谢友军; 莫武桂; 韦跃; 韦蓉; 唐育鹏; 傅君; 卢功志

doi:10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2015.06.012

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• 重症医学 •

最佳呼吸系统动态顺应性设定呼气末正压对急性呼吸窘迫综合征婴幼儿预后的影响

中华实用儿科临床杂志, 2015,30(6) : 445-448. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2015.06.012

摘要

目的

探讨滴定最佳呼吸系统动态顺应性(Cdyn)设定呼气末正压(PEEP)对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)婴幼儿预后的影响。

方法

将广西壮族自治区妇幼保健院儿童重症监护病房(PICU)收治的30例ARDS婴幼儿按信封法随机分为对照组和治疗组，每组15例，分别使用美国ARDS协作网预先设定好的PEEP/吸入氧浓度(FiO₂)对照表和滴定最佳Cdyn的方法设定PEEP，均采用压力控制通气(PCV)模式，小潮气量(7 mL/kg)通气策略，监测2组患儿试验前及试验后呼吸力学、血流动力学、炎性因子等指标的变化，比较2组患儿机械通气时间、PICU住院时间及28 d病死率。

结果

1.2组患儿性别、年龄、危重病例评分等一般情况比较差异无统计学意义(P均>0.05)。2.根据PEEP/FiO₂对照表设定的PEEP值明显低于滴定最佳Cdyn方法确定的PEEP值[(6.4±1.4) cmH₂O(1 cmH₂O＝0.098 kPa)比(9.9±1.6) cmH₂O，P<0.01]。3.2组Cdyn、氧合指数(OI)均有好转，治疗组好转程度较对照组明显[Cdyn试验后2 h：(0.39±0.03) mL/(cmH₂O·kg)比(0.36±0.03) mL/(cmH₂O·kg)，P<0.05；24 h：(0.40±0.03) mL/(cmH₂O·kg)比(0.38±0.03) mL/(cmH₂O·kg)，P<0.05；48 h：(0.43±0.02) mL/(cmH₂O·kg)比(0.40±0.02) mL/(cmH₂O·kg)，P<0.01；OI试验后24 h：(20.07±2.12) cmH₂O/mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)比(21.94±2.05) cmH₂O/mmHg，P<0.05；48 h：(17.51±1.64) cmH₂O/mmHg比(19.82±2.07) cmH₂O/mmHg，P<0.01]；试验前后2组心率(HR)、平均动脉压(MAP)、心脏指数(CI)等比较差异均无统计学意义(P>0.05)。4.2组白细胞介素–6(IL–6)均呈进行性降低，治疗组降低程度较对照组更为明显[试验后24 h：(84.58±9.11) ng/L比(93.18±9.27) ng/L，P<0.05；48 h：(76.67±9.23) ng/L比(90.10±9.42) ng/L，P<0.01]。5.治疗组机械通气时间、PICU住院时间均明显短于对照组[机械通气时间：(6.62±1.26) d比(8.06±1.44) d，P<0.05；PICU住院时间：(8.12±1.31) d比(9.53±1.42) d，P<0.05]；2组患者均未有气压伤发生，病死率比较差异无统计学意义(P>0.05)。

结论

滴定最佳Cdyn方法设定最佳PEEP能明显改善ARDS婴幼儿的呼吸力学，缩短机械通气时间，同时对血流动力学无严重不良影响。

引用本文: 谢友军, 莫武桂, 韦跃, 等. 最佳呼吸系统动态顺应性设定呼气末正压对急性呼吸窘迫综合征婴幼儿预后的影响 [J] . 中华实用儿科临床杂志, 2015, 30(6) : 445-448. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2015.06.012.

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急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是指在严重感染、创伤、休克等各种疾病过程中，由于肺实质细胞损伤导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭。随着生命支持技术的不断进步，ARDS病死率较前有所下降，但仍高达40%左右^[1]。机械通气是ARDS最重要的支持和治疗手段，与成人一样，小儿ARDS机械通气时建议应用肺保护性通气策略^[2,3]：包括小潮气量、适当平台压及最佳呼气末正压(PEEP)。但临床应用的难点在于最佳PEEP的选择，最常使用的压力–容积曲线(P–V曲线)法选择PEEP受到越来越多的质疑。为此，本研究探讨滴定最佳呼吸系统动态顺应性(Cdyn)设定PEEP对ARDS婴幼儿预后的影响。现报告如下。

1　资料与方法

1.1　一般资料

收集广西壮族自治区妇幼保健院儿童重症监护病房(PICU)2012年1月至2014年1月收治的ARDS患儿30例，其中男18例，女12例。年龄1个月～3岁。其中1个月～1岁20例，1岁1个月～2岁6例，2岁1个月～3岁4例。原发疾病包括肺炎18例、严重脓毒症12例。所有患者符合ARDS柏林定义诊断标准^[4]。能接受机械通气治疗，同时满足干预前血流动力学稳定，无严重心力衰竭、休克、胸廓外伤、气胸、颅内压增高等疾病。本研究符合医学伦理学标准，获得医院伦理委员会批准，患儿家属对所做研究均知情同意。

1.2　试验分组

30例ARDS患儿初始均根据美国ARDS协作网^[5]预先设定好的PEEP/吸入氧浓度(FiO₂)对照表设置PEEP。血流动力学稳定12 h后所有患者按信封法随机分为对照组和治疗组，每组15例。对照组继续使用PEEP/FiO₂对照表设定的PEEP机械通气；治疗组应用滴定最佳Cdyn方法确定的PEEP进行机械通气。

1.3　滴定最佳Cdyn方法确定最佳PEEP

患儿取仰卧位，经口气管插管，连接MAQUET呼吸机进行机械通气。持续静脉滴注咪达唑仑镇静，必要时使用芬太尼或维库溴铵使其处于镇静、肌松、无自主呼吸状态。采用压力控制通气(PCV)模式，初始PEEP为0 cmH₂O(1 cmH₂O＝0.098 kPa)，以每次1 cmH₂O的频率逐渐上调PEEP，同时调整吸气峰压(PIP)维持潮气量(Vt)7 mL/kg；调节FiO₂维持经皮氧饱和度[Sp(O₂)]≥95%，动脉血氧分压[p_a(O₂)]60～80 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)；调节呼吸频率维持二氧化碳分压[p_a(CO₂)]35～50 mmHg。以Cdyn最大时的PEEP为最佳PEEP。试验期间输液速度保持恒定。

1.4　观察项目

(1)2组患儿的一般情况；(2)呼吸力学变化：2组试验前和试验后2 h、24 h、48 h氧合指数(OI)、Cdyn的变化情况；(3)血流动力学变化：2组试验前和试验后1 h、4 h、8 h心率(HR)、平均动脉压(MAP)、心脏指数(CI)的变化情况；(4)炎性介质：2组试验前后24 h、48 h血白细胞介素–6(IL–6)的变化趋势；(5)预后：2组患者呼吸机辅助通气时间、PICU住院时间、气压伤发生率及28 d病死率。

1.5　计算公式

OI＝FiO₂×平均呼吸道压(cmH₂O)×100/p_a(O₂)(mmHg)；Cdyn＝Vt(mL)/(PIP–PEEP)×kg。

1.6　统计学处理

所有数据采用SPSS 17.0软件进行统计学处理，计量资料以±s表示，两样本均数比较采用两独立样本t检验，率的比较采用χ²检验和四格表的Fisher's确切概率法，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　2组病例入选时的一般情况

2组病例入选时性别、年龄、危重病例评分等比较差异均无统计学意义(P均>0.05)，具有可比性，见表1。

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表1

对照组和治疗组ARDS患儿基本资料比较

Table 1

Comparison of basic data of control group and treatment group of children with ARDS

表1

对照组和治疗组ARDS患儿基本资料比较

Table 1

Comparison of basic data of control group and treatment group of children with ARDS

组别	例数	性别(男/女)	年龄(个月，±s)	危重病例评分(分，±s)
对照组	15	8/7	7.4±3.5	76.1±6.2
治疗组	15	9/6	8.3±3.7	74.7±5.3
t/χ²值		0.14	0.43	0.45
P值		>0.05	>0.05	>0.05

注：ARDS：急性呼吸窘迫综合征　ARDS：acute respiratory distress syndrome

2.2　2组病例确定的最佳PEEP值

根据美国ARDS协作网PEEP/FiO₂对照表确定的最佳PEEP为(6.4±1.4) cmH₂O；滴定最佳Cdyn方法确定的最佳PEEP为(9.9±1.6) cmH₂O，2组比较差异有统计学意义(t＝5.50，P<0.01)。

2.3　2组呼吸力学和血流动力学指标变化

2组患者试验后2 h、24 h、48 h Cdyn、OI均有好转，治疗组较对照组好转程度更为明显；治疗组与对照组间及治疗组滴定试验前后患者的HR、MAP、CI均无明显变化(P均>0.05)，见表2。

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表2

对照组和治疗组ARDS患儿试验前后呼吸力学、血流动力学及IL–6水平比较(±s)

Table 2

Comparison of respiratory mechanics，hemodynamics and IL–6 between control group and treatment group of patients with ARDS before and after test(±s)

表2

对照组和治疗组ARDS患儿试验前后呼吸力学、血流动力学及IL–6水平比较(±s)

Table 2

Comparison of respiratory mechanics，hemodynamics and IL–6 between control group and treatment group of patients with ARDS before and after test(±s)

组别	时间	例数	Cdyn[mL/(cmH₂O·kg)]	OI(cmH₂O/mmHg)	HR(次/min)	MAP(mmHg)	CI(mL/cmH₂O)	IL–6(ng/L)
对照组	基础值	11	0.36±0.03	23.30±2.37	147.81±13.12	66.50±8.56	3.20±0.15	95.18±8.24
	试验后2 h	11	0.36±0.03	22.51±2.20	147.43±14.12	65.18±7.32	3.20±0.25	–
	试验后24 h	11	0.38±0.03	21.94±2.05	145.09±15.67	66.73±6.59	3.22±0.26	93.18±9.27
	试验后48 h	11	0.40±0.02	19.82±2.07	143.27±15.06	68.36±6.34	3.18±0.28	90.10±9.42
治疗组	基础值	12	0.35±0.03	23.13±2.62	148.15±15.32	65.09±6.27	3.17±0.21	96.67±8.88
	试验后2 h	12	0.39±0.03^a	21.64±2.69	150.12±14.80	64.72±6.82	3.18±0.24	–
	试验后24 h	12	0.40±0.03^b	20.07±2.12^a	143.17±13.99	66.38±6.11	3.24±0.3	84.58±9.11^a
	试验后48 h	12	0.43±0.02^c	17.51±1.64^b	141.84±13.86	67.52±6.02	3.27±0.24	76.67±9.23^b

注：ARDS：急性呼吸窘迫综合征；IL–6：白细胞介素–6；Cdyn：呼吸系统动态顺应性；OI：氧合指数；HR：心率；MAP：平均动脉压；CI：心脏指数；–：表示该时间点未监测；与同期对照组比较，Cdyn：^at＝–2.19，P<0.05；^bt＝–2.24，P<0.05；^ct＝–4.59，P<0.01；OI：^at＝2.40，P<0.05；^bt＝3.08，P<0.01；IL–6：^at＝2.25，P<0.05；^bt＝3.51，P<0.01.HR、MAP、CI为试验前及试验后1、2、4 h的数据　ARDS：acute respiratory distress syndrome; IL–6：interleukin–6; Cdyn：respiratory system dynamic compliance; OI: oxygenation index; HR: heart rate; MAP: mean arterial pressure; CI: cardiac index；–：data was not monitored at that time；compared with the control group at the same time，Cdyn：^at＝–2.19，P<0.05; ^bt＝–2.24，P<0.05; ^ct＝–4.59，P<0.01; OI：^at＝2.40，P<0.05; ^bt＝3.08，P<0.01; IL–6：^at＝2.25，P<0.05；^bt＝3.51，P<0.01.The value of HR，MAP，CI were 1 h，2 h and 4 h before and after test

2.4　2组呼吸机相关性肺损伤(VILI)的比较

(1)2组患者均未有气压伤发生，X线胸片未见有气胸、皮下气肿和纵隔气肿等。(2)2组患者试验前IL–6值无统计学差异，试验后24 h、48 h均进行性降低，治疗组降低程度更为明显，与同期对照组比较有统计学意义，见表2。

2.5　预后

治疗组机械通气时间、PICU住院时间明显短于对照组；2组间28 d病死率比较差异无统计学意义，见表3。

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表3

对照组和治疗组ARDS患儿预后的比较

Table 3

Comparison of prognosis between control group and treatment group of patients with ARDS

表3

对照组和治疗组ARDS患儿预后的比较

Table 3

Comparison of prognosis between control group and treatment group of patients with ARDS

组别	例数	机械通气时间(d，±s)	PICU住院时间(d，±s)	病死率(%)
对照组	15	8.06±1.44	9.53±1.42	26.67
治疗组	15	6.62±1.26	8.12±1.31	20.00
t值		2.49	2.67	–
P值		<0.05	<0.05	0.50

注：ARDS：急性呼吸窘迫综合征；病死率的比较采用四格表Fisher's确切概率法　ARDS：acute respiratory distress syndrome；comparison of mortality used Fisher's exact test

3　讨论

肺泡大量萎陷导致气体交换面积明显减小是ARDS的主要病理生理学特点之一。设置PEEP的主要目的是保持呼气末肺泡开放，增加气体交换面积和功能残气量，在相对安全的FiO₂(FiO₂≤60%)下改善氧合^[6,7]。选择合适的PEEP是维持肺泡开放的关键^[8]。不恰当的PEEP设置会加重患者的呼吸机相关性肺损伤(VILI)：PEEP过低会使肺泡持续萎陷或反复复张/萎陷产生萎陷伤和剪切伤；过高又使肺泡过度膨胀产生气压伤。目前选择最佳PEEP的方法存在争议，临床研究中最常选择在P–V曲线下拐点(LIP)附近设定PEEP，但随着对P–V曲线的进一步研究及理解的深化，该方法也遭受质疑^[9]，主要包括(1)LIP出现率低：LIP主要在急性渗出期局部肺泡受累时明显，增生期/纤维化期或双肺呈弥散性受累时，则并无明显的拐点出现。(2)加重VILI：P–V曲线描记时肺泡依次开放，应用高达30～40 cmH₂O的PEEP才可以达到所有肺泡开放的目的，吸气相终点肺泡过度膨胀及呼气相终点复张肺泡再次萎陷，均容易加重VILI。有研究证实^[10]：应用P–V曲线描记后ARDS患者的肺力学、血流动力学及炎性因子均呈恶化趋势。(3)可操作性差：P–V曲线描记后对LIP的确定很难达到精确的程度。Harris等^[11]研究发现，判断LIP时不同观察者的差异可高达6～11 cmH₂O。

ARDS时肺部病变呈非均质性，复张萎陷肺泡并保持不同肺泡在呼气末保持开放的压力是不同的，不可能存在对所有肺泡均合适的PEEP。最佳PEEP可能表示一部分肺泡过度膨胀，大多数肺泡免于萎陷及最基底部肺泡萎陷之间的最佳状态。肺保护性通气策略的核心主要包括最佳PEEP和小潮气量，而小潮气量通气策略主要是通过限制潮气量来限制压力(PIP)，进而避免肺泡的过度膨胀，减少肺组织气压伤及容量伤，所以PEEP、PIP应该是机械通气时最重要的2个呼吸机参数，Cdyn则是机体对此2个参数设置的综合反应。动物实验表明，可根据Cdyn的变化来调整PEEP的水平。徐磊等^[10]认为，最佳PEEP应为肺泡复张和过度通气之间顺应性最佳时所对应的压力值。Badet等^[12]研究指出，最佳PEEP可提高呼吸系统顺应性，同时增加呼吸衰竭患者的氧合。以Cdyn为标准设定的肺泡塌陷的PEEP阈值与依据氧合设定的肺泡塌陷的PEEP阈值具有很高的一致性^[13]。本研究也得出：治疗组Cdyn较对照组明显好转的同时，OI也较对照组明显改善。

PEEP的设置也要考虑对循环系统的影响。PEEP对机体影响可分为两部分^[14,15]：低PEEP时主要作用为扩张小呼吸道和萎陷肺泡，改善通气/血流比值，提高组织氧供；高PEEP时过度膨胀肺泡增多，胸腔内压明显升高，通过心肺交互作用引起血流动力学改变：包括静脉回流减少，左、右心室充盈下降，MAP、CI等降低。本研究中治疗组PEEP值明显高于对照组，但HR、MAP、CI均无明显变化，提示Cdyn最佳时PEEP的主要作用为提高ARDS患者肺顺应性和氧合功能，并未造成肺泡过度膨胀进而影响血流动力学。

很早就有学者注意到，绝大多数ARDS患者并非死于严重低氧血症，而是死于序贯性器官衰竭(SOFA)，SOFA评分是预测ARDS死亡的独立危险因素^[16]。目前认为主要原因是VILI导致肺泡巨噬细胞活化，促进肺部炎性介质的产生和释放，造成SOFA。监测机体中炎性因子的变化，将有助于及早发现VILI^[17]。本研究中对照、治疗2组均无气压伤发生，但治疗组IL–6降低程度较对照组明显，说明根据最佳Cdyn法设定PEEP能更明显减轻巨噬细胞活化介导的全身炎性反应。比较2组患者预后，滴定最佳Cdyn法可明显缩短ARDS患者的机械通气时间和PICU住院时间。2组病死率比较差异无统计学意义，这可能与本研究所选择的样本数较少有关，尚需大样本、多中心研究进一步证实。

综上所述，滴定最佳Cdyn法能明显改善ARDS患儿的呼吸力学，减轻VILI对血流动力学无严重不良影响，且对呼吸机要求不高，操作简单，便于临床开展。

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谢友军