机械通气治疗急性呼吸窘迫综合征的研究进展

刘欢欢，孙贝贝，张昭，程爱斌

（华北理工大学附属医院，河北 唐山）

0 引言

急 性 呼 吸 窘 迫 综 合 征（Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS）是急性呼吸衰竭的重要原因，常伴有多器官功能衰竭。几种临床疾病可诱发急性呼吸窘迫综合征，包括肺炎、败血症、胃内容物吸入和重大创伤。近十多年来，即使ARDS的诊断和治疗策略在不断更新和进展，但此类疾病的病死率仍在40%～50%[1]。机械通气作为治疗ARDS的一种不可或缺的手段，目前也备受关注。

1 机械通气治疗ARDS的机制

ARDS的基本病理生理改变是广泛性肺部细胞受损[2]。肺部产生严重的炎症反应，引起通透性肺水肿增加、动脉严重低氧血症和二氧化碳排泄受损，最终导致通气与血流比值明显失调，患者血氧饱和度进行性降低，出现鼻导管或面罩吸氧难以纠正的低氧血症和顽固性呼吸窘迫，最终会引起呼吸衰竭及多器官功能衰竭而危及患者的生命。仅靠药物治疗难以纠正上述症状，机械通气对改善以上病理生理学改变有明显优势，机械通气可通过设置呼吸机的参数，包括合适的平台压（Pplat）和呼气末正压（Positive End-expiratory Pressure, PEEP），能够使塌陷的肺泡重新张开，并通过提高吸入氧浓度来改善氧合指数，还可以通过改变患者的机械通气体位，改善通气与血流比值以达到提高血氧饱和度和逆转呼吸窘迫的目的。

2 呼吸机相关性肺损伤

大部分ARDS患者都要通过机械通气来改善病情，但是伴随产生的并发症也会对患者造成二次伤害，我们称之为呼吸机相关性肺损伤（Ventilator-associated Lung Injure,VALI），呼吸机相关性肺损伤会在患者原有疾病的基础上造成进一步严重的伤害。呼吸机使用后造成的容积伤、萎陷伤和生物伤等多种损害是造成肺损伤的医源性因素。由此可见，规范使用呼吸机治疗ARDS患者尤为重要，治疗原发病的同时避免VALI的发生是我们在临床工作中追求的目标。曾有动物试验表明束缚胸部及腹部来形成限制性肺扩张可以降低肺部水肿的发生率，由此证实肺的过度扩张即容积伤引起了VALI的发生[3]。在未使用呼气末正压（Positive End-expiratorypressure, PEEP）时，肺泡周期性的开放和闭合形成一种剪切伤，从而明显加重肺组织的破坏[4]。生物伤是指上述不同原因造成的肺泡损伤最终都会激发局部炎症反应的产生，从而形成一种级联反应，炎症介质和细胞因子由肺部经血液运输至各器官，导致全身炎症反应及多器官功能衰竭（Multiple System Organ Failure, MSOF）[5]。由此可见，容积伤以及萎陷伤不仅仅是机械性伤害，根本上是由于机械性外力导致、炎性反应产生引起的生物伤。由此可见，多数ARDS患者并不是死于难以纠正的呼吸困难，而是死于多脏器功能衰竭[6]。因此，ARDS患者在使用机械通气治疗的同时避免由此造成的二次伤害成为近年来大家关注的问题。

3 无创机械通气治疗ARDS进展

无创机械通气（Noninvasive Positive Pressure Ventilation,NPPV）是一种无创操作，不需要进行气管插管或切开等有创操作的正压机械通气，可作为ARDS患者早期机械通气治疗的首选方法。NPPV可以通过增加肺泡的功能残气量，促进肺泡扩张，避免肺泡开放和关闭导致的剪切伤，改善氧合与血流比例失调，提高患者的氧合指数。既往研究表明，一部分ARDS患者不能接受气管插管，此时选用NPPV进行治疗早期ARDS患者，可以产生很好的效果。国内外有实验研究证实无创机械通气可改善氧合，可以减少呼吸机相关性肺炎发生率、气管插管率、病死率及缩短住院时间，改善预后。NPPV治疗可以明显提高氧合指数，存活率达到67%，由此证明NPPV可以运用于早期ARDS患者的治疗。NPPV不需要进行有创操作，对患者心理及身体伤害都较小，所以患者及其家属也容易接受。但是任何事物都具有双重性，NPPV具有一定的局限性，若患者依从性差，不能配合呼吸机进行有效的呼吸，治疗的效果会很差，可能还需要进行气管插管。NPPV的使用需要严格掌握其适应证，当ARDS患者依从性好，生命体征平稳，并能够随时行气管插管时，可以选择无创机械通气。NPPV治疗ARDS的过程中，为避免患者不能有效的改善低氧血症而造成呼吸衰竭，进行气管插管的时机及各项指标并无金标准。2007年欧洲多中心前瞻性研究提出NPPV治疗1 h后的氧合指数（PaO2/FiO2）＞175 mmHg、pH值＞7.37、呼吸频率＜29次/min的病人不需要有创机械通气；相对而言，NPPV治疗1 h后SAPSⅡ评分＞34以及氧合指数＜175 mmHg是需要插管的独立因素。而丁琳等[7]提出NPPV治疗2 h后心率、呼吸频率和氧合指数如无明显改善需要及时改为有创机械通气[8-9]。Cheung TM等[10]关于NPPV在SARS中应用研究及Ucgun I等[11]指出NPPV治疗24 h以后PaO2/FiO2上升和呼吸频率降低可以避免行有创机械通气。因此，各种研究在评估各项指标和气管插管时间方面仍然存在有很大的争议，需要更深刻的研究来解决此问题，为ARDS患者探究一个更加科学合理的治疗方案。

4 肺保护性通气策略

肺保护性通气策略治疗ARDS目前越来越被广泛。肺保护性通气使ARDS患者生存率显著上升[12]。其内容包括：①限定潮气量及气道压力，就是为患者提供小的潮气量，维持一定的气道压力。②在吸气过程中加上一定的正压使塌陷的肺泡重新张开，呼气时加用合适的呼气末正压保持肺泡持续开放，即肺开放策略（Open Lung and Keep Lung Open）。有研究表明ARDS患者的平均潮气量与2年生存率呈独立的线性关系，机械通气期间平均潮气量预测体重每增加1 mL/kg，2年死亡率相对增加18%。因此，肺部保护性通气策略可能有长期的好处，因为它减少了炎症、呼吸机引起的肺损伤和重症监护病房中非肺器官衰竭的持续时间，在常规临床实践中，肺保护性通气的使用与急性肺损伤患者的长期生存效益密切相关[13]。大量传统临床试验表明潮气量小于或等于6 mL/kg，平台压＜30 cmH2O，可减少患者上机天数并明显降低患者住院时间及死亡率。但是因为ARDS病人的病因、病变部位及严重程度都各不相同，肺部病变程度及位置具有不均一性，后来有实验研究表明并不是全部ARDS患者的潮气量值都要按照6 mL/kg来计算，表明ARDS患者的潮气量设定需要因人而异，不能单纯依靠体重来计算，同时要考虑患者性别、年龄、身高[14]。但是小潮气量会造成患者二氧化碳分压在一定范围内升高，允许一定程度的呼吸性酸中毒存在，可以避免大潮气量、过度通气引起的肺损伤，允许性高碳酸血症也是最近几年被大家认可的一种肺保护性通气策略。但是二氧化碳分压值不能太高，如果酸中毒较严重，会影响患者内环境的稳定，目前大部分研究建议pH维持在7.20以上，否则需要输入碳酸氢钠溶液纠正酸中毒。

5 俯卧位通气策略

俯卧位通气策略在ARDS患者的治疗过程中越来越被重视，是目前临床上具有很大疗效的肺保护策略，俯卧位通气对于重症ARDS患者来说是有效的治疗方式，渐渐成为了ARDS治疗手段中不可或缺的一部分[15]。ARDS研究的荟萃分析表明，在严重低氧血症亚组患者中，俯卧位效果更好。与仰卧位相比，俯卧位可以显著减少过度膨胀的肺面积，同时促进肺泡补充。肺的恢复与低氧程度有关，并且沿腹-背轴的跨肺压在俯卧位比仰卧位分布更均匀。这些效应（减少过度扩张和增强）可能有助于通过均匀化肺内的应力和应变分布来防止呼吸机引起的肺损伤，同时仰卧位比俯卧位通气更利于痰液引流，促进炎症反应的消除。既往有报道表明俯卧位通气策略能使约70%的ARDS患者氧合指数增加，明显提高患者的脱机时间、降低ICU住院时间及病死率。2013年Guerin C等[16]的随机试验表明俯卧位组的病死率明显低于仰卧位组，除了心脏停止跳动的发生率，两组之间的并发症发生率无显著差异。但是对于俯卧位通气持续时间目前尚没有明确的标准。俯卧位通气过程中存在较多并发症，如造成血流动力学不稳定，引起低血压；气管分泌物增加会阻塞气道；面部护理不到位，容易出现压疮及水肿，或出现角膜溃疡；在变换体位时容易出现气管导管移动或打折、血管内导管扭曲。俯卧位通气需要有经验的护士和医生团队进行配合，尽可能通过加强护理减少上述并发症的产生。但目前国内治疗ARDS尚未普遍应用此方法，因为俯卧位通气在实施过程仍存在很大的困难，需要有经验的重症医学中心及旋转床等器材的配置，随着医学和经济的发展，俯卧位通气将会得到很大的进步。

随着新冠肺炎疫情的出现，机械通气越来越被我们重视。无创和有创机械通气运用的方面越来越广泛，对于治疗ARDS患者是不可缺少的手段。ARDS的发生率和病死率较高，有效的治疗措施显得尤为重要，规范的诊断和治疗过程可以明显降低死亡率、延长患者的生命以及改善患者的预后。但是由于ARDS的病因的多样性和复杂性，诊疗方面也就需要灵活性，具体诊疗方案也要因人而异，做到具体情况具体分析。目前无创机械通气治疗ARDS的指标及何时需要改为有创机械通气的时机尚无统一标准，及肺保护通气策略潮气量的设定，都需要进一步的探索；俯卧位通气技术目前尚不能在国内医院普遍，何时需要进行俯卧位通气及每次需要多长时间均无统一标准，需要更多的临床证据去探索及证实，以上所述均是未来的重要发展方向。