急性呼吸窘迫综合征机械通气策略的转变
作者：王 辰 翁心植
单位：100020 首都医科大学附属北京红十字朝阳医院 北京呼吸疾病医疗研究中心
关键词：
中华医学杂志971132 机械通气是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)最重要的治疗手段之一。随着对ARDS病理生理学认识的加深和医学工程技术的进步，近年来在机械通气方面产生了一些新的技术方法和治疗概念，可能有助于提高机械通气的治疗效果。
一、以往对ARDS的认识及传统的机械通气策略
以往认为，ARDS时双肺存在分布较为均匀一致的损伤(水肿、萎陷)。因此传统的机械通气策略 推荐使用较大的潮气量来使萎陷的肺泡复张。这种机械通气策略主要有以下调节取向：采用流量控制、容积切换通气方式；潮气量10～15ml/kg；维持动脉血气在正常状态(特别是pH和/或PaCO2)；保持吸气时间短于呼气时间；在不易致氧中毒的吸入氧浓度下(FiO2<60%)，以最小的呼吸末正压(PEEP)达到“足够”的动脉氧合(PaO2>55mmHg)；监测气道压但不对 其作严格限制。采取这种通气策略时，临床医生只关心气体交换和血流动力学情况并据以调节PEEP水平和潮气量，而很少注意这种调节对肺损伤所可能产生的影响。
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二、对ARDS的一些新的认识和机械通气策略的转变
目前发现，ARDS时肺泡损伤的分布并不是均匀一致的，即部分区域肺泡闭陷，部分区域肺泡保持开放和正常通气。通常受重力影响在下肺区(gravitationally depentent areas)存在广泛的肺水肿和肺不张，而在上肺区(nondependent areas)存在通气较好的肺泡。ARDS时常仅有20%～30%的肺泡可以通气，当使用适用于全肺通气的常规潮气量时，会导致可通气肺泡的过度扩张，产生肺泡漏气、间质气肿和系统性气体栓塞等气压伤。
机械通气可以通过使肺泡过度充气而使肺泡壁处于一种被过度抻拉状态(overstretch)，造成肺泡上皮和血管内皮的损伤和通透性增加，出现高通透性肺泡水肿和肺损伤。虽然气道峰压是影响气压伤的重要指标，但实验证明，肺泡跨壁压(transalveolar pressure，为吸气末肺泡压与胸腔内压之 差)过高和其所致肺泡容积过大是产生肺损伤的直接决定因素。因此，气压伤(barotrauma)实质上是容积伤(volume trauma)或气压-容积伤(baro-volutrauma)。潮气量和呼气末肺泡压决定吸-呼转换过程中肺泡膜所受的剪切力(shearing forces)大小和影响肺泡表面活性物质的功能。若呼气末肺泡内无足够的压力来防止肺泡的萎陷，亦易引起肺损伤。此外，有研究提示过快的呼吸频率(>25～30次/分)也可加重肺损伤。
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基于以上对ARDS及机械通气对ARDS状态下肺组织作用的新认识，即认识到ARDS时通气肺泡分布的不均一性(仅有约不到1/3肺泡可以通气)，肺泡容积损伤的 概念和对机械通气本身可致肺损伤的高度重视，近年来普遍认为需要对以往的高气道压、正常或大潮气量的机 械通气策略加以修正，希望采用能够限制肺泡跨壁压和尽量减少呼吸周期中肺泡内压力和容积变化的通气策略，以期在保证机械通气的治疗效果的前提下，避免机械通气所致肺损伤的发生或减小其程度。
概括近年来提倡的机械通气策略，主要有几个方面：(1) 尽量减小肺泡跨壁压，避免肺泡过度扩张。在调节上改以往的容积目标型(volume targeted)为压力目标型(pressure targeted)[1]。临床上可主要以气道平台压为指标，使其低于30～35cmH2O。(2) 为求避免肺泡过度扩张，可以降低通气量，采用容许性高碳酸血症(permissive hypercapnia)策略[2]。(3) 可以通过改变吸呼时比，采用反比通气的方法减小气道峰压，提高气道平均压，改善氧合。(4) 尽量减少机械通气的强制性，加强自主呼吸的作用，促进机械通气与自主呼吸的协调。如成比率辅助通气(PAV)、压力释放通气(APRV)等技术的应用。(5) 应用肺力学参数准确调整PEEP水平，寻找“最佳PEEP”，使之既可防止呼气末肺泡萎陷，又同时避免过度增加肺泡压。(6) 鉴于ARDS的肺损伤状态会随病程变化，强调动态呼吸监测，据以及时调整通气参数。
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其他的一些呼吸支持技术，包括气管内充气技术(TGI)，俯位通气(prone positioning)，液体通气技术(LV)，肺外气体交换技术(体外膜式氧合-E.C.M.O，体外去除二氧化碳-ECCO2R，血管内氧合技术-IVOX)等，已在研究中显示了一定的临床应用前景。
需要指出的是，尽管认为上述机 械通气策略可能有助于提高机械通气的治疗效果，防止机械通气性损伤，改善患者预后，但尚缺乏设计较为完善和可比的研究资料来说明任何一种机 械通气策略或方式优于其他。客观评价某种通气方式对ARDS的治疗效果尚需在严格设定临 床条件的前提下，与常规通气方式进行 前瞻性、随机性研究，以期对 其效果有真正了解和确定其应用指征。在对各型机械通气进行对比研究时有必要注意的另一个问题是，在呼吸衰竭仅仅是多脏器功能衰竭中致死的原因之一，而且还常常不是最重要原因的情况下，这类研究可能很难，也不应仅从最终转归和死亡率上来评价不同的通气策略。因此，若能证实某种机械通气方式确实可以改善生理功能，也有助于确定其临床价值[3]。
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三、ARDS机械通气的实施
吸入氧浓度(FiO2)的选择：采用多种改善氧合手段，争取使长期吸入氧浓度<60%。
PEEP水平的调节：原则是即能使低顺应区肺泡开放，同时不至使高顺应区肺泡过度扩张。一般使肺泡内呼气 末压力保持在7～15mmHg的范围。目前推荐根据肺力学参数变化确定最佳PEEP水平：(1) 连续计算不同PEEP下肺静态顺应性(Cstat)，寻找与Cstat由升到降的转折点相对应的PEEP水平；(2) 在同样的吸气流速下改变PEEP，观察气道峰压(假定它与平台压呈平行变化)，寻找当峰压增加幅度开始大于PEEP增加幅度的转折点对应的PEEP水平；(3) 逐渐增加PEEP，观察同样吸气流速下压力-时间曲线，寻找当 其斜度增加并变为曲线时相对应的PEEP水平。以上三项监测得到的PEEP水平提示所加PEEP已使尽可能多的萎陷肺泡开放，再增加PEEP将造成肺泡的过度扩张。临床上可将这一水平的PEEP或其稍小值视作“最佳PEEP”[2]。通过Swan-Ganz导管监测的血流动力学参数和氧输送量也可作为最佳PEEP的辅助评价指标。
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潮气量(VT)的选择：不宜选择以往推荐的10～15ml/kg的VT，这个VT范围几乎无例外地会引起肺泡过度扩张。目前推荐在ARDS中对VT加以限制，采用小潮气量通气。VT的调节在定容方式下应参考气 道平台压，使平台压低于30～35cmH2O；VT的大小还需根据加用的PEEP水平作出调整。PEEP水平高，则VT宜小。在小VT通气条件下，可以通过增加呼吸频率来代偿保证分钟通气量。但呼吸频率不宜高于30次/分，否则亦易出现肺损伤。此时可以接受低通气状态，采取容许性高碳酸血症策略[4]。
关于容许性高碳酸血症：采用小潮气量、低分钟通气量，容许有一定程度的高碳酸血症(一般PaCO2不宜高于80～100mmHg，pH不宜低于7.20。若pH过低可补以碱剂)。其理论基础是：(1) 对机 械通气所致容积性肺损伤的重视，力图避免吸气时肺泡的过度扩张；(2) 认为血中一定程度的高碳酸血症和低pH值不至对人体有明显损伤，即可以“容许”这种状况。这是一种权衡利弊之后，不得已而为之的治疗选择，在使用中要警惕其副作用，特别注意排除禁忌症(颅内高压，严重心功能不全等)[5]。
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当采取通常的机械通气措施难于有效改善氧合或为达到更好的人-机协调，可以试用压力控制-反比通气(PC-IRV)，成比率辅助通气(PAV)，气道压力释放通气(APRV)，双相气道正压(Biphasic positive airway pressure，BIPAP)等通气方式。根据我们的初步经验，双相气道正压兼有避免肺损伤和改善氧合、促进人-机协调的作用，值得进一步探索。
参考文献
1 Marini JJ. Pressure-targeted mechanical ventilation of acute lung injury. Seminars in Respir Med，1993, 14：262.
2 Tuxen DV. Permissive hypercapnic ventilation. Am J Respir Crit Care Med，1994, 150：870.
, 百拇医药
3 Dreyuss D, Saumon G. Should the lung be rested or recruited? The charybdis and scylla of ventilator management. Am J Respir Crit Care Med，1994, 149：1066.
4 Kacmarek RM. conference summary-mechanical ventilation: ventilatory techniques, pharmacology, patient management strategies. Respir Care，1996, 41：466.
5 Burchardi H. New strategies in mechanical ventilation for acute lung injury. Eur Respir J，1996, 9：1063.
(收稿：1997-05-30), 百拇医药
单位：100020 首都医科大学附属北京红十字朝阳医院 北京呼吸疾病医疗研究中心
关键词：
中华医学杂志971132 机械通气是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)最重要的治疗手段之一。随着对ARDS病理生理学认识的加深和医学工程技术的进步，近年来在机械通气方面产生了一些新的技术方法和治疗概念，可能有助于提高机械通气的治疗效果。
一、以往对ARDS的认识及传统的机械通气策略
以往认为，ARDS时双肺存在分布较为均匀一致的损伤(水肿、萎陷)。因此传统的机械通气策略 推荐使用较大的潮气量来使萎陷的肺泡复张。这种机械通气策略主要有以下调节取向：采用流量控制、容积切换通气方式；潮气量10～15ml/kg；维持动脉血气在正常状态(特别是pH和/或PaCO2)；保持吸气时间短于呼气时间；在不易致氧中毒的吸入氧浓度下(FiO2<60%)，以最小的呼吸末正压(PEEP)达到“足够”的动脉氧合(PaO2>55mmHg)；监测气道压但不对 其作严格限制。采取这种通气策略时，临床医生只关心气体交换和血流动力学情况并据以调节PEEP水平和潮气量，而很少注意这种调节对肺损伤所可能产生的影响。
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二、对ARDS的一些新的认识和机械通气策略的转变
目前发现，ARDS时肺泡损伤的分布并不是均匀一致的，即部分区域肺泡闭陷，部分区域肺泡保持开放和正常通气。通常受重力影响在下肺区(gravitationally depentent areas)存在广泛的肺水肿和肺不张，而在上肺区(nondependent areas)存在通气较好的肺泡。ARDS时常仅有20%～30%的肺泡可以通气，当使用适用于全肺通气的常规潮气量时，会导致可通气肺泡的过度扩张，产生肺泡漏气、间质气肿和系统性气体栓塞等气压伤。
机械通气可以通过使肺泡过度充气而使肺泡壁处于一种被过度抻拉状态(overstretch)，造成肺泡上皮和血管内皮的损伤和通透性增加，出现高通透性肺泡水肿和肺损伤。虽然气道峰压是影响气压伤的重要指标，但实验证明，肺泡跨壁压(transalveolar pressure，为吸气末肺泡压与胸腔内压之 差)过高和其所致肺泡容积过大是产生肺损伤的直接决定因素。因此，气压伤(barotrauma)实质上是容积伤(volume trauma)或气压-容积伤(baro-volutrauma)。潮气量和呼气末肺泡压决定吸-呼转换过程中肺泡膜所受的剪切力(shearing forces)大小和影响肺泡表面活性物质的功能。若呼气末肺泡内无足够的压力来防止肺泡的萎陷，亦易引起肺损伤。此外，有研究提示过快的呼吸频率(>25～30次/分)也可加重肺损伤。
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基于以上对ARDS及机械通气对ARDS状态下肺组织作用的新认识，即认识到ARDS时通气肺泡分布的不均一性(仅有约不到1/3肺泡可以通气)，肺泡容积损伤的 概念和对机械通气本身可致肺损伤的高度重视，近年来普遍认为需要对以往的高气道压、正常或大潮气量的机 械通气策略加以修正，希望采用能够限制肺泡跨壁压和尽量减少呼吸周期中肺泡内压力和容积变化的通气策略，以期在保证机械通气的治疗效果的前提下，避免机械通气所致肺损伤的发生或减小其程度。
概括近年来提倡的机械通气策略，主要有几个方面：(1) 尽量减小肺泡跨壁压，避免肺泡过度扩张。在调节上改以往的容积目标型(volume targeted)为压力目标型(pressure targeted)[1]。临床上可主要以气道平台压为指标，使其低于30～35cmH2O。(2) 为求避免肺泡过度扩张，可以降低通气量，采用容许性高碳酸血症(permissive hypercapnia)策略[2]。(3) 可以通过改变吸呼时比，采用反比通气的方法减小气道峰压，提高气道平均压，改善氧合。(4) 尽量减少机械通气的强制性，加强自主呼吸的作用，促进机械通气与自主呼吸的协调。如成比率辅助通气(PAV)、压力释放通气(APRV)等技术的应用。(5) 应用肺力学参数准确调整PEEP水平，寻找“最佳PEEP”，使之既可防止呼气末肺泡萎陷，又同时避免过度增加肺泡压。(6) 鉴于ARDS的肺损伤状态会随病程变化，强调动态呼吸监测，据以及时调整通气参数。
, http://www.100md.com
其他的一些呼吸支持技术，包括气管内充气技术(TGI)，俯位通气(prone positioning)，液体通气技术(LV)，肺外气体交换技术(体外膜式氧合-E.C.M.O，体外去除二氧化碳-ECCO2R，血管内氧合技术-IVOX)等，已在研究中显示了一定的临床应用前景。
需要指出的是，尽管认为上述机 械通气策略可能有助于提高机械通气的治疗效果，防止机械通气性损伤，改善患者预后，但尚缺乏设计较为完善和可比的研究资料来说明任何一种机 械通气策略或方式优于其他。客观评价某种通气方式对ARDS的治疗效果尚需在严格设定临 床条件的前提下，与常规通气方式进行 前瞻性、随机性研究，以期对 其效果有真正了解和确定其应用指征。在对各型机械通气进行对比研究时有必要注意的另一个问题是，在呼吸衰竭仅仅是多脏器功能衰竭中致死的原因之一，而且还常常不是最重要原因的情况下，这类研究可能很难，也不应仅从最终转归和死亡率上来评价不同的通气策略。因此，若能证实某种机械通气方式确实可以改善生理功能，也有助于确定其临床价值[3]。
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三、ARDS机械通气的实施
吸入氧浓度(FiO2)的选择：采用多种改善氧合手段，争取使长期吸入氧浓度<60%。
PEEP水平的调节：原则是即能使低顺应区肺泡开放，同时不至使高顺应区肺泡过度扩张。一般使肺泡内呼气 末压力保持在7～15mmHg的范围。目前推荐根据肺力学参数变化确定最佳PEEP水平：(1) 连续计算不同PEEP下肺静态顺应性(Cstat)，寻找与Cstat由升到降的转折点相对应的PEEP水平；(2) 在同样的吸气流速下改变PEEP，观察气道峰压(假定它与平台压呈平行变化)，寻找当峰压增加幅度开始大于PEEP增加幅度的转折点对应的PEEP水平；(3) 逐渐增加PEEP，观察同样吸气流速下压力-时间曲线，寻找当 其斜度增加并变为曲线时相对应的PEEP水平。以上三项监测得到的PEEP水平提示所加PEEP已使尽可能多的萎陷肺泡开放，再增加PEEP将造成肺泡的过度扩张。临床上可将这一水平的PEEP或其稍小值视作“最佳PEEP”[2]。通过Swan-Ganz导管监测的血流动力学参数和氧输送量也可作为最佳PEEP的辅助评价指标。
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潮气量(VT)的选择：不宜选择以往推荐的10～15ml/kg的VT，这个VT范围几乎无例外地会引起肺泡过度扩张。目前推荐在ARDS中对VT加以限制，采用小潮气量通气。VT的调节在定容方式下应参考气 道平台压，使平台压低于30～35cmH2O；VT的大小还需根据加用的PEEP水平作出调整。PEEP水平高，则VT宜小。在小VT通气条件下，可以通过增加呼吸频率来代偿保证分钟通气量。但呼吸频率不宜高于30次/分，否则亦易出现肺损伤。此时可以接受低通气状态，采取容许性高碳酸血症策略[4]。
关于容许性高碳酸血症：采用小潮气量、低分钟通气量，容许有一定程度的高碳酸血症(一般PaCO2不宜高于80～100mmHg，pH不宜低于7.20。若pH过低可补以碱剂)。其理论基础是：(1) 对机 械通气所致容积性肺损伤的重视，力图避免吸气时肺泡的过度扩张；(2) 认为血中一定程度的高碳酸血症和低pH值不至对人体有明显损伤，即可以“容许”这种状况。这是一种权衡利弊之后，不得已而为之的治疗选择，在使用中要警惕其副作用，特别注意排除禁忌症(颅内高压，严重心功能不全等)[5]。
, 百拇医药
当采取通常的机械通气措施难于有效改善氧合或为达到更好的人-机协调，可以试用压力控制-反比通气(PC-IRV)，成比率辅助通气(PAV)，气道压力释放通气(APRV)，双相气道正压(Biphasic positive airway pressure，BIPAP)等通气方式。根据我们的初步经验，双相气道正压兼有避免肺损伤和改善氧合、促进人-机协调的作用，值得进一步探索。
参考文献
1 Marini JJ. Pressure-targeted mechanical ventilation of acute lung injury. Seminars in Respir Med，1993, 14：262.
2 Tuxen DV. Permissive hypercapnic ventilation. Am J Respir Crit Care Med，1994, 150：870.
, 百拇医药
3 Dreyuss D, Saumon G. Should the lung be rested or recruited? The charybdis and scylla of ventilator management. Am J Respir Crit Care Med，1994, 149：1066.
4 Kacmarek RM. conference summary-mechanical ventilation: ventilatory techniques, pharmacology, patient management strategies. Respir Care，1996, 41：466.
5 Burchardi H. New strategies in mechanical ventilation for acute lung injury. Eur Respir J，1996, 9：1063.
(收稿：1997-05-30), 百拇医药