不同壓力控制性肺膨脹對內源性急性肺損傷療效分析

汪 洋，劉曉偉，劉 志

(中國醫科大學附屬第一醫院，沈陽 110001)

應用控制性肺膨脹(SI)的方法進行肺復張時，壓力和時間的選擇對復張的效果起關鍵作用，壓力過低或時間過短，塌陷的肺泡不能復張;壓力過高或時間過長，易引起氣壓傷。因此，探討實施SI的最佳壓力和時間，對急性肺損傷(ALI)的治療有重要意義。2009年5月～2010年6月，本實驗應用家兔復制內源性ALI模型，采用不同壓力實施SI，監測家兔血氣分析、血流動力學、呼吸力學的變化，以選擇實施SI的最佳壓力，評價SI對肺內源性ALI的作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 選用健康新西蘭兔(由中國醫科大學實驗動物中心提供)20只，雌雄不拘，體質量(2.0±0.25)kg。隨機分為5組，每組4只。C組:空白對照，僅行氣管插管;P0、P1、P2、P3組:氣管內注入生理鹽水致 ALI，并分別采用 0、30、35、40 cmH2O壓力進行肺復張。

1.2 主要儀器 Maquet Servoi呼吸機(德國西門子公司)，GEM Premier3000血氣分析儀(美國實驗儀器有限公司)，1500型血流動力學監測儀(Spacelab公司)。

1.3 動物模型建立 麻醉動物后，將生理鹽水按12 ml/kg經氣管插管緩慢注入氣管內，5 min內注完，反復變換家兔體位使生理鹽水能夠均勻分布于兩肺，復制淹溺所致ALI動物模型，注完后每15 min測量動脈血氣1次，如果PaO2＜63 mmHg(PaO2/FiO2＜300 mmHg)視為造模成功。造模成功后穩定30 min，所有動物通過氣管切開處插管連接呼吸機，采取容量控制通氣(潮氣量8 ml/kg，呼吸頻率30次/min，吸/呼比1∶2，PEEP 5 cmH2O，吸入氣體氧濃度45%)。

1.4 SI方法 C、P0組動物保持基礎通氣至實驗結束，P1、P2、P3組動物基礎通氣 10 min后，采用持續氣道正壓通氣模式實施SI，各組給予不同壓力水平的 SI(P1組:30 cmH2O;P2組:35 cmH2O;P3組:40 cmH2O)，控制吸氣相停止20 s，屏氣結束后立即轉換為容量控制通氣(參數同上)。

1.5 指標檢測 記錄實驗動物造模前、后和肺復張后30 min的下述指標:①氣體交換指標:PaO2、PaCO2、pH、PaO2/FiO2;②呼吸力學指標:氣道峰壓(PIP)、平臺壓(Pplat)、計算肺動態順應性(Cdyn)。

1.6 統計學方法 采用SPSS13.0軟件對各組數據進行分析，實驗數據以表示，各指標建模前后、機械通氣前后變化組間比較采用單因素方差分析，以P≤0.05為有統計學差異。

2 結果

2.1 氣體交換指標 各組肺內源性ALI家兔不同時間點氣體交換指標變化見表1。

表1 肺內源性ALI家兔氣體交換指標變化情況()

表1 肺內源性ALI家兔氣體交換指標變化情況()

注:與 P0組比較，*P ＜0.01;與 P1組比較，△P＜0.05

組別 pH PaO2(mmHg) PaCO2(mmHg) PaO2/FiO2 C 組 7.42 ±0.15 166.84 ±35.22 42.35 ±19.26 415.35 ±73.33 P0 組 7.30 ±0.15 46.35 ±27.32 25.24 ±14.18 219.36 ±67.35 P1 組 7.35 ±0.18 121.32 ±41.35* 40.17 ±22.58 302.84 ±79.75 P2 組 7.33 ±0.15 130.21 ±52.24*Δ 43.14 ±21.11 325.65 ±78.21 P3 組 7.34 ±0.15 126.25 ±37.18*Δ41.24 ±15.25 315.69 ±76.63

2.2 呼吸力學指標 肺內源性ALI家兔SI肺復張前后呼吸力學指標變化見表2。

表2 肺內源性ALI家兔SI肺復張前后呼吸力學變化()

表2 肺內源性ALI家兔SI肺復張前后呼吸力學變化()

注:與 P0組比較，*P ＜0.05

組別 Pplat(cmH2O) PIP(cmH2O) Cdyn(ml/cmH2O)C組10.5 ±3.7 13.0 ±4.1 1.96 ±0.45 P0組 13.8 ±4.3 15.2 ±4.9 1.51 ±0.43 P1組 11.6 ±2.5* 13.4 ±4.1* 1.91 ±0.62*P2組 11.4 ±3.7* 13.2 ±4.1* 1.96 ±0.52*P3組 11.1 ±3.4* 13.4 ±4.1* 2.01 ±0.32*

2.3 指標改善率比較 以肺復張前各組PaO2和Cdyn作為基礎值，研究不同SI方法后上述指標的改善率，結果發現P1、P2、P3組進行肺復張30 min后，PaO2改善率分別為(39.1 ±16.4)%、(49.4 ±21.1)% 和(44.8 ±22.3)%，Cdyn改善率分別為(25.7 ± 18.3)%、(32.4 ± 16.8)% 和(36.7 ±12.6)%，與未進行肺復張的 P0組(10.3 ±8.7)%、(9.1 ±5.7)%比較，P 均 ＜0.05。

3 討論

本研究中應用肺內直接灌注生理鹽水模擬淡水淹溺(肺內因素)造成ALI。在灌注生理鹽水后10 min，實驗動物 pH、PaO2開始下降，HR升高、MAP下降。氧合指數PaO2/FiO2＜300 mmHg，表明內源性ALI模型建立。此動物模型與臨床淹溺造成肺損傷的過程近似，更符合臨床實際。

SI是一種肺復張方法，機械通氣時通過給予足夠的氣道壓力，使萎陷的肺泡充分復張，且屏氣一段時間，增加肺泡的穩定性，從而達到增加機體氧合的目的［1］。應用SI需要一定的壓力，并需要屏氣一定的時間，合理選用SI的壓力，成為肺復張的關鍵。合適的SI復張壓力，既能顯著提高氧合，提高肺順應性，增加肺容積，又不加重肺損傷，且對循環無不良影響。目前文獻報道，實施 SI的壓力 25 ～60 cmH2O［2］。Lapinsky等［3］采用壓力30 ～45 cmH2O 的 SI，持續20 s，發現大多數患者的氧合能力在10 min內明顯改善，血氧飽和度從(86.9 ±5.5)%升至(94.3 ±2.3)%，無氣壓傷及其他不良反應。SI采用較高的壓力，雖能促進肺泡的復張，但可能會導致肺泡過度膨脹，加重肺損傷。不同的肺損傷程度SI選用的壓力不同，但以略高于跨肺壓為佳。既往的動物實驗和臨床觀察表明，30～60 cmH2O 壓力是適當的［4］。SI是否高于肺泡開放壓也是影響SI效果的關鍵因素［5］。

本研究中，對于肺內源性ALI家兔，從PaO2來看，SI壓力為30 cmH2O時氧合并未有明顯改善，仍低于300 mmHg，當壓力為35 cmH2O和40 cmH2O時氧合改善較好，且兩者間差異無統計學意義。以上結果提示當SI壓力＞30 cmH2O時，部分塌陷的肺泡開始復張，通氣/血流比例有所改善，PaO2增加。而且一旦塌陷的肺泡達到最大程度的復張時，SI改善氧合的效能也達到最大，進一步提高壓力可能是徒勞的。因此，從改善氧合的角度來看，35 cmH2O可能是實施SI的最佳壓力。ARDS時肺順應性的降低主要與肺不張和肺水腫造成肺容積減少有關，SI是通過增加肺容積來改善肺順應性。本實驗表明，以35 cmH2O的壓力實施SI時，家兔的Cdyn增加;而壓力提高至40 cmH2O時，Cdyn并不進一步增加。這說明當壓力為35 cmH2O時，家兔塌陷的肺泡已經是最大程度的復張，繼續增加壓力并不能更好地改善肺順應性，還可能導致肺泡過度膨脹，產生氣壓傷，加重肺損傷。因此，從呼吸力學的角度來看，35 cmH2O是實施SI的最佳壓力。SI采用較高的壓力雖能促進肺泡的復張，但可能會導致肺泡過度膨脹，加重肺損傷。合理應用SI不僅不會產生氣壓傷，而且還有利于減輕肺損傷［2］。

當然，需要指出的是，本研究結果是以家兔ALI為基礎，其肺損傷程度不同，SI的最佳壓力選擇也有所不同，而且實驗動物模型與臨床患者也不完全一致，需進一步通過臨床研究來證實。

［1］許紅陽，邱海波，楊毅，等.控制性肺膨脹對急性呼吸窘迫綜合征綿陽肺復張的影響［J］.中華麻醉學雜志，2004，24(8):600-603.

［2］Cakar N，der Kloot TV，Youngblood M，et al.Oxygenation response to a recruitment maneuver during supine and prone posit ions in an oleic acid-induced lung injury model［J］.Am J Respir Crit Care Med，2000，161(6):1949-1956.

［3］Lapinsky SE，Aubin M，Mehta S，et al.Safety and efficacy of a sustained inflation for alveolar recruitment in adults with respiratory failure［J］.Intensive Care Med，1999，25(11):1297-1301.

［4］邱海波，譚焰，周韶霞，等.控制性肺膨脹治療急性呼吸窘迫綜合征家兔的最佳壓力選擇［J］.中華內科雜志，2002，41(1):15-19.

［5］Lindner W，Hogel J，Pohlandt F.Sustained pressure-controlled inflation or intermittent mandatory ventilation in preterm infants in the delivery room?A randomized，controlled trial on initial respiratory support via nasopharyngeal tube［J］.Acta Paediatr，2005，94(3):303-309.