翻譯：孫雁鳴      校對(duì)：王劍榮

摘要：

  急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)會(huì)導(dǎo)致異質(zhì)性的肺損傷，這仍然是一個(gè)嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)問(wèn)題。僅有的治療方法之一是機(jī)械通氣形式的呼吸支持。然而，要使異質(zhì)性的肺避免機(jī)械通氣的并發(fā)癥以及呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷(VILI)是有難度的。ARDS的肺組織的開(kāi)放依賴于時(shí)間和壓力，這意味著打開(kāi)陷閉的肺需要更多的時(shí)間和壓力，而且在更高的肺泡內(nèi)壓力下，它會(huì)更快地重新塌陷。目前的保護(hù)性通氣策略，ARDSNet的低潮氣量(LVT)肺開(kāi)放方法(OLA)在進(jìn)一步降低ARDS死亡率方面并不成功。我們推測(cè)這是因?yàn)長(zhǎng)VT策略僅限用于正常組織和局灶性損傷組織混合的肺通氣，而OLA雖然設(shè)計(jì)目的為完全開(kāi)放和穩(wěn)定肺，但通常不能成功做到這一點(diǎn)。在這篇綜述中，我們分析了VILI的病理生理學(xué)。我們還分析了急性損傷肺中呼吸力學(xué)的改變，并討論了這些改變導(dǎo)致VILI的關(guān)鍵機(jī)制。我們的分析表明，每次機(jī)械通氣的通氣時(shí)，在吸氣相和呼氣相時(shí)，對(duì)于維持呼吸力學(xué)正常和保護(hù)肺部免受VILI的傷害至關(guān)重要。動(dòng)物研究和薈萃分析表明，采用氣道壓力釋放通氣模式的時(shí)間控制自適應(yīng)通氣(TCAV)方法消除了對(duì)異質(zhì)性損傷肺通氣的限制，因?yàn)樗陂_(kāi)放和穩(wěn)定時(shí)間或者壓力依賴性肺方面非常有效。在動(dòng)物研究中，已經(jīng)證明，通過(guò)用TCAV可以“打開(kāi)”急性損傷的肺，我們可以(1)通過(guò)直接觀察胸膜下的肺泡來(lái)評(píng)估呼氣肺容量;(2)通過(guò)肺組織的形態(tài)計(jì)量學(xué)分析，評(píng)估肺泡情況;(3)觀察表面活性蛋白A和B的增加來(lái)衡量，來(lái)評(píng)價(jià)正常表面活性物質(zhì)功能的再生。(4)評(píng)估肺順應(yīng)性是否增加。

簡(jiǎn)介：

  急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)最初被認(rèn)為是一種致命性的雙側(cè)肺炎，1967年被Ashbaugh等人定義為一種綜合征。不幸的是，自從急性呼吸窘迫綜合征被發(fā)現(xiàn)以來(lái)的50年里，只有少數(shù)幾種治療方法被使用，主要是以機(jī)械通氣的形式支持。但是，受限于異質(zhì)性肺損傷的限制，機(jī)械通氣會(huì)導(dǎo)致附加的組織損傷，被稱為呼吸機(jī)誘導(dǎo)的肺損傷(VILI)，與肺保護(hù)性通氣相比可以顯著增加死亡率(ARDSNet，2000年)。最初的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)試圖通過(guò)降低潮氣量(Vt)來(lái)減少VILI，但未能降低死亡率(Stewart等，1998年;Brower等，1999年)。直到2000年發(fā)表的ARDSNet進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的ARMA研究，才顯示死亡率降低。最近的統(tǒng)計(jì)和薈萃分析表明，急性呼吸窘迫綜合征的死亡率并沒(méi)有降低到2000年ARMA研究的31%“黃金標(biāo)準(zhǔn)”以下，而是保持在令人無(wú)法接受的高水平，高于40%(圖1)。盡管有這些令人失望的結(jié)果，低潮氣量方法的保護(hù)性通氣策略仍然被推薦為ARDS患者的標(biāo)準(zhǔn)治療(Fan等，2017,2018年;Papazian等，2019年)。

  由于ARDS患者的預(yù)后數(shù)據(jù)近20年來(lái)沒(méi)有改善，因此有必要(1)確定機(jī)械通氣(彈性、粘性或粘彈性)期間肺泡和肺泡管容積動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制，(2)確定ARDS引起的肺泡力學(xué)變化(即機(jī)械通氣過(guò)程中肺泡大小和形狀的動(dòng)態(tài)變化)(Grune等，2019年)。(3)確定氣道壓力和吸氣持續(xù)時(shí)間的作用。(4)以及利用這些知識(shí)開(kāi)發(fā)新的通氣策略，以更好地減少VILI和保護(hù)肺。雖然肺部炎癥(生物創(chuàng)傷)在ARDS和VILI的發(fā)病機(jī)制中也起著重要作用，但本綜述的重點(diǎn)將放在通氣過(guò)程中對(duì)組織造成的機(jī)械性損傷上。

急性肺損傷的限制性通氣

  目前的理念是ARDS的肺組織在重力的作用下分成三個(gè)區(qū)，從而引起異質(zhì)性損傷(圖2)。

  第一個(gè)部分，又稱非重力依賴區(qū)，包含少量正常順應(yīng)性的肺泡，在呼氣末仍保持充氣狀態(tài)，也被稱為“嬰兒肺”(Gattinoni and Pesenti，2005)。第二個(gè)部分由部分重力依賴區(qū)的肺泡組成，這些區(qū)域塌陷和/或充滿了水腫。第三個(gè)區(qū)由塌陷的肺泡組成，由于表面活性物質(zhì)功能的喪失，肺泡仍然處于正常和不穩(wěn)定之間的過(guò)渡區(qū)，每次呼吸都會(huì)打開(kāi)和塌陷部分肺泡。

  因此，ARDSNet 的保護(hù)性通氣策略僅限于使用以下三個(gè)層次的方法在不引起VILI的情況下對(duì)這種異質(zhì)肺組織進(jìn)行通氣：(1)通過(guò)不過(guò)度膨脹處于FRC狀態(tài)的肺組織來(lái)保護(hù)嬰兒肺，(2)通過(guò)將重力依賴區(qū)的塌陷和充滿水腫的肺泡組織保持在通氣周期之外來(lái)使其休息。(3)以及通過(guò)使用經(jīng)過(guò)呼氣末正壓(PEEP)來(lái)穩(wěn)定組織。

嬰兒肺區(qū)的保護(hù)問(wèn)題

  由于嬰兒肺被認(rèn)為是小體積的正常肺組織(Gattinoni和Pesenti，2005年)，它的過(guò)度膨脹被認(rèn)為是VILI的主要機(jī)制(Brower等，2004年)。然而，在正常肺承受過(guò)高的氣道壓力(>30 cm H2O)和過(guò)高的肺應(yīng)變(2.5比例)，只要過(guò)度牽張是靜態(tài)的，就不會(huì)發(fā)生過(guò)度擴(kuò)張誘導(dǎo)的VILI。這表明，高容量和高壓力的正常組織過(guò)度擴(kuò)張不是VILI的主要機(jī)制，除非還存在大的動(dòng)態(tài)應(yīng)變(Seah等，2011年;Protti等，2013;Jain等，2017年)。嬰兒肺的損傷可能不是由于正常組織的過(guò)度擴(kuò)張，而是由于鄰近塌陷區(qū)域不穩(wěn)定的肺組織的復(fù)張和再次塌陷(Gattinoni等，1995年)。因此，降低Vt和Pplat以減少開(kāi)放肺組織中的過(guò)度膨脹可能不會(huì)減少VILI，因?yàn)殚_(kāi)放的肺組織被大量塌陷和不穩(wěn)定的低順應(yīng)性的組織包圍。區(qū)域不穩(wěn)定和炎癥反應(yīng)在整個(gè)肺中都發(fā)生(包括在計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)或胸部X光中看起來(lái)正常的組織中)，并作為組織損傷擴(kuò)大的病理焦點(diǎn)誘導(dǎo)VILI(Wellman等，2014,2016;Cereda等，2016，2017)。因此提示要保護(hù)正常肺組織，必須消除區(qū)域不穩(wěn)定性。

  然而，其他研究表明，肺過(guò)度膨脹是VILI病理生理學(xué)的一個(gè)主要組成部分(Guldner等，2016年)。Guldner等人在豬ARDS模型中的研究表明，過(guò)度擴(kuò)張的肺比極端肺塌陷導(dǎo)致更多的炎癥，這表明應(yīng)力和應(yīng)變是VILI的主要機(jī)制。雖然這項(xiàng)研究清楚地表明創(chuàng)傷增加了炎癥，但沒(méi)有做組織病理學(xué)，也沒(méi)有以肺重衡量肺水腫的差異。因此，目前尚不清楚炎癥反應(yīng)增加是否會(huì)導(dǎo)致任何肺部病變。此外，數(shù)據(jù)的重新計(jì)算顯示，容量傷組的平均機(jī)械功率為17.12J/min，是肺炎組(7.13J/min)的兩倍多(Tonetti等人，2017年)。

  其他人還發(fā)現(xiàn)，在急性損傷的肺中增加氣道壓力將以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的方式導(dǎo)致?lián)p傷的快速進(jìn)展，這支持了Guldner研究中的發(fā)現(xiàn)(Hamlington等人，2018年)。綜上所述，這些研究表明，在急性損傷的肺組織中，高應(yīng)力和應(yīng)變與肺損傷有關(guān)，而在正常肺組織中則不是。

肺塌陷區(qū)的問(wèn)題

  當(dāng)肺塌陷低于正常FRC時(shí)，充滿水腫的肺組織可能產(chǎn)生以下病理生理改變(1)不進(jìn)行交換氣體;(2)容易發(fā)展為肺炎(Huynh等，2019年;Li Bassi等，2019年);(3)如果不重新開(kāi)放，將成為纖維化(Burkhardt，1989;Cabrera-Benitez等，2014;Lutz等，2015);(4)發(fā)生呼吸機(jī)同步失調(diào)(Burkhardt，1989;Cabrera-Benitez等，2014;Lutz等，2015);這與高死亡率有關(guān)(Blanch等人，2015);(5)在鄰近的開(kāi)放肺泡和肺泡管中產(chǎn)生應(yīng)力中心，極大地放大了通氣期間施加于這些實(shí)質(zhì)組織的力(Mead等，1970;Gattinoni等，2012年;Cressoni等，2014;Makaksoni等，2014)。研究表明，與肺打開(kāi)的患者相比，肥胖減肥手術(shù)患者中讓肺休息會(huì)導(dǎo)致更差的氧合，更長(zhǎng)的麻醉后重癥病房停留時(shí)間，以及更多的術(shù)后肺部并發(fā)癥(Talab等人，2009年)。盡管讓肺休息這個(gè)短語(yǔ)聽(tīng)起來(lái)很有保護(hù)作用，但并不意味著在塌陷狀態(tài)下工作是有益的。如上所述，這樣的狀態(tài)與多種病理有關(guān)。如果要讓肺休息，這意味著要防止肺實(shí)質(zhì)組織受到機(jī)械通氣的損害，更好的策略是讓它處于自然充氣狀態(tài)(Nieman等人，2018年)。

穩(wěn)定肺區(qū)的問(wèn)題

  關(guān)于如何最好地設(shè)置PEEP以有效穩(wěn)定肺組織，目前還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)(Coruch和Luks，2014年;Gattinoni等，2017年;Nieman等，2007a;Bergez等，2019年)。目前用于設(shè)置PEEP的ARDSNet方法使用氧分壓等級(jí)的經(jīng)驗(yàn)性設(shè)置(ARDSNet，2000年)，但氧合增加與肺泡穩(wěn)定性的增加沒(méi)有很好的相關(guān)性(Andrews等，2015年)，這是VILI的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制(Wellman等，2014,2016;Cereda等，2016，2017)。已經(jīng)使用了許多方法來(lái)嘗試滴定PEEP以穩(wěn)定肺組織。這些方法包括使用死腔、肺應(yīng)力和應(yīng)變、肺順應(yīng)性、CT、壓力-容積曲線拐點(diǎn)和電阻抗斷層掃描，但目前還沒(méi)有床邊技術(shù)來(lái)確定設(shè)置的PEEP是否確實(shí)穩(wěn)定了肺(Nieman等，2007)。ARDSNet保護(hù)、休息和穩(wěn)定方法的上述問(wèn)題可能部分解釋了在過(guò)去20年中ARDS死亡率沒(méi)有改善的結(jié)果(圖1)。因?yàn)榉嗡莸囊恢滦?，保護(hù)、休息和穩(wěn)定。這幾乎不可能在不引起某種程度的VILI的情況下進(jìn)行機(jī)械通氣。

肺開(kāi)放策略

  肺開(kāi)放(OLA)的目的是通過(guò)使所有三個(gè)病理區(qū)正?；瘉?lái)消除異質(zhì)性損傷肺通氣的限制問(wèn)題(圖2)，目標(biāo)是使用復(fù)張動(dòng)作(RM)使塌陷的肺組織重新膨脹，并使用適當(dāng)水平的PEEP使其保持開(kāi)放。如果能夠復(fù)張整個(gè)肺并防止復(fù)發(fā)，VILI的主要機(jī)械機(jī)制(高應(yīng)變和過(guò)度膨脹)將被消除(Nieman等人，2007)。RM是通過(guò)提高氣道壓力(30-40 cm H2O)并將其保持40秒或大幅增加PEEP(25 Cm H2O)并將其與PEEP之上15 cm H2O的驅(qū)動(dòng)壓力相結(jié)合(Borges等，2006年)。在后一種策略中，PEEP以5cmH2O遞增至45cmH2O，直到肺完全復(fù)張，當(dāng)PaO2+PaCO2>400 mmHg時(shí)可以確認(rèn)肺復(fù)張(Borges等，2006年)。

  在肺復(fù)張后，PEEP向下滴定以找到肺再塌陷點(diǎn)(通常通過(guò)肺順應(yīng)性的急劇下降)，然后在第二次復(fù)張后，將PEEP設(shè)置在塌陷壓力之上2 cm H2O。然而，在ARDS患者中測(cè)試OLA的多項(xiàng)RCT未能顯示出明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)治療的益處(Brower等，2004年;Meade等，2008年;Mercat等，2008年;Cavalcanti等，2017年;Hodgson等，2019年)。這些失敗的原因包括：(1)OLA應(yīng)用的時(shí)機(jī)，早期(Borges等人，2006年)VS晚期(Gattinoni等，2006年)](2)一刀切的RM策略，(3)PEEP設(shè)置不當(dāng)無(wú)法保持復(fù)張的肺開(kāi)放，(4)復(fù)張壓力不足以打開(kāi)所有的肺，(5)存在可復(fù)張和不可復(fù)張的患者群體(Gattinoni等，2006年)(Gattinoni等人，2006年)。(6)OLA的應(yīng)用不是作為連續(xù)治療，而是作為一次性事件，兩次肺復(fù)張間隔過(guò)長(zhǎng)，或者沒(méi)有進(jìn)行再次肺復(fù)張。薈萃分析顯示，與OLA相關(guān)的ARDS相關(guān)死亡率沒(méi)有下降。

  為了進(jìn)一步降低ARDS死亡率和急性肺損傷，必須了解兩個(gè)病理過(guò)程：(1)ARDS使肺易于發(fā)生繼發(fā)性VILI的病理生理學(xué)機(jī)制;(2)VILI在肺單元(即終末氣道、肺泡和肺泡管)中的機(jī)制。這些病理生理為保護(hù)性機(jī)械通氣的設(shè)計(jì)提供了信息，這種通氣將通過(guò)消除在對(duì)不均勻損傷的肺進(jìn)行通氣時(shí)存在的限制來(lái)允許肺愈合(Nieman等，2018年)。

導(dǎo)致肺損傷的ARDS病理生理

ARDS的四個(gè)病理核心

  要研究ARDS與VILI的關(guān)系，需要了解急性肺損傷的病理基礎(chǔ)。雖然ARDS是一種復(fù)雜的綜合征，但它有四個(gè)被廣泛接受的中心成分(Thompson等人，2017年)，稱為“四核心病理”(圖3)。四核心包括肺毛細(xì)血管通透性增加(圖3，內(nèi)皮滲漏)，如果不加以控制，將導(dǎo)致表面活性物質(zhì)功能的喪失(圖3，表面活性物質(zhì)失活)(Lewis等，1993)。由此產(chǎn)生的高肺泡表面張力將加劇肺泡通透性的增加(圖3，肺泡水腫)(Nieman和Bredenberg，1985)。表面活性物質(zhì)功能障礙會(huì)改變肺泡力學(xué)，導(dǎo)致每次呼吸時(shí)的肺泡再膨脹/萎陷(R/D)(圖3，R/D)(Schiller等，2001年)。四的每一個(gè)組成部分都對(duì)肺泡力學(xué)有深遠(yuǎn)的影響。表面活性物質(zhì)失活通過(guò)促進(jìn)異質(zhì)肺組織的不穩(wěn)定和塌陷，為繼發(fā)性VILI奠定了基礎(chǔ)。此外，在塌陷區(qū)域，II型細(xì)胞的表面活性物質(zhì)分泌將受到抑制(Wirtz和Dobbs，1990;Majudar等，2012年)。肺表面活性物質(zhì)分泌減少會(huì)使肺泡水腫所致的已經(jīng)降低的表面活性物質(zhì)功能惡化并持續(xù)存在。

相關(guān)知識(shí)

圍術(shù)期肺保護(hù)性通氣策略臨床應(yīng)用專家共識(shí)（2021版）
協(xié)和醫(yī)生說(shuō)｜急性運(yùn)動(dòng)損傷如何處理？
急性疼痛管理策略及臨床實(shí)踐
慢性病康復(fù)管理策略.ppt
范少鵬：運(yùn)動(dòng)損傷預(yù)防——守護(hù)健康的妙招與策略
免疫系統(tǒng)急性損傷所產(chǎn)生的癥狀
四季養(yǎng)生與治未?。?中醫(yī)藥的季節(jié)性調(diào)理策略
慢性病管理：從預(yù)防到控制的全方位策略
嬰幼兒圍術(shù)期急性疼痛的管理策略
運(yùn)動(dòng)損傷與創(chuàng)傷骨科：預(yù)防、識(shí)別與護(hù)理全攻略

網(wǎng)址: 急性肺損傷保護(hù)性通氣策略的病理生理（上） http://www.gysdgmq.cn/newsview525349.html