李瑞 徐志育 王華杰 謝曉紅

海南省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,?？?70000

ARDS最重要的病理生理特征是肺泡塌陷和肺有效充氣容積明顯減少,采用正常潮氣量通氣勢(shì)必導(dǎo)致氣道壓力過(guò)高及肺泡過(guò)度膨脹引起呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷,因此目前推崇的是小潮氣量機(jī)械通氣(low tidal volume lung protective ventilation,LTV)聯(lián)合呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP)的保護(hù)性通氣策略[1]。但LTV可引起小氣道的閉合、進(jìn)行性肺不張以及分泌物的潴留和高二氧化碳血癥,高PEEP的運(yùn)用在低復(fù)張潛力肺組織中獲益甚少,甚至有害。

氣道壓力釋放通氣(airway pressure release ventilation,APRV)[2]通過(guò)設(shè)定高水平的持續(xù)氣道正壓并維持較長(zhǎng)時(shí)間,以提供持續(xù)的肺開放,使肺獲得較大程度的復(fù)張,同時(shí)間歇釋放氣道壓力以減少肺損傷。有臨床研究顯示,APRV 較LTV 可減少ARDS的機(jī)械通氣時(shí)間[3]。

呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的本質(zhì)是生物傷,血漿及肺泡灌洗液IL-6水平可以反映肺損傷的程度[4-5]。本試驗(yàn)即假設(shè)：IL-6 水平可以代表呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷程度,APRV 較LTV 減少呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的程度從而減少IL-6的水平。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象 選取2016年1月至2018年1月海南省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科(三級(jí)甲等醫(yī)院,18張床位)的ARDS 患者38 例。因?yàn)锳PRV 及LTV 目前均為ARDS患者可選擇的機(jī)械通氣方式之一,且涉及的檢測(cè)為ARDS的醫(yī)療常規(guī),已獲得患者或家屬知情同意,本研究符合《赫爾辛基宣言》原則。

入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡＞18歲。(2)機(jī)械通氣小于8 h。(3)符合ARDS的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]：①已知臨床發(fā)病或呼吸癥狀新發(fā)或加重后1周內(nèi);②X 線或CT 掃描示雙肺致密影,并且胸腔積液、肺葉/肺塌陷或結(jié)節(jié)不能完全解釋;③無(wú)法用心力衰竭或體液超負(fù)荷完全解釋的呼吸衰竭;④氧合狀態(tài)：氧合指數(shù)≤300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa),且PEEP≥5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)達(dá)到ARDS診斷標(biāo)準(zhǔn)大于7 d;(2)估計(jì)機(jī)械通氣時(shí)間短于48 h;(3)COPD及支氣管哮喘;(4)惡性腫瘤患者;(5)孕婦;(6)凝血病(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值＞2.0或部分凝血活酶時(shí)間＞50 s);(7)室性心律失常史(一個(gè)月以內(nèi)的不穩(wěn)定心絞痛或心肌梗死);(8)胸壁畸形;(9)支氣管胸膜瘺;(10)顱內(nèi)壓增高者。

剔除標(biāo)準(zhǔn)：入組后24h內(nèi)(1)可以脫機(jī);(2)吸入一氧化氮或類固醇;(3)俯臥位治療。

1.2方法

1.2.1分組方法和機(jī)械通氣參數(shù)設(shè)定 所有入選病例在試驗(yàn)開始前均用PB840 呼吸機(jī)(美國(guó)泰科公司)首先予行LTV 2～6 h為平衡期后,采用隨機(jī)數(shù)字表法分為L(zhǎng)TV 組、APRV 組,每組各20例,但APRV 組有2 例因行俯臥位治療而剔除。LTV 組患者先行12 h APRV,再行12 h LTV;APRV 組患者先行12 h LTV,再行12 h APRV。

LTV 組：通氣模式設(shè)定同步間歇機(jī)械通氣-容量控制+壓力支持,初始PEEP 10 cm H2O,壓力支持10 cm H2O,潮氣量6 ml/kg(預(yù)計(jì)體質(zhì)量)使平臺(tái)壓＜30 cm H2O,若仍大于30 則減少潮氣量1 ml/kg,最少至4 ml/kg;若呼吸困難或p H＜7.15,潮氣量可增加至8 ml/kg(平臺(tái)壓可大于30 cm H2O)。若氧合不足,增加PEEP 2 cmH2O/次,每重復(fù)2 次隨后再增加FiO2(吸氧濃度)10%,PaO2＞65 mm Hg或SaO2＞92%。呼吸頻率12～20次/min,若自主呼吸＞26次/min,調(diào)整呼吸頻率、壓力支持水平。依據(jù)動(dòng)脈血?dú)?、脈搏血氧飽和度和呼吸困難狀況等調(diào)整參數(shù)潮氣量、呼吸頻率、吸氧濃度、吸氣流速和PEEP等。

APRV 組：選擇分組通氣前氣道峰壓的75%或平臺(tái)壓為高壓水平,若高于30 cm H2O 設(shè)為30 cm H2O,低壓=0,高壓時(shí)間=4.2 s,低壓相時(shí)間設(shè)為呼氣峰流速的40%～75%(0.4～1s)。目標(biāo)(PaO2＞65 mm Hg或SaO2＞92%),吸氧濃度保持轉(zhuǎn)換前不變,若氧和不足,延長(zhǎng)高壓相時(shí)間0.5～1 s,或增加高壓2 cm H2O;若PaCO2＞50 mm Hg及p H＜7.25,減少高壓相時(shí)間0.5～1 s或調(diào)整呼吸頻率。轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)TV 時(shí)轉(zhuǎn)為試驗(yàn)前(0 h)的設(shè)置,吸氧濃度不變(40%～100%)后據(jù)情況按上述調(diào)整。若出現(xiàn)人機(jī)對(duì)抗,微泵注射芬太尼(0.7～10 μg·kg-1·h-1)和咪達(dá)唑侖(0.04～0.2 mg·kg-1·h-1),鎮(zhèn)靜評(píng)分保持在-2～0分。

1.2.2數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與收集 記錄患者年齡、體質(zhì)量、身高、生命體征;試驗(yàn)前急性生理與慢性健康評(píng)分(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE Ⅱ)、Murray急性肺損傷評(píng)分、序貫器官衰竭評(píng)估(sequential organ faliure assessment,SOFA)評(píng)分。臨床觀察指標(biāo)：行試驗(yàn)機(jī)械通氣模式0、1、12、13、24 h 共5 個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別測(cè)定：(1)肺力學(xué)(氣道峰壓、平均氣道壓)。(2)血液(氧合指數(shù)、靜脈血漿IL-6、C反應(yīng)蛋白)。(3)肺泡灌洗液IL-6(僅測(cè)定0、12、24 h),如存在高危死亡因素(如嚴(yán)重血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、心律失常、血氧不足),則不給予肺泡灌洗。

1.2.3肺泡灌洗操作、標(biāo)本處理和檢測(cè)方法 若胸片提示彌漫性滲出,取右肺下葉灌洗;若提示局部滲出則取對(duì)側(cè)下葉[6]。整個(gè)操作過(guò)程給予患者高濃度吸氧,操作結(jié)束后調(diào)回原吸氧濃度,操作過(guò)程中若SPO2＜90%或心率加快＞20%即退鏡。

1.2.4IL-6檢測(cè)方法 按照酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)試劑盒(深圳市達(dá)科為生物技術(shù)有限公司)操作說(shuō)明檢測(cè)IL-6。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。服從正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示;組間采用交叉設(shè)計(jì)的方差分析檢驗(yàn),組內(nèi)采用自身配對(duì)檢驗(yàn)及重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1一般情況 共38 例入組,LTV 組20 例,APRV 組18 例。2組患者年齡、氧合指數(shù)、APACHⅡ評(píng)分、Murray急性肺損傷評(píng)分、SOFA評(píng)分之間比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。2組在轉(zhuǎn)換通氣模式前后呼吸力學(xué)指標(biāo)PEEP、潮氣量、氧和指數(shù)、PaO2、動(dòng)脈血PH 比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,氣道峰壓APRV 模式(高壓)低于LTV,氣道平均壓高于LTV。2組組內(nèi)C 反應(yīng)蛋白水平各時(shí)間點(diǎn)比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2、表3)。

表1 2組患者入組時(shí)一般情況

表2 小潮氣量機(jī)械通氣組各時(shí)間點(diǎn)參數(shù)(±s)

表2 小潮氣量機(jī)械通氣組各時(shí)間點(diǎn)參數(shù)(±s)

注：“-”為未檢測(cè);1 mm Hg=0.133 kPa

通氣后時(shí)間(h) 氧合指數(shù)(mm Hg) C反應(yīng)蛋白(mg/L) 血清IL-6(ng/L) 肺泡灌洗液IL-6(ng/L)0 133.28±55.36 136.67±61.10 63.39±47.06 108.20±26.29 143.24±52.89 - 63.70±46.23 -12 163.23±47.35 153.68±90.53 54.92±42.44 71.17±56.47 13 155.25±52.32 - 68.94±44.04 -24 160.25±46.47 144.43±79.44 69.74±41.11 91.25±46.56 F 值 2.68 3.64 2.78 4.67 1 P 值 0.12 0.19 0.26 0.39

2.2血漿IL-6水平比較

2.2.12組血漿IL-6水平比較 2組血漿IL-6水平在通氣后0、1、12 h比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。2組血漿IL-6濃度轉(zhuǎn)換模式前后1 h的差值(通氣后1 h與0 h的差值比13 h與12 h的差值)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。2組血漿IL-6濃度轉(zhuǎn)換模式前后12 h的差值(24 h與12 h的差值比12 h與0 h的差值)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.34,P=0.03)。

2.2.2LTV 組組內(nèi)血漿IL-6水平比較 通氣后LTV 組各時(shí)間點(diǎn)血漿IL-6水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。APRV 轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TV 后12 h血漿IL-6 水平從(54.92±42.44)ng/L 上升 至(69.74±41.11)ng/L(t=2.32,P=0.01)。見圖1。

2.2.3APRV 組組內(nèi)血漿IL-6水平比較 通氣后APRV 組各時(shí)間點(diǎn)血漿IL-6水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。LTV 轉(zhuǎn)為APRV 后12 h血漿IL-6 水平由(72.56±37.59)ng/L 下降至(60.92±44.06)ng/L(P＞0.05)(圖1)。

表3 氣道壓力釋放通氣組各時(shí)間點(diǎn)參數(shù)(±s)

表3 氣道壓力釋放通氣組各時(shí)間點(diǎn)參數(shù)(±s)

注：“-”為未檢測(cè);1 mm Hg=0.133 k Pa

通氣后時(shí)間(h) 氧合指數(shù)(mm Hg) C反應(yīng)蛋白(mg/L) 血清IL-6(ng/L) 肺泡灌洗液IL-6(ng/L)0 130.66±48.37 150.80±91.41 70.14±39.98 112.8±17.74 140.23±46.22 - 83.86±31.42 -12 147.38±42.14 140.73±69.32 72.56±37.59 123.63±41.64 13 153.05±33.17 - 83.86±33.02 -24 165.34±38.48 145.93±63.72 60.92±44.06 107.41±17.20 F 值 3.62 2.89 3.26 4.58 1 P 值 0.19 0.12 0.09 0.07

圖1 2組ARDS患者不同時(shí)間點(diǎn)的血漿IL-6濃度

2.3肺泡灌洗液IL-6水平比較

2.3.12組肺泡灌洗液IL-6水平比較 2組肺泡灌洗液IL-6水平通氣后12 h比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。2組IL-6濃度轉(zhuǎn)換模式前后12 h 的差值(24 h與12 h的差值比12 h與0 h的差值)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

2.3.2LTV 組組內(nèi)肺泡灌洗液IL-6水平比較LTV 組各時(shí)間點(diǎn)肺泡灌洗液IL-6水平比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。APRV 轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TV 后12 h 肺泡灌洗 液IL-6 水平 由(71.17±56.47)ng/L上升至(91.25±46.56)ng/L(P＞0.05)。LTV 通氣12 h的變化值(24 h與12 h的差值)與APRV 通氣12 h的變化值(12 h與0 h的差值)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見圖2。

2.3.3APRV 組組內(nèi)肺泡灌洗液IL-6 水平比較 APRV組各時(shí)間點(diǎn)肺泡灌洗液IL-6水平比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05)。LTV 轉(zhuǎn)為APRV后12 h肺泡灌洗液IL-6濃度由(123.63±41.64)ng/L下降至(107.41±17.20)ng/L(P＞0.05)。LTV 通氣12 h的變化值(24 h與12 h的差值)與APRV 通氣12 h的變化值(12 h與0 h的差值)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見圖2。

圖2 2組ARDS患者不同時(shí)間點(diǎn)的肺泡灌洗液IL-6濃度

3 討論

本試驗(yàn)是比較2種不同通氣模式對(duì)ARDS 患者呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷程度的影響。結(jié)果顯示,LTV 轉(zhuǎn)為APRV 通氣模式后12 h ARDS患者血漿炎癥因子IL-6水平下降;相反,APRV 通氣模式轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TV 后12 h 血漿炎癥因子IL-6 水平上升。雖然LTV 轉(zhuǎn)為APRV 后12 h肺泡灌洗液內(nèi)炎癥因子含量比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但均數(shù)有類似變化趨勢(shì)。

由LTV 轉(zhuǎn)為APRV 后12 h血漿IL-6水平的下降程度與APRV 轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TV 后12 h血漿IL-6水平的增加程度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,肺泡灌洗液炎癥因子比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。原因有以下幾點(diǎn)：(1)APRV 具有較低的氣道峰壓。機(jī)械通氣時(shí)肺內(nèi)壓力過(guò)高可造成氣壓傷,當(dāng)氣道峰值壓力過(guò)高時(shí)(如＞35 cm H2O),跨肺泡壓升高,可造成肺泡的過(guò)渡膨脹,導(dǎo)致肺泡上皮細(xì)胞、毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞斷裂,造成肺損傷。本試驗(yàn)LTV 時(shí)氣道峰壓平均小于35 cm H2O,APRV 通氣的設(shè)置也是基于肺保護(hù)性通氣策略,氣道高壓設(shè)為L(zhǎng)TV 時(shí)的氣道平臺(tái)壓水平或是氣道峰壓的75%,低于LTV 時(shí)氣道峰壓。比起LTV,APRV 可以在相對(duì)較低的氣道峰壓水平上提供更好的肺泡復(fù)張,從而減輕氣壓傷及容積傷,減輕呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷。(2)APRV減少周期性復(fù)張的肺泡。ARDS 時(shí)有大量肺泡萎陷,機(jī)械通氣可以使肺不張區(qū)域的萎陷肺單位周期性地開放和萎陷,這使得已擴(kuò)張的小氣道和肺泡與周圍塌陷的小氣道和肺泡間產(chǎn)生很強(qiáng)的剪切力(可達(dá)140 cm H2O),由此造成的肺損傷稱為剪切傷。Haitsma等[8]發(fā)現(xiàn),給予機(jī)械通氣的動(dòng)物加用10 cm H2O的PEEP以防止肺萎陷后,可以明顯抑制腫瘤壞死因子α從肺向血液的移位,減少炎癥的產(chǎn)生與釋放。LTV 可引起小氣道的閉合、進(jìn)行性肺不張以及分泌物的潴留等,PEEP是保持肺開放必須的,但最佳PEEP 的選擇又并非易事,PEEP選擇過(guò)低不能有效的避免肺泡的塌陷,反復(fù)的肺泡復(fù)張與塌陷亦造成剪切傷。理論上,高PEEP可產(chǎn)生更理想和更廣泛的肺復(fù)張,但PEEP選擇過(guò)高將導(dǎo)致較高的氣道平均壓,對(duì)ARDS 患者這一非均一的肺病變來(lái)講,即便是一適合的氣道平均壓,對(duì)其它肺病變區(qū),尤其是非依賴區(qū)而言,此壓力也可能過(guò)高,而產(chǎn)生呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷。肺開放策略中的高平均氣道壓對(duì)血流動(dòng)力學(xué)亦可造成負(fù)面影響,而且PEEP增加的效果取決于肺組織的可復(fù)張能力,高PEEP的運(yùn)用在低復(fù)張潛力肺組織中獲益甚少,甚至有害。對(duì)ARDS 患者給予潮氣量6 ml/kg和吸氣末平臺(tái)壓＜30 cm H2O 為目標(biāo)的機(jī)械通氣情況下,分析高PEEP與低PEEP的差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其臨床效果是相似的[1]。本試驗(yàn)采用小潮氣量通氣時(shí)平均PEEP 在(12±3)cm H2O 水平,平均氣道壓雖略低于APRV,但也可能出現(xiàn)部分依賴區(qū)域的肺不張,導(dǎo)致剪切傷,而部分非依賴區(qū)域可因壓力或容積過(guò)高導(dǎo)致氣壓傷或容積傷。APRV 設(shè)置時(shí)以LTV 的氣道平臺(tái)壓為高壓水平,高壓時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4.2 s,可使高壓水平維持在一較長(zhǎng)時(shí)間,短時(shí)間內(nèi)釋放氣道壓力,在保證呼氣量的同時(shí)維持一定的PEEP,避免肺泡塌陷,較LTV 雖有略高的氣道平均壓,但可以提供較大程度的肺復(fù)張并保持肺開放狀態(tài),能夠保持較好的氧分壓的同時(shí)減少周期性復(fù)張的肺泡,減輕剪切傷。另外,APRV 的釋放頻率一般小于傳統(tǒng)機(jī)械通氣的通氣頻率,減少剪切傷發(fā)生的頻率,從而減輕呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷。(3)自主呼吸。APRV 可完全允許患者自主呼吸,多項(xiàng)研究[9-11]均顯示APRV 時(shí)的自主呼吸可以減少肺泡塌陷,有利于減少肺內(nèi)分流。研究中采用CT/SPET 掃描發(fā)現(xiàn)自主呼吸有利于近橫膈肌背側(cè)塌陷肺組織的重新開放,能夠提高重力依賴區(qū)的通氣量和減少周期性開放與塌陷的肺泡,塌陷肺區(qū)的復(fù)張和肺換氣作用的增強(qiáng)使得整體用于氣體交換的有效肺組織增加,而掃描發(fā)現(xiàn)肺尖部非重力依賴區(qū)則無(wú)類似變化。在傳統(tǒng)控制性或輔助性通氣時(shí),氣流首先進(jìn)入順應(yīng)性較好、阻力較小、充氣較好的部位即肺的非重力依賴區(qū),而對(duì)重力依賴區(qū)域肺塌陷組織的復(fù)張作用不大。因此,本試驗(yàn)中即使LTV 聯(lián)用了輔助性的壓力支持通氣,APRV 仍可因完全的自主呼吸而減少塌陷的肺泡從而減輕剪切傷。

Walkey等[12]在波士頓醫(yī)學(xué)中心的一項(xiàng)回顧性研究中顯示與LTV 相比,APRV 減少呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎的發(fā)生,并推測(cè)其原因可能與APRV 減少呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的發(fā)生有關(guān)。Matsuzawa等[13]在急性肺損傷模型(兔)隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中以APRV 與容量控制通氣及LTV 4 h后對(duì)比,結(jié)果顯示兔肺泡灌洗液中APRV 組高遷移率族蛋白1(一種晚期炎癥介質(zhì))的水平較低并且肺水含量亦最少。以上研究均與本試驗(yàn)結(jié)果有相似之處。

本試驗(yàn)的不足：此試驗(yàn)為交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì),本應(yīng)該存在一定時(shí)間的洗脫期,但本試驗(yàn)為ARDS 患者,無(wú)法停用呼吸機(jī),因?yàn)镮L-6 半衰期均較短(約1 h),故本試驗(yàn)選擇12 h的觀察時(shí)間窗盡量減少之前一種機(jī)械通氣的影響。另外,本試驗(yàn)?zāi)壳爸粰z測(cè)了IL-6一種炎癥因子,可能結(jié)合多種炎癥因子并能延長(zhǎng)觀察時(shí)間臨床指導(dǎo)意義更大。

總之,本試驗(yàn)結(jié)果顯示APRV 較LTV 減少IL-6的水平,從而表明APRV 減少ARDS患者呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷程度。所以,ARDS患者可優(yōu)先考慮使用APRV 模式機(jī)械通氣。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突