机械通气所致急性肺损伤的研究进展*

刘志群 常龙海 戚志超 梅全喜 朱小兵

机械通气所致急性肺损伤的研究进展*

刘志群①常龙海①戚志超①梅全喜①朱小兵①

机械通气的应用越来越广泛，为促进其合理有效应用于临床，本文通过检索国内外相关文献对机械通气所致肺损伤的发病机制、影响因素、治疗方法进行归纳、分析综合，为更深入的研究和临床应用提供重要依据。

急性肺损伤； 机械通气； 研究进展

机械通气是在临床对于重急症患者的施救过程中必不可少的治疗手段之一，目前应用于临床已有数十年历史，但直到1974年Webb和Tierney[1]首先发表了有关MV所致VILI的实验报告，他们发现当通气压力达到45 cm H2O时大鼠很快发生致命性肺气肿[1]。才使人们认识到MV本身是个双刃剑。随着研究的不断深入[2]，发现即使通气压力在正常范围内（25~30 cm H2O）也会引起肺泡毛细血管通透性增高及肺损伤，即机械通气所致的肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI），本文针对机械通气引发急性肺损伤目前的研究进展，现综述如下。

1 机械通气致VILI的分类

1.1 肺气压伤（barotraumas） 肺气压伤指肺泡及其周围血管组织间隙压力指数增大及纵隔内平均压力低于肺实质周围压力，使肺泡破裂进而形成肺气肿并气体沿支气管血管鞘通路流入纵隔[3]，引发纵隔气肿，从而进入肺动脉循环体系引起气体栓塞，形成张力性气胸，为较严重的并发症，Sandur等研究表明，跨肺泡压（Ptp）是真正决定肺泡与周围血管组织间隙压力指数的最重要指标，其中Ptp与Pplat、Ppl间关系公式为，Ptp=Pplat-Ppl，在Ppl较稳定时，Pplat是产生气压伤的决定性因素，在当Ptp介于22.1~25.8 mm Hg之间或Pplat介于25.8~29.5 mm Hg时，发生肺泡外气体的可能性则明显增加。

1.2 肺容积伤（volutrauma） 容积伤是指在高吸气峰压（PIP）时所诱发的肺泡和肺微血管的弥漫性损伤[4]，在Webb和Tierney的动物实验中，对大鼠予以三种不同水平的PIP通气，结果显示13~35 min时，30 cm H2O组及45 cm H2O组均发生肺水肿，且1 h后结果显示45 cm H2O组严重程度>30 cm H2O组，而14 cm H2O组则无异常发现。通过微观得出随着PIP的增高，肺泡上皮细胞发生破裂伴通透性增强，形成肺水肿，同时因基底膜及肺泡上皮细胞被破坏，使肺泡毛细血管屏障受损，毛细血管通透性亦随之增强，有小分子物质大量渗漏，也加重了引发肺气肿的可能性。

1.3 生物损伤 指在进行机械通气时，所用外力如肺部牵张力过度等刺激肺泡细胞，促进炎性因子及炎性介质释放增多[5]，从而刺激自身免疫应答反应过于剧烈，如白细胞过多聚集于肺部等，从而引发损伤。

1.4 肺不张伤（atelectrauma） 肺不张伤指在临床机械通气施治时，呼气末肺内压力过低，加重原有肺部损伤程度，亦称为低容量肺损伤。

2 病因

2.1 潮气量 因急性肺损伤患者 肺泡发生塌陷，肺部容积减少，在予以大量潮气通气时，会发生肺泡承受局部剪切力作用，加重肺部原有损伤。

2.2 吸入氧浓度 在短时间若氧浓度大量增加，会使自由基与细胞因子合成量增加，进而加重肺损伤

3 治疗方法

3.1 无创机械通气 无创机械通气（noninvasive ventilation，NIV）是指通过鼻罩或口鼻面罩实施的机械通气，在治疗慢性阻塞性肺疾病和心源性肺水肿导致的急性呼吸衰竭的疗效是肯定，目前临床应用也较为广泛。王国君[6]观察了无创机械通气治疗严重胸外伤后急性肺损伤，对照组患者给予常规鼻导管吸氧；观察组经鼻（面）罩给予呼吸机进行辅助通气，参数设定：常用模式为吸气相压力（IPAP）2~16 cm H2O，呼气相压力（EPAP）2~6 cm H2O，最大 IPAP时间（IPAPmax）3.0 s，呼吸频率（BPM）10~15次/min，呼吸比（I:E）10%~90%。结果观察组的总有效率为94.4%，对照组的总有效为73.5%，比较差异有统计学意义（P<0.05）。观察组患者出现1例口干及1例胃胀气患者，不良反应症状均较轻微，可自行缓解，对照组仅1例发生口干，比较差异无统计学意义。

3.2 有创机械通气 （1）保护性肺通气策略：保护性肺通气策略的实质是限制机械通气时的潮气量（TV）和气道压力，以减轻肺过度充气；同时允许动脉血二氧化碳分压（PaCO2）升高到一个较高的水平；同时给予一个较高水平的呼气末正压（PEEP）以改善肺顺应性。郭丹[7]运用肺保护性机械通气治疗重症急性胰腺炎，通气参数设置为吸气相压力（IPAP）<30 cm H2O，允许性高碳酸血症通气（潮气量4~7 ml/kg），呼气末通气压力（PEEP）5~10 cm H2O，呼吸比（I:E）1.1:1~2:1，机械通气时间72~168 h。观察50例患者，5例因严重低氧血症不能纠正最终导致死亡，45例治愈出院，即死亡率10%，治愈率90%。（2）肺复张策略（recmitmentmaneuver，RM）：RM是为纠正低血氧症，保证呼气末通气压力，它是一种促使萎缩肺泡复张，改善ALI/ARDS肺的顺应性，改善组织氧合，减轻肺损伤的方法，常与保护性肺通气策略联合应用。刘于红等[8]采用肺复张与小潮气量机械通气的联合应用，研究了海水淹溺致急性肺损伤兔的氧合及呼吸力学的影响。具体方法是小潮气量通气后给予肺复张，小潮气量机械通气：模式VC，潮气量6 ml/kg，呼吸频率（BPM）30次/min，吸入氧浓度（FiO2）40%，I:E=1:2，呼吸末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）0 mm Hg，连续时间3 h。通气后实施RM，方法：持续气道正即气道正压2.94 kPa，时间为20 s。结果，RM组PaO2在各观察点明显改善，RM组在复张后15 min和30 min PaCO2高于对照组；平台压（Pplat）降低、静态顺应性（Crs，stat）增加，15 min平均动脉压下降，1 h后基本恢复基础水平[9]；复张过程中，心率增加、血压下降，30~90 s恢复，在15 min时RM组心率较对照组低；以上结果与对照组比较差异有统计学意义（P<0.05）。RM组肺高分辨率CT浸影吸收好于对照组，无气压伤。提示肺复张联合小潮气量通气时一种安全有效的机械通气方法，RM的应用对于肺损伤的治疗有很好的辅助和改善作用[10]。

3.3 药物治疗 （1）前列腺素E1（PGEl）可直接作用于血管平滑肌，减少减少血栓素A2（TXA2）对肺循环的刺激，同时使气道阻力降低改善肺部通气量[11]。（2）溴环己胺醇可以显著抑制肺泡巨噬细胞及嗜中性粒细胞释放氧自由基，并抑制磷脂酶A2活性。（3）乌司他丁为人体尿液提取物之一，可抑制多种炎性递质的释放，从而使中性粒细胞在肺泡细胞周围的集聚减少[12]。

4 小结

多年以来，许多专家学者对VILI进行了不同层次的探索。其发生机制以及相应的一些保护性通气策略措施或者药物预防治疗方面都有很多的研究，在一定程度上减轻了VILI的严重程度，但是远未达到满意效果。因此，深入研究VILI的发生机制，寻找有效防治VILI的新策略，VILI的防治，机械通气呼吸机参数的设置，药物的预处理对VILI的影响，仍然是当前危重病学的研究热点和迫切任务，有待于进一步深入地研究。

[1] Liao P H，Whitehead T，Evans T，et al.Ventilator-associated lung injury[J].Lancet，2003，361（25）：332-340.

[2] 张新日，徐永健.机械通气所致肺损伤的概念和发生机制[J].国外医学：呼吸系统分册，2004，24（3）:119-121.

[3] 陈惠香，谢俊然，方向明.呼吸机所致肺损伤的炎症机制与治疗进展[J].国外医学：麻醉学与复苏分册，2003，24（3）：187-190.

[4] 牟戎，吕国义，Rong M U，等.机械通气所致肺损伤研究进展[J].医学综述，2009，15（10）:1535-1539.

[5] 刘庆辉，俞森洋.机械通气所致肺损伤的发病机制[J].医学综述，2001，7（10）:629-633.

[6] 王国君.无创机械通气治疗严重胸外伤后急性肺损伤的可行性和安全性评价[J].吉林医学，2011，32（3）：441-442.

[7] 郭丹.肺保护性机械通气治疗重症急性胰腺炎并发急性肺损伤的系统回顾[J].中国医学创新，2011，8（2）：159-160.

[8] 刘于红，韩志海，段蕴铀，等.肺复张联合小潮气量机械通气对海水淹溺致急性肺损伤兔氧合的影响[J].中国航海医学与高气压医学杂志，2010，17（4）：193-196.

[9] 郑平，郭宇红，孙先军，等.呼吸机正压通气致急性肺损伤的实验研究[J].中国危重病急救医学，2007，19（9）:554-555.

[10] 赖添顺，郭振辉，蔡绍曦，等.不同潮气量联合呼气末正压机械通气对急性肺损伤犬肺的影响[J].中国呼吸与危重监护杂志，2009，8（1）:43-47.

[11] Gilissen A，Nowak D.Characterization of N-acetylcysteine and ambroxol in anti-oxidant thempy[J].Respir Med，1998，92（2）：609-623.

[12] 尹勇，高乃荣，李兆丽.乌司他丁对急性坏死型胰腺炎大鼠肺损伤的保护作用[J].世界华人消化杂志，2002，10（5）：558-561.

10.3969/j.issn.1674-4985.2012.34.108

广东省中医药局科技项目（编号：20112051），中山市科技计划项目（编号：20113A066）

①广州中医药大学附属中山医院 广东 中山 528400

刘志群

2012-07-24） （本文编辑：李静）