不同呼氣末正壓對COPD患者腹腔壓力及肝臟的影響*

張雅婷 趙曉赟 李月川△

不同呼氣末正壓對COPD患者腹腔壓力及肝臟的影響*

張雅婷1,2趙曉赟2李月川2△

目的 研究機械通氣時不同呼氣末正壓（PEEP）參數對慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者肝臟形態、功能及血流動力學的影響。方法采用前瞻性、開放性、自身對照的研究方法，對50例因COPD呼吸衰竭行機械通氣的患者，待其病情穩定后，觀察在PEEP分別為0、5、10 cmH2O時腹腔壓力（IAP）的改變，以及肝臟形態、肝門靜脈內徑、血流動力學和肝功能的變化。結果隨著PEEP值增大，IAP隨之增加(P＜0.01)；肝臟形態未發生明顯變化，門靜脈內徑無顯著改變(P＞0.05)，門靜脈血流減慢(P＜0.05)，肝功能改變差異無統計學意義(P＞0.05)。結論機械通氣時較高的PEEP值會使IAP升高、門靜脈血流減慢，但門靜脈內徑及肝功能所受影響不明顯。

呼吸，人工；門靜脈；肝功能試驗；肺疾病，慢性阻塞性；呼氣末正壓；腹腔壓力

近年來隨著機械通氣技術的不斷完善和廣泛應用，呼吸衰竭治療的成功率得到了顯著地提高，但不適當的機械通氣模式和（或）不適當的參數設置，則可能會導致治療時間的延長甚至病情的加重。筆者通過一項單中心、前瞻性、開放性、自身對照的臨床研究，觀察不同的機械通氣參數設置和自然呼吸狀態下在幾乎相同的時間內對肝臟的影響。通過監測機械通氣狀態下腹腔壓力及肝臟的形態、功能、血流動力學等相關指標，探討機械通氣本身及不同呼氣末正壓（PEEP）參數設置對腹腔壓力及肝臟的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2010年1月—2012年7月我院呼吸重癥監護病房（RICU）患者50例，其中男21例，女29例，平均年齡（69.89±7.06）歲。其中經鼻氣管插管43例，經口氣管插管5例，氣管切開2例。合并冠心病21例，合并糖尿病13例，機械通氣5～18 d，平均（10.17±4.22）d。納入標準：（1）有慢性咳嗽、咳痰和（或）呼吸困難病史。（2）既往肺功能檢測應用支氣管舒張劑后[第一秒用力呼氣容積（FEV1）/用力肺活量（FVC）]×100%＜70%。（3）胸部X線檢查有肺過度充氣表現。（4）確診慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性加重并發呼吸衰竭行機械通氣（包括經口、經鼻氣管插管和氣管切開）的患者，經系統治療病情穩定后已達到脫機條件但尚未脫機的患者。（5）留置尿管的患者。（6）留置胃管每日鼻飼腸內營養液吸收良好，胃腸功能穩定的患者。（7）經醫院倫理委員會批準，自行或由其代理人簽署知情同意書。排除標準：（1）APECHEⅡ評分＞20預計存在較高死亡風險的患者。（2）氣管插管機械通氣72 h內死亡或自動出院患者。（3）合并哮喘、支氣管擴張癥、充血性心力衰竭、結核病、間質性肺病和細支氣管炎等。（4）在觀察期間發生呼吸機相關肺炎（VAP）者。（5）合并肝硬化或其他肝臟基礎疾病者。（6）存在泌尿系感染、神經性膀胱、膀胱外傷、嚴重前列腺增生肥大者。（7）胃腸功能紊亂，存在腹脹、腹瀉、便秘、胃腸吸收障礙者。（8）腹部包扎和過度粘連者。（9）患者或家屬以任何理由要求退出者。（10）醫生認為繼續觀察有可能影響治療者。

1.2 儀器與材料 呼吸機（GALILEO呼吸機，瑞士Hamilton Medical AG公司）；RM6240-C型多導生理信號采集系統、YPJ01H定標型壓力換能器（成都儀器廠）；球囊氣管插管（OD7.5 mm，Pentax公司）；尿管（14號硅膠雙腔氣囊導尿管，蘇州新區文教醫療用品廠）；彩色超聲儀（探頭頻率5 MHz，Philips公司）。

1.3 研究方法

1.3.1 機械通氣模式及參數的設置 基線值：即患者停止機械通氣但未拔除氣管插管下的自主呼吸狀態，僅予人工鼻吸氧5 L/min。機械通氣參數的設置：機械通氣模式選取目前COPD呼衰患者最常用的同步間歇指令通氣（SIMV）模式。試驗前72 h內未應用鎮靜劑、肌松劑，試驗的時間窗為患者病情平穩，符合撤機試驗篩查標準但不適合立刻撤機的階段。根據先后設置PEEP值的不同，進行自身對照，并分為PEEP1組、PEEP2組、PEEP3組，PEEP1=0 cmH2O（1 cmH2O= 0.098 kPa），PEEP2=5 cmH2O，PEEP3=10 cmH2O，3組的PEEP值逐漸升高，其他參數相同：潮氣量(VT）400 mL，呼吸頻率（F）8次/min，壓力支持（PS）20 cmH2O，吸氧濃度（FiO2）40%，吸呼比（I/E）1∶2。機械通氣參數的設置以臨床常用參數為參考，試驗過程中嚴密觀察患者各項生命指征，未發現明顯血液動力學改變及低氧血癥，既滿足試驗所需，又保證患者病情穩定及生命安全。

1.3.2 腹腔壓力測定及數據收集 患者胃腸功能穩定，空腹狀態下，經胃管回抽無胃液時測量腹腔壓力。采用目前公認的膀胱壓力測定法[1]間接測定腹內壓（IAP）。方法：患者平臥位，將Foley導尿管經尿道插入膀胱，充氣囊，膀胱排空后，注入37℃100 mL無菌等滲鹽水，外接壓力傳感器測壓，穩定約30 s，讀出呼氣末時數值即為腹內壓力。分別測量PEEP1、PEEP2、PEEP3及基線值4種狀態下的腹腔壓力。

1.3.3 肝臟形態學影響 在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基線值4種狀態下應用超聲波對肝臟左葉和右葉的大小形態進行測量，以比較各種通氣模式和參數對肝臟形態的影響。患者取仰臥位進行測量。（1）肝右葉最大斜徑：以肝右靜脈注入下腔靜脈的肋下肝臟斜切面聲像為標準，測量得到的肝臟前后緣之間的最大垂直距離。（2）肝右葉前后徑：在肋間切面聲像圖上測量得到的肝臟前后緣間的垂直距離。（3）肝右葉橫徑：自肝最右外側線至下腔靜脈右側壁間的距離。（4）肝左葉厚度和長度：以通過腹主動脈的矢狀縱切聲像圖作為測量肝左葉厚度和長度的標準切面，盡可能顯示膈肌。

1.3.4 對肝門靜脈的研究 患者仰臥位，使用彩色多普勒測量門靜脈內徑及血流速度。在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基線值4種狀態下，分別記錄肝門靜脈的內徑D、平均血流速度Vmean。

1.3.5 對肝臟功能的研究 晨起空腹時，在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基線值4種狀態下，在右側肘正中靜脈取3 mL靜脈血，檢測天冬氨酸轉氨酶(AST)和丙氨酸轉氨酶(ALT)，4種狀態均間隔24 h。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0統計學軟件進行數據統計。計量資料以均數±標準差(±s)表示，不同的PEEP設置值組間采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t法。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 4種狀態下對腹腔壓力的影響 隨著PEEP的增加，腹腔壓力相應升高，組間兩兩比較差異有統計學意義（P＜0.01），見表1。

2.2 4種狀態對肝臟形態、門靜脈內徑、血流動力學及肝功能的影響 在PEEP1、PEEP2、PEEP3及基線值4種狀態下肝臟形態、門靜脈內徑及肝功能ALT、AST差異均無統計學意義(P＞0.05)，而隨著PEEP值的增高，門靜脈血流速度減慢，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

Table1 Comparison of abdominal pressure,morphology of liver,portal vein diameter,hepatic portal hemodynamics and liver function between four groups表1 各組腹腔壓力、肝臟形態、門靜脈內徑、門靜脈血流及肝功能的比較 （n=50）

3 討論

機械通氣由于為正壓通氣，其所產生的胸腔正壓也將引起膈肌下移從而導致腹腔壓力（IAP）的升高，有研究表明腹內高壓（IAH）和腹腔間隔室綜合征（ACS）是導致危重癥患者呼吸衰竭發病率和死亡率顯著升高的原因之一[2-3]。特別是PEEP的使用，使腹腔壓力受到影響[4-5]。Reintam等[6]認為PEEP＞10 cmH2O是機械通氣患者出現腹內高壓的高危因素。對于COPD肺殘氣量和肺總量增大的患者，上述影響可能更為突出。如本組資料所示，隨PEEP值的增加，測得的IAP升高。曹楓等[7]的研究也得出了相似的結論。

IAP升高會對肝臟產生直接的外壓，但在本研究中，即使在能使IAP顯著升高的PEEP3作用下，肝臟的形態與基線相比也沒有發生有統計學意義的改變。分析原因可能與IAP升高引起肝臟血流動力學的改變相關。因門靜脈占肝總供血量的2/3至3/4[8]，故以門靜脈為代表進一步觀察了肝臟血管形態及血流動力學的情況，結果顯示在較高的PEEP3下IAP上升，門靜脈血流速度減慢，而門靜脈內徑無明顯改變。其原因可能為IAP上升，下腔靜脈回流受阻，肝靜脈壓升高，整個肝臟靜脈回流受影響，門靜脈血流速度減慢，導致肝淤血。血液淤積對門靜脈產生的張力與肝臟受壓對門靜脈產生的壓力可能相互抵消，故門靜脈內徑未發生明顯變化。且肝臟為雙重供血，不僅有門靜脈供血也有肝動脈供血。Gutt等[9]在以豬為模型的實驗研究中表明，在二氧化碳氣腹建立后肝動脈的血流量顯著增加，它可以一定程度補償減少的門靜脈血流量（PVBF）。綜合以上因素，因門靜脈血流速度減慢引起的肝淤血以及為補償減少的門靜脈血流而增加的肝動脈血流量均導致了肝內壓的升高，從而抵消了腹壓升高對肝臟的外壓作用，故往往難以從大體形態學方面觀察到肝臟所受的影響。

本研究進一步以ALT、AST為代表觀察了肝功能的變化。大多數學者認為，IAP升高引起肝臟血流量減少影響肝臟功能[10-11]。但本研究結果與上述研究結果不同，隨著IAP的升高，肝臟功能指標ALT、AST均未發生顯著變化。胡建華等[12]通過動物實驗也發現與本研究相似的結果。分析其原因可能有以下幾個方面：首先，在門靜脈血流量減少的早期，肝動脈的血流量可代償性增加[9]，從而基本保證了肝臟的供血，使肝功能得以不受影響。其次，在機械通氣狀態下，患者出現肝功能功異常者多見，可由感染、應激、藥物、缺氧等引起，影響因素較多，難以單純評價；本研究選取觀察的時間段為患者病情穩定，已停機但未拔除氣管插管時，盡可能排除影響所監測指標的因素；且本研究為臨床研究，與動物實驗相比避免了物種差異帶來的影響。再次，本研究嚴格遵守倫理委員會要求，以盡可能降低對患者病情影響為前提，故研究方案可能存在不足。因有研究表明IAP＞25 mmHg時大多數動物存活不超過2 h[11]，過高的PEEP會對全身多臟器產生影響，甚至死亡[5]。故本研究將PEEP及IAP控制在相對安全范圍內，且未持續過長時間。

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（2014-02-20收稿 2014-04-13修回）

（本文編輯 魏杰）

Effects of Different PEEP on Abdominal Pressure and Liver in COPD Patients

ZHANG Yating,ZHAO Xiaoyun,LI Yuechuan
Department of Respiratory and Critical Care Medicine,Tianjin Chest Hospital,Tianjin 300222,China

ObjectiveTo research the impact of various PEEP parameters of mechanical ventilation on liver morphology and function and on hemodynamics.MethodsFifty patients of respiratory failure due to COPD using mechanical ventilation was observed by prospective,exoterical and self-control methods after their condition were stabilized.The variation of abdominal pressure was measured with different PEEP of 0 cmH2O,5 cmH2O and 10 cmH2O with mechanical ventilation,and measured when patients breathe autonomously with tracheostomy tube.The changes of liver morphology,hepatic portal vein diameter,hemodynamics and liver function were also measured on above circumstances.ResultsWith PEEP value increases:the abdominal pressure(IAP)rise(P＜0.01)while liver morphology,function and hepatic portal did not change markedly evidently(P＞0.05).By contrast,blood flow of hepatic portal vein reduced with PEEP increase(P＜0.05).Conclu?sionHigher PEEP values on mechanical ventilation will causes abdominal pressure increases and low blood flow of hepatic portal,but not obvious impact on portal vein diameter and liver function.

respiration,artificial;portal vein;liver function tests;pulmonary disease,chronic obstructive;PEEP;abdominal pressure

R563

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.06.025

*天津市衛生局科技基金資助項目（項目編號：2011KY29）

1天津醫學大學（郵編300070）；2天津市胸科醫院RICU

△通訊作者 E-mail：liyuechuandoctor@126.com