急性呼吸窘迫综合征呼吸支持策略与方式选择

2012年Berlin ARDS诊断标准依据氧合指数将ARDS分为轻、中、重度，并依据不同严重程度的ARDS选择不同的呼吸支持策略与方式^[1]。除了作为基石的肺保护性通气策略（小潮气量联合适当呼气末正压）外，无创正压通气（noninvasive positive pressure ventilation, NPPV）、俯卧位通气（prone position ventilation, PPV）、高频振荡通气（high-frequencyoscillatory ventilation, HFOV）、体外膜氧合（extracorporealmembrane oxygenation, ECMO）和二氧化碳清除（extracorporeal CO₂removal, ECCO₂R）均可作为ARDS的呼吸支持手段。面对如此繁多的支持手段，如何理解并掌握各自的适用范围并根据不同患者选择个体化的通气策略与方式显得尤为重要。

一、常规通气方式

1. NPPV：无创通气可提供与有创通气近似水平的呼吸支持，降低呼吸功耗并改善通气及氧合，从而使部分急性呼吸衰竭患者避免插管^[2]。NPPV已广泛应用于慢性阻塞性肺疾病（慢阻肺）急性发作及心功能不全患者中并取得了较好的效果，但ARDS患者行NPPV的疗效并不确切^[3]。早期研究结果提示其失败率可高达50%~70%，但究其原因，多数失败患者存在休克、严重代谢性酸中毒或感染，使氧供不能满足组织需求，且多数患者病情较重，或应用1 h后氧合指数仍无明显改善^[4]；之后一项针对轻度ARDS（氧合指数200~300）患者的小样本前瞻性多中心研究随机对照研究结果提示，对于这类患者，NPPV可明显降低气管插管率，并有可能提高住院生存率^[5]。因此对于ARDS患者，若病情较轻且无明显禁忌证，可试用NPPV，若患者可耐受且治疗反应好，则可在严密监测下继续使用；若患者不耐受、氧合改善不明显或出现病情恶化倾向，则应早期行有创通气；而对于存在血流动力学不稳、严重的代谢性酸中毒或重度ARDS等严重影响组织氧供需平衡的患者，NPPV并不适用。总之，NPPV对于ARDS的治疗效果仍存在争议，对于ARDS患者，NPPV可作为部分患者的治疗手段，但并非主流治疗手段。

对于免疫抑制患者的ARDS行有创通气极易并发呼吸机相关肺炎（ventilator-associated pneumonia, VAP），其病死率高达82%~100%^[6]。在目前完成的2项针对免疫抑制患者应用机械通气的RCT研究结果均显示，一旦发生VAP，ICU病死率将高达100%。此2项研究的研究对象多为血液系统肿瘤或实体器官移植并发粒细胞缺乏的严重免疫抑制患者，平均氧合指数分别为141及129 mmHg（1 mmHg＝0.133kPa），结果提示：对于严重免疫抑制并发中、重度ARDS患者，NPPV可明显降低患者插管率、病死率及住ICU时间^[7]。NPPV成功率较高的原因可能在于，此类患者相对年轻，依从性好，且患者咳嗽、咳痰能力好，痰量相对少。因此，对于免疫抑制患者合并ARDS，只要无明显无创通气禁忌证，均可首先试用NPPV。但当无创通气失败，也应及时转换为有创通气并更应严格预防VAP的发生。

2. 肺保护性通气：呼吸机相关性肺损伤（ventilator-induced lung injury, VILI）包括气压-容积伤、萎陷伤、剪切伤及生物伤^[8]。肺保护性通气是指应用小潮气量及适当的PEEP改善氧合及通气的同时避免VILI的发生，这是目前唯一被证实可改善ARDS预后的通气策略^[9]。该策略的提出是基于ARDS肺形态学特点，肺外源性ARDS的分布多呈典型的不均一性，即此类患者同时存在3种类型的肺泡：（1）相对正常的肺组织（上肺区），需要限制潮气量及平台压以避免气压-容积伤；（2）吸气相开放，呼气相塌陷的肺组织，需要合适的PEEP维持呼气末肺泡开放，以避免反复开闭产生过大的剪切力造成剪切伤；（3）吸气相及呼气相均塌陷，即完全实变的肺组织（重力依赖区），则需要使用较高的压力使肺泡开放以避免萎陷伤^[10]。而肺内源性ARDS病变虽然较为弥漫，不存在明显的重力依赖性特点，但上述3种肺泡仍然并存。

3. 小潮气量：2000年ARDS Network的ARMA研究结果提示，对于ARDS患者，相比于12 ml/kg的潮气量，6 ml/kg可显著降低病死率及全身炎症反应，因此提出ARDS的小潮气量通气策略^[9]。但Deans等^[10]指出，对于肺顺应性较差的患者，随着潮气量的增加，气压伤发生几率增加，病死率呈上升趋势（分别为29%和42%），而对于肺顺应性较好的患者，病死率随潮气量的增加而下降（分别为37%和21%），因此6ml/kg的小潮气量并不适用于所有ARDS患者。临床中应通过衡量患者肺病变程度、性别、年龄、身高、体重、种族、肺病变程度等，个体化选择潮气量。肺保护性通气策略的实质是避免肺损伤，而引起肺损伤最重要的机制为跨肺压，即肺泡内压（Palv）与胸腔内压（Ppl）的差值。食道压的监测可反映胸腔内压的大小^[11]，但目前食道压的测定并非常规，而临床上常用的潮气量或平台压均不能有效地反映跨肺压^[12]，因此6 ml/kg的小潮气量并不适应于所有患者，对于病情较轻的患者，其FRC较大，6 ml/kg潮气量产生的跨肺压可能不足以造成肺损伤；而对于病情较重的患者，其FRC很低，6 ml/kg潮气量产生的跨肺压很高，对于此类患者可能需要更低的潮气量以避免肺损伤。

4. 适当的PEEP：对于ARDS患者，合适PEEP的意义在于复张肺泡，维持肺泡开放，减少VILI，并改善血流动力学，与此同时，过高的PEEP存在肺泡过度扩张及血流动力学恶化的风险，因此，PEEP是一把“双刃剑”^[13]。临床上合适的PEEP应满足2个条件：既能开放塌陷肺泡并维持其开放，同时又可以避免肺泡过度膨胀，故PEEP的选择应考虑肺泡的可复张性。Gattinoni等^[14]的研究提示，不同严重程度ARDS患者的肺泡可复张性不同。对于轻度ARDS患者，肺组织可复张性较低；对于中重度ARDS患者，肺组织可复张性差异明显，病情越重，可复张性越大。Caironi等^[15]的研究提示，对于肺泡可复张性高的ARDS患者，可选择较高的PEEP，既可减轻肺泡周期性陷闭形成剪切力，又可避免产生过大的跨肺压导致的VILI。因此，临床上PEEP的选择应根据肺泡的可复张性进行个体化选择。重度ARDS较轻中度ARDS肺泡可复张性大，因此高PEEP的效果可能更好。临床中，选择PEEP的方法多种多样，但由此选择的PEEP并不一定适用于所有ARDS患者^[16]。Chiumello等^[18]的研究比较了5种不同的方法所设PEEP值是否与肺的严重程度及可复张性相关，结果提示仅肺开放法/最佳氧合法（LOV）设置的PEEP，更能体现出ARDS的严重程度，与肺的可复张性高度相关，而通过ExPress、Stress index和食道压^[17]等方法设置的PEEP，无法反映ARDS的严重程度，且与肺的可复张性相关性较差；对于重度ARDS，不同的方法所设置的PEEP无明显差异，而对于轻-中度ARDS，LOV法可能更合适。

二、非常规通气

如上所述，6 ml/kg的小潮气量及合适的PEEP并不适用于所有患者，ARDS患者肺泡病变的不均一性使得一个潮气量或者一个PEEP不能适合所有肺泡，不能千篇一律地给予相同的6 ml/kg的小潮气量及高PEEP，对于重度ARDS，我们需要转换思路！具体包括：采用复张肺泡、改善肺病变均一性的策略，包括肺复张、高频振荡通气（HFOV）、俯卧位通气（PPV）等；采用肺休息策略，包括HFOV、ECMO及ECCO₂R等。

1.肺复张：肺复张包括两方面，即应用较高的气道压力打开萎陷的肺泡 ，继而应用较一定水平的PEEP维持已复张的肺泡于开放状态。研究结果表明，肺复张前，肺泡在一低水平的容积下反复开闭，而肺复张后，肺泡容积普遍升高，在同一压力水平下，肺泡的容积较前明显增加。肺复张改善氧合的根本机制在于改善ARDS肺泡病变的不均一性并增加了肺容积，但肺复张在临床中的疗效并不确切^[13-14]。肺复张对塌陷肺泡的作用优于实变肺泡，对于肺内源性ARDS，增加PEEP可能引起肺泡的过度牵张；而肺外源性ARDS增加PEEP则主要引起肺泡复张^[19]。因此，肺复张并不能使所有ARDS患者获益，临床进行肺复张时应对患者进行严格的选择。目前认为，适合肺复张的患者至少具备以下因素：ARDS早期或肺外源性病变，肺部病变以渗出性改变为主，而非完全实变；病变越重，肺可复张性越好；病变分布较均一^[19]。肺复张过程中应实时评价患者的反应性，并根据氧合及血流动力学的情况指导下一步治疗。

2.PPV：PPV可显著改善通气/血流比，直接改善氧合，并减轻了重力依赖区肺组织的压迫作用，包括心脏对下肺的压迫及上肺对下肺的压迫，从而改善了重力依赖区的通气，使病变更加均一，此时增加PEEP或行肺复张的效果可能较好。2010年针对早期研究的meta分析显示：对于病变较轻（P/F＞100）的患者，PPV无改善病死率的作用，但对于病变较重（P/F≤100）的患者，PPV可降低病死率^[20]；2013年的一项RCT研究在具有丰富俯卧位通气经验的单位中入选466例重度ARDS患者，所有患者均实施肺保护性通气策略且俯卧位通气时间至少16  h/d，结果显示无论28 d、90 d病死率还是28 d、90 d无机械通气时间均明显改善^[21]。因此，ARDS俯卧位通气也需要具备一定的指征：早期ARDS；重度ARDS患者（P/F<>₂≥0.6时P/F＜150）也可考虑应用；对于轻度ARDS则不建议使用。

3.HFOV：HFOV既可以改善ARDS病变的均一性，又是一种肺休息策略。HFOV通过较高的平均气道压[30~35 cmH₂O（1 cmH₂O=0.098kPa]]、极高的通气频率（3~15 Hz）及极低的潮气量（0.8~3.3ml/kg）,既可复张肺泡，改善肺病变均一性，也可减少局部肺泡过度扩张及终末气道反复开闭造成的VILI^[22]。2010年的meta分析入选了8项随机对照研究，共419例患者，结果显示：与传统机械通气相比，HFOV可通过提高平均气道压改善氧合水平，并可改善病死率，且安全性好^[23]。但近期2项大型RCT研究（OSCAR及OSCILATE）并不提示HFOV具有改善预后的作用，甚至可能增加病死率^[24]，可能的原因在于HFOV需使用大剂量的镇静剂和肌肉松弛剂，造成痰液引流障碍，加重原发感染并可能增加VAP发生率，因此并未明显改善预后。但即便如此，临床经验证实，HFOV仍是较为有效的改善氧合的手段，只不过需严格把握应用指征，对于早期、重度ARDS，存在局部肺实变患者，合并严重气压伤，ARDS肺纤维化期的患者实施HFOV可能对预防VILI、改善病变均一性能起到一定的效果，而对于伴有明显气道阻塞及痰液引流困难颅内高压及严重血流动力学不稳定患者则不适用。

4.ECMO：ECMO是一种体外循环手段，也是一种终极呼吸支持手段，可提供部分或完全的呼吸支持，从而降低机械通气条件，彻底达到肺休息策略。1971年，ECMO首次被应用于成人重症呼吸衰竭的患者中^[25]，随后ECMO在早产儿及新生儿的呼吸衰竭中推广应用^[26]，但是在成人重症ARDS的应用中却一直受到争议。1979年及1994年的两项随机对照研究并未发现ECMO治疗的优势^[27]；随着2009年甲型流感型病毒性肺炎的爆发，对ECMO的应用又有了新的认识。同年，Peek等^[28]针对180例重度ARDS患者的CESAR研究提示ECMO组中63%的患者成功撤机，而传统机械通气组仅47%，即与传统机械通气相比，ECMO可显著改善重度ARDS患者的存活率。2011年JAMA中一项H1N1相关的ECMO病例对照研究，分别利用了3种匹配方法均得出ECMO优于传统机械通气治疗^[29]。ECMO相较于传统机械通气的优势在于：可辅助维持氧合和清除二氧化碳，为下调呼吸机参数提供了巨大空间，有效避免了传统机械通气造成的VILI，进而减少细胞因子及炎性介质释放，避免全身炎性反应所导致的其他脏器功能损害；可辅助早期撤机及拔管，防止VAP并减少镇静药物的应用，有利于患者的自主咳嗽反射及胃肠道功能的恢复。目前，ECMO在患者选择方面应考虑以下因素^[30]：①呼吸衰竭病因是否具有可逆性；②呼吸衰竭严重程度，如最大限度地优化目前通气策略的前提下仍不能维持满意的通气和（或）氧合，可考虑行ECMO；③是否存在影响预后的其他合并症；④社会-经济因素；⑤有无应用肝素的禁忌或相对禁忌；⑥ECMO前机械通气时间及通气支持水平；⑦患者年龄，高龄往往作为一个独立因素与ECMO的成功率及病死率相关；⑧患者体重，对于体重>1 kg／cm或BMI>45 kg／m²的患者，目前的膜肺所提供的氧供尚不能满足这类患者的需求。事实上，ECMO指征的把握很大程度上取决于ICU团队的经验。由于ECMO需要较高的技术水平，费用较高，且存在出凝血等相关并发症，因此在应用时应充分掌握其应用条件，同时做好并发症的防治工作，只有这样才能把ECMO的优势发挥到最大，成为有效改善成人重症ARDS患者预后的有效措施。

5.ECCO₂R：ECCO₂R相当于部分支持ECMO，其血流量低（1 L/min），操作相对简单，可有效清除CO₂。Paolo^[31]等的研究提示：ARDS患者即使应用6 ml/kg，Pplat≤30 cmH₂O的肺保护通气策略，仍有高达（63±13）%的患者出现肺泡过度通气。为了进一步减轻肺泡过度扩张造成的VILI，可采用超保护性通气策略，即应用更小的潮气量（2~4 ml/kg）^[31]，由此导致的低通气必然带来CO₂的严重潴留。ECCO₂R的作用在于^[32]：联合治疗可有效保证超保护通气策略的实施，并通过降低潮气量，进一步降低平台压，使得应用PEEP改善氧合的空间更大。2013年一项前瞻性随机对照研究入选了所有P/F≤200的ARDS患者，随机分为超保护通气策略（3 ml/kg）+ECCO₂R组及肺保护性通气策略组（6 ml/kg），结果显示：对于病情较轻（P/F≤150）的患者，ECCO₂R并不影响撤机成功率，而对于病情较重（P/F>150）的患者，ECCO₂R可增加撤机成功率并改善60 d无机械通气时间；此外，ECCO₂R也可有助于减轻肺损伤^[33]，但此项研究病例数少，需要更多的RCT研究评价ECCO₂R对ARDS的有效性及安全性。

总之，ARDS呼吸支持策略与方式十分丰富，把握其应用指征尤为重要。尽管目前证实肺保护性通气策略可降低ARDS病死率，但对于重度ARDS仍需联合其他通气策略，包括改善肺病变均一性的策略及肺休息策略。而个体化通气的观念及深入理解ARDS的病理生理和各种支持方式的生理学效应，是准确把握这些支持方式的根本及改善ARDS预后的关键。

［分享与收藏]