机械通气作为手术麻醉和ICU危重患者呼吸支持的重要手段,其在肥胖患者,尤其是合并急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的肥胖患者中的应用一直存在争议。尽管近年指南和共识大多推荐中重度ARDS患者采用高水平PEEP预防肺不张、减轻气道和肺泡周期性开合所致的剪切伤,并降低病死率,但单纯简单地依靠呼吸系统总体力学参数指导肥胖伴ARDS患者的机械通气则可能造成误导。
已发现,呼吸系统驱动压并非肥胖伴ARDS患者死亡率的可靠预测指标。最近研究提示,ARDS患者在呼气末存在气道完全闭合,只有当气道压大于肺开放压的临界水平后,肺才开始充气。因此,在呼气末肺泡仍处于充气状态,此时的气道压与肺泡压即可能存在差异,导致诸如驱动压等呼吸力学参数的计算出现偏差。有报道,肺功能正常的肥胖患者麻醉中气道完全闭合的发生率可达22%。其在肥胖伴ARDS患者中的患病率,及其对呼吸力学参数评估的可能影响尚不清楚。来自加拿大多伦多Michael’s医院的CoudroyR等设计了本研究,结果发表于年10月的Anesthesiology杂志。
目的
假设肥胖伴ARDS患者中气道完全闭合较常见,观察其对呼吸力学参数评估的影响。本研究的首要结局为比较按体重指数(BMI)分层的ARDS患者气道完全闭合的患病率;次要结局为在是否考虑气道完全闭合的情况下,比较其对呼吸力学参数计算的影响,并按BMI分层比较对胸壁和肺力学参数的影响.
方法
本研究是对两个队列研究的事后分析研究。队列一为一项加拿大的前瞻性研究(ClinicalTrials.govNCT),包含年7月至年11月的44例符合入组条件的按柏林标准中重度的ARDS成年患者。队列二为一项在法国一内科ICU进行的的回顾性研究,包含年7月至年1月的7例BMI≥40kg·m-2的病态肥胖伴有中重度ARDS的患者。常规采用食管测压和在0~5cmH2OPEEP下测量低流量充气肺压力-容量曲线。按WHO肥胖分类标准,BMI<30kg·m-2位非肥胖;30≤BMI<40kg·m-2为Ⅰ度和Ⅱ度肥胖;BMI≥40kg·m-2为Ⅲ度肥胖或病态肥胖。所有患者在操作过程(压力控制型通气)中均使用深镇静和肌松维持恒定流量被动通气。测量时采用半卧位,根据患者对氧合的耐受性,在5~8cmH2OPEEP下进行。队列一的患者采用双气囊食管导管测量食管压,队列二采用单气囊导管。主要测量:①呼吸机在设定恒定流量模式下,采用延长呼气暂停时间(以避免自主-PEEP,auto-PEEP)的方法,在PEEP为0或5cmH2O至40cmH2O范围内低流量充气(5L/min)的压力-容量曲线;②分别采用吸气末和呼气末阻塞的方法测量静态气道压和食管压。相关概念的定义及计算方法气道完全闭合和气道开放压在阻塞的呼吸回路低流量压力-容量曲线的起始段出现低拐点,且顺应性极低(接近1.5~2.5ml/cmH2O)、无心源性振荡时,提示存在气道完全闭合(图1)。此处下拐点的压力即为气道开放压。图1患者低流量压力-容量曲线呼吸系统力学参数总PEEP相当于在流量为0的条件下,呼气末阻塞时所测得的静态气道压。Auto-PEEP等于总PEEP减去设定的PEEP所得的差值。气道平台压相当于在流量为0的条件下,吸气末阻塞时所测得的静态气道压。呼吸系统阻力=(气道峰压–气道平台压)/吸气流量不考虑气道完全闭合时的计算呼吸系统驱动压=气道平台压–总PEEP呼吸系统弹性阻力(elastance)=(气道平台压–总PEEP)/潮气量(VT)呼吸系统时间常数=呼吸系统阻力/呼吸系统弹性阻力按气道完全闭合校正后的计算符合前述气道完全闭合标准的患者,校正后的计算方法如下:校正后的呼吸系统驱动压=气道平台压–气道开放压校正后的呼吸系统弹性阻力=(气道平台压–气道开放压)/VT校正后的呼吸系统时间常数=呼吸系统阻力/校正后的呼吸系统弹性阻力胸壁力学的参数呼气末和吸气末食管压是在流量为0的条件下,分别在呼气末和吸气末气道阻塞时测量。胸壁驱动压=吸气末食管压–呼气末食管压胸壁弹性阻力=(吸气末食管压–呼吸末食管压)/VT肺力学参数计算不考虑气道完全闭合时的计算所有患者呼吸末和吸气末跨肺压的绝对值分别以呼气末和吸气末的气道压减去食管压计算。肺吸气末平台压=气道平台压–[气道平台压×(胸壁弹性阻力/呼吸系统弹性阻力)]肺驱动压=吸气末跨肺压–呼气末跨肺压肺弹性阻力=(吸气末跨肺压–呼气末跨肺压)/VT按气道完全闭合校正后的计算符合前述气道完全闭合标准,且总PEEP小于气道开放压的患者:校正后的呼气末跨肺压=气道开放压–呼气末食管压结果
在两个队列最终入组的共51例患者中,BMI<30kg·m-2的18例(35%);30kg·m-2≤BMI<40kg·m-2的16例(31%);BMI≥40kg·m-2的17例(33%)。患者的一般资料见表1。表1纳入患者的一般特征及结局主要观察目标51例患者中21例可疑出现气道完全闭合[41%(95%CI,28%~55%)];其中BMI<30kg·m-2组的患病率[22%(3%~41%)]显著低于BMI≥40kg·m-2组[65%(42%~87%)];各组气道开放压无显著差异(5~19cmH2O)(表2)。表2基于BMI的患者呼吸力学特征及气道闭合情况次要观察目标如图2所示,51例患者中42例出现auto-PEEP(82%)。气道完全闭合与auto-PEEP显著相关(P=0.),所有无auto-PEEP的患者均未出现气道闭合,但仅50%存在auto-PEEP的患者出现气道闭合。按气道闭合校正计算后,导致呼吸系统驱动压[平均差值-0.9cmH2O(-1.5~-0.4)]、呼吸系统弹性阻力[平均差值-2.7cmH2O/l(-4.6~-0.9)]的显著下降,呼吸系统时间常数[平均差值0.03s(0.01~0.05)]升高。呼吸系统力学参数按BMI的分层统计结果见表3。呼气末食管压[ρ=0.69(95%CI,0.48~0.82);P0.]而非胸壁弹性阻力,与BMI显著正相关,肺弹性阻力与BMI负相关[ρ=?0.27(95%CI,?0.56~?0.10);P=0.)。表3呼吸系统力学参数按BMI的分层统计结果结论
从低流量压力-容量曲线看,ARDS患者气道完全闭合的患病率很高。因此,在进行呼吸力学参数计算时应加以考虑,尤其是大多数伴有病态肥胖的患者麻海新知的点评
尽管“保护性肺通气“和“最佳PEEP”等理念目前已日益广泛地被接受,并引入到各类患者围术期麻醉和ICU救治中,但ARDS和病态肥胖等特殊患者的通气策略问题仍存在较大的争议。究其原因,一方面是因为临床上以测量的呼吸力学参数为指导的肺保护性通气策略对不同患者预后的影响等相关研究并未能取得一致的结论;另一方面则是随着研究的不断深入,人们也日益认识到我们目前对ARDS和肥胖等患者呼吸系统病理生理特点的认知仍存在明显的不足甚至谬误。近2年来,通过对肺(准)静态压力-容量曲线的研究发现,包括ARDS和肥胖患者在内的机械通气患者都较为普遍地存在完全性气道闭合,表现为静态压力-容量曲线的起始段肺顺应性极低且无心源性振荡,出现明显的“下拐点”(气道开放压);气道闭合的具体位置虽未完全明了,但最有可能的部位还是在终末细支气管。这一发现的临床意义至少包括:①传统的临床上以动态监测呼吸力学参数的方法指导通气设置时,由于受通气流量、频率、气道口径和呼吸系统黏弹性等各种动态因素的影响,因而无法准确测量呼吸系统本身固有的弹性阻力(静态弹性阻力);②当设定的PEEP小于气道开放压时,呼气末一方面仍有部分气道处于闭合状态,机械通气仍可能造成气道的周期性反复萎陷,引起肺损伤;另一方面气道萎陷后,部分气体仍“陷闭”在闭合气道的远端肺泡内,造成气道压不能准确反映肺泡内压;③传统的用以指导机械通气设置和监测评价的呼吸力学参数的计算方法对此类存在气道完全闭合的患者可能需要进一步调整和优化。本研究的最大意义在于通过准静态压力-容量曲线测定的方法,首次发现ARDS伴肥胖患者完全气道闭合的患病率显著高于既往报道的“健康肺”的肥胖患者(41%VS.22%),重度肥胖组更高达65%。另外,对于可疑存在完全气道闭合的患者,通过校正后的相关呼吸力学参数的计算方法计算发现,传统的计算方法可能会高估此类患者的呼吸系统驱动压和弹性阻力;患者的呼气末食管压与BMI呈负相关,而胸壁弹性阻力则基本维持不变。本研究所发现的传统力学参数计算值对呼吸系统驱动压的高估和对呼吸系统跨肺压的低估是否是造成既往相关研究缺乏患者预后保护作用的主要原因,值得探讨。另外,本研究发现气道完全闭合虽与auto-PEEP存在一定的联系(21例患者均存在auto-PEEP),但aoto-PEEP并非气道闭合的可靠预测因子(仅50%存在auto-PEEP的患者出现气道闭合)。这并不难理解,因为auto-PEEP是一动态指标,受呼气流速、气道口径(阻力)和呼吸频率等的动态影响,与采用静态呼吸力学参数的测量存在本质的区别,两者的产生机制和病理基础也可能存在明显的区别。因此,临床上不能用auto-PEEP来简单地预测或判断是否存在完全气道闭合。有趣的是,本研究发现肥胖的ARDS患者的肺弹性阻力竟然与BMI呈明显负相关,这是否单纯是因为不同研究间的方法学差异所引起的还需进一步研究。最后值得注意的是,本研究除了作者所提到的回顾性事后分析所固有的局限性之外,以静态力学参数指导临床上动态的呼吸治疗过程本身就具有难以预料的困难和复杂性。例如,静态压力-容量曲线是在流量为0时绘制的,它不能反映机械通气下肺和呼吸系统力学特性的动态变化过程。即使在同一时点的同一患者,其动态和静态压力-容量曲线也可能存在较大差异,由于气流黏弹性和气体再分布等的影响,动态弹性阻力总是要高于静态弹性阻力。另外,压力-容量曲线是从总体上反映肺中多个呼吸单元的平均力学特性,而不同的肺区,尤其是ARDS和肥胖等病理性条件下,可能具有各自独特的、甚至是完全不同的压力-容量特性曲线。因而,可以预见,以本研究所采用的静态力学参数指导不同病理生理状态患者的临床机械通气治疗仍会导致难以预料的结果差异,有关“最佳PEEP”的滴定方法仍难以统一。(汪婷编译倪文述评)
原始文献:CoudroyR,VimpereD,AissaouiN,etal.PrevalenceofCompleteAirwayClosureAccordingtoBodyMassIndexinAcuteRespiratoryDistressSyndrome.Anesthesiology.;(4):-.doi:10./ALN.
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