目标指导个体化通气策略在急性呼吸窘迫综合征机械通气中的研究

摘要

背景在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中，损伤性机械通气可引起呼吸机相关性肺损伤，引发全身炎症反应，影响患者的预后。小潮气量通气策略相对于大潮气量而言，可减少呼吸机相关性肺损伤，改善患者的预后。然而小潮气量通气策略中仍存在通气不足、呼吸参数设定机械性、开放肺泡策略应用方法和时机等问题。理想化的最佳通气策略应建立在小潮气量肺保护和开放肺泡策略的基础上，实时监测患者个体特征以指导治疗。 呼吸系统吸气相和呼气相静态压力容积曲线是床旁易测量的，反映个体呼吸力学特征的指标。评估静态压力容积曲线在肺复张和塌陷时的特征，根据动态监测的曲线参数设定通气策略，指导肺复张和PEEP治疗，以期实施目标指导的个体化通气策略。对于临床上在小潮气量保护性通气基础上进一步探讨最佳的通气策略以及改善患者预后的方法有重要意义。 目的1.寻找最佳通气策略，以减轻呼吸机相关性肺损伤，改善患者预后；2.监测静态压力容积曲线，评估肺复张和塌陷过程中的特征；3.临床实施目标指导的个体化通气策略；4.使用生物标记物评估肺损伤程度。 方法研究分为动物实验、临床研究和肺损伤分子生物学评估三部分。 1.动物实验方面：在10例温盐水肺泡灌洗新西兰兔ARDS模型中，使用动态CT扫描监测在肺泡逐步复张以及逐步塌陷过程中肺内气体压力、容积及分布等状况。测量静态压力容积曲线，并结合动脉血氧合状态，评估肺复张和肺塌陷的特征。 2.在临床实验中，30例ARDS患者随机分为小潮气量组和个体化通气组。 其中小潮气量组采用6ml/kg的潮气量及高PEEP治疗策略。而个体化通气组以动态监测床旁静态压力容积曲线为基础，以呼气相曲线参数b为PEEP，结合吸气相曲线高位转折点设定潮气量，并以吸气相和呼气相曲线最大顺应性对应压力差评估肺开放潜能并指导肺复张治疗。比较两种通气策略对患者临床疗效以及预后等方面的影响。 3.使用酶联免疫吸附测量(ELISA)法检测生物标记物血浆表面活性物质D(SP-D)、白细胞介素8(IL-8)以及肺泡灌洗液SP-D水平，评价上述两种通气策略对肺的损伤程度。 结果1.动物实验中：1)总肺容积和肺内气体容积随气道压力的增加而增加(P＜0.05)，而肺组织容积无改变(P＞0.05)；2)床旁测量和CT下测量的静态压力容积曲线都符合“S”型曲线公式：V=a/{1+exp[(b-P)/c]}，r2＞0.96,P＜0.0001。两种方法测量主要参数相关性佳，r＞0.85,P＜0.01；3)吸气无选择性，随气道压力的改变各充气区域容积比例都在变化(P＜0.05)，其中肺泡过度膨胀容积随气道压力的增加而增加(P＜0.05)；4)充气不良区域肺复张的发现。肺复张不仅包括闭合区域开放过程，还包括充气不良区域中的小肺泡逐渐张大的过程。肺塌陷也不只是闭合区域产生，还包括充气不良区域的产生；5)肺开放(r=0.88372，P=0.0007)和肺复张(r=0.98882，P=0.0000)是与吸气相关的泛吸气现象，但肺开放与肺吸气分布频数并不一致(r=0.21947，P=0.2198)。肺闭合(r=0.85788，P=0.0015)和肺塌陷(r=0.96325，P=0.0008)也是泛呼气现象，然而肺闭合与肺呼气分布频数并不一致(r=0.09367，P=0.5925)；6)静态压力容积曲线顺应性仅与充气不良区域容积相关(吸气相r=0.827，P=0.006；呼气相r=0.792，P=0.011)；7)吸气相曲线最大顺应性对应压力(bin)可预测肺开放压(r=0.900，P=0.002)，而呼气相曲线最大顺应性压力(bde)可预测肺闭合压(r=0.887，P=0.003)；8)吸气相和呼气相曲线最大顺应性对应压力差(△b)与肺开放潜能相关(r=0.811，P=0.004)而与肺复张潜能无关(r=0.506，P=0.136)；9)当气道压力高于最大曲线顺应性对应压力时，动脉血氧分压仅与正常充气区域与充气不良区域容积比例相关(P＜0.01)，而与闭合区域容积比例无关(P＞0.05)。 2.临床研究中1)与个体化通气组相比，小潮气量通气高PEEP组虽增加通气前三天的改良氧合指数(P＜0.01)，但不减少28天患者死亡率(P＞0.05)；2)个体化通气组可延长28天内脱离ICU天数(P＜0.05)和无肺外器官衰竭天数(P＜0.05)；3)个体化通气组减少前三天PEEP水平(P＜0.001)，增加潮气量(P＜0.05)不引起CO2潴留(P＜0.001)的同时减少Pplat(P＜0.05)；4)与呼气相曲线高位转折点PEEP(PEEPUIP)相比较，肺复张操作后使用呼气相曲线最大顺应性PEEP(PEEPb)虽伴有降低的氧合(P＜0.05)，但可增加潮气顺应性(P＜0.05)，减少Pplat(P＜0.05)，且不增加死腔容积(P＞0.05)；3.分子生物学评估中1)小潮气量通气组中血浆SP-D水平第三天为215(84-346)ng/ml、第七天血浆为245(87-403)ng/ml均明显高于入组前134(49-233)ng/ml，P＜0.01；而个体化通气组中无上述差异(P＞0.05)；2)个体化通气组第三天和第七天的肺泡灌洗液SP-D均高于入组前水平，P＜0.05；而小潮气量通气组中第三天和第七天肺泡灌洗液SP-D均低于入组前水平，P＜0.01；3)小潮气量通气组中第三天血浆IL-8为244(97-391)pg/ml和第七天为324(195453)pg/ml均高于入组前水平190(93-287)pg/ml，P＜0.01；而个体化通气组中无上述差异(P＞0.05)；4)入组前、第三天和第七天血浆SP-D水平与患者预后相关(P＜0.05)；而第三天和第七天肺泡灌洗液SP-D(P＜0.01)和血浆IL-8水平(P＜0.05)与患者预后相关(P＜0.05)；以及肺泡灌洗液SP-D第三天与入组前的差值、第七天与入组前的差值与患者预后相关(P＜0.05)。 结论在吸气过程中，肺复张和肺泡过度膨胀是同时发生的。肺复张不仅包括闭合区域开放过程，还包括充气不良区域中的小肺泡逐渐张大的过程。肺塌陷也不只是闭合区域产生，还包括充气不良区域的产生。肺开放和复张虽然是随气道压力升高而持续发生的泛吸气现象，但肺开放与肺吸气的频数分布不一致；而肺闭合和塌陷虽然是随气道压力下降而持续发生的泛呼气现象，但肺闭合与肺呼气的频数分布也不一致。静态压力容积曲线的曲线顺应性由充气不良区域容积决定，反映肺增大潜能。吸气相和呼气相最大曲线顺应性分别与肺开放压和闭合压接近。△b可预测肺开放潜能。动脉血氧合与正常充气区域容积比例相关，不能仅根据氧合状况来指导开放肺和PEEP治疗。 以静态压力容积曲线监测为指导的个体化通气治疗，与小潮气量高PEEP通气策略相比更适合患者呼吸力学特征，可减少不必要的PEEP应用、改善顺应性、在降低Pplat的同时增加潮气量而避免CO2潴留；而且减少血SP-D、IL-8的升高和避免肺泡灌洗液SP-D的下降而保护肺功能；并可延长28天内脱离ICU天数和无肺外器官衰竭天数，具有更佳的临床应用前景。

目录

缩略词表

前言

第一部分静态压力容积曲线在ARDS动物实验模型肺复张与肺塌陷中的研究

材料和方法

结果

一.CT影像学大体表现

二.CT下随气道压力变化的肺容量和静态压力容积曲线

三.随气道压力变化的充气状态分析

四.肺复张与肺塌陷的研究

四.静态压力容积曲线与肺复张和肺塌陷

五.氧合与肺复张

第一部分小结

第二部分静态压力容积曲线指导个体化通气治疗

对象和方法

结果

第二部分小结

第三部分生物标记物与呼吸机相关性肺损伤评估

对象和方法

结果

第三部分小结

讨论

结论

参考文献

综述 急性呼吸窘迫综合征中的通气策略

博士期间发表的论文

致谢