肺复张对急性呼吸窘迫综合征患者血管外肺水影响的研究进展

顾维立(综述)，陈建荣(审校)

(南通市第一人民医院ICU，江苏 南通 226000)

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是临床最常见的危重症，ARDS发生时激活的各种炎性介质损伤肺泡毛细血管膜，导致血管外肺水(extravascular lung water，EVLW)增加，从而出现肺泡和动脉氧分压梯度增大、肺顺应性降低、肺内分流增加、肺血管阻力变大及通气/血流比例失调等一系列病理生理学改变。根据ARDS的病理生理特征，实施小潮气量肺保护性通气策略可以显著改善ARDS患者的预后，但是小潮气量使部分肺泡已经过度通气，而部分塌陷的肺泡仍不能复张，甚至导致一部分肺泡加速塌陷[1]。因此，在实施肺保护性通气策略的同时，实施肺开放的通气策略是非常必要的。在肺开放概念的指导下提出肺复张策略，对于改善ARDS患者氧合及对EVLW的影响，是目前国内外研究热点。

1 肺复张

肺复张是指在机械通气过程中，施加高呼吸道压力进行短暂肺膨胀，促使塌陷肺泡复张，起到减少分流、改善氧合、减少炎性介质产生和呼吸机相关性肺损伤的作用[2]。

1.1肺复张的方法 肺复张有多种方式，如压力控制换气(pressure control ventilation，PCV)法、呼吸末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)递增法、控制性肺膨胀(sustained inflation，SI)、高频振荡通气等。这些方法的基本原理一致，但其临床效果及其安全性尚无定论。有研究认为，PCV有类似雪崩样的开放肺泡作用和较频繁减速气流冲击，开放肺泡的效果较好；同时有相对较低的平均呼吸道压和短暂压力释放，对血流动力学影响小[3]。

1.2肺复张效果的评价 目前临床常用的评价指标为生理学参数和动脉血气分析指标。吸氧浓度100%、动脉氧分压及二氧化碳分压之和≥400 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时，对应CT显示塌陷肺组织<5%，是ARDS患者最大肺复张的可靠指标[4]。

1.3影响肺复张的因素 包括ARDS病因、病程和严重程度，肺组织的可复张性，实施肺复张的压力、时间、频率，肺复张的手法，患者的体位等。肺复张的效果维持时间有限(有的15～20 min，有的持续4～6 h)[5]，随时间的推移，由于气体吸收，肺泡会再塌陷，而且吸痰等操作也可使复张肺泡再塌陷，因此需要反复实施肺复张。由于ARDS的肺泡塌陷分布不均一，肺复张在开放塌陷肺泡的同时，还存在肺泡过度膨胀和血流动力学不稳的风险。而且，肺复张实施的方式、持续时间、压力水平尚无统一标准。因此，对于ARDS患者如何个体化选择肺复张方法，以达到改善预后的目的，一直存在争议。

2 EVLW

EVLW即肺血管外的液体，由细胞内液、肺间质内液和肺泡内液组成，主要产生于呼吸性细支气管、肺泡上皮及相连的肺泡，由肺泡滤出，然后进入淋巴系统，经肺血管重吸收[6]。通常情况下细胞内液变化较小，肺间质内液和肺泡内液能准确反映肺水肿的严重程度。因此，EVLW的改变与肺水肿的程度具有高度相关性，EVLW增加引起的严重通气/血流比例失调是ARDS顽固性低氧血症的重要原因[7]，EVLW与ARDS患者病情及预后密切相关，是其重要的独立预后指标[8]。

2.1EVLW的影响因素 无论是生理状态还是病理状态，EVLW的清除都有显著意义。生理状态下，完整的EVLW清除对于刚出生婴儿的肺功能转变和保持肺泡腔相对无液体，进行气体交换是非常重要的；病理状态下，对于ARDS后肺泡内液体的积聚也是必不可少的[9]。1982年，Matthay首先提出了EVLW清除的主要机制是主动的离子转运机制，即肺泡内的钠水经肺泡上皮细胞顶膜的阿米洛利敏感上皮钠通道进入肺泡上皮细胞内，再由基底侧钠泵排到肺循环中，这是一个单向过程，结果是肺泡液重吸收。主动清除已经成为目前EVLW清除的主要机制。影响EVLW的因素包括机械通气模式、PEEP水平、心输出量、肺动脉压、液体平衡、肾上腺素能受体激动剂、糖皮质激素、一氧化氮、内皮素受体拮抗剂等。

2.2EVLW的测量 称重法是最早定量测量EVLW的有创方法，是测量EVLW的金标准，但只能用于动物实验。有许多动物实验及临床试验已证实，经肺单一指示剂热稀释法与称重法有良好的相关性[10]，目前已逐步用于ARDS患者EVLW的监测。

3 肺复张对EVLW的影响

3.1动物实验研究 Frank等[11]使用气管内滴注油酸复制的大鼠急性肺损伤模型，使用SI实施肺复张，每30分钟1次，90 min后使用称重法测量EVLW，结果显示EVLW显著下降，不影响肺泡上皮细胞的通透性，提示肺复张主要通过维持肺泡毛细血管壁的完整，降低肺泡毛细血管的通透性，减少血管内液体的渗出，降低EVLW。Luecke等[12]研究PEEP递增法对生理盐水灌洗复制的ARDS绵羊模型作用，发现EVLW随着PEEP的递增(7、14、21 cm H2O，1 cm H2O=0.098 kPa)而显著减少，并与非通气区显著减少密切相关。陈永铭等[13]以肺泡灌洗法复制家兔ARDS模型，探讨肺保护与肺开放通气策略对ARDS家兔模型 EVLW的影响，结果显示实验组(小潮气量+最佳PEEP+SI)在实验后1、2、3 h EVLW显著下降，而对照组(小潮气量+最佳PEEP)仅在实验后1 h显著下降。另有一些动物实验研究也证实了类似结果[14-15]。但Hirakawa等[16]研究认为，SI可以逐步改善严重肺水肿犬模型的氧合功能，EVLW没有变化。

3.2临床实验研究 Constantin等[17]对15例ARDS患者实施肺复张治疗，将PEEP设定于压力-容积曲线环低拐点上10 cm H2O维持15 min，测定肺复张前后肺泡内蛋白浓度的变化，评价EVLW清除效果，结果显示，肺复张效果良好的ARDS患者除改善氧合外，肺水清除在肺复张后1、4 h增加。张建国等[18]对30例ARDS患者肺复张之后的EVLW进行研究，采用SI方式实施肺复张治疗，利用脉搏指示持续心输出量监护仪对EVLW进行监测，结果显示，肺复张组患者在复张后12、24、48、72 h EVLW显著下降。Marchenkov等[19]对74例严重胸部创伤导致的急性肺损伤患者采取PCV方式实施肺复张治疗，每日3次，结果显示，实验组患者的EVLW在复张后6、24、48 h显著降低。李茂琴等[20]选择30例ARDS患者进行研究，采取PCV方式实施肺复张，与以往研究不同的是，实施反复肺复张治疗(2 h 1次，共3次)，结果显示，每次肺复张后10 min及反复肺复张后4 h患者EVLW显著下降，认为反复肺复张联合肺保护性通气可明显提高ARDS患者氧合指数，减少EVLW，同时不加重ARDS的肺损伤。肺复张减少EVLW的机制：①肺复张能保持肺泡开放，避免肺泡的剪切伤，减少肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤，增加肺泡液体的清除；②肺泡开放增加肺水的清除面积；③肺复张时的呼吸道高压可减少肺水形成；④肺泡复张后周围压力增高，可以减少肺水生成。

也有不同研究结果。Toth等[21]对18例ARDS患者实施肺复张治疗，在设定最佳PEEP后采用SI方式实施肺复张，并在实施肺复张后60 min内进行EVLW监测，结果证实ARDS患者氧合明显改善，但EVLW无明显改变，短时间内PEEP大幅度的变化不会影响EVLW。汪宗昱等[22]采用随机对照病例研究方法研究肺复张对EVLW的影响，采用SI方式实施肺复张，结果显示，肺复张组和对照组之间EVLW无明显差异，同时比较两组患者中心静脉压、血浆胶体渗透压、儿茶酚胺类药物(多巴胺、去甲肾上腺素)、氢化可的松以及液体平衡对于EVLW影响，上述因素未影响EVLW形成和吸收，该研究认为肺复张只是起到了改善ARDS患者肺呼吸力学特征的作用，并未对EVLW清除产生影响。

目前有关肺复张影响ARDS患者EVLW的研究结果并不一致，出现差异的原因可能是：①多数研究未对ARDS原发病因进行分类；②研究多集中于病程早期，对于中晚期ARDS患者未能进行研究；③研究所选择的ARDS患者肺水肿的严重程度不一致；④试验所选择的肺复张方法、压力、持续时间、肺复张之后PEEP的不同；⑤测量EVLW的时间点不一致；⑥ARDS治疗过程中所涉及的EVLW影响因素未能完全排除；⑦EVLW升高可以降低肺复张的效果[23]。

Fan等[24]对40项有关ARDS患者实施肺复张试验的结果进行分析研究，认为肺复张后氧合功能有明显改善，不良反应的发生率较低(如气压伤<1%，心律失常<1%)，但未能明显改善ARDS患者预后，肺复张治疗应注意其适应证，不常规推荐应用于所有ARDS患者。在ARDS的临床治疗中，肺复张仍然是常用的治疗手段，可以显著降低ARDS患者难治性低氧血症的发生率，明显改善难治性低氧血症患者的病死率[25]。

4 展 望

肺复张仍然是目前ARDS治疗过程中纠正严重低氧血症和维持PEEP效应的有效手段。目前多数研究认为肺复张可以减低ARDS患者的EVLW，但仍存在争议。肺复张对EVLW的影响及相互作用还需要进一步研究证实。EVLW作为ARDS患者肺水肿的量化指标，对于是否实施肺复张、选择治疗方式、压力水平、持续时间以及使用频率等方面起一定指导作用。目前还需要进行大规模多中心的研究，来进一步明确肺复张对EVLW的作用并阐述其确切作用机制。

[1] Passaro CP,Silva PL,Rzezinski AF,etal.Pulmonary lesion induced by low and high positive end-expiratory pressure levels during protective ventilation in experimental acute lung injury[J].Crit Care Med,2009,37(3):1011-1017.

[2] Aline MA,Rubin L,Denise TF，etal.Effects of Positive End-expiratory Pressure Titration and Recruitment Maneuver on Lung Inflammation and Hyperinflation in Experimental Acid Aspiration-induced Lung Injury[J].Anesthesiology,2012,117(6):1322-1334.

[3] Iannuzzi M,De Sio A,De Robertis E,etal.Different patterns of lung recruitment maneuvers in primary acute respiratory distress syndrome:effects on oxygenation and central hemodynamics[J].Minerva Anestesiol,2010,76(9):692-698.

[4] Borges JB,Okamoto VN,Matos GF,etal.Reversibility of lung collapse and hypoxemia in early acute respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,2006,174(3):268-278.

[5] 俞森洋.严重急性呼吸窘迫综合征的挽救性治疗[J].中国呼吸与危重监护杂志,2011,10(5):417-420.

[6] Berger G,GuettaJ,Klorin G,etal.Sepsis Impairs Alveolar Epithelial Function by Down-regulating Na,K-ATPase Pump[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol,2011,301(1):L23-L30.

[7] Phillips CR,Chesnutt MS,Smith SM.Extravascular lung water in sepsis-associated acute respiratory distress syndrome:indexing with predicted body weight improves correlation with severity of illness and survival[J].Crit Care Med,2008,36(1):69-73.

[8] Sakka SG,Klein M,Reinhart K,etal.Prognostic value of extravascular lung water in critically ill patients[J].Chest,2002,122(6):2080-2086.

[9] Ware LB,Matthay MA.Alveolar fluid clearance is impaired in the majority of patients with acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,2001.163(6):1376-1383.

[10] Katzenelson R,Perel A,Berkenstadt H,etal.Accuracy of transpulmonary thermodilution versus gravimetric measurement of extravascular lung water[J].Crit Care Med,2004,32(7):1550-1554.

[11] Frank JA,McAuley DF,Gutierrez JA,etal.Differential effects of sustained inflation recruitment maneuvers on alveolar epithelial and lung endothelial injury[J].Crit Care Med,2005,33(1):181-188.

[12] Luecke T,Roth H,Herrmann P,etal.PEEP decreases atelectasis and extravascular lung water but not lung tissue volume in surfactant-washout lung injury[J].Intensive Care Med,2003,29(11):2026-2033.

[13] 陈永铭,杨毅,邱海波,等.肺保护与肺开放通气策略对急性呼吸窘迫综合征家兔血管外肺水的影响[J].中华结核和呼吸杂志,2005,28(9):615-618.

[14] 李娜,邱海波,杨毅,等.肺复张手法对急性肺损伤大鼠肺泡上皮细胞屏障功能的影响[J].中国危重病急救医学,2007,19(2):90-94.

[15] 陈秋华,杨毅,邱海波,等.俯卧位通气联合肺复张对肺内/外源性急性呼吸窘迫 综合征犬血流动力学的影响[J].中国危重病急救医学,2008,20(6):349-352

[16] Hirakawa A,Sakamoto H,Shimizu R.Effect of positive end-expiratory pressure on extravascular lung water and cardiopulmonary function in dogs with experimental severe hydrostatic pulmonary edema[J].J Vet Med Sci,1996,58(4):349-354.

[17] Constantin JM,Cayot-Constantin S,Roszyk L,etal.Response to recruitment maneuver influences netalveolar fluid clearance in acute respiratory distress syndrome[J].Anesthesiology,2007,106(5):944-951.

[18] 张建国,陈晓娟,刘芬,等.肺复张对急性呼吸窘迫综合征患者呼吸力学及血管外肺水指数的影响[J].中华急诊医学杂志,2010,19(12):1308-1312.

[19] Marchenkov YV,Moroz VV,Izmajlov VV,etal.Efficacy of alveolar recruitment maneuvers in patients with complicated thoracic trauma[J].Semin Cardiothorac Vasc Anesth,2010,14(40):242-247.

[20] 李茂琴，李家琼，许继元，等.反复肺复张联合肺保护性通气对急性呼吸窘迫综合征患者肺损伤的作用[J].中华临床医师杂志:电子版,2011,5(15):4377-4380.

[21] Toth I,Leiner T,Mikor A,etal.Hemodynamic and respiratory changes during lung recruitment and descending optimal positive end-expiratory pressure titration in patients with acute respiratory distress syndrome[J].Crit Care Med,2007,35(3):787-793.

[22] 汪宗昱,朱曦,李宏亮,等.肺复张对急性呼吸窘迫综合征患者血管外肺水的影响[J].中国危重病急救医学,2009,21(10):604-608.

[23] Smetkin AA,Kuzkov VV,Suborov EV,etal.Increased extravascular lung water reduces the efficacy of alveolar recruitment maneuver in acute respiratory distress syndrome[J].Critical Care Research and Practice,2012;2012:606528.

[24] Fan E,Wilcox ME,Brower RG,etal.Recruitment maneuvers for acute lung injury:A systematic review[J].Am J Respir Crit Care Med,2008,178(11):1156-1163.

[25] Pipeling MR,Fan E.Therapies for refractory hypoxemia in acute respiratory distress syndrome[J].JAMA,2010,304(22):2521-2527.