副作用易于治疗,颅内高压则是phv的绝对禁忌证。
3 压力控制反比通气(pressurecontrolinverseventilation,pcirv)
pcirv主要用于肺顺应性明显降低、常规通气治疗失败、气道压力过高或peep>15cmH20而氧合仍不足的ARDS患者。由于ARDS肺渗出分布不均匀,通过延长吸气时间,有利于萎陷的肺泡复张,并使快速充气的肺泡发生通气再分布,进入通气较慢的肺泡,从而改善气体分布和通气血流之比、增加弥散面积、缩短呼气时间,使肺泡容积在小气道闭合的肺泡容积之上,故类似peep作用[7,8]。irv可降低气道峰压和peep,升高气道平均压(map),并使PaO2/FiO2随map增加而升高,延长吸气亦利于血红蛋白氧合,故可作为替换peep的方法[9]。但亦有研究表明,irv和常规通气相比,并无明显差别[10];map过高易可引起气压伤和减少心输出量;应用irv患者有时感觉不适,需加用镇静和麻醉剂等[11],需应用中予以注意。
4 液体通气(liquidventilation,lv)
lv是指将液体(一种含全氟碳——pfc液)经气管注入肺再行正压通气。若注入液量等于肺总量,称全lv;若注入液量等于功能残气量,称部分lv。因全lv呼气阻力高,多提倡用部分lv。pfc是一种对呼吸性气体具有高度可溶性、表面张力很低的液体,注入后不会损害肺组织,也不会被吸收,故对血流动力学和其他脏器无影响;液体自然挥发约为2ml/kg,故进行lv时应定时补充pfc液,随着肺内pfc液的挥发,部分lv则可逐渐自动转为气体通气。lv可显著增加通气时病人对氧的摄取和co2排出,并降低肺泡表面张力,增加肺顺应性,从而既可保证气体交换,又可控制气道压和vt在安全水平[12~14]。
5 压力支持通气(pressuresupportventilation,psv)
iakynthinos[15]在患者自主呼吸的前提下,使每次吸气受到一定程度的压力支持(一般为10cmH20),以增加吸气,使达到合适通气量及潮气量,并减少呼吸频率、自主呼吸作功和耗氧量。它与定压定容通气相比,在潮气量相同的情况下,最大吸气压及平均气道压都明显降低,亦为脱离呼吸机的一种过渡形式;若与peep结合,则既能增加通气量,又可改善换气功能,故有利于减少气压伤和对循环的影响,提高机械通气的疗效。
6 体外膜氧合技术(extracorporealmemberaneoxygenation,ecmo)
近年研究表明ecmo可以改善氧合,增加氧合指数。germann对一组油酸型雌性羊进行实验,ecmo可使氧合指数从(81±14)mmHg增加至(398±100)mmHg,而对mpap、pvri(肺血管阻力指数)无影响。lewandowski、rossaint研究发现,ecmo虽可提高氧合,但不能改善病人生存,故其确切效果仍需进一步研究[16~18]。
7 高频通气(high-frequentventilation,hfv)
hfv就是在低vt情况下,通过增加呼吸频率,使萎陷的肺泡扩张供氧。主要有两种方式:(1)高频喷射通气。用接近但不等于心率的频率供氧,可以增加心输出量,但未能证实高频喷射通气(hfjv)能降低ARDS的病死率[19]。(2)高频振荡通气。可以提高氧合指数,改善气体交换,用于常规通气治疗失败的严重ARDS病人是安全有效方法,但也需要进一步证实效果[20]。
8 压力释放通气(airwaypressurereleaseventilation,aprv)
aprv可以增加肺泡通气量,保留自主呼吸,并通过增加功能残气量而改善氧合;它既可以是控制通气,也可是自主呼吸。
9 双相气道正压通气(bipap)
bipap是对aprv改进而形成的保留自主呼吸的压力控制通气模式,是一种定时改变pap水平的系统。bipap既可行控制通气,也可自主呼吸,可调节吸气、呼气时间和吸气、呼气压力。bipap是实施低潮气量的最佳模式之一,可防止呼吸机相关肺损伤发生。由于双向压力和呼吸比可随意调整,具有更大的使用范围;另外使用bipap能明显减轻肌松药和镇静剂的作用,明显优于压力控制反比通气。
其他通气方法如静脉内氧合器(ivox)等正在研究中。
目前尚无一种令人满意的通气方法,有待进一步研究。
ARDS的病死率介于10%至90%之间。可见,在确定ARDS发病率和病死率方面存在着极大的差异。
1992年欧美联席会议推荐诊断标准如下:
ALI:(1)急性起病;(2)低氧血症,PaO2/FiO2≤300mm Hg;(3)胸片显示双肺浸润阴影;(4)肺动脉嵌入压(PAWP)≤18 mm Hg,或临床除外心源性因素。
ARDS:(1)低氧血症,PaO2/FiO2≤200 mm Hg;(2)其他标准同ALI。
1999年中华医学会呼吸病学会推荐标准(草案)中增加1项,即"应具有发病的高危因素",其余均同上。
ARDS机械通气治疗进展
2003-03-31 00:16:33 牛天平 陈天铎
机械通气是急性呼吸窘迫综合症(ARDS)最重要的治疗手段之一,随着对ARDS病理生理学认识的不断深入以及ARDS机械通气实验与临床研究的广泛开展,对ARDS机械通气治疗策略有了一些新的进展,可能有助于提高机械通气的治疗效果,改善ARDS的治疗。
1 既往对ARDS病理生理的认识及机械通气策略
既往认为ARDS主要的病理生理特点是:①肺泡上皮和肺毛细血管内皮受损致通透性增加,含蛋白质的液体渗出到肺间质和肺泡腔导致非心源性肺水肿。②肺泡Ⅱ型上皮细胞受损,肺表面活性物质减少,使肺泡早期关闭,容量变小,导致广泛分布的肺不张,功能残气减少。③肺间质和肺泡水肿、充血、肺不张、肺顺应性下降,呼吸功耗增加,氧耗量增加。④V/Q失衡,肺内分流增加[1]。因此,传统的机械通气策略推荐使用较大的潮气量来使萎陷的肺泡复张,这种机械通气策略主要有以下调节取向:采用流量控制、容积切换通气方式;潮气量10~15ml/kg;维持动脉血气在正常状态(特别是pH值和/或PaCO2);保持吸气时间短于呼气时间(I∶E<1);在不致氧中毒的吸氧浓度下(FiO2<0.5)以最小的PEEP达到足够的动脉氧合(PaO2>8kPa,1kPa=7.5mmHg);监测气道压但不对其作严格限制。在这种通气策略下,临床医师只关心气体交换和血流动力学情况并据以调节潮气量和PEEP水平,而很少注意这种调节可能产生的肺损伤。
2 对ARDS的新认识和机械通气策略的转变
研究发现,ARDS时肺泡损伤的分布并不是均匀的,即部分区域肺泡闭陷,部分区域肺泡保持开放和正常通气。通常受重力影响在下肺区(gravitationally dependent areas)存在广泛的肺水肿和肺不张,而在上肺区(nondependent areas)存在通气较好的肺泡。不同体位下肺CT扫描证实了重力依赖性肺带液体积聚现象,ARDS时参与气体交换的肺容量减至正常肺容量35%~50%[2],严重ARDS甚至减至20%[10]。当使用适用于全肺通气的常规潮气量时,会导致通气肺泡的过度扩张,产生肺泡外气体、系统性气体栓塞和弥漫性肺损伤等所谓气压伤(barotrauma)[2]。研究证实这些“气压伤”主要是由于肺泡过度膨胀所致的容积伤(volume trauma)或称为气量伤(volutrauma)[3,4]。基于以上认识,需要对以往的高气道压、正常或大潮气量的机械通气策略加以修正,采用能够限制肺泡跨壁压(transalveolar pressure为吸气末肺泡压与胸腔内压之差)和尽量减少呼吸周期中肺泡内压力和容积变化的方法,从以动脉血气为标准转向通气压力限制的策略[4]。
目前提供的机械通气策略主要有以下几个方面:①为减小肺泡跨壁压,避免肺泡过度扩张,改变以往的容积目标型(Volume targeted)为压力目标型(pressure targeted)。临床上以气道平台压为指标,使其低于30~35cmH20[2.4]。②为避免肺泡过度扩张,可降低通气量,采用许可性高碳酸血症(permissive hypercapnia)策略[5,10]。③可通过改变呼吸时比,采用反比通气(IRV)或容量控制反比通气(VC-IRV)及压力控制反比通气(PC-IRV)的方法减低气道峰压(PIP),提高气道平均压(Paw)形成适当水平的内源性PEEP(PEEPi)改善氧合利于萎陷肺泡复张,减少肺泡表面活性物质丢失。④尽量减少机械通气的强制性,加强自主呼吸的作用,促进机械通气与自主呼吸的协调。如高频振荡通气(HFOV)、压力释放通气(APRV)等技术的应用[2.4.9]。⑤应用肺力学参数准确调整PEEP水平,寻找“最佳PEEP”,使之既可以防止呼气末肺泡萎陷,又同时避免过度增加肺泡压[2.4]。⑥鉴于ARDS的肺损伤状态会随病程变化,强调动态呼吸监测,据以及时调整通气参数。其它一些呼吸支持技术,包括气管内吹气技术(TGI)、俯卧位通气(pronepositioning)、液体通气(LV)、肺外气体交换技术(体外膜氧合—ECMO,体外去除二氧化碳—ECCO2R,血管内氧合技术—IVOX)等,已在研究中显示了一定的临床应用前景[2.6.7.8]。
3 ARDS机械通气实施
3.1吸入氧浓度(FiO2)选择 争取使长期FiO2<0.6。
3.2 PEEP水平的调节 原则是即能使低顺应性区肺泡开放,同时又不至使正常顺应区肺泡过度扩张。一般使肺泡内呼气末压力保持在5~15cmH20。确定“最佳PEEP”的方法有①连续计算不同PEEP下静态顺应性(cstat),寻找与cstat由升到降的转折点相对应的PEEP水平。②在相同吸气流速下改变PEEP水平,观察气道峰压的同步变化,寻找当峰压增加幅度开始大于PEEP增加幅度的转折点对应的PEEP水平。③逐渐增加PEEP,观察相同吸气流速下压力—容积曲线,使其值定于下转折点之上及使肺过度扩张的上转折点之下,如图1所示[4]。
图1 压力—容积曲线
以上三项监测得出的PEEP水平提示所加PEEP已使尽可能多的萎陷肺泡开放,再增加PEEP将造成肺泡的过度扩张。这一水平的PEEP视为“最佳PEEP(best PEEP)”。也有学者推荐最低PEEP法即通过Swan-Ganz导管监测血流动力学参数和氧输送量,寻找理想的组织氧合和最低的PEEP水平[2]。
3.3 潮气量(VT)的选择 目前推荐小潮气量通气(VT6~8ml/kg),VT的调节在定容方式下应参考气道平台压(Pplat),使Pplat低于30~35cmH20;VT的大小还需根据PEEP水平作调整,PEEP水平高VT宜小。在小VT通气条件下,可适当增加呼吸频率来代偿保证分钟通气量,但呼吸频率不宜高于30次/min,否则亦易导致肺损伤。此时可接受低通气状态,采取许可性高碳酸血症策略,许可一定程度的高碳酸血症,PaCO2一般不宜高于10.66~13.33kPa.pH不宜低于7.20,若pH<7.20可补碱[2.4]。采用许可性高碳酸血症是基于:①对机械通气所致容积性肺损伤的重视,力图避免吸气时肺泡的过度扩张。②血中一定程度的高碳酸血症和低pH值不至对人体有明显损伤,即可以“许可”这种状态。这是一种权衡利弊之后,不得以而为之的选择,在使用中应警惕其副作用,特别是注意排除颅内高压、严重心功能不全等禁忌症[10]。
3.4 辅助通气措施选择 当采取上述方法难于有效改善氧合或为达到更好的人—机协调,可采用以下方式[2]:①压力控制和反比通气:选择PCV、IRV、VC-IRV、PC-IRV任一模式,I∶E在1~4∶1范围,但应注意过高PEEPi和Paw可能导致的肺损伤和血流动力学危害。PC-IRV时因VT不恒定,须密切监测呼出VT和分钟通气量(Vm)。②俯卧位通气:ARDS患者在常规机械通气氧合改善不理想时,从仰卧位转为俯卧位通气可显著改善氧合。③气管内吹气(TGI):在气管插管旁置入通气管道,尖端距隆突1cm,以6L/min吹气流量以间歇(吸气或呼气)或连续气流送O2,可减少死腔通气(VD),促进CO2排出。④高频通气(HFV):选择高频喷射通气(HFJV)、高频正压通气(HFPPV)和高频振荡通气(HFOV),可在一定范围纠正肺泡萎陷,改善气体交换,但尚缺乏多中心的前瞻性随机临床研究。⑤液体通气(LV):是先将呼吸性气体有高度可溶性、表面张力低,且对组织无任何损害的液体—全氟溴辛烷(perfluorocty bromide)经气管注入肺,然后进行正压通气,可显著增加通气时O2的摄取和CO2排出,提高PaO2,降低PaCO2,增加肺顺应性,对血流动力学和其它脏器无不利影响。⑥体外或肺外气体交换:选择ECMO、ECCO2—R、IVOX其中方式,避免机械通气所致肺损伤,使肺充分休息,以肺外气体交换装置提供患者必要的氧合和CO2排出。但目前尚未普及应用,缺乏经验,有待更多的研究证实其临床应用价值。
急性呼吸窘迫综合征诊断及治疗进展
2003-03-30 22:16:21 崔乃杰
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)系临床常见急性危重症,尽管近十年来监护治疗手段日益完善,但该症病死率持高未降。近年随基础和临床研究的不断深入,已证实ARDS的发病与脓毒症/全身炎症反应综合征有关,且常为多脏器功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)的最早受累器官,此外,对ARDS病理生理变化的新认识、改进机械通气的方式及部分液体通气等技术的开发,为ARDS的防治提供了较光明的前景。
1 ARDS诊断标准的变化
我国多年沿用1988年第二届ARDS专题讨论会上提出的诊断标准:1)具有ARDS的原发疾病;2)呼吸频率>28次/min,或/和呼吸窘迫;3)PaO2/FiO2<39.9kPa;4)胸部Χ线斑片状阴影,或大片阴影等肺间质或肺泡性病变;5)排除慢性肺疾病和左心衰竭。凡具备以上5项或1、2、3、5项者可诊断为ARDS。1992年美欧联合会议提出一套新的诊断标准:1)急性起病;2)PaO2/FiO2<39.9kPa为ALI,PaO2/FiO2<26.6kPa为ARDS;3)X线胸片显示双肺浸润影像;4)肺动脉楔压<2.04kPa或无左房高压的病征。
近年来,我国许多医疗机构也倾向采用美欧标准,但未能统一。
2 ARDS发病机理及病理、病理生理变化的进展
2.1 ARDS发病机理的进展
近年来较一致的看法是脓毒症/全身炎症反应综合症(sepsis/SIRS)是ALI-ARDS的主要发病基础,且常为多脏器功能障碍综合症(MODS)中最早受累的器官,因此,脓毒症/全身炎症反应综合症的发病机制和重要环节也就是ARDS的发病机制和重要环节,根据我们和国内外学者的研究认为重要的发病环节有以下几个方面。
(1)内毒素(endotoxin,ET):可导致全身促炎症反应介质的失控性释放,是造成脓毒症一系列病理生理变化的基础,内毒素来自严重的革兰氏阴性杆菌感染和肠屏障功能损害时的肠道菌群和内毒素移位(内源性内毒素血症)。
(2)中性粒细胞活化:中性粒细胞受内毒素和炎症细胞因子作用后被激活,一方面产生多种粘附分子,使中性粒细胞粘附在血管内皮上导致内皮损伤和游离至血管外造成炎症;另一方面释出多种蛋白酶和氧自由基等,损害周围细胞和组织。肺的毛细血管网可视为一个大滤器,在脓毒症和SIRS时可扣押大量中性粒细胞,是造成ALI和ARDS的重要机制。
(3)氧自由基(OFR):众所周知,缺氧及缺血再灌流时可造成Ca2+内流、激活磷脂酶A2引起一系列酶变化和氧化磷酸化过程紊乱产生氧自由基。此外中性粒细胞活化及中毒等都可以产生大量的氧自由基,造成细胞坏死和细胞凋亡。
(4)一氧化氮(NO):血管内皮细胞中存在着结构型NO合酶(cNOS),它以精氨酸为底物合成NO,以旁分泌形式作用在血管内皮下的平滑肌细胞上,使平滑肌舒张,ARDS时肺血管内皮细胞受损,cNOS途径合成的NO减少,而内皮素(ET-1)增高,肺血管痉挛造成肺动脉高压和通气/灌流比例失衡,此外,其它细胞和炎症细胞在内毒素和促炎症因子作用下可发生诱导型NO合酶(iNOS)的表达,后者可产生大量NO和超氧化物阴离子,它们结合成ONOO-,再进一步演化成羟自由基造成组织细胞的坏死。
2.2 ARDS病理、病理生理变化的进展
过去,曾错误地认为ARDS的病变是弥漫性的,但近年来我们的动物实验和国内外许多研究者的工作证明ARDS的病变在肺内并不均匀,可以分成正常的区域、肺泡萎陷但可恢复的区域和肺实变且难以恢复的区域三部分,因此,Gattinoni等人提出了ARDS肺是“小肺”,而非“硬肺”的概念,认为ARDS相对正常的“小肺”部分是行使正常气体交换的部分,这部分相对正常的换气单位的量越大则气体交换面积越大,且可通过提高吸氧浓度改善动脉血氧分压和饱和度。萎陷的区域是造成肺内分流的部分。而肺泡萎陷且同时伴发萎陷肺泡周围血管血流障碍(血管痉挛、血细胞粘附或血栓形成)的实变部分因既无血流也无通气反而使肺内分流有所减少。此外,渗出性改变呈弥漫性分布但低垂部分因重力关系渗出和水肿程度较重。
3 防治的进展
3.1 针对重要发病环节的治疗进展
(1)针对内毒素的治疗:国内外研究较多的是针对内毒素抗体类,在动物实验中证实有效。暨南医科大学和天津市第一中心医院急救医学研究所分别证实甘氨酸具有拮抗和破坏内毒素的作用。近来中药拮抗内毒素作用的研究不断取得新的成果,我们的研究证明每1g连翘生药的水煮醇沉制剂可中和150EU内毒素,在电子显微镜下可见到该制剂具有破坏内毒素正常构型的作用。
(2)针对白细胞活化的治疗:国内外研究均证实己酮可可碱(pentoxifylline)具有肯定的抑制中性粒细胞活化的作用,临床及基础研究均证实对ARDS有一定的防治作用。
(3)针对氧自由基和Ca2+内流的治疗:我们的研究证实灯盏花注射剂具有肯定的显著清除氧自由基和抑制氧自由基生成的作用,同时具有一定的Ca2+拮抗作用。根据Fenten反应(H2O2在Fe2+存在的情况下可形成.OH:Fe2++H2O2→Fe3++.OH+OH-,生成的.OH用过量的苯甲酸捕捉,可形成有荧光的羟苯甲酸)原理在体外进行灯盏花清除.OH作用的研究结果表明,灯盏花对.OH的清除率达99.96%,几乎完全清除.OH。动物实验证实,灯盏花可有效地防治因缺血再灌流导致的氧自由基损害。
(4)针对NO作用的研究:在脓毒症/SIRS时,重要的是抑制iNOS的高表达,而不影响血管内皮的cNOS的功能,近来发现,氨基胍(aminogunidine)具有明确的抑制iNOS表达的作用,中药白芍也有一定的作用,极具研究的前景。
(5)由于脓毒症/SIRS时机体并非单纯的炎症反应,而是炎症反应和抗炎症反应同时存在,若炎症反应占优势则表现为SIRS,若抗炎症反应占优势则表现为代偿性抗炎反应综合症(CARS),此时若单纯地针对炎症反应进行治疗反可使病情恶化,应予以重视。
3.2 人工通气技术及液体通气的进展
常规人工通气技术的进展,如前所述,ARDS时肺内存在着基本正常的区域、肺泡萎陷但可恢复的区域和肺实变且难以恢复的区域三个部分,故正确的人工通气原则应该是避免基本正常部分肺组织的气压伤和尽可能多地使萎陷的肺泡开放。具体操作上应本着“小潮气量和相对大的PEEP”原则进行。在有呼吸压力-容量环条件下,潮气量的确定应以监测条件下不出现高位转折点为潮气量上线,而不应该按体重公斤数计算。至于PEEP的大小则以呼吸压力-容量环低位转折点作为调整的依据。此外,还有作者提出以CT扫描观察肺泡扩张情况来调节PEEP的大小,但实际操作上有一定难度。作者认为密切观察气道内压和动脉血气氧分压的变化可作为调整潮气量和PEEP大小的有用指标。
近来发现,体位变化在肺水肿条件下显著影响肺内通气/灌注比例。ARDS时由仰卧改为俯卧数分钟后氧合指标即可获得改善,其机理可能与水肿液的再分布,俯卧时因胸腔内压力梯度的改变使功能残气量增加,隔肌局部运动改善,血流从新分布及呼吸道分泌物易于引流等有关。具体实施时应采用间断分次进行,不宜24h连续采用俯卧位。
液体通气的进展,目前大多采用部分液体通气(PLV),该法主要使用功能残气量剂量的氟碳(PFC)灌注在双肺中,直至气管插管处可见到氟碳液平面为准,辅以常规人工通气。
液体通气治疗ARDS的可能机制:
(1)改善气体交换:1)降低肺泡表面张力,促进肺泡保持开放状态:高分布系数和低表面张力的特征,使PFC均匀分布于肺泡表面,使气—液界面的表面张力显著下降,肺泡弹性回缩力下降,促使肺泡复张,保持开放状态。同时由于PFC比重是水的两倍,重力作用使PFC下沉,位于肺泡内渗出液、细胞及纤维蛋白等渗出物之下,形成夹层结构,促使渗出物排出和肺泡开放。PFC的机械作用又可直接防止肺泡塌陷或间歇性塌陷。以上作用均可明显降低肺内分流;2)PEEP样效应:PLV时PFC在肺内主要分布于下垂部位,即肺损伤较重部位,而PFC形成的静水压在下垂区最高,压迫肺泡毛细血管使下垂区血流向通气较好的非依赖区移动,类似于PEEP的作用。
(2)抗炎作用:PLV明显缓解ARDS导致的肺损害,减少炎症细胞浸润,可能与PFC的抗炎作用有关。PFC强烈抑制肺泡吞噬细胞产生氧自由基等炎症介质,是PLV改善肺损伤的重要原因。
近期,我们在进行部分液体通气的实验研究中发现,对肺实变区(肺泡萎陷同时相关血管痉挛或/和血管内血细胞粘附、聚集)来说,氟碳在纠正肺泡萎陷的同时进一步使生理死腔加大,反而影响氧合。为此,我们创立了液体通气合并解除血管痉挛、消除血管内凝血的综合新疗法,即在进行液体通气治疗时严密观察气道内压、Vd/Vt和动脉血氧合指标变化,一旦出现Vd/Vt加大即合并应用解痉药、抗凝剂及/或溶栓剂,在动物实验收到较理想的效果。
急性呼吸窘迫综合症
转自37度医学网
【概述】
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distresssyndrome,ARDS)是指严重感染、创伤、休克等肺内外疾病袭击后出现的以肺泡毛细血管损伤为主要表现的临床综合征,属于急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的严重阶段或类型。其临床特征包括呼吸频速和窘迫,进行性低氧血症,X线呈现弥漫性肺泡浸润。本征与婴儿呼吸窘迫综合征颇为相似,但其病因和发病机制不尽相同,为示区别,1972年Ashbaugh提出成人呼吸窘迫综合征(adult respiratory distress syndrome)的命名。现在注意到本征亦发生于儿童,故欧美学者协同讨论达成共识,以急性(acute)代替成人(adult),称为急性呼吸窘迫综合征,缩写仍是ARDS。
由于现代复苏技术和危重疾病早期抢救水平的提高,病人免于早期死亡,发生和死于ARDS者随之增加。早在80年代初美国估计每年有ARDS患者15万之多。20多年来对于ARDS的研究虽然投入大量人力、物力,在其发病机制、病理生理和呼吸支持治疗方面亦有显著进展,但病死率仍高达50%~70%。
【病因】
ARDS的病因甚多,按性质分类见表17-22,每类又有若干种疾病或致病因素。
表17-22 ARDS的病因
休克 脓毒性、出血性、心源性、过敏性
创伤 灼伤、脂肪栓塞、肺挫伤、非胸廓创伤(尤其是头部创伤)
淹溺
感染 革兰氏阴性杆菌败血症、病毒性肺炎、细菌性肺炎、真菌性肺炎、卡氏肺孢子虫肺炎、粟粒性肺结核
误吸胃内容物(尤其是pH<2.5)
吸入有毒气体 高浓度氧、烟、氮氧化合物、光气、氨、有机氟、镉
药物过量 海洛因、美散痛、丙氧芬(镇痛剂)、乙氯戊烯快醇(安眠剂)、噻嗪类、秋水仙碱、水杨酸盐、巴比妥类
代谢性紊乱 尿毒症、糖尿病酮症酸中毒
其他 胰腺炎、大量输血、血管内弥散性凝血、白细胞凝聚反应、子痫、空气或羊水栓塞、肺淋巴管癌、心肺转流术(体外循环)
ARDS的病因各异,但是病理、病理生理和临床过程基本上并不依赖于特定病因,共同基础是肺泡-毛细血管的急性损伤。肺损伤可以是直接的,如胃酸或毒气的吸入,胸部创伤等导致内皮或上皮细胞物理化学性损伤。而更多见的则是间接性肺损伤。虽然肺损伤的机制迄今未完全阐明,但已经确认它是系统性炎症反应综合征的一部分。在肺泡毛细血管水平由细胞和体液介导的急性炎症反应,涉及两个主要过程即炎症细胞的迁移与聚集,以及炎症介质的释放,它们相辅相成,作用于肺泡毛细血管膜的特定成分,从而导致通透性增高。
(一)炎症细胞的迁移与聚集 几乎所有肺内细胞都不同程度地参与ARDS的发病,而作为ARDS急性炎症最重要的效应细胞之一的则是多形核白细胞(PMNs)。健康人肺间质中仅有少量PMNs,约占1.6%。在创伤、脓毒血症、急性胰腺炎、理化刺激或体外循环等情况下,由于内毒素脂多糖(LPS)、C5a、白细胞介素-8(IL-8)等因子作用,PMNs在肺毛细血管内大量聚集,首先是附壁流动并黏附于内皮细胞,再经跨内皮移行到肺间质,然后藉肺泡上皮脱屑而移至肺泡腔。这一过程有各种黏附分子的参与和调控。PMNs呼吸暴发和释放其产物是肺损伤的重要环节。肺泡巨噬细胞(AMs)除作为吞噬细胞和免疫反应的抗原递呈细胞外,也是炎症反应的重要效应细胞,参与ARDS的发病,经刺激而激活的AMS释放IL-1、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-8等促使PMNs在肺内趋化和聚集很可能是ALI的启动因子。血小板聚集和微栓塞是ARDS常见病理改变,推测血小板及其产物在ARDS的发病机制中也起着重要作用。近年发现肺毛细血管和肺泡上皮细胞等结构细胞不单是靶细胞,也能参与炎症免疫反应,在ARDS的次级炎症反应中具有特殊意义。
(二)炎症介质释放 炎症细胞激活和释放介质是同炎症反应伴随存在的,密不可分,这里仅为叙述方便而分开讨论。以细菌LPS刺激为例,它与巨噬细胞表面受体结合,引起细胞脱落和细胞小器释放众多介质,包括:①脂类介质 如花生四烯酸代谢产物、血小板活化因子(PAF);②反应性氧代谢物 有超氧阴离子(O-·2)、过氧化氢(H202)、羟根(OH·)和单体氧(IO2),除H202外,对称氧自由基。③肽类物质 如PMNs/AMs蛋白酶、补体底物、参与凝血和纤溶过程的各种成份、细胞因子,甚至有人将属于黏附分子家族的整合素也列如此类介质。前些年对前两类介质研究甚多,而近年对肽类介质尤其是炎前细胞因子和黏附分子更为关注,它们可能是启动和推动ARDS"炎症瀑布"、细胞趋化、跨膜迁移和聚集、炎症反应和次级介质释放的重要介导物质。
(三)肺泡毛细血管损伤和通透性增高 维持和调节毛细血管结构完整性和通透性的成分包括细胞外基质、细胞间连接、细胞骨架以及胞饮运输与细胞底物的相互作用。ARDS的直接和间接损伤对上述每个环节都可以产生影响。氧自由基、蛋白酶、细胞因子、花生四烯酸代谢产物以及高荷电产物(如中性粒细胞主要阳离子蛋白)等可以通过下列途径改变膜屏障的通透性:(1)裂解基底膜蛋白和(或)细胞粘附因子;(2)改变细胞外纤维基质网结构;(3)影响细胞骨架的纤丝系统,导致细胞变形和连接撕裂。
【临床表现】
除与有关相应的原发病征象外,当肺刚受损的数小时内,患者可无呼吸系统症状。随后呼吸频率加快,气促逐渐加重,肺部体征无异常发现,或可听到吸气时细小湿罗音。X线胸片显示清晰肺野,或仅有肺纹理增多模糊,提示血管周围液体聚集。动脉血气分析示PaO2和PaCO2偏低。随着病情进展,患者呼吸窘迫,感胸部紧束,吸气费力、紫绀,常伴有烦躁、焦虑不安,两肺广泛间质浸润,可伴奇静脉扩张,胸膜反应或有少量积液。由于明显低氧血症引起过度通气,PaCO2降低,出现呼吸性碱中毒。呼吸窘迫不能用通常的氧疗使之改善。如上述病情继续恶化,呼吸窘迫和紫绀继续加重,胸片示肺部浸润阴影大片融合,乃至发展成"白肺"。呼吸肌疲劳导致通气不足,二氧化碳潴留,产生混和性酸中毒。心脏停搏。部分患者出现多器官衰竭。
【实验检查】
(一)肺功能测定
1.肺量计测定 肺容量和肺活量,残气,功能残气均减少。呼吸死腔增加,若死腔量/潮气量(VD/VT)>0.6,提示需机械通气。
2.肺顺应性测定:在床旁测定的常为胸肺总顺应性,应用呼气末正压通气的患者,可按下述公式计算动态顺应性(Cdyn)
Cdyn=潮气量/最大气道内压-呼气末正压顺应性检测不仅对诊断、判断疗效,而且对监测有无气胸或肺不张等合并症均有实用价值。
3.动脉血气分析 PaO2降低,是ARDS诊断和监测的常用指标。根据动脉血氧分析可以计算出肺泡-动脉氧分压差(PA8O2)、静动脉血分流(Qs/Qt)、呼吸指数(PAaO2/PaO2),氧合指数(PaO2/FiO2)等派生指标,对诊断和评价病情严重程度十分有帮助。如Qs/Qt曾被提倡用于病情分级,以高于15%,25%和35%分别划分为轻、中、重不同严重程度。呼吸指数参照范围为0.1~0.37,>1表明氧合功能明显减退,>2常需机械通气。氧合指数参照范围为53.2~66.5kPa(400~500mmHg),ARDS 时 降至26.7kPa(200mmHg)。
(二)肺血管通透性和血流动力学测定
1.肺水肿液蛋白质测定 ARDS时,肺毛细血管通透性增加,水分和大分子蛋白质进入间质或肺泡,使水肿液蛋白质含量与血浆蛋白含量之比增加,若比值>0.7,考虑ARDS,<0.5为心源性肺水肿。
2.肺泡毛细血管膜通透性(ACMP)测定 应用双核素体内标记技术,以113铟(113In)自体标记转铁蛋白,用以测定肺的蛋白质积聚量,同时以99m锝(99mTc)自体标记红细胞,校正胸内血流分布的影响。分别算出113铟、99m锝的肺/心放射计数比值,观察2小时的变化得出血浆蛋白积聚指数。健康人参考值为0.138×10-3/min。
3.血流动力学监测 通过置入四腔漂浮导管,可同时测定并计算肺动脉压(PAP)、肺动脉毛细血管楔压(PCWP)、肺循环阻力(PVR)、PVO2、CVO2、Qs/Qt及热稀法测定心输出量(CO)等,不仅对诊断、鉴别诊断有价值,而且对机械通气治疗,特别是PEEP对循环功能影响,亦为重要的监测指标。ARDS患者平均脉动脉压增高>2.67kPa,肺动脉压与肺毛细血管楔压差(PAP-PCWP)增加(>0.67kPa,PCWP一般<1.18kPa(12cmH20),若>1.57kPa(16cmH20),则为急性左心衰竭,可排除ARDS。
4.肺血管外含水量测定 目前用染料双示踪稀释法测定,由中心静脉或右心导管注入5mg靛氰绿染料葡萄糖液10ml,然后在股动脉通过与热敏电阻连接的导管记录热稀释曲线,并用密度计检测染料稀释曲线,再通过微机处理计算肺水量,可用来判断肺水肿的程度、转归和疗效,但需一定设备条件。
各种病因所致的ARDS病理变化基本相同,可以分为渗出、增生和纤维化三个相互关联和部分重叠的阶段。
(一)渗出期 见于发病后第一周。肺呈暗红或暗紫的肝样变,可见水肿、出血。重量明显增加。24小时内镜检见肺微血管充血、出血、微血栓,肺间质和肺泡内有蛋白质水肿液及炎症细胞浸润。若为感染性病因引起者,肺泡腔PMNs聚集和浸润更为明显。72小时后由血浆蛋白凝结、细胞碎化、纤维素形成透明膜,灶性或大片肺泡萎陷不张。在急性渗出期I型细胞受损坏死。
(二)增生期 损伤后1~3周,肺Ⅱ型上皮细胞增生覆盖剥落的基底膜,肺泡囊和肺泡管可见纤维化,肌性小动脉出现纤维细胞性内膜增生,导致血管腔截面积减少。
(三)纤维化期 生存超过3~4周的ARDS患者肺泡隔和气腔壁广泛增厚,散在分隔的胶原结缔组织增生致弥漫性不规则纤维化。肺血管床发生广泛管壁纤维增厚,动脉变形扭曲,肺毛细血管扩张。即使非感染性病因引起的ARDS,在后期亦不可避免地合并肺部感染,常见有组织坏死和微小脓肿。
【病理生理】
(一)基本病理生理 可用图17-30表达。需要指出的是,一般都认为ARDS的损伤及其病理改变是弥漫性的,而近年来从影像学和应用惰性气体测定气体交换的研究表明,肺损伤并非过去理解的那样弥漫和均一,因此提出一个"两室模型":一室为接近正常的肺,对于所施加于它的压力和通气反应并无异常;二室为病肺,其扩张和通气减少,但接受不成比例的血流。在早期两室中许多可开放的肺单位可以随着所施压力的增加或体位的改变而互换,因此静态压力-容积曲线显著滞后和呈双相形态。早期肺水肿使肺泡容量减少,从某种意义上说只是充盈气量减少,而非肺容量本身降低,在功能残气位总的肺和胸廓容量均在正常范围,特异性肺顺应性(specific compliance)即顺应性/肺容量也属正常。
(二)氧耗-氧供的病理性依赖和多器官功能衰竭 近年来一些研究发现在ARDS存在氧耗-氧供(Vo2-Qo2)关系异常,并认为这是ARDS和多器官功能衰竭的共同病理生理基础。健康人氧供可以有变化,即使减少,而器官的氧摄取和消耗维持相对稳定,即在临界阈值以上器官氧耗并不依赖氧供。乃是因为局部代偿作用和灌注毛细血管截面积增加和氧摄取增加所致。在ARDS这种代偿机制耗竭,在所有氧供水平都出现氧耗对氧供的绝对依赖或病理性依赖(图17-31)。这种病理现象在肺表现为VA/Q比例失调,在肺外器官则为组织与毛细血管间氧交换障碍。Vo2/Qo2关系异常导致细胞氧合和代谢障碍,引起损伤。氧供求失衡源于局部代偿机制耗竭,其解释一说是血流重新分布,流向低氧耗器官如骨骼肌,引起重要脏器氧供不敷需要;另一种说法是重要器官毛细血管内皮损伤,组织水肿,弥散距离增大以及毛细血管截面积减少。引起损伤的基本原因是炎症细胞的普遍激活和介质释放。目前比较倾向于后一观点,并认为ARDS和多器官功能衰竭具有共同的发病机制,由于肺毛细血管床特别丰富,往往成为炎症损伤的最先靶器官。ARDS早期抢救有效或引起系统性炎症反应的病因被自限或控制,则病程仅表现为ARDS而不出现多器官功能衰竭。ARDS发展或演变为多器官衰竭,感染可能是最重要的触发或推动因素。
【诊断说明】
至今由于缺乏特异的检测指标,给早期诊断带来困难。凡有可以引起ARDS的各种基础疾病或诱因,一旦出现呼吸改变或血气异常,均应警惕有本征发生的可能。建立诊断需综合临床、实验室及辅助检查,必要的动态随访观察,并排除类似表现的其他疾病。为疾病统计和科研需要,必须依据确定的诊断标准。历年来曾有各家提出的各种诊断标准,差别甚大。欧美学者在1992年分别在美国和欧洲的学术会议上商讨、1993年共同提出、并在1994年各种杂志上发表的关于ALI和ARDS定义和诊断标准,最近在我国被广泛介绍和推荐。
〔A LI诊断标准〕
急性起病,氧合指数PaO2/FiO2≤40kPa(300mmHg),而不论是否应用PEEP,胸部X线片示双肺浸润阴影,PCWP<2.40kPa(18mmHg)或无左心功能不全临床表现。
〔ARDS诊断标准〕
除规定PaO2/FiO2≤26.7kPa(200mmHg)外,其余指标与ALI相同。
1995年全国危重急救医学学术会议(庐山)仿照上述标准提出我国ARDS分期诊断标准如下:
1.有诱发ARDS的原发病因。
2.先兆期ARDS的诊断应具备下述5项中的三项:
(1)呼吸频率20~25次/分。
(2)(FiO20.21)PaO2≤9.31kPa(≤70mmHg),>7.98kPa(60mmHg)。
(3)PaO2/FiO2≥39.9kPa(≥300mmHg)。
(4)PA-aO2(FiO20.21)3.32~6.65kPa(25~50mmHg)
(5)胸片正常。
3.早期ARDS的诊断应具备6项中3项:
(1)呼吸频率>28次/分。
(2)(FiO20.21)PaO2≤7.90kPa(60mmHg),>6.60kPa(50mmHg)。
(3)PaCO2<4.65kPa(35mmHg)。
(4)PaO2/FiO2≤39.90kPa(≤300mmHg),>28.60kPa(>200mmHg)。
(5)(FiO21.0)PA-aO2>13.30kPa(>100mmHg),<26.60kPa(<200mmHg)。
(6)胸片示肺泡无实变或实变≤1/2肺野。
4.晚期ARDS的诊断应具备下述6项中3项:
(1)呼吸窘迫,频率>28次/分。
(2)(FiO20.21)PaO2≤6.60kPa(≤50mmHg)。
(3)PaCO2>5.98kPa(>45mmHg)。
(4)PaO2/FiO2≤26.6kPa(≤200mmHg)。
(5)(FiO21.0)PA-aO2>26.6kPa(>200mmHg)。
(6)胸片示肺泡实变≥1/2肺野。
注:(1)当今国内应用可测数据机械通气尚未普及,故应用机械通气时方能测定的肺顺应性及PEEP压力值,不予采用。需用右心导管才能准确测定的分流量(Qs/Qt),也不予采用。PA-aO2虽是计算值,因ARDS主要是换气功能障碍,它是确定换气功能障碍的重要指标之一,并且能较准确地换算,故予采用。
(2)结合APACHEⅢ危重评分系统,可以较精确地评定病情严重程度及预测预后。因为ARDS的诊断涉及临床大多数学科,既然国际上在欧美两大洲之间已经协商达成共识,那么制定我国标准既要适合我国国情,又要尽量与国际接轨,故仍需要多学科有关学术团体一起讨论,制定出ARDS的诊断标准,以便交流。在目前情况下,我们主张凡报告ARDS都应说明诊断依据标准,至于临床处理则不应硬套某一标准。
【治疗说明】
ARDS治疗的关键在于原发病及其病因,如处理好各种创伤,尽早找到感染灶,针对病原菌应用敏感的抗生素,制止炎症反应进一步对肺的损伤;更紧迫的是要及时纠正患者严重缺氧,赢得治疗基础疾病的宝贵时间。在呼吸支持治疗中,要防止气压伤,呼吸道继发感染和氧中毒等并发症的发生。根据肺损伤的发病机制,探索新的药理治疗也是研究的重要方向。
(一)呼吸支持治疗
1.氧疗 纠正缺氧刻不容缓,可采用经面罩持续气道正压(CPAP)吸氧,但大多需要藉助机械通气吸入氧气。一般认为FiO2>0.6,PaO2仍<8kPa(60mmHg),SaO2<90%时,应对患者采用呼气末正压通气PEEP为主的综合治疗。
2.机械通气
(1)呼气末正压通气(PEEP)1969年Ashbaugh首先报道使用PEEP治疗5例ARDS患者,3例存活。经多年的临床实践,已将PEEP作为抢救ARDS的重要措施。PEEP改善ARDS的呼吸功能,主要通过其呼气末正压使陷闭的支气管和闭合的肺泡张开,提高功能残气(FRC)。
PEEP为0.49kPa(5cmH20)时,FRC可增加500ml。随着陷闭的肺泡复张,肺内静动血分流降低,通气/血流比例和弥散功能亦得到改善,并对肺血管外水肿分布产生有利影响,提高肺顺应性,降低呼吸功。PaO2和SaO2随PEEP的增加不断提高,在心排出量不受影响下,则全身氧运输量增加。经动物实验证明,PEEP从零增至0.98kPa(10cmH20),肺泡直径成正比例增加,而胸腔压力变化不大,当PEEP>0.98kPa,肺泡直径变化趋小,PEEP>1.47kPa(15cmH20),肺泡容量很少增加,反使胸腔压力随肺泡压增加而增加,影响静脉血回流,尤其在血容量不足,血管收缩调节功能差的情况下,将会减少心输出量,所以过高的PEEP虽能提高PaO2和SaO2,往往因心输出量减少,反而影响组织供氧。过高PEEP亦会增加气胸和纵膈气肿的发生率。最佳PEEP应是SaO2达90%以上,而FiO2降到安全限度的PEEP水平〔一般为1.47kPa(15cmH20)〕。患者在维持有效血容量、保证组织灌注条件下,PEEP宜从低水平0.29~0.49kPa(3~5cmH20)开始,逐渐增加至最适PEEP,如PEEP>1.47kPa(15cmH20)、SaO2<90%时,可以短期内(不超过6h为宜)增加FiO2,使SaO2达90%以上。应当进一步寻找低氧血症难以纠正的原因加以克服。当病情稳定后,逐步降低FiO2至50%以下,然后再降PEEP至≤0.49kPa(5cmH20),以巩固疗效。
(2)反比通气(IRV) 即机械通气吸(I)与呼(E)的时间比≥1∶1。延长正压吸气时间,有利气体进入阻塞所致时间常数较长的肺泡使之复张,恢复换气,并使快速充气的肺泡发生通气再分布,进入通气较慢的肺泡,改善气体分布、通气与血流之比,增加弥散面积;缩短呼气时间,使肺泡容积保持在小气道闭合的肺泡容积之上,具有类似PEEP的作用;IRV可降低气道峰压和PEEP,升高气道平均压(MAP),并使PaO2/FiO2随MAP的增加而增加。同样延长吸气末的停顿时间有利血红蛋白的氧合。所以当ARDS患者在PEEP疗效差时,可加试IRV。要注意MAP过高仍有发生气压伤和影响循环功能、减少心输出量的副作用,故MAP以不超过1.37kPa(14cmH20)为宜。应用IRV时,患者感觉不适难受,可加用镇静或麻醉剂。
(3)机械通气并发症的防治 机械通气本身最常见和致命性的并发症为气压伤。由于ARDS广泛炎症、充血水肿、肺泡萎陷,机械通气往往需要较高吸气峰压,加上高水平PEEP,增加MAP将会使病变较轻、顺应性较高的肺单位过度膨胀,肺泡破裂。据报告当PEEP>2.45kPa(25cmH20),并发气胸和纵膈气肿的发生率达14%,病死率几乎为100%。现在一些学者主张低潮气量、低通气量,甚至允许有一定通气不足和轻度的二氧化碳潴留,使吸气峰压(PIP)<3.92kPa(40cmH20),PEEP<1.47kPa(15cmH20),必要时用压力调节容积控制(PRVCV)或压力控制反比通气〔PIP,<2.94~3.43kPa(30~35cmH20)〕。国外也有采用吸入一氧化氮(NO)、氧合膜肺或高频通气,可减少或防止机械通气的气压伤。
3.膜式氧合器 ARDS经人工气道机械通气、氧疗效果差,呼吸功能在短期内又无法纠正的场合下,有人应用体外膜肺氧合(ECMO)维持生命,采用静脉→膜肺→静脉的模式,经双侧大隐静脉根部用扩张管扩张后分别插入导管深达下腔静脉。现发展了血管内氧合器/排除CO2装置(IVOX),以具有氧合和CO2排除功能的中空纤维膜经导管从股静脉插至下腔静脉,用一负压吸引使氧通过IVOX,能改善气体交换。配合机械通气可以降低机械通气治疗的一些参数,减少机械通气并发症。
(二)维持适宜的血容量 创伤出血过多,必须输血。输血切忌过量,滴速不宜过快,最好输入新鲜血。库存1周以上血液含微型颗粒,可引起微栓塞,损害肺毛细血管内皮细胞,必须加用微过滤器。在保证血容量、稳定血压前提下,要求出入液量轻度负平衡(-500~-1000ml/d)。为促进水肿液的消退可使用呋噻米(速尿),每日40~60mg。在内皮细胞通透性增加时,胶体可渗至间质内,加重肺水肿,故在ARDS的早期不宜给胶体液。若有血清蛋白浓度降低则当别论。
(三)肾上腺皮质激素的应用 它有保护毛细血管内皮细胞、防止白细胞、血小板聚集和黏附管壁形成微血栓;稳定溶酶体膜,降低补体活性,抑制细胞膜上磷脂代谢,减少花生四烯酸的合成,阻止前列腺素及血栓素A2的生成;保护肺Ⅱ型细胞分泌表面活性物质;具抗炎和促使肺间质液吸收;缓解支气管痉挛;抑制后期肺纤维化作用。目前认为对刺激性气体吸入、外伤骨折所致的脂肪栓塞等非感染性引起的ARDS,早期可以应用激素。地塞米松60~80mg/d,或氢化考的松1000~2000mg/d,每6h1次,连用2天,有效者继续使用1~2天停药,无效者尽早停用。ARDS伴有败血症或严重呼吸道感染忌用激素。
(四)纠正酸碱和电解质紊乱 与呼吸衰竭时的一般原则相同。重在预防。
(五)营养支持 ARDS患者处于高代谢状态,应及时补充热量和高蛋白、高脂肪营养物质。应尽早给予强有力的营养支持,鼻饲或静脉补给,保持总热量摄取83.7~167.4kJ(20~40kCal/kg)。
(六)其他治疗探索
1.肺表面活性物质替代疗法 目前国内外有自然提取和人工制剂的表面活性物质,治疗婴儿呼吸窘迫综合征有较好效果,外源性表面活性物质在ARDS仅暂时使PaO2升高。
2.吸入NO NO即血管内皮细胞衍生舒张因子,具有广泛生理学活性,参与许多疾病的病理生理过程。在ARDS中的生理学作用和可能的临床应用前景已有广泛研究。一般认为NO进入通气较好的肺组织,扩张该区肺血管,使通气与血流比例低的血流向扩张的肺血管,改善通气与血流之比,降低肺内分流,以利降低吸氧浓度。另外NO能降低肺动脉压和肺血管阻力,而不影响体循环血管扩张和心输出量。有学者报导,将吸入NO与静脉应用阿米脱林甲酰酸(almitrinebismysglate)联合应用,对改善气体交换和降低平均肺动脉压升高有协同作用。后者能使通气不良的肺区血管收缩,血流向通气较好的肺区;并能刺激周围化学感受器,增强呼吸驱动,增加通气;其可能产生的肺动脉压升高可被NO所抵消。目前NO应用于临床尚待深入研究,并有许多具体操作问题需要解决。
3.氧自由基清除剂、抗氧化剂以及免疫治疗根据ARDS发病机制,针对发病主要环节,研究相应的药物给予干预,减轻肺和其它脏器损害,是目前研究热点之一。
过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT),可防止O2和H202氧化作用所引起的急性肺损伤;尿酸可抑制O2、OH的产生和PMNS呼吸暴发;维生素E具一定抗氧化剂效能,但会增加医院内感染的危险。
脂氧化酶和环氧化酶途径抑制剂,如布洛芬等可使血栓素A2和前列腺素减少,抑制补体与PMNs结合,防止PMNs在肺内聚集。
免疫治疗是通过中和致病因子,对抗炎性介质和抑制效应细胞来治疗ARDS。目前研究较多的有抗内毒素抗体,抗TNF、IL-1、IL-6、IL-8,以及抗细胞黏附分子的抗体或药物。
【预后说明】
ARDS的预后除与抢救措施是否得当有关外,常与患者原发病、并发症以及对治疗的反应有关。如严重感染所致的败血症得不到控制,则预后极差。骨髓移植并发ARDS死亡率几乎100%。若并发多脏器功能衰竭预后极差,且与受累器官的数目和速度有关,如3个脏器功能衰竭持续1周以上,病死率可高达98%。经积极治疗后,若持续肺血管阻力增加,示预后不良。脂肪栓塞引起的ARDS,经积极处理,机械通气治疗可获得90%存活。刺激性气体所致的急性肺水肿和ARDS,一般脱离现场,治疗及时,亦能取得较好的疗效。另ARDS患者若经PEEP0.98kPa(10cmH20)治疗后,PaO2有明显上升,预后较好。ARDS能迅速得到缓解的病人,大部分能恢复正常。在40%肺功能异常的ARDS恢复者中,20%示阻塞性通气损害、30%弥散量降低,25%运动时PaO2下降。
【预防说明】
对高危的患者应严密观察,加强监护,一但发现呼吸频速,PaO2降低等肺损伤表现,在治疗原发病时,应早期给予呼吸支持和其它有效的预防及干预措施,防止ARDS进一步发展和重要脏器损伤。
最后编辑于 2011-01-12 · 浏览 1.6 万