《2004严重感染和感染性休克治疗指南》系列讲座(6)  

来源:中国危重病急救医学2004年12月第16卷第12期;添加日期:2005年1月2日;编辑:editor 

严重感染和感染性休克所致急性呼吸窘迫综合征的机械通气治疗

郭凤梅 邱海波(编译) 

【关键词】 感染，严重； 感染性休克； 急性呼吸窘迫综合征； 机械通气  

急性肺损伤(ALI)是急性呼吸衰竭最常见的原因和表现，急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是其病情进展的结果。ARDS的发病原因复杂多样，但最常见的为严重感染，25%~42%的ARDS由严重感染引起，其中以肺部和腹腔感染最为多见。顽固性低氧血症是ARDS最突出的临床特征，机械通气是纠正低氧血症的主要治疗手段。ARDS患者大量肺泡塌陷，肺容积显著减少，肺顺应性明显降低，决定了机械通气中必须采用特殊的通气模式和通气条件。 

1 ARDS患者应避免高潮气量和高气道平台压，尽早采用小潮气量(6 ml/kg，参见表1公式计算理想体重)通气，并使吸气末气道平台压力不超过30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa，推荐级别：B级) 

1.1 小潮气量通气的病理生理学基础：小潮气量通气是ARDS病理生理学改变的要求和结果。ARDS参与通气的肺容积显著减少，大量研究显示，常规或大潮气量通气易导致肺泡过度膨胀和气道平台压力过高，激活炎症细胞，促进炎症介质释放增加，引起或加重肺泡上皮细胞和肺泡毛细血管内皮细胞损伤，产生肺间质或肺泡水肿，导致呼吸机相关性肺损伤以及肺外器官如肠道、肾脏损伤，诱发多器官功能障碍综合征(MODS)。

1.2 小潮气量通气的临床研究：目前5个多中心随机对照试验比较了常规潮气量与小潮气量通气对ARDS病死率的影响(表2)，其中3项研究显示患者病死率均无显著改变。Amato等和NIH ARDSnet的研究则表明，与常规潮气量通气组比较，小潮气量通气组ARDS患者病死率显著降低。进一步对比分析各项研究显示，阴性结果的研究中常规潮气量组和小潮气量组的潮气量差别较小，可能是导致阴性结果的主要原因之一。可见ARDS患者应采用小潮气量通气。

1.3 小潮气量通气的同时防止气道平台压力过高：气道平台压力反映肺泡内压，ARDS机械通气期间肺泡内压过高是产生呼吸机相关性肺损伤的重要原因之一。Amato在2004年韩国举办的西太平洋会议上报告了限制气道平台压力在ARDS机械通气中的重要性和对患者病死率的影响。Amato对上述5项多中心随机对照研究进行综合分析，结果显示：①4项研究(NIH ARDSnet研究除外)中小潮气量通气组气道平台压力低于30cm H2O，而常规潮气量通气组高于30 cm H2O。②对Brochard、Stewart和Brower等的研究中将气道平台压力分为4组(<23 、23~27、27~33、>33 cm H2O)，随着气道平台压力的升高，患者病死率显著升高(P=0.002)。③对NIH ARDSnet的研究中将气道平台压力进行了调整(即小潮气量通气组和常规潮气量通气组气道平台压力无显著差异)，结果发现两个潮气量通气条件下患者的病死率无显著差异(P=0.44)。④对5项研究进行了气道平台压力调整，显示不同潮气量通气组(5~6、7~8、9~10、11~12 ml/kg）ARDS患者的病死率均无显著差异(P=0.18)。⑤对NIH ARDS net的研究中发现进行潮气量调整后，随气道平台压力的升高，患者病死率显著增加(P<0 .001)。⑥对5项研究综合分析显示，随着气道平台压力的升高，患者病死率显著增加(p<0.001)，进行潮气量调整后显示出相同的结果。上述结果提示，ards机械通气时应限制气道平台压力，以防止肺泡内压过高，这可能比限制潮气量更为重要。ards患者机械通气时应采用小潮气量(6 ml/kg)通气，同时限制气道平台压力不超过30 cm h2o，以避免呼吸机相关性肺损伤和肺外器官损伤，防止产生mods，最终能够降低ards病死率。

2 ARDS患者采用小潮气量通气和限制气道平台压力，允许动脉血二氧化碳分压(PaCO2)高于正常，即所谓的允许性高碳酸血症(推荐级别：C级)允许性高碳酸血症是小潮气量和限制吸气压力通气的结果。目前尚缺乏这方面的大规模随机对比研究，但小规模非随机实验表明，ARDS采用小潮气量和限制气道平台压力通气并发的中等程度高碳酸血症是安全的。但是，允许性高碳酸血症并非ARDS患者的治疗目标，采用小潮气量通气引起的急性PaCO2升高导致酸血症可能产生一系列病理生理学改变，包括脑及外周血管扩张、心率加快、血压升高和心排血量增加等。颅内压增高是应用允许性高碳酸血症的禁忌证，而某些代谢性酸中毒的患者合并允许性高碳酸血症时，严重的酸血症可能抑制心肌收缩力，降低心脏和血管对儿茶酚胺等药物的反应性，此时可以考虑输注碳酸氢钠以纠正酸中毒。

3 采用防止呼气末肺泡塌陷的最低PEEP(推荐级别：E级) 

3.1 PEEP在ARDS中的作用：ARDS广泛的肺泡塌陷和肺水肿不但会导致顽固的低氧血症，而且会导致可复张肺泡反复吸气复张与呼气塌陷产生剪切力，最终产生呼吸机相关性肺损伤。大量临床和实验研究均表明，一方面，适当水平的PEEP可防止呼气末肺泡塌陷，改善通气/血流比值失调和低氧血症；另一方面可消除肺泡反复开放与塌陷所产生的剪切力损伤；同时还可减少肺泡毛细血管内液体渗出，减轻肺水肿。因此，ARDS患者应采用适当水平的PEEP进行机械通气。

3.2 ARDS时应用PEEP的前提：充分复张塌陷肺泡是应用PEEP防止肺泡再次塌陷的前提。PEEP维持塌陷肺泡复张的功能依赖于吸气期肺泡的充张程度，吸气期肺泡充张越充分，PEEP维持塌陷肺泡复张的程度就会越高。研究显示，小潮气量通气不利于ARDS塌陷肺泡的充张。近年来许多研究探讨了ARDS肺复张策略，提出了控制性肺膨胀或PEEP递增法的肺复张手法，其中控制性肺膨胀推荐采用恒压通气方式，吸气压力30~45 cm H2O、持续时间30~40 s。而Amato等提出的PEEP递增法则是在压力控制通气的基础上逐步升高PEEP水平，并保持吸气压力与PEEP之差不变的条件通气，当FiO2为1.00、动脉血氧分压(PaO2)与PaCO2之和高于400 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时，则认为达到充分的肺泡复张。临床和实验研究均显示了上述肺复张手法的肺泡复张和改善氧合及肺内分流的效应，其中Amato的一项随机对照研究中，与常规潮气量通气比较，采用控制性肺膨胀合并小潮气量通气患者的病死率显著降低。尽管这一结论尚缺乏充分的循证医学证据，但PEEP的保持肺泡开放作用需建立在塌陷肺泡充分复张的基础之上。

3.3 ARDS患者PEEP的设置水平：关于ARDS的最佳PEEP水平目前一直存在争议。尽管如此，美国学者Barbas等(2002)通过荟萃分析比较了不同PEEP对ARDS患者生存率的影响，结果表明，PEEP>12 cm H2O、尤其是高于16 cm H2O可明显改善患者的生存率。通过胸部CT观察PEEP肺泡复张效应的研究也显示，PEEP水平为肺静态压力-容积曲线低位转折点对应的压力(Pflex)为+2 cm H2O通气条件下仍有大量肺泡塌陷。由Slutsky(Slutsky A S.Am J Respir Crit Care Med,2002)等进行的一项临床研究显示，NIH ARDSnet研究中小潮气量通气组呼吸频率较快，导致呼气不完全，产生一定水平的内源性PEEP（(5.8±3.0）cm H2O），使得总PEEP水平升高，可达（16.3±2.9）cm H2O，而常规潮气量组呼吸频率较慢，内源性PEEP仅为（1.4±1.0）cm H2O，总PEEP为（11.7±0.9）cm H2O，显著低于小潮气量通气组，故小潮气量通气组患者病死率的降低可能部分源于高水平PEEP所维持的塌陷肺泡复张效应。提示，ARDS需要设置较高水平的PEEP以防止呼气末肺泡塌陷。

3.4 ARDS患者PEEP的设置方法：ARDS患者PEEP的设置方法尚缺乏大规模、前瞻、随机的对照研究，无统一标准，实验和临床研究的设置方法各不相同。目前主要有以下几种方法：①上述NIH ARDSnet关于小潮气量的对比研究中，依赖氧合障碍的严重程度以及维持足够氧合所需的FiO2来设置PEEP。从表1中可见，该方法以维持一定的Sa2为目标，所需FiO2越高，设置的PEEP水平也越高，可以看出，PEEP的设置基于患者氧合障碍的严重程度，但PEEP维持肺泡复张的效应如何不明确。②一些专家认为，依据床边测定的肺顺应性来确定PEEP水平，即设置为获得最大顺应性所需的PEEP水平，但最大顺应性并不代表最佳的肺泡复张。③以Pflex作为设置PEEP的依据(Pflex+2 cm H2O)，该方法综合考虑了PEEP对动脉氧合和心排血量的影响，但是部分ARDS患者肺静态压力- 容积曲线无低位转折点，而且Pflex对应的压力仅代表塌陷肺泡开始复张，随着气道压力的升高，塌陷肺泡的复张仍在继续，故Pflex+2 cm H2O也不能反映充分肺泡的复张。

上述3种方法各有利弊，近年来有学者提出了新的PEEP设置方法，例如：Lahhaman(Lahhaman B. Intensive Care Med,1992)和Amato(Amato M B.New Eng J Med,1998)等学者提出肺泡充分复张后依据PEEP变化引起的PaO2变化来选择PEEP，即PEEP递增法复张塌陷肺泡后逐步降低PEEP，当PaO2较前一次PEEP对应值降低5%以上时，提示肺泡重新塌陷，则PaO2显著降低前的PEEP为最佳PEEP。Slutsky和Ranieri(Ranieri J.Crit Care Med,2004)等提出通过测定恒定流速、容量控制通气条件下气道压力- 时间曲线吸气支的应激指数(stress index)来确定ARDS患者的PEEP水平，应激指数位于0.9~1.1时，提示塌陷肺泡充分复张，该指数对应的PEEP为最佳PEEP。可见，上述两种方法从维持塌陷肺泡复张的角度设置PEEP，更加符合ARDS的病理生理学改变，可能成为设置PEEP的主要方法，但其临床实用和可靠性需要循证医学的证据加以证实。

4 应用高FiO2或高气道平台压力通气的ARDS患者，若体位改变无明显禁忌证，可采用俯卧位通气(推荐级别：E级)

ARDS病变分布不均一，重力依赖区更易发生肺泡塌陷和肺不张，相应塌陷肺泡的复张较为困难。俯卧位通气降低胸膜腔压力梯度，减少心脏的压迫效应，促进重力依赖区肺泡复张，有利于通气/血流比例失调和氧合的改善，同时还有助于肺内分泌物的引流，有利于肺部感染的控制。许多研究显示俯卧位通气改善ARDS患者氧合。Gattinoni(Gattinoni L.New Engl J Med,2001)等进行的一项多中心研究对ARDS患者采用每日7 h俯卧位通气，连续7 d，结果表明，俯卧位通气对ARDS患者病死率无明显影响，但进一步依据氧合指数(PaO2/FiO2)分层研究显示，PaO2/FiO2<88  mm hg的重症患者采用俯卧位通气后病死率明显降低(分别为47%和23%，p<0.05)。另外，对ards患者以简化急性生理评分ⅱ(sapsⅱ)进行分层研究，结果显示，与仰卧位通气相比，sapsⅱ高于49分的患者采用俯卧位通气后病死率显著降低(分别为80%和30%，p<0.05)。可见，俯卧位通气的临床疗效不仅与ards严重程度有关，还与患者全身疾病严重程度有关，对于重症ards或全身情况差的患者采用俯卧位通气有利于病情的改善。俯卧位通气的临床疗效还与ards的病因有关。肺内原因和肺外病变引起ards的病理生理学变化不同，肺内原因ards病理改变以肺泡上皮细胞损伤导致的肺实变为主，而肺外原因ards以肺毛细血管内皮细胞损伤导致肺间质、肺泡水肿和肺泡塌陷为主，因此，两者对俯卧位通气的反应不同，而且具有时间依赖性。研究表明，俯卧位通气对肺外原因ards氧合的改善明显优于肺内原因ards，而且需时较短，通常不长于2 h，而后者通常需俯卧位2 h以上。俯卧位通气伴随危及生命的潜在并发症，包括气管内插管及中心静脉导管的意外脱落。但予以恰当的预防，这些并发症是可以避免的。对于合并有休克、室性或室上性心律失常等血流动力学不稳定患者，存在颜面部创伤或未处理的不稳定性骨折的情况，为俯卧位通气的禁忌证。

5 除非有禁忌证，机械通气的患者应采用45°半卧位，以防止呼吸机相关性肺炎的发生(推荐级别：C级)机械通气患者平卧位易于发生院内获得性肺炎。研究表明，由于气管内插管或气管切开导致声门的关闭功能丧失，机械通气患者胃肠内容物易于反流误吸进入下呼吸道，这是发生院内获得性肺炎的主要原因。前瞻性随机对照试验观察了机械通气患者仰卧位和半卧位院内获得性肺炎的发生率，结果显示，平卧位和半卧位(头部抬高45°以上)可疑院内获得性肺炎的发生率分别为34%和8%(P=0.003)，经微生物培养结果确诊后的发生率分别为23%和5%(P=0.018)。可见，半卧位显著降低机械通气患者院内获得性肺炎的发生。进一步相关分析显示，仰卧位和肠内营养是机械通气患者发生院内获得性肺炎的独立危险因素，格拉斯哥昏迷评分低于9分则是附加因素，进行肠内营养的患者发生院内感染肺炎的概率最高。因此，机械通气患者、尤其对于进行肠内营养或(和)昏迷患者(除外颈部手术后、进行操作或发作性低血压等情况下需保持平卧位时)均应持续处于半卧位，以减少院内获得性肺炎的发生。

6 当患者满足以下条件时，应开始脱机试验，并进行自主呼吸测试(SBT)， 以评估患者是否可终止机械通气。需要满足的条件包括：清醒；血流动力学稳定(未使用升压药)；无新的潜在严重病变；需要低的通气条件及PEEP；面罩或鼻导管吸氧可达到所需的FiO2。如果SBT成功，则考虑拔管(图1)。SBT可采用5 cm H2O 持续气道正压通气(CPAP)或T管进行(推荐级别：A级)机械通气一方面纠正低氧血症，改善肺泡通气，促进肺泡复张，降低患者呼吸作功，另一方面可产生呼吸机相关性肺炎、呼吸机相关性肺损伤及呼吸机依赖等并发症。因此，机械通气期间应客观评估患者病情，相应做出合理的临床决策，适时进行SBT，尽早拔管脱机，尽可能缩短机械通气时间。最近，前瞻、随机、多中心和对照研究表明，对达到上述条件的机械通气患者每日进行SBT，可缩短机械通气时间，提高脱机拔管成功率。SBT的实施程序和观察指标参照图1进行。SBT方式包括T管、5 cm H2O CPAP或低水平(依据气管插管的内径采用5~10 cm H2O)的压力支持通气。另外，有研究对比了SBT持续30 min与120 min对患者的影响，结果显示，两种SBT时间患者成功拔管脱机和再插管率均无显著差异，而SBT持续30 min组重症监护治疗病房(ICU)停留时间和总住院时间均显著缩短(表3)，故SBT推荐持续30 min。需要指出的是，该方法也适用于ALI/ARDS以外的机械通气患者。