不同呼气末正压对COPD患者腹腔压力及肝脏的影响*

张雅婷 赵晓赟 李月川△

不同呼气末正压对COPD患者腹腔压力及肝脏的影响*

张雅婷1,2赵晓赟2李月川2△

目的 研究机械通气时不同呼气末正压（PEEP）参数对慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者肝脏形态、功能及血流动力学的影响。方法采用前瞻性、开放性、自身对照的研究方法，对50例因COPD呼吸衰竭行机械通气的患者，待其病情稳定后，观察在PEEP分别为0、5、10 cmH2O时腹腔压力（IAP）的改变，以及肝脏形态、肝门静脉内径、血流动力学和肝功能的变化。结果随着PEEP值增大，IAP随之增加(P＜0.01)；肝脏形态未发生明显变化，门静脉内径无显著改变(P＞0.05)，门静脉血流减慢(P＜0.05)，肝功能改变差异无统计学意义(P＞0.05)。结论机械通气时较高的PEEP值会使IAP升高、门静脉血流减慢，但门静脉内径及肝功能所受影响不明显。

呼吸，人工；门静脉；肝功能试验；肺疾病，慢性阻塞性；呼气末正压；腹腔压力

近年来随着机械通气技术的不断完善和广泛应用，呼吸衰竭治疗的成功率得到了显著地提高，但不适当的机械通气模式和（或）不适当的参数设置，则可能会导致治疗时间的延长甚至病情的加重。笔者通过一项单中心、前瞻性、开放性、自身对照的临床研究，观察不同的机械通气参数设置和自然呼吸状态下在几乎相同的时间内对肝脏的影响。通过监测机械通气状态下腹腔压力及肝脏的形态、功能、血流动力学等相关指标，探讨机械通气本身及不同呼气末正压（PEEP）参数设置对腹腔压力及肝脏的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2010年1月—2012年7月我院呼吸重症监护病房（RICU）患者50例，其中男21例，女29例，平均年龄（69.89±7.06）岁。其中经鼻气管插管43例，经口气管插管5例，气管切开2例。合并冠心病21例，合并糖尿病13例，机械通气5～18 d，平均（10.17±4.22）d。纳入标准：（1）有慢性咳嗽、咳痰和（或）呼吸困难病史。（2）既往肺功能检测应用支气管舒张剂后[第一秒用力呼气容积（FEV1）/用力肺活量（FVC）]×100%＜70%。（3）胸部X线检查有肺过度充气表现。（4）确诊慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性加重并发呼吸衰竭行机械通气（包括经口、经鼻气管插管和气管切开）的患者，经系统治疗病情稳定后已达到脱机条件但尚未脱机的患者。（5）留置尿管的患者。（6）留置胃管每日鼻饲肠内营养液吸收良好，胃肠功能稳定的患者。（7）经医院伦理委员会批准，自行或由其代理人签署知情同意书。排除标准：（1）APECHEⅡ评分＞20预计存在较高死亡风险的患者。（2）气管插管机械通气72 h内死亡或自动出院患者。（3）合并哮喘、支气管扩张症、充血性心力衰竭、结核病、间质性肺病和细支气管炎等。（4）在观察期间发生呼吸机相关肺炎（VAP）者。（5）合并肝硬化或其他肝脏基础疾病者。（6）存在泌尿系感染、神经性膀胱、膀胱外伤、严重前列腺增生肥大者。（7）胃肠功能紊乱，存在腹胀、腹泻、便秘、胃肠吸收障碍者。（8）腹部包扎和过度粘连者。（9）患者或家属以任何理由要求退出者。（10）医生认为继续观察有可能影响治疗者。

1.2 仪器与材料 呼吸机（GALILEO呼吸机，瑞士Hamilton Medical AG公司）；RM6240-C型多导生理信号采集系统、YPJ01H定标型压力换能器（成都仪器厂）；球囊气管插管（OD7.5 mm，Pentax公司）；尿管（14号硅胶双腔气囊导尿管，苏州新区文教医疗用品厂）；彩色超声仪（探头频率5 MHz，Philips公司）。

1.3 研究方法

1.3.1 机械通气模式及参数的设置 基线值：即患者停止机械通气但未拔除气管插管下的自主呼吸状态，仅予人工鼻吸氧5 L/min。机械通气参数的设置：机械通气模式选取目前COPD呼衰患者最常用的同步间歇指令通气（SIMV）模式。试验前72 h内未应用镇静剂、肌松剂，试验的时间窗为患者病情平稳，符合撤机试验筛查标准但不适合立刻撤机的阶段。根据先后设置PEEP值的不同，进行自身对照，并分为PEEP1组、PEEP2组、PEEP3组，PEEP1=0 cmH2O（1 cmH2O= 0.098 kPa），PEEP2=5 cmH2O，PEEP3=10 cmH2O，3组的PEEP值逐渐升高，其他参数相同：潮气量(VT）400 mL，呼吸频率（F）8次/min，压力支持（PS）20 cmH2O，吸氧浓度（FiO2）40%，吸呼比（I/E）1∶2。机械通气参数的设置以临床常用参数为参考，试验过程中严密观察患者各项生命指征，未发现明显血液动力学改变及低氧血症，既满足试验所需，又保证患者病情稳定及生命安全。

1.3.2 腹腔压力测定及数据收集 患者胃肠功能稳定，空腹状态下，经胃管回抽无胃液时测量腹腔压力。采用目前公认的膀胱压力测定法[1]间接测定腹内压（IAP）。方法：患者平卧位，将Foley导尿管经尿道插入膀胱，充气囊，膀胱排空后，注入37℃100 mL无菌等渗盐水，外接压力传感器测压，稳定约30 s，读出呼气末时数值即为腹内压力。分别测量PEEP1、PEEP2、PEEP3及基线值4种状态下的腹腔压力。

1.3.3 肝脏形态学影响 在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基线值4种状态下应用超声波对肝脏左叶和右叶的大小形态进行测量，以比较各种通气模式和参数对肝脏形态的影响。患者取仰卧位进行测量。（1）肝右叶最大斜径：以肝右静脉注入下腔静脉的肋下肝脏斜切面声像为标准，测量得到的肝脏前后缘之间的最大垂直距离。（2）肝右叶前后径：在肋间切面声像图上测量得到的肝脏前后缘间的垂直距离。（3）肝右叶横径：自肝最右外侧线至下腔静脉右侧壁间的距离。（4）肝左叶厚度和长度：以通过腹主动脉的矢状纵切声像图作为测量肝左叶厚度和长度的标准切面，尽可能显示膈肌。

1.3.4 对肝门静脉的研究 患者仰卧位，使用彩色多普勒测量门静脉内径及血流速度。在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基线值4种状态下，分别记录肝门静脉的内径D、平均血流速度Vmean。

1.3.5 对肝脏功能的研究 晨起空腹时，在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基线值4种状态下，在右侧肘正中静脉取3 mL静脉血，检测天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)，4种状态均间隔24 h。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0统计学软件进行数据统计。计量资料以均数±标准差(±s)表示，不同的PEEP设置值组间采用单因素方差分析，组间多重比较采用LSD-t法。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 4种状态下对腹腔压力的影响 随着PEEP的增加，腹腔压力相应升高，组间两两比较差异有统计学意义（P＜0.01），见表1。

2.2 4种状态对肝脏形态、门静脉内径、血流动力学及肝功能的影响 在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基线值4种状态下肝脏形态、门静脉内径及肝功能ALT、AST差异均无统计学意义(P＞0.05)，而随着PEEP值的增高，门静脉血流速度减慢，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

Table1 Comparison of abdominal pressure,morphology of liver,portal vein diameter,hepatic portal hemodynamics and liver function between four groups表1 各组腹腔压力、肝脏形态、门静脉内径、门静脉血流及肝功能的比较 （n=50）

3 讨论

机械通气由于为正压通气，其所产生的胸腔正压也将引起膈肌下移从而导致腹腔压力（IAP）的升高，有研究表明腹内高压（IAH）和腹腔间隔室综合征（ACS）是导致危重症患者呼吸衰竭发病率和死亡率显著升高的原因之一[2-3]。特别是PEEP的使用，使腹腔压力受到影响[4-5]。Reintam等[6]认为PEEP＞10 cmH2O是机械通气患者出现腹内高压的高危因素。对于COPD肺残气量和肺总量增大的患者，上述影响可能更为突出。如本组资料所示，随PEEP值的增加，测得的IAP升高。曹枫等[7]的研究也得出了相似的结论。

IAP升高会对肝脏产生直接的外压，但在本研究中，即使在能使IAP显著升高的PEEP3作用下，肝脏的形态与基线相比也没有发生有统计学意义的改变。分析原因可能与IAP升高引起肝脏血流动力学的改变相关。因门静脉占肝总供血量的2/3至3/4[8]，故以门静脉为代表进一步观察了肝脏血管形态及血流动力学的情况，结果显示在较高的PEEP3下IAP上升，门静脉血流速度减慢，而门静脉内径无明显改变。其原因可能为IAP上升，下腔静脉回流受阻，肝静脉压升高，整个肝脏静脉回流受影响，门静脉血流速度减慢，导致肝淤血。血液淤积对门静脉产生的张力与肝脏受压对门静脉产生的压力可能相互抵消，故门静脉内径未发生明显变化。且肝脏为双重供血，不仅有门静脉供血也有肝动脉供血。Gutt等[9]在以猪为模型的实验研究中表明，在二氧化碳气腹建立后肝动脉的血流量显著增加，它可以一定程度补偿减少的门静脉血流量（PVBF）。综合以上因素，因门静脉血流速度减慢引起的肝淤血以及为补偿减少的门静脉血流而增加的肝动脉血流量均导致了肝内压的升高，从而抵消了腹压升高对肝脏的外压作用，故往往难以从大体形态学方面观察到肝脏所受的影响。

本研究进一步以ALT、AST为代表观察了肝功能的变化。大多数学者认为，IAP升高引起肝脏血流量减少影响肝脏功能[10-11]。但本研究结果与上述研究结果不同，随着IAP的升高，肝脏功能指标ALT、AST均未发生显著变化。胡建华等[12]通过动物实验也发现与本研究相似的结果。分析其原因可能有以下几个方面：首先，在门静脉血流量减少的早期，肝动脉的血流量可代偿性增加[9]，从而基本保证了肝脏的供血，使肝功能得以不受影响。其次，在机械通气状态下，患者出现肝功能功异常者多见，可由感染、应激、药物、缺氧等引起，影响因素较多，难以单纯评价；本研究选取观察的时间段为患者病情稳定，已停机但未拔除气管插管时，尽可能排除影响所监测指标的因素；且本研究为临床研究，与动物实验相比避免了物种差异带来的影响。再次，本研究严格遵守伦理委员会要求，以尽可能降低对患者病情影响为前提，故研究方案可能存在不足。因有研究表明IAP＞25 mmHg时大多数动物存活不超过2 h[11]，过高的PEEP会对全身多脏器产生影响，甚至死亡[5]。故本研究将PEEP及IAP控制在相对安全范围内，且未持续过长时间。

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（2014-02-20收稿 2014-04-13修回）

（本文编辑 魏杰）

Effects of Different PEEP on Abdominal Pressure and Liver in COPD Patients

ZHANG Yating,ZHAO Xiaoyun,LI Yuechuan
Department of Respiratory and Critical Care Medicine,Tianjin Chest Hospital,Tianjin 300222,China

ObjectiveTo research the impact of various PEEP parameters of mechanical ventilation on liver morphology and function and on hemodynamics.MethodsFifty patients of respiratory failure due to COPD using mechanical ventilation was observed by prospective,exoterical and self-control methods after their condition were stabilized.The variation of abdominal pressure was measured with different PEEP of 0 cmH2O,5 cmH2O and 10 cmH2O with mechanical ventilation,and measured when patients breathe autonomously with tracheostomy tube.The changes of liver morphology,hepatic portal vein diameter,hemodynamics and liver function were also measured on above circumstances.ResultsWith PEEP value increases:the abdominal pressure(IAP)rise(P＜0.01)while liver morphology,function and hepatic portal did not change markedly evidently(P＞0.05).By contrast,blood flow of hepatic portal vein reduced with PEEP increase(P＜0.05).Conclu⁃sionHigher PEEP values on mechanical ventilation will causes abdominal pressure increases and low blood flow of hepatic portal,but not obvious impact on portal vein diameter and liver function.

respiration,artificial;portal vein;liver function tests;pulmonary disease,chronic obstructive;PEEP;abdominal pressure

R563

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.06.025

*天津市卫生局科技基金资助项目（项目编号：2011KY29）

1天津医学大学（邮编300070）；2天津市胸科医院RICU

△通讯作者 E-mail：liyuechuandoctor@126.com