跨肺压滴定PEEP在急性主动脉夹层术后低氧血症患者中的临床应用研究

赵 谊, 章文豪, 穆心苇, 章 淬, 孙 芳, 祁 祥, 邹 磊

(南京医科大学附属南京医院 南京市第一医院, 重症医学科, 江苏 南京, 210006)



论著

跨肺压滴定PEEP在急性主动脉夹层术后低氧血症患者中的临床应用研究

赵 谊, 章文豪, 穆心苇, 章 淬, 孙 芳, 祁 祥, 邹 磊

(南京医科大学附属南京医院 南京市第一医院, 重症医学科, 江苏 南京, 210006)

目的 探讨跨肺压指导呼气末正压通气(PEEP)选择对急性主动脉夹层术后低氧血症患者氧合、血流动力学及预后的影响。方法 采用前瞻性随机对照研究，入选2014年1月—2015年8月急性Stanford A型主动脉夹层术后低氧血症患者28例，随机分为2组：个体化治疗组(n=19), 肺复张后通过食道压监测结果调整PEEP; 传统机械通气治疗组(n=9), 肺复张后按照ARDSnet建议调整PEEP。比较2组患者呼吸、血流动力学参数、机械通气时间、住ICU时间及住院病死率。结果 第72 h, 个体化治疗组的PEEP、吸气末跨肺压均较传统机械通气治疗组高(P<0.05); 第72 h, 个体化治疗组动脉血氧分压(PO2)、氧合指数高于传统机械通气治疗组(P<0.05)。整个实验过程中, 2组患者的心率和心排量无明显差异(P>0.05)。个体化治疗组患者机械通气时间和住ICU时间均比传统机械通气组时间短(P<0.05), 2组患者的住院病死率无统计学差异(P>0.05)。结论 肺复张后应用跨肺压指导PEEP的机械通气策略可改善急性主动脉夹层术后低氧血症患者氧合，缩短机械通气时间、住ICU时间，且不会引起循环波动。

急性主动脉夹层; 低氧血症; 跨肺压; 食道压

急性Stanford A型主动脉夹层(AADA)是一种严重威胁人类生命的心血管疾病，需积极的外科干预[1]。急性呼吸功能障碍、低氧血症是AADA术后常见并发症，可导致患者的围术期死亡率增加[2-3], 其主要由肺泡塌陷、肺容积减少、肺泡表面透明膜形成所致[4], 临床上通常应用肺复张(RM)及呼气末正压通气(PEEP)改善氧合。而真正维持肺泡开放的压力是跨肺压，即气道压减去胸腔内压，PEEP大于胸腔内压才能真正防止已复张肺泡再次塌陷。在主动脉夹层术后患者，多种因素均可导致术后胸廓弹性阻力增加，引起胸腔内压升高，跨肺压降低[5], 如何监测胸腔内压成为研究的关键。食道压与胸腔内压有很好的相关性[6], 本研究拟通过前瞻性随机对照临床研究，观察测定跨肺压指导PEEP选择及RM对主动脉夹层术后低氧血症患者氧合、血流动力学的影响，探讨跨肺压指导此类患者PEEP选择的安全性和有效性，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2014年1月—2015年8月本科收治的急性Stanford A型主动脉夹层术后低氧血症患者。入选标准: ① Stanford A型主动脉夹层患者; ② 年龄18～70岁，性别不限; ③ 需要机械通气的主动脉夹层术后早期低氧血症患者(发病时间<72 h, 预计机械通气时间>24 h); ④ p(O2)/FiO2<200 mmHg。排除标准: ① 慢性阻塞性肺病(COPD)、肺纤维化等慢性呼吸疾病; ② 食道梗阻、食道穿孔、严重食道静脉曲张出血，上消化道手术; ③ 胸廓畸形、膈疝、气胸，留置胸引管; ④ 血流动力学不稳定(收缩压<90 mmHg, 血管活性药物难以维持); ⑤ 严重左室功能不全。

1.2 方法

1.2.1 试验器材呼吸机：瑞士Hamilton公司, HAMILTON-G5呼吸机；食道压气囊导管：瑞士Hamilton公司, REF84310; 血气分析仪：美国NOVA公司, NOVA-CCX; 多功能监护仪：美国Philip公司, Philip MP60; 微创血液动力学监护仪：美国Edwards Lifesciences公司, Viligence-Ⅱ。

1.2.2 实验过程一: 患者入ICU后常规进行镇静镇痛、补液、维持水电解质及酸碱平衡、使用血管活性药、抗菌素等，采用同步间歇指令通气+压力支持(SIMV+PSV)辅助呼吸，频率12次/min, 2 L/min流量触发，潮气量6～8 mL/kg, 吸呼比1: 2, 吸入氧浓度(FiO2) 40%～60%, 呼气末正压(PEEP)4～5 cmH2O。机械通气30 min后血气分析检查，达到病例入选标准的患者随机分组，随机化方案采用住院号尾号单双号处理，分为2组：个体化RM治疗组和传统机械通气治疗组，最终分别收录19例和9例。

1.2.3 实验过程二：食道压导管放置及食道压测量: ① 患者斜坡卧位，床头抬高30°, 采用插胃管的方式，将食道压管插入胃内，确定食道压管道测压气囊部分位于食管中下段。病人肌松镇静状态，消除自主呼吸，纯氧通气120 s，使用呼吸机呼气、吸气暂停功能，呼吸暂停10 s, 冻结屏幕波形，测量呼气末2 s、吸气末2 s左右辅助压压力(此时气道气体流速为0 L/min, 且稳定在为0 L/min), 此压力即反映病人胸腔压力的食道压。

1.2.4 实验过程三：传统机械通气治疗组：根据ARDSnet的PEEP/FiO2滴定表进行调节PEEP和FiO2调整，保证SpO2≥90%。个体化肺复张治疗组：根据食道压监测结果调整PEEP, 保证呼气末跨肺压0～10 cmH2O, 吸气末跨肺压≤25 cmH2O, 保证SpO2≥90%。

1.3 观察指标

记录患者一般临床资料，于患者入组时、入组后每12 h各评估一次直至入ICU后72 h, 调整PEEP前应用P-V工具行RM, 调整PEEP后即观察生命体征，第72小时记录气体交换、呼吸力学、血流动力学等指标，并收集预后指标。

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析。计数资料以百分比表示，计量资料以(均数±标准差)表示。计数资料组间比较采用卡方检验或Fisher精确检验，计量资料组间比较采用t检验，多个样本间均数比较采用ANOVA方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般临床资料

观察期共28例患者入组，其中传统机械通气治疗组(依据ARDSnet法设定PEEP联合RM)9例，个体化RM治疗组(依据食道压滴定法设定PEEP联合RM)19例, 2组患者的基本信息见表1。2组患者基础状况无显著差异(P>0.05), 入ICU时2组病情均较重，平均APACHE Ⅱ评分均在16分左右; 2组平均氧合指数在150 mmHg左右，为中重度ARDS患者。此外2组患者并发ARDS的独立危险因素也无显著差异(P>0.05), 包括体质量指数(BMI)、主动脉阻断时间及体外循环时间等。2组入ICU时动脉血气、血流动力学状况及组织灌注情况(血乳酸的水平)之间也无显著差异(P>0.05)。

表1 2组患者入ICU时的基本状况±s)[n(%)]

2.2 治疗过程中的呼吸循环参数

2组患者在刚入ICU时呼吸状况及血流动力学情况无明显差异(P>0.05), 随着治疗的进程, 2组均有患者符合拔除气管插管指征而予拔除气管插管，整个过程中，没有患者需要再次插管。见表2。至第72小时, 可见个体化肺复张治疗组较传统机械通气治疗组有更多的患者拔管(P<0.05)。至第72小时, 个体化肺复张治疗组与传统机械通气治疗组分别有9例和6例患者尚未拔管，而个体化肺复张治疗组患者也较传统机械通气治疗组患者的p(O2)和氧合指数状况更佳(P<0.05), 2组患者的血流动力学指标无明显差异(P>0.05)。见表3。

表2 2组各时间点行机械通气患者例数

详细分析整个实验过程，由图1可知，在整个实验过程中，个体化肺复张治疗组PEEP、吸气末跨肺压均较传统机械通气治疗组高，在第72小时的差异有统计学意义(P<0.05), 呼气末跨肺压整体也是个体化肺复张治疗组高, 2组在第72小时差异无统计学意义(P>0.05)。2组患者的氧合指数在第72小时也呈现出显著差异，个体化肺复张治疗组更有优势(P<0.05)。而在整个的实验过程中, 2组患者的血流动力学均基本能够维持稳定，心率和心排量无明显差异(P>0.05)。见图2。

2.3 临床预后

相比较依据ARDSnet设定PEEP联合RM的传统治疗组，食道压滴定PEEP联合RM的个体化RM治疗组患者机械通气时间(76.3±36.1、 92.6±47.1,P=0.038)和住ICU时间(132.0±65.8、 196.9±56.7,P=0.012)更短，且2组住院病死率无显著差异(P>0.05)。2组均未出现RM等相关并发症，如呼吸循环的急剧不稳定、新发的心律失常、气胸等。见表4。

3 讨 论

低氧血症是心外科术后患者的常见并发症，尤其是AADA患者，导致机械通气时间和住ICU时间延长，甚至可能增加病死率。因此所有能快速纠正急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的安全有效策略，均可能改善AADA患者的预后。本研究在AADA术后并发ARDS的患者中探究了个体化的RM策略及跨肺压指导PEEP的设定这2项机械通气策略，发现此2项策略能快速改善患者的氧合，且不会引起循环上的波动，提示安全有效。循环的稳定、呼吸状态的快速改善使患者的机械通气时间明显缩短，住ICU时间相应缩短。虽然在病死率方面未见明显改善，这可能与本研究的样本量小有关。小潮气量高PEEP的保护性肺通气策略已为大量的动物实验所验证[7-8]。而对于ARDS患者，如何依据患者的病理生理特点设定合适的PEEP一直缺乏有效方法。理想的PEEP既能维持肺泡张开状态，防止肺泡塌陷，又能避免肺泡的过度扩张，导致气压伤。ARDSnet研究依据患者的氧合状态来调整吸入氧浓度(FiO2)和PEEP[9], 2004年的ALVEOLI试验表明，在6 mL/kg的小潮气量及限制平台压不超过30 cmH2O条件下，高PEEP组和标准PEEP组临床预后无明显差异[10]。2008年LOVS试验[11]表明，在6 mL/kg的小潮气量基础上，整合一系列“打开肺”策略，包括即使将平台压升至40 cmH2O和更高的PEEP, 能显著改善患者的氧合，且对患者全因病死率无影响，可能与患者原发病较重有关。2008年EXPRESS试验表明，与传统PEEP组相比，提升PEEP至平台压维持在28～30 cmH2O, 可明显改善肺功能，减少机械通气时间和器官功能衰竭时间，且不降低病死率[12]。虽然三项研究均得出了阴性结果，但2010年综合了三项研究的荟萃分析[13]显示，高PEEP可提高中重度ARDS患者的生存率。在最新的脓毒症指南中，对于脓毒症诱导的中重度ARDS中亦新增了有关高PEEP的推荐[14]。因此，本研究群体也选择了中重度的ARDS患者，即氧合指数≤200 mmHg。更高的PEEP可能会引起更多的气压伤，但它能更好的防止呼气末肺泡的塌陷，权衡利弊，食道压滴定PEEP的策略仍可能为临床所获益[15-17]。虽然作者在研究过程中未出现因RM导致的血流动力学不稳定、心律失常或者气胸等相关并发症，但如果扩大样本量的话，仍可能会出现，需密切注意[18-20]。

图1 2组在第0、12、24、48、72小时的呼吸参数

图2 2组第0、12、24、48、72小时的循环参数

表3 2组入ICU时和第72小时的呼吸循环参数对比

表4 2组预后情况比较

与个体化肺复张治疗组比较, *P<0.05。

本研究结果表明，相比传统的ARDSnet方案联合肺复张，食道压滴定的PEEP联合RM, 即个体化RM方案，可更好的改善氧合，缩短患者的机械通气时间和住ICU时间。AADA术后患者由于全身麻醉、开胸手术、胸腔积液等因素均会导致术后胸廓弹性阻力增加，引起胸腔内压升高，因此需要更高的PEEP来使得呼气末跨肺压为正值以防肺泡塌陷。本研究分析发现个体化治疗组多数患者的PEEP较传统机械通气组高，即食道压滴定的PEEP较ARDSnet方案的PEEP更高，因此相比较于传统机械通气组，个体化RM组的临床获益可能来自于食道压滴定指导下所产生的更高的PEEP。这与其他学者在相关领域的研究结果基本一致[21]。

本研究存在一定的局限性。首先，这是一个单中心、小样本量、单一病种的临床研究，是否能适用于其他疾病，仍需要进一步的大规模多中心的临床研究来验证[22-24]。其次，本研究阳性结果是改善氧合、缩短机械通气时间和住ICU时间，但更高的PEEP亦可能导致气压伤，因此本研究方案是否真正降低病死率，亦需大样本量研究来验证。最后，通过CT扫描来评估局部的肺容量来决定AADA患者术后是否需要行RM, 本研究也未进行[25-27]。

综上所述，基于跨肺压的理念，食道压滴定的PEEP设置联合RM的个体化机械通气策略可能会为AADA术后并发ARDS的患者带来临床获益，但能否提高患者的生存率，仍需进一步的研究。

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Clinical application of transpulmonary gradient titration PEEP in patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery

ZHAO Yi, ZHANG Wenhao, MU Xinwei, ZHANG Cui,SUN Fang, QI Xiang, ZOU Lei

(IntensiveCareUnit,NanjingFirstHospitalAffiliatedtoNanjingMedicalUniversity,NanjingFirstHospital,Nanjing,Jiangsu, 210006)

Objective To explore the influence of transpulmonary gradient titration positive end expiratory pressure (PEEP) selection on oxygenation, hemodynamics and prognosis of patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery. Methods A perspective, randomized and controlled study was conducted, in which 28 patients with hypoxemia after acute type Stanford A aortic dissection surgery in our hospital from January 2014 to August 2015 were enrolled and randomly divided into two groups. Individual treatment group (n=19) received regulation of PEEP by esophageal pressure monitoring results after pulmonary re-expansion, while conventional mechanical ventilation treatment group (n=9) was given regulation of PEEP according to ARDSnet advice after pulmonary re-expansion. Respiration, hemodynamic parameters, mechanical ventilation duration, intensive care unit (ICU) stays and hospital mortality rate were compared between two groups. Results At 72 h after treatment, individual treatment group was markedly higher than conventional mechanical ventilation treatment group in PEEP and end-inspiratory transpulmonary gradient (P<0.05), and was notably higher in arterial partial pressure of oxygen (PO2) and oxygenation indexes (P<0.05). During the whole experiment, there was no significant difference between two groups in heart rate and cardiac output (P>0.05). Meanwhile, individual treatment group was evidently shorter than control group in mechanical ventilation duration and ICU stay (P<0.05). However, there was no significant difference between two groups in hospital mortality rate (P>0.05). Conclusion Application of mechanical ventilation using transpulmonary gradient-guided PEEP after pulmonary re-expansion can effectively improve the oxygenation and shorten the mechanical ventilation and ICU stay without triggering circular fluctuation in patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery.

acute aortic dissection; hypoxemia; transpulmonary gradient; esophageal pressure

2015-11-25

江苏省南京市医学重点科技发展项目(ZKX14036)

穆心苇, E-mail: 18951670877@163.com

R 543.1

A

1672-2353(2016)24-001-06

10.7619/jcmp.201624001