4急性呼吸窘迫综合征的机械通气策略和方法

·继续教育园地 (危重病医学系列) · 作者单位 :100853 北京 ,解放军总医院南楼呼吸科 急性呼吸窘迫综合征的机械通气策略和方法 俞森洋 　　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 (10～15 ml/ 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 ～70 mm Hg(1 mm Hg = 0. 133 kPa) ,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 (Ventilator2associated 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 :不恰当的机械通气确实可引起 呼吸机所致肺损伤 (VILI) 。VILI 的现可分为两大类 :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 (5～6 ml/ kg)或严格限制通气压 [平台压 < 30 cm H2O (1 cm H2O = 0. 098 kPa) ] ,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 1 　ARDS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 　组织愈合 通气模式 容量切换通气 压力切换通气 ,压力　限制扩增技术 通气参数 　潮气量 (VT) 预设 10～15 ml/ kg 5～8 ml/ kg 　PEEP 为达到适当的 PaO2 　或 PaO2/ FiO2 所 　需要的水平 足以防止肺泡潮气性 　闭2开周期 ,达到 　适当的 PaO2/ FiO2 　比 　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. 43 　kPa ( 30 ～ 35 cm H2O) 　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 ·115·中华医学杂志 2001 年 4 月 25 日第 81 卷第 8 期　Natl Med J China , April 25 , 2001 , Vol 81 , No. 8 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 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 5～10 mm Hg) ,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2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 40～60 cm H2O ,通气频率 10～30 次/ 分 ,吸呼比为 1～2∶1 ,加 PEEP 10～20 cm H2O。持续 2～5 min 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)2容量 (V)曲线来设置潮气量 (或气道峰压) 和 PEEP。ARDS 患者的 P2V 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 P2V 曲线时 ,应以恒定的低流量 (50 ml/ 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 P2V 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 30～35 cm H2O ,初始 PEEP 8 cm H2O ,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2 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2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. 5 s) 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2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2控制通气模式 ( servo2controlled modes) : 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。 思 : 11呼吸机相关肺损伤有哪些表现 ? ARDS 肺为什么易 致 VALI ? 21ARDS患者机械通气时 ,为防止 VALI ,近年来提倡应 用些通气策略 ? 简述其实施方法。 31 试述适用于 ARDS的一些通气模式及其好处。 41ARDS机械通气的辅助方法有哪些 ? (收稿日期 :2001203213) (本文编辑 :李群) 　　本刊“继续教育园地”危重病医学系列讲座共 12 讲。参 加学习者每讲可获 Ⅰ类继续医学教育学分 2 分。报名办法 详见本刊 2001 年第 3 期第 130 页。 ·215· 中华医学杂志 2001 年 4 月 25 日第 81 卷第 8 期　Natl Med J China , April 25 , 2001 , Vol 81 , No. 8 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net