呼吸系统顺应性下降?可通气的肺容积减少是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的重要特征,也是引起低氧血症的主要原因之一?尽管目前以小潮气量与限制平台压为主要原则的肺保护通气策略已经能够明确改善ARDS患者的病死率,但是面对这样的患者,如何进行肺复张,如何选择适当的呼吸末正压(PEEP)以达到既能改善氧合又减少呼吸机相关性肺损伤(VILI)的目的,目前尚无明确的方案?肺复张(RM)是ARDS治疗中重要的治疗策略之一?RM目的在于开放闭陷的肺泡,防止呼气末肺泡的塌陷,从而通过改善通气/血流比来改善动脉氧合?并且肺通气不良区域的再开放可以使得潮气量与PEEP的分布更为均一,避免肺泡出现周期性的开放与塌陷从而减少肺损伤?但是研究发现,应用较高的PEEP并不能改善ARDS病死率,其中的一个原因可能就是在RM前并没有对肺可复张性进行评估?ARDS患者的病因?病变范围?严重程度存在着很大的差异,不同肺对于PEEP的反映也各不相同?对于可复张性不好的肺,使用较高的PEEP不但不能改善肺的通气,反而能使正常通气区域的过度膨胀,造成更为严重的肺损伤;而对可复张性较好的患者使用较低的PEEP同样也可能会加重肺的损伤?因此,在机械通气时,对每个患者肺可复张性进行评估,并据此选择恰当的PEEP水平,既可以使得肺泡得到充分的复张,又可以减少广泛应用高PEEP引起的VILI,具有重要的临床意义?
目前,评价肺可复张性的方法主要有2类?一类是通过影像学的手段进行解剖评估,通过测量跨肺压增加后,既往通气不良或者不通气区域重新开放肺容积的量来进行评价,主要包括胸部CT?肺部超声?电阻抗断层成像技术(EIT)和PETCT法等?而另一类主要通过评价RM对呼吸功能的影响来进行判断,比如应用PEEP后,复张的肺泡所引起的通气的改变会引起呼吸力学参数的改变,比如动脉血氧分压(PaO2)升高?二氧化碳分压(PaCO2)下降?顺应性的改善以及功能残气量的增加等?目前应用较多的主要为PV曲线法?本文将对以上评估RM潜能的方法进行概述?
1.胸部CT法
胸部CT可以对ARDS患者肺中的气体和组织的量进行准确的评估?可以根据其CT值将肺的通气状态分为正常通气?过度通气?通气不良以及不通气4类?在了解像素的大小与CT层面的厚度后,即可对目标区域的肺容积进行准确的计算?应用PEEP后,肺组织的通气会产生相应的变化,对肺CT每个层面通气的变化进行分析,通过计算RM后通气不良以及不通气区域肺组织减少的体积,即可对肺可复张性进行评价?同时,CT法还可以评估PEEP造成的正常肺组织的膨胀和过度膨胀状态?但这种方法需要对应用复杂的软件对每个层面均进行描计,所需时间较长?最近,Chiumello等发明了视觉解剖分析法,在不同PEEP水平进行CT扫描,通过评估不同支气管肺叶段充气状态的变化来判断是否具有可复张性,具有良好的敏感度和特异度?但这种方法主观性较强,而且不能评估肺的过度通气状态,其临床应用价值仍需要进行进一步的评价?已有多项研究采用CT法来评估肺可复张性,并以此来指导机械通气,其中Gattinoni等的研究具有里程碑式的意义?研究采用了全肺CT法对68例ARDS患者的可复张性进行了评估?在PEEP为0.49?1.47和4.41kPa时进行CT扫描,结果发现,不同患者RM潜能差异很大,并且与肺损伤的整体严重程度以及呼吸力学的参数密切相关?值得注意的是,呼吸生理参数的变化,尤其是氧合的变化对肺可复张性没有预测价值?因此,笔者认为在调整最佳PEEP时,对患者肺可复张性进行评价非常重要?而最近Caironi等研究显示,对于复张性好的患者增加PEEP以减少肺组织闭合塌陷所带来的获益要大于肺应变增加所带来的损伤,因此,肺可复张性好的患者可以从高PEEP中获益,这也与Briel等[2]荟萃分析的结论一致?另外,在不通气区域较大?可复张性差的患者,即使是采用了小潮气量也会引起应变的增高,加重肺损伤?从这个角度讲,CT能够尽早明确不适合“小潮气量”通气的患者,为尽早换用体外膜氧合或者高频振荡通气等对肺损伤较少的支持模式提供了可靠的证据?尽管CT法被很多人认为是评价肺可复张性的金标准,但其缺点也相当明显,它需要将患者转运至ICU外,并会使患者遭受更多剂量的辐射,不能常规应用而且难以重复,使其临床应用受到了很大的限制,难以在临床广泛使用?
2.P-V曲线法
在20世纪90年代早期,Ranieri等就提出可以使用P-V曲线来评估RM?当肺容积增加时,呼吸末压为零(ZEEP)状态下的P-V曲线的上凸提示呼吸系统顺应性的下降?如果不同PEEP时的P-V曲线与ZEEP时的P-V曲线能相重叠,则表明没有任何复张的肺泡存在,反而出现了肺的过度膨胀?与之相反,当肺容积增加时,ZEEP状态下P-V曲线的下凹表明肺泡的进行性复张?PEEP的应用引起了P-V曲线上移,表明肺泡已得到复张?由于在气道压一定时,任何肺容积的增加均源于既往不通气区域的RM?因此,我们可以在气道压相同时,测量不同PEEP水平时的P-V曲线,所增加的肺容积即为所复张的肺容积?P-V曲线所测得的可复张容积与经典的CT法测得的结果有非常好的相关性,因此,P-V曲线法可作为床旁评价RM潜能的一种可靠的方法?近20年来,P-V曲线法主要被用作评估RM,但因为其实施较为复杂,限制了其临床应用?但随着持续低流速P-V曲线法的出现,尤其是可以描绘P-V曲线的特殊呼吸机出现,不同PEEP水平下的P-V曲线在床旁的获得越来越方便?然而,这种方法的缺点在于其也不能提供肺过度膨胀的信息,并且需要患者处于深度镇静肌松状态?
3.肺部超声法
肺部超声在重症医学领域的应用越来越广泛,已经形成了一套完善的理论体系?有研究显示,ICU患者肺部超声的诊断价值要优于床旁X线胸片?ARDS患者肺通气各种状态均可以通过肺部超声明确诊断?全面分析肺的通气状态时,可将整个胸壁划分为12个区域:以腋前线与腋后线作为解剖标志将胸壁分为前壁?侧壁及后壁3个区域,每个区域再分为上下2个部分?根据肺通气的4种状态分别将每个目标区域评分,将得到的分相加,从而可以得出总的肺通气评分?而为了评估肺部各个区域通气状态的变化,有学者提出了“肺的再通气评分”方案?在不同PEEP水平测量肺部各个区域超声影像的改变,并根据其改变算出不同的得分,得分的总和即可判断肺部通气状态的改变?肺超声评分的可靠性如何呢?已经有研究将肺部超声和CT进行了比较,其主要选取了呼吸机相关性肺炎的人群,分别比较应用抗生素治疗前后的肺通气状态?结果发现,抗生素治疗后,CT结果与超声的肺通气评分之间存在显著的相关性?超声的再通气评分已经被应用于评估ARDS患者肺可复张性,Bouhemad等使用了肺部超声对30例ARDS患者肺可复张性进行了评估,结果显示,P-V曲线法所测出的可复张容积与肺超声的再通气评分有着非常好的相关性?同时,再通气评分与氧合的改善也密切相关?这些结果显示,肺部超声是床旁评估肺可复张性的一个可靠手段?肺部超声法具有显著的优点:其不需要患者处于肌松状态,并且可重复性强,可以在床旁每日进行评估,并且它使得评估RM对肺的局部区域(比如重力依赖区,非重力依赖区)的影响成为了可能?但其也存在明显的缺点:对于存在皮下气肿以及胸部敷料的患者,其检查会收到明显的限制,而且肺部超声也无法提供PEEP引起的肺过度膨胀的信息?
4电阻抗断层成像法(EIT)
EIT是一种无创无辐射的实时影像技术,可提供肺各个层面的通气影像?EIT的优点在于可以将RM对于每个区域的改变进行量化?有研究证实,在急性肺损伤(ALI)患者中,肺局部阻抗的变化与CT测得的肺密度变化相关?因此,EIT图像上局部阻抗改变与CT检测到的通气变化有很好的相关性?Lowhagen等对16例早期ARDS患者的可复张容积进行了评估,结果显示EIT可以有效判断肺可复张性,并指导PEEP的设定?EIT的测量可以在床旁进行,并且能够分别观察重力依赖区与非重力依赖区肺的复张与塌陷的过程?最近的一项临床研究显示,在PEEP逐渐递减时,膈肌水平以上所测量的EIT能够清晰地显示重力依赖区与非重力依赖区通气的改善与恶化?已经有人在猪ALI模型进行了EIT评估RM潜能的研究?通过监测PEEP滴定过程中潮气量的分布,EIT可以较早地发现局部肺组织的塌陷和复张,通过与动态CT比较,应用局部通气延迟指数(RVD)可以对局部的RM进行描述,从而有利于发现潮汐性肺泡复张,同时局部通气延迟时间与CT测定的肺组织复张数量存在良好的相关性?然而,潮汐性阻抗的改善既可以由塌陷肺泡的复张引起,可以源于既往过度膨胀肺泡通气的进一步增加?有学者试图使用较低PEEP时,像素顺应性的下降相对于其峰值的百分比来代表肺过度膨胀的程度?但结果表明,在非压力依赖区,用EIT测得的过度膨胀的区域与CT法测定的结果相同,但范围普遍较大,这表明在评估RM引起的过度膨胀时,EIT仅能估测肺单位功能的损伤而不是结构的改变?这项技术的临床应用还需要进一步的研究,其标准化的流程以及临床解读仍有待进一步明确?
5PET-CT法
研究表明,PET与CT相结合,可以作为研究ARDS的一种无创的有效的工具?有研究使用13N2作为标志物,采用PET技术对局部肺容积的改变进行了测量,研究发现在小潮气量通气时,高PEEP的应用可以使得肺较ZEEP时更为均一?当肺容积改变时,PET-CT除了可以检测到局部肺通气状态的变化,还可以通过追踪洗脱的同位素13N2来准确评估局部肺泡的通气?因此,与传统的CT法相比,PET-CT可以进一步明确复张后的肺容积时是否存在有效的肺泡通气?最近,越来越多的研究采用18F标记的氟代脱氧葡萄糖(FDG)测量ARDS患者肺的局部炎性反应?有学者利用18F作为标志物对13例ARDS患者进行了PET-CT检查,结果发现,正常通气肺组织乃至全肺的炎性反应均与平台压相关?在平台压超过2.65kPa时,炎性反应明显增加?根据这些结果我们认为,PET-CT除了可以有效地评估肺可复张性之外,能够更好地评估肺的炎性反应,从而可以从肺的形态乃至肺的功能及炎性反应方面为PEEP的滴定提供有力的证据?
6功能残气量(FRC)与RM
ARDS患者的FRC显著下降?尽管RM可以使得FRC显著增加,然而因为增加的肺容积不仅来自既往通气不良或者不通气的肺组织,也可能来自于正常通气的肺过度膨胀,FRC或者呼气末容积(EELV)的增加与RM的相关性很差?最近,有学者提出,假设应用高PEEP不改变肺的顺应性,可以通过较低PEEP时呼吸系统的顺应性与2个PEEP之间的压力差来计算过度膨胀的肺容积,即为肺的最小预测增加容积?那么,应用高PEEP时FRC增加的总量减去肺的最小预测增加容积即可估测肺的可复张容积,计算公式如下:预测的可复张容积(mL)=(高PEEP时的EELV-低PEEP时的EELV)-低PEEP时的肺最小预测增加容积这项研究发现,预测的可复张容积与P-V曲线法所测量出的可复张容积之间存在良好的相关性?
7小结
目前已有多种方法可以评估ARDS患者RM潜能?CT法仍为评估局RM与过度膨胀的金标准,PET-CT可进一步提供肺炎性反应的证据?尽管肺超声法和P-V曲线法并不能提供肺过度膨胀的信息,但因其操作简单,可重复性好,可以作为床旁评估RM潜能的常规手段?EIT也能够床旁评估重力依赖区与非重力依赖区肺泡的复张,其临床应用需进一步研究的证实?肺部超声与P-V曲线的常规使用可帮助重症医师判断肺是否具有可复张性,从而制定适当的通气策略?对于病变局限,可复张性差的患者,应设定较低的PEEP以减少呼吸性相关肺损伤;而对于弥漫性病变,复张性好的患者,可在监测下设定适当地给予较高的PEEP以改善肺的通气?另外,在ARDS的晚期,肺可复张性的下降也提示肺间质纤维化的出现?需要注意的是,在对肺的影像学结果进行评估时,也需要将功能性RM的结果包括动脉氧分压(PaO2)及肺顺应性的改善考虑在内?而如何在床旁有效的评估肺的过度膨胀,仍须进一步的研究?
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