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ARDS 个体化肺保护机械通气策略

时间:2018-10-01 08:18:15

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ARDS 个体化肺保护机械通气策略

1967 年 Ashbaugh 首先描述了不同病因的重症患者出现低氧血症 、 呼吸窘迫 、 肺顺应性降低 ,被视为 ARDS 概念认识的开端 , 50 年来 , 随着对ARDS 病理生理学认识的不断深入和临床呼吸支持技术的不断发展 ,虽然国内外不断推出针对 ARDS的机械通气指南 , 但是由于个体 ARDS 病情严重程度及肺可复张性的差异巨大 , 各种呼气末正压(positive end expiratory pressure , PEEP ) 滴 定(氧合 、 肺 顺应 性 、 应 力指 数及 跨肺压 导向 的PEEP 选择等) 、 肺可复张性评估 、 驱动压导向的潮气量选择 、 轻度 ARDS 患者早期无创通气 、 重度 ARDS 患者早期肌松剂的应用及超级肺保护等理念被提出 , 逐步为 ARDS 肺保护性通气带来了越来越浓重的个体化的色彩。

一 、 小潮气量通气

由于顽固性低氧血症是 ARDS 最突出的临床表现 , ARDS 认识初期一度把维持正常的氧合作为ARDS 的治疗目标 ,但很快发现采用 “常规” 潮气量 及 低 PEEP 导 致 呼 吸 机 相 关 性 肺 损 伤(ventilation-induced lung injury , VILI )。2000年随机对照研究证实小潮气量可降低 ARDS 患者病死率 , 奠定了 ARDS 肺保护性通气的基础。

ARDS 机械通气的目标也由维持正常的通气和氧合逐渐的转变为维持可接受的通气及氧合 (SpO 288.0% ~92.0% 及允许性高碳酸血症) 基础上的肺保护性通气策略减缓 VILI 的发生 。虽然大多数研究采用6 ml/kg 的潮气量 (ventilation tidal ,VT ) 为小潮气量通气的标准 , 但对于重度 ARDS患者 , 6 ml/kg 的 VT 仍可能会加重肺损伤的发生 ,其原因在于小潮气量肺保护的原理是降低肺应变 [strain = VT /功能残气量 (functional residual capacity , FRC) ],非生理性应变会导致 VILI ,但由于 ARDS 患者功能残气量的广泛差异 , 即使相同的 VT 也可能会产生不同程度的应变 ,对于处于病变较轻或早期的患者 ,该 VT 相对太小 ,而对于严重 ARDS 患者该 VT 又太大 , 因此设定 VT理想方法是根据应变 、 肺容量及跨肺压 (transpulmonary pressure , Ptp) 进行个体化调节 ,而不是简单根据理想体质量来设置 VT 。无法测定 Ptp时 ,小潮气量优于大潮气量 。

二 、 食管压与 Ptp

在以往的临床应用中 ,医生更侧重呼吸系统力学的改变 ,常通过控制平台压 (plateau pressure ,Pplat ) 和 PEEP 来避免 VILI ,而忽略了胸壁力学的 改 变 。事 实 上 , 胸 壁 弹 性 阻 力 ( elastic resistance of chest wall , Ecw ) 和 肺 弹 性 阻 力(elastic resistance of lung , El) 共同组成呼吸系统总弹性阻力 (total respiratory system elastance ,Etot) 。在气道压一定的情况下 ,静态时符合以下公式 :胸腔内压 (intrapleural pressure , Ppl ) =气道压 (airway pressure , Paw ) × (Ecw /Etot ) 。

ARDS 协作网 (ARDSNet) 标准认为安全的 Pplat <30 cmH2 O (1 cmH2 O = 0.098kPa ) 对 ALI/ARDS 合 并 Ecw 高 的 患 者 [腹 腔 高 压 (intraabdominal hypertension , IAH ) 、 肥胖] 等患者可能导致通气不足或过度通气 。不同来源的 ARDS 由于发病原因 、 胸壁顺应性的不同 , Ppl 差别较大 , 对 PEEP 的需求也存在个体差异 。监测 Pes 的优点在于判断 ARDS 患者对 PEEP 的需求 ,指导机械通气 PEEP 设置 ,选择使呼气末跨肺压保持在 0 ~ 10 cmH2 O 的最小PEEP 值设置合理 PEEP 水平 ,避免呼气末肺泡的萎陷 ,气道陷闭和肺膨胀不全 ,改善通气和氧合 ,实现 PEEP 的个体化设置 。

年 , Talmor 等对61例 ARDS 患者实施机械通气 , 根据呼气末Ptp 进行 PEEP 滴定 (Ptp 组) , 与 ARDSnet 推荐的 PEEP 滴定法相比 (对照组) , Ptp 组设置 PEEP明显高于对照组 , 对照组呼气末 Ptp 为 ( - 2.0±4.7) cmH2 O , 大部分患者呼气末跨肺压仍为负值 ,肺泡处于塌陷状态 , 氧合指数明显低于 Ptp组 。但是也有学者指出 , Talmor 研究入组的更多是肺外源性 ARDS (腹部损伤 、 创伤 、 脓毒症等患者占总研究人数的 80% ) ,肺外源性 ARDS 肺部病变以渗出为主 、 相对均一 , Ptp 滴定 PEEP 应更适用于外源性 ARDS 。但随后 , 在 Grasso等观察 14 例 H1N1 致重度 ARDS 患者 ,以吸气末 Ptp 作 为 开 始 体 外 膜 氧 合 (extracorpreal membrance oxygenation , ECMO ) 的指征 。

结果显示 ,对吸气末 Ptp < 25 cmH2 O 患者 , 继续予以肺复张 、 高 PEEP 通气等手段治疗 ,氧合能明显改善 ,表明 Ptp 指导肺内源性 ARDS 同样具有很好的疗效 。

三 、 驱动压

呼 吸 系 统 的 顺 应 性 ( respiratory system compliance ,CRS ) 是在静止条件下 , 弹性体在每单位外力作用下所产生的容积改变 ,即 CRS = ΔV /ΔP ,假设驱动压 (driving pressure ,DP) = ΔP =ΔV /CRS ,根据呼吸运动方程 , 经呼吸系统压力(pressure applied to the respiratory system , Prs)为 PAW 与 呼 吸 肌 肉 收 缩 产 生 的 压 力 (pressureMapplied by the respiratory , PM US ) 之和 ,呼吸阻力为气流磨擦力 (resistive pressure , PRES ) 、 [弹性回缩力 (elastic pressure , PEL ) = VT /CRS ] 和PEEP 之和 ,通气时动力等于阻力 ,即 PAW + PMUS =PRES + PEL + PEEP 。当患者无自主呼吸时 , PMUS =0 , PAW-PRES = VT /CRS + PEEP ,当吸气末屏气时 ,PRES = 0 , PAW 即为平台压 (PPL ) , DP = VT /CRS =PPL-PEEP 。这个概念实际上是将 VT 通过接受它的容积标准化 ,在肺泡水平融入了与肺应变相关的两个重要指标 , 用驱动压代替动态应变应用与临床 。

在新英格兰医学杂志发表的有关驱动压的临床研究表明驱动压 (ΔP = Pplat-PEEP , 无自主呼吸) 能够很好地反应 ARDS 患者预后 。研究发现 ,只有伴随驱动压增加的 Paw 升高 , 才会导致病死率增加 ;只有伴随着驱动压降低的 PEEP增加 ,才能起到肺保护作用。2017 年在美国医学杂志发表的一个大样本研究揭示 , 对中重度ARDS 患者常规应用肺复张手法反而会增加 28 d病死率 ,以及气胸等并发症的发生率 ,作者的结论是不建议常规应用肺复张和 PEEP 滴定技术 。生理学研究显示 ,只有在可复张好的患者增加 PEEP才能获益 ,而在可复张性较差的患者 ,增加 PEEP引起过度肺扩张 ,反而有害 。

肺组织的可复张性是 PEEP 获益的主要原因 ,当 VT 设定 ,可复张性较好的患者产生的驱动压较低 ,因此 PEEP 获益的原因不仅仅是减轻了肺剪切力 ,同时是因为降低了驱动压 。

四 、 电阻抗断层成像 (electrical impedancetomography , EIT )

由于 ARDS 患者肺部病变具有不均一性 , 其肺部通气分布也不均一 。以前主要是通过计算机断层扫描 (computedtomography , CT ) 来监测患者肺通气状态的方式 , 这种方法需要患者外出到 CT室进行检查 ,具有一定风险 ,而且无法实时在床旁进行动态监测 。EIT 是一种无创的床旁实时监测肺组织通气变化的手段 ,通过监测肺内通气引起的肺内 EIF 的变化来测量区域肺通气和通气分布 。

与 CT 相比 , EIT 无创 、 无辐射 ,且能够实时在床旁对患者的局部肺组织通气状态进行动态监测 ,形成不同的影像学资料 。

尽管 EIT 的分辨率较 CT 相对较低 ,无法在肺形态学上做出准确体现, 但有研究表明 , 对于ARDS 患者的肺复张效果评估 , EIT 与氧和指数和CT 结果呈正相关 ,可以作为一种判定肺复张效果的可靠的床旁监测手段。也有学者发现 , 通过EIT 监测到的非均质指数 (globalinhomogeneity ,GI) 可以量化肺内的气体分布 , 并且 GI 值与ARDS 患者的肺可复张性具有很好的相关性。

这无疑使 EIT 在 ARDS 患者中的使用提供了更加准确且实时监测数据 。但是 EIT 也存在一定的不足 ,如它不能测量肺通气容积和塌陷肺泡的绝对值 ,由于肺通气和肺组织病变的不均一性 ,有必要增加测量面或采用 3D 方法进行设置 。

五 、 FRC

FRC 是平静呼气末存留在肺内的气体容量 ,为肺弹性回缩力和胸廓向外扩张力的平衡点 ,存在的意义在于缓冲呼吸过程中肺泡气体的变化 ,是肺泡气体和动脉血的 PaO 2 和 PaCO 2 不会随着呼吸而发生大幅度的波动 。ARDS 常引起肺泡塌陷和FRC 减少 ,床旁准确 、 无创的监测 FRC 有利于指导 ARDS 进行个体精细化机械通气 。目前 , 通过氮冲洗技术进行床旁测量 FRC 已开始在临床使用 。Lambermont 等在动物实验中发现 , 与肺静态顺应性相比 , FRC 对 ARDS 患者的肺复张和 PEEP 水平的设置更加灵敏 。同时联合 FRC 和肺静态顺应性共同比较 , 能更精准的评估 ARDS患者的肺复张效果以及肺通气情况 。Lambermont等建议联合监测 FRC 和静态顺应性用于 ARDS患者 PEEP 的选择 ,在递减 PEEP 的过程中 ,静态顺应性的增加表示肺泡过度膨胀的结束 , FRC 显着减少表示肺泡塌陷的开始 , PEEP 可设定在表示肺泡过度膨胀结束与塌陷开始相对应的 PEEP 水平之间 。

ARDS 不是一种单一因素疾病 ,是众多病因导致的急进性低氧血症和双肺弥漫性浸润的临床综合征 ,肺部病理表现为肺泡弥漫性损伤 ,是异质性很强的临床综合征 。因此针对 ARDS 患者的具体病情特点进行个体化有创机械通气治疗非常重要 。如何进行个体化机械通气 ,我们应该了解应力和应变基本理论 , 依据 ARDS 的疾病特点 , 通过动态监测跨肺压 、 驱动压 ,并结合超声影像 、 呼气末二氧化碳等检测手段 ,具有积极的意义

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