以應變?yōu)閷虻姆伪Ｗo性通氣在急性呼吸窘迫綜合征中的應用實驗研究.pdf

1、研究背景：
　　急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征（ALI/ARDS）是臨床常見的急危重癥疾病，病死率極高，有創(chuàng)機械通氣（MV）是ALI/ARDS患者非常重要的對癥支持治療，制訂恰當?shù)臋C械通氣方案始終是研究的熱點問題，當前獲得廣泛認可的MV方案為小潮氣量(VT6～8ml/kg理想體重)、低氣道平臺壓(Pplat<30～35cmH2O)、高呼氣末正壓
　?。≒EEP）、允許性碳酸血癥（PHC）為核心的肺保護性通氣策略（LPV）。在

2、這一方案中，其中重要參數(shù)VT大小的選擇基于患者的理想體重（PBW），而PBW的決定因素和正常肺容積的決定因素均是性別和身高。PBW和/或身高可以反映患者患病前健康肺容積的大小，因此當前以PBW來設置潮氣量的方案實際上是基于損傷前的肺容積，而不是基于損傷的肺本身來選擇VT，不能為患者提供個體化的潮氣量通氣方案。
　　ARDS患者具有“嬰兒肺”及不均一性等特殊的病理生理特點，不恰當?shù)腗V可引起呼吸機相關性肺損傷（VALI），甚至嚴重影

3、響患者的預后。目前研究認為VALI發(fā)生機制包括氣壓傷、容積傷和生物傷，VALI的產(chǎn)生原因源自施加于肺實質(zhì)的過大的壓力。實際作用于肺實質(zhì)的力人們稱之為應力。在生物工程領域，應力定義為由外力作用于具體物體而使物體產(chǎn)生的對抗這一作用的內(nèi)力。應變定義為在外力作用后隨之而產(chǎn)生的相對于初形狀或參考點而發(fā)生的線性改變。應用于呼吸力學領域，肺應變定義為呼吸過程中肺容積的改變量與靜息肺容積（FRC）的比值（△V/ FRC），△V目前多數(shù)專家認為在使用PE

4、EP時包括VT及PEEP引起的肺復張容積（Vpeep）。而肺應力定義為肺組織結(jié)構(gòu)在牽張力作用下產(chǎn)生的對抗牽張作用單位面積肺組織內(nèi)力的大小，這種牽張作用力與跨肺壓相等。過大的應力和應變引起VALI，但這二者在臨床上和多數(shù)臨床研究中并未直接檢測，而是采用控制VT和Pplat來實現(xiàn)肺保護性通氣策略和減少VALI。研究證實VT和Pplat并不能很好的反映 MV時實際的應變和應力。這是因為不同ARDS患者的病理特點及病變范圍不同，F(xiàn)RC與體重之間

5、失去正常人的對應關系，存在很大的變異性。因此一律按PBW予6ml/kg的潮氣量可能忽視了患者個體間的差異，在設置VT時理應考慮患者實際的FRC而不僅僅是患者的PBW及患病前肺容積大小。在正壓MV時，應變能夠反映△V與FRC的相對關系，對每一患者實際的FRC進行測定，用△V與FRC的比例作為設置機械通氣參數(shù)的依據(jù)可能更加科學和準確地實現(xiàn)個體化的肺保護通氣策略。已經(jīng)有研究報告顯示，△V與FRC的比例過大與VALI的發(fā)生相關，在健康動物可能存

6、在“安全”拐點。
　　目前，對于ALI/ARDS以應變值為導向的通氣策略是否可行？是否優(yōu)于當前的LPV策略？應變值設置多少更為合理是特別值得探討的問題。本研究擬用犬ARDS模型，予以應變?yōu)閷虻耐獠呗?，與目前常規(guī)的LPV比較，通過監(jiān)測應力、呼吸動力學、呼吸機參數(shù)、血氣分析、血流動力學、炎癥因子水平等相關指標，探討以應變（△V/EELV）為導向的機械通氣策略的可行性；通過應變值不同的實驗組，探討在MV過程中VALI與應力和應變的關

7、系，并尋找應力與應變的拐點。
　　研究目的：
　　1、探討以應變?yōu)閷虻腗V策略的可行性，并與當前LPV通氣策略在呼吸機參數(shù)、呼吸力學、血氣、血流動力學、VALI等方面的比較。
　　2、探討在機械通氣過程中VALI與應力和應變的關系，并尋找應力與應變的拐點。
　　研究方法
　　選取體重10～14kg，月齡10～15月比格犬，深靜脈注射油酸制造ARDS動物模型，成膜后以應變值為1.0、1.5、2.0、2.5結(jié)

8、合FRC來選擇VT，各組5只，進行24小時MV，設LPV組為對照組（4只）。通過對血氣分析、呼吸力學、血流動力學、胸部CT肺功能、系統(tǒng)性炎癥因子、肺組織病理等相關指標的研究分析探討以應變?yōu)閷虻腗V策略的可行性及VALI與應力和應變的關系；并比較改良的實時濃度監(jiān)測氦氣稀釋法與CT肺功能法檢測FRC的相關性，從而建立床旁FRC檢測手段。
　　結(jié)果：
　　1、共有26只犬參與實驗，24只完成預定實驗，其中12只生存時間超過24小

9、時，各組基礎資料基本無明顯顯著性差異。
　　2、ARDS成膜后CT肺功能提示呈現(xiàn)典型的ARDS影像學改變，如CT值顯著增大、氣體容積明顯減少、組織重量顯著增加、正常充氣區(qū)比例明顯下降而充氣不良區(qū)比例顯著升高，造模前后各組參數(shù)無明顯顯著性差異。也發(fā)現(xiàn)無論是成模前的健康犬，還是成膜后ARDS模型犬0cmH2O肺內(nèi)氣體容積與實驗犬體重無明顯相關性。
　　3、各組實際MV的應變值分別為LPV組1.06±0.07，S1.0組0.98±

10、0.15，S1.5組1.48±0.18，S2.0組2.01±0.12，S2.5組2.59±0.28，對應VT(ml/kg)7.27±0.46，7.31±1.83，13.68±5.67，19.18±5.99，21.67±7.46，應變和VT各組間具有顯著性差異，PEEP分別為11.25±1.89，10.4±3.29，11.80±2.68，13.8±2.59，10.0±0.71(cmH2O)，各組間無顯著性統(tǒng)計學差異。
　　4、血氣分

11、析：成模后氧合指數(shù)（OI）明顯降低，均介于100～200之間，給予治療性MV起始階段OI均呈現(xiàn)改善趨勢，但約4小時后S2.0及S2.5組漸出現(xiàn)下降，至12H時OI值明顯小于S1.0及LPV組。S1.0及LPV組動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）較其它組顯著升高，呈現(xiàn)允許性碳酸血癥。
　　5、血流動力學改變：造模后各組血管外肺水指數(shù)（ELWI）不同程度升高，給予MV4～8h后S2.0組及S2.5組均明顯高于S1.0組（其中S2.0組也

12、明顯高于LPV組）。S2.5組平均動脈血壓（MAP）在MV4h及12h時均明顯低于其他組。
　　6、呼吸力學改變：造模前各組順應性、彈性、氣道壓、應力、氣道阻力無明顯差異，給予治療性MV后S2.0組及S2.5組Ppeak、Pplat及應力均明顯高于S1.0組及LPV組；MV結(jié)束時LPV組、S2.0組及S2.5組肺靜態(tài)順應性（Cl，stat）減少量占正常時的百分比與S1.0組相比具有統(tǒng)計學顯著性差異，肺動態(tài)順應性(Cl，dyn)減少

13、百分比S2.0組及S2.5組也顯著大于S1.0組。S2.0組及S2.5組肺彈性性（EL）增加百分比也大于S1.0組。肺比彈性（EL,spec）在造模前后無明顯顯著性差異。造模前后應力與Pplat并成嚴格的線性關系，Pplat水平可以準確預測應力。
　　7、生存時間及死亡率：隨應變值增大，當超過2.0時實驗動物生存時間明顯縮短，而24小時死亡率明顯升高。
　　8、病理學表現(xiàn)：S2.0組及S2.5組肺間質(zhì)水腫明顯大于S1.0組，

14、S2.0組及S2.5組濕干比明顯大于S1.0及LPV組，而S1.5組與其他組間均沒有統(tǒng)計學顯著性差異。而S1.5組肺間質(zhì)水腫和濕干比與其他組間無統(tǒng)計學顯著性差異。MV后S2.0組及S2.5組肺組織重量增加量也明顯高于S1.5、S1.0及LPV組。
　　9、系統(tǒng)性炎癥因子：MV結(jié)束時S2.0組及S2.5組白介素-6（IL-6）水平明顯高于S1.5、S1.0及LPV組。而白介素-8（IL-8）及白介素-10（IL-10）各組件無顯著性

15、差異。
　　10、CT法測FRC與實時濃度監(jiān)測氦氣稀釋法測FRC相關性：正常比格犬CT法FRC均值429.04±84.11ml，實時濃度監(jiān)測氦氣稀釋法測得FRC較CT法平均增加18.89±25.03ml，占CT法測得FRC的4.40±5.83％。ARDS模型犬CT法測得FRC均值208.92±62.73，實時濃度監(jiān)測氦氣稀釋法測得FRC平均增加12.99±19.75；占CT法測得FRC的6.22±9.5%。
　　結(jié)論：

16、>　　1、以應變?yōu)閷虻臋C械通氣策略是可行的，在應變值為1.0附近區(qū)域時可以實現(xiàn)有效的機械通氣，可以維持改善氧合、保持血流動力學及呼吸力學穩(wěn)定，與當前盛行的肺保護性通氣策略相比不增加VILI的發(fā)生，但具體多大的應變值為最適合通氣尚需進一步研究。
　　2、呼吸機相關性肺損傷的發(fā)生與應變并非成比例關系，當應變大于某一臨界點時，肺損傷的發(fā)生將明顯增加，對于犬ARDS模型來說這一臨界點應處于1.5和2.0之間。人ARDS患者是否也存在這一