氣道壓力釋放通氣模式對(duì)嚴(yán)重創(chuàng)傷患者胃黏膜pH的影響

邵勁松 周立新 譽(yù)鐵鷗 周錦平 曹俊

佛山市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科528000

氣道壓力釋放通氣 (airway pressure release ventilation,APRV)是一種壓力控制、時(shí)間觸發(fā)、壓力限制和時(shí)間切換型機(jī)械通氣模式,研究表明其可以提供較大程度的肺復(fù)張并維持肺開放;同時(shí)具有降低氣道峰壓、改善氧合[1],甚至減少特別是創(chuàng)傷患者ARDS的發(fā)生等作用[2]。嚴(yán)重創(chuàng)傷患者全身性炎癥反應(yīng)明顯、易繼發(fā)出現(xiàn)多器官功能障礙,嚴(yán)重呼吸功能障礙需機(jī)械通氣支持治療[3];且嚴(yán)重創(chuàng)傷時(shí)ARDS發(fā)病率達(dá)到12%～25%、病死率則高達(dá)40%～60%[4-5]。胃黏膜pH 值 (intramucosal pH,pHi)監(jiān)測(cè)作為無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)手段因其能早期、敏感、可靠地反映胃腸黏膜血液灌注及組織氧合狀況,已廣泛應(yīng)用于危重癥患者的監(jiān)測(cè)治療。本研究通過APRV 對(duì)嚴(yán)重創(chuàng)傷患者pHi的影響而探索其對(duì)改善患者呼吸氧合、胃腸循環(huán)灌注的潛在作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究為前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)設(shè)計(jì),所選病例來(lái)源于本院2013 年1 月至2017 年12月期間本院重癥醫(yī)學(xué)科。本研究符合2013年修訂的 《赫爾辛基宣言》的要求。入選標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn) 住ICU 需機(jī)械通氣的嚴(yán)重創(chuàng)傷患者 [損傷嚴(yán)重程度評(píng)分 (injury severity score,ISS)≥16分]納入研究,需急診外科手術(shù)者則在術(shù)后納入研究。存在下述情況之一者予以排除：孕婦;COPD;惡性腫瘤患者;1個(gè)月以內(nèi)的不穩(wěn)定型心絞痛或心肌梗死;支氣管胸膜瘺;估計(jì)24 h 內(nèi)無(wú)法存活者;原發(fā)病無(wú)法控制者。

1.2 方法

1.2.1 機(jī)械通氣方法及參數(shù)設(shè)定 先行控制通氣(control mode ventilation,CMV)模式通氣 (呼吸機(jī)：美國(guó)泰科PB840)經(jīng)6 h平衡期后再通過采用隨機(jī)數(shù)字表法分組進(jìn)行試驗(yàn)。

CMV 通氣潮氣量 (tidal volume,VT)10 ml/kg (預(yù)計(jì)體質(zhì)量)、壓力支持為 (pressure support,PS)15 cm H2O (1 cm H2O=0.098 kPa),呼吸頻率 (respiratory rate,R)12～20 次/min。初始呼氣末正壓 (positive end expiratory pressure,PEEP)設(shè)為5 cm H2O。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)VT、R、吸入氧濃度分?jǐn)?shù) (fraction of inspired oxygen,FiO2)和 PEEP 等參數(shù)保證 PaO2＞65 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或指脈氧飽和度 (SaO2)＞92%及有效二氧化碳清除。

SIMV 組通氣模式設(shè)定同步間歇指令通氣-容量控制+壓力支持 (SIMV-VC+PS)：VT 6 ml/kg、使平臺(tái)壓＜30 cm H2O,若仍大于30 cm H2O則減少潮氣量1 ml/kg,最少至4 ml/kg,若呼吸困難或pH＜7.15,調(diào)節(jié)呼吸頻率保持有效分鐘通氣量。PS及PEEP 水平設(shè)為從CMV 模式轉(zhuǎn)換時(shí)數(shù)值。

APRV 組通氣選擇CMV 通氣平臺(tái)壓為Phigh(高壓水平),若高于30 cm H2O 設(shè)為30 cm H2O,Plow (低壓水平)=0,Thigh (高壓時(shí)間)=4.2 s,Tlow (低壓時(shí)間)設(shè)為呼氣峰流速的75%(通常為0.4～1 s)。目標(biāo)使PaO2＞65 mmHg或SaO2＞92%,FiO2保持轉(zhuǎn)換前不變,若氧合不足,延長(zhǎng)Thigh 0.5 ～1 s,或增加Phigh 2 cm H2O;若 PaCO2＞50 mmHg 及 pH＜7.25,減少Thigh 0.5～1 s或調(diào)整R。

1.2.2 胃黏膜pH 值測(cè)定 將胃腸張力計(jì)導(dǎo)管(TRIP-NGS導(dǎo)管)插入患者胃內(nèi),用Tonocap監(jiān)護(hù)儀 (芬蘭Datex-Engtrom 公司)測(cè)定胃PgCO2和計(jì)算pHi基礎(chǔ)值、連續(xù)監(jiān)測(cè)胃黏膜pHi。該儀器可10 min進(jìn)行一次導(dǎo)管氣囊內(nèi)氣體自動(dòng)采樣,測(cè)定二氧化碳分壓 (gastric carbon dioxide partial pressure,PgCO2)值。同時(shí)將動(dòng)脈血血?dú)夥治鰷y(cè)的pH 值和PaCO2值輸入Tonocap監(jiān)測(cè)儀,監(jiān)護(hù)儀按下列方法自動(dòng)計(jì)算出各監(jiān)測(cè)值,其中pHi=pHa+log (PaCO2/PgCO2);Pg-aCO2=PgCO2-PaCO2。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)量3次記錄其平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)收集 記錄患者一般情況如年齡、性別、生命體征、致傷原因等一般情況資料;臨床觀察記錄患者達(dá)平衡期 (T0)、平衡期后8h (T1)及16h (T2)各時(shí)間點(diǎn)下述指標(biāo)：(1)呼吸力學(xué)及循環(huán)指標(biāo),氣道峰壓 (peak airway pressure,Ppeak)、氣道平均壓 (mean airway pressures,Pmean)、心率、平均動(dòng)脈壓等; (2)氧合及灌注相關(guān)指標(biāo),動(dòng)脈血?dú)夥治?、血乳?(lactate,Lac)、PgCO2、并計(jì)算Pg-aCO2及pHi。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 16.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。統(tǒng)計(jì)描述計(jì)量資料中呈正態(tài)分布則以±s表示;二分類定性資料以頻率描述。先行正態(tài)分布性檢驗(yàn),正態(tài)分布資料兩組間比較用t檢驗(yàn);組內(nèi)比較用方差分析 (方差齊);非正態(tài)分布資料兩組間比較用Mann-Whitney U 檢驗(yàn),組內(nèi)比較用 Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)。非參數(shù)檢驗(yàn)采用Pearsonχ2檢驗(yàn),連續(xù)性指標(biāo)變量的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析,P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 共有60例嚴(yán)重創(chuàng)傷患者進(jìn)入本項(xiàng)試驗(yàn)分析比較,受傷原因包括道路交通事故致傷39例、高處墜樓致傷14例、刀刺/砍傷及坍塌等其他原因7 例。其中曾行腸道手術(shù)治療14 例(APRV 組5例、SIMV 組9例),非腸道術(shù)后患者46例 (APRV 組25例、SIMV 組21例)。兩組間在性別、年齡、APACHEⅡ評(píng)分和ISS 評(píng)分等指標(biāo)入組時(shí)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表1。

2.2 兩組患者組內(nèi)及組間不同時(shí)間點(diǎn)比較APRV 組內(nèi)總體方差分析提示PaO2(F=3.219,P＜0.05)及PaO2/FiO2(F=3.748,P＜0.05)改善、Pg-aCO2(F=15.609,P＜0.01)降低及pHi(F=10.350,P＜0.01)升高,其余指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。SIMV 組內(nèi)比較則提示各指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組間比較顯示在機(jī)械通氣6 h平衡期后表中所述基礎(chǔ)值指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。8 h、16 h動(dòng)脈血?dú)夥治鼍崾境霈F(xiàn)氧合指數(shù)改善、Lac下降趨勢(shì);而pH、PaCO2和PaO2差異不明顯。APRV 組有更低氣道峰壓和平均壓。PgCO2在SIMV 組16 h后較 APRV 組明顯升高。APRV 對(duì)比 SIMV 組16 h后 Pg-aCO2才有顯著降低,而pHi在APRV 組16 h后明顯升高 (7.297±0.046 比7.249±0.080,P＜0.01),見表2～6。

2.3 兩組Lac與pHi相關(guān)性分析 兩組均提示Lac與pHi呈負(fù)相關(guān),APRV 組Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.733,P＜0.01;SIMV 組 Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.777,P＜0.01。

2.4 兩組胃腸功能恢復(fù)時(shí)間比較 非腸道術(shù)后患者 APRV 組 25 例、SIMV 組 16 例,APRV 組 肛門排氣時(shí)間及排便時(shí)間,明顯短于SIMV 組(39.8±9.3)h 比 (46.2±10.6)h (P＜0.05)及 (68.6±13.1)h 比 (79.3±16.4)h (P＜0.05),見表7。

3 討論

嚴(yán)重創(chuàng)傷應(yīng)激狀態(tài)下內(nèi)臟器官血液重分布可使胃腸道血流量減少、胃腸黏膜處于低灌注狀態(tài)從而導(dǎo)致胃腸黏膜屏障破壞,進(jìn)而引起應(yīng)激性潰瘍、細(xì)菌移位導(dǎo)致腸源性感染甚至多臟器功能障礙綜合征。當(dāng)胃黏膜pHi正常時(shí)表示消化道血供充足、氧合良好,黏膜通透性正常、結(jié)構(gòu)完整,發(fā)生損傷的可能性極小;反之,其嚴(yán)重下降則表明消化道發(fā)生損傷的可能性很大。目前普遍認(rèn)為消化道黏膜內(nèi)pH 是反映危重病患者內(nèi)臟局部組織灌注及氧合狀況充分與否的輔助診斷和監(jiān)測(cè)指標(biāo)[6]。因此,監(jiān)測(cè)胃pHi是判斷胃腸道血流、保護(hù)胃腸道黏膜及防止內(nèi)毒素移位的重要依據(jù)。

表1 兩組患者入組時(shí)一般情況比較

表2 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)氧合指數(shù)和乳酸比較 (±s)

表2 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)氧合指數(shù)和乳酸比較 (±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV 為同步間歇指令通氣;FiO2 為吸入氧濃度分?jǐn)?shù);Lac為乳酸;1 mmHg=0.133 kPa

組別 例數(shù) PaO2/FiO2 Lac(mmol/L)T0 T1 T2T0 T1 T2 APRV 組 30 152±39 175±45 201±55 3.2±1.8 2.9±1.4 2.3±1.0 SIMV 組 30 149±37 164±41 172±45 3.0±2.2 3.0±2.0 2.6±1.8 t值 0.306 0.990 2.235 0.220 -0.212 -2.369P 值 0.761 0.326 0.029 0.337 0.114 0.025

表3 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)PaCO2 和PaO2 比較 (±s)

表3 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)PaCO2 和PaO2 比較 (±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV 為同步間歇指令通氣;1 mmHg=0.133 kPa

組別 例數(shù) PaCO2 (mmHg)PaO2 (mmHg)T0 T1 T2T0 T1 T2 APRV 組 30 39.7±6.9 39.3±5.8 41.2±5.1 78.4±17.4 81.4±16.8 89.5±18.8 SIMV 組 30 42.9±8.6 42.2±7.2 42.9±7.1 77.4±17.3 82.0±17.5 85.2±19.1 t值 -1.556 -1.709 -1.067 0.186 -0.150 0.877P 值 0.125 0.093 0.290 0.853 0.881 0.384

表4 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)氣道壓比較 (±s)

表4 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)氣道壓比較 (±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV 為同步間歇指令通氣;Ppeak為氣道峰壓;Pmean為氣道平均壓;1 cm H2O=0.098 kPa

組別 例數(shù) Ppeak (cm H2O)Pmean (cm H2O)T0 T1 T2T0 T1 T2 APRV 組 30 30±6 25±5 26±4 19±5 17±4 15±3 SIMV 組 30 31±7 31±8 29±6 19±6 20±6 18±4 t值 0.594 3.484 2.279 0.000 2.279 3.286P 值 0.555 0.001 0.026 1.000 0.026 0.002

表5 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)pH 和PgCO2 比較 (±s)

表5 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)pH 和PgCO2 比較 (±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV 為同步間歇指令通氣;PgCO2 為胃黏膜二氧化碳分壓;1 mmHg=0.133 kPa

組別 例數(shù) pH PgCO2 (mmHg)T0 T1 T2T0 T1 T2 APRV 組 30 7.376±0.064 7.374±0.046 7.379±0.031 54.2±8.4 52.4±7.4 48.8±7.2 SIMV 組 30 7.359±0.062 7.352±0.060 7.363±0.065 55.5±11.0 53.6±10.0 53.2±9.6 t值 1.026 1.561 1.183 -0.542 -0.541 -2.008P 值 0.309 0.124 0.242 0.590 0.591 0.049

表6 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)pHi和Pg-aCO2 比較 (±s)

表6 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)pHi和Pg-aCO2 比較 (±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV為同步間歇指令通氣;pHi為胃黏膜pH;Pg-aCO2 為胃黏膜和動(dòng)脈二氧化碳分壓差值;1 mmHg=0.133 kPa

組別 例數(shù) pHi Pg-aCO2 (mmHg)T0 T1 T2T0 T1 T2 APRV 組 30 7.240±0.058 7.270±0.052 7.297±0.046 14.4±4.0 13.1±4.4 7.6±4.1 SIMV 組 30 7.246±0.068 7.249±0.077 7.249±0.080 12.7±3.4 11.4±5.6 10.8±7.4 t值 -0.367 1.238 2.849 1.824 1.311 -2.072P 值 0.715 0.221 0.006 0.073 0.195 0.043

表7 兩組患者胃腸功能恢復(fù)時(shí)間的比較 (h,±s)

表7 兩組患者胃腸功能恢復(fù)時(shí)間的比較 (h,±s)

注：APRV 為氣道釋放通氣;SIMV 為同步間歇指令通氣

組別 例數(shù) 肛門排氣時(shí)間 肛門排便時(shí)間APRV 組 25 39.8±9.3 68.6±13.1 SIMV 組 21 46.2±10.6 79.3±16.4 t值 2.181 2.460P 值 0.035 0.018

理論上胃黏膜pH 值的計(jì)算應(yīng)直接測(cè)胃黏膜HCO3-和胃黏膜 PCO2,再代入 Henderson-Hasselbalch公式計(jì)算,但上述二值臨床上至今尚無(wú)法直接檢測(cè)。實(shí)際中基于CO2極易透過胃黏膜、胃液PCO2和胃黏膜PCO2相等;而胃黏膜HCO3-與動(dòng)脈血HCO3-相一致的設(shè)想,改為測(cè)定胃液PCO2和動(dòng)脈血HCO3-分別代替胃黏膜PCO2和胃黏膜HCO3-,將胃液PCO2和動(dòng)脈血HCO3-代入 Henderson-Hasselbalch 公式即可計(jì)算胃黏膜pH 值,pHi+6.1+lg (HCO3-)a/(0.03×PgCO2)[7]。顯然上述計(jì)算值因理論與實(shí)際的差異,pHi這一指標(biāo)存在一定缺陷。本身胃黏膜血流減少時(shí),局部胃組織的HCO3-可能明顯低于動(dòng)脈血HCO3-,此時(shí)根據(jù)動(dòng)脈血HCO3-計(jì)算的pHi會(huì)假性升高;而且危重癥患者常常合并全身性代謝性酸中毒或堿中毒,也會(huì)改變動(dòng)脈血HCO3-,從而影響pHi的計(jì)算和結(jié)果準(zhǔn)確性。從上述看來(lái),pHi是全身灌注及胃腸道灌注的綜合反映。故相當(dāng)多的學(xué)者研究認(rèn)為,當(dāng)對(duì)胃腸道的特異性作用以及胃腸道灌注進(jìn)行研究時(shí),應(yīng)當(dāng)僅對(duì)胃PCO2(PgCO2)及其與PaCO2的差值 (PgCO2-PaCO2,Pg-aCO2)進(jìn)行監(jiān)測(cè)消除全身性酸中毒的混雜作用。因此本試驗(yàn)采用PgCO2與Pg-aCO2進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)二者在APRV 模式對(duì)比SIMV 模式通氣16 h后均有明顯下降,而計(jì)算pHi值A(chǔ)PRV 模式通氣16 h后較SIMV 模式即有顯著升高。上述情況均提示APRV 可能通過改善創(chuàng)傷患者胃腸道灌注從而影響pHi值的變化。

早期Hering等[8-10]在一系列試驗(yàn)中證實(shí)在保留自主呼吸的APRV 模式治療急性肺損傷過程中有利于改善患者腎血流量和腎小球?yàn)V過率,增加動(dòng)物心輸出量及除肝臟外的包括胃、十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸、胰腺、脾臟等大部分內(nèi)臟血流,并指出這些益處是由于全身血流和動(dòng)脈血氧的提高所致。本研究得出APRV 模式通氣較傳統(tǒng)SIMV模式有更低的氣道壓、氧合改善更優(yōu)結(jié)果;另外,動(dòng)脈血Lac值反映全身的灌流狀態(tài),在機(jī)體缺氧時(shí)組織細(xì)胞以增強(qiáng)糖酵解獲取能量,導(dǎo)致Lac濃度增加?？傊?組織缺血缺氧、Lac產(chǎn)量增加或肝腎等臟器對(duì)Lac清楚的降低都可以產(chǎn)生高Lac血癥。早期測(cè)定動(dòng)脈血Lac對(duì)危重病患者是一個(gè)判斷組織灌注及缺氧的良好指標(biāo)早已成為共識(shí)。有研究顯示在膿毒癥休克患者血Lac水平與PgCO2及CO2gap水平相關(guān)[11]。本研究發(fā)現(xiàn)不論何種通氣模式Lac與pHi之間均呈負(fù)相關(guān)提示胃腸灌注與全身灌注改善呈現(xiàn)相一致的變化趨勢(shì),pHi對(duì)創(chuàng)傷患者是極其有意義的循環(huán)灌注監(jiān)測(cè)指標(biāo)。同時(shí)創(chuàng)傷非腸道術(shù)后患者APRV 模式通氣肛門排氣、排便時(shí)間更短提示其有助于胃腸功能恢復(fù)。結(jié)合本研究PgCO2、Pg-aCO2與pHi相關(guān)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)資料[12-13]推測(cè)APRV 可通過以下機(jī)制產(chǎn)生更有利影響： (1)APRV 較傳統(tǒng)模式相比具有促進(jìn)肺復(fù)張、改善通氣/血流比值從而改善氧合,進(jìn)而有利于胃腸有氧代謝;(2)改善全身血流動(dòng)力學(xué)和胃腸血流器官灌注;(3)降低鎮(zhèn)靜劑的用量減少其對(duì)胃腸蠕動(dòng)恢復(fù)的不利影響; (4)創(chuàng)傷患者腹腔高壓發(fā)生率較高,APRV較SIMV模式的更低氣道壓及無(wú)高PEEP通氣減少傳導(dǎo)至腹腔內(nèi)壓力避免進(jìn)一步增高腹腔壓。

本研究發(fā)現(xiàn)APRV 模式對(duì)嚴(yán)重創(chuàng)傷需機(jī)械通氣患者不論是全身氧合還是胃腸局部循環(huán)灌注均取得良好效果、同時(shí)有利于胃腸功能的恢復(fù),值得臨床進(jìn)一步推廣應(yīng)用;但對(duì)患者預(yù)后相關(guān)影響需進(jìn)一步研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突