杜全胜,刘秀清,边尧鑫

(1.河北省人民医院ICU,河北石家庄 050051;2.唐山市开平区医院,河北唐山 063021;3.河北省优抚医院,河北石家庄 050000)

叹气法肺复张对急性肺损伤疗效的研究

杜全胜1,刘秀清2,边尧鑫3

(1.河北省人民医院ICU,河北石家庄 050051;2.唐山市开平区医院,河北唐山 063021;3.河北省优抚医院,河北石家庄 050000)

采用 PCV(压力控制)模式,在吸气压力≤30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)的条件下,使潮气量为6～8 m L/kg,对2006年11月至2008年11月河北省人民医院重症监护治疗病房收治的20例AL I(急性肺损伤)患者实施叹气法肺复张治疗,观察叹气法肺复张对AL I的疗效及对血流动力学的影响,为在临床使用叹气法肺复张提供依据。结果表明,持续的叹气能明显改善AL I患者的氧合状态及胸肺顺应性,同时安全易行,对血流动力学干扰较小。

急性肺损伤;肺泡萎陷;肺保护性通气;肺复张;叹气法;呼气末正压

急性肺损伤(acute lung injury,AL I)是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的早期阶段,是在休克、严重感染、创伤等非心源性疾病过程中,肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤等造成弥漫性肺间质及肺泡水肿而导致的急性低氧性呼吸功能衰竭。以肺容积减少、肺顺应性降低、严重的通气/血流比例失调为病理生理特征,临床上表现为进行性低氧血症和呼吸窘迫,肺部影像学上表现为非均一性的渗出性病变[1]。机械通气是治疗AL I/ARDS的主要手段,但其本身可促成和加重肺损伤,即呼吸机相关性肺损伤(VAL I)[2-5]。随机对照研究证实小潮气量(V T)机械通气能明显减少气压伤,提出保护性通气策略。然而,小潮气量通气会致使可复张肺泡长时间处于萎陷状态,并且不能避免已开放肺泡的再萎陷。肺复张法可将那些可复张的萎陷肺泡再度开放并维持其开放的状态,并可防止小潮气量相关的肺泡再萎陷。目前肺复张(RM)已成为AL I/ARDS现代治疗策略中的重要措施之一。叹气法肺复张是RM的一种,能够改善患者的氧合及肺顺应性等,而对循环系统干扰较少,似乎比较“温和”,是RM的一种新思路。但其具体实施方式、持续时间、压力水平尚无统一标准,对其疗效及耐受性等尚处于探讨阶段,相关的研究很少。本研究拟在小潮气量保护性肺通气策略基础上,以河北省人民医院重症监护治疗病房(ICU)2006年11月至2008年11月收治的20例AL I(急性肺损伤)患者为研究对象,应用具有可调节叹气功能的呼吸机实施叹气法肺复张,观察叹气法肺复张对AL I的疗效(改善氧合和呼吸力学状况等)及对血流动力学的影响,从而评价其复张效果及安全性等,为临床对AL I患者应用叹气法肺复张提供依据。

1 资料与方法

1.1 病例选择

选择2006年11月至2008年11月河北省人民医院重症监护治疗病房收治的AL I患者20例为研究对象。

1.1.1 入选标准

1)具备发生AL I的危险因素;2)急性起病;3)较严重的氧合障碍:200 mm Hg≤氧合指数(PaO2/FiO2)≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa);4)X射线胸片示肺水肿浸润影;5)没有左房高压的临床证据;6)需有创正压通气支持;7)血流动力学相对稳定,不需要快速补液,未应用大剂量血管活性药物。

1.1.2 排除标准

1)年龄<18岁或>95岁;2)入选后48 h内因复苏失败而死亡;3)急性心肌梗死发病1周内;4)妊娠;5)气胸或支气管胸膜瘘或肺叶切除术后2周内;6)严重的慢性呼吸系统疾病;7)存在可能影响自主呼吸的颅内压增高或神经肌肉疾病;8)已纳入过本研究的病例再次入院者,或正在参加其他临床研究的病例。

1.2 操作方案

1.2.1 指标记录

所有患者均经口气管插管,平卧位,应用 Taema Horus4呼吸机进行机械通气,建立有创血压持续监测,对所有患者均行镇静及肌松。每次研究持续4 h,分3个时期,即基础期2 h、叹气期1 h、叹气后期1 h。分别记录基础期末、叹气期30 min、叹气期60 min、叹气后期30 min、叹气后期60 min时患者的机械通气参数设置及监测数据、血气分析指标(包括动脉血及FiO2(氧合水平)为1.0时的中心静脉血)、血流动力学指标、呼吸力学指标等。

1.2.2 基础期

采用压力控制(PCV)模式,在吸气压力(PI)≤30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)的条件下,使潮气量为6～8 m L/kg。选择适宜的呼气末正压。根据血气分析结果调节呼吸频率及 PI,尽量保持适当通气。若 PI过大和/或呼吸频率过快(时间流速曲线提示呼气不完全时),则采用允许性高碳酸血症策略,即在保证PI≤30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),同时不存在内源性呼气末正压的条件下,允许一定程度的二氧化碳潴留和呼吸性酸中毒(p H值为7.25～7.30)。

1.2.3 叹气及叹气期设定

传统的叹气法多是在每100次呼吸给一次较大的(多为1.5倍)潮气量(或气道峰压)的通气。不同品牌呼吸机设计不一,但叹气的潮气量(开放压)和频率(维持时间)多是不可调节的。本研究所采用叹气法是对传统叹气法的改良,叹气的频率和大小是可以调节的,即时间和压力可调。应用 Taema Horus4呼吸机来提供这种叹气功能(此呼吸机能提供自动的、连续的、容量性或压力性的叹气)。本研究选择1 min呼吸给与3次叹气(如果呼吸频率选择为25次/min,那么叹气的频率设定为3次叹气/25次呼吸),设置叹气时吸气压力=1.5×基础时期的吸气压力,同时限制最大PI≤40 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。叹气以外的呼吸机设置与基础阶段相同。

1.2.4 叹气后期

在叹气后期,恢复基础期参数。

1.2.5 呼气末正压(PEEP)的选择

采用P-V曲线法。典型的P-V曲线包括开始段、充气段(曲线中呈线性的一段)、低位拐点(L IP)。确定适宜的PEEP值为L IP上2 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。

1.3 观察项目

1)入选患者的一般情况;2)机械通气参数及监测;3)氧合指数(PaO2/FiO2);4)通气及酸碱情况;5)呼吸力学监测:在C/AMV模式下测量静态顺应性及静态阻力;6)血流动力学指标:心率 (HR)、平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP);7)气压伤的发生情况:包括新近出现的气胸、纵隔气肿、直径>2 cm的肺大泡,或者出现皮下气肿,不能用其他原因解释。

1.4 数据处理

应用SPSS11.5统计软件包。计量资料数据以(均数±标准差)来表示,多个样本均数间的两两比较采用LSD-t法,各期的监测指标的比较用单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 入选患者的基本情况

纳入本实验的患者共20例,男女均有,年龄范围及疾病严重程度适度,详见表1。表1数据说明本研究所选择的对象比较有代表性。

表1 患者的一般情况及预后情况Tab.1 Patient characteristics and outcome

2.2 机械通气参数及监测

在基础状态时期、叹气后时期及叹气时期的非叹气时段,完全遵循小潮气量的肺保护性通气策略。除叹气以外,各时期的主要机械通气参数之间无显著差异,P>0.05。详见表2。

2.3 氧合情况

经过一段时间的叹气,患者的氧合状态明显改善;但是随着叹气的结束,患者的氧合状态又恢复到之前的水平,详见表3。说明持续的叹气能改善AL I患者的氧合情况,但维持时间较短。

表2 呼吸机的设置Tab.2 Ventilato ry settings

2.4 通气及酸碱情况

经过一段时间的叹气,患者的PaCO2(CO2分压)有所减低;但是随着叹气的结束,患者的通气状态又恢复到之前的水平,这说明持续的叹气能改善AL I患者的通气情况,但维持时间较短。在整个研究过程中,p H值变化差异无显著性,均大于0.05。详见表3。

表3 各时期PaO2/FiO2,PaCO2,p H值的比较Tab.3 Comparison of PaO2/FiO2,PaCO2 and p H

2.5 呼吸力学情况

呼吸力学情况详见表4。结果表明持续的叹气能改善AL I患者的Cstat(静态顺应性),但维持时间较短;叹气对Rstat(静态阻力)虽有影响,但这种变化并没有明显的统计学差异,P>0.05。

表4 各时期Cstat及Rstat的比较Tab.4 Comparison of Cstat and Rstat

2.6 血流动力学情况

在整个研究过程中,患者的心率、平均动脉压及中心静脉压变化差异无显著性,P>0.05,详见表5。结果表明持续的叹气对AL I患者的血流动力学影响较小。

2.7 气压伤的发生情况

20例患者均未发生胸和纵隔气肿、直径>2 cm的肺大泡、皮下气肿等并发症,这说明对AL I患者应用叹气法肺复张发生气压伤的风险较小。

表5 各时期血流动力学指标的比较Tab.5 Comparison of hemodynamics

3 讨 论

3.1 叹气法肺复张的实施方法

实施肺复张的具体方法很多,通过正压通气来实现的有如下几种方法。1)控制性肺膨胀法。采用恒压通气方式,吸气压力为30～45 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),持续时间为30～50 s。吸气开始时,给予足够压力,并持续足够的时间,使萎陷肺泡充分开放,同时使时间常数不同的肺泡达到平衡。萎陷肺泡复张后,在相当时间 (4 h)内能够继续维持复张状态,显著增加肺容积,改善肺顺应性,防止呼吸机相关性肺损伤的发生,而且氧合改善也能维持较长时间[9]。控制性肺膨胀是当前最常用的肺复张方法,但其对血流动力学干扰较大[10]。2)压力控制法。采用压力控制通气,先将PEEP增加到20 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),然后将压力控制水平增加到40～45 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),维持30～60 s。与控制性肺膨胀相比,压力控制法能够得到相同的或更好的效果,需要较低的平均压,对血流动力学干扰较小。3)叹气法。传统的叹气法多是在每100次呼吸给一次较大(多为1.5倍)的潮气量或气道峰压的通气。不同品牌呼吸机设计不一,但叹气的潮气量(开放压)和频率(维持时间)多是不可调节的。

笔者所采用的叹气法则属于叹气法的一种改良,叹气的频率和程度是可以调节的,即时间和压力可调,但具体实施方法并不完全相同。在开放压方面采用压力控制而不采用定容模式,这是基于以下几方面的考虑。1)在定压模式下,如果出现肺泡复张,为了保持目标压力,便会有更多的气体进入到新开放的肺泡内,因此有利于新开放肺泡的稳定[11]。2)为了更好地把握跨肺压,相对降低气道峰压,增加患者的舒适度等。3)在维持时间方面,采用3次/min,是为了使相对高的开放压更分散,以减少肺复张对血流动力学的干扰及尽量减少呼吸机相关性肺损伤,尤其是压力伤,使之与其他肺复张方法比较起来更“温和”,应用肌松剂是为在实验过程中除去自主呼吸因素的干扰,在临床应用中并不一定如此。

3.2 复张效果

当前判断肺复张的方法较多,临床上比较实用的方法是测量动脉血氧合状况。当FiO2为100%,PaO2高于350～400 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)或反复肺复张后氧合指数(PaO2/FiO2)变化<5%时,则认为达到充分的肺复张[12]。笔者应用在临床上比较容易得到同时又较为可靠的动脉血氧合状况(PaO2/FiO2)、呼吸力学指标评估肺复张效果。为了除去FiO2的干扰,用PaO2/FiO2的变化来反映患者氧合程度的变化;所有患者均应用镇静及肌松剂,从而又除去了自主呼吸等因素对患者呼吸力学的影响,因而所监测的Cstat及Rstat能够反映患者呼吸力学的变化。

结果表明,叹气法肺复张能有效改善AL I患者的氧合,增加患者的胸肺顺应性。也就是说,叹气法肺复张能达到使萎陷的肺泡得到一定程度复张的效果。其机制可能是AL I/ARDS患者的萎陷肺泡存在2种形式——压缩性肺泡萎陷和重吸收性肺泡萎陷。压缩性的肺泡萎陷是由于呼气末小气道的陷闭形成。如果在气道打开后还留有部分气体,那么这类肺泡就能保持开放,此类萎陷肺泡的开放压可能较低;重吸收性肺泡萎陷可能主要由于通气/血流比例失调,同时存在较高的吸入氧浓度及呼气末肺容积的减少等因素。在呼气末肺容积减少时,长时间给予高浓度氧,可因肺泡内氧被吸收后导致重吸收性肺泡萎陷。这类萎陷肺泡的开放压可能较高。采用叹气法时,在非叹气阶段,通过较低的开放压力及适当的PEEP使很多压缩性的萎陷肺泡复张;而在叹气阶段,通过较高的开放压力、适当的PEEP及不断重复叹气使部分重吸收性的萎陷肺泡逐渐开放复张,而最终增加了参与气体交换的肺泡数量和有效肺容积,改善气体分布及通气/血流比失衡[13]。

叹气法肺复张的复张效果保持时间却不长,叹气后1 h的PaO2/FiO2及静态顺应性又恢复到叹气前的基础水平(P>0.05)。其原因可能如下:1)导致AL I肺泡萎陷的基本病因仍未去除,所以复张后的受损肺泡也一直存在再发生萎陷的趋势。2)叹气时的开放压明显高于非叹气时的开放压。一些需要较高开放压的萎陷肺泡,在叹气阶段可能复张,而在较低的开放压时不能使之复张。这种现象不仅出现在本研究的叹气法肺复张,在控制性肺膨胀、压力控制法[10]等中也同样存在。

3.3 耐受性

肺复张的不良反应主要包括对血流动力学的不良影响及气压伤。本研究中所有患者均能耐受叹气法肺复张,未观察到与其相关的不良反应,这表明叹气法肺复张临床应用较为安全。

肺复张可干扰血液动力学的原因可能与肺复张时压力较高和时间较长有关。肺复张时较高的气道压会导致胸腔压力增加,压迫较大的容量血管,从而减少回心血量,最终导致前负荷不足而引起心排血量下降。气压伤可能是由于较高的跨肺压及较长的持续时间。在耐受性方面,与其他肺复张方法相比较,叹气法肺复张有其自身的优势:1)需要较小的开放压;2)较分散的高压持续时间。但是呼吸机相关性肺损伤(VAL I)的机制并不仅限于压力的改变,对肺泡细微损伤尚待研究。

3.4 叹气后呼气末正压的选择

复张和开放是2个不同的概念[14]。复张是使萎陷的肺泡重新开放,开放是维持复张的肺泡持续开放。在AL I/ARDS(急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征)的治疗策略中,复张后合适的PEEP是维持肺泡开放的关键[15]。而PEEP的设定则是一个综合概念,需要考虑到开放肺泡的压力,维持肺泡开放的压力水平,避免PEEP引起的肺泡过度膨胀及呼吸机相关性肺损伤等[16]。目前PEEP的设定更趋向于综合多项参数分析,如氧合、呼吸力学、血流动力学等。由于受设备限制,笔者采用在 Taema Ho rus4呼吸机较易得到的低位拐点+2 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)的方法。

4 结 语

“温和”的肺复张方法,可能更接近患者的生理状态。持续的叹气能明显改善患者的氧合状态及胸肺顺应性,同时安全易行,对血流动力学干扰较小,但其疗效的维持是不稳定的。总之,叹气法在肺复张的应用仍处于探讨阶段。用多大的开放压,尤其是用多少的维持时间或“叹气频率”,如何保持复张效果,如何避免呼吸机相关性肺损伤和减少对血流动力学的干扰等都还有待于进行更深入的临床观察和研究。

[1]中华医学会重症医学分会.急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南(2006)[J].中国危重病急救医学(Chinese Critical Care Medicine),2006,18(12):706-710.

[2]The Acute Respiratory Distress Syndrome Network.Ventilation with lower tidal volumes as compared w ith traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome[J].N Engl J Med,2000,342:1 301-1 308.

[3]International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine.Ventilator associated lung injury in ARDS[J].Am J Respir Crit Care Med,1999,160:2 118-2 124.

[4]ARTIGASA,BERNARD G R,CARLET J,et al.Ventilato ry,pharmacologic,suppo rtive therapy,study design strategies and issues related to recovery and remodeling[J].Intensive Care Med,1998,24:378-398.

[5]AMA TO M B,BARBASC S,M EDEIRO SD M,et al.Effect of a p rotective ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome[J].N Engl J Med,1998,338:347-354.

[6]WARE L B,MA TTHA Y M A.The acute respiratory distress syndrome[J].N Engl J Med,2000,342:1 334-1 349.

[7]MCLN TYRE R C,PUL IDO E J,BENSARD D D,et al.Thirty years of clinical trials in acute respiratory distress syndrome[J].Crit Care Med,2000,28(9):3 314-3 331.

[8]VERBRUGGE SJ C,BUHM S H,GOMM ER D,et al.Surfactant impainnent after mechanical ventilation w ith large alveolar surface-area changes and effectsof position end expiratory p ressure[J].Br Anaesth,1998,80(1):1-5.

[9]毛克江,周立新,强新华.肺复张策略在急性呼吸窘迫综合征患者机械通气中的应用研究[J].中国医药导报(China Medical Herald),2007(4):23-25.

[10]L IM SC,ADAMA A B,SIMONSON D A,et al.Intercomparison of recruitementmaneuver efficacy in threemodelsof acute lung injury[J].Crit Care Med,2004,32(12):2 371-2 377.

[11]PA TRON ITIN,FOTIG,CORTINOV ISB,et al.Sigh imp roves gas exchange and lung volume in patientswith acute respiratory distress syndrome undergoing p ressure suppo rt ventilation[J].Anesthesiology,2002,96(4):788-794.

[12]BORGESJB,OKAMOTO V N,MA TOS G F J,et al.Reversibility of lung collapse and hypoxemia in early acute respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,2006,174:268-278.

[13]GA TTINON IL,PELOSIP,SU TER PM,et al.Acute respiratory distress syndrome due to pulmonary and extrapulmonary disease:Different syndromes?[J].Am J Respir Crit Care Med,1998,158:3-11.

[14]喻文亮,孙 波.急性呼吸窘迫综合征中的肺复张策略[J].中华急诊医学杂志(Chinese Journal of Emergency Medicine),2005,14(9):787-789.

[15]GA TTINON IL,CA IRON IP,CRESSON IM,et al.Lung recruitment in patients w ith the acute respirato ry distress syndrome[J].N Engl J M ed,2006,354:1 775-1 786.

[16]ROUBY JJ,LU Q,GOLDSTEIN I.Selecting the right levelof positive end-expiratory pressure in patientswith acute respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,2002,165:1 182-1 186.

Study of sigh treatment on patients w ith acute lung injury

DU Quan-sheng1,L IU Xiu-qing2,B IAN Yao-xin3
(1.ICU,Hebei General Hospital,Shijiazhuang Hebei 050051,China;2.Tangshan Kaiping District Hopsital,Tangshan Hebei 063021,China;3.Hebei Privilege Hospital,Shijiazhuang Hebei 050000,China)

During this study,we p rovided small V T(6～8 m L/kg)through maintaining the PI≤30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)by PCV to assess the effects of sighson hemodynamics.Twenty patients w ith AL Iadmitted from november 2006 to November 2008 in intensive care unitof Hebei General Hospitalwere enrolled in the study.Observation indicates that persistent sighs significantly imp rove oxygenation and comp liance of respirato ry system of AL Ipatients.The treatment p roves to be safe and simp le,having little interference to hemodynamics.

acute lung injury(AL I);alveolar collapse;lung p rotective ventilation;recruitment maneuver;sigh;positive end expiratory p ressure(PEEP)

R473.5

A

1008-1542(2010)06-0528-06

2010-06-21;

2010-09-13;责任编辑:张士莹

河北省科学技术研究与发展计划项目(10276105D-67)

杜全胜(1978-),男,河北唐山人,主治医师,硕士,主要从事危重病及机械通气方面的研究。