引用本文： 韓秋, 李靖, 彭易根, 杜葉平. 適應性支持通氣加肺復張在顱腦損傷合并急性呼吸窘迫綜合征患者中的應用. 中國呼吸與危重監護雜志, 2014, 13(3): 259-262. doi: 10.7507/1671-6205.2014062 復制
顱腦損傷是指暴力作用于頭顱引起的損傷，包括頭部軟組織損傷、顱骨骨折和腦損傷。嚴重的顱腦損傷患者可并發多種疾病，而急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)是導致患者死亡的主要并發癥之一。很多患者在顱腦損傷趨于好轉的情況下卻死于ARDS。因此，了解顱腦損傷合并ARDS的臨床特點，并根據患者的實際病情采取機械通氣為主的治療措施，可以有效地提高患者的生存率。
對象與方法
一 對象
2010年1月至2013年7月我院重癥監護病房 (ICU)及腦外科收治的顱腦損傷合并ARDS患者30例，其中男18例，女12例；年齡15~76歲，平均年齡42.6歲。哥拉斯哥昏迷評分(GCS)評分為4~9分，其中原發腦干傷及彌漫性軸索損傷11例，硬膜下血腫合并腦挫裂傷7例，硬膜外血腫8例，腦內血腫并彌漫性腦腫脹4例，開顱手術22例，其中2次開顱手術5例。入選標準：所有病例均符合中華醫學會重癥醫學分會診斷標準[1]。排除標準：血流動力學不穩定[液體復蘇后股動脈有創血壓平均動脈壓仍＜65 mm Hg(l mm Hg=0.133 kPa)]；氣胸或支氣管胸膜瘺；處于瀕死狀態；肺復張過程中出現氧飽和度(SaO2)下降＞10%、收縮壓＜90 mm Hg或＞180 mm Hg、心律失常或心率(HR)＜50次/min或＞150次/min。
二 方法
入院后對有手術指征者積極手術治療，無手術指征者采用保守治療。對可疑ARDS患者入科后立即行氣管插管，呼吸機輔助呼吸，符合ARDS診斷后，經鎖骨下靜脈放置Swan-Ganz漂浮導管，患者均使用Hilton Medical公司的GALILEO呼吸機實施機械通氣。開始使用同步間歇指令通氣(SIMV)模式，潮氣量(VT)為8 mL/kg，呼吸末正壓(PEEP)為0，吸入氧濃度為60%，該呼吸機條件維持通氣8 h，患者病情相對穩定后隨機選擇輔助自主呼吸(ASV)+ 肺復張策略(LRM)模式或SIMV模式。兩種模式的分鐘通氣量設置相同，ASV模式下PEEP按0、5及10 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)依次增加，每一PEEP水平的通氣時間60 min，并且在每一個PEEP水平開始時加用LRM，即每一PEEP水平開始時，短時間應用高水平壓力控制通氣(PCV)，壓力設為40 cm H2O，屏氣時間持續30 s，然后轉為ASV模式。4 h后轉換為SIMV模式，PEEP仍按0、5及10 cm H2O設置，每一PEEP水平的通氣時間仍為60 min。在將ASV+LRM模式作為第一個試驗通氣模式為患者進行SIMV通氣8 h后，開始試驗3 h，試驗結束后改為SIMV模式通氣，以排除上一個模式對下一個模式的影響。每例患者進行試驗通氣的時間為16 h。在試驗過程中，每一PEEP水平下通氣開始50 min后測定有創平均動脈壓(MAP)、中心靜脈壓(CVP)、顱內壓(ICP)。顱內壓監護方法：手術患者在急診手術結束時將引流管或傳感器置入手術腔，非手術患者在入院2 h內通過腦室穿刺將引流管放入腦室，如穿刺不成功，可行顱骨鉆孔，將光導纖維傳感器放在硬膜外，連接在多功能生命監護儀上。通過呼吸機監測出機械通氣時患者氣道峰值壓(PIP)、平臺壓(Pplat) 及附加呼吸功(WOBimp)和吸氣壓力時間乘積(PTP)等呼吸力學參數。在監測血流動力學數值的同時從Swan-Ganz漂浮導管肺動脈端抽取混合靜脈血2 mL，同時從股動脈抽取2 mL動脈血進行血氣分析檢查，根據監測的血流動力學指標和血氣結果計算出氧代謝參數：氧合指數(PaO2/FiO2)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、氧分壓(PaO2)及肺內分流(Qs/Qt)。
三 統計學處理
所有數據均用
結果
一 機械通氣前、后血氣分析及氧代謝參數變化
兩組患者pH值、PaCO2比較差異無統計學意義(P＞0.05)。在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV+LRM模式的PaO2/FiO2及PaO2較SIMV模式明顯增加，而Qs/Qt明顯下降(P均＜0.05)。結果見表 1。
表1
兩組患者機械通氣前、后血氣分析及氧代謝比較(n=15,±s)
二 機械通氣后呼吸力學、MAP、CVP及ICP的變化
ASV通氣時各PEEP水平下呼吸頻率均明顯下降(P＜0.05)，PIP、 Pplat和CVP在PEEP為5和10 cm H2O水平下較SIMV模式有明顯降低 (P＜0.05)。ASV模式下的WOBimp中位數為0.035 J/L，SIMV為0.074 J/L，差異有統計學意義(P＜0.01)。SIMV模式下PTP中位數為0.071 kPa/s，ASV下的PTP中位數為0.047 kPa/s，差異有統計學意義(P＜0.01)。結果見表 2。
表2
兩組患者機械通氣后呼吸力學、MAP、CVP及ICP的變化比較(n=15,±s)
討論
顱腦損傷后發生ARDS的機制：① 腦損傷后機體處于應激狀態導致交感-腎上腺髓質系統過度興奮，產生和釋放大量兒茶酚胺類物質，它們進入血液循環導致肺血管收縮，特別是肺小靜脈收縮，肺毛細血管壓力增高，通透性增大，體液外滲，出現肺間質和肺泡水腫。② 顱內壓升高通過神經性作用，釋放多種遞質，如內毒素、白細胞介素、氧自由基等激活中性粒細胞，產生多種細胞因子和炎性介質，引起全身炎癥反應綜合征，導致內皮細胞損傷，毛細血管通透性增加，一些游離脂肪酸及各種細胞碎片在肺血管內形成的微血栓，可直接損害血管壁，引起漏出性肺水腫。③ 炎性反應、肺泡血液灌流不足、肺泡水腫等，使肺表面活性物質減少和活性降低，使肺泡發生早期關閉，肺功能殘氣量 (FRC) 降低及廣泛性肺不張。 結果導致肺順應性下降，通氣/血流比例失調和肺內分流量增加，引起頑固性低氧血癥。
機械通氣是急性顱腦損傷后ARDS治療的關鍵。ASV是基于閉合環通氣原理的新型通氣模式，利用微機處理控制系統、綜合監測患者的即時情況，自動調節和設置通氣機參數來適應患者呼吸能力和通氣需要[2-3]。ASV模式的優點在于能以最佳的潮氣量和呼吸頻率、較低的氣道壓達到預設的分鐘通氣量。保證分鐘通氣量情況下允許自主呼吸的存在，不僅可改善患者肺內通氣/血流比例，穩定血流動力學狀態，還能減少呼吸肌萎縮和人機對抗的發生。ARDS患者肺部病變并不均勻[4]，臨床上往往肺實變較重的和較輕的區域相鄰并存，肺下垂部病變要重于肺上部。過高的PEEP使部分肺泡已經過度通氣，但部分塌陷的肺泡仍不能復張[5]。LRM使塌陷的肺泡復張，并能保持其開放，從而增加通氣容積，改善氧合。控制性肺膨脹是目前常用的復張策略之一，臨床發現可使塌陷的肺泡復張后并繼續維持復張狀態，改善肺順應性，增加了氧合。
本研究結果表明，在基本維持所設置分鐘通氣量的情況下，ASV+LRM模式下MAP與SIMV模式相比差異無統計學意義，表明兩種模式對血流動力學方面的影響是相似的。在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV+LRM組的PaO2/FiO2、PaO2較SIMV組明顯增加，而Qs/Qt明顯下降，說明在分鐘通氣量相似的情況下，ASV+LRM模式較SIMV模式能更好地改善患者肺內氣體交換并增加機體的氧供。而在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV通氣時PIP和Pplat較SIMV模式有明顯降低，提示ASV模式較SIMV模式具有更好的預防肺氣壓傷的作用。ASV送氣時相當于等壓控制，通氣時吸氣相為減速方式，而SIMV通氣時吸氣相采用恒速方式，氣道壓力呈線形上升，在潮氣量相同的前提下等壓減速氣流較恒速增壓氣流引起的PIP更低，因此可減少氣壓傷的發生[6]。ASV+LRM組的顱內壓、CVP值在PEEP為0、5及10 cm H2O水平下均較SIMV組明顯降低，說明ASV模式人機協調性好，更符合呼吸生理，對胸腔內壓影響小。WOBimp是指患者為克服阻力而附加所做的功，其大小可反映對患者呼吸支持程度和機械通氣方法，WOBimp可以為合理調節支持壓力提供客觀的定量指標；而呼吸肌產生的壓力和時間的乘積(PTP)反映胸內壓在一段時間內的變化，與機械通氣患者的WOBimp有較好的相關性，同時與自主呼吸驅動所帶來的氧耗密切相關，對于評價患者的呼吸功有較好的適應性。本研究表明，與SIMV組相比，ASV 組WOBimp、PTP顯著下降，因而能降低支持呼吸階段的患者做功和呼吸氧耗。分析原因是患者更容易適應ASV的可變流速和壓力變化，從而減少呼吸肌的做功和氧耗[7-9]。
綜上所述，ASV+LRM模式與SIMV模式對患者血流動力學方面的影響相似，但ASV+LRM模式可更好地降低PIP、Pplat和肺內分流，降低顱內壓，從而有助于減少機械通氣時的氣壓傷，增加機體氧供，減輕顱內高壓對腦的損害，更利于顱腦損傷合并ARDS的通氣治療。
顱腦損傷是指暴力作用于頭顱引起的損傷，包括頭部軟組織損傷、顱骨骨折和腦損傷。嚴重的顱腦損傷患者可并發多種疾病，而急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)是導致患者死亡的主要并發癥之一。很多患者在顱腦損傷趨于好轉的情況下卻死于ARDS。因此，了解顱腦損傷合并ARDS的臨床特點，并根據患者的實際病情采取機械通氣為主的治療措施，可以有效地提高患者的生存率。
對象與方法
一 對象
2010年1月至2013年7月我院重癥監護病房 (ICU)及腦外科收治的顱腦損傷合并ARDS患者30例，其中男18例，女12例；年齡15~76歲，平均年齡42.6歲。哥拉斯哥昏迷評分(GCS)評分為4~9分，其中原發腦干傷及彌漫性軸索損傷11例，硬膜下血腫合并腦挫裂傷7例，硬膜外血腫8例，腦內血腫并彌漫性腦腫脹4例，開顱手術22例，其中2次開顱手術5例。入選標準：所有病例均符合中華醫學會重癥醫學分會診斷標準[1]。排除標準：血流動力學不穩定[液體復蘇后股動脈有創血壓平均動脈壓仍＜65 mm Hg(l mm Hg=0.133 kPa)]；氣胸或支氣管胸膜瘺；處于瀕死狀態；肺復張過程中出現氧飽和度(SaO2)下降＞10%、收縮壓＜90 mm Hg或＞180 mm Hg、心律失常或心率(HR)＜50次/min或＞150次/min。
二 方法
入院后對有手術指征者積極手術治療，無手術指征者采用保守治療。對可疑ARDS患者入科后立即行氣管插管，呼吸機輔助呼吸，符合ARDS診斷后，經鎖骨下靜脈放置Swan-Ganz漂浮導管，患者均使用Hilton Medical公司的GALILEO呼吸機實施機械通氣。開始使用同步間歇指令通氣(SIMV)模式，潮氣量(VT)為8 mL/kg，呼吸末正壓(PEEP)為0，吸入氧濃度為60%，該呼吸機條件維持通氣8 h，患者病情相對穩定后隨機選擇輔助自主呼吸(ASV)+ 肺復張策略(LRM)模式或SIMV模式。兩種模式的分鐘通氣量設置相同，ASV模式下PEEP按0、5及10 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)依次增加，每一PEEP水平的通氣時間60 min，并且在每一個PEEP水平開始時加用LRM，即每一PEEP水平開始時，短時間應用高水平壓力控制通氣(PCV)，壓力設為40 cm H2O，屏氣時間持續30 s，然后轉為ASV模式。4 h后轉換為SIMV模式，PEEP仍按0、5及10 cm H2O設置，每一PEEP水平的通氣時間仍為60 min。在將ASV+LRM模式作為第一個試驗通氣模式為患者進行SIMV通氣8 h后，開始試驗3 h，試驗結束后改為SIMV模式通氣，以排除上一個模式對下一個模式的影響。每例患者進行試驗通氣的時間為16 h。在試驗過程中，每一PEEP水平下通氣開始50 min后測定有創平均動脈壓(MAP)、中心靜脈壓(CVP)、顱內壓(ICP)。顱內壓監護方法：手術患者在急診手術結束時將引流管或傳感器置入手術腔，非手術患者在入院2 h內通過腦室穿刺將引流管放入腦室，如穿刺不成功，可行顱骨鉆孔，將光導纖維傳感器放在硬膜外，連接在多功能生命監護儀上。通過呼吸機監測出機械通氣時患者氣道峰值壓(PIP)、平臺壓(Pplat) 及附加呼吸功(WOBimp)和吸氣壓力時間乘積(PTP)等呼吸力學參數。在監測血流動力學數值的同時從Swan-Ganz漂浮導管肺動脈端抽取混合靜脈血2 mL，同時從股動脈抽取2 mL動脈血進行血氣分析檢查，根據監測的血流動力學指標和血氣結果計算出氧代謝參數：氧合指數(PaO2/FiO2)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、氧分壓(PaO2)及肺內分流(Qs/Qt)。
三 統計學處理
所有數據均用
結果
一 機械通氣前、后血氣分析及氧代謝參數變化
兩組患者pH值、PaCO2比較差異無統計學意義(P＞0.05)。在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV+LRM模式的PaO2/FiO2及PaO2較SIMV模式明顯增加，而Qs/Qt明顯下降(P均＜0.05)。結果見表 1。
表1
兩組患者機械通氣前、后血氣分析及氧代謝比較(n=15,±s)
二 機械通氣后呼吸力學、MAP、CVP及ICP的變化
ASV通氣時各PEEP水平下呼吸頻率均明顯下降(P＜0.05)，PIP、 Pplat和CVP在PEEP為5和10 cm H2O水平下較SIMV模式有明顯降低 (P＜0.05)。ASV模式下的WOBimp中位數為0.035 J/L，SIMV為0.074 J/L，差異有統計學意義(P＜0.01)。SIMV模式下PTP中位數為0.071 kPa/s，ASV下的PTP中位數為0.047 kPa/s，差異有統計學意義(P＜0.01)。結果見表 2。
表2
兩組患者機械通氣后呼吸力學、MAP、CVP及ICP的變化比較(n=15,±s)
討論
顱腦損傷后發生ARDS的機制：① 腦損傷后機體處于應激狀態導致交感-腎上腺髓質系統過度興奮，產生和釋放大量兒茶酚胺類物質，它們進入血液循環導致肺血管收縮，特別是肺小靜脈收縮，肺毛細血管壓力增高，通透性增大，體液外滲，出現肺間質和肺泡水腫。② 顱內壓升高通過神經性作用，釋放多種遞質，如內毒素、白細胞介素、氧自由基等激活中性粒細胞，產生多種細胞因子和炎性介質，引起全身炎癥反應綜合征，導致內皮細胞損傷，毛細血管通透性增加，一些游離脂肪酸及各種細胞碎片在肺血管內形成的微血栓，可直接損害血管壁，引起漏出性肺水腫。③ 炎性反應、肺泡血液灌流不足、肺泡水腫等，使肺表面活性物質減少和活性降低，使肺泡發生早期關閉，肺功能殘氣量 (FRC) 降低及廣泛性肺不張。 結果導致肺順應性下降，通氣/血流比例失調和肺內分流量增加，引起頑固性低氧血癥。
機械通氣是急性顱腦損傷后ARDS治療的關鍵。ASV是基于閉合環通氣原理的新型通氣模式，利用微機處理控制系統、綜合監測患者的即時情況，自動調節和設置通氣機參數來適應患者呼吸能力和通氣需要[2-3]。ASV模式的優點在于能以最佳的潮氣量和呼吸頻率、較低的氣道壓達到預設的分鐘通氣量。保證分鐘通氣量情況下允許自主呼吸的存在，不僅可改善患者肺內通氣/血流比例，穩定血流動力學狀態，還能減少呼吸肌萎縮和人機對抗的發生。ARDS患者肺部病變并不均勻[4]，臨床上往往肺實變較重的和較輕的區域相鄰并存，肺下垂部病變要重于肺上部。過高的PEEP使部分肺泡已經過度通氣，但部分塌陷的肺泡仍不能復張[5]。LRM使塌陷的肺泡復張，并能保持其開放，從而增加通氣容積，改善氧合。控制性肺膨脹是目前常用的復張策略之一，臨床發現可使塌陷的肺泡復張后并繼續維持復張狀態，改善肺順應性，增加了氧合。
本研究結果表明，在基本維持所設置分鐘通氣量的情況下，ASV+LRM模式下MAP與SIMV模式相比差異無統計學意義，表明兩種模式對血流動力學方面的影響是相似的。在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV+LRM組的PaO2/FiO2、PaO2較SIMV組明顯增加，而Qs/Qt明顯下降，說明在分鐘通氣量相似的情況下，ASV+LRM模式較SIMV模式能更好地改善患者肺內氣體交換并增加機體的氧供。而在PEEP為5和10 cm H2O水平下，ASV通氣時PIP和Pplat較SIMV模式有明顯降低，提示ASV模式較SIMV模式具有更好的預防肺氣壓傷的作用。ASV送氣時相當于等壓控制，通氣時吸氣相為減速方式，而SIMV通氣時吸氣相采用恒速方式，氣道壓力呈線形上升，在潮氣量相同的前提下等壓減速氣流較恒速增壓氣流引起的PIP更低，因此可減少氣壓傷的發生[6]。ASV+LRM組的顱內壓、CVP值在PEEP為0、5及10 cm H2O水平下均較SIMV組明顯降低，說明ASV模式人機協調性好，更符合呼吸生理，對胸腔內壓影響小。WOBimp是指患者為克服阻力而附加所做的功，其大小可反映對患者呼吸支持程度和機械通氣方法，WOBimp可以為合理調節支持壓力提供客觀的定量指標；而呼吸肌產生的壓力和時間的乘積(PTP)反映胸內壓在一段時間內的變化，與機械通氣患者的WOBimp有較好的相關性，同時與自主呼吸驅動所帶來的氧耗密切相關，對于評價患者的呼吸功有較好的適應性。本研究表明，與SIMV組相比，ASV 組WOBimp、PTP顯著下降，因而能降低支持呼吸階段的患者做功和呼吸氧耗。分析原因是患者更容易適應ASV的可變流速和壓力變化，從而減少呼吸肌的做功和氧耗[7-9]。
綜上所述，ASV+LRM模式與SIMV模式對患者血流動力學方面的影響相似，但ASV+LRM模式可更好地降低PIP、Pplat和肺內分流，降低顱內壓，從而有助于減少機械通氣時的氣壓傷，增加機體氧供，減輕顱內高壓對腦的損害，更利于顱腦損傷合并ARDS的通氣治療。
