ARDS患者右心功能最佳PEEP与氧合最佳PEEP关系的研究

张海燕 姚波 李连弟

(青岛大学附属医院重症医学科，山东 青岛 266003)

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是常见的内科急危重症之一，其预后不良，病死率高。虽然近年来治疗策略和方法不断进展，并且机械通气方式和通气策略有了长足发展，但ARDS患者的病死率仍高达35%～45%[1]。肺内急性炎症为其病理上的主要表现，肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤、肺泡水肿、通气血流比例失调[2]，可导致严重的低氧血症。肺开放通气策略自1992年被提出后日益受到重视,根据此策略治疗ARDS患者可以降低病死率[3-4]。肺开放通气策略即开放萎陷的肺泡，并使已开放的肺泡维持开放状态，此通过肺复张及调整呼气末正压(PEEP)来实现，肺复张及PEEP支持是治疗ARDS的重要的策略之一[5-6]。肺复张作为非传统的机械通气方式，可通过增加跨肺压，复张塌陷的肺泡，从而改善患者的氧合状况，同时解除低氧性肺血管收缩，降低血液在肺动脉中所受的阻力，降低右心室的后负荷,已越来越多用于ARDS患者的治疗[7]。但是，PEEP过高肺泡过度膨胀则会压迫肺泡内的血管，使肺血管阻力增大，导致右心后负荷增大。右心室的解剖特点为室壁较薄，压力负荷耐受性差，轻微的肺血管阻力变化即会影响右心室的负荷，而急剧的肺血管阻力变化，可致急性右心功能衰竭[8]。存在肺实变的ARDS患者，随着呼吸机气道压力增加，塌陷的肺泡逐渐打开，肺容积逐渐扩大，肺血管阻力逐渐降低，但如果继续增加气道压力，可以引起肺血管阻力逐渐增加，此过程肺血管阻力呈“U”字形改变[9]。基于上述的理论，在肺复张滴定PEEP过程中，随PEEP滴定下降，肺血管阻力可能会出现“U”字形改变，而这种肺血管阻力的变化可能会进一步影响右心功能。本研究旨在观察ARDS患者氧合法滴定最佳PEEP过程中，右心功能的变化趋势，以及右心功能与最佳PEEP的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2018年10月—2019年10月在我院ICU收治的ARDS合并肺实变的患者纳入研究。纳入标准：①符合ARDS柏林诊断标准并合并肺实变者；②年龄≥18岁者；③气管插管并机械通气且生命体征平稳的患者。排除标准：①气胸、严重肺大泡、血循环不稳定患者；②慢性肺源性心脏病、肺性脑病、肺间质病、肺栓塞患者；③既往有右心心肌梗死或心功能不全病史者；④妊娠及哺乳期患者；⑤不能取得清晰的心脏超声图像的患者。共有35例ARDS患者纳入研究，5例患者心尖四腔超声心动图图像显示不清，给予删除，最终30例患者纳入研究。其中男18例，女12例；平均年龄(62±15)岁；急性生理和慢性健康评分(APACHEⅡ评分)为(20±3)分；原发病为肺部感染8例，多发伤5例，急性胰腺炎4例，胆石症术后2例，开腹探查术后2例，头部外伤2例，颅内感染2例，热射病2例，消化道穿孔2例，肾切除术后1例。根据ARDS柏林定义标准，患者ARDS轻度19例，中度10例，重度1例。肺复张前平均氧合指数190±54。本研究得到青岛大学附属医院伦理委员会批准，所有入组患者均知情并签署同意书。

1.2 研究方法

患者增加镇静深度至RASS评分为-4分。肺复张前,清除患者气道分泌物。首先予以纯氧,呼吸机调为压控模式，气道峰压为3.92 kPa，PEEP为1.96 kPa,维持2 min进行肺复张。肺复张过程中，当出现SpO2<88%、心率>140次/min或<60次/min、平均动脉压<7.98 kPa、心律失常时，应立即终止肺复张。肺复张后，根据小潮气量通气原则(6～8 mL/kg),调整气道峰压，立即测血气分析和行心脏彩超检查，然后逐步降低PEEP(每次降低0.196 kPa),每次调整PEEP 5 min后行动脉血气分析[10]，寻找最佳PEEP。同时每次行心脏彩超检查,测量心脏三尖瓣环位移(TAPSE)、脉冲多普勒心脏舒张早期三尖瓣血流速度与组织多普勒心脏舒张早期三尖瓣环运动速度的比值(E/e′)、Tei指数及右心室内径等。

1.3 右心功能的超声评估

TAPSE:心尖四腔切面，M模式测量，采样线对准外侧三尖瓣环，时间-运动图像上测量三尖瓣位移距离。Tei指数：心尖四腔切面，启用TDI获取游离壁三尖瓣环组织运动频谱，等容收缩期(ICT)与等容舒张期(IRT)之和与射血时间(ET)的比值，即为Tei指数。E/e′:脉冲多普勒舒张早期三尖瓣血流速度与组织多普勒舒张早期三尖瓣环运动速度的比值，即为E/e′。所有数据由同一人采集，连续测量3个心动周期，取其平均值。

1.4 最佳PEEP判定

滴定PEEP过程中，每次采集血标本进行血气分析，当PO2/FiO2下降大于10%时，提示肺泡开始塌陷[11]。此时的PEEP+0.196 kPa被认为是最佳的PEEP。

1.5 统计学处理

2 结 果

采用氧合指数法进行肺复张，最佳PEEP为0.784(0.784～0.980)kPa，TAPSE最大值对应PEEP为0.784(0.588～0.980)kPa，E/e′最小值对应PEEP为0.784(0.588～1.176)kPa，Tei指数最小值对应PEEP为0.784(0.588～0.98)kPa，右心室内径最小值对应PEEP为0.882(0.784～1.176)kPa。组内相关系数(ICC)法：TAPSE最大值、E/e′最小值、Tei最小值、右心室内径最小值所对应PEEP与氧合法最佳PEEP的ICC分别为0.734(P<0.05)、0.810(P<0.05)、0(P>0.05)、0(P>0.05)，TAPSE最大值、E/e′最小值对应的PEEP与氧合法最佳PEEP一致性较好。配对t检验法：TAPSE最大值、E/e′最小值、Tei指数最小值及右心室内径最小值对应的PEEP与氧合最佳PEEP相比，均数差值分别为：1.0(P=0.033)、-0.2(P=0.682)、0.2(P=0.762、-1.4(P=0.076)，E/e′最小值对应的PEEP、Tei指数最小值对应的PEEP与氧合法最佳PEEP一致性较好。综合两种统计学方法分析，E/e′最小值对应的PEEP与氧合最佳PEEP一致性较好。分析E/e′随PEEP递减的变化趋势，描绘变化趋势图，结果E/e′随PEEP递减呈“U”字形分布。

3 讨 论

ARDS病人肺实质细胞受损，肺毛细血管通透性增加，间质和肺泡水肿，肺容积减少，通气血流比例失调，顺应性减低，导致严重低氧血症发生，甚至出现低氧性呼吸衰竭[12]。肺复张是治疗ARDS的重要措施，是使萎陷的肺泡开放，并以足够的PEEP维持肺泡开放的一种通气策略。肺复张不仅可以打开肺泡，改善氧合，同时也避免了肺泡在通气过程中反复开放闭合引起的剪切力损伤[13]。肺复张后如果PEEP过低，肺泡再度塌陷；如果PEEP过高，肺泡过度膨胀，致肺损伤，因此选择最佳PEEP至关重要。滴定能够维持肺开放状态的最佳PEEP，可避免肺泡周期性塌陷而产生的剪切力，从而减轻呼吸机相关性肺损伤的发生。临床普遍应用氧合法评估肺复张效应，相对静态P-V曲线法[14]、肺部CT法、肺部超声法[15]等指标更为客观、准确、方便，但是反复多次采集动脉血，病人痛苦较大；即使在有动脉置管的情况下，也会增加血流感染及血栓的风险。肺部超声法利用A线、B线、实变点等征象来滴定PEEP，能准确区分弥漫性和局限性肺泡塌陷[16]，快捷无创，可重复性强，但是无法发现肺过度通气和肺内侧病变。电阻抗断层成像技术(EIT)[17]是近年来评价气体分布的新兴手段，可用于监测局部肺组织的塌陷及复张[18]。根据EIT，招展奇等[19]提出了气体分布导向的PEEP滴定方法，该技术具有无创、无福射、实时监测等诸多优点，但是该方法滴定的PEEP水平有増加潜在肺损伤的风险[20]。临床上滴定最佳PEEP的方法众多，各有其优缺点，寻找最佳PEEP一直是临床医生探索的难题。

本研究综合两种统计学方法分析，E/e′最小值对应的PEEP与氧合最佳PEEP一致性较好，分析了ARDS患者PEEP滴定过程中右心功能的变化趋势，E/e′随着PEEP递减，大体呈“U”字形分布。提示超声测量右心功能指标E/e′可以代替氧合法滴定PEEP。呼吸机相关性肺心病可增加病死率，即使实施肺保护性通气策略的ARDS患者，肺心病的发病率仍为22%，而且影响患者预后[21]。ARDS右心功能的受累和肺复张对血流动力学的影响近些年逐渐受到重视，右心保护性通气策略也逐渐受到广泛关注[22]。因此，以右心功能指标为导向的最佳PEEP法更符合循环保护性通气策略的要求。

本研究结果显示，TAPSE最大值与氧合指数法测定最佳PEEP的组内相关系数为0.734，提示TAPSE最大值对应PEEP与氧合最佳PEEP一致性也较好。本研究的数据用配对t法检验分析显示Tei指数最小值对应的PEEP与氧合最佳PEEP一致性也较好。Tei指数是由日本学者TEI提出的一种用来综合评价心脏整体舒张和收缩功能的新指标[23]，当ARDS患者右心功能受累，首先出现舒张功能障碍，若病情进一步加重，才会出现收缩功能下降[24]。由于本研究样本数量相对较少，因此关于心脏超声TAPSE、Tei指数测量能否替代氧合法滴定最佳PEEP仍需要进行更大样本量的临床研究进行探讨。

本研究存在的不足：①没有监测右心后负荷(肺血管阻力)，不能直接体现肺血管阻力变化情况；②床旁彩超检测右心功能指标，必须清楚显示超声影像，对于显示不清的，无法用右心功能法替代氧合法确立最佳PEEP；③本研究样本量小，还需要增加样本量进一步研究证实。

综上所述，氧合法滴定最佳PEEP过程中，两种统计学方法分析均显示E/e′最小值对应的PEEP与氧合最佳PEEP一致性好，且E/e′随PEEP递减呈“U”字形分布。床旁超声监测E/e′可以作为氧合法滴定最佳PEEP的替代方法，且具有经济、无创、快速的特点。