急性呼吸窘迫綜合征的右心保護(hù)性通氣策略

安連朝，栗小提，瞿海龍

對急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的治療，從早期的大潮氣量通氣到保護(hù)性通氣，從高頻率的自主呼吸保留到神經(jīng)肌肉阻滯劑的應(yīng)用、俯臥位通氣的實(shí)施，以及體外膜肺的肺休息策略，治療手段不斷更新。而ARDS的死亡率并無明顯下降，仍高達(dá)40%左右[1]。臨床對ARDS的更多關(guān)注于其所致的呼吸衰竭，往往忽視了其血流動力學(xué)的異常。ARDS病人常伴有肺循環(huán)功能紊亂，可導(dǎo)致肺血管阻力(pulmonary vascular resistance，PVR)增加，進(jìn)而引發(fā)肺動脈高壓、急性肺源性心臟病(ACP)[2]。從20世紀(jì)80年代已有學(xué)者開始關(guān)注ARDS時(shí)右心衰竭的發(fā)生機(jī)制。機(jī)械通氣作為治療中度、重度ARDS的常規(guī)手段，其可降低右心前負(fù)荷，增加右心后負(fù)荷，使右心功能進(jìn)一步惡化[3]。因此，ARDS治療不僅僅應(yīng)關(guān)注氧合狀態(tài)的改善，而更需加強(qiáng)右心保護(hù)。

1 ARDS右心衰竭病理生理機(jī)制

ARDS時(shí)有多種機(jī)制參與了肺循環(huán)的破壞，如缺氧性肺血管收縮、血管收縮介質(zhì)的釋放、血管外肺水的壓迫、肺微血栓形成以及肺血管的重構(gòu)，這些因素均可導(dǎo)致PVR升高、肺動脈高壓，使右室后負(fù)荷過重，出現(xiàn)右心衰竭[4]。肺動脈高壓是ARDS導(dǎo)致血流動力學(xué)異常的基本特征，是ACP形成的解剖條件。

除ARDS本身因素以外，不恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣不僅可導(dǎo)致呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷，而且可以進(jìn)一步惡化右心功能。正常呼吸時(shí)引起肺肺組織擴(kuò)張的真正力量為跨肺壓(肺內(nèi)壓與胸腔內(nèi)壓之差)，又稱之為應(yīng)力。“嬰兒肺”和順應(yīng)性降低是ARDS的病理生理特點(diǎn)，這類病人實(shí)施機(jī)械通氣時(shí)，常規(guī)潮氣量(8～10 mL/kg)即可引起應(yīng)力明顯升高。過高的肺應(yīng)力會引起肺泡過度擴(kuò)張，壓迫肺毛細(xì)血管，致使PVR增加、右心射血量減少。小潮氣量通氣可減少肺泡的過度擴(kuò)張，降低肺血管壓迫，是目前推薦的通氣策略[5]。應(yīng)力的計(jì)算需預(yù)知胸腔內(nèi)壓，食管壓作為反映胸腔內(nèi)壓的一個(gè)指標(biāo)，其準(zhǔn)確性得到多數(shù)學(xué)者認(rèn)可。然而測量食管壓需要特定的呼吸機(jī)品牌和較高的材料費(fèi)用，基層醫(yī)院應(yīng)用受到限制。臨床上通常將平臺壓作為評估肺應(yīng)力的方法，其反映的是吸氣末時(shí)肺泡內(nèi)壓力。將平臺壓控制在低于27 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)是低應(yīng)力通氣策略之一，可明顯降低ACP的發(fā)生率[6]。然而平臺壓與應(yīng)力之間匹配并非完美，因?yàn)槠脚_壓將胸壁的順應(yīng)性納入其中。對于肥胖的病人也許平臺壓很高，而真正作用于肺的應(yīng)力卻不高，此時(shí)用平臺壓作為通氣指導(dǎo)，可導(dǎo)致肺泡不能被有效復(fù)張，出現(xiàn)低氧血癥。近年來提出的以驅(qū)動壓為指導(dǎo)的保護(hù)性通氣策略正受到關(guān)注，其反映通氣過程中跨呼吸系統(tǒng)靜態(tài)壓力增加的程度。驅(qū)動壓等于平臺壓減去呼氣末正壓(positive end expiratory pressure，PEEP)，即潮氣量與呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的比值。當(dāng)驅(qū)動壓小于18 cmH2O時(shí)，病人存活率明顯增加，當(dāng)驅(qū)動壓明顯升高時(shí)，病人發(fā)生ACP的概率升高，存活率下降[7]。

肺充氣后對肺間質(zhì)血管與肺泡周圍血管的作用是不一樣的，致使肺容積與PVR之間呈“U”型曲線關(guān)系。肺泡膨脹不良與肺泡過度膨脹，都會導(dǎo)致PVR升高，影響右心功能。因此，在ARDS病人實(shí)施機(jī)械通氣時(shí)需在肺泡復(fù)張和過度充氣之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)最低的PVR。ARDS病人肺部病變不均一，正常肺組織與病變肺組織交織存在，通氣時(shí)需評估肺的可復(fù)張性，防止不恰當(dāng)通氣導(dǎo)致的右心損害[8]。當(dāng)應(yīng)用很高的PEEP實(shí)施肺復(fù)張時(shí)，塌陷區(qū)域的肺泡可能會被充盈，而正常區(qū)域的肺泡就會過度膨脹；而應(yīng)用較低的PEEP時(shí)，雖然不會出現(xiàn)肺泡過度擴(kuò)張，但重力依賴區(qū)肺泡就會出現(xiàn)膨脹不良，根據(jù)“U”型理論，這兩種情況均會PVR增加，加重右心功能的損害。

另一引起肺動脈高壓的因素為二氧化碳分壓升高，其機(jī)制為高碳酸血癥時(shí)由存在酸中毒，會引起肺部血管的收縮。ARDS產(chǎn)生二氧化碳潴留通常有兩方面的因素，即小潮氣量通氣與肺泡死腔的增加。而肺泡死腔量的增加與病人的臨床預(yù)后是相關(guān)的，死腔越大，病人死亡率越高[9]。有研究顯示，對ARDS病人實(shí)施保護(hù)性通氣時(shí)發(fā)生ACP的危險(xiǎn)因素與肺炎導(dǎo)致的ARDS、氧合指數(shù)(氧分壓/吸氧濃度)<150mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、二氧化碳分壓≥48 mmHg、驅(qū)動壓≥18 cmH2O因素相關(guān)[10]。

2 ACP的診斷及對ARDS預(yù)后的影響

肺動脈漂浮導(dǎo)管是診斷ACP的“金標(biāo)準(zhǔn)”，通過肺動脈壓監(jiān)測、心排血量的測定評估右心功能。隨著床旁超聲心電圖在重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)的廣泛應(yīng)用，應(yīng)用超聲進(jìn)行床旁評估簡便易行。對于機(jī)械通氣病人，經(jīng)食管超聲獲取的圖像要比經(jīng)胸超聲清晰。ACP時(shí)由于右室急性擴(kuò)張，在收縮末期室間隔發(fā)生矛盾運(yùn)動，突向左室，在超聲上形成“D”字征(見圖1)[11]。如果在舒張末期右室面積明顯大于左室，提示ACP已經(jīng)很嚴(yán)重。

圖1 ACP的經(jīng)食管超聲檢測結(jié)果[A：食管中段四腔心，右心室嚴(yán)重?cái)U(kuò)張、右心房壓力升高致使房間隔突向左心房；B：經(jīng)胃短軸切面，室間隔矛盾運(yùn)動(箭頭所示)，左心室形成“D”字征。RA：右心房；LA：左心房；RV：右心室；LV：左心室]

由于保護(hù)性通氣策略的實(shí)施，ACP在ARDS病人的發(fā)生率較前明顯下降。通過食管超聲監(jiān)測中度、重度ARDS病人，發(fā)現(xiàn)ACP的發(fā)生率約為22%，與既往流行病學(xué)研究結(jié)果[12]相一致。與無ACP病人相比，繼發(fā)ACP的ARDS病人心臟指數(shù)更低、休克發(fā)生率更高、血管活性藥物的需要量更大[13]。盡管多數(shù)學(xué)者認(rèn)為ACP是ARDS病人的獨(dú)立死亡危險(xiǎn)因素，然而有些研究卻提出ARDS合并ACP的死亡率并沒有增加[14]。Mekontso等[10]的研究雖然總體上來看合并ACP的ARDS病人與未合并ACP病人死亡率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但進(jìn)一步亞組分析發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重ACP的病人死亡率明顯升高，造成無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的原因是合并ACP組病人實(shí)施了俯臥位通氣，同時(shí)該研究發(fā)現(xiàn)，如果具備ACP 4個(gè)危險(xiǎn)因素(肺炎導(dǎo)致的ARDS、氧合指數(shù)<150 mmHg、二氧化碳分壓≥48 mmHg、驅(qū)動壓≥18 cmH2O)之一，ACP的發(fā)生率小于10%，如果4個(gè)危險(xiǎn)因素均具備，那么ACP的發(fā)生率就會高達(dá)75%。因此，以4個(gè)危險(xiǎn)因素對病人進(jìn)行評分(0～4分)，可用于評估病人發(fā)生ACP的危險(xiǎn)性。對檢出的高危病人，需及早實(shí)施食管超聲監(jiān)測，進(jìn)行早期干預(yù)，以防止右心衰竭的發(fā)生。

3 右心保護(hù)性通氣策略

機(jī)械通氣的ARDS病人，實(shí)施右心保護(hù)性通氣策略：通過限制平臺壓與驅(qū)動壓降低肺的應(yīng)力、提高氧合改善缺氧性肺血管收縮、降低二氧化碳分壓。當(dāng)然在臨床實(shí)施過程中，3個(gè)目標(biāo)之間可能會存在矛盾，此時(shí)應(yīng)用俯臥位通氣可能會更加有效。潮氣量與PEEP設(shè)置時(shí)需保障平臺壓小于27 cmH2O，驅(qū)動壓小于18 cmH2O。最佳PEEP的設(shè)置一直存在爭議，但從理論上講應(yīng)該滿足以下兩點(diǎn)：病人可取得最好的氧合狀態(tài)，同時(shí)并不降低呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性[15]，這樣才會在肺復(fù)張與過度擴(kuò)張之間尋找到平衡點(diǎn)，防止右心損傷。

ARDS時(shí)允許性高碳酸血癥并非治療目標(biāo)，而是實(shí)施小潮氣量通氣不可避免的后果。當(dāng)二氧化碳分壓明顯升高時(shí)就會引起ACP，因此，在通氣過程中需將二氧化碳分壓控制在小于48 mmHg[16]。為了降低高碳酸血癥，采取提高呼吸頻率的方法需謹(jǐn)慎，因?yàn)楦吆粑l率可導(dǎo)致內(nèi)源性PEEP和肺泡過度充氣，不僅不能清除二氧化碳，而且還會損害右心功能[17]。這就是在ARDS病人通氣過程中需密切監(jiān)測PEEP的原因。使用伺服型濕化器、減少呼吸管路的死腔，對于降低高碳酸血癥有益。

對ARDS病人實(shí)施俯臥位通氣不僅可實(shí)現(xiàn)肺泡的復(fù)張，而且還可起到肺臟和右心的雙重保護(hù)作用。PROSEVA研究發(fā)現(xiàn)對ARDS病人實(shí)施俯臥位通氣后病死率得到明顯下降，而這種死亡率的下降與病人的換氣功能改善、氧合指數(shù)提高、二氧化碳分壓下降并無相關(guān)性[18]。同時(shí)該研究顯示，俯臥位通氣可降低病人28 d的猝死率和心力衰竭發(fā)生率。根據(jù)這些結(jié)果分析，這樣良好的效果很可能來源于俯臥位通氣對血流動力學(xué)的正面效應(yīng)。其機(jī)制考慮與以下兩方面有關(guān)：首先，俯臥位通氣能夠降低肺部感染發(fā)生，減輕全身炎癥反應(yīng)，進(jìn)而減少炎性介質(zhì)對心肌的毒害作用[19]；其次，俯臥位通氣可降低右心的后負(fù)荷。俯臥位通氣使肺部病變均一，用于肺復(fù)張的PEEP水平降低，重力依賴區(qū)的驅(qū)動壓下降，二氧化碳潴留減輕，這些因素均可使右心后負(fù)荷下降[20]。

4 右心保護(hù)的新觀點(diǎn)

嚴(yán)格控制二氧化碳分壓是右心保護(hù)通氣策略之一，然而對于有些病人在實(shí)施機(jī)械通氣時(shí)卻很難達(dá)到，高碳酸血癥時(shí)有發(fā)生。對于這類病人應(yīng)用體外二氧化碳清除(ECCO2R)技術(shù)是一種有效辦法。動物實(shí)驗(yàn)表明，對存在呼吸性酸中毒的ARDS模型實(shí)施靜脈-靜脈ECCO2R，將二氧化碳分壓維持在正常水平，可降低肺動脈壓、提高右室功能[21]。在機(jī)械通氣時(shí)希望能夠通過呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置，使塌陷的肺泡復(fù)張，又不致使正常肺泡過度擴(kuò)張，這在臨床評判中的確很困難。肺部CT是目前可接受的評判標(biāo)準(zhǔn)，然而ARDS病人多病情危重，實(shí)施CT檢查存在很多風(fēng)險(xiǎn)，床旁超聲只能評估肺復(fù)張，不能監(jiān)測到肺泡過度膨脹。近年來提出的依據(jù)壓力-時(shí)間曲線測定的應(yīng)力指數(shù)，能夠?yàn)楹粑鼨C(jī)合理參數(shù)的設(shè)置提供有益幫助，指導(dǎo)醫(yī)務(wù)人員對病人肺部情況做出正確評估[22]。

ARDS對右心的損害已引起臨床廣泛關(guān)注，心肺緊密相關(guān)，在實(shí)施機(jī)械通氣時(shí)需心肺兼顧，改善病人預(yù)后，降低死亡率。