急性呼吸窘迫綜合征的右心保護性通氣策略

安連朝，栗小提，瞿海龍

對急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的治療，從早期的大潮氣量通氣到保護性通氣，從高頻率的自主呼吸保留到神經肌肉阻滯劑的應用、俯臥位通氣的實施，以及體外膜肺的肺休息策略，治療手段不斷更新。而ARDS的死亡率并無明顯下降，仍高達40%左右[1]。臨床對ARDS的更多關注于其所致的呼吸衰竭，往往忽視了其血流動力學的異常。ARDS病人常伴有肺循環功能紊亂，可導致肺血管阻力(pulmonary vascular resistance，PVR)增加，進而引發肺動脈高壓、急性肺源性心臟病(ACP)[2]。從20世紀80年代已有學者開始關注ARDS時右心衰竭的發生機制。機械通氣作為治療中度、重度ARDS的常規手段，其可降低右心前負荷，增加右心后負荷，使右心功能進一步惡化[3]。因此，ARDS治療不僅僅應關注氧合狀態的改善，而更需加強右心保護。

1 ARDS右心衰竭病理生理機制

ARDS時有多種機制參與了肺循環的破壞，如缺氧性肺血管收縮、血管收縮介質的釋放、血管外肺水的壓迫、肺微血栓形成以及肺血管的重構，這些因素均可導致PVR升高、肺動脈高壓，使右室后負荷過重，出現右心衰竭[4]。肺動脈高壓是ARDS導致血流動力學異常的基本特征，是ACP形成的解剖條件。

除ARDS本身因素以外，不恰當的機械通氣不僅可導致呼吸機相關肺損傷，而且可以進一步惡化右心功能。正常呼吸時引起肺肺組織擴張的真正力量為跨肺壓(肺內壓與胸腔內壓之差)，又稱之為應力?！皨雰悍巍焙晚槕越档褪茿RDS的病理生理特點，這類病人實施機械通氣時，常規潮氣量(8～10 mL/kg)即可引起應力明顯升高。過高的肺應力會引起肺泡過度擴張，壓迫肺毛細血管，致使PVR增加、右心射血量減少。小潮氣量通氣可減少肺泡的過度擴張，降低肺血管壓迫，是目前推薦的通氣策略[5]。應力的計算需預知胸腔內壓，食管壓作為反映胸腔內壓的一個指標，其準確性得到多數學者認可。然而測量食管壓需要特定的呼吸機品牌和較高的材料費用，基層醫院應用受到限制。臨床上通常將平臺壓作為評估肺應力的方法，其反映的是吸氣末時肺泡內壓力。將平臺壓控制在低于27 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)是低應力通氣策略之一，可明顯降低ACP的發生率[6]。然而平臺壓與應力之間匹配并非完美，因為平臺壓將胸壁的順應性納入其中。對于肥胖的病人也許平臺壓很高，而真正作用于肺的應力卻不高，此時用平臺壓作為通氣指導，可導致肺泡不能被有效復張，出現低氧血癥。近年來提出的以驅動壓為指導的保護性通氣策略正受到關注，其反映通氣過程中跨呼吸系統靜態壓力增加的程度。驅動壓等于平臺壓減去呼氣末正壓(positive end expiratory pressure，PEEP)，即潮氣量與呼吸系統順應性的比值。當驅動壓小于18 cmH2O時，病人存活率明顯增加，當驅動壓明顯升高時，病人發生ACP的概率升高，存活率下降[7]。

肺充氣后對肺間質血管與肺泡周圍血管的作用是不一樣的，致使肺容積與PVR之間呈“U”型曲線關系。肺泡膨脹不良與肺泡過度膨脹，都會導致PVR升高，影響右心功能。因此，在ARDS病人實施機械通氣時需在肺泡復張和過度充氣之間尋找一個平衡點，以實現一個最低的PVR。ARDS病人肺部病變不均一，正常肺組織與病變肺組織交織存在，通氣時需評估肺的可復張性，防止不恰當通氣導致的右心損害[8]。當應用很高的PEEP實施肺復張時，塌陷區域的肺泡可能會被充盈，而正常區域的肺泡就會過度膨脹；而應用較低的PEEP時，雖然不會出現肺泡過度擴張，但重力依賴區肺泡就會出現膨脹不良，根據“U”型理論，這兩種情況均會PVR增加，加重右心功能的損害。

另一引起肺動脈高壓的因素為二氧化碳分壓升高，其機制為高碳酸血癥時由存在酸中毒，會引起肺部血管的收縮。ARDS產生二氧化碳潴留通常有兩方面的因素，即小潮氣量通氣與肺泡死腔的增加。而肺泡死腔量的增加與病人的臨床預后是相關的，死腔越大，病人死亡率越高[9]。有研究顯示，對ARDS病人實施保護性通氣時發生ACP的危險因素與肺炎導致的ARDS、氧合指數(氧分壓/吸氧濃度)<150mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、二氧化碳分壓≥48 mmHg、驅動壓≥18 cmH2O因素相關[10]。

2 ACP的診斷及對ARDS預后的影響

肺動脈漂浮導管是診斷ACP的“金標準”，通過肺動脈壓監測、心排血量的測定評估右心功能。隨著床旁超聲心電圖在重癥監護室(ICU)的廣泛應用，應用超聲進行床旁評估簡便易行。對于機械通氣病人，經食管超聲獲取的圖像要比經胸超聲清晰。ACP時由于右室急性擴張，在收縮末期室間隔發生矛盾運動，突向左室，在超聲上形成“D”字征(見圖1)[11]。如果在舒張末期右室面積明顯大于左室，提示ACP已經很嚴重。

圖1 ACP的經食管超聲檢測結果[A：食管中段四腔心，右心室嚴重擴張、右心房壓力升高致使房間隔突向左心房；B：經胃短軸切面，室間隔矛盾運動(箭頭所示)，左心室形成“D”字征。RA：右心房；LA：左心房；RV：右心室；LV：左心室]

由于保護性通氣策略的實施，ACP在ARDS病人的發生率較前明顯下降。通過食管超聲監測中度、重度ARDS病人，發現ACP的發生率約為22%，與既往流行病學研究結果[12]相一致。與無ACP病人相比，繼發ACP的ARDS病人心臟指數更低、休克發生率更高、血管活性藥物的需要量更大[13]。盡管多數學者認為ACP是ARDS病人的獨立死亡危險因素，然而有些研究卻提出ARDS合并ACP的死亡率并沒有增加[14]。Mekontso等[10]的研究雖然總體上來看合并ACP的ARDS病人與未合并ACP病人死亡率比較差異無統計學意義，但進一步亞組分析發現存在嚴重ACP的病人死亡率明顯升高，造成無統計學差異的原因是合并ACP組病人實施了俯臥位通氣，同時該研究發現，如果具備ACP 4個危險因素(肺炎導致的ARDS、氧合指數<150 mmHg、二氧化碳分壓≥48 mmHg、驅動壓≥18 cmH2O)之一，ACP的發生率小于10%，如果4個危險因素均具備，那么ACP的發生率就會高達75%。因此，以4個危險因素對病人進行評分(0～4分)，可用于評估病人發生ACP的危險性。對檢出的高危病人，需及早實施食管超聲監測，進行早期干預，以防止右心衰竭的發生。

3 右心保護性通氣策略

機械通氣的ARDS病人，實施右心保護性通氣策略：通過限制平臺壓與驅動壓降低肺的應力、提高氧合改善缺氧性肺血管收縮、降低二氧化碳分壓。當然在臨床實施過程中，3個目標之間可能會存在矛盾，此時應用俯臥位通氣可能會更加有效。潮氣量與PEEP設置時需保障平臺壓小于27 cmH2O，驅動壓小于18 cmH2O。最佳PEEP的設置一直存在爭議，但從理論上講應該滿足以下兩點：病人可取得最好的氧合狀態，同時并不降低呼吸系統的順應性[15]，這樣才會在肺復張與過度擴張之間尋找到平衡點，防止右心損傷。

ARDS時允許性高碳酸血癥并非治療目標，而是實施小潮氣量通氣不可避免的后果。當二氧化碳分壓明顯升高時就會引起ACP，因此，在通氣過程中需將二氧化碳分壓控制在小于48 mmHg[16]。為了降低高碳酸血癥，采取提高呼吸頻率的方法需謹慎，因為高呼吸頻率可導致內源性PEEP和肺泡過度充氣，不僅不能清除二氧化碳，而且還會損害右心功能[17]。這就是在ARDS病人通氣過程中需密切監測PEEP的原因。使用伺服型濕化器、減少呼吸管路的死腔，對于降低高碳酸血癥有益。

對ARDS病人實施俯臥位通氣不僅可實現肺泡的復張，而且還可起到肺臟和右心的雙重保護作用。PROSEVA研究發現對ARDS病人實施俯臥位通氣后病死率得到明顯下降，而這種死亡率的下降與病人的換氣功能改善、氧合指數提高、二氧化碳分壓下降并無相關性[18]。同時該研究顯示，俯臥位通氣可降低病人28 d的猝死率和心力衰竭發生率。根據這些結果分析，這樣良好的效果很可能來源于俯臥位通氣對血流動力學的正面效應。其機制考慮與以下兩方面有關：首先，俯臥位通氣能夠降低肺部感染發生，減輕全身炎癥反應，進而減少炎性介質對心肌的毒害作用[19]；其次，俯臥位通氣可降低右心的后負荷。俯臥位通氣使肺部病變均一，用于肺復張的PEEP水平降低，重力依賴區的驅動壓下降，二氧化碳潴留減輕，這些因素均可使右心后負荷下降[20]。

4 右心保護的新觀點

嚴格控制二氧化碳分壓是右心保護通氣策略之一，然而對于有些病人在實施機械通氣時卻很難達到，高碳酸血癥時有發生。對于這類病人應用體外二氧化碳清除(ECCO2R)技術是一種有效辦法。動物實驗表明，對存在呼吸性酸中毒的ARDS模型實施靜脈-靜脈ECCO2R，將二氧化碳分壓維持在正常水平，可降低肺動脈壓、提高右室功能[21]。在機械通氣時希望能夠通過呼吸機參數設置，使塌陷的肺泡復張，又不致使正常肺泡過度擴張，這在臨床評判中的確很困難。肺部CT是目前可接受的評判標準，然而ARDS病人多病情危重，實施CT檢查存在很多風險，床旁超聲只能評估肺復張，不能監測到肺泡過度膨脹。近年來提出的依據壓力-時間曲線測定的應力指數，能夠為呼吸機合理參數的設置提供有益幫助，指導醫務人員對病人肺部情況做出正確評估[22]。

ARDS對右心的損害已引起臨床廣泛關注，心肺緊密相關，在實施機械通氣時需心肺兼顧，改善病人預后，降低死亡率。