呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的研究進(jìn)展

趙婷婷，劉 虹

（山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，山西 太原 030001）

呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的研究進(jìn)展

趙婷婷，劉 虹

（山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，山西 太原 030001）

機(jī)械通氣是治療急性呼吸窘迫綜合征（acute respiatory distress syndrome，ARDS）的最重要手段之一，在提供必須生命支持的同時(shí)，如果運(yùn)用不當(dāng)也可能產(chǎn)生或加重肺損傷——呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷（ventilator associated lung injury，VALI），作為機(jī)械通氣的嚴(yán)重并發(fā)癥，VALI嚴(yán)重影響危重癥患者的預(yù)后，病死率可高達(dá)29%～42%[1]。本文在此對(duì)呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的發(fā)生機(jī)制及防治策略進(jìn)行綜述，為臨床醫(yī)師提供科學(xué)合理的綜合策略。

機(jī)械通氣；急性呼吸窘迫綜合征；呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷

1 呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的發(fā)病機(jī)制

1.1 氣壓傷和容積傷

氣壓傷和容積傷的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)是肺泡上皮和血管內(nèi)皮發(fā)生變形相關(guān)的細(xì)胞應(yīng)變，當(dāng)損傷超過細(xì)胞所能承受的極限時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞從基底膜脫落、上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞之間的細(xì)胞連接被破壞、肺泡和肺間質(zhì)水腫，而這些均是臨床上與肺損傷相關(guān)的顯微結(jié)構(gòu)改變。當(dāng)出現(xiàn)氣道高壓時(shí)，肺泡過度擴(kuò)張使肺泡和周圍血管組織的壓力梯度增大，血管周圍肺泡基底部斷裂，氣體溢出于肺泡外，謂之氣壓傷。 真正使肺擴(kuò)張的壓力不是氣道壓，而是跨肺壓，故高氣道壓本身不會(huì)導(dǎo)致VALI,我們需要一定的跨肺壓使肺達(dá)到特定的容量。因此，有學(xué)者認(rèn)為，“氣壓傷”實(shí)質(zhì)上是“容積傷”，或統(tǒng)稱為“氣壓-容積傷”[2]。

1.2 萎陷傷

剪切力在VALI的形成過程中發(fā)揮著重要作用，肺表面活性物質(zhì)的減少及水腫肺的重量會(huì)導(dǎo)致局部肺不張。在不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣過程中，可復(fù)張的肺單位周期性地開放與塌陷，已擴(kuò)張的肺組織與塌陷的肺組織、擴(kuò)張程度不同的肺組織之間產(chǎn)生很強(qiáng)的剪切力，由此產(chǎn)生的肺損傷，稱為萎陷傷[3]。尤其是不均一的肺部產(chǎn)生了額外的機(jī)械應(yīng)變，這是因?yàn)橄噜彿闻莸臋C(jī)械結(jié)構(gòu)是相互依存的，某一肺單位的開閉或肺水充溢必然會(huì)通過肺泡間隔牽拉臨近的肺單位，導(dǎo)致臨近肺單位的結(jié)構(gòu)變形和產(chǎn)生剪切力[4]。

1.3 生物傷

大量研究顯示，機(jī)械通氣使肺組織承受額外的應(yīng)變和應(yīng)力，導(dǎo)致肺泡上皮細(xì)胞和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、血管內(nèi)皮細(xì)胞脫落和基底膜暴露，機(jī)械性的肺損傷會(huì)引發(fā)廣泛的生物應(yīng)答，包括促炎因子及促損傷細(xì)胞因子瀑布式的活化，這一過程被描述為生物傷，會(huì)加重肺損傷甚至促進(jìn)多器官功能障礙綜合征的發(fā)生[3]。

2 呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的防治策略

2.1 潮氣量

肺臟可通氣容積減少是ARDS患者肺臟的特征性病理生理改變，故相對(duì)于正常個(gè)體（7～8 mL/kg）的潮氣量（Vt）設(shè)置而言，低Vt可以減少容積傷。這在2000年ARDS Network進(jìn)行的大規(guī)模臨床對(duì)照研究中得到證實(shí)，并且6 mL/kg的目標(biāo)Vt設(shè)置已廣泛應(yīng)用于ARDS患者的治療中[5]。然而，有證據(jù)表明即使VT被限制在6 mL/kg，通氣部分減少的患者仍然可能發(fā)生VALI。由于ARDS患者肺部病變不均一，所以即使按理想體重給予潮氣量，也會(huì)產(chǎn)生不同程度的肺臟應(yīng)力及應(yīng)變，當(dāng)給予的VT使得肺臟的應(yīng)變大于0.27時(shí)，機(jī)械通氣可使得ARDS患者出現(xiàn)VALI。因此，需要對(duì)ARDS可通氣肺臟進(jìn)行綜合評(píng)估，以準(zhǔn)確的給予目標(biāo)潮氣量,避免誘發(fā)或加重肺損傷。

2.2 PEEP和肺復(fù)張

應(yīng)用呼氣末正壓（PEEP）防止肺泡于呼氣末塌陷，避免肺泡周期性塌陷與開放所引起的損傷，但高水平的PEEP會(huì)影響血流動(dòng)力學(xué)，導(dǎo)致靜脈回心血量減少，右心后負(fù)荷增加。理想的PEEP水平，應(yīng)是既不影響血流動(dòng)力學(xué)，又能夠維持呼吸末肺泡處于開放狀態(tài)，但如何確定最佳PEEP，目前仍無確切的結(jié)論[6]。多項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究表明，與低水平PEEP相比，應(yīng)用較高水平的PEEP并不改善ARDS患者的預(yù)后[7,8]。肺復(fù)張能夠使塌陷的肺泡開放，進(jìn)而增加可通氣肺組織容積，改善氣體交換，進(jìn)而改善低氧血癥。但肺復(fù)張會(huì)嚴(yán)重影響血流動(dòng)力學(xué)，導(dǎo)致低血壓，甚至心律失常的發(fā)生。至目前為止，尚無證據(jù)表明，肺復(fù)張能夠改善ARDS患者的預(yù)后。這可能與肺損傷類型和肺損傷病因不同有關(guān)。Riva等人給大鼠分別經(jīng)氣道和腹腔注射脂多糖，構(gòu)建肺源性ARDS和肺外源性ARDS模型，24小時(shí)后予機(jī)械通氣，同時(shí)給予三次肺復(fù)張（壓力40 cmH2O維持40秒，每次間隔1分鐘），結(jié)果顯示，肺外源性ARDS模型大鼠對(duì)肺復(fù)張的反應(yīng)較好，肺泡能夠更加有效地開放[9]。這也提示肺外源性的ARDS患者可能會(huì)從肺復(fù)張中獲益。但仍需進(jìn)一步優(yōu)化肺復(fù)張策略，使其既能夠使塌陷的肺泡開放，又不加重肺泡過度擴(kuò)張。

2.3 俯臥位通氣

俯臥位能夠使跨肺壓更加均勻的分布于可通氣肺臟，減輕肺泡過度擴(kuò)張?？绶螇菏鞘狗闻K擴(kuò)張的力量，在健康肺臟中，跨肺壓均勻作用于肺臟的每個(gè)肺泡壁上，在生理水平范圍內(nèi)的跨肺壓不會(huì)導(dǎo)致肺損傷的發(fā)生[10]。ARDS患者的肺臟呈不均一性病變，塌陷或?qū)嵶兊姆闻輩^(qū)域未受到跨肺壓的牽張作用，而可充氣肺泡則受到過度的機(jī)械牽拉，會(huì)導(dǎo)致肺部炎癥的進(jìn)一步加重。俯臥位通氣時(shí)，患者的肺臟重力依賴區(qū)減少，同時(shí)背側(cè)膈肌向尾側(cè)移位，使局部肺組織復(fù)張，跨肺壓的分布更加均勻，進(jìn)而減輕肺損傷。Broccard等人將10只正常的狗接受相同的呼吸機(jī)通氣模式（給予的潮氣量使得跨肺壓達(dá)到35c mH20）,5只于仰臥位通氣，另5只于俯臥位通氣，使用干濕重比和肺組織學(xué)評(píng)分評(píng)估肺損傷程度，結(jié)果顯示，接受俯臥位通氣的狗的肺損傷程度明顯較輕[11]。臨床研究也顯示俯臥位通氣能夠改善ARDS患者通氣、提高氧合程度和降低重癥ARDS患者病死率。

2.4 體外膜肺氧合

ARDS患者若能夠不需要機(jī)械通氣治療，就自然而然的可以避免呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷。體外膜肺氧合（ECMO）能夠?qū)粑ソ呋蜓h(huán)衰竭的患者提供有效的呼吸循環(huán)支持。當(dāng)ECMO采用V-V模式時(shí)，血液從靜脈引出，經(jīng)膜肺與氧氣進(jìn)行氧合，同時(shí)排出二氧化碳，因而，能夠有效地替代肺臟的氣體交換功能。另一種策略是將機(jī)械通氣與ECMO相結(jié)合，通過ECMO有效地清除機(jī)體產(chǎn)生的二氧化碳，因而能夠顯著降低機(jī)械通氣給予的潮氣量[12]。該策略的優(yōu)點(diǎn)在于能夠明顯降低ECMO支持所引起的并發(fā)癥，同時(shí)也能夠降低肺損傷的發(fā)生率。

3 結(jié) 論

呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的主要機(jī)制包括高跨肺壓引起的氣壓傷、肺泡過度擴(kuò)張所致的容積傷、肺泡周期性塌陷與開放引發(fā)的萎陷傷和炎癥介質(zhì)造成的生物傷。可采用多種策略防治呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，如肺保護(hù)性通氣、肺復(fù)張、俯臥位通氣和肌松劑的應(yīng)用。但仍需進(jìn)一步研究以優(yōu)化機(jī)械通氣策略，進(jìn)一步減少VALI的發(fā)生率。

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ISSN.2095-8242.2017.049.9701.02

本文編輯：趙小龍