引用本文： 冉燕妮, 吴彬, 王兵. 应用食管压与氧合法指导创伤性急性呼吸窘迫综合征患者机械通气呼气末正压选择的比较研究. 中国呼吸与危重监护杂志, 2015, 14(6): 565-568. doi: 10.7507/1671-6205.2015137 复制
创伤后多器官功能衰竭是导致创伤患者死亡的重要病因之一，急性呼吸窘迫综合征(ARDS)则是创伤后最常见的器官功能衰竭。ARDS目前重要的机械通气策略是肺保护性通气策略，足够的呼气末正压(PEEP)是维持肺泡开放的关键[1]，但过高的PEEP可能造成已经复张的肺泡过度膨胀产生呼吸机相关性肺损伤(VILI)，PEEP过低又不足以阻止可复张的肺泡在呼气期塌陷，根据急性呼吸窘迫综合征协作网(ARDSNet)方法选择PEEP是最常用的方法，但未考虑到患者的呼吸力学特征。初步研究表明，食管压指导的PEEP选择个体化调节患者的呼吸力学特征，对于急性肺损伤(ALI)患者可能有益[2]。但对于创伤性ARDS患者应用食管压指导PEEP选择的意义尚不明确。本研究拟在创伤性ARDS患者置入食管气囊导管，观察根据食管压选择的PEEP与根据传统ARDSNet方法选择的PEEP水平、呼吸力学、呼气跨肺压等指标的差异，为食管压在创伤性ARDS患者中的应用提供依据。
对象与方法
一 对象
2013年9月至2015年3月收住厦门市第三医院重症监护病房的创伤性ARDS患者12例，入选标准：创伤后符合2012年ARDS柏林诊断标准，损伤严重度评分(ISS)评分>16分。排除标准：怀孕或哺乳期妇女；年龄低于18岁；重度颅脑损伤患者格拉斯哥昏迷评分(GCS)<8分；血流动力学不稳定患者；预计24 h内死亡患者；其他不适合放置食管气囊导管患者。入选的时间：创伤患者经液体复苏、确定性手术处理血流动力学稳定后入组。入选患者均为男性，平均年龄(37.2±11.4)岁，急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)评分(14.4± 6.1)分，ISS评分(29.8±9.6)分，氧合指数(PaO2/FiO2)(227.25±69.64) mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。12例均为创伤后患者，其中高处坠落伤4例(33.33%)，车祸伤8例(66.67%)。入组者均有肺挫伤并发呼吸衰竭。合并颅脑损伤2例(16.67%)，腹部脏器损伤5例(41.67%)，二者合并1例(8.33%)。12例患者均给予经口气管插管，Hamilton G5呼吸机(瑞士Hamilton公司)辅助呼吸。
二 方法
1.血流动力学及呼吸力学监测：12例患者均给予右侧颈内静脉或锁骨下静脉穿刺放置中心静脉导管，并接监护装置，连接监护仪(Draeger，美国)，测中心静脉压。右侧桡动脉置管，监测有创动脉压，输液泵控制输液速度70 mL/h，维持血压。经右股动脉监测平均动脉压。由Hamilton G5呼吸机监测气道峰值压力、气道平台压力、平均气道压、食管压力、呼气末跨肺压、吸气末跨肺压和肺静态顺应性。经右股动脉置管抽取动脉血，血气分析仪(美国IL公司GEM Premier3000)测定动脉血pH、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)，并计算PaO2/FiO2。
2.食管测压管置入方法：所有患者均取仰卧位，床头抬高30°，将食管气囊导管(瑞士Hamilton公司)前端涂少许石蜡油，经患者鼻腔插入食管，置入深度约40 cm，将导管另一端通过三通、硬质压力延长管与Hamilton G5呼吸机辅助压力监测端口连接，通过三通连接口向导管气囊内注入5 mL空气，回抽4 mL后，观察呼吸机显示屏辅助压(食管内压)波形，可见与呼吸相关的压力波动，将导管逐渐外撤直至压力波动消失，表明气囊在食管中下段。
3.步骤及参数设置：根据患者最佳PEEP滴定方法的不同，分为食管压组和ARDSNet组。给予患者丙泊酚50~100 mg/h，咪达唑仑3~6 mg/h，枸橼酸芬太尼 60~100 μg/h持续泵入。充分镇静和麻醉后，应用控制性肺膨胀法(SI)，维持30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)气道压30 s，以标准化肺容积的初始状态，潮气量设置6~8 mL/kg理想体重。食管压组PEEP根据食管压进行调节，即PEEP由 5 cm H2O先增至8 cm H2O，随后每次递增2 cm H2O，PEEP值最大不超过20 cm H2O，同时测定食管压力，选择使呼气末跨肺压保持在0~10 cm H2O的最小PEEP值为最佳PEEP，维持最佳PEEP 3 min后查动脉血气分析。ARDSNet组根据吸入氧浓度和氧合指标调节PEEP值。机械通气目标为PaO2达到60~120 mm Hg 或脉搏血氧饱和度达90%~100%。
三 统计学处理
所有数据均采用SPSS 18.0 软件包进行统计分析。计量资料采用
结果
一 食管压组与ARDSNet组指导创伤性ARDS患者PEEP设置情况
同一患者采取两种不同方法设置PEEP，因而年龄、性别、APACHEⅡ评分、血流动力学情况等指标差异均无统计学意义，达到目标氧合时的动脉血气分析见表 1。食管压组PEEP值(10.98±4.36) cm H2O明显高于ARDSNet组(7.13±2.01) cm H2O，差异有统计学意义(P=0.000)，结果见表 2。在48次测量中，PEEP≥12 cm H2O者中食管压组有25次(52.1%)，ARDSNet组仅1次。两组在入组0 h时PEEP值差异无统计学意义(P=0.200)；而在24、48及72 h食管压组PEEP值明显高于ARDSNet组，差异有统计学意义(P值分别为0.038、0.002和0.001)，结果见表 3和表 4。而食管压组0、24、48及72 h时段间设置的PEEP值差异均无统计学意义(P>0.05)。ARDSNet组0、24、48及72 h时段间设置的PEEP值亦均无统计学差异 (P>0.05)。食管压组气道峰压(24.69±5.30) cm H2O 高于ARDSNet组(20.85±3.28) cm H2O，差异有统计学意义(P=0.000)；而两组在肺顺应性方面无明显差异(P=0.388)，结果见表 2。
表1
动脉血气分析(mm Hg，
表2
食管压组与ARDSNet组PEEP、呼气末跨肺压、气道峰压、肺顺应性变化(
表3
食管压组在不同治疗时间PEEP值、呼气末跨肺压变化(cm H2O，
表4
ARDSNet组在不同治疗时间PEEP值、呼气末跨肺压变化(cm H2O，二 食管压与ARDSNet法指导创伤性ARDS患者PEEP时呼气末跨肺压情况。
食管压组呼气末跨肺压均≥0 cm H2O，而ARDSNet组在48次测量中有35次(73%)呼气末跨肺压<0 cm H2O,最低值为-12.7 cm H2O，13次(27%)呼气末跨肺压>0 cm H2O的情况主要集中在ARDSNet组滴定的PEEP值高于食管压组的患者，ARDSNet组PEEP值增加(3±0.93)cm H2O。食管压组呼气末跨肺压(0.71±0.62) cm H2O与ARDSNet组(-2.29±3.49)cm H2O差异有统计学意义(P=0.000)。结果见表 2。
讨论
创伤性ARDS患者机械通气时设置合适的PEEP至关重要。PEEP可使ARDS患者肺内气体分布更均匀，使陷闭的肺组织减少，是肺保护策略的重点。但最佳PEEP如何设置仍有争议，低水平PEEP不能使塌陷的肺泡完全打开，缺氧得不到改善；高水平PEEP，则可引起肺泡过度膨胀，使肺内压增高，静脉回流受阻，心排出量降低并导致低氧血症[3]。目前公认的ARDSNet选择PEEP的方法是根据吸氧浓度来选择的，未考虑到患者的呼吸力学特征，而创伤性ARDS患者常常合并头颅、胸、腹腔脏器、骨折等损伤。多数患者存在腹胀，腹腔内压力增加等情况，而引起胸腔压力升高，此时可能需要较高的PEEP来抵消这种效应[4-5]。如仅仅根据ARDSNet选择PEEP可能造成呼气末肺泡塌陷，严姝瑛等[6-7]研究发现ALI伴腹高压时可引起呼吸生理严重不协调，胸壁顺应性显著下降，同时引起跨肺压进一步下降，而PEEP水平的不断增加可显著改善呼吸机能，且对血流动力学无特殊影响。然而在ARDSNet进行的一项研究(ALVEOLI)未能证实高PEEP对ARDS患者在降低VILI方面的益处，Grasso等[8]推测原因为该研究方案没有针对每例患者呼吸系统情况个体化设置PEEP水平。他们对19例ARDS患者进行研究发现应用较高水平PEEP的结果存在很大变异度，19例中只有9例(47.37%)获得理想的反应，由此认为只有识别出需要高水平PEEP的患者，才能从中获益。
食管压通过测量胸膜腔内压计算跨肺压，跨肺压是使肺膨胀的直接动力，跨肺压=肺泡内压-胸膜腔内压，包括吸气跨肺压和呼气跨肺压，设置合理的吸气跨肺压能避免肺泡过度膨胀，减轻容积伤，设置合理的呼气跨肺压可以避免呼气末肺组织塌陷，减少萎陷伤，达到对ARDS患者的个体化治疗。但是直接测量胸膜腔内压是有创的，临床极少应用。Buytendi[9]证明用食管压代替胸腔内压是可能的。Higgs等[10]通过对10例ASA全麻患者进行俯卧位时阻塞测试，发现食管气囊技术可以准确测量胸膜压力变化。2008年Talmor等[2]发现食管压指导PEEP设置的方法，可能改善ALI患者的氧合、降低死亡率。但在创伤性ARDS患者食管压指导PEEP选择的方法与作用尚不明了。
本研究发现在达到相同的氧合目标前提下，在48次测量中食管压组的呼气末跨肺压均为正值，而ARDSNet组73%呼气末跨肺压均小于0 cm H2O，表明ARDSNet法常低估了胸腔内压力，即肺泡内压或气道内压小于胸膜腔内压，肺泡存在持续的周期性呼气末肺单位塌陷。呼气末跨肺压负值越小造成的损伤越大，此时肺泡容易塌陷，在下一次吸气时开放易造成肺泡剪切力损伤，同时在开放肺泡与关闭肺泡之间也可产生剪切力损伤。有研究表明，气道峰压30 cm H2O时，塌陷肺泡与开放肺泡之间的剪切力可以达到140 cm H2O[11]。基于本研究结果提示，通过食管压计算跨肺压，对于重症创伤性ARDS患者，尤其是合并腹内压增高，肺和/或胸壁顺应性下降的患者，食管压可以个体化指导创伤性ARDS患者机械通气PEEP设置，识别出能从高PEEP中获益的患者，在改善氧合的同时保证呼气末跨肺压大于0 cm H2O，可能更符合患者需要。但本研究样本量较小，仍需要大样本多中心的临床研究进一步证实。
创伤后多器官功能衰竭是导致创伤患者死亡的重要病因之一，急性呼吸窘迫综合征(ARDS)则是创伤后最常见的器官功能衰竭。ARDS目前重要的机械通气策略是肺保护性通气策略，足够的呼气末正压(PEEP)是维持肺泡开放的关键[1]，但过高的PEEP可能造成已经复张的肺泡过度膨胀产生呼吸机相关性肺损伤(VILI)，PEEP过低又不足以阻止可复张的肺泡在呼气期塌陷，根据急性呼吸窘迫综合征协作网(ARDSNet)方法选择PEEP是最常用的方法，但未考虑到患者的呼吸力学特征。初步研究表明，食管压指导的PEEP选择个体化调节患者的呼吸力学特征，对于急性肺损伤(ALI)患者可能有益[2]。但对于创伤性ARDS患者应用食管压指导PEEP选择的意义尚不明确。本研究拟在创伤性ARDS患者置入食管气囊导管，观察根据食管压选择的PEEP与根据传统ARDSNet方法选择的PEEP水平、呼吸力学、呼气跨肺压等指标的差异，为食管压在创伤性ARDS患者中的应用提供依据。
对象与方法
一 对象
2013年9月至2015年3月收住厦门市第三医院重症监护病房的创伤性ARDS患者12例，入选标准：创伤后符合2012年ARDS柏林诊断标准，损伤严重度评分(ISS)评分>16分。排除标准：怀孕或哺乳期妇女；年龄低于18岁；重度颅脑损伤患者格拉斯哥昏迷评分(GCS)<8分；血流动力学不稳定患者；预计24 h内死亡患者；其他不适合放置食管气囊导管患者。入选的时间：创伤患者经液体复苏、确定性手术处理血流动力学稳定后入组。入选患者均为男性，平均年龄(37.2±11.4)岁，急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)评分(14.4± 6.1)分，ISS评分(29.8±9.6)分，氧合指数(PaO2/FiO2)(227.25±69.64) mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。12例均为创伤后患者，其中高处坠落伤4例(33.33%)，车祸伤8例(66.67%)。入组者均有肺挫伤并发呼吸衰竭。合并颅脑损伤2例(16.67%)，腹部脏器损伤5例(41.67%)，二者合并1例(8.33%)。12例患者均给予经口气管插管，Hamilton G5呼吸机(瑞士Hamilton公司)辅助呼吸。
二 方法
1.血流动力学及呼吸力学监测：12例患者均给予右侧颈内静脉或锁骨下静脉穿刺放置中心静脉导管，并接监护装置，连接监护仪(Draeger，美国)，测中心静脉压。右侧桡动脉置管，监测有创动脉压，输液泵控制输液速度70 mL/h，维持血压。经右股动脉监测平均动脉压。由Hamilton G5呼吸机监测气道峰值压力、气道平台压力、平均气道压、食管压力、呼气末跨肺压、吸气末跨肺压和肺静态顺应性。经右股动脉置管抽取动脉血，血气分析仪(美国IL公司GEM Premier3000)测定动脉血pH、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)，并计算PaO2/FiO2。
2.食管测压管置入方法：所有患者均取仰卧位，床头抬高30°，将食管气囊导管(瑞士Hamilton公司)前端涂少许石蜡油，经患者鼻腔插入食管，置入深度约40 cm，将导管另一端通过三通、硬质压力延长管与Hamilton G5呼吸机辅助压力监测端口连接，通过三通连接口向导管气囊内注入5 mL空气，回抽4 mL后，观察呼吸机显示屏辅助压(食管内压)波形，可见与呼吸相关的压力波动，将导管逐渐外撤直至压力波动消失，表明气囊在食管中下段。
3.步骤及参数设置：根据患者最佳PEEP滴定方法的不同，分为食管压组和ARDSNet组。给予患者丙泊酚50~100 mg/h，咪达唑仑3~6 mg/h，枸橼酸芬太尼 60~100 μg/h持续泵入。充分镇静和麻醉后，应用控制性肺膨胀法(SI)，维持30 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)气道压30 s，以标准化肺容积的初始状态，潮气量设置6~8 mL/kg理想体重。食管压组PEEP根据食管压进行调节，即PEEP由 5 cm H2O先增至8 cm H2O，随后每次递增2 cm H2O，PEEP值最大不超过20 cm H2O，同时测定食管压力，选择使呼气末跨肺压保持在0~10 cm H2O的最小PEEP值为最佳PEEP，维持最佳PEEP 3 min后查动脉血气分析。ARDSNet组根据吸入氧浓度和氧合指标调节PEEP值。机械通气目标为PaO2达到60~120 mm Hg 或脉搏血氧饱和度达90%~100%。
三 统计学处理
所有数据均采用SPSS 18.0 软件包进行统计分析。计量资料采用
结果
一 食管压组与ARDSNet组指导创伤性ARDS患者PEEP设置情况
同一患者采取两种不同方法设置PEEP，因而年龄、性别、APACHEⅡ评分、血流动力学情况等指标差异均无统计学意义，达到目标氧合时的动脉血气分析见表 1。食管压组PEEP值(10.98±4.36) cm H2O明显高于ARDSNet组(7.13±2.01) cm H2O，差异有统计学意义(P=0.000)，结果见表 2。在48次测量中，PEEP≥12 cm H2O者中食管压组有25次(52.1%)，ARDSNet组仅1次。两组在入组0 h时PEEP值差异无统计学意义(P=0.200)；而在24、48及72 h食管压组PEEP值明显高于ARDSNet组，差异有统计学意义(P值分别为0.038、0.002和0.001)，结果见表 3和表 4。而食管压组0、24、48及72 h时段间设置的PEEP值差异均无统计学意义(P>0.05)。ARDSNet组0、24、48及72 h时段间设置的PEEP值亦均无统计学差异 (P>0.05)。食管压组气道峰压(24.69±5.30) cm H2O 高于ARDSNet组(20.85±3.28) cm H2O，差异有统计学意义(P=0.000)；而两组在肺顺应性方面无明显差异(P=0.388)，结果见表 2。
表1
动脉血气分析(mm Hg，
表2
食管压组与ARDSNet组PEEP、呼气末跨肺压、气道峰压、肺顺应性变化(
表3
食管压组在不同治疗时间PEEP值、呼气末跨肺压变化(cm H2O，
表4
ARDSNet组在不同治疗时间PEEP值、呼气末跨肺压变化(cm H2O，二 食管压与ARDSNet法指导创伤性ARDS患者PEEP时呼气末跨肺压情况。
食管压组呼气末跨肺压均≥0 cm H2O，而ARDSNet组在48次测量中有35次(73%)呼气末跨肺压<0 cm H2O,最低值为-12.7 cm H2O，13次(27%)呼气末跨肺压>0 cm H2O的情况主要集中在ARDSNet组滴定的PEEP值高于食管压组的患者，ARDSNet组PEEP值增加(3±0.93)cm H2O。食管压组呼气末跨肺压(0.71±0.62) cm H2O与ARDSNet组(-2.29±3.49)cm H2O差异有统计学意义(P=0.000)。结果见表 2。
讨论
创伤性ARDS患者机械通气时设置合适的PEEP至关重要。PEEP可使ARDS患者肺内气体分布更均匀，使陷闭的肺组织减少，是肺保护策略的重点。但最佳PEEP如何设置仍有争议，低水平PEEP不能使塌陷的肺泡完全打开，缺氧得不到改善；高水平PEEP，则可引起肺泡过度膨胀，使肺内压增高，静脉回流受阻，心排出量降低并导致低氧血症[3]。目前公认的ARDSNet选择PEEP的方法是根据吸氧浓度来选择的，未考虑到患者的呼吸力学特征，而创伤性ARDS患者常常合并头颅、胸、腹腔脏器、骨折等损伤。多数患者存在腹胀，腹腔内压力增加等情况，而引起胸腔压力升高，此时可能需要较高的PEEP来抵消这种效应[4-5]。如仅仅根据ARDSNet选择PEEP可能造成呼气末肺泡塌陷，严姝瑛等[6-7]研究发现ALI伴腹高压时可引起呼吸生理严重不协调，胸壁顺应性显著下降，同时引起跨肺压进一步下降，而PEEP水平的不断增加可显著改善呼吸机能，且对血流动力学无特殊影响。然而在ARDSNet进行的一项研究(ALVEOLI)未能证实高PEEP对ARDS患者在降低VILI方面的益处，Grasso等[8]推测原因为该研究方案没有针对每例患者呼吸系统情况个体化设置PEEP水平。他们对19例ARDS患者进行研究发现应用较高水平PEEP的结果存在很大变异度，19例中只有9例(47.37%)获得理想的反应，由此认为只有识别出需要高水平PEEP的患者，才能从中获益。
食管压通过测量胸膜腔内压计算跨肺压，跨肺压是使肺膨胀的直接动力，跨肺压=肺泡内压-胸膜腔内压，包括吸气跨肺压和呼气跨肺压，设置合理的吸气跨肺压能避免肺泡过度膨胀，减轻容积伤，设置合理的呼气跨肺压可以避免呼气末肺组织塌陷，减少萎陷伤，达到对ARDS患者的个体化治疗。但是直接测量胸膜腔内压是有创的，临床极少应用。Buytendi[9]证明用食管压代替胸腔内压是可能的。Higgs等[10]通过对10例ASA全麻患者进行俯卧位时阻塞测试，发现食管气囊技术可以准确测量胸膜压力变化。2008年Talmor等[2]发现食管压指导PEEP设置的方法，可能改善ALI患者的氧合、降低死亡率。但在创伤性ARDS患者食管压指导PEEP选择的方法与作用尚不明了。
本研究发现在达到相同的氧合目标前提下，在48次测量中食管压组的呼气末跨肺压均为正值，而ARDSNet组73%呼气末跨肺压均小于0 cm H2O，表明ARDSNet法常低估了胸腔内压力，即肺泡内压或气道内压小于胸膜腔内压，肺泡存在持续的周期性呼气末肺单位塌陷。呼气末跨肺压负值越小造成的损伤越大，此时肺泡容易塌陷，在下一次吸气时开放易造成肺泡剪切力损伤，同时在开放肺泡与关闭肺泡之间也可产生剪切力损伤。有研究表明，气道峰压30 cm H2O时，塌陷肺泡与开放肺泡之间的剪切力可以达到140 cm H2O[11]。基于本研究结果提示，通过食管压计算跨肺压，对于重症创伤性ARDS患者，尤其是合并腹内压增高，肺和/或胸壁顺应性下降的患者，食管压可以个体化指导创伤性ARDS患者机械通气PEEP设置，识别出能从高PEEP中获益的患者，在改善氧合的同时保证呼气末跨肺压大于0 cm H2O，可能更符合患者需要。但本研究样本量较小，仍需要大样本多中心的临床研究进一步证实。
