跨肺壓滴定PEEP在急性主動脈夾層術后低氧血癥患者中的臨床應用研究

趙 誼, 章文豪, 穆心葦, 章 淬, 孫 芳, 祁 祥, 鄒 磊

(南京醫科大學附屬南京醫院 南京市第一醫院, 重癥醫學科, 江蘇 南京, 210006)

?

論著

跨肺壓滴定PEEP在急性主動脈夾層術后低氧血癥患者中的臨床應用研究

趙 誼, 章文豪, 穆心葦, 章 淬, 孫 芳, 祁 祥, 鄒 磊

(南京醫科大學附屬南京醫院 南京市第一醫院, 重癥醫學科, 江蘇 南京, 210006)

目的 探討跨肺壓指導呼氣末正壓通氣(PEEP)選擇對急性主動脈夾層術后低氧血癥患者氧合、血流動力學及預后的影響。方法 采用前瞻性隨機對照研究，入選2014年1月—2015年8月急性Stanford A型主動脈夾層術后低氧血癥患者28例，隨機分為2組：個體化治療組(n=19), 肺復張后通過食道壓監測結果調整PEEP; 傳統機械通氣治療組(n=9), 肺復張后按照ARDSnet建議調整PEEP。比較2組患者呼吸、血流動力學參數、機械通氣時間、住ICU時間及住院病死率。結果 第72 h, 個體化治療組的PEEP、吸氣末跨肺壓均較傳統機械通氣治療組高(P<0.05); 第72 h, 個體化治療組動脈血氧分壓(PO2)、氧合指數高于傳統機械通氣治療組(P<0.05)。整個實驗過程中, 2組患者的心率和心排量無明顯差異(P>0.05)。個體化治療組患者機械通氣時間和住ICU時間均比傳統機械通氣組時間短(P<0.05), 2組患者的住院病死率無統計學差異(P>0.05)。結論 肺復張后應用跨肺壓指導PEEP的機械通氣策略可改善急性主動脈夾層術后低氧血癥患者氧合，縮短機械通氣時間、住ICU時間，且不會引起循環波動。

急性主動脈夾層; 低氧血癥; 跨肺壓; 食道壓

急性Stanford A型主動脈夾層(AADA)是一種嚴重威脅人類生命的心血管疾病，需積極的外科干預[1]。急性呼吸功能障礙、低氧血癥是AADA術后常見并發癥，可導致患者的圍術期死亡率增加[2-3], 其主要由肺泡塌陷、肺容積減少、肺泡表面透明膜形成所致[4], 臨床上通常應用肺復張(RM)及呼氣末正壓通氣(PEEP)改善氧合。而真正維持肺泡開放的壓力是跨肺壓，即氣道壓減去胸腔內壓，PEEP大于胸腔內壓才能真正防止已復張肺泡再次塌陷。在主動脈夾層術后患者，多種因素均可導致術后胸廓彈性阻力增加，引起胸腔內壓升高，跨肺壓降低[5], 如何監測胸腔內壓成為研究的關鍵。食道壓與胸腔內壓有很好的相關性[6], 本研究擬通過前瞻性隨機對照臨床研究，觀察測定跨肺壓指導PEEP選擇及RM對主動脈夾層術后低氧血癥患者氧合、血流動力學的影響，探討跨肺壓指導此類患者PEEP選擇的安全性和有效性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2014年1月—2015年8月本科收治的急性Stanford A型主動脈夾層術后低氧血癥患者。入選標準: ① Stanford A型主動脈夾層患者; ② 年齡18～70歲，性別不限; ③ 需要機械通氣的主動脈夾層術后早期低氧血癥患者(發病時間<72 h, 預計機械通氣時間>24 h); ④ p(O2)/FiO2<200 mmHg。排除標準: ① 慢性阻塞性肺病(COPD)、肺纖維化等慢性呼吸疾病; ② 食道梗阻、食道穿孔、嚴重食道靜脈曲張出血，上消化道手術; ③ 胸廓畸形、膈疝、氣胸，留置胸引管; ④ 血流動力學不穩定(收縮壓<90 mmHg, 血管活性藥物難以維持); ⑤ 嚴重左室功能不全。

1.2 方法

1.2.1 試驗器材呼吸機：瑞士Hamilton公司, HAMILTON-G5呼吸機；食道壓氣囊導管：瑞士Hamilton公司, REF84310; 血氣分析儀：美國NOVA公司, NOVA-CCX; 多功能監護儀：美國Philip公司, Philip MP60; 微創血液動力學監護儀：美國Edwards Lifesciences公司, Viligence-Ⅱ。

1.2.2 實驗過程一: 患者入ICU后常規進行鎮靜鎮痛、補液、維持水電解質及酸堿平衡、使用血管活性藥、抗菌素等，采用同步間歇指令通氣+壓力支持(SIMV+PSV)輔助呼吸，頻率12次/min, 2 L/min流量觸發，潮氣量6～8 mL/kg, 吸呼比1: 2, 吸入氧濃度(FiO2) 40%～60%, 呼氣末正壓(PEEP)4～5 cmH2O。機械通氣30 min后血氣分析檢查，達到病例入選標準的患者隨機分組，隨機化方案采用住院號尾號單雙號處理，分為2組：個體化RM治療組和傳統機械通氣治療組，最終分別收錄19例和9例。

1.2.3 實驗過程二：食道壓導管放置及食道壓測量: ① 患者斜坡臥位，床頭抬高30°, 采用插胃管的方式，將食道壓管插入胃內，確定食道壓管道測壓氣囊部分位于食管中下段。病人肌松鎮靜狀態，消除自主呼吸，純氧通氣120 s，使用呼吸機呼氣、吸氣暫停功能，呼吸暫停10 s, 凍結屏幕波形，測量呼氣末2 s、吸氣末2 s左右輔助壓壓力(此時氣道氣體流速為0 L/min, 且穩定在為0 L/min), 此壓力即反映病人胸腔壓力的食道壓。

1.2.4 實驗過程三：傳統機械通氣治療組：根據ARDSnet的PEEP/FiO2滴定表進行調節PEEP和FiO2調整，保證SpO2≥90%。個體化肺復張治療組：根據食道壓監測結果調整PEEP, 保證呼氣末跨肺壓0～10 cmH2O, 吸氣末跨肺壓≤25 cmH2O, 保證SpO2≥90%。

1.3 觀察指標

記錄患者一般臨床資料，于患者入組時、入組后每12 h各評估一次直至入ICU后72 h, 調整PEEP前應用P-V工具行RM, 調整PEEP后即觀察生命體征，第72小時記錄氣體交換、呼吸力學、血流動力學等指標，并收集預后指標。

1.4 統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行統計分析。計數資料以百分比表示，計量資料以(均數±標準差)表示。計數資料組間比較采用卡方檢驗或Fisher精確檢驗，計量資料組間比較采用t檢驗，多個樣本間均數比較采用ANOVA方差分析,P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般臨床資料

觀察期共28例患者入組，其中傳統機械通氣治療組(依據ARDSnet法設定PEEP聯合RM)9例，個體化RM治療組(依據食道壓滴定法設定PEEP聯合RM)19例, 2組患者的基本信息見表1。2組患者基礎狀況無顯著差異(P>0.05), 入ICU時2組病情均較重，平均APACHE Ⅱ評分均在16分左右; 2組平均氧合指數在150 mmHg左右，為中重度ARDS患者。此外2組患者并發ARDS的獨立危險因素也無顯著差異(P>0.05), 包括體質量指數(BMI)、主動脈阻斷時間及體外循環時間等。2組入ICU時動脈血氣、血流動力學狀況及組織灌注情況(血乳酸的水平)之間也無顯著差異(P>0.05)。

表1 2組患者入ICU時的基本狀況±s)[n(%)]

2.2 治療過程中的呼吸循環參數

2組患者在剛入ICU時呼吸狀況及血流動力學情況無明顯差異(P>0.05), 隨著治療的進程, 2組均有患者符合拔除氣管插管指征而予拔除氣管插管，整個過程中，沒有患者需要再次插管。見表2。至第72小時, 可見個體化肺復張治療組較傳統機械通氣治療組有更多的患者拔管(P<0.05)。至第72小時, 個體化肺復張治療組與傳統機械通氣治療組分別有9例和6例患者尚未拔管，而個體化肺復張治療組患者也較傳統機械通氣治療組患者的p(O2)和氧合指數狀況更佳(P<0.05), 2組患者的血流動力學指標無明顯差異(P>0.05)。見表3。

表2 2組各時間點行機械通氣患者例數

詳細分析整個實驗過程，由圖1可知，在整個實驗過程中，個體化肺復張治療組PEEP、吸氣末跨肺壓均較傳統機械通氣治療組高，在第72小時的差異有統計學意義(P<0.05), 呼氣末跨肺壓整體也是個體化肺復張治療組高, 2組在第72小時差異無統計學意義(P>0.05)。2組患者的氧合指數在第72小時也呈現出顯著差異，個體化肺復張治療組更有優勢(P<0.05)。而在整個的實驗過程中, 2組患者的血流動力學均基本能夠維持穩定，心率和心排量無明顯差異(P>0.05)。見圖2。

2.3 臨床預后

相比較依據ARDSnet設定PEEP聯合RM的傳統治療組，食道壓滴定PEEP聯合RM的個體化RM治療組患者機械通氣時間(76.3±36.1、 92.6±47.1,P=0.038)和住ICU時間(132.0±65.8、 196.9±56.7,P=0.012)更短，且2組住院病死率無顯著差異(P>0.05)。2組均未出現RM等相關并發癥，如呼吸循環的急劇不穩定、新發的心律失常、氣胸等。見表4。

3 討 論

低氧血癥是心外科術后患者的常見并發癥，尤其是AADA患者，導致機械通氣時間和住ICU時間延長，甚至可能增加病死率。因此所有能快速糾正急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的安全有效策略，均可能改善AADA患者的預后。本研究在AADA術后并發ARDS的患者中探究了個體化的RM策略及跨肺壓指導PEEP的設定這2項機械通氣策略，發現此2項策略能快速改善患者的氧合，且不會引起循環上的波動，提示安全有效。循環的穩定、呼吸狀態的快速改善使患者的機械通氣時間明顯縮短，住ICU時間相應縮短。雖然在病死率方面未見明顯改善，這可能與本研究的樣本量小有關。小潮氣量高PEEP的保護性肺通氣策略已為大量的動物實驗所驗證[7-8]。而對于ARDS患者，如何依據患者的病理生理特點設定合適的PEEP一直缺乏有效方法。理想的PEEP既能維持肺泡張開狀態，防止肺泡塌陷，又能避免肺泡的過度擴張，導致氣壓傷。ARDSnet研究依據患者的氧合狀態來調整吸入氧濃度(FiO2)和PEEP[9], 2004年的ALVEOLI試驗表明，在6 mL/kg的小潮氣量及限制平臺壓不超過30 cmH2O條件下，高PEEP組和標準PEEP組臨床預后無明顯差異[10]。2008年LOVS試驗[11]表明，在6 mL/kg的小潮氣量基礎上，整合一系列“打開肺”策略，包括即使將平臺壓升至40 cmH2O和更高的PEEP, 能顯著改善患者的氧合，且對患者全因病死率無影響，可能與患者原發病較重有關。2008年EXPRESS試驗表明，與傳統PEEP組相比，提升PEEP至平臺壓維持在28～30 cmH2O, 可明顯改善肺功能，減少機械通氣時間和器官功能衰竭時間，且不降低病死率[12]。雖然三項研究均得出了陰性結果，但2010年綜合了三項研究的薈萃分析[13]顯示，高PEEP可提高中重度ARDS患者的生存率。在最新的膿毒癥指南中，對于膿毒癥誘導的中重度ARDS中亦新增了有關高PEEP的推薦[14]。因此，本研究群體也選擇了中重度的ARDS患者，即氧合指數≤200 mmHg。更高的PEEP可能會引起更多的氣壓傷，但它能更好的防止呼氣末肺泡的塌陷，權衡利弊，食道壓滴定PEEP的策略仍可能為臨床所獲益[15-17]。雖然作者在研究過程中未出現因RM導致的血流動力學不穩定、心律失常或者氣胸等相關并發癥，但如果擴大樣本量的話，仍可能會出現，需密切注意[18-20]。

圖1 2組在第0、12、24、48、72小時的呼吸參數

圖2 2組第0、12、24、48、72小時的循環參數

表3 2組入ICU時和第72小時的呼吸循環參數對比

表4 2組預后情況比較

與個體化肺復張治療組比較, *P<0.05。

本研究結果表明，相比傳統的ARDSnet方案聯合肺復張，食道壓滴定的PEEP聯合RM, 即個體化RM方案，可更好的改善氧合，縮短患者的機械通氣時間和住ICU時間。AADA術后患者由于全身麻醉、開胸手術、胸腔積液等因素均會導致術后胸廓彈性阻力增加，引起胸腔內壓升高，因此需要更高的PEEP來使得呼氣末跨肺壓為正值以防肺泡塌陷。本研究分析發現個體化治療組多數患者的PEEP較傳統機械通氣組高，即食道壓滴定的PEEP較ARDSnet方案的PEEP更高，因此相比較于傳統機械通氣組，個體化RM組的臨床獲益可能來自于食道壓滴定指導下所產生的更高的PEEP。這與其他學者在相關領域的研究結果基本一致[21]。

本研究存在一定的局限性。首先，這是一個單中心、小樣本量、單一病種的臨床研究，是否能適用于其他疾病，仍需要進一步的大規模多中心的臨床研究來驗證[22-24]。其次，本研究陽性結果是改善氧合、縮短機械通氣時間和住ICU時間，但更高的PEEP亦可能導致氣壓傷，因此本研究方案是否真正降低病死率，亦需大樣本量研究來驗證。最后，通過CT掃描來評估局部的肺容量來決定AADA患者術后是否需要行RM, 本研究也未進行[25-27]。

綜上所述，基于跨肺壓的理念，食道壓滴定的PEEP設置聯合RM的個體化機械通氣策略可能會為AADA術后并發ARDS的患者帶來臨床獲益，但能否提高患者的生存率，仍需進一步的研究。

[1] Charlton-Ouw K M, Azizzadeh A, Sandhu H K, et al. Management of common carotid artery dissection due to extension from acute type A (DeBakey I) aortic dissection[J]. J Vasc Surg, 2013, 58(4): 910-916.

[2] Girdauskas E, Kuntze T, Borger M A, et al. Acute respiratory dysfunction after surgery for acute type A aortic dissection[J]. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 2010, 37(3): 691-696.

[3] Naughton P A, Park M S, Morasch M D, et al. Emergent repair of acute thoracic aortic catastrophes: a comparative analysis[J]. Arch Surg, 2012, 147(3): 243-249.

[4] Luo F, Zhou X L, Li JJ, et al. Inflammatory response is associated with aortic dissection[J]. Ageing Res Rev, 2009, 8(1): 31-35.

[5] Terragni P P, Filippini C, Slutsky A S, et al. Accuracy of plateau pressure and stress index to identify injurious ventilation in patients with acute respiratory distress syndrome[J]. Anesthesiology, 2013, 119(4): 880-889.

[6] Pecchiari M, Loring S H, D′Angelo E. Esophageal pressure as an estimate of average pleural pressure with lung or chest distortion in rats[J]. Respir Physiol Neurobiol, 2013, 186(2): 229-235.

[7] Chiumello D, Pristine G, Slutsky A S. Mechanical Ventilation Affects Local and Systemic Cytokines in an Animal Model of Acute Respiratory Distress Syndrome[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1999, 160(1): 109-116.

[8] Imai Y, Parodo J, Kajikawa O, et al. Injurious mechanical ventilation and end-organ epithelial cell apoptosis and organ dysfunction in an experimental model of acute respiratory distress syndrome[J]. JAMA, 2003, 289(16): 2104-2112.

[9] Fuchs H, Mendler M R, Scharnbeck D, et al. Very Low Tidal Volume Ventilation with Associated Hypercapnia-Effects on Lung Injury in a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome[J]. PLoS ONE, 2011(8): e23816.

[10] Brower R G, Lanken P N, MacIntyre N et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome[J]. N Engl J Med, 2004, 351(4): 327-336.

[11] Meade M O, Cook D J, Guyatt G H, et al. Ventilation strategy using low tidal volumes, recruitment maneuvers, and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial[J]. JAMA, 2008, 299(6): 637-645.

[12] Mercat A, Richard J C, Vielle B et al. Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial[J]. JAMA, 2008, 299(6): 646-655.

[13] Briel M, Meade M, Mercat A et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: systematic review and meta-analysis[J]. JAMA, 2010, 303(9): 865-873.

[14] Dellinger R P, Levy M M, Rhodes A et al. Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2012[J]. Crit Care Med, 2013, 41(2): 580-637.

[15] Plataki M, Hubmayr R D. Should mechanical ventilation be guided by esophageal pressure measurements[J]. Curr Opin Crit Care, 2011, 17(3): 275-280.

[16] 段旭洲, 徐志云. 炎性反應在急性A型主動脈夾層并發肺損傷中的作用[J]. 中華全科醫學, 2015, 13(2): 172-174.

[17] 許海雁, 張一明. 1例急性Stanford A型主動脈夾層合并系統性紅斑狼瘡的護理[J]. 實用臨床醫藥雜志, 2015, 19(20): 182-183.

[18] 倪妮, 王代紅, 王沂芹, 等. 主動脈夾層術后急性腎損傷行腎臟替代治療1例[J]. 第三軍醫大學學報, 2014, 36(12): 1344-1344.

[19] 梁真科. PEEP對肺葉切除患者單肺通氣中氧合及分流的影響[J]. 臨床肺科雜志, 2015, 20(2): 256-258.

[20] 孫尊鵬, 葛衛星, 嚴金霞. 不同呼氣末正壓對全麻術后患者氧合的影響[J]. 臨床肺科雜志, 2013, 18(5): 931-932.

[21] Talmor D, Sarge T, Malhotra A et al. Mechanical ventilation guided by esophageal pressure in acute lung injury[J]. N Engl J Med, 2008, 359(20): 2095-2104.

[22] 陳文智, 趙中, 黃影蘭, 等. 肺復張策略搶救急性呼吸窘迫綜合征患者的最佳PEEP設置[J]. 實用臨床醫藥雜志, 2013, 17(13): 20-23.

[23] 高新海, 徐仲卿, 張曉明, 等. 主動脈夾層患者臨床特征及導致死亡相關危險因素分析[J]. 實用臨床醫藥雜志, 2015, 19(13): 130-131.

[24] 季政, 林素, 周昌鉆, 等. Stanford A型主動脈夾層合并肺實變保守治療中長期存活1例并文獻復習[J]. 中華全科醫學, 2016, 14(5): 875-878.

[25] Constantin J M, Futier E. Lung imaging in patients with acute respiratory distress syndrome: from an understanding of pathophysiology to bedside monitoring[J]. Minerva Anestesiol, 2013, 79(2): 176-184.

[26] Fish E, Novack V, Banner-Goodspeed V M et al. The Esophageal Pressure-Guided Ventilation 2 (EPVent2) trial protocol: a multicentre, randomised clinical trial of mechanical ventilation guided by transpulmonary pressure[J]. BMJ Open, 2014, 4(9): e006356.

[27] 張朝霞. 主動脈夾層患者的護理干預[J]. 黑龍江醫藥科學, 2014, 37(1): 117-118.

Clinical application of transpulmonary gradient titration PEEP in patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery

ZHAO Yi, ZHANG Wenhao, MU Xinwei, ZHANG Cui,SUN Fang, QI Xiang, ZOU Lei

(IntensiveCareUnit,NanjingFirstHospitalAffiliatedtoNanjingMedicalUniversity,NanjingFirstHospital,Nanjing,Jiangsu, 210006)

Objective To explore the influence of transpulmonary gradient titration positive end expiratory pressure (PEEP) selection on oxygenation, hemodynamics and prognosis of patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery. Methods A perspective, randomized and controlled study was conducted, in which 28 patients with hypoxemia after acute type Stanford A aortic dissection surgery in our hospital from January 2014 to August 2015 were enrolled and randomly divided into two groups. Individual treatment group (n=19) received regulation of PEEP by esophageal pressure monitoring results after pulmonary re-expansion, while conventional mechanical ventilation treatment group (n=9) was given regulation of PEEP according to ARDSnet advice after pulmonary re-expansion. Respiration, hemodynamic parameters, mechanical ventilation duration, intensive care unit (ICU) stays and hospital mortality rate were compared between two groups. Results At 72 h after treatment, individual treatment group was markedly higher than conventional mechanical ventilation treatment group in PEEP and end-inspiratory transpulmonary gradient (P<0.05), and was notably higher in arterial partial pressure of oxygen (PO2) and oxygenation indexes (P<0.05). During the whole experiment, there was no significant difference between two groups in heart rate and cardiac output (P>0.05). Meanwhile, individual treatment group was evidently shorter than control group in mechanical ventilation duration and ICU stay (P<0.05). However, there was no significant difference between two groups in hospital mortality rate (P>0.05). Conclusion Application of mechanical ventilation using transpulmonary gradient-guided PEEP after pulmonary re-expansion can effectively improve the oxygenation and shorten the mechanical ventilation and ICU stay without triggering circular fluctuation in patients with hypoxemia after acute aortic dissection surgery.

acute aortic dissection; hypoxemia; transpulmonary gradient; esophageal pressure

2015-11-25

江蘇省南京市醫學重點科技發展項目(ZKX14036)

穆心葦, E-mail: 18951670877@163.com

R 543.1

A

1672-2353(2016)24-001-06

10.7619/jcmp.201624001