呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷， 急性肺損傷 ,，急性呼吸窘迫綜合征 ,，機(jī)械通氣 ，呼吸力學(xué)

  通過預(yù)防呼吸機(jī)相關(guān)肺性損傷（VILI）可減少高?；颊叨嗥鞴偎ソ叩陌l(fā)生,，提高他們的生存率,。

  臨床上VILI的發(fā)生主要是由于容積傷、氣壓傷,、不張傷,、生物傷和剪切傷。而越來越多的人認(rèn)識到局部呼吸力學(xué)的改變在VILI發(fā)病中的作用,。

  VILI容易在合并有生理打擊（例如膿毒癥,、外傷、大手術(shù)）的患者中發(fā)生,，這些生理打擊使得患者的免疫系統(tǒng)對機(jī)械的肺損傷產(chǎn)生一種瀑布式的應(yīng)答,。

  必須在肺損傷的風(fēng)險(xiǎn)與預(yù)防措施產(chǎn)生的無關(guān)副作用之間對VILI的預(yù)防策略進(jìn)行權(quán)衡，VILI的預(yù)防策略針對高?；颊邅喨嚎赡茏钣行?。

與大多數(shù)醫(yī)療干預(yù)和藥物干預(yù)一樣，我們必須對機(jī)械通氣在一定的治療窗內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,，在提供必須生命支持的同時(shí)減少其帶來的無關(guān)毒性作用,。最早在十八世紀(jì)中葉就有醫(yī)生對機(jī)械通氣可能導(dǎo)致?lián)p傷進(jìn)行了描述。由于“一個(gè)人的肺可以承受另外一個(gè)人的肺對其所施加的壓力而不受損傷,，而我們無法一直對呼吸機(jī)所施加的壓力進(jìn)行測定”,，John Fothergill認(rèn)為口對口的復(fù)蘇方式優(yōu)于機(jī)械通氣。在其250多年以后,，呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷(VILI)被確切證實(shí)會使急性呼吸窘迫能綜合征（ARDS）患者死亡率升高,。

經(jīng)典的VILI發(fā)生機(jī)制有四種：氣壓傷、容積傷,、不張傷和生物傷（表1）,。最近人們認(rèn)識到不同的局部呼吸力學(xué)特征、應(yīng)力的頻率以及肺毛細(xì)血管在應(yīng)力下被破壞可能會促進(jìn)VILI的發(fā)生發(fā)展,，這激發(fā)了很多人展開新一輪對個(gè)體化肺保護(hù)通氣的研究,。

2000年，具有里程碑意義的ARDS網(wǎng)絡(luò)臨床試驗(yàn)確切表明,，限制患者的潮氣量（6ml/kg與12ml/kg 預(yù)測體重[PBW]相比）與氣道平臺壓（≤30cmH2O與≤50cmH2O相比）可改善ARDS患者的生存,。該研究及之前一項(xiàng)小規(guī)模的試驗(yàn)研究將數(shù)十年來被臨床前研究所推薦的理念應(yīng)用到了臨床實(shí)踐中：即在危重病患者中應(yīng)用大容量和高壓力的機(jī)械通氣支持可能會導(dǎo)致一些本可預(yù)防的損傷的發(fā)生甚至患者的死亡。

過去30年內(nèi)的大多數(shù)時(shí)間里,，人們認(rèn)為氣壓傷（高充氣壓力導(dǎo)致的肺損傷）和容積傷（肺泡過度擴(kuò)張導(dǎo)致的肺損傷）是不同的概念,，盡管這兩者相關(guān)。Dreyfuss及其同事進(jìn)行了一項(xiàng)經(jīng)典的研究,，他們使用下列三種通氣策略中的一種對小鼠進(jìn)行機(jī)械通氣：（1）高氣道壓和高潮氣量,，（2）高氣道壓和低潮氣量，（3）低氣道壓和高潮氣量。通過在小鼠胸腹交界處使用橡皮筋進(jìn)行束縛,，降低胸壁的順應(yīng)性,，從而實(shí)現(xiàn)高氣道壓與低潮氣量的通氣。相反,，低氣道壓與高潮氣量的通氣則通過鐵肺（負(fù)壓呼吸機(jī)）實(shí)現(xiàn),。與接受高氣道壓、低潮氣量通氣策略的進(jìn)行呼吸支持的小鼠相比,，接受高潮氣量通氣的兩組小鼠其肺損傷明顯更嚴(yán)重,。在其他動物模型中也成功再現(xiàn)并得到了類似的研究結(jié)果，導(dǎo)致人們認(rèn)為“容積傷比氣壓傷更重要”這一誤導(dǎo)性的結(jié)論,。

的確就如這些研究所證實(shí)的那樣,，高氣道壓本身不會導(dǎo)致VILI。然而,，使肺進(jìn)行擴(kuò)張的相關(guān)壓力并不僅僅是氣道壓,，而是跨肺壓（氣道壓減去胸膜腔內(nèi)壓），其為肺內(nèi)與肺外的壓力差（圖1）,。無論氣道內(nèi)是正壓（機(jī)械通氣時(shí)）還是負(fù)壓（正常自主呼吸時(shí)）,，我們需要一定的跨肺壓以達(dá)到某一特定的肺容量。

因此,，肺容量與跨肺壓本身是相關(guān)聯(lián)的,。Dreyfuss及其同事的研究中，使用胸腹約束帶阻止了高氣道壓和低潮氣量組小鼠胸壁的擴(kuò)張,，因此使得其肺容量和跨肺壓均較低,。相反，在低氣道壓,、高潮氣量組小鼠中,，鐵肺所帶來的負(fù)壓通氣導(dǎo)致肺容量和跨肺壓均較高。

對接受機(jī)械通氣的患者如果沒有考慮到跨肺壓的影響,，可能會導(dǎo)致對VILI的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生錯誤的估計(jì),。一種極端的情況是，病態(tài)肥胖患者中的氣道高壓某種程度上反映的可能是較高的胸膜腔內(nèi)壓（即：跨肺壓低）,，而并不一定存在肺泡的過度膨脹。而另一種極端情況則是在合并有ARDS的缺氧危重癥患者中,，自主吸氣肌強(qiáng)有力的收縮可產(chǎn)生較低的氣道壓但是胸膜腔壓與跨肺壓的波動則較為劇烈,，并因此產(chǎn)生較高的潮氣量，使得患者易于發(fā)生氣壓傷/容積傷,。

根據(jù)達(dá)到目標(biāo)肺容積及肺內(nèi)壓力的不同方式,，肺似乎對高容量與高跨肺壓產(chǎn)生不同的應(yīng)答。在體外將I型肺泡細(xì)胞和II型肺泡細(xì)胞置于雙向的拉伸器中，研究表明與用相同的峰值應(yīng)力將肺泡維持在某一緊張性狀態(tài)相比,，周期性的應(yīng)變（例如：反復(fù)的周期性變形）會導(dǎo)致更多的細(xì)胞死亡,。而對于某一特定的峰值應(yīng)力，減少呈周期性變化的應(yīng)變可減少細(xì)胞死亡,。

有人在VILI的動物模型體內(nèi)也觀察到了類似的結(jié)果,。伴隨著較大周期性應(yīng)變的高潮氣量，可導(dǎo)致肺損傷,。然而,，當(dāng)通過高呼氣末正壓（PEEP）及低潮氣量（即高呼氣末肺容積和低周期性應(yīng)變）獲得相同的峰值應(yīng)變時(shí)，其肺損傷程度較輕?，F(xiàn)有的人體研究數(shù)據(jù)也表明,，在特定呼氣末壓力與呼氣末肺容積的機(jī)械通氣過程中，患者發(fā)生VILI的風(fēng)險(xiǎn)與PEEP（維持肺泡在某一緊張性變形狀態(tài),，損傷更?。┘俺睔饬浚ǚ闻葜芷谛缘刈冃危瑩p傷更大）在整個(gè)通氣過程中的相對貢獻(xiàn)有關(guān),。將這些研究結(jié)果轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床實(shí)踐得到的結(jié)論是,，如果吸氣壓力超過了上限，降低潮氣量可能帶來額外的肺保護(hù)作用,，而不是降低PEEP,。

肺泡經(jīng)典的隨著通氣擴(kuò)張的氣球樣結(jié)構(gòu)，可能并不能完全反映肺泡的微觀力學(xué)特征,。正常呼吸時(shí)肺泡壁似乎也是未閉合的,，以減少彈性牽拉及細(xì)胞的應(yīng)變，除非肺容積已接近肺總量,。而若發(fā)生變形相關(guān)的細(xì)胞應(yīng)變,，會誘導(dǎo)脂質(zhì)快速運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，以增加細(xì)胞的表面積,，從而防止細(xì)胞膜的破裂以及在細(xì)胞在應(yīng)力下被破壞時(shí)對其進(jìn)行修復(fù),。當(dāng)損傷超過了這些細(xì)胞保護(hù)機(jī)制的極限時(shí)，多余的通氣會直接轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的應(yīng)變,，從而導(dǎo)致細(xì)胞從基底膜脫落,、上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞之間的細(xì)胞連接被破壞、毛細(xì)血管內(nèi)產(chǎn)生氣泡以及肺泡和肺間質(zhì)水腫,，而這些均是臨床上與肺損傷相關(guān)的顯微結(jié)構(gòu)改變,。

ARDS患者中，肺泡表面活性物質(zhì)功能障礙及水腫肺的重量會導(dǎo)致局部肺不張,。這些膨脹不全但卻能夠復(fù)張的肺單位在通氣過程中反復(fù)開閉,，可能導(dǎo)致肺損傷，這種損傷成為不張傷。對于膨脹不全的肺泡,，在復(fù)張過程中,，氣流與萎陷氣道的交界處會產(chǎn)生較高的剪切應(yīng)力，從而導(dǎo)致機(jī)械性的損傷（圖2）,。而對于滲出明顯的肺泡,，肺泡內(nèi)氣液交界處氣泡的形成和破壞會產(chǎn)生額外的局部界面應(yīng)力，其會破壞細(xì)胞膜與細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)之間的黏附,，從而導(dǎo)致肺損傷,。

臨床上使用小潮氣量通氣可減少不張傷，其主要通過維持較低的氣道驅(qū)動壓以及降低超過萎陷肺泡臨界開放壓的機(jī)率,。此外,，盡管機(jī)械通氣中的最佳PEEP調(diào)節(jié)策略仍有爭議，將PEEP設(shè)置在高于可能陷閉肺單位的臨界閉合壓,，可促使肺持續(xù)的復(fù)張,，以及進(jìn)一步預(yù)防不張傷的發(fā)生。

機(jī)械性的肺損傷會引發(fā)廣泛的生物應(yīng)答,，包括促炎及促損傷細(xì)胞因子瀑布式的活化,，其被稱為生物傷。這一瀑布式的活化可促進(jìn)肺損傷,，即使在沒有明顯機(jī)械性損傷的肺區(qū),。也許更重要的是，該促炎應(yīng)答返傭同樣也可促進(jìn)肺外臟器的損傷,，使得機(jī)體易于發(fā)生多器官功能衰竭,，從而增加患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)估計(jì)每個(gè)成年人的肺上皮細(xì)胞表面積大約為65到84平方米（700到900平方英尺）,，接近一個(gè)半網(wǎng)球場的大小,。因此，肺內(nèi)在細(xì)胞水平低強(qiáng)度的生物學(xué)應(yīng)答的共同作用可能會誘發(fā)細(xì)胞大量釋放促進(jìn)細(xì)胞損傷的介質(zhì),。與這一信號放大過程所混雜在一起的是,，每分鐘通過肺循環(huán)的血液量大約為成人的全部血容量。因此,，由肺所產(chǎn)生的促炎和促損傷的介質(zhì)一旦進(jìn)入血液循環(huán),，很容易被傳輸分布到全身之前未受累的器官。這不僅僅是一個(gè)理論構(gòu)想,，人群中ARDS的臨床試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了肺保護(hù)性通氣可減輕全身炎癥反應(yīng),、減少肺外臟器衰竭（例如心衰、腎衰,、肝衰）的發(fā)生，這有助于解釋通過肺保護(hù)性通氣相關(guān)的生存獲益。

（下半部分待續(xù)    編輯  涼風(fēng)澀）

原文鏈接：http://pan.baidu.com/s/1sldGD6d