【指南概述】
急性肺损伤(ALI)/急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是指心源性以外的各种肺内、外致病因素导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭。ALI和ARDS具有相同的病理生理改变,严重的ALI和ALI的最终阶段被定义为ARDS。ALI/ARDS主要的病理生理特征为肺微血管通透性增高而导致的肺泡渗出液中富含蛋白质的肺水肿及透明膜形成,并伴有肺间质纤维化。由肺内炎症细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞)为主导的肺内炎症反应失控导致的肺泡毛细血管损伤是形成肺泡毛细血管通透性增高肺水肿的病理基础,临床表现为顽固性低氧血症、呼吸频数增加和呼吸窘迫,胸部X线显示双肺弥漫性浸润影,后期多并发多器官功能障碍。ALI/ARDS是一种临床常见危重症,病死率极高,严重威胁重症患者的生命并影响其生存质量,迄今尚无特效的治疗方法。尽管我国重症医学已有了长足进展,但对ALI/ARDS的认识和治疗状况尚不容乐观。中华医学会重症医学分会以循证医学证据为基础,采用国际通用的方法,达成关于成人ALI/ARDS诊断和治疗方面的共识,也就是《急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南(2006)》,以期对成人ALI/ARDS诊断和治疗进行规范,指南内容涵盖了ALI/ARDS的概念与流行病学,病理生理与发病机制,临床特征与诊断,重点着眼于阐述治疗方面,特别是呼吸支持治疗近年来的进展。中华医学会重症医学分会以后还将根据循证医学证据的发展及新的共识对ALI/ARDS诊断和治疗指南进行更新。
【指南进展】
1.ALI/ARDS的概念与流行病学 ALI/ARDS是在严重感染、休克、创伤及烧伤等非心源性疾病中,肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤造成弥漫性肺间质及肺泡水肿,导致的急性低氧性呼吸功能不全或衰竭。以肺容量减少、肺顺应性降低、严重的通气—血流比例失调为病理生理特征,临床上表现为进行性低氧血症和呼吸窘迫,肺部影像学上表现为非均一性的渗出性病变。
根据1994年欧美联席会议提出的ALI/ARDS诊断标准,流行病学调查显示ALI/ARDS是临床常见危重症。2005年的研究显示,ALI/ARDS发病率分别在每年79/10万和59/10万,提示ALI/ARDS发病率之高,明显成为社会和经济负担,这甚至可与胸部肿瘤、AIDS、哮喘或心肌梗死等相提并论。
多种危险因素可诱发ALI/ARDS,主要包括①直接肺损伤因素:严重肺部感染,胃内容物吸入,肺挫伤,吸入有毒气体,淹溺,氧中毒等;②间接肺损伤因素:严重感染、严重的非胸部创伤,急性重症胰腺炎,大量输血,体外循环,弥散性血管内凝血等。病因不同,ARDS患病率明显不同,危险因素持续时间越长,ALI/ARDS的患病率越高。1967-1994年国际正式发表的ARDS临床研究荟萃分析显示,不同研究中ARDS的病因构成、疾病状态和治疗条件的ARDS的病死率不同,但总体来说,目前的ARDS病死率仍较高。
2.ALI/ARDS病理生理与发病机制
(1)ALI/ARDS的基本病理生理改变是肺泡上皮和肺毛细血管内皮通透性增加所导致的非心源性肺水肿。由于肺泡水肿、肺泡塌陷导致严重通气—血流比例失调,特别是肺内分流明显增加,从而产生严重的低氧血症。肺血管痉挛和肺微小血栓形成引发肺动脉高压。
(2)发病机制:ARDS早期的特征性表现为肺毛细血管内皮细胞与肺泡上皮细胞屏障的通透性增高,肺泡与肺间质内积聚大量的水肿液,其中富含蛋白及以中性粒细胞为主的多种炎症细胞。中性粒细胞黏附在受损的血管内皮细胞表面,进一步向间质和肺泡腔移行,释放大量促炎介质,如炎症性细胞因子、过氧化物、白三烯、蛋白酶、血小板活化因子等,参与中性粒细胞介导的肺损伤。除炎症细胞外,肺泡上皮细胞以及成纤维细胞也能产生多种细胞因子,从而加剧炎症反应过程。凝血和纤溶紊乱也参与ARDS病程,ARDS早期促凝机制增强,而纤溶过程受到抑制,引起广泛血栓形成和纤维蛋白的大量沉积,导致血管堵塞以及微循环结构受损。
ARDS早期病理学上可见弥漫性肺损伤,透明膜形成及Ⅰ型肺泡上皮或内皮细胞坏死、水肿,Ⅱ型肺泡上皮细胞增生和肺间质纤维化等表现,当呼吸衰竭延续超过14d后,病理上表现为严重的肺纤维化,肺泡结构破坏和重建。
3.ALI/ARDS的临床特征与诊断 《指南》明确提出了ALI/ARDS的诊断标准:①急性起病;②氧和指数(PaO2/FiO2)≤200mmHg(不管呼吸末正压PEEP水平);③正位X线胸片显示双肺均有斑片状阴影;④肺动脉嵌顿压≤18mmHg,或无左心房压力增高的临床依据。如PaO2/FiO2≤300mmHg且满足上述其他标准,则诊断ALI。
《指南》中ALI/ARDS诊断仍广泛沿用1994年欧美联席会议(AECC)提出的诊断标准,将“成人”呼吸窘迫综合征改称为“急性”呼吸窘迫综合征,并推荐新的急性呼吸窘迫综合征和急性肺损伤的标准,此诊断标准与过去比较,不同之处在于:①ARDS可发生于任何年龄组,而不限于成人;②以低氧血症的严重程度作为区别ALI和ARDS的唯一标准;③不把机械通气列入诊断指标,若把机械通气作为诊断标准,一些早期肺损伤而无机械通气的病人就难以得到诊断;④简化了诊断标准,便于记忆,加强了临床的可操作性;⑤新标准将ALI和ARDS共同列入诊断标准,将重度ALI定义为ARDS,便于ARDS的早期诊断和治疗。
另一方面,该诊断标准也存在缺陷:①在放射影像学改变方面,ARDS的基本病理改变是高渗型非心源性肺水肿的改变,而诊断标准对影像学的规定过于简单或胸片质量不一,医生缺乏影像学上的鉴别能力,可导致诊断的不准确;②氧和指数:AECC推荐的ARDS诊断标准中,以氧和指数(PaO2/FiO2)≤300mmHg或≤200mmHg作为氧和指标,而不考虑是否存在机械通气,而实际上氧和指数受多种因素的影响,如基础肺疾病、痰液滞留、气道痉挛、血流动力学改变、血压下降、应用扩血管药物等均可使PaO2下降而降低氧和指数。此外,氧和指数也受机械通气模式和策略影响,尤其是加用PEEP和肺复张操作,因此,可能导致机械通气前后诊断的矛盾;③另外,诊断标准对“急性”的概念没有作出时间上的规定,且按先行的标准,ARDS仍包括具有相同生理学和放射学异常特征的一组疾病,包括自身免疫性肺病、直接肺损伤(如肺炎、烟雾吸入等)和间接肺损伤(如菌血症、胰腺炎等)。研究表明不同病因的ALI/ARDS,其病因可能不同,最终可能需要不同的治疗,那么是否需要缩窄定义或细分诊断标准有待研究。
4.国内外指南的比较和评价 中华医学会重症医学分会于2006年制定的《急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南》中的推荐意见依据是2001年国际感染论坛(ISF)提出的Delphi分级标准,指南中涉及的文献按照研究方法和结果分成5个层次,推荐意见的推荐级别分别为A至E级,其中A最高。但这里需要说明的是推荐级别并不代表特别的建议,而只是文献的支持程度。
指南中所引用的文献大都来自国际的大规模的RCT研究,特别在治疗方面作了详细和全面的阐述,尤其是机械通气部分,强调“肺保护性通气”策略在降低ARDS病死率方面的积极意义,有相当部分C级以上的推荐意见,例如小潮气量通气、限制气道平台压力,PEEP值的设定,甚至患者进行机械通气时的体位及镇静镇痛策略。我们同时也注意到指南中未明确的地方也往往是现在还存在较大争议的内容,如前文介绍,1998年Amato等及2000年ARDS Network的RCT均发现小潮气量通气对ARDS病死率的改善,这给后来的通气方法带来了巨大影响,本指南也将其收录其中,此后,反复出现支持或反对ARMA的报道,而经过多方质疑后目前已基本上对潮气量过大会加重肺损伤、潮气量不宜超过12ml/kg达成共识;而对于潮气量6ml/kg是否合适仍有争议,尚未达成共识。日本呼吸病学会在2005年制定的《ARDS诊治指南》中就有专家认为潮气量到底多少为宜仍有争议,且撇开压力仅讨论容量并无意义。那么,容量限制和压力限制何者更重要?实际上在临床工作中,采用压力切换进行部分辅助通气的患者,有时平台压并非那么高而潮气量却较大,或是即使潮气量超过10ml/kg而其平台压仍不会明显升高,因此也有人对特意降低潮气量(先姑且不谈6ml/kg)的必要性持怀疑态度。目前,①国际上对压力限制已渐达成共识;②大潮气量的危险仅出现于高平台压时;③防止压力过高的有效措施是小潮气量通气;④一般的潮气量而平台压不超过危险水平时不必降低潮气量。对所有ALI/ARDS患者一律降低潮气量莫不如限制平台压更重要;平台压应限定在30~35cmH2O,如能限定在30cmH2O以下则临床意义更大。我国的指南中对气道平台压不超过30~35cmH2O的推荐级别达到B级,这与国际上对实施肺保护性通气策略的思维是一致的。PEEP作为肺保护策略的手段之一具有重要意义,但遗憾的是就如何确立个体化的PEEP尚未达成共识,我国指南根据P-V曲线上的低位拐点+2cmH2O作为PEEP的设定值,这在国际上也风靡一时,但通过复习新近文献,发现临床工作中并不尽然,需进一步研究探讨,现在有观点认为只要不出现循环抑制和颅内压升高等并发症,就可将PEEP设定在较高水平以利于肺保护。为了保护肺脏而减少潮气量可使病情严重者出现高碳酸血症(hypercarbia,HC),继而引发呼吸性酸中毒(HCA),因此出现“允许性高碳酸血症”(PHC),我国指南中就强调了PHC是保护性通气的结果,而非治疗目标,在这方面,近几年的研究没有明显的突破,首先有关PHC的禁忌证尚未达成共识,按Amato等的研究和ARMA的排除标准,则有颅内压升高及其相类似症状者均为PHC的禁忌证,此外,冠状动脉疾病、心功能不全、肺动脉高压、头部外伤等危险性均较高。另外,我国的指南并没有提出对具体通气模式的限制,在临床实践中,不同的通气模式(如A/C模式或SIMV模式)均有不同的参数设定的规定和优缺点。总之,很难对所有患者按统一的标准进行机械通气,而ARDS治疗的个体化问题可能会越来越被重视,这就需要指南根据不断出现的新的证据加以更新。
《指南》的最后一部分是关于ALI/ARDS的药物治疗,这一部分看起来只是对目前存在的可能作为ARDS治疗的药物的作用机制和临床应用作了罗列,除了实施限制性的液体管理和不推荐吸入NO作为ARDS的常规治疗,其他的药物并没有明确的给予推荐意见等级。即使是推荐等级C级的“EPA和γ-亚油酸改善ALI/ARDS患者氧和,缩短机械通气时间”也只是针对严重感染和感染性休克患者的研究得到的结论,其他大部分的药物在ALI/ARDS的治疗方面并没有令人惊喜的发现。
综上所述,《急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南(2006)》还有很多有待完善的内容,这都需要有意义的、可信的研究支持,提倡在我国也开展关于ARDS诊断和治疗的相关研究,为制定新标准积累自己的经验。无论如何,该指南给我国的临床医师,特别是重症监护室的医师给我们提供了一个诊治ALI/ARDS的标准规程,我们在临床实践中,应该根据指南的指导,结合我国患者的具体情况制定ARDS诊治的个体化方案,切实提高抢救率,降低病死率,并进一步改善患者的生存质量。
【指南菁华】
1.ALI/ARDS原发病的治疗 《指南》的第一个推荐意见就是积极控制原发病是遏制ALI/ARDS发展的必要措施,但是推荐的等级只有E级。
全身性感染、创伤、休克、烧伤、急性重症胰腺炎等疾病都可以导致ALI/ARDS,而在感染、创伤导致的多脏器功能障碍(MODS)中,肺也往往是首先受累的器官。目前认为,原发病所导致的全身炎症反应综合征是导致ALI/ARDS的根本原因,因此,控制原发病、遏制其诱导的全身失控性炎症反应是预防和治疗ALI/ARDS的必要措施。但是从ALI/ ARDS的病理生理过程来看,一旦出现全身炎症反应的“瀑布样反应”,单纯治疗原发病并不能控制ALI/ARDS的发生和发展,更没有证据表明可以降低病死率。所以,积极控制原发病的推荐等级并不高。
2.呼吸支持治疗
(1)氧疗与无创性机械通气:《指南》列出了多种呼吸支持治疗的方式,氧疗是纠正ALI/ARDS患者低氧血症的基本手段(推荐等级:B级),但ARDS患者的低氧血症严重,大多数患者一旦明确诊断,常规的氧疗常常难以奏效,机械通气仍是最主要的呼吸支持的手段。
无创性机械通气(NIV)可以避免气管插管和气管切开引起的并发症,近年来得到广泛应用。当ARDS患者神志清楚,血流动力学稳定,并能够得到严密监测下和随时可行气管插管时,可以尝试NIV治疗。在治疗全身感染引起的ALI/ARDS时,如预计患者的病情能够在短期(48~72h)内缓解,可考虑NIV(推荐等级:C级)。当ALI/ARDS患者存在以下情况时不适宜应用NIV:①神志不清;②血流动力学不稳定;③气道分泌物明显增加而且气道自洁能力不足;④因面部畸形、创伤或手术等不能佩戴鼻面罩;⑤上消化道出血、剧烈呕吐、肠梗阻和近期食管及上腹部手术;⑥危及生命的低氧血症。此时应积极进行有创的机械通气。
(2)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,肺容量显著减少,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。
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(6ml/kg,参见表2-1中的公式计算理想体重)通气,并使吸气末气道平台压力不超过30cmH2O(1cmH2O=0.098kPa,推荐级别:B级)
表2-1 NIH ARDS机械通气模式和参数设置方法
注:男性理想体重(kg)=50.0+0.91×[身高(cm)-152.4]女性理想体重(kg)=45.5+0.91×[身高(cm)-152.4]
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,它在改善肺泡通气和促进血气氧和的作用与传统的通气策略无显著差异,却减少传统通气策略的并发症,VT减小使肺容量伤减少,胸腔内压、腹腔内压下降使血流动力学负效应减轻,肺外器官如肠道、肾脏损伤减少,呼吸机相关肺炎减少,促炎介质释放减少,使其诱发的多脏器功能障碍综合征(MODS)发生率降低。
②小潮气量通气的同时防止气道平台压过高: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年西太平洋会议上报道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5项多中心随机对照研究进行了综合分析,结果显示:4项研究中小潮气量通气组气道平台压力低于30cmH2O,而常规潮气量通气组高于30cmH2O;将气道平台压力分为4组(<23cmH2O、23~27cmH2O、27~33cmH2O、>33cmH2O),随着气道平台压力的升高,患者病死率显著升高;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)后,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;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(5~6ml/kg、7~8ml/kg、9~10ml/kg、11~12ml/kg)ARDS患者的病死率均无显著增加;NIH ARDSnet研究中对潮气量进行调整后,随气道平台压力的升高,患者病死率显著增加;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,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(6ml/kg)通气,同时限制平台压力不超过30 cmH2O,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。
(3)ARDS患者采用小潮气量通气和限制气道平台压力,允许动脉二氧化碳分压(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性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,但小规模非随机试验表明,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。
(4)采用防止呼气末肺泡塌陷的最低PEEP(推荐级别:E级)。
①PEEP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,减轻水肿。因此,ARDS患者应采用适当水平的PEEP进行机械通气。
②ARDS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给予依赖于吸气期肺泡的充张程度,吸气期肺泡充张的越充分,PEEP维持塌陷肺泡复张的程度就会越高。近年来许多研究探讨了ARDS肺复张策略,提出了控制性肺复张或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30~45cmH2O,持续时间30~40s。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400mmHg(1mmHg=0.133kPa)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。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。
③ARDS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>12cmH2O,有其是高于16cmH2O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)+2cmH2O通气条件下仍有大量肺泡塌陷。一项临床研究显示,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,使得总PEEP水平升高,而常规潮气量组呼吸频率较慢,总PEEP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。
④ARDS患者PEEP的设置方法:目前主要有以下几种方法。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;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,但最大的顺应性并不代表最佳心排血量的影响;以Pflex作为设置PEEP的依据(Pflex+2cmH2O)(推荐级别:C级),该方法综合考虑了PEEP对动脉血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+2cmH2O也不能反映充分肺的复张。
此外,近年来有学者提出了新的PEEP设置方法,如PEEP递增法复张肺泡后逐步降低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;另外通过测定恒定流速、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,但其临床实用性和可靠性需要循证医学的证据加以证实。
(5)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:D级)。
ARDS的病变分布不均一,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,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2h,而后者通常需要俯卧位2h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,这些并发症时可以避免的。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,存在面部创伤或未处理的不稳定骨折的情况,为俯卧位通气的禁忌证。
(6)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:B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%,经微生物培养结果确诊后的发生率分别为23%和5%。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和(或)昏迷患者(除外进行手术后、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。
(7)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2-1),SBT可采用5cmH2O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,降低患者呼气做功,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的时间最近,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2-1进行。SBT方式包括T管、5cmH2O CPAP或低水平(依据器官插管的内径采用5~10 cmH2O)的压力支持通气,SBT推荐持续时间30min。需要指出的是,该方法也适用于ALI/ARDS以外的机械通气患者。
图2-1 ARDS患者在脱机过程中的SBT的实施程序
(8)另外,《指南》还对一些最近出现的新的机械通气技术作了介绍和评估,包括液体通气(LV)和体外膜氧合技术(ECMO)。
全氟化碳(PFC)是一种对呼吸气体具有高度可溶性,表面张力很低的液体,在一定温度和压力下与空气和水不发生任何化学反应,注入后不会损伤肺组织,也不会吸收,对血流动力学和其他脏器无影响,在ARDS动物模型的研究中,发现其明显增加肺顺应性,显著改善气体交换,并可控制气道压力和潮气量于安全水平。利用PFC上述有点,将其经气管注入肺再行正压通气,称为液体通气(liquid ventilation,LV)。若注入液体量等于肺总量,称为全LV;若注入液体量等于功能残气量,称为部分LV。因全LV呼气阻力高,多提倡用部分LV。目前液体通气需要设备价格昂贵,并发症较多,只作为ARDS患者常规机械通气无效时的一种选择。
(9)关于机械通气患者应用镇静镇痛药物和肌松药的问题。
《指南》提出,ARDS患者在机械通气时应用镇静药应先制定镇静方案,包括镇静目标和评估镇静效果的标准,根据镇静目标水平来调整镇静药的计量。临床研究中常用Ramsay评分来评估镇静深度,制定镇静计划,以Ramsay评分3~4分作为镇静目标(推荐级别:B级)。由于患者应用肌松药后,可能延长机械通气时间和增加VAP发病率等,故对机械通气的ARDS患者,不推荐常规使用肌松药(推荐级别:E级)。
3.ALI/ARDS的药物治疗
(1)液体管理:高通透性肺水肿是ALI/ARDS的病理生理特征,肺水肿的程度与ALI/ARDS的预后呈正相关,因此,通过积极的液体管理,改善ALI/ARDS患者的肺水肿具有重要的临床意义。
①在保证组织器官灌注前提下,应实施限制性的液体管理,有助于改善ALI/ARDS患者的氧合和肺损伤(推荐级别:B级)。
研究显示液体负平衡与感染性休克患者病死率的降低显著相关,且对于创伤导致的ALI/ARDS患者,液体正平衡使患者病死率明显增加;应用利尿药减轻肺水肿可能改善肺部病理情况,但有导致心排血量下降,器官灌注不足的危险。因此,ALI/ARDS患者的液体管理必须考虑到两者的平衡,必须在保证脏器灌注前提下进行,特别值得注意的是,限制性液体管理患者的液体平衡呈负平衡,氧合指数明显改善,肺损伤评分显著降低,且ICU住院时间明显缩短,且其休克和低血压的发生率并无增加。可见,在维持循环稳定、保证器官灌注的前提下,限制性的液体管理策略对ALI/ARDS患者是有利的。
②存在低蛋白血症的ARDS患者,可通过补充白蛋白等胶体溶液和应用利尿药,有助于实现液体负平衡,并改善氧合(推荐级别:C级)。
胶体渗透压是决定毛细血管渗出严重程度的重要因素。低蛋白血症是严重感染患者发生ARDS的独立因素,而且低蛋白血症可导致ARDS病情进一步恶化,并使机械通气时间延长,病死率也明显增加。因此,对低蛋白血症的ARDS患者,有必要输入白蛋白或人工胶体液提高胶体渗透压,与单纯应用呋塞米(速尿)相比,尽管白蛋白联合呋塞米治疗未能明显降低病死率,但可明显改善氧合,增加液体负平衡,并缩短休克时间。
(2)糖皮质激素:糖皮质激素治疗ARDS可能的机制有:①减少多形核细胞在肺组织中的聚集,减轻肺组织的病理改变,保护毛细血管内皮细胞,防止细胞和血小板聚集、黏附形成微血栓;②可稳定溶酶体,降低补体活性,抑制细胞膜上磷脂代谢,减少花生四烯酸的合成,组织前列腺素(PG)及血栓素(TXA2)的生成;③具有抗感染及促进肺间质液体吸收,促进肺泡Ⅱ型细胞分泌表面活性物质,缓解支气管痉挛,抑制肺纤维化等多种功能;④有效抑制体内自由基的生成,对脂质过氧化反应有剿灭作用。
《指南》根据多项多中心RCT研究结果之处,糖皮质激素既不能预防ARDS的发生,对早期的ARDS也没有治疗作用。但对于过敏原因导致的ARDS患者,早期应用糖皮质激素经验性治疗困难有限,此外,感染性休克并发ARDS患者,如合并有肾上腺皮质功能不全,可考虑替代剂量的糖皮质激素治疗。ARDSnet的研究观察糖皮质激素治疗可明显改善低氧血症和肺顺应性,缩短患者的休克持续时间和机械通气时间,但并不降低60d的病死率,且亚组分析显示,ARDS发病>14d应用糖皮质激素会明显增加病死率。因此,不推荐常规应用糖皮质激素预防和治疗ARDS(推荐级别:B级)。
(3)不推荐吸入NO作为ARDS的常规治疗(推荐级别:A级):NO可减少内皮促炎症因子的释放和黏附因子的表达,防止PMN与内皮黏附,并通过抑制NADPH氧化酶减少PMN产生的氧自由基,NO的脂溶性允许外源性吸入的NO由肺泡向周围肺组织和血管自由扩散,使得通气良好的肺泡周围血管扩张,肺动脉压降低,增加该部分肺组织血流,减少肺内分流,改善氧合,单氧合改善效果仅限于开始NO吸入治疗的24~48h内,且研究证实NO吸入并不能改善ARDS的病死率,因此,仅在一般治疗无效的严重低氧血症时才考虑应用。
(4)肺泡表面活性物质(pulmonary surfactant,PS):肺泡表面活性物质是一种脂质、蛋白质和糖类组成的混合物,主要由肺泡Ⅱ型上皮细胞合成并分泌入肺泡腔,其对维持正常的呼吸生理功能具有重要的作用有①降低肺泡的表面张力,维持肺泡结构相对稳定,防止其萎缩或过度扩张,调节肺顺应性,减少呼吸做功;②减少肺间质和肺泡内的组织液生成,防止肺水肿的发生;③可以舒张平滑肌。目前临床应用肺泡表面活性物质仍存在许多尚未解决的问题,如最佳用药剂量,具体给药时间,给药间隔和药物来源等。研究表明,补充肺泡表面活性物质能够短期内(24h)改善ARDS患者的氧合,但并不影响机械通气时间和病死率,故不能将其作为ARDS的常规治疗手段,有必要进一步研究,明确其对预后的影响。
(5)前列腺素E1:PGE1是一种花生四烯酸的衍生物,它不仅是血管活性药物,还具有免疫调节作用,可抑制巨噬细胞和中性粒细胞活性,发挥抗感染作用。《指南》中引用的研究表明,静脉应用PGE1(无论是静脉持续或间断注射PGE1),与安慰剂相比,在28d病死率、机械通气时间和氧和方面并无益处。雾化吸入PGE1成为应用该药物的另一种选择,其作用机制可能如下,PGE1进入有通气肺区后迅速弥散入肺血管,激活血管平滑肌细胞内腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP/cGMP升高,导致血管平滑肌舒张,同时舒张支气管平滑肌,改善正常或高灌注区肺内V/Q,减少肺内分流,因而能够提高氧分压,改善氧合,吸入PGE1可选择性作用于肺血管并在肺血管内皮细胞迅速失活,因此在降低肺血管阻力和提高氧分压的同时,对全身血压无明显影响。这些结论需要进一步RCT研究证实。因此,《指南》明确指出,只有在ALI/ARDS患者低氧血症难以纠正时,可以考虑吸入PGE1治疗。
(6)《指南》中认为尚不能应用于治疗ARDS的药物。
①N-乙酰半胱氨酸(NAC):NAC本身是一种经典的化痰药,是左旋半胱氨酸的天然衍生物,分子内含有活跃的巯基,具有很轻的抗氧化作用和黏痰溶解作用。它通过提供合成谷胱甘肽(GSH)的前体物质半胱氨酸,提高细胞内GSH水平,依靠GSH氧化还原反应来清除体内氧自由基,还可以阻断各种刺激因子引起的炎症介质的表达,抑制PMN在肺脏的浸润,从而减轻肺损伤。该药物的Ⅱ、Ⅲ期临床试验均未发现在减少机械通气时间和降低病死率方面表现出优越性,尚无足够证据支持NAC在治疗ARDS的应用价值。
②环氧化酶抑制药:布洛芬等环氧化酶抑制药,由于可以抑制血栓素A2的合成,并对炎症反应有强烈的抑制作用,对严重感染患者可以降低体温、减慢心率和减轻酸中毒,而且研究发现其改善全身感染患者的氧合与呼吸动力学的作用,显示在治疗ARDS的可行性,然而在亚组分析时发现,布洛芬既不能降低危重患者ARDS的患病率,也不能改善ARDS患者30d生存率。现在也该类药物也不能用于ALI/ARDS的常规治疗。
③细胞因子单克隆抗体或拮抗药:基于炎症因子在ALI/ARDS发病机制中的重要作用,以及在动物实验中应用单克隆抗体中和TNF、IL-1和IL-8等细胞因子可以减轻肺损伤,细胞因子的单克隆抗体及拮抗药一度成为研究的热点。但在临床试验中,这类药物却没有得到阳性结果,甚至在严重感染和脓毒症多项临床研究中结果不一致。细胞因子的单克隆抗体或拮抗药是否能用于ALI/ARDS的治疗,目前尚缺乏临床研究证据。因此,不推荐抗细胞因子单克隆抗体或拮抗药用于ARDS治疗。
④己酮可可碱及酮康唑:己酮可可碱及其衍化物利索茶碱均可抑制中性粒细胞的趋化和激活,减少促炎因子的释放,利索茶碱还可抑制氧自由基释放。酮康唑作为一种抗真菌药物,同时有抑制白三烯和血栓素A2合成、抑制肺泡巨噬细胞释放促炎因子的作用。这两种药物均因抗感染作用而有可能用于ARDS的治疗。但是临床研究显示,在降低病死率、缩短机械通气方面没有优势,也不能缩短无器官衰竭时间和院内感染发生率。因此,《指南》均不推荐,而且酮康唑的使用还有产生耐药的可能,对其预防性用药也应慎重。
⑤重组人活化蛋白C:重组人活化蛋白C(rhAPC)已被用于治疗严重感染,并写入了2006年的脓毒症治疗指南中。rhAPC具有抗血栓、抗炎和抗纤溶特性,而ARDS的本质是全身性炎症反应在肺部的表现,且凝血功能障碍在ARDS发生中具有重要地位,rhAPC有可能成为ARDS的治疗手段,rhAPC治疗ARDS的Ⅱ期临床试验尚在进行,实际上尚无直接证据表明rhAPC可用于ARDS治疗,只有在严重感染导致的重度ARDS患者,如没有禁忌证,可考虑应用rhAPC。rhAPC高昂的费用也限制了它的临床应用。
(7)补充二十碳五烯酸(EPA)和γ-亚油酸,有助于改善ALI/ARDS患者氧合,缩短机械通气(推荐级别:C级)。
研究显示,ARDS患者肠道补充EPA、γ-亚油酸和抗氧化剂,可使患者肺泡灌洗液内中性粒细胞减少,IL-8释放受抑制,病死率降低,而对于机械通气的ARDS患者,肠道补充EPA和γ-亚油酸可以显著改善氧合和顺应性,明显缩短机械通气时间,减少新发的器官功能衰竭,降低28d病死率。这是目前证据较充分的药物治疗方法。
综上所述,《指南》在ARDS的治疗部分还是以呼吸支持治疗的证据更充分,而药物治疗还有待进一步的临床研究以证实一些药物的有效性或开发新型的药物。
【思考题】
1.名词解释
(1)急性呼吸窘迫综合征
(2)允许性高碳酸血症
2.简答题
(1)1994欧美联席会议提出的ALI/ARDS诊断标准是什么?
(2)ALI/ARDS的基本病理生理改变是什么?
3.问答题
试述ALI/ARDS机械通气中肺保护性通气的主要内容。
(徐 嘉)
参考文献
中华医学会重症医学分会.急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南(2006)[J].中华急诊医学杂志,2007,16(4):343-349
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