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驅動壓在肺保護性通氣策略中的研究進展

實用文檔 2021-07-05 07:13 1302

摘  要:肺損傷是機械通氣引起的最嚴重的并發癥之一,也是引起術后肺部并發癥的潛在因素。其不僅影響患者的康復,延長住院時間,增加醫療費用,甚至增加病死率。肺保護性通氣策略對降低機械通氣相關肺損傷發揮著重要作用,因而一直是是該領域的研究熱點。如何選擇合適的通氣方式減輕肺損傷,降低術后肺部并發癥是目前最值得探討的問題。目前肺保護性通氣策略的研究已取得一定的成果,包括小潮氣量、適當的呼氣末正壓通氣以及間斷肺復張,但是隨著驅動壓的提出,如何優化肺保護性通氣策略仍存在諸多爭議,在臨床中的應用尚無一致意見,本文將對驅動壓在肺保護性通氣策略中的研究現狀作一綜述。

關鍵詞:驅動壓 肺保護性通氣 肺部并發癥 綜述


全世界范圍內,每年超過2.3億患者接受全身麻醉和機械通氣的手術[1],而圍手術期肺部并發癥高達33%,術后肺部并發癥(postoperative pulmonary complications,PPCs)的病死率高達20%[2]。目前,臨床研究者在如何防治PPCs做了許多有益的探索,其中保護性通氣策略對降低機械通氣相關的肺損傷起著重要作用,包括小潮氣量+適當呼氣末正壓通氣(positive end expiratory pressure,PEEP)以及間斷肺復張。Amato[3]研究指出:急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者病死率不是與單一PEEP或氣道平臺壓,而是與驅動壓(driving pressure,DP)密切相關,即二者之間的差值。此后,氣道驅動壓在臨床應用中得到高度關注。因此,驅動壓用以優化通氣策略降低PPCs,促進患者術后快速康復具有重要的臨床意義,本文將對驅動壓在肺保護性通氣策略中的研究現狀作一綜述。

驅動壓

驅動壓是促使肺泡開放的壓力,是氣道平臺壓(plateau pressure,Ppl)與PEEP的差,代表肺實質在每個通氣循環過程中受到循環應變的壓力[4-5]。也可計算為潮氣量(VT)與呼吸系統靜態順應性(respiratory system compliance,Crs)的商[3]。相關數據表明,使用低潮氣量時,氣道驅動壓及跨肺驅動壓降低,減少了周期性肺復張-萎陷的風險[6]。因而使用驅動壓作為安全限制(safety limit)來調整潮氣量是一個更好的保護方法,可減少機械通氣過程中的循環或動態應變的壓力[4],避免嚴重的肺損傷。

驅動壓包括跨肺驅動壓和跨食管驅動壓,跨肺驅動壓(DPtp=驅動壓(DP-食管驅動壓(esophageal driving pressure,DPeso)[4],跨肺驅動壓即擴張肺部的力,如果考慮胸壁順應性時,跨肺驅動壓能更好地反映肺部壓力[7-8]。驅動壓同時受胸壁順應性及肺功能的影響,驅動壓與跨肺驅動壓的差異是胸壁順應性。如消瘦患者驅動壓與跨肺驅動壓的差異很小,然而,肥胖、腹內高壓患者的差異可以很大[4]。相對于跨肺驅動壓,驅動壓較好測量。在一項針對ARDS多中心研究中發現,驅動壓高于14 cm H2O顯著影響患者預后[9]。驅動壓與呼吸機引起的肺損傷發生率呈正相關[10]。因此,驅動壓越來越受到臨床醫師的關注。

肺保護性通氣策略及肺損傷機制

全身麻醉機械通氣時肺損傷[11]的相關機制,包括:(1)肺泡周期性開放閉合所產生的剪切力造成的萎陷傷。(2)潮氣量過大、氣道壓過高造成肺泡過度膨脹引起的容積傷及氣壓傷。(3)受損肺泡及炎性介質的釋放引起的生物傷,引發肺部及全身炎性反應。肺保護性通氣策略包括小潮氣量、合適PEEP及肺復張等。各保護策略發揮著不同作用,以下就保護性通氣策略結合驅動壓分析其利弊。

2.1

小潮氣量與驅動壓自Amato[12]的研究提出小潮氣量具有肺保護作用之后,另一研究發現,接受腹部手術的患者,采用小潮氣量、一定水平的PEEP(68 cm H2O)聯合肺復張的肺保護性通氣策略與大潮氣量,0水平PEEP(zero end-expiratory pressure,ZEEP),無肺復張策略的肺保護組相比具有顯著的肺保護作用[1]。據DP=VT/Crs,當呼吸系統靜態順應性不變時,潮氣量下降,氣道驅動壓降低。但有研究表明,使用小潮氣量、ZEEP或者聯合低水平PEEP(4 cm H2O),反而增加了患者肺部炎癥以及病死率[14-15]。研究闡明僅僅應用小潮氣量,很可能會失去其肺保護性作用,而是應該聯合一定水平PEEP[11]。

當聯合一定水平的PEEP后,驅動壓降低時,小潮氣量具有保護肺的作用。在對單肺通氣的1 019例胸外科手術患者研究顯示[16],在低水平PEEP(4.2 cm H2O)下,潮氣量每增加1 m L/kg,呼吸系統并發癥的發生率下降16%,因為患者接受低水平的PEEP時,不足以穩定肺泡、減少肺泡應變和預防肺不張,這種情況下,適當增加潮氣量可以降低肺不張的發生率。當不考慮VT設定參數時,發現驅動壓每下降1 cm H2O,主要并發癥的風險降低3.4%。在相同的中等PEEP(5 cm H2O)水平下,即在驅動壓相同的情況下,大潮氣量與小潮氣量對術后肺功能的影響無統計學差異[17]。一項研究表明,低VT聯合ZEEP的機械通氣與更高VT聯合ZEEP或者較高的PEEP組相比,前者病死率更高[18],研究發現前者驅動壓更高。

根據DP=VT/Crs[3],在VT減少不影響肺泡萎陷的前提下,驅動壓隨著VT減少而降低。但當VT增加,Crs同樣提高時,發現驅動壓降低,肺部并發癥的發生率會減少[16]。根據三維肺CT掃描,肺順應性低的患者,基于患者體質量預測的肺容積往往與實際肺容積不一致[19],這提示,僅根據體質量來設置VT的參數,是不精確的。因此驅動壓導向的潮氣量的滴定有望成為新的方法。目前,尚無隨機性臨床研究證實,需進一步探索。

2.2 PEEP與驅動壓

有研究表明,機械通氣時設定ZEEP,可導致術后肺不張面積增加,進而使塌陷區域的肺順應性降低,而充氣肺組織則過度膨脹,由此,不推薦采用ZEEP[2]。如何選擇最佳PEEP成為人們研究熱點。來自荷蘭的一項多中心隨機臨床試驗中,開腹手術中采用高水平的PEEP,與低水平PEEP相比,PPCs并沒有下降,反而增加了術中低血壓的發生率[20]。過高或過低水平的PEEP都不能使肺泡較好的開放狀態,尋找適當水平的PEEP至關重要。因此,逐漸提出個體化PEEP的方法,一個來自巴西對40例擇期行腹部手術患者的臨床試驗,比較了固定PEEP水平(4 cm H2O)和個體化滴定的PEEP組,結果發現個體化滴定的PEEP組術后肺不張發生率更低,究其原因是個體化組的驅動壓更低[8.0±1.7)vs.(11.6±3.8)cm H2O][21]。

但最佳水平PEEP設置仍不盡明確。有研究提出驅動壓可能是設置最佳PEEP的指標[4],Ferrando[22]的研究發現,通過Crs滴定PEEP的方法,得到順應性最大時的PEEP,與固定的PEEP(5 cm H2O)相比,提高了通氣效率。前者呼吸系統靜態順應性提高了22%,驅動壓下降了28%。因而根據驅動壓滴定出最佳PEEP也是一種新思路。根據DP=平臺壓-PEEP,改變PEEP水平不僅要考慮對肺氣體交換和血流動力學的影響,而且要考慮對驅動壓的影響,PEEP降低后,驅動壓增加,表明肺過度膨脹超過肺復張,反之,代表肺復張減少,由此,驅動壓導向個體化PEEP滴定為優化PEEP設置提供參考價值[5]。

2.3 肺復張策略

一項來自10RCTMeta分析顯示,肺復張策略可以在不增加重大不良事件風險的情況下降低ARDS患者的病死率,但目前的證據尚不明確,仍缺乏大量高質量研究證實這一結果[23]。隨后涌現出大量臨床研究,Carron[24]研究發現,PEEP滴定后的肺復張策略可顯著改善肺容量、呼吸系統彈性和氧合;來自一項對320例心臟手術后在ICU機械通氣患者的研究表明,給予高強度的肺復張,可降低嚴重肺部并發癥的發生率[25]。有研究表明,給予肺復張策略后進行PEEP滴定可以使肺萎陷達到最低水平[26]。僅僅使用PEEP是不夠的,仍需在機械通氣前采用肺復張策略使塌陷的肺泡開放[5]。同時也需考慮受手術方式、患者體位等多因素的影響,以及其對血流動力學等的影響,甚至會產生氣壓傷的風險,如若處理不當,甚至產生氣壓傷的風險。

驅動壓在圍手術期中的應用

驅動壓導向的通氣策略最先提出應用于ALI/ARDS患者的研究[3]。一項來自新西蘭的17RCTMeta分析研究表明,驅動壓是PPCs最相關的變量[27],驅動壓的增加以及PEEP變化引起驅動壓的增加,患者的PPCs增加;但該分析研究同時指出,驅動壓與肺部并發癥的相關性需要前瞻性隨機臨床試驗來進一步證實。以驅動壓設定通氣參數,也就是以驅動壓來調整潮氣量或者PEEP值,可能是一個更好的方法。

來自德國的一項隨機臨床試驗中,納入1 867例接受非神經外科和心臟手術、BMI35 kg/m2的患者,分別實施高水平PEEP(12 cm H2O)聯合肺復張的保護性通氣和低水平PEEP(4 cm H2O),結果兩組間術后PPCs并沒有降低(21.3%vs.23.6%)[3]。然而,Pereira[21]的研究指出個體化滴定的PEEP改善呼吸系統靜態順應性和氧合。因其驅動壓更低,且通過電阻抗斷層掃描(EIT)顯示個體化組,肺萎陷比例更低。一項來自韓國的單中心臨床試驗,研究了312例接受胸部手術的患者,在單肺通氣時,分別進行驅動壓引導的個體化通氣和常規保護性通氣(6 m L/kg VT+5 cm H2O PEEP+肺復張),發現驅動壓引導的個體化通氣組PPCs的發生率更少[29]。這些與Amato[3]研究高度一致。以上研究均提示,驅動壓導向的個體化通氣策略在全身麻醉手術中應用可能是一個新的臨床思路。

總結與展望

肺保護性通氣策略已廣泛受到麻醉醫師的重視,其對減少呼吸機相關的肺損傷,降低患者PPCs,以及減少圍手術期病死率具有極其重要的作用。其中對潮氣量、PEEP以及肺復張等保護性策略的研究,臨床醫師提出了一些可行的通氣方法,然而相關研究也出現了相互矛盾的結果。隨著驅動壓的提出,發現其與潮氣量、PEEP、呼吸系統靜態順應性等相關聯,基于驅動壓導向的VT滴定、PEEP滴定或許是一個新方法。但其保護性作用之間的內在相關性仍需進一步探究。

越來越多的研究表明,驅動壓導向的通氣策略可低肺部并發癥,然而仍缺乏大量高質量的臨床證據來探究其利弊,以及如何實施驅動壓導向的通氣策略,進而優化肺保護性通氣策略,甚至個體化實施驅動壓導向的通氣策略。這對患者快速康復,減少患者醫療費用,保障圍手術期的安全有很大益處。如何通過驅動壓導向的通氣策略,優化肺保護性通氣模式,需要進一步探索。


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